JP7496877B2 - 改善されたキャップを備える予燃焼室点火プラグ - Google Patents

Description

本発明は、様々な燃焼室ジオメトリに個別に適合可能な改善されたキャップを備える予燃焼室点火プラグに関する。

予燃焼室点火プラグは、従来技術から様々な形態で知られている。予燃焼室点火プラグの予燃焼室は、通常、キャップによって内燃機関の燃焼室に対して画定される。キャップには通過開口が設けられているので、予燃焼室内での点火後にトーチジェットが通過開口を通って内燃機関の燃焼室に到達でき、そこにある燃料空気混合物を着火することができる。この場合、予燃焼室点火プラグのキャップは、均一で丸屋根のような基本形状を有する。したがって、使用環境の特定の位置関係では、例えば燃焼室内の予燃焼室点火プラグ自体の角度位置によって、または、例えば噴射弁などの他のコンポーネントが予燃焼室点火プラグの隣に配置されることにより、不都合な流れ状況が支配する可能性があることが確認された。このことは、予燃焼室点火プラグの予燃焼室内での新鮮ガスと残留ガスとの交換が可能でなくなるか、または不十分にしか可能でないことをもたらし得る。さらに、予燃焼室点火プラグのキャップのキャップ形状によって、噴射弁に吹きかけられるか、または高温ガスが流れてくる可能性もあり、そのことが過熱につながるかもしれない。

それに対して、請求項１の特徴を有する本発明による予燃焼室点火プラグは、簡単で安価な製造性の他に、予燃焼室点火プラグが突出する燃焼室内のガス流に的確に影響を及ぼし、それにより格段に向上したガス流誘導が可能になるという利点を有する。特に、例えば高温排気エアなどの高温の媒体の流入および／または流出を的確に制御できる。さらに、本発明による予燃焼室点火プラグは、予燃焼室内の新鮮ガスと残留ガスの最適化された交換を有する。これによって、様々な動作状況において、予燃焼室点火プラグの予燃焼室内の混合物の確実な点火を常に可能にすることができる。このことは、本発明によれば、予燃焼室点火プラグのキャップが燃焼室側の面に凹部を有することによって達成される。したがって、キャップにおける凹部が噴射弁または内燃機関の他の部品の領域で流れに影響を及ぼすようにした予燃焼室点火プラグの相応の位置決め、およびジオメトリによって、上記の利点を達成することができる。その場合、凹部の幾何学的形態を、燃焼室の個別の実情に適合させることができる。

従属請求項は、本発明の好ましい発展形態を示す。

キャップの外面の凹部に通じる少なくとも１つの第１の通過開口がキャップに設けられていることが特に好ましい。したがって、キャップの外面の凹部によって、予燃焼室点火プラグの予燃焼室から第１の通過開口を通ってキャップから出るトーチジェットに直接、流れに有利に影響を及ぼすことができる。凹部によって、例えば第１の通過開口を通って出るトーチジェットを、特に容易に発火し得る燃料と空気の混合物が入った燃焼室内の領域に直接導くことができる。

キャップにおいて、複数の通過開口が凹部に通じることが特に好ましい。これによって、キャップから出るガスもしくはトーチジェット、ならびにキャップに流れ込むガスの流れの影響に関して特に高い可変性を達成することができる。それにより予燃焼室点火プラグの予燃焼室内のガス交換を特に良好に行うことができる。

凹部がキャップの燃焼室側の外面にだけ設けられていることが特に好ましい。キャップの内面は、凹部なし、および／または凸部なし、またはそれに類するものがなしに形成されている。キャップの内面が一貫して凹面状に形成されていることが特に好ましい。

本発明の特に好ましい実施形態では、凹部はキャップの外面に凹面状に形成されている。それにより、特に流れに有利に形成される窪み形状の凹部をキャップの外面に設けることができる。その場合、凹部は、殊に部分球面または部分楕円体の形で設けられている。

本発明の別の好ましい実施形態では、予燃焼室点火プラグのハウジングがねじ山を有し、キャップの凹部が、ねじ山のねじ山始端および／またはねじ山終端に依存して位置決めされている。それによって、予燃焼室点火プラグを組み付ける場合に、キャップの凹部のポジションが常に燃焼室内の適切な箇所に配置されることを確保することができる。

その場合、予燃焼室点火プラグのキャップの凹部の中心とハウジングのねじ山始端が、予燃焼室点火プラグの中心軸を含む平面上に配置されることが特に好ましい。換言すると、予燃焼室点火プラグの凹部とねじ山始端が一本の線上に位置する。キャップの凹部が対称の窪みであることがさらに好ましい。

殊に、キャップは、凹部の外側でキャップを通って延びる少なくとも１つの別の通過開口を有する。その場合、予燃焼室点火プラグの中心軸に対する、キャップの凹部に通じる第１の通過開口の中心線の第１の角度αが、キャップにおける別の通過開口の第２の角度βとは異なることがさらに好ましい。殊に、キャップは、予燃焼室点火プラグの中心軸に対して正確に単一の凹部を有する。

キャップが非対称に形成されていることがさらに好ましい。

予燃焼室点火プラグとキャップの特に安価な製造性を可能にするために、キャップは、殊にＭＩＭ部品（metal injection moulding）または焼結部品である。

本発明の一実施例による予燃焼室点火プラグの模式的断面図である。 図１による予燃焼室点火プラグのキャップの模式的拡大詳細断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。

以下、図１および図２を参照しながら本発明の好ましい実施例による予燃焼室点火プラグ１を詳しく説明する。

図１から見て取れるように、予燃焼室点火プラグ１は、断面が実質的にＵ字形のキャップ３によって画定される予燃焼室２を備えている。キャップ３は、予燃焼室点火プラグのハウジング６に、例えば溶接接合９によって取り付けられている。キャップ３は、予燃焼室点火プラグの設置空間側の端１０に配置されている。

予燃焼室点火プラグ１は、中心電極５と絶縁体７とをさらに有している。

ハウジング６は、ハウジング６の燃焼室側の端に配置されたおねじ４を有する。ハウジング６にキャップ３が隣接する。

おねじ４は、シリンダヘッド、またはそれに類するものに予燃焼室点火プラグを取り付けるために用いられる。

キャップ３には、複数の通過開口３１、３２がさらに設けられている。その場合、予燃焼室点火プラグの予燃焼室２内で点火すると、いわゆるトーチジェット（Fackelstrahlen）が通過開口３１、３２を通って内燃機関の燃焼室に出力され、次いでここで燃料と空気の混合物が着火される。その場合、通過開口３１、３２のポジションと数は可変であり得る。

各内燃機関は、噴射弁噴射ジェットに対する予燃焼室点火プラグ１の位置、および噴射弁の位置、ならびに、例えばピストンのジオメトリや設置空間における他のコンポーネントの配置などの他の幾何学的境界条件に関して異なった条件を有するので、流れ誘導の最適化のためには、予燃焼室点火プラグを個別に適合させることが望ましい。このことは、キャップ３が非対称に形成されることによって達成される。

キャップ３は、この実施例では窪み形状の凹部である凹部８を燃焼室側の外面３４に有する。その場合、凹部８は、部分球面の幾何学的形状を有する。

その場合、図２から詳細に見て取れるように、第１の通過開口３１が凹部８に通じている。その場合、第１の通過開口３１は、直線状に形成され、かつ中心線Ｍ１を有する。中心線Ｍ１は、予燃焼室点火プラグ１の中心軸Ｘ－Ｘに対して第１の角度αで配置されている。

図２は、予燃焼室点火プラグの中心軸Ｘ－Ｘに対して第２の角度βで配置されている第２の中心線Ｍ２を含む第２の通過開口３２をさらに有する。その場合、角度βは角度αよりも大きい。

さらに、キャップ３が一貫して凹面状の内面３３を有する。

したがって、第１の通過開口３１が通じる凹部８を有するキャップ３が非対称の形態であることによって、一方で、予燃焼室２内のガスを交換するためにガス交換する場合のみならず、トーチジェットが予燃焼室２から第１の通過開口３１を介して出る場合も最適なガス流を達成することができる。例えば、第１の通過開口３１から出るトーチジェットを、高い点火能力を有する燃焼室内の領域に向くように向けることができる。

さらに、第１の通過開口３１の第１の中心線Ｍ１とおねじ４のねじ山始端４０とが一平面（図２に示される切断平面）上に位置し、この平面は予燃焼室点火プラグ１の中心軸Ｘ－Ｘも含む。それによって、シリンダヘッドまたはそれに類するものに予燃焼室点火プラグ１を組付ける場合に、非対称に形成されたキャップ３の凹部８の正確な位置決めを達成することができる。したがって、特に、燃焼室における凹部８の不正確な位置決めにより望ましい最適化されたガス流誘導がもたらされないであろう組付け間違いを回避することができる。

したがって、ねじ山始端４０に対する凹部８の予め定められた方向づけのみならず、ねじ山始端４０に対する第１の通過開口３１の予め定められた方向づけも達成することができる。

したがって、キャップ３の外面に少なくとも１つの凹部８を設けるという本発明による好都合な着想によって、予燃焼室２からガスが流出する場合のみならず、予燃焼室２にガスが流入する場合も的確なガス流を達成することができる。その場合、凹部８の幾何学的形状は、それぞれ、燃焼室に存在する実情に適合させることができる。キャップ３は、例えばＭＩＭ法または焼結によって安価に製造することができる。

キャップ３の外面３４に複数の凹部８が設けられることも可能であるということを述べておきたい。キャップ３の凹部に複数の通過開口が通じていることも可能である。

１ 予燃焼室点火プラグ
２ 予燃焼室
３ キャップ
４ おねじ
５ 中心電極
６ ハウジング
７ 絶縁体
８ 凹部
９ 溶接接合
１０ 予燃焼室点火プラグの燃焼室側の端
３１、３２ 通過開口
３３ 内面
３４ 外面
４０ ねじ山始端
Ｍ１ 中心線
α 第１の角度
β 第２の角度
Ｘ－Ｘ 予燃焼室点火プラグの中心軸

Claims (8)

1. 中心軸線（Ｘ－Ｘ）を有する予燃焼室点火プラグであって、
   －ハウジング（６）と、
   －前記予燃焼室点火プラグの燃焼室側の端（１０）に配置されたキャップ（３）と、
   を備え、
   －前記キャップ（３）が燃焼室側の外面（３４）に凹部（８）を有し、
   前記キャップ（３）の前記凹部（８）に通じる第１の通過開口（３１）が前記キャップ（３）に設けられていて、
   前記第１の通過開口（３１）が開口する前記凹部（８）は、前記予燃焼室点火プラグの前記中心軸線（Ｘ－Ｘ）に対して非対称に形成されている、予燃焼室点火プラグ。
2. 前記キャップ（３）の内面（３３）が凹面状に形成されている、請求項１記載の予燃焼室点火プラグ。
3. 前記凹部（８）が凹面状に形成されている、請求項１または２記載の予燃焼室点火プラグ。
4. 前記ハウジング（６）がおねじ（４）を有し、前記キャップ（３）の前記凹部（８）が前記おねじ（４）のねじ山始端（４０）に依存して位置決めされていて、
   前記凹部（８）の中心と前記ハウジングのねじ山始端（４０）が、前記予燃焼室点火プラグの前記中心軸線（Ｘ－Ｘ）を含む平面上に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の予燃焼室点火プラグ。
5. 前記凹部（８）が部分球面の幾何学的形状を有する窪みである、請求項１から４までのいずれか１項記載の予燃焼室点火プラグ。
6. 前記キャップ（３）が、前記凹部（８）の外側で前記キャップ（３）を通って延びる少なくとも１つの別の通過開口（３２）を有し、前記予燃焼室点火プラグの中心軸（Ｘ－Ｘ）に対する前記第１の通過開口（３１）の第１の中心線Ｍ１の第１の角度αが前記予燃焼室点火プラグの前記中心軸（Ｘ－Ｘ）に対する前記別の通過開口（３２）の第２の角度βとは異なる、請求項１から５までのいずれか１項記載の予燃焼室点火プラグ。
7. 前記キャップ（３）が正確に単一の凹部（８）を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の予燃焼室点火プラグ。
8. 前記キャップ（３）がＭＩＭ部品または焼結部品である、請求項１から７までのいずれか１項記載の予燃焼室点火プラグ。

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