JPH03107576A - トーチジェット補助式の点火装置 - Google Patents

トーチジェット補助式の点火装置

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JPH03107576A
JPH03107576A JP2241077A JP24107790A JPH03107576A JP H03107576 A JPH03107576 A JP H03107576A JP 2241077 A JP2241077 A JP 2241077A JP 24107790 A JP24107790 A JP 24107790A JP H03107576 A JPH03107576 A JP H03107576A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は火花点火装置に関し、特に、トーチジェット点
火と従来の火花装置とを組み合わせてなり、閉端シリン
ダと、このシリンダ内に位置し、シリンダの閉端部で可
変容量燃焼室を画定するピストンとを有する工ンシ　の
トーチジェット補助式の火花点火装置であって、シリン
ダの壁に支持され、この壁に隣接して火花ギャップを形
成する導電性手段と、火花ギャップに隣接し燃焼室内へ
向いたオリフィスを介して燃焼室に連通したトーチ室と
を有する型式の火花点火装置に関する。
− ［従来の技術並びにその問題点］ 連添エンジン（ｆａｓｔ−ｂｕｒｎｉｎｇ　ｅｎｇｉｎ
ｅ）は、シリンダ圧力における周期的な変化が小さく、
エンジンノックに対する抵抗が大きいものとして知られ
ている。このため、−層大きな圧縮比でも高いエンジン
効率が得られる。
速燃を達成する１方法はトーチジェット点火を使用する
方法である。典型的なトーチジェット点火装置は、通常
５ｍｍ以上の大きなオリフィスを介して主燃焼室に接続
された大きな予備室と、この予備室内に位置した点火プ
ラグとを有する。予備室の容積はすきま容積の３％ない
し１２％である。予備室で点火が行われるので、予備室
内の（空気と燃料との）混合物は極めて厳しい制約を受
ける。それ故、通常は、予備室に弁を設けて、この予備
室へ新鮮な混合物を提供する必要がある。
点火後、予備室内の燃焼した混合物はオリフィスを通し
て主燃焼室内へ膨張し、トーチジェットを形成する。ジ
ェットにより誘起された大きな乱気流から及び境界にお
いてトーチジェットにより生起せしめられた大きな炎の
前方領域から、燃焼速度が増大する。ある場合は、特殊
な弁は使用しない。
特殊な弁を有さないトーチジェット点火装置の一例は米
国特許第３，９２１，６０５号明細書に開示されており
、この米国特許明細書は、合計のすきま容積の２％ない
し１０％の容積を有する大きな予備室を開示し、各６４
５．１６ｍｍ”　（平方インチ）のオリフィス面積に対
して８１．９５ないし２４５．８１立方センチメートル
（５ないし１５立方インチ）の容積を開示し、約３．６
　ｍｍの直径のオリフィス寸法を開示し、室内の特殊な
点火プラグを開示している。一方、米国特許第４゜１１
２．８７７号明細書は予備室内へ新鮮な空気／燃料混合
物を導入するための特殊な弁装置を有する予備室を開示
している。点火プラグは予備室から離れて位置する。予
備室を備えた装置の別の例は米国特許第４，０９６，８
４４号明細書に開示されており、この米国特許明細書は
点火プラグから離れた予備室と、別の点火プラグを収容
した別の予備室とを開示している。これらの予備室はか
なり大きいように思えるか、その寸法は開示されていな
い。
大きな予備室を使用し特殊な弁を使用したときの欠点は
明白である。また、このような構成においては、エンジ
ンはトーチジェット点火の利点を利用できるように特殊
に設計しなければならないことも明らかである。ちなみ
に、本発明は、任意のエンジンに使用する点火プラグ内
に取り付けることのできる極めて小さなトーチ室（主燃
焼室の容積の１％以下）を使用して連添を達成する新規
な方法を提供する。更に、弁は必要としない。
点火プラグ内に組合された同等の室及び点火に関連する
小さな室は既知である。例えば、米国特許第４，６３９
，６３５号明細書は２つの火花ギャップを有する極めて
小さな室（２８立方ミリメートル）を開示し、一方の火
花ギャップは室内に位置していて混合物の加熱及び室か
らのガスの放出を行い、他方の火花ギャップはガス放出
経路内に位置していてガスをイオン化し、低工不ルギブ
ラズ１ マジェノトを生じさせる。
［発明の目的］ 本発明の目的は、基本的なエンジンを実質上修正するこ
となくエンジンにおけるトーチジェット点火の利点を提
供することである。
本発明の別の目的は、既存のエンジンにおいてトーチジ
ェット点火の利点を提供することである。
本発明の更に別の目的は、点火プラグを備えたエンジン
においてトーチジェット点火の利点を利用するように最
適な寸法で予備室を標準寸法の点火プラグ内へ合体する
ことである。
［発明の構成並びに作用効果］ 本発明に係る）・−チジェット補助式の点火装置の特徴
とするところは、トーチ室の容積が燃焼室の最小容積の
１．５％に等しいかこれより小さくなっており、オリフ
ィスの直径が少なくとも０．１ｃｍとなっており、立方
センチメートルの単位でのトーチ室の容積を平方センチ
メートルの単位でのオリフィスの面積で割った値を表す
トーチ室／オリフィスの特徴的長さが１５ｃｍないし１
２ １２７ｃｍの範囲内にあることである。
本発明は、閉端シリンダとこのシリンダの閉端部で可変
容量燃焼室を画定するためにシリンダ内に位置したピス
トンとを有するエンジンと組み合わせて使用し、シリン
ダの壁に支持されこの壁に隣接して火花ギャップを形成
する導電性手段と、火花ギャップに隣接して壁内に位置
し燃焼室の方へ向いたオリフィスを介して燃焼室に連通
したトーチ室とを備え、トーチ室の容積が０．５ｃｃな
いし１．０　ｃ　ｃの範囲内にあり、オリフィスの直径
が０．１ｃｍないし０．２ｃｍの範囲内にあるようなト
ーチジェット補助式の点火装置により、実施される。
更に、本発明は、次の構成を有するエンジンの燃焼室の
ためのトーチジェット点火プラグにより、実施される。
すなわち、このトーチジェット点火プラグは、エンジン
の燃焼室の一部を形成するに適した装着手段を一端近傍
に具備した本体と、この一端上に位置しこの一端に緊密
に隣接して火花ギャップを形成し、かつ、設置されたと
きには燃焼室内に位置して燃焼室内の圧縮空気／燃料混
合物のチャージを点火するようになった導電性手段と、
一端に隣接して本体内に形成されていて０．５ｃｃない
し１．０ｃｃの範囲内の容積を有するトーチ室と、設置
されたときには、トーチ室を燃焼室に接続するため一端
を通ってトーチ室からから延びるオリフィスと、を備え
、一端を通ったオリフィスの開口は、火花ギヤングに近
接しているが火花ギャップから片寄っており、オリフィ
スがほぼ０．１ｃｍないし０．２ｃｍの範囲内の直径を
有する。
［実施例〕 本発明はトーチジェット補助式の火花点火を利用する。
トーチジェット点火と異なり、このトーチジェット補助
式の火花点火は、主燃焼室内の普通の火花点火に関連し
てトーチジェット現象を使用し、主燃焼室の容積の１．
５％以下の極めて小さなトーチ室を必要とす・る。通常
約０．１５ｃｍの直径を有する小さなオリフィスと、適
正なオリフィスの面積対容積比とを使用することにより
、オリフィスから有効なジェットが噴射されて大きな炎
の前方領域を発生させ、燃焼混合物の迅速燃焼を生じさ
せる。
第１図に断面で示すエンジン１０は、シリンダ１４の側
壁を形成するブロック部分１２と、シリンダの端壁を形
成するヘッド１６と、シリンダ内に位置し可変容量燃焼
室を画定するピストン１８とを存する。ヘッドはポート
２２内に着座した弁２０と、ネジ付き穴（ボア）２６内
に位置したトーチジェット点火プラグ２４とを有する。
従って、弁２０及び点火プラグ２４もシリンダ壁の一部
を形成する。
第２図に明示するように、点火プラグ２４は一端に外側
から螺合し２つの隣接する穴（ボア）３０．３２を備え
たハウジング２８を有する。穴３０はハウジング２８の
全長にわたって延びていて絶縁体３４を内蔵し、この絶
縁体は、この絶縁体の端部を越えかつハウジング２８の
端部をも越えて延びる中央のワイヤ電極３６を担持して
いる。
Ｌ字状の側ワイヤ電極３８は突出した中央ワイヤ５ 電極３６に隣接してハウジング２８に溶着され、中央ワ
イヤ電極と共働して火花ギャップを形成する。穴３２は
閉じた端部を有し、側ワイヤ電極３８に隣接してハウジ
ング２８の一端内へ延びる。
穴３２は内側にネジ部を有していてカップ状の塞閉止部
材４０を収容し、この閉止部材は外側にネジ部を有して
いて穴３２に螺合し、閉じたトーチ室４２を画定する。
閉止部材４０の外端はトーチ室を主燃焼室に接続するオ
リフィス４４を有する。
トーチ室４２の寸法はその有効な作動にとって重要であ
る。０．５ｃｃないしｌｅｅのトーチ室容積に対して最
も有効な作動が生じ、約０．７ｃｃ又はそれ以上で最適
な挙動が得られる。この容積は、主燃焼室の最小容積（
即ち、ピストン１８がその上死点にあるときの主燃焼室
の容積）の１．５％以下にすべきであり、１％以下であ
るのが好ましい。このような小さな相対容積の効果は、
両方の容積内で燃焼が進行したとき、トーチ室内に高圧
が発生するが主燃焼室内の圧力は低いままに維持され、
その結果、燃焼ガスのジェットが主燃焼６ 室内の奥深くへ噴射されることである。このような圧力
差を発生させるためには、オリフィスはトーチ室にわた
って燃焼が進行するのに十分な時間だけトーチ室内に圧
力を維持させるのに十分なほど小さなものでなければな
らない。この目的を達成するには、０．２ｃｍ又はそれ
以下のオリフィス直径で十分であることか判った。しか
し、オリフィスは、ジェ／トを迅速に推進させ、また、
エンジンの排気行程期間中に残留ガスを追い出し圧縮行
程期間中にカスを吸引することにより新鮮な空気／燃料
混合物を室に再充填するのに十分なほど大きくなければ
ならない。この再充填作用を得るためには、オリフィス
の直径は少なくとも０．１Ｃｍとずへきである。特に、
試験を行ったところ、０．１５ｃｍの直径のオリフィス
に対して、トーチ室内に発生する圧力は主燃焼車内に発
生した圧力に迅速に追従し、このオリフィスの寸法が好
ましいが、０．１ないし０．２ｃｍの範囲内のオリフィ
ス直径も許容できることが判った。
トーチ室の寸法に関して「特徴的長さ」を定義するが、
この特徴的長さとは、立方センチノー１−ルの単位にお
けるトーチ室の容積を平方センナメートルの単位におけ
るオリフィスの面積で割った値をいうものとする。特徴
的長さの限界値は、０．５ｃｃの容積（トーチ室）及び
０．２ｃｍの直径（オリフィス）に対して１５ｃｍであ
り、１ｃｃの容積及びＯ，１ｃｍの直径に対して１２７
ｃｍである。０．１５ｃｍの好ましいオリフィス直径及
びＩＣＣの最大容積に対しては、特徴的長さは５７ｃｍ
となる。０．１５ｃｍのオリフィス直径及び０．５ｃｃ
の最小容積に対しては、特徴的長さは２８ｃｍとなる。
作動において、空気／燃料混合物の点火は主燃焼室内で
生じる。燃焼の初期時期は普通の火花点火期間中のもの
と同じである。
点火プラグにより開始せしめられた炎の前方領域（即ち
、炎フロント）がオリフィス４４に到達した直後に、炎
フロントはトーチ室内のチャージ（空気／燃料混合物）
を点火する。トーチ室内の燃焼ガスが主燃焼室内へ膨張
すると、トーチジェットを発生させ、このトーチジェッ
トは主燃焼室内へ噴射されて、主燃焼室内の燃焼速度を
増大させる。トーチジェット補助式の点火について室内
実験を行ったところ、標準の火花点火における７度のク
ランク角度で改善すべき最良トルク（ＭＢＴ）に対する
（即ち、標準の点火プラグで１４°ＢＴＤＣの火花設定
において最良のトルクが得られるエンジンに対する）最
小火花進行が、トーチジェット補助式の点火においては
、７１１ＢＴＤＣの火花設定において最良のトルクを与
えることが判った。
種々の寸法を試してみたか、０．７７５ｃｃ（主シリン
ダ容積の０．８８％）の予備室容積と０．１５ｃｍのオ
リフィス直径とを有する点火プラグにより、最良の結果
（最迅速燃焼）が得られた。また、試験によれば、オリ
フィスから９．５ｍｍ（３／８インチ）離れた火花ギャ
ップで装置は作動するが、オリフィスにできる限り近付
いた火花ギャップ（例えば、オリフィスから１．５９ｍ
ｍ即ち１／１６インチ離れた火花ギャップ）で最良の挙
動が得られることが判った。
予備燃焼室内にではなく主燃焼室内に点火プラ９ グを配置するといくつかの利点が得られる。第１に、点
火プラグが炎フロントを発生させる。トーチジェットに
より生起せしめられた付加的な炎フロントの効果は第２
点火プラグを有する場合の効果と同等である。第２に、
点火が主燃焼室内で生じるので、トーチ室内の混合物は
トーチジェット点火装置の予備室における混合物はど厳
密に制御する必要がない。それ故、トーチ室は盲キャビ
ティでよい。更に、トーチ室内の混合物はトーチ室内を
進行する炎により点火せしめられるので、トーチ室内の
すべてのチャージはトーチジェットを駆動するために使
用でき、その結果、］・−チ室内のチャージの量は少な
くて済む。
大半のエンジンに取り付けられ予備室構造の要求を合体
した１４ｍｍのネジを有する点火プラグ６０を第３図に
示す。このプラグ６０は普通の点火プラグに表面１似て
おり、ネジ端部６４を具備した鋼製シェル６２と、シェ
ルの端部に取り付けたＬ字状の側ワイヤ電極６６と、シ
ェル内にクリンプされた中空の中央絶縁体６８と、火花
ギヤッ０ プを形成するため側ワイヤ電極６６に隣接する地点まで
絶縁体６８を越えて延びる端部７２を有し中空絶縁体内
に位置した中央のワイヤ電極７０と、中央ワイヤ電極７
０を端子７６に接続するため絶縁体内に設けた抵抗７４
とを有する。シェル６２はネジ端部６４とは反対側の端
部に細長い穴（ボア）７８を有し、絶縁体は、穴７８内
に嵌合しクリンプによりシェル上の適所にクランプされ
る細長い本体部分８０を有する。絶縁体はその細長い本
体部分８０から寸法を減少して、薄い僅かにテーパした
スリーブ８２を形成し、このスリーブはネジ端部６４を
貫通し、シェル６２の内壁８４から離間している。
オリフィス板８６の形をした金属端部囲いはシェル６２
の端部６４に締結されていて、絶縁体のスリーブ８２と
シェルとの間の環状ギャップをまたいでいる。シェルの
内壁８４、スリーブ８２及びオリフィス板８６により画
定された空間は予備室８８を構成する。第４図に示すよ
うに、オリフィス板８６にはオリフィス９０が形成しで
ある。
オリフィス板８６は、７ランジ９２．９４でそれぞれ終
端した外側周辺及び内側周辺を有する環状の凹状ワ・／
シャであり、凹状側は予備室から離れて火花ギャップの
方へ向いている。外側フランジ９２はシェルの端部６４
のリムに溶着されてシールを形成し、内側７ランジは気
密シールを形成するためスリーブ８２上にしまり嵌めさ
れている。
オリフィス板は鋼製シェルの膨張に順応し、スリーブ８
２上に強力なシールを維持しなければならない。
設置期間中、スリーブ８２の僅かなテーパ部がオリフィ
ス板８６の中央孔内に圧入される。セラミックのスリー
ブ８６は、オリフィス板を適所に圧接するときに、内側
７ランジ９４を擦り減らす。
外側フランジ９２もシェルの内壁８４に圧入される。こ
れら２つの締まりばめは、作動期間中にオリフィス板と
絶縁体との間にシールを維持するように、板肉に内部応
力を提供する。オリフィス板が凹形状を呈しているため
、外側縁部は鋼シェルに沿って拡張でき、内側縁部は中
央スリーブに気密に固定された状態を維持し、これによ
り、トーチ室８８と主燃焼室との間に必要なシールを提
供する。オリフィス板の材質（インコネル）及びその肉
厚が、上述のシール作用を許容するような適正な膨張率
を提供する。保持及び完全なシールを保証するため、外
側フランジ９２はシェルの周辺のまわりで完全にＴＩＧ
溶着される。絶縁体６８、シェル６２及び抵抗７４は普
通に生産するプラグと実質上回し材料でつくる。
第５．６図の実施例は別の特徴を有する。２つの火花ギ
ャップが直列に設けられ、第２火花ギャップは予備室の
内部に位置する。上述した予備室及びオリフィスの寸法
をこれらの実施例にも適用する。これらのプラグの構造
は端部６４の領域を除いて第３図のものと同じである。
第５図において、シェルの内壁８４はシェルの端部近傍
に肩部１０２を有する。オリフィス板８６′は付加的な
電極として作用する金属リベツｌ−１０４を収容する中
央開口を備えたセラミックディスクを有する。
中央ワイヤ電極７０′及び絶縁体スリーブ８２′３ は、第３図のものに比べて、奥行きか縮めてあり、予備
室８８内で終端している。オリフィス板８６′は肩部１
０２上に着座し、シェルの端部フランジ１０６により適
所にクリンプされている。
シェルの端部６４から延びた側ワイヤ電極６６はリベッ
ト１０４の外端から離間しており、主燃焼室内に火花ギ
ャップを形成し、中央ワイヤ電極７０′とリベットとの
間の空間は予備室８８内に第２火花ギャップを形成する
。
作動において、中央ワイヤ電極７０′が普通の方法で付
勢され、中央ワイヤ電極７０′からリベット１０４を通
って接地側ワイヤ電極６６へ電流が順次流れたときに、
２つのギャップにおいて２つの火花が発生する。予備室
８８と主燃焼室とにおいて燃焼が同時に開始する。その
後、第２．３図の実施例の場合と同じように処理が続行
し、トーチジェットがオリフィス９０から発射されて燃
焼を補助する。この点火プラグの構成により、プラグは
、主燃焼室の方へ一層突出した第３図の実施例のプラグ
よりも一層冷却される。
２４ 第６図の実施例は、板８６′上のリベット１０４が導電
性セラミック材料の中央導電性電極１０８により支持さ
れ、側ワイヤ電極が表面火花ギャップを形成するため中
央の導電性電極１０８の十分近くに達するように長くな
った端部フランジ１０６により支持されている意思外は
、第５図のものと同じである。導電性セラミック材料は
、例えば、体積にして１０％のプラチナを混入したアル
ミナである。セラミックのオリフィス板８６′及び導電
性中央電極１０８は便宜的には、生の状態で形成され、
同時に焼結されて、異なる領域において異なる導電特性
を有する一体部品を構成する。この実施例においては、
火花は中央ワイヤ電極７０′から導電性セラミック電極
１０８ヘジヤンプし、そこから端部フランジ１０６ヘジ
ヤンプする。
第７．８図に示す実施例は第６図の実施例に類似してお
り、導電性セラミック中央電極１０８を有するセラミッ
クディスク８６′を使用する。セラミックディスク８６
′内のオリフィス９０はプラグの中実軸線に関しである
角度をなしている。
端部フランジ１０６は、クリンプされる代わりに、直線
状となっており、保持リング１１０が端部フランジの鼻
部に溶着されていて、肩部１０２に接した状態でセラミ
ックディスク８６′を保持する。
保持リング１１０に溶着された一対の側ワイヤ電極１１
２は相互に半径方向内方へ延び、セラミック電極１０８
の中央で互いに隣接して終端し、セラミック中央電極１
０８と側ワイヤ電極１１２との間に一対のギャップを形
成する。中央ワイヤ電極７０′とセラミック中央電極１
０８との間のギャップは、例えば、０．０５ｃｍであり
、セラミック中央電極１０８と側ワイヤ電極１１２との
間のギャップは０．１ｃｍである。この実施例において
は、火花は中央ワイヤ電極７０′から導電性セラミック
中央電極１０８ヘジヤンブし、そこから側ワイヤ電極１
１２ヘジャンプする。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係るトーチジェット補助式
の火花点火装置を備えたエンジン燃焼室の断面図、 第２図は第１図の点火装置の拡大図、 第３図は本発明の第２実施例に係るトーチ室を備えた点
火プラグの部分断面図、 第４図は第３図の実施例に使用するオリフィス板の前面
図、 第５図は本発明の第３実施例に係るトーチ室を備えた点
火プラグの端部の断面図、 第６図は本発明の第４実施例に係るトーチ室を備えた点
火プラグの端部の断面図、 第７図は本発明の第５実施例に係るトーチ室を備えた点
火プラグの端部の断面図、 第８図は第７図の点火プラグの端面図である。 符号の説明 １０：エンジン　　１４ニジリンダ １６二ヘツド　　１８：ピストン ２４：点火プラグ　　２８：ハウジング３６：中央ワイ
ヤ電極　　３８：側ワイヤ電極４２：トーチ室　　４４
ニオリフィス ６０：点火プラグ　　６２ニジエル ２７ ６４：ネジ端部 ６６：側ワイヤ電極 ７０．７０′：中央ワイヤ電極 ８６．８６′−オリフィス板 ８８：トーチ室　　９０：９０’ニオリフイス１０４：
リベット １０６：７ランジ １０８：導電性電極 １１２：側ワイヤ電極 ８

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、閉端シリンダ（１４）と、このシリンダ内に位置し
    、同シリンダ（１４）の閉端部との間に可変容量燃焼室
    を画定するピストン（１８）とを有するエンジン（１０
    ）のトーチジェット補助式の火花点火装置（２４；６０
    ）であって、前記シリンダ（１４）の壁（１６）に支持
    され、同壁（１６）に隣接して火花ギャップを形成する
    導電性手段（３６、３８；６６、７０；７０′、１０４
    ；７０′、１０８；７０′、１１２）と、該火花ギャッ
    プに隣接し前記燃焼室（１４）内へ向いたオリフィス（
    ４４；９０；９０′）を介して同燃焼室（１４）に連通
    したトーチ室（４２；８８）とを有する火花点火装置に
    おいて、 前記トーチ室の容積が前記燃焼室の最小容積の１．５％
    に等しいかこれより小さくなっており；前記オリフィス
    の直径が少なくとも０．１ｃｍとなっており；立方セン
    チメートルの単位での前記トーチ室の容積を平方センチ
    メートルの単位での前記オリフィスの面積で割った値を
    表すトーチ室／オリフィスの特徴的長さが１５ｃｍない
    し１２７ｃｍの範囲内にあることを特徴とする火花点火
    装置。 ２、請求項１に記載のトーチジェット補助式の火花点火
    装置（２４；６０）において、前記トーチ室の容積が０
    ．５ｃｃないし１．０ｃｃの範囲内にあり、前記オリフ
    ィスの直径が０．１ｃｍないし０．２ｃｍの範囲内にあ
    ることを特徴とする火花点火装置。 ３、請求項１に記載のトーチジェット補助式の火花点火
    装置（２４；６０）において、前記トーチ室の容積が前
    記燃焼室の最小容積の１％より小さいことを特徴とする
    火花点火装置。 ４、請求項１に記載のトーチジェット補助式の火花点火
    装置（２４；６０）において、前記オリフィスの直径が
    少なくとも０．１５ｃｍとなっており、前記トーチ室／
    オリフィスの特徴的長さが２８ｃｍないし５７ｃｍの範
    囲内にあることを特徴とする火花点火装置。５、請求項
    １に記載のトーチジェット補助式の火花点火装置（２４
    ；６０）において、前記エンジンの燃焼室の一部を形成
    する装着手段（６４）を一端に具備した本体（２８；６
    ２）を有するトーチジェット点火プラグを備え；前記導
    電性手段（３６、３８；６６、７０；７０′、１０４；
    ７０′、１０８；７０′、１１２）が、前記一端上に位
    置し、同一端にじかに隣接して前記火花ギャップを形成
    し、かつ、設置されたときには前記燃焼室内に位置して
    同燃焼室内の圧縮空気／燃料混合物のチャージを点火す
    るようになっており；前記トーチ室（４２；８８）が前
    記一端に隣接して前記本体（２８；６２）内に形成され
    ていて０．５ｃｃないし１．０ｃｃの範囲内の容積を有
    し；前記オリフィス（４４；９０）が、設置されたとき
    には、前記トーチ室（４２；８８）を前記燃焼室に接続
    するため前記一端を通って同トーチ室からから延びてお
    り；該一端を通った該オリフイス（４４；９０）の開口
    は、前記火花ギャップに近接しているが同火花ギャップ
    から片寄っており；該オリフィスがほぼ０．１ｃｍない
    し０．２ｃｍの範囲内の直径を有することを特徴とする
    火花点火装置。 ６、請求項５に記載のトーチジェット補助式の火花点火
    装置（２４；６０）において、前記オリフィスの直径が
    少なくとも０．１５ｃｍであり、前記トーチ室／オリフ
    ィスの特徴的長さが２８ｃｍないし５７ｃｍの範囲内に
    あることを特徴とする火花点火装置。 ７、請求項５に記載のトーチジェット補助式の火花点火
    装置（２４；６０）において、前記トーチ室／オリフィ
    スの特徴的長さが１５ｃｍないし１２７ｃｍの範囲内に
    あることを特徴とする火花点火装置。 ８、請求項５に記載のトーチジェット補助式の火花点火
    装置（２４；６０）において、前記導電性手段が、前記
    トーチ室（８８）内の空気／燃料混合物を点火するため
    同トーチ室内に位置した第２火花ギャップ手段（７０′
    、１０４；７０′、１０８）を有することを特徴とする
    火花点火装置。 ９、請求項５に記載のトーチジェット補助式の火花点火
    装置（２４；６０）において、前記導電性手段が、設置
    されたときに接地する第１電極（１１２）と、前記火花
    ギャップにより同第１電極から離間せしめられ前記トー
    チ室（８８）内に接続した第２電極（１０８）と、同ト
    ーチ室（８８）内に位置し、前記火花ギャップと直列の
    第２火花ギャップを形成するように同第２電極（１０８
    ）から離間した第３電極（７０′）を有し、もってこれ
    らの火花ギャップが前記燃焼室及び前記トーチ室（８８
    ）内の空気／燃料混合物を点火するように同時に発火さ
    せることを特徴とする火花点火装置。 １０、請求項５に記載のトーチジェット補助式の火花点
    火装置（２４；６０）において、前記導電性手段が多数
    の電極を有し；前記点火プラグの本体が、第１電極（１
    ０６）で終端する端部（６４）を具備した金属シェル（
    ６２）と、同金属シェル（６２）内に位置し前記トーチ
    室（８８）を形成するため同金属シェル（６２）から離
    間した第２電極（７０′）と、同トーチ室（８８）を完
    成させ同トーチ室（８８）からの前記オリフィス（９０
    ）を画定するため前記第１電極と第２電極との間で前記
    金属シェルの端部上に位置した開口付き囲い（８６′）
    とを有し；第３電極（１０８）が、該囲い（８６′）に
    担持されており、かつ、２つの火花ギャップを直列に形
    成するように前記第２電極（７０′）と前記第１電極（
    １０６）との間に位置しており；これら２つの火花ギャ
    ップが、前記燃焼室内の前記火花ギャップと前記トーチ
    室（８８）内の第２火花ギャップとで構成されることを
    特徴とする火花点火装置。 １１、請求項５に記載のトーチジェット補助式の火花点
    火装置（２４；６０）において、前記点火プラグの本体
    が端部（６４）を備えた金属シェル（６２）を有し；前
    記導電性手段が、多数の電極と、該金属シェル（６２）
    の前記端部（６４）に接続した第１電極（６６）と、同
    金属シェル内に位置し同金属シェル（６２）から離間し
    た第２電極（７０）と、前記トーチ室（８８）を形成し
    同トーチ室（８８）からの前記オリフィス（９０）を画
    定するため同金属シェルの端部上に位置した開口付き囲
    い（８６）とを有し；前記第２電極（７０）が、前記火
    花ギャップを画定するため前記囲い（８６）を通って前
    記第１電極（６６）の近傍の地点まで延びていることを
    特徴とする火花点火装置。 １２、請求項５に記載のトーチジェット補助式の火花点
    火装置（２４；６０）において、前記本体が中空の金属
    シェル（６２）でできており：前記導電性手段が、該本
    体の前記一端（６４）から前記燃焼室内へ突出した側電
    極（６６）と、前記火花ギャップを形成するため該金属
    シェル（６２）の中央から該側電極（６６）の近傍の位
    置まで延びた中央電極（７０）とを有し；絶縁体（８２
    ）は前記金属シェル（６２）内で該中央電極（７０）を
    その横方向で包囲し同金属シェル（６２）の壁から離間
    しており；中央開口を有するディスク（８６）は、前記
    絶縁体（８２）上に嵌合しており、前記トーチ室（８８
    ）を画定すべく前記絶縁体（８２）と前記金属シェルの
    壁との空間を包囲するため前記本体の前記一端（６４）
    に周辺部で溶接付けされており；前記ディスク（８６）
    が前記トーチ室（８８）を前記燃焼室に接続するための
    前記オリフィス（９０）を有していることを特徴とする
    火花点火装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001182538A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Osaka Gas Co Ltd エンジン
JP2011044268A (ja) * 2009-08-19 2011-03-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の点火プラグ
WO2019167242A1 (ja) * 2018-03-02 2019-09-06 Ｂｉｇ Ｄａｉｓｈｏｗａ株式会社 回転工具のバランス及び振れ調整システム、バランス及び振れ計測装置、バランス及び振れ調整方法、及び、工具ホルダ

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4924829A (en) * 1989-09-11 1990-05-15 General Motors Corporation Apparatus for torch jet assisted spark ignition
US5014656A (en) * 1990-04-25 1991-05-14 General Motors Corporation Internal combustion engine having a permanent ground electrode and replaceable center electrode element
US5421300A (en) * 1994-02-28 1995-06-06 General Motors Corporation Torch jet spark plug
US5435278A (en) * 1994-07-05 1995-07-25 Ford Motor Company Cylinder head and spark plug assembly and method of using the same
US6213085B1 (en) * 1999-02-02 2001-04-10 Delphi Technologies, Inc. Directed jet spark plug
AU2001233005A1 (en) * 2000-01-28 2001-08-07 Savage Enterprises Long life torch jet spark plug
US6357408B1 (en) * 2000-03-31 2002-03-19 Bombardier Motor Corporation Of America System and method for eliminating pocket sparking in an internal combustion engine
US6611083B2 (en) 2000-12-15 2003-08-26 Savage Enterprises, Inc. Torch jet spark plug electrode
US6557508B2 (en) 2000-12-18 2003-05-06 Savage Enterprises, Inc. Robust torch jet spark plug electrode
US6595181B2 (en) 2001-09-28 2003-07-22 General Motors Corporation Dual mode engine combustion process
FR2846046B1 (fr) * 2002-10-18 2006-06-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'allumage a prechambre pour un moteur a combustion interne, allumeur a prechambre et procede d'allumage
US20060033411A1 (en) * 2003-08-20 2006-02-16 Lindsay Maurice E Spark plug
US7741762B2 (en) * 2005-05-26 2010-06-22 Southwest Research Institute Dual-spark pre-chambered spark igniter
JP2008246075A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corp 超音波プローブ及びその製造方法、並びに、超音波診断装置
DE102010053378A1 (de) 2010-10-02 2012-04-05 Günther Honig Beleuchtungseinrichtung
CN104421091B (zh) * 2013-08-21 2017-03-01 张蝶儿 一种内燃机的点火系统及火花塞在燃烧室的安装方法
US10066580B2 (en) * 2015-10-15 2018-09-04 The Regents Of The University Of Michigan Lean burn internal combustion engine
DE102017011209B3 (de) * 2017-12-05 2019-01-17 Daimler Ag Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug
DE102020103460B3 (de) 2020-02-11 2021-02-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Passive Vorkammerzündkerze und Fahrzeugmotor
DE102020103462B3 (de) * 2020-02-11 2021-02-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Passive Vorkammerzündkerze und Fahrzeugmotor
US11365685B2 (en) * 2020-02-20 2022-06-21 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a series gap igniter with a passive prechamber
DE102020105921A1 (de) * 2020-03-05 2021-09-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fremd gezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Vorkammerzündsystem
US11280278B2 (en) * 2020-07-06 2022-03-22 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a series gap igniter with a passive pre-chamber
DE102020123248A1 (de) 2020-09-07 2022-03-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zündeinrichtung mit einer Haltevorrichtung für mindestens zwei Zündvorrichtungen, Verbrennungskraftmaschine mit einer Zündeinrichtung und Kraftfahrzeug
US11545816B2 (en) 2020-11-04 2023-01-03 Federal-Mogul Ignition Gmbh Spark plug with multiple spark gaps
DE102021102084B4 (de) 2021-01-29 2023-01-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Zündkerzen-Baugruppe für eine ottomotorische Brennkraftmaschine, umfassend eine Vorkammer- und eine Dachelektrodenzündkerze
JP2023084003A (ja) * 2021-12-06 2023-06-16 マツダ株式会社 エンジン
JP2023084012A (ja) * 2021-12-06 2023-06-16 マツダ株式会社 エンジン
JP2023084014A (ja) * 2021-12-06 2023-06-16 マツダ株式会社 エンジン

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5189050A (en) * 1975-02-01 1976-08-04 Gasorinenjinni okeru tenkaki
JPS5551831U (ja) * 1978-09-30 1980-04-05
JPS55127881U (ja) * 1979-03-05 1980-09-10
JPS6114490U (ja) * 1984-06-30 1986-01-28 弘義 土井 点火栓
JPS6250646A (ja) * 1985-08-29 1987-03-05 Toyo Kako Kk 偏光板用トリアセチルセルロ−ズ系フイルムの探傷方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1399375A (en) * 1921-12-06 cheney
US1399376A (en) * 1921-12-06 cheney
US1891693A (en) * 1929-12-27 1932-12-20 David C Smith Spark plug
US2122242A (en) * 1937-08-26 1938-06-28 Productive Inventions Inc Spark plug
US2334203A (en) * 1941-11-27 1943-11-16 Henry K King Spark plug
US3921605A (en) * 1974-02-04 1975-11-25 Gen Motors Corp Plasma jet ignition engine and method
US4096844A (en) * 1974-02-19 1978-06-27 James Bellamy Mackaness Internal combustion engine apparatus
JPS50139564A (ja) * 1974-04-24 1975-11-07
JPS5115705A (en) * 1974-07-31 1976-02-07 Toyota Motor Co Ltd Kyukibenojushinai fukunenshoshitsukaranaru nainenkikan
US4105009A (en) * 1975-09-04 1978-08-08 Cornell Research Foundation, Inc. Anti-pollution engine head construction
JPS52124508A (en) * 1976-04-12 1977-10-19 Toyota Motor Corp By-combustion chamber-loaded internal
US4112877A (en) * 1976-10-19 1978-09-12 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
JPS5917248B2 (ja) * 1977-05-20 1984-04-20 トヨタ自動車株式会社 副燃焼室付内燃機関
US4206381A (en) * 1977-08-29 1980-06-03 Bernard Wax Lean burn spark plug
US4393830A (en) * 1978-07-28 1983-07-19 Bodine Albert G Acoustic detonation suppression in a catalytic environment in internal combustion engine
US4272697A (en) * 1979-03-01 1981-06-09 Bernard Wax Spark plug with annular rings in insulating core channels forming series gap
DE3373753D1 (en) * 1982-10-11 1987-10-22 Nat Res Dev Spark plug
DE3305153C2 (de) * 1983-02-15 1985-04-04 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Zündkerze für eine Brennkraftmaschine
DE3338216C1 (de) * 1983-10-21 1984-10-18 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Gemischverdichtende Brennkraftmaschine
US4924829A (en) * 1989-09-11 1990-05-15 General Motors Corporation Apparatus for torch jet assisted spark ignition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5189050A (en) * 1975-02-01 1976-08-04 Gasorinenjinni okeru tenkaki
JPS5551831U (ja) * 1978-09-30 1980-04-05
JPS55127881U (ja) * 1979-03-05 1980-09-10
JPS6114490U (ja) * 1984-06-30 1986-01-28 弘義 土井 点火栓
JPS6250646A (ja) * 1985-08-29 1987-03-05 Toyo Kako Kk 偏光板用トリアセチルセルロ−ズ系フイルムの探傷方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001182538A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Osaka Gas Co Ltd エンジン
JP2011044268A (ja) * 2009-08-19 2011-03-03 Toyota Motor Corp 内燃機関の点火プラグ
WO2019167242A1 (ja) * 2018-03-02 2019-09-06 Ｂｉｇ Ｄａｉｓｈｏｗａ株式会社 回転工具のバランス及び振れ調整システム、バランス及び振れ計測装置、バランス及び振れ調整方法、及び、工具ホルダ

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Publication number Publication date
CA2024239C (en) 1996-01-16
DE69002720T2 (de) 1993-11-25
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DE69002720D1 (de) 1993-09-16
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