JPS58162719A

JPS58162719A - デイ−ゼルエンジン始動用点火プラグ

Info

Publication number: JPS58162719A
Application number: JP4470882A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Sone; 曽禰　雅純
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1983-09-27

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】この発明は、ディーゼルエンジン始動用点火プラグに関
する。

従来のディーゼルエンジン始動装置としては、第１図お
よび第２図に示すようなものがある。第１図において、
エンジンの各気筒１内のピストン２の頂部に形成される
燃焼室３のさらに上部に形成された渦流室４に、燃料噴
射弁５が取り付けられ、さらにグロープラグ６が取付は
ネジ部７により取り付けられる。グロープラグ６０発熱
部８に噴射弁５かもの噴霧燃料がふりかかるように配置
され、グロープラグ６の端子９から、第２図に示す電気
回路によって通電される。１０はバルブである。

第２図において、バッチ１月１の＋側は、停止、予熱、
運転、始動の各端子を有するイグニッション・スイッチ
１２に接続され、始動端子とパイロットラング１３を介
した予熱端子とは、各気筒の渦流室４に取り付けられた
グロープラグ６ａ＋６ｂ＋６ｃ＋６ｄ（４気筒エンジン
の場合）に接続される。

このような従来装置においてエンジンを始動させるには
、イグニッション・スイッチ１２の予熱端子を接続して
、バッチ１月１から各グローブ　グ６ａ〜６ｄに電流を
通し、その時の雰囲気温度やエンジン水温によって異な
るが、数秒から数十秒通電してグロープラグ６ａ〜６ｄ
を赤熱させろ。グロープラグ５ａ−−が赤熱した後、イ
グニッション・スイッチ１２を始動位置にしてさらにグ
ロープラグ６３〜６ｄＫＡ！しながら、スタータモータ
（図示しない）を回転させてエンジンをクランキングし
、高温圧縮された室に噴射弁５から燃料が噴射されるこ
とにより燃焼を開始させ、エンジンの始動を行なってい
た。

しかしながら、このような征米のテイーゼルエンジン始
動装置にあっては、上述したようにグロープラグ６ａ〜
６ｄを赤熱させてこれに燃料を噴射することにより、燃
焼を開始させる構成となっていタタめ、エンジンのクラ
ンキングを始める前に、グロープラグ６ａ〜６ｄを赤熱
させるために数秒なし・し数十秒間待たねばならず、こ
の分だけ始動に際して時間がかかるという問題点があっ
た。また、グロープラグを赤熱させるのに、通常１０な
いし１５Ａ程度の大電流を与えなげればならな（・ので
、）（ノテリの容量不足を生じ、特に低温時にはこれが
著しいという欠点があった。

この発明は、上述−した従来の始動装置の欠点を解消す
るもので、その目的は、ディーゼルエンジンの始動時に
おける予熱操作を無用にすると共に、バッテリの容量不
足を解消することにある。

この目的を達成するためのこの発明の特徴は、従来のグ
ロープラグに代えて、１個の中心電極と複数の側方電極
とを有し、両電極間に形成されるギャップ部（放電部）
が噴霧燃料の中心部付近に位置するように実装したディ
ーゼルエンジン始動用息災プラグを用いることにある。

以下、この発明を図面を参照して説明する。

第３図お・よび第４図は、この発明によるディーゼルエ
ンジン始動用点火プラグの一実施例を示す。

同図において、ディーゼルエンジン始動用点火プラグ１
４は、１個の中心電極１５と複数（図示の場合４個）の
側方電極１６とを有し、中心電極１５と各側方を極１６
との間にそれぞれギヤツブ部ｑを形成−ｆろ。中心電極
１５は、絶縁体１７により筐体１８とは電気的に絶縁を
保って高圧給電端子１９に接続亡°する。

一方、側方電極１６は取付はネジなどによる固定手段側
によりエンジンの筐体に機械的かつ電気的に結合されて
接地される。従って複数のキャップ部Ｇは共に、高圧給
電端子１９に高電圧か供給された時に火花放電を発生す
る放電部となる。

第６図は、上記点火プラグ１４をエンジンの渦流室１４
に装着した状態を示すが、点火フラグ１４はその固定手
段側により渦流室４の壁部４ａにｚヶ枠着され、中心電
極１５と側方電極１６の間に形成されろ複数のギャップ
部Ｇが、燃料噴射弁５から噴射される噴霧燃料の中心部
付近に位置するように装着される。

このため、中心電極１５と側方電極１６とは、絶縁体１
７を介して固定手段側から突出した形状とすることが好
ましい。

第７図は、上述した点火プラグ１４に高電圧を供給して
、ギャップ部Ｇに火花放電を発生させるための点火装置
の回路図を示す。同図は４シリンダ機関の場合を示すが
、図において、１１はバッチ、す、２１は昇圧器、Ｓｏ
は昇圧−器２１の昇圧動作を制御するパルス信号、Ｄ、
、　Ｄ２はダイオード、Ｑ８〜Ｑａはサイリスタ、８６
〜Ｓｄは各サイリスタＱ８〜Ｑａのオン・オフを制御す
るパルス信号、（コ、３〜Ｃ１ｄおよびＣ７１〜Ｃ２ｄ
はコンデンサである。また、２２は昇圧トランス、Ｌｌ
はその１次コイル、Ｌ２はその２次コイル、１４ａ〜１
４ｄは上述したこの発明によるディーゼルエンジン始動
用点火プラグである。

次に動作を説明する。、エンジンを始動する際には、第７図に示す点火装置を起
動させておいて、スタータモータを回す。

エンジンが回転するにつれて、燃料ポンプ（図示しない
）から圧送される燃料は、燃料噴射弁５かも所定のタイ
ミングで渦流室４内に噴霧燃料として噴射される。渦流
室４および燃焼室３の温度は、始動時（特に低温時の始
動時）には低温であり、また始動時の燃料の霧化状態も
あまり良（ないので、噴霧燃料が自ら着火することはな
い。

第７図において、点火装置の起動により、）（）テＩＪ
ＩＩの電圧（１２Ｖ）が昇圧器１）、１１ｒ　ｊり高電
圧（＋１５００Ｖ程度）に昇圧され、この高電圧でダイ
オードＤ、　；　Ｄ２を介して各コンデンサＣ１ａ〜Ｃ
１ｄを充電する。上述した燃料噴射弁５からの噴霧燃料
のタイミングと連動した所定の点火時期にパルス信号Ｓ
、　％　Ｓｄが与えられて、サイリスタＱ８〜Ｑａがオ
ンになると、＋１５００Ｖに充電されたコンデンサＣ，
ａ％Ｃ１ｄの昇圧器２１０１１１（図で左側）の端子が
急に接地されるため、コンデンサＣｌ１ｌ〜Ｃ５ｄの昇
圧トランスｎ側（図で右側）の端子が、０■かも一１５
００Ｖに低下する。

この電圧変化が昇圧トランス葦に加わって、１次コイル
し、とコンデンサ０２ａ　”””　Ｃ２ｄとの１次回路
で減衰振動を生じ、それによって１次コイルＬ１と２次
コイルＬ２との巻数比に比例した高電圧（尖頭値−２０
ＫＶ程度）が２次コイルＬ２に発生する。

この高電圧が点火プラグ１４ａ〜１４ｄに印加され、そ
の中心電極１５と側方電極１６の間のギャップ部Ｇの絶
縁を破壊し、両電極間な導通状態にする。両電極間が導
通状態になると、コンデンサＣｌ１Ｉ−Ｃ１ｄに蓄えら
れている０、５〜２Ｊ（ジュール）程度の高エネルギー
が、昇圧トランス乙の２次コイルＬ２を介して点火プラ
グ１４ａ〜１４ｄに短時間（０才１ｍｓ程度）内に注入
され、高エネルギーのプラズマ状の点火が行われる。こ
のため、渦流室４内の噴霧燃料が着火し燃焼して、エン
ジンが始動する。

この点火の除、点火プラグ１４の中心電極１５と側方電
極１６との間に形成される複数のギャップ部Ｇのそれぞ
れでプラズマ放電が行われ、この複数のギャップ部Ｇが
噴鱈燃料の中心部付近に位置するように装着されている
ため、複数のギャップ部Ｇのうちの最も条件の良いギャ
ップ部でプラズマ放電および噴霧燃料の着火が行われる
。従って失火あるいはリークなどが防止され、噴霧燃料
が点火と同時に直ちに着火し、エンジン始動性が大巾に
向上する。

上記の動作は、各気筒の点火時期に従って各党　　　　
　　　１簡のサイリスタＱ、〜Ｑｄにパルス信号８１〜
Ｓ、が与えられる毎に、それぞれの気筒に対して行われ
る。

また、昇圧器２１はパルス信号Ｓ。が与えられている間
は昇圧動作を停止し、そのためサイリスタＱ。

〜Ｑｄは、コンデンサＣ＋ａ−Ｃｏｄの電荷が放出され
たのちオフに復帰する。

なお、上記の各パルス信号Ｓ。３．　、　Ｓｄは、点火
信号発生装置（図示しない）から所定のタイミングで与
えられる。

上述したように、点火プラグ１４ａ−１４ｄのギャップ
部Ｇには、点火装置から高エネルギ（０５〜″２．、Ｉ
　）が供給されるので、点火プラグ１４ａ〜１４ｄの使
用が始動時のみに限られるとは云え、耐久性を充分考慮
する必要がある。そのため、中心電極１５および各側方
電極１６はタングステンなどの高融点金属あるいはその
高融点金属の合金で作られる。

ギャップ部αを形成する・ようにすれば、さらに耐久性
を向上させることができる。

また、従来の予熱プラグを用いたディーゼルエンジンの
始動においては、始動操作開始時点からの経過時間に対
する排気温度の特性を測定すると、例えば４気筒エンジ
ンでは外側の第１および第４気筒と内側の第２および第
３気宵′ｊとの間に排気温度に大きな差が生ずることが
実測され、各気筒間の気筒温度と燃焼状態が不均衡であ
ることが判明している。従って、第７図の点火装置にお
ける第１気筒用のコンデンサＣ５ａと第４気筒用のコン
デンサＣ１ｄの容量は１μＦ１第２および第３気筒用の
コンデンサｃｔｂとＣ２ｅの容量は０５μＦというよう
に、外側気筒と内側気筒とに差を設け、コンデンサ０１
〜Ｃ１ｄに蓄えられる電荷量、すなわち各点火プラグ１
４ａ−１４ｄに供給されるエネルギ量を適切に調整する
ことにより、点火装置による始動操作中の各気筒の温度
や燃焼状態を均一にし、全気筒について良好な燃焼を行
なうことができろ。

さらに、エネルギを蓄えろコンデンサＣ１ａ〜Ｃ，（を
各気筒ｉに設けるのではな（、ある気筒が点火時期にあ
る時に排気行程にある他の気筒な１組として、それぞれ
の組について１個のコンデンサを設ける方式のプラズマ
点火装置を、本出願人は既に提案（特願昭５６−７０３
７５　）　して℃・るが、この方式と上述の外側気筒と
内側気筒でコンデンサの容量に差を設けることとを組み
合わせて適用することができる。すなわち、第１−第４
−第３−第２気筒の順で点火が行われる４気筒エンジン
の場合、一方が点火時期の時に他方が排気行程にあブ気
筒の組は、第１と第４、第２と第３の組合せとなり、上
述の内外気筒でコンデンサの容量に差を設ける場合の組
合せと同一となる。従って、上述の点火順序の４気筒工
／ジンにおいて、第１と第４気筒に対して容量の大きな
コンデンサを１個用−・、かつ第２と第３気筒に対して
容量の小さいコンデンサを１個用いることにより、気筒
数の半数のコンデンサでしかも全気筒の燃焼を均一かつ
良好にした点火装置を得ることができる。

以上説明したように、この発明によれば、従来ノティー
ゼルエンジン始動用のグロープラグに代えて、１個の中
心電極刈複数の側方電極とを有し、複数のギャップ部が
噴霧燃料の中心部付近に位置するように実装した高エネ
ルギでプラズマ点火を行なう始動用点火プラグを用いた
ことにより、従来のグロープラグに必要な予熱時間がな
（なって、始動操作開始と同時に直ちにエンジンを始動
でき、しかも低温時の燃料の霧化状態の良（ない時でも
、噴霧燃料を複数のギャップ部のうちの最も条件の良い
ギャップ部により確実に着火し燃焼させることができる
から、ディーゼルエンジンの始動性が著しく向上し、ま
たバッテリの容量不足も解消することができ、る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の始動用グロープラグを装着したディーゼ
ルエンジンの縦断面図、第２図は第１図のグロープラグ
を動作させる始動装置の電気回路図、第３図はこの発明
によるディーゼルエンジン始動用点火プラグの一実施例
の正面図、第４図は第３図のｌ〜′方向から見た点火プ
ラグの主要部の部分斜視図、第５図は点火プラグの別の
実施例の第４図と同様の部分斜視図、第６図は第３図の
点火プラグを装着したディーゼルエンジンの第１図と同
様の縦断■図、第７図は第３図および第６図の点火プラ
グを動作させる点火装置の電気回路図である。４・・・渦流室、　　　　　５・・・燃料噴射弁、１４
．１４ａ〜１４ｄ・・・ディーゼルエンジン始動用点火
プラグ、１５　、１５’・・・中心電極、　１５′ａ・
・・突　起、１６・・・側方電極、　　　１７・・・絶
縁体、１８・・・筐　体、　　　　１９・・・高圧給電
端子、加・・・固定手段、　　　　Ｇ、Ｇ’・・・ギヤ
ツブ音、。特　　許　　出　　願　　人日産自動車株式会社特許出願代理人弁理士　山　本　恵　− 拭／図第、２　♂ 親６　口孔２図

Claims

【特許請求の範囲】（１１ディーゼルエンジンの渦流室内において燃料噴射
弁から噴射される燃料がふりかかる位置に実装されるデ
ィーゼルエンジン始動用点火プラグにおいて、１個の中
心電極と、該中心電極の周囲に配置された複数の側方電
極とを有し、該中心電極と該複数の側方電極のそれぞれ
との間に形成される放電部となるギャップ部が前記燃料
噴射弁からの噴霧燃料の中心部付近に位置するように実
装されることを特徴とするディーゼルエンジン始動用点
火プラグ。（２）中心電極に複数の突起を設け、かつ該突起のそれ
ぞれと複数の側方電極のそれぞれとの間に放電部となる
ギャップ部を形成した特許請求の範囲第１項記載の点火
ブック。