JPS5828428B2 - plasma igniter - Google Patents

plasma igniter

Info

Publication number
JPS5828428B2
JPS5828428B2 JP10305980A JP10305980A JPS5828428B2 JP S5828428 B2 JPS5828428 B2 JP S5828428B2 JP 10305980 A JP10305980 A JP 10305980A JP 10305980 A JP10305980 A JP 10305980A JP S5828428 B2 JPS5828428 B2 JP S5828428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ignition
spark discharge
plasma
spark
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP10305980A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5728869A (en
Inventor
誠 安斎
敏巳 安保
光彦 江副
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP10305980A priority Critical patent/JPS5828428B2/en
Publication of JPS5728869A publication Critical patent/JPS5728869A/en
Publication of JPS5828428B2 publication Critical patent/JPS5828428B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のプラズマ点火装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma ignition device for an internal combustion engine.

第1図は従来のプラズマ点火装置の一例の概略図である
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a conventional plasma ignition device.

第1図にち−いて、点火コイル3、トランジスタイブナ
イタ(又はコンタクトポイント)4等は通常の火花放電
用電源であり、昇圧器7(例えばDC−DCコンバータ
)、コンデンサ8、インダクタ9はプラズマ用電源であ
る。
In Fig. 1, the ignition coil 3, transistor eveninger (or contact point) 4, etc. are the usual spark discharge power supply, and the booster 7 (e.g. DC-DC converter), capacitor 8, inductor 9 are used to generate the plasma. It is a power source for

そして点火時に、火花放電用電源の点火コイル3から与
えられる10〜20kVの高電圧によって点火プラグ1
0で火花放電が生じると、放電空間の絶縁が破壊されて
2〜3kVの比較的低い電圧でも放電可能な状態が形成
され、その結果、プラズマ用電源のコンデンサ8に蓄え
られていた電荷によって必要な時間だけ放電が持続する
At the time of ignition, a high voltage of 10 to 20 kV is applied to the ignition plug 1 from the ignition coil 3 of the spark discharge power source.
When a spark discharge occurs at 0, the insulation in the discharge space is destroyed and a state is created in which discharge is possible even at a relatively low voltage of 2 to 3 kV.As a result, the electric charge stored in the capacitor 8 of the plasma power supply causes the necessary The discharge lasts for a certain amount of time.

この放電によって生じた高温、高エネルギーのプラズマ
状ガスによって燃焼室内の混合気中に多数の火炎核が生
成され、希薄混合気でも確実な着火が行なわれる。
The high-temperature, high-energy plasma-like gas produced by this discharge generates a large number of flame kernels in the air-fuel mixture in the combustion chamber, ensuring reliable ignition even in a lean air-fuel mixture.

なお第1図にあ−いて、1はバッテリ、2はキースイッ
チ(自動車のメインスイッチ)、5及び6は逆流阻止用
のダイオードである。
In FIG. 1, 1 is a battery, 2 is a key switch (main switch of an automobile), and 5 and 6 are diodes for blocking reverse current.

また第2図も従来のプラズマ点火装置の一例図である。FIG. 2 also shows an example of a conventional plasma ignition device.

第2図の回路においては、昇圧器7が正の電圧(例えば
+3000V)を出力し、コンデンサ8とダイオード1
2の糸路によってコンデンサ8が充電される。
In the circuit of FIG. 2, the booster 7 outputs a positive voltage (for example, +3000V), and the capacitor 8 and diode
The capacitor 8 is charged by the thread 2.

コンデンサ8が充電された状態では、コンデンサ8のA
端子(点火プラグ側)はほぼO■になっているが、サイ
リスタ11がオンとなると、コンデンサ8のB端子(昇
圧器側)が+3000VからO■になるため、A端子が
一3000Vになる。
When the capacitor 8 is charged, the A of the capacitor 8 is
The terminal (on the spark plug side) is almost at O■, but when the thyristor 11 is turned on, the B terminal (on the booster side) of the capacitor 8 goes from +3000V to O■, so the A terminal becomes 13000V.

したがって火花放電用電源の点火コイル3が高電圧を出
力するときにサイリスタ12をオンにすれば、第1図の
回路と同様のプラズマ点火が行なわれる。
Therefore, if the thyristor 12 is turned on when the ignition coil 3 of the spark discharge power source outputs a high voltage, plasma ignition similar to the circuit shown in FIG. 1 is performed.

第2図の回路に釦いては、点火時期にのみ点火プラグ1
0にコンデンサ8の電圧を印加するようになっているの
で、点火時期以外の時点で誤って放電するち・それがな
いという利点がある。
In the circuit shown in Figure 2, the spark plug 1 is used only at the ignition timing.
Since the voltage of the capacitor 8 is applied to 0, there is an advantage that there is no possibility of erroneous discharge at times other than the ignition timing.

上記のごとき従来のプラズマ点火装置に釦いては、火花
放電用電源による通常の点火と、コンデンサの電荷によ
るプラズマ点火とが、ただ1度だけ同時期に行なわれる
ため、プラズマ点火の燃焼促進効果を生かしきれていな
いという問題があった。
In conventional plasma ignition devices such as those described above, normal ignition by the spark discharge power supply and plasma ignition by the charge in the capacitor are performed only once at the same time, so the combustion promotion effect of plasma ignition is The problem was that it was not being fully utilized.

以下詳細に説明する。This will be explained in detail below.

第3図はクランク角度と気筒内圧力との関係図であり、
曲線Y1は点火しない場合、曲線Y2は通常の火花放電
のみによる点火の場合、Y3は従来のプラズマ点火の場
合の特性を示す。
Figure 3 is a diagram showing the relationship between crank angle and cylinder pressure.
Curve Y1 shows the characteristics in the case of no ignition, curve Y2 shows the characteristics in the case of ignition only by normal spark discharge, and curve Y3 shows the characteristics in the case of conventional plasma ignition.

渣ず通常の火花放電のみの場合は、上死点(TDO)前
のり、にあ・いて点火すると曲線¥2で示すように圧力
が上昇する。
In the case of only normal spark discharge, if ignition occurs before top dead center (TDO), the pressure will rise as shown by the curve ¥2.

プラズマ点火の場合は燃焼が速いので、点火時期は通常
の場合よりも遅いL2で点火するが、圧力は曲線¥3で
示すように急速に上昇する。
In the case of plasma ignition, combustion is fast, so the ignition timing is ignited at L2, which is later than in the normal case, but the pressure rises rapidly as shown by the curve ¥3.

ところが上死点TDOより前の圧力の上昇は、内燃機関
の出力にとって負の働きをするから、曲線¥3のように
上死点前の圧力上昇が大きいと、その分だけ出力を減衰
させることになる。
However, the increase in pressure before top dead center TDO has a negative effect on the output of the internal combustion engine, so if the pressure increase before top dead center is large as shown in curve ¥3, the output will be attenuated by that amount. become.

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、火花
放電による点火を複数回行なわせ、そのうちの最後の点
火の際にプラズマ点火を行なわせるように構成すること
により、上死点前の圧力上昇を出来るだけ押えて出力を
向上させることの出来るプラズマ点火装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problem, and is configured to perform ignition by spark discharge multiple times, and perform plasma ignition at the last ignition of the ignition. It is an object of the present invention to provide a plasma ignition device capable of suppressing pressure rise as much as possible and improving output.

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below based on the drawings.

第4図は本発明の一実施例図であり、第5図は第4図の
回路の信号波形図である。
FIG. 4 is a diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a signal waveform diagram of the circuit of FIG. 4.

第4図にち・いて、13は点火信号発生器であり、例え
ば通常のトランジスタイブナイタのシグナルジェネレー
タのごときものである。
In FIG. 4, reference numeral 13 denotes an ignition signal generator, which is, for example, a signal generator of a normal transistor eveninger.

この点火信号発生器13は、火花放電用の点火信号S1
とプラズマ放電用の点火信号S2とを出力するが、第5
図に示すごとく、点火信号S1は点火時期L1に卦いて
最初に立下り、それからτ。
This ignition signal generator 13 generates an ignition signal S1 for spark discharge.
and the ignition signal S2 for plasma discharge.
As shown in the figure, the ignition signal S1 first falls at the ignition timing L1, and then τ.

(時間にして数Ins程度)後に再び立下る。After (about several Ins), it falls again.

この立下り時点にわいて火花放電が行なわれる。Spark discharge occurs at this falling point.

また点火信号S2は、点火信号S、の2回目の点火動作
からτ2だけ遅れて出力される。
Further, the ignition signal S2 is output with a delay of τ2 from the second ignition operation of the ignition signal S.

したがって第4図の回路に卦いては、数msの間隔をも
って2回火花放電が行なわれ、2回目の火花放電からτ
2だけ遅れてサイリスタ11がオンになり、プラズマ点
火が行なわれる。
Therefore, in the circuit shown in Figure 4, spark discharge occurs twice with an interval of several ms, and from the second spark discharge τ
After a delay of 2, the thyristor 11 is turned on and plasma ignition occurs.

なお遅れτ2は、サイリスタ11がオンになったときに
点火プラグ10に確実に火花が発生しているようにする
ための遅れであり、時間にして0.1ms程度の値であ
る。
Note that the delay τ2 is a delay to ensure that a spark is generated in the spark plug 10 when the thyristor 11 is turned on, and has a value of about 0.1 ms.

次の第6図は本発明の他の実施例図であり、第7図は第
6図の回路の信号波形図である。
The following FIG. 6 is a diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a signal waveform diagram of the circuit of FIG. 6.

第6図の回路は、火花放電用電源がCDI方式(コンデ
ンサ放電型)の場合を示す。
The circuit shown in FIG. 6 shows a case where the spark discharge power source is a CDI type (capacitor discharge type).

第6図において、17及び18はCDI用のコンデンサ
、19.20はサイリスタ、14〜16はコンデンサ、
8,17及び18を分離するためのダイオード、21は
点火信号発生器である。
In Fig. 6, 17 and 18 are CDI capacitors, 19.20 is a thyristor, 14 to 16 are capacitors,
21 is the ignition signal generator.

点火信号発生器21ば、第7図に示すごとく、壕ず点火
時期L1に点火信号S3を出力し、それからτ1後に点
火信号S4を出力し、更にτ2だけ遅れて点火信号S5
を出力する。
As shown in FIG. 7, the ignition signal generator 21 outputs the ignition signal S3 at the ignition timing L1, then outputs the ignition signal S4 after τ1, and then outputs the ignition signal S5 after a delay of τ2.
Output.

一方、コンデンサ17及び18は、昇圧器7から与えら
れる高電圧によって充電されている。
On the other hand, capacitors 17 and 18 are charged with high voltage applied from booster 7.

そして点火時期り、において点火信号S3が出力される
と、サイリスタ19がオンになってコンデンサ17の電
荷が放出されて火花放電が行なわれ、続いてτ、後に点
火信号S4が出力されてサイリスタ20がオンになり、
再び火花放電が行なわれる。
When the ignition signal S3 is output at the ignition timing, the thyristor 19 is turned on and the charge in the capacitor 17 is released, causing a spark discharge. is turned on,
Spark discharge occurs again.

そしてそれからτ2後に点火信号S、が出力されてサイ
リスタ11がオンになり、プラズマ点火が行なわれる。
Then, after τ2, the ignition signal S is output, the thyristor 11 is turned on, and plasma ignition is performed.

したがって第4図及び第6図の回路に釦いては、第3図
のLlに鮫いて第1回目の火花放電が行なわれ、次にL
3において第2回目の火花放電とわずかに遅れてプラズ
マ放電とが行なわ るので、気筒内圧力は曲線¥4で示
すように変化する。
Therefore, when the circuits of FIGS. 4 and 6 are pressed, the first spark discharge occurs at Ll in FIG.
At step 3, plasma discharge occurs slightly after the second spark discharge, so the cylinder pressure changes as shown by curve ¥4.

従来のプラズマ点火の曲線¥3と上記の曲線Y4とを比
較すれば明らかなように、本発明の場合には上死点前の
圧力上昇が少なく、上死点付近から急激に上昇するので
、内燃機関の出力にとって負の働きとなる分が少なくな
り、プラズマ点火の燃焼促進効果を十分に生かすことが
可能となるので、機関の出力を向上させることが出来る
As is clear from a comparison of the conventional plasma ignition curve ¥3 and the above curve Y4, in the case of the present invention, the pressure rises before the top dead center is small, and the pressure rises rapidly from around the top dead center. Since the amount that has a negative effect on the output of the internal combustion engine is reduced and the combustion promoting effect of plasma ignition can be fully utilized, the output of the engine can be improved.

なお上記の実施例においては、火花放電を2回行なわせ
る場合を例示したが、3回以上行なわせるように構成し
てもよい。
In the above embodiment, the spark discharge is performed twice, but the spark discharge may be performed three or more times.

いずれの場合でも最後の火花放電に同期(実際にはわず
かに遅れて)してプラズマ放電を行なわせれば良い。
In either case, plasma discharge may be performed in synchronization with (in fact, slightly delayed) the last spark discharge.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は従来のプラズマ点火装置の一例図、
第3図は気筒内圧力とクランク角度との関係図、第4図
は本発明の一実施例図、第5図は第4図の回路の信号波
形図、第6図は本発明の他の実施例図、第7図は第6図
の回路の信号波形図である。 符号の説明、1・・・・・・バッテリ、2・・・・・・
キースイッチ、3・・・・・・点火コイル、4・・・・
・・トランジスタイブナイタ、5,6・・・・・・ダイ
オード、7・・・・・・昇圧器。 8・・・・・・コンデンサ、9・・・・・・インダクタ
、10・・・・・・点火プラグ、11・・・・・・サイ
リスタ、12・・・・・・ダイオード、13・・・・・
・点火信号発生器、14〜16・・・・・・ダイオード
、17.18・・・・・・コンデンサ、19.20・・
・・・・サイリスタ、21・・・・・・点火信号発生器
Figures 1 and 2 are diagrams of an example of a conventional plasma ignition device;
Fig. 3 is a diagram of the relationship between cylinder pressure and crank angle, Fig. 4 is a diagram of one embodiment of the present invention, Fig. 5 is a signal waveform diagram of the circuit of Fig. 4, and Fig. 6 is a diagram of another embodiment of the present invention. Embodiment FIG. 7 is a signal waveform diagram of the circuit of FIG. 6. Explanation of symbols, 1...Battery, 2...
Key switch, 3...Ignition coil, 4...
...Transistor eveninger, 5,6...Diode, 7...Booster. 8... Capacitor, 9... Inductor, 10... Spark plug, 11... Thyristor, 12... Diode, 13...・・・
・Ignition signal generator, 14-16...Diode, 17.18...Capacitor, 19.20...
...Thyristor, 21...Ignition signal generator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 火花放電用電源からの高電圧によって点火プラグに
火花放電を行なわせ、かつプラズマ用電源のコンデンサ
に充電された電荷を上記火花放電に応じて放電させてプ
ラズマ点火を行なうプラズマ点火装置に釦いて、上記火
花放電用電源による火花放電を点火時期毎に複数回行な
わせる手段と、上記複数回の火花放電のうちの最後の火
花放電のときに上記プラズマ用電源からの電荷を放電さ
せる手段とを備えたことを特徴とするプラズマ点火装置
1 A button is pressed on a plasma ignition device that causes a spark plug to perform a spark discharge using a high voltage from a spark discharge power source, and discharges the electric charge charged in a capacitor of a plasma power source in accordance with the spark discharge to ignite a plasma. , means for causing the spark discharge power supply to perform spark discharge multiple times at each ignition timing, and means for discharging the charge from the plasma power supply at the time of the last spark discharge of the plurality of spark discharges. A plasma ignition device characterized by comprising:
JP10305980A 1980-07-29 1980-07-29 plasma igniter Expired JPS5828428B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10305980A JPS5828428B2 (en) 1980-07-29 1980-07-29 plasma igniter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10305980A JPS5828428B2 (en) 1980-07-29 1980-07-29 plasma igniter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5728869A JPS5728869A (en) 1982-02-16
JPS5828428B2 true JPS5828428B2 (en) 1983-06-15

Family

ID=14344097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10305980A Expired JPS5828428B2 (en) 1980-07-29 1980-07-29 plasma igniter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5828428B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7121924B2 (en) * 2004-04-20 2006-10-17 3M Innovative Properties Company Abrasive articles, and methods of making and using the same
JP2009228505A (en) 2008-03-21 2009-10-08 Ngk Spark Plug Co Ltd Ignition device of plasma jet spark plug
JP4968203B2 (en) * 2008-07-14 2012-07-04 株式会社デンソー Plasma ignition device
US8528531B2 (en) 2009-02-18 2013-09-10 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ignition apparatus of plasma jet ignition plug
JP4777463B2 (en) 2009-03-31 2011-09-21 日本特殊陶業株式会社 Plasma jet ignition plug

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5728869A (en) 1982-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5859376A (en) Plasma igniter
US4004561A (en) Ignition system
US3985109A (en) Breakerless ignition system for an internal combustion engine
JPS57116164A (en) Method of igniting internal combustion engine
US3921606A (en) Ignition device for an internal combustion engine
JPS5828428B2 (en) plasma igniter
JPS5838380A (en) Ignition device for internal combustion engine
JP2010151069A (en) Ignition device for internal combustion engine
JPS5835268A (en) Ignition device for starting diesel engine
JPS5825581A (en) Plasma ignition system
JPS6148970U (en)
JPS6483863A (en) Igniting method for internal combustion engine
JP2017172557A (en) Ignitor of internal combustion engine
JP2688672B2 (en) Misfire detection device for internal combustion engine
GB1501621A (en) Spark ignition systems for internal combustion engines
JPH0531667B2 (en)
JPH0578672B2 (en)
JPS5852385Y2 (en) Engine non-contact ignition device
JPS6329111B2 (en)
RU2111379C1 (en) Thyristor-plasma ignition system for internal combustion engine
JPS6410660B2 (en)
JPH021496Y2 (en)
JP2797408B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
JPH0639097Y2 (en) Ignition device for internal combustion engine
JPS6040872Y2 (en) Engine non-contact ignition device