JPS59173986A - Ignition plug for internal combustion engine - Google Patents

Ignition plug for internal combustion engine

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Publication number
JPS59173986A
JPS59173986A JP4856983A JP4856983A JPS59173986A JP S59173986 A JPS59173986 A JP S59173986A JP 4856983 A JP4856983 A JP 4856983A JP 4856983 A JP4856983 A JP 4856983A JP S59173986 A JPS59173986 A JP S59173986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
spark
spark discharge
internal combustion
air
Prior art date
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Pending
Application number
JP4856983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康夫 佐藤
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP4856983A priority Critical patent/JPS59173986A/en
Publication of JPS59173986A publication Critical patent/JPS59173986A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輌に用いられる火花点火内燃機
関のための点火プラグに係り、特に筒内燃料噴射式火花
点火内燃機関用の点火プラグとして好適な点火プラグに
係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a spark plug for a spark-ignition internal combustion engine used in vehicles such as automobiles, and particularly to a spark plug suitable as a spark plug for a spark-ignition internal combustion engine with direct fuel injection. It depends.

筒内燃わ1噴射式火花点火内燃機関は、燃料噴射ノズル
より燃料を燃焼室内に直接噴射供給され、その燃料と空
気との混合気を点火プラグの如き火花放電手段により火
花点火してこれの燃焼を行うようになっており、この内
燃機関は層状給気機関、または成層燃焼機関と云われる
種類の内燃機関の一種である。この種の内燃機関は、火
花放電の火花放電ギトツプ付近に可燃適正空燃比の混合
気が存在すれば、他の部分に存在する混合気が可燃適正
空燃比以外の空燃比のものであっても、即ち不均一混合
気であっても火花点火による良好な燃焼を行い、燃料経
済性及び471気ガス性能及び多燃お1性に優れており
、この種の内燃機関については実用化のための研究が種
々行われており、種々の提案がなされている。
In an in-cylinder combustion single-injection spark ignition internal combustion engine, fuel is directly injected into the combustion chamber from a fuel injection nozzle, and the mixture of fuel and air is ignited by a spark using a spark discharge means such as a spark plug to cause combustion. This internal combustion engine is a type of internal combustion engine called a stratified charge engine or a stratified combustion engine. In this type of internal combustion engine, as long as there is an air-fuel mixture with an appropriate flammable air-fuel ratio near the spark discharge point, even if the air-fuel mixture existing in other parts has an air-fuel ratio other than the appropriate flammable air-fuel ratio, In other words, it performs good combustion by spark ignition even in a heterogeneous mixture, and is excellent in fuel economy, gas performance, and high combustion resistance. Various studies have been conducted and various proposals have been made.

上述の如き筒内燃料噴射式火花点火内燃機関を自動車用
内燃機関として実用化する上での一つの課題は、全運転
域に於て確実な火花点火による燃焼が行われることであ
り、このことを完全に解決した信頼性の高い筒内燃料噴
射式火花点火内燃機関はまだ知られていない。筒内燃料
噴射式火花点火内燃機関は、燃焼室内に発生覆る吸気旋
回流と燃料噴射ノズルより噴射される燃料の噴霧特性と
の適合によって火花放電手段の火花放電ギトツプ付近に
可燃適正空燃比の混合気の領域を形成層ることを基本と
しているが、その領域の位置が機関回転数の変化に伴い
吸気旋回流の強さく流速)が変化することによって変動
し、このため、この筒内燃料噴射式火花点火内燃機関が
常用回転数が比較的大きい自動車用内燃機関として用い
られた場合には、可燃適正空燃比の混合気が存在覆る領
域が固定配置されている火花放電手段の火花放電ギャッ
プの位置より外れることがあり、このことにより混合気
の火花点火が安定して良好に行われなくなり、この結果
、内燃機関は特定の運転域でしか良好な成層燃焼有性わ
ない。
One of the challenges in putting the above-mentioned in-cylinder fuel injection spark ignition internal combustion engine into practical use as an internal combustion engine for automobiles is ensuring combustion by reliable spark ignition in the entire operating range. There is still no known reliable in-cylinder fuel injection spark ignition internal combustion engine that completely solves the problem. In-cylinder fuel injection type spark ignition internal combustion engines create a mixture of combustible air-fuel ratio near the spark discharge point of the spark discharge means by matching the swirling flow of intake air generated in the combustion chamber with the spray characteristics of the fuel injected from the fuel injection nozzle. However, the position of this region changes as the strength and flow velocity of the intake swirl flow changes with changes in engine speed, and for this reason, this in-cylinder fuel injection When a type spark ignition internal combustion engine is used as an internal combustion engine for an automobile with a relatively high normal rotational speed, the spark discharge gap of the spark discharge means in which the area covered by the presence of a combustible air-fuel mixture with the proper air-fuel ratio is fixed. As a result, the spark ignition of the air-fuel mixture is not performed stably and well, and as a result, the internal combustion engine has good stratified combustion only in a specific operating range.

本願出願人と同一の出願人は機関回転数の変化に伴って
可燃適正空燃比の混合気が存在する領域の位置が変動づ
ることを考慮してその変動方向の複数個の位置に火花放
電ギャップが配置された筒内燃料噴射式火花点火内燃機
関を特願昭58〜号(昭和58年3月22日出願)に於
て提案した。この筒内燃料噴射式火花点火内燃機関に於
ては、可燃適正空燃比の混合気が存在する領域の位置が
吸気旋回流の流速の変化に応じて変化しても、その領域
は常に前記複数個の位置にある大苗放電ギャップの少く
とも一つを含むことにより、何れかの火花放電ギャップ
に於りる火花放声により混合気の火花点火が確実に行わ
れ、全運転域に亙って良好な成層燃焼が寄られる。
The same applicant as the present applicant took into account that the position of the region where a mixture with a suitable flammable air-fuel ratio exists fluctuates as the engine speed changes, and spark discharge gaps are arranged at multiple positions in the direction of the fluctuation. A spark-ignition internal combustion engine with in-cylinder fuel injection was proposed in Japanese Patent Application No. 1983 (filed on March 22, 1988). In this in-cylinder fuel injection type spark ignition internal combustion engine, even if the position of the region where a combustible air-fuel mixture exists at the appropriate air-fuel ratio changes in response to changes in the flow velocity of the intake swirl flow, that region is always located within the plurality of above-mentioned By including at least one large seedling discharge gap in each position, the spark ignition of the air-fuel mixture is reliably performed by the emission of a spark in any spark discharge gap, resulting in good performance over the entire operating range. Stratified combustion occurs.

本発明は特願昭58−     号に於て提案された筒
内燃料噴射式火花点火内燃機関の火花放電手段として好
適な多点式の点火プラグを提供覆ることを目的としてい
る。
The object of the present invention is to provide a multi-point spark plug suitable as a spark discharge means for an in-cylinder fuel injection type spark ignition internal combustion engine, which was proposed in Japanese Patent Application No. 1983.

かかる目的は、本発明によれば、中心電極と、接地電極
と、前記中心電極と前記接地電極との間に少くとも二つ
の火花放電ギャップを電気的に自利に目互いに貸っだ位
置に構成する中間電極どを有する内燃機関用点火プラグ
によって達成される。
Such an object, according to the invention, is to provide a center electrode, a ground electrode, and at least two spark discharge gaps between said center electrode and said ground electrode in electrically advantageous positions. This is achieved by a spark plug for an internal combustion engine having an intermediate electrode and the like.

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について訂細
に説明づる。
The invention will now be explained in more detail by way of example embodiments with reference to the accompanying drawings.

第1図は゛本発明による点火プラグを備えた筒内燃料噴
射式火花点火内燃機関の一つの実施例をその要部につい
て示す縦断面図である。第1図に於て、1及び2は筒内
燃料噴射式火花点火内燃機関の機関本体を構成でるシリ
ンダヘッド及びシリンダブロックを各々示しており、こ
れらはガスケツ1〜3を介して互いに締結されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the main parts of an embodiment of a direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine equipped with a spark plug according to the present invention. In Fig. 1, 1 and 2 respectively indicate a cylinder head and a cylinder block that constitute the engine body of a direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine, and these are connected to each other via gaskets 1 to 3. There is.

シリンダブロック2にはシリンダライナ4が取付けられ
ており、該シリンダライナはその内側のシリンダボア5
内にピストン6を図にて上下方向に往復動可能に受入れ
ている。
A cylinder liner 4 is attached to the cylinder block 2, and the cylinder liner has an inner cylinder bore 5.
A piston 6 is received therein so as to be able to reciprocate in the vertical direction as shown in the figure.

シリンダヘッド1には渦室7が設けられている。The cylinder head 1 is provided with a vortex chamber 7.

渦室7は、シリンダヘッド1に形成された窪み部により
直接与えられる半球状の球形天井部8と、シリンダヘッ
ド1の取付孔9内に嵌挿されて該シリンダヘッドに固定
された噴口部材10により与えられる偏平底部11とを
有し、噴口部材10に形成されたシリンダ軸線に対し傾
斜した連通孔12によってシリンダボア5内に連通した
コメット型の渦室であり、その内部に圧縮行程時にピス
トン6の上背に伴いシリンダボア5内の吸気が連絡孔1
2を経て流入づることにより、その内壁に沿って流れる
縦廻りの吸気旋回流Sを生じけしめるようになっている
The vortex chamber 7 includes a hemispherical spherical ceiling 8 directly provided by a recess formed in the cylinder head 1, and a nozzle member 10 fitted into a mounting hole 9 of the cylinder head 1 and fixed to the cylinder head. It is a comet-shaped vortex chamber that communicates with the cylinder bore 5 through a communication hole 12 formed in the nozzle member 10 and inclined with respect to the cylinder axis. The intake air inside the cylinder bore 5 flows through the communication hole 1 due to the upper back.
By flowing in through 2, a vertical intake swirl flow S flowing along the inner wall is generated.

シリンダブロック1には渦室7の天井部に開口したノズ
ル取付孔13が設けられており、該ノズル取付孔には甲
−噴[]式燃斜噴)1ノズル14がねじ式に取付りられ
ている。燃料噴射ノズル14は、例えばビントル型のも
のであり1、連絡孔12と同方向に傾斜してシリンダヘ
ッド1に取(=lけられ′Cおり、その先端部に燃料噴
口15を有し、該燃料量1]より噴射孔16を経て渦室
7内へ該渦室内に生じる吸気旋回流Sを横切る方向へガ
ソリン、アルコール、その他の液体燃料を所定の噴霧拡
散角をもって噴射供給するようになっている。
The cylinder block 1 is provided with a nozzle mounting hole 13 that opens in the ceiling of the vortex chamber 7, and a nozzle 14 is screwed into the nozzle mounting hole. ing. The fuel injection nozzle 14 is, for example, a bottle type, and is installed in the cylinder head 1 with an inclination in the same direction as the communication hole 12, and has a fuel injection port 15 at its tip. Gasoline, alcohol, or other liquid fuel is injected and supplied from the fuel amount 1] into the vortex chamber 7 through the injection hole 16 in a direction across the intake swirl flow S generated in the vortex chamber at a predetermined spray diffusion angle. ing.

燃料噴射ノズル14には燃料タンク17に蓄えられてい
る液体燃料が、燃料導管18、燃料ポンプ19、燃料導
管2o、燃料噴射ボンy′21、燃料導管22を経て供
給されるようになっている。
Liquid fuel stored in a fuel tank 17 is supplied to the fuel injection nozzle 14 via a fuel conduit 18, a fuel pump 19, a fuel conduit 2o, a fuel injection cylinder y'21, and a fuel conduit 22. .

燃料噴射ポンプ21は、ディーゼル機関に用いられる一
般的な燃料噴射ポンプと実質的に同一構造のものであっ
て良く、機関負荷に応じて一行程当りの燃料量を計量し
、この81mされた液体燃料を燃料噴射ノズル14へ高
圧供給されるようになっている。
The fuel injection pump 21 may have substantially the same structure as a general fuel injection pump used in a diesel engine, and measures the amount of fuel per stroke according to the engine load, and measures the amount of fuel per stroke according to the engine load. Fuel is supplied to the fuel injection nozzle 14 at high pressure.

シリンダヘッド1には渦室7の天井部に開口した一つの
プラグ取イ1孔23が設りられており、該プラグ取イ」
孔には本発明による点火プラグ24がねじ式に取614
プられている。。
The cylinder head 1 is provided with a plug hole 23 that opens in the ceiling of the vortex chamber 7.
A spark plug 24 according to the present invention is screwed into the hole 614.
is being pulled. .

本発明による点火プラグ24は第2図に良く示されてい
る。点火プラグ24は、セラミックス製の電気絶縁部材
25ど、前記電気絶縁部材に取付()られた中心電極2
6ど、前記電気絶縁部lに取イ」けられ一端にて導電性
シール部材27を介して中心電極26に導電接続され且
他端に高圧端子28を取イ」けられた高圧電源軸2つと
、外周部に取イ1ねじ部30と六角ナツト部31とを有
する円筒状の金属製プラグ体32と、前記プラグ体に取
イ」りられた接地電極33と、電気絶縁部材25に固定
された金属製リング37に各々取イ」けられた脚長が互
いに異った二つの中間電極35と36とを右し、中心電
極26と中間電極35どは各々の先端部にて所定の間隔
をJ3いて互いに対向し、該対向部に火花放電ギャップ
38を構成し、また接地電極33と中間電極3Gとは各
々先端部にて所定の間隔を43いて対向し、該対向部に
もう一つの火花放電ギトツブ39を構成している。即ち
、点火プラグ25は電気的に々いに直列の関係にある二
つの火花放電ギトツブ38ど39を中間電極2Gの軸線
方向に互いに隔置しでイ1している。
A spark plug 24 according to the present invention is best shown in FIG. The spark plug 24 includes a center electrode 2 attached to an electrically insulating member, such as an electrically insulating member 25 made of ceramics.
6, a high-voltage power supply shaft 2 which is attached to the electrically insulating part 1, has one end conductively connected to the center electrode 26 via a conductive sealing member 27, and has a high-voltage terminal 28 attached to the other end. A cylindrical metal plug body 32 having a threaded part 30 and a hexagonal nut part 31 on the outer periphery, a ground electrode 33 taken in the plug body, and fixed to the electrically insulating member 25. Two intermediate electrodes 35 and 36 with different leg lengths are respectively attached to the metal ring 37, and the center electrode 26 and the intermediate electrode 35 are spaced at a predetermined distance at their tips. The ground electrode 33 and the intermediate electrode 3G face each other at a predetermined interval 43 at their tips, and a spark discharge gap 38 is formed in the opposing part. It constitutes a spark discharge socket 39. That is, the spark plug 25 has two spark discharge knobs 38 and 39 that are electrically connected in series and are spaced apart from each other in the axial direction of the intermediate electrode 2G.

点火プラグ24が、第1図に示されている如く、シリン
ダl\ツド1に正規に取付()られている時には、火花
放電ギャップ38と39は共に燃料噴射ノズル14より
の燃料噴射流の前方位置にあってその燃料噴射主軸より
一方の側に偏倚し、このうち火花放電ギャップ39は球
形人月部8の内壁より比較的太き(隔たった位置にあり
、これに対しもう一つの火花放電ギャップ3Gは球形天
井部8の内壁よりさほど隔たっておらずその内壁に極く
接近した位置にある。
When the spark plug 24 is properly installed in the cylinder 1 as shown in FIG. The spark discharge gap 39 is relatively thicker (separated from the inner wall of the spherical part 8, and the spark discharge gap 39 is located at a distance from the inner wall of the spherical lunar part 8). The gap 3G is not far away from the inner wall of the spherical ceiling portion 8, but is located very close to the inner wall.

点火プラグ24の中心電極26と接地電極33との間←
二は点火コイル40によって誘起されに高電圧が選択的
に印加されるようになっている。
Between the center electrode 26 of the spark plug 24 and the ground electrode 33←
Second, a high voltage is selectively applied to the ignition coil 40 induced by the ignition coil 40.

点火プラグ2/Iは、中心電極26と接地電極33との
間に高電圧を印加されると、先ず火花放電ギャップ38
に於て絶縁破壊が生じてこのギャップ38に火花放電を
生じ、中心型4@26と中間電極35とが導電接続状態
になり、次に火花放電ギャップ3つに於て絶縁破壊が生
じてこのギャップ39に火花放電を生じる3゜ 点火コイル40G:L・イブノーイタ41より1−リガ
或いはパルス的<T倍量を与えられた時に間歇的に導電
1王を誘起づるようトニなっており、またイグナイタ4
1は上死点検出用円板42’こ対向して設けられた上死
点センサ−/!3よりピストン位相に関する電気信号を
、J、たクランク角検出用円板44に対向して設けられ
たクランク角センサ45よりクランク角度にI!Inる
電気信号を各々与えられ、所定のクランク角度時に点火
コイル/IOへ前記電気信号を出力覆るようになってい
る。
When a high voltage is applied between the center electrode 26 and the ground electrode 33, the spark plug 2/I first closes the spark discharge gap 38.
Dielectric breakdown occurs in this gap 38, causing a spark discharge, and the center mold 4@26 and the intermediate electrode 35 become electrically connected. Next, dielectric breakdown occurs in the three spark discharge gaps, causing a spark discharge. A 3° ignition coil 40G that generates a spark discharge in the gap 39: It is designed to intermittently induce conductive conductivity when a 1-rega or pulsed <T times the amount is applied from the L-event generator 41, and the igniter coil 40G generates a spark discharge in the gap 39. 4
1 is a top dead center sensor provided opposite the top dead center detection disk 42'. 3, an electric signal related to the piston phase is sent to the crank angle by a crank angle sensor 45 provided opposite to the crank angle detection disc 44. They are each given an electric signal, and output the electric signal to the ignition coil/IO at a predetermined crank angle.

次に第3図及び第4図を参照して点火プラグの作動及び
燃料噴射ノズルより噴射される燃料の噴霧の挙動と点火
プラグの火花放電ギャップの位置関係についで説明する
。第3図は機関回転数が所定値以下であって、それが比
較的低い時の状態を示している。機関回転数が比較的低
い時には、ピストン6の移動速度がさほど速くないので
、吸気旋回流はさほど速くなく、従つにの時には燃料噴
射ノズル14の燃料噴口15より噴射された液体燃料の
噴霧は吸気旋回流Sによって実質的に流される口とがな
く、該燃料噴霧【ま燃料噴射ノズル14の燃料噴射主軸
△の周りに円Ill状に末広がりに拡散する。このとき
可燃適正空燃比の混合気は前記燃料噴霧とその周りにあ
る空気との混合により形成され、この可燃適正空燃比の
混合気は前記燃料噴霧の束の外周領域に存在づる。この
可燃適止空燃比の混合気が存在する領域には点火プラグ
24の火花放電ギャップ39があり、従ってこの時には
前記司燃適正空燃比の混合気【J火花放電:1゜ヤップ
39に生じる火花放電により点火される。
Next, the operation of the spark plug, the behavior of the fuel spray injected from the fuel injection nozzle, and the positional relationship of the spark discharge gap of the spark plug will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a state when the engine speed is below a predetermined value and is relatively low. When the engine speed is relatively low, the moving speed of the piston 6 is not very fast, so the intake air swirl flow is not very fast. The fuel spray is not substantially flown by the intake swirl flow S, and the fuel spray is spread out in a circular shape around the main fuel injection axis Δ of the fuel injection nozzle 14. At this time, a combustible air-fuel mixture with an appropriate air-fuel ratio is formed by mixing the fuel spray with the air surrounding it, and this combustible air-fuel mixture with an appropriate air-fuel ratio exists in the outer peripheral region of the bundle of fuel sprays. There is a spark discharge gap 39 of the ignition plug 24 in the region where the air-fuel mixture with the appropriate flammable air-fuel ratio exists, and therefore, at this time, the spark that occurs in the air-fuel mixture with the appropriate flammable air-fuel ratio [J spark discharge: 1° yap 39] It is ignited by an electrical discharge.

第4図は機関回転数が所定値以上であって、それが比較
的高い時の状態を示している。ピストン6の移動速度は
機関回転数の増大に伴い速くなるから、それに伴い渦室
7内の吸気旋回流Sの流速が速くなり、この吸気旋回流
によって燃料噴口15より噴射された燃料の噴霧が流さ
れ、その燃料噴霧束が燃料1111114ノズル14の
燃料噴射主軸△の方の側に偏り、これににり前記燃料噴
霧とその周りにある空気との混合により形成される可燃
適II−空燃りしの混合気が存在ブる領域が機関回転数
の増大に伴い渦室7の天井部内壁に近イ」・(方向へ移
動する。、従って、機関回転数が所定値以上である時に
は点火プラグ24の火花放電ギレツブ3つの位置は可燃
適正空燃比の混合気が存在づる領域より外れ、該領域は
点火プラグ24のもう一つの火花放電ギトツブ38を含
むようになる。従ってこの時には火花放電キャップ38
に生じる火花放電によって前記可燃適正空燃比の混合気
の点火が行われる。
FIG. 4 shows a state when the engine speed is above a predetermined value and is relatively high. Since the moving speed of the piston 6 increases as the engine speed increases, the flow velocity of the intake swirl flow S in the swirl chamber 7 increases accordingly, and the fuel spray injected from the fuel nozzle 15 is caused by this intake swirl flow. The fuel spray bundle is biased toward the fuel injection main axis Δ of the fuel 1111114 nozzle 14, and the combustible II-air-fuel mixture is formed by mixing the fuel spray with the air around it. As the engine speed increases, the area where the mixture exists moves toward the inner wall of the ceiling of the vortex chamber 7. Therefore, when the engine speed is above a predetermined value, the ignition is activated. The positions of the three spark discharge sockets of the plug 24 are outside the region where a combustible air-fuel mixture exists, and this region includes another spark discharge socket 38 of the spark plug 24. Therefore, at this time, the spark discharge cap is removed. 38
Ignition of the air-fuel mixture having the appropriate combustible air-fuel ratio occurs due to the spark discharge generated.

上)本の如く、本発明による点火プラグが用いられれば
、互いに異った位置にある二つの火花ill電ギA・ツ
ブに於て火花放電が行われ、これにより内燃機関はその
全運転域にnつで失火を生じることがなく安定した稍状
燃焼を行う。
Above) As shown in the book, if the spark plug according to the present invention is used, spark discharge will occur at the two electric gear A knobs located at different positions, and this will cause the internal combustion engine to operate over its entire operating range. Stable, minute combustion is performed without causing misfires.

第5図は本発明ににる点火プラグの他の一つの実施例の
ものを備えた筒内燃料噴射式火花点火内燃機関をその要
部について示づ縦断面図であり。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the main parts of an in-cylinder fuel injection type spark ignition internal combustion engine equipped with another embodiment of the spark plug according to the present invention.

第6図は第5図(二足された実施例に於て用いられる点
火ブックを示す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the ignition book used in the embodiment shown in FIG.

尚、第5図及び第6図に於て、第1図及び第2図に対応
覆る部分は第1図及び第2図に(=t Lk祠号と同一
の符号により示されている。かがる実施例に於ては、中
心電極26の先端部に電気絶縁部材25より支持された
中心電極先端部材26aが取(=I(Jられ−Cおり、
J、た電気絶縁部材25に中間電極51が取付1ブられ
ている。中間電極51は一端部にて中心電極先端部材2
6aの一端部に所定の間隔をおいて対向し、該中心電極
先端部材との間に火花放電ギX・ツブ38を構成してお
り、また他端部にて接地電極33の端部に所定の間隔を
おいて対向し、該接地電極との間にもう一つの火花放電
ギャップ3つを構成してる。
In addition, in FIGS. 5 and 6, parts corresponding to and overlapping with those in FIGS. 1 and 2 are indicated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2. In the embodiment, a center electrode tip member 26a supported by an electrically insulating member 25 is attached to the tip of the center electrode 26.
J. An intermediate electrode 51 is attached to the electrically insulating member 25. The intermediate electrode 51 is connected to the center electrode tip member 2 at one end.
It faces one end of the ground electrode 33 at a predetermined interval, and forms a spark discharge gear X/tube 38 between it and the center electrode tip member. The electrodes face each other with an interval of , and form another three spark discharge gaps between them and the ground electrode.

この実施例に於ても点火プラグ5oは電気的に互いに直
列の関係にある二つの火花放電ギャップ38と139と
を中心電極2Gの軸線に平行な方向に互いに隔置して有
しており、中心電極2Gど接地1′極33との間に高電
圧を印加されろことによりその二つの火花放電ギャップ
338と39の各々に於て火花放電を生じるようにイr
っている。
In this embodiment as well, the spark plug 5o has two spark discharge gaps 38 and 139 that are electrically in series with each other and spaced apart from each other in a direction parallel to the axis of the center electrode 2G. A high voltage is applied between the center electrode 2G and the ground 1' pole 33, thereby causing a spark discharge in each of the two spark discharge gaps 338 and 39.
ing.

点火プラグ50が、第5図に示されている如く、シリン
ダへラド1に正規に取付(jられている時には、火花1
11.Tiギャップ38と39とは共に燃料用q・jノ
ズル14よりの燃料噴射流の前方位置にあってその燃料
噴射主軸より一方の側に偏倚し、この・うち火花放電r
ヤツブ39は球形人月部8の内壁より比較的大きく隔た
った位置にあり、これに対しもう一つの火花放電ギャッ
プ38は球形天井部8の内壁よりさほど隔たっておらず
子の内壁に極く接近した位置にある。
When the spark plug 50 is properly attached to the cylinder rod 1 as shown in FIG.
11. The Ti gaps 38 and 39 are both located in front of the fuel injection flow from the fuel q/j nozzles 14 and are biased to one side from the fuel injection main axis, and the spark discharge r
The gap 39 is located at a relatively large distance from the inner wall of the spherical ceiling part 8, whereas the other spark discharge gap 38 is not far apart from the inner wall of the spherical ceiling part 8 and is very close to the inner wall of the child. It is located in the same position.

従ってこの実施例に於ても上述した実施例と同様の作用
及び効果が畳られることが理解されよう。
Therefore, it will be understood that this embodiment also has the same functions and effects as the embodiments described above.

第7図乃至第9図は本発明による点火プラグの他の一つ
の実施例を示している。尚、第7図乃〒第9図に於て、
第2図に対応する部分は第2図にfりし1.:符号と同
一の符号により示されている。かかる実施例に於ては、
点火プラグ55は電気絶縁部(Δ255に取(=J ツ
ブられた四つの中間電極56.57.58.59をイ1
してJ5す、中間電極56はその一端部にて中心電極2
6の先端部との間に火花放電ギャップ60を、中間電極
57と58とは互いに対向する各々の一端部の間に火花
放電ギャップ61を、中間電極5つはその一端部にて接
地電極33の先端部との間に火花放電ギトツブ62を各
々構成している。中間電極56と57とはその両地端部
にて電気絶縁部材25内に設りられた導電部材63によ
って豆いに”1ffi接続され1.j二た中間電極(う
8と59とはその両地端部にて電気絶縁部材2j5内に
設けられた81電部材6 /l I、二よってUいに導
電接続されている。即ち、貞大プラグ55は電気的に互
いにめ列の関係し=ある三″−〕の火花放電ギャップ6
0,61.62を中心電極20の軸線方向に互いに隔置
して有している。
7 to 9 show another embodiment of the spark plug according to the present invention. Furthermore, in Figures 7 to 9,
The parts corresponding to FIG. 2 are shown in FIG. 2. 1. : Indicated by the same symbol as the symbol. In such embodiments,
The spark plug 55 is attached to the electrically insulating part (Δ255) (=J).
Then, the intermediate electrode 56 connects to the center electrode 2 at one end thereof.
A spark discharge gap 60 is provided between the tips of the intermediate electrodes 57 and 58, and a spark discharge gap 61 is provided between the mutually opposing ends of the intermediate electrodes 57 and 58.The intermediate electrodes 5 have a ground electrode 33 at one end thereof. A spark discharge socket 62 is formed between the tip end portion of each of the spark discharge sockets 62. The intermediate electrodes 56 and 57 are connected to each other by a conductive member 63 provided in the electrically insulating member 25 at both ends thereof. The 81 electric members 6/l I and 2 provided in the electric insulating member 2j5 at both ground ends are conductively connected to each other. That is, the large plugs 55 are electrically connected to each other in a mating relationship. = some 3″-] spark discharge gap 6
0,61.62 are spaced apart from each other in the axial direction of the center electrode 20.

点火プラグ55は中心ty極26と接地電極33との間
に高電圧を印加されると、三つの火花放電ギ↑・ツブ6
0.61.62に於て順次に火花放電を生じる。
When a high voltage is applied between the center ty pole 26 and the ground electrode 33, the spark plug 55 generates three spark discharge gears ↑ and lug 6.
Spark discharge occurs sequentially at 0.61.62.

第10図及び第11図は本発明による点火プラグを副室
を有していない単室式の筒内燃lit噴射式火花点火内
燃;幾関に取イ;1けた一つの実施例を示している。第
10図及び第11図に於て、70はシリンダヘッドを、
71はシリンダブロックを、72はピストンを各々示し
ており、ピストン72はイの頂部に円形の平断面形状を
右づるト]]イダル型の燃焼室窪み73をイアしている
。シリンダヘッド70には吸気ボート74と刊気ボート
75とが設けられており、吸気ボート74より燃焼室内
に吸入される吸気流、即ち吸気スワールによって燃焼室
窪み73内に第10図に於て矢印で示されている如き吸
気旋回流Sが生じるようにイ1っている。
Figures 10 and 11 show an embodiment of the spark plug according to the present invention in a single-chamber type in-cylinder combustion type lit injection type spark ignition internal combustion that does not have a subchamber; . In FIGS. 10 and 11, 70 indicates the cylinder head,
Reference numeral 71 indicates a cylinder block, and 72 indicates a piston. The piston 72 has a combustion chamber recess 73 having a circular flat cross-sectional shape at the top thereof. The cylinder head 70 is provided with an intake boat 74 and an air intake boat 75, and the intake air flow drawn into the combustion chamber from the intake boat 74, that is, the intake air swirl, causes the inside of the combustion chamber recess 73 to flow as shown by the arrow in FIG. It is arranged so that an intake swirl flow S as shown in FIG.

シリンダヘッド70には燃料噴射ノズル76が取付けら
れている。燃料噴射ノズル76は1例えばホール型のも
のであり、先端部に燃料噴ロア7を有し、ピストン72
が上死点位置近くにある時に燃焼室窪み73内へ該燃焼
室窪み内に生じている吸気旋回流S@横切る方向へ液体
燃料を唱則するようになっている。
A fuel injection nozzle 76 is attached to the cylinder head 70. The fuel injection nozzle 76 is of a hole type, for example, and has a fuel injection lower 7 at its tip, and a piston 72.
When the engine is near the top dead center position, liquid fuel is directed into the combustion chamber recess 73 in a direction that crosses the intake swirl flow S@ generated within the combustion chamber recess.

シリンダヘッド70には第2図に示された点火プラグと
同じ点火プラグ24が取(qりられている。
A spark plug 24, which is the same as the spark plug shown in FIG. 2, is installed in the cylinder head 70.

点火プラグ24は二つの火花放電ギャッ138と339
とを互いに異った位置に電気的に直列に有しており、該
点火プラグが図示されている如く、シリンダブロック7
0に正規に取イ]りられている時には火花放電ギャップ
38と39は各々燃料噴射ノズル76よりの燃料噴射流
の前方位置にあり、このうち火花放電ギャップ39は燃
焼室窪み73の内壁より比較的大きく隔たった(O置に
あり、これに対し火花放電ギャップ38は前記内壁に接
近した位置に位置している。
The spark plug 24 has two spark discharge gaps 138 and 339.
and are electrically connected in series at different positions, and the spark plug is connected to the cylinder block 7 as shown in the figure.
0, the spark discharge gaps 38 and 39 are located in front of the fuel injection flow from the fuel injection nozzle 76, and the spark discharge gap 39 is located closer to the inner wall of the combustion chamber recess 73. The spark discharge gap 38, on the other hand, is located close to the inner wall.

燃焼室窪み73内に発生づる吸気旋回流Sの流速は機関
回転数の増大に伴い吸気流速が速まるに従って速くなり
、従って、この実施例に於ても吸気旋回流の流速の増大
に伴い燃料噴射ノズル7Gより噴射された燃料の噴霧束
が吸気旋回流により燃焼室窪み73の内壁に近イqく側
へ流され、その燃料噴霧とその周りに存在する空気との
混合により得られる可燃適正空燃比の混合気が存在づる
領域が機関回転数の増大に伴い燃料噴射ノズル76の燃
料噴射主軸Δより燃焼室窪み73の一方の内壁部に近付
く方向へ変位する。
The flow velocity of the intake swirl flow S generated in the combustion chamber recess 73 increases as the intake flow velocity increases as the engine speed increases. Therefore, in this embodiment as well, fuel injection increases as the flow velocity of the intake swirl flow increases. The fuel spray bundle injected from the nozzle 7G is flowed toward the inner wall of the combustion chamber recess 73 by the intake swirl flow, and a suitable combustible air is obtained by mixing the fuel spray with the air existing around it. As the engine speed increases, the region where the mixture of fuel ratios exists is displaced from the fuel injection main axis Δ of the fuel injection nozzle 76 in a direction closer to one inner wall portion of the combustion chamber recess 73.

このため、機関回転数が比較的低い時には、火花放電ギ
ャップ39の配設位置イ」近に可燃適正空燃比の混合気
が存在する領域が位置し、この時には火花f11.電ギ
t・ツブ39に生じる火花放電によってその混合気の点
火が行われる。これに対し機関回転数が比較的高い時に
は、可燃適正空燃比の混合気が存在する¥4域は火花放
電ギャップ39の配設位置より外れ、もう一つの火花放
電ギャップ38の配設位置に位置づ°るようになり、従
ってこの時には火花放電ギVツブ38に於て生じる火花
放電によってイの混合気の点火が行われる。従ってこの
実施例に於ても内燃機関はその全運転域に亙って良好な
成層燃焼を行う。
Therefore, when the engine speed is relatively low, there is a region where the air-fuel mixture with the appropriate combustible air-fuel ratio exists near the spark discharge gap 39, and at this time, the spark f11. The air-fuel mixture is ignited by the spark discharge generated in the electric guitar T-tube 39. On the other hand, when the engine speed is relatively high, the ¥4 region where a mixture with a proper combustible air-fuel ratio exists is located outside the spark discharge gap 39 and at the other spark discharge gap 38. Therefore, at this time, the spark discharge generated at the spark discharge gear V-tube 38 ignites the air-fuel mixture (A). Therefore, in this embodiment as well, the internal combustion engine performs good stratified combustion over its entire operating range.

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明は、これらに限定されるものr+よなく
、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, the present invention is not limited to these embodiments, and it is understood that various embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art.

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

第1図は本発明による点火プラグが用いられた副室式の
筒内燃料噴射式火花点火内燃(大関の つの実施例をそ
の要部について示寸縦111i面図、第2は(は本発明
による点火プラグの一実施例を示す縦断面図、第3図及
び第4図は第1図に示されIc筒内燃斜噴射式火花点火
内燃機関に於ける燃料噴霧の挙動と点火プラグの位置関
係について示ザ縦断面図、第5図は本発明による点火プ
ラグの他の一つの実施例のものを備えた筒内燃わ1噴射
式火花点火内燃機関をその要部について示?l縦断面図
、第6図は第5図に示された実施例に於て用いられる点
火プラグを示す縦断面図、第7図は本発明による点火プ
ラグの他の一つの実施例を示?l縦断面図、第8図は第
7図に示された点火プラグを電極の側より見た底面図、
第9図tま第7図の線IX−IXL二冶う断面図、第1
0図(よ本発明による点火プラグを単室式の筒内燃#’
il噴射式火花点火内燃機関に用いた一つの実施例をそ
の要部について承り縦断面図、第11図は第10図の線
)l−XIに沿う…i面図τある。 1・・・シリングヘラl〜、2・・・シリンダブロック
。 3・・・ガスケツi、/4・・・シリンダライナ、5・
・・シリングボア、6・・・ビス1ヘン、7・・・渦室
、8・・・球形大月部、9・・・取イ」孔、10・・・
噴口部材、11・・・偏平底部、12・・・連絡孔、1
3・・・ノズル取(=J孔、14・・・燃料噴(ト)ノ
ズル、15・・・燃料噴口、16・・・Ill射孔、1
7・・・燃料タンク、18・・・燃わ1導管、19・・
・燃料ポンプ、20・・・燃料導管、21・・・燃料蛸
射ポンプ、22・・・燃11導管、23・・・プラグ取
付孔、24・・・点火プラグ、25・・・電気絶縁部材
、26・・・中心電極、27・・・導電性シール部材、
28・・・高電圧端子、2つ・・・高圧電源軸、30・
・・取付ねじ部、31・・・六角ノーツト部、32・・
・金属製プラグ体、33・・接地電極、35.36・・
・中間電極、37・・・金属製リング、38.39・・
・火花放電ギャップ、40・・・点火プラグ、41・・
・イグナイタ、42・・・上死点検出用円板、43・・
・」二死点センサ、44・・・クランク角検出用円板、
45・・・クランク角センサ、50・・・点火プラグ、
51・・・中間電極、55・・・点火プラグ、56〜5
9・・・中間電極、60・〜62・・・火花放電ギャッ
プ“、63.64・・・導電部材、70川シリングヘッ
ド、71・・・シリング10ツク、72・・・ピストン
、73・・・燃焼室窪み、7/I・・・吸気ボー1− 
。 75・・・活気ボー1〜,76・・・燃わ1噴射ノズル
、77・・・燃料噴1] 特 訂 出 願 人  ト]タ自動車株式会ネ1代  
 理   人  弁理士  明ri  昌毅第 1 図 4.1 第2図  第67  東7図 第8図  第9図 第3図 1        1ど 第 4 図 第 5 図
Fig. 1 is a vertical 111i side view showing two embodiments of the pre-chamber type in-cylinder fuel injection type spark ignition internal combustion (Ozeki) in which the spark plug according to the present invention is used; FIGS. 3 and 4 are vertical cross-sectional views showing one embodiment of a spark plug according to the invention, which are shown in FIG. FIG. 5 is a vertical sectional view showing the main parts of an in-cylinder combustion single-injection spark ignition internal combustion engine equipped with another embodiment of the spark plug according to the present invention. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a spark plug used in the embodiment shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the spark plug according to the present invention. Figure 8 is a bottom view of the spark plug shown in Figure 7, viewed from the electrode side;
Figure 9 t to Figure 7 line IX-IXL cross-sectional view, 1st
Figure 0 (The spark plug according to the present invention is used in a single-chamber cylinder internal combustion
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of the main parts of one embodiment used in an il-injection spark ignition internal combustion engine, and FIG. 11 is an i-plane view τ taken along line 1-XI in FIG. 10. 1... Schilling spatula l~, 2... cylinder block. 3... Gasket i, /4... Cylinder liner, 5.
... Schilling bore, 6... Screw 1 Hen, 7... Vortex chamber, 8... Spherical large moon part, 9... Hole, 10...
Nozzle member, 11... Flat bottom, 12... Communication hole, 1
3... Nozzle handle (= J hole, 14... Fuel injection nozzle, 15... Fuel injection port, 16... Ill injection hole, 1
7... Fuel tank, 18... Combustion 1 conduit, 19...
・Fuel pump, 20... Fuel conduit, 21... Fuel injection pump, 22... Fuel 11 conduit, 23... Plug mounting hole, 24... Spark plug, 25... Electrical insulation member , 26... Center electrode, 27... Conductive sealing member,
28...High voltage terminals, 2...High voltage power supply shaft, 30...
...Mounting screw part, 31...Hexagonal note part, 32...
・Metal plug body, 33...Ground electrode, 35.36...
・Intermediate electrode, 37...Metal ring, 38.39...
・Spark discharge gap, 40...Spark plug, 41...
・Igniter, 42...Top dead center detection disc, 43...
・"Two dead center sensor, 44...Crank angle detection disc,
45... Crank angle sensor, 50... Spark plug,
51... Intermediate electrode, 55... Spark plug, 56-5
9... Intermediate electrode, 60--62... Spark discharge gap, 63.64... Conductive member, 70 shilling head, 71... 10 shillings, 72... Piston, 73...・Combustion chamber recess, 7/I...Intake bow 1-
. 75... Lively Bo 1~, 76... Fuel Injection Nozzle, 77... Fuel Injection 1] Special Edition Applicant To] Ta Jidosha Co., Ltd.
Attorney Patent Attorney Akari Masatake No. 1 Figure 4.1 Figure 2 Figure 67 East Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 3 Figure 1 Figure 1 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 中心電極と、接地電極と、前記中心電極と前記接地電極
との間に少くとも二つの火花放電ギャップを電気的に直
列に且互いに異った位置に構成する中間電極とを有する
内燃機関用点火プラグ。
An ignition for an internal combustion engine having a center electrode, a ground electrode, and an intermediate electrode forming at least two spark discharge gaps electrically in series and at different positions between the center electrode and the ground electrode. plug.
JP4856983A 1983-03-22 1983-03-22 Ignition plug for internal combustion engine Pending JPS59173986A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4914344A (en) * 1987-08-04 1990-04-03 Nippon Soken, Inc. Spark plug for internal combustion engines
JP2008517442A (en) * 2004-10-20 2008-05-22 フェデラル−モーグル コーポレイション Coaxial twin spark plug

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