KR200184909Y1 - Ignition spark plugs of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 전기점화식 내연기관에 있어서, 중공관형의 메인셀(210)과, 상기 메인셀의 하단부 중공 내에 장착된 중심전극과, 이 중심전극에 대응하고 상기 메인셀의 하단부에 일체로 형성되는 접지전극으로 이루어진 한 쌍의 전극(230), 및 압축된 연료혼합기의 일부를 미리 착화,연소하여 발생되는 소규모 폭발화염으로 보다 짧은 시간 내에 연소실의 압축된 주 연료혼합기를 착화,연소시키기 위하여, 상기 메인셀의 하단부에 형성되어 상기 압축된 연료혼합기의 일부가 수용되어 연소되는 공간인 예연소실(250)을 포함하는 점화플러그에 관한 것이다. 이 점화플러그는 하단부에 일체 또는 조립,분리가능한 소형의 예연소실을 마련하여 기관의 압축행정시 예연소실로 흡입되어 수용된 소량의 압축 연료혼합기를 미리 착화,연소시켜 그 확장된 폭발화염으로 연소실의 주 연료혼합기를 착화시킨 뒤, 종래보다 훨씬 짧은 시간내에 모두 연소되게 함으로써 전기점화식 내연기관에 희박혼합기(稀薄混合氣,lean mixture)의 사용이 가능하여 연료를 절약할 수 있고, 기관의 연소효율을 향상함과 아울러 인체에 유해한 배기배출물을 줄여 복합대기공해를 감소시키는 잇점이 있도록 한다.Disclosed is an electric ignition type internal combustion engine comprising: a hollow tubular main cell (210), a center electrode mounted in a hollow of a lower end of the main cell, and a ground corresponding to the center electrode and integrally formed at a lower end of the main cell In order to ignite and burn the compressed main fuel mixer of the combustion chamber in a shorter time with a small explosion flame generated by ignition and combustion of a pair of electrodes 230 composed of electrodes and a part of the compressed fuel mixer in advance. It relates to an ignition plug formed in the lower end of the cell including a pre-combustion chamber 250 is a space in which a part of the compressed fuel mixer is accommodated and combusted. This spark plug has a small pre-combustion chamber that can be integrally assembled or detached at the lower end, and ignites and combusts a small amount of compressed fuel mixture that is sucked into the pre-combustion chamber during the compression stroke of the engine beforehand. By igniting the fuel mixer and burning it in a much shorter time than before, a lean mixture can be used in an electric ignition type internal combustion engine, thereby saving fuel and improving the combustion efficiency of the engine. In addition, it has the advantage of reducing the combined air pollution by reducing the exhaust emissions harmful to the human body.
Description
본 고안은 전기점화식 내연기관에 관한 것으로서, 특히, 압축된 연료혼합기(燃料混合氣)의 일부를 일차적으로 미리 착화,연소하여 그 확장된 화염으로 연소실의 나머지 연료혼합기 전체를 보다 빠르고 확실하게 착화시킴과 아울러, 보다 짧은 시간내에 연료혼합기 전체를 연속연소시켜 전체 연소시간을 현저히 단축시키는 점화플러그에 관한 것이다.The present invention relates to an electric ignition type internal combustion engine, and in particular, a part of a compressed fuel mixer is first ignited and burned in advance to ignite the remaining fuel mixer of the combustion chamber more quickly and reliably with the extended flame. In addition, the present invention relates to an ignition plug which significantly burns the entire combustion time by continuously burning the entire fuel mixer in a shorter time.
일반적으로 열기관은 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 장치이며, 열에너지를 기계적인 일로 바꾸기 위해 사용되는 작동물질(유체)에 열에너지를 공급하는 방식에 따라 내연기관(interal combustion engine)과 외연기관(external combustion engine)으로 크게 구별된다. 이 중 내연기관은 기관의 내부에서 연소가 이루어지며, 가솔린 등의 연료와 청정한 공기의 혼합체인 연료혼합기 자체가 보유한 화학적에너지를 연소에 의해 열에너지로 바꾸어 그 연소가스가 팽창할 때의 일을 직접 이용하는 기관이다. 이러한 내연기관은 작동방식에 따라 4사이클기관(4 stroke cycle engine)과 2사이클기관(2 stroke cycle engine)으로 대별되며, 4사이클기관의 경우 흡입, 압축, 연소, 배기의 1사이클을 크랭크샤프트의 2회전 즉, 피스턴의 4행정으로 이루어지는 기관이다.In general, a heat engine is a device that converts thermal energy into mechanical work, and an internal combustion engine and an external combustion engine according to a method of supplying thermal energy to a working material (fluid) used to convert thermal energy into mechanical work. Are largely distinguished. Among these, internal combustion engines burn inside the engine, and convert the chemical energy held by the fuel mixer itself, which is a mixture of fuel such as gasoline and clean air, into thermal energy by combustion to directly use the work when the combustion gas expands. It is an organ. These internal combustion engines are classified into four-stroke engines and two-stroke engines, depending on the operating method.In the four-cycle engine, one cycle of suction, compression, combustion, and exhaust It is an engine that consists of two strokes, that is, four strokes of a piston.
상기 4사이클기관의 일례를 상기 첨부 도면 도 1에 개략적으로 도시하였다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 전기점화식 내연기관(10)은 원통형 실린더(11), 이 실린더(11)의 중공내에 긴밀하게 수용되는 피스톤(12), 커넥팅로드(13)에 의해 상기 피스톤(12) 하단에 연결되는 크랭크축(14), 상기 실린더(11) 상부에 장착된 흡,배기밸브(17,18) 및 점화플러그(100) 등을 구비하여 형성된다. 또한, 상기 실린더(11)의 상부에는 흡,배기구(17,18)가 형성된다.An example of the four cycle engine is schematically illustrated in FIG. 1. As shown in this figure, the electric ignition type internal combustion engine 10 has a cylindrical cylinder 11, a piston 12 tightly received in the hollow of the cylinder 11, the piston 12 by a connecting rod 13; Crank shaft 14 is connected to the lower end, the intake and exhaust valves 17 and 18 mounted on the cylinder 11, the spark plug 100 and the like. In addition, the intake and exhaust pipes 17 and 18 are formed on the cylinder 11.
이 전기점화식 내연기관(10)이 4행정사이클인 경우 흡입, 압축, 연소, 배기행정으로 이루어진 작동메커니즘에 의해 구동되어 동력을 발생하게 된다. 이 때, 상기 흡입행정(intake stroke)은 흡기밸브(15)가 흡기구(17)를 개방한 상태에서 피스톤(12)이 상사점(TDC, top dead center) 즉, 상기 피스톤(12)이 맨 위로 올라가서 다시 내려오려고 하는 지점에서 하강하여 연료혼합기가 실린더(11) 안으로 흡입되게 하는 행정이고, 상기 압축행정(compression stroke)은 흡,배기밸브(15,16)가 상기 흡,배기구(17,18)를 폐쇄한 상태에서 피스톤(12)이 상승하여 연료혼합기를 압축함으로써 연료혼합기의 압력과 온도가 동시에 상승하여 완전히 기화(氣化)되게 하는 행정이다. 상기 연소행정(power stroke)은 압축행정이 끝나는 상사점의 조금 전에 상기 점화플러그(100)가 연료혼합기에 불꽃을 인가하여 연료혼합기가 연소되며 발생시킨 고압가스의 압력을 받아 피스톤(12)이 내려가면서 크랭크축(14)에 회전력을 가하는 행정이고, 상기 배기행정(exhaust stroke)은 배기밸브(16)가 배기구(18)를 개방한 상태에서 피스톤(12)이 상승하여 연소가스가 실린더(11) 바깥으로 배출되게 하는 행정이다. 피스톤(12)이 상사점에 도달하면 다시 상기 흡입행정으로부터 사이클이 반복수행되어지게 된다.When the electric ignition type internal combustion engine 10 is a four-stroke cycle, it is driven by an operation mechanism consisting of suction, compression, combustion, and exhaust stroke to generate power. At this time, the intake stroke is performed by the piston 12 having a top dead center (TDC), that is, the piston 12 being the top in a state where the intake valve 15 opens the inlet 17. It is a stroke that descends from the point where it is going up and descends again so that the fuel mixture is sucked into the cylinder 11, and the compression stroke is performed by the intake / exhaust valves 15 and 16 by the intake and exhaust pipes 17 and 18. The piston 12 ascends in the closed state to compress the fuel mixer so that the pressure and temperature of the fuel mixer rise simultaneously to completely vaporize. The combustion stroke (power stroke) is a piston 12 is lowered under the pressure of the high-pressure gas generated by the spark mixture is burned by the spark plug 100 is applied to the fuel mixer just before the top dead center of the compression stroke. The stroke stroke is applied to the crankshaft 14 while moving, and the exhaust stroke is a piston 12 as the exhaust valve 16 opens the exhaust port 18 so that the combustion gas flows into the cylinder 11. It is a stroke to be discharged outward. When the piston 12 reaches the top dead center, the cycle is repeated from the suction stroke again.
이 때, 전기점화식 내연기관의 상기 압축행정 후 연소행정에서 연료혼합기를 전기적 불꽃(spark)으로 착화,연소시키기 위한 장치로써 점화플러그(ignition combustion plugs)가 이용되는데, 이 일례를 상기 첨부 도면 도 2에 도시하였다.At this time, ignition combustion plugs are used as an apparatus for ignition and burning a fuel mixer with an electric spark in the combustion stroke after the compression stroke of an electric ignition internal combustion engine. Shown in
이 도면에 도시된 바와 같이, 종래 점화플러그(100)는 셀(110), 절연체(120) 및 상호 대응하며 인가되는 전원에 의해 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극(130)으로 이루어진다. 상기 셀(110)은 하부 둘레면에 나사산(112)이 형성되고 내부가 중공으로 된 대략 원통형상으로 형성된다. 이 셀(110)의 중공내에는 봉형의 상기 절연체(120)가 기밀있게 장착된다. 이 절연체(120)는 상기 한 쌍의 전극(130) 중 중심전극(122)과, 이 중심전극(122) 상방으로 소정 간격 이격되어 있는 축봉(144), 및 이 축봉(144)의 상단에 연결된 단자(144)의 일부를 동시에 피복한 상태에서 상기 셀(110)에 장착된다. 이 때, 상기 중심전극(122)의 하단 일부는 절연체(120)의 하단 바깥으로 노출된다. 한편, 상기 셀(110)의 하단부에는 대략 L자형 돌기모양으로 된 접지전극(134)이 셀(110)과 일체로 형성된다.As shown in the figure, the conventional spark plug 100 is composed of a pair of electrodes 130 having different polarities by the cell 110, the insulator 120 and the power applied to each other. The cell 110 is formed in a substantially cylindrical shape with a thread 112 formed on the lower circumferential surface and a hollow inside. In the hollow of the cell 110, the rod-shaped insulator 120 is hermetically mounted. The insulator 120 is connected to a center electrode 122 of the pair of electrodes 130, a shaft rod 144 spaced apart from the center electrode 122 by a predetermined interval, and an upper end of the shaft rod 144. A portion of the terminal 144 is simultaneously covered with the cell 110. In this case, a portion of the lower end of the center electrode 122 is exposed to the outside of the lower end of the insulator 120. On the other hand, at the lower end of the cell 110, the ground electrode 134 having an approximately L-shaped protrusion is integrally formed with the cell 110.
이 점화플러그(100)는 미도시된 축전지, 점화코일, 배전기, 고압케이블 등과 더불어 전기점화식 내연기관 점화장치의 일부를 형성하며, 상기 사이클의 압축행정에서 실린더(11)의 연소실(20) 내부로 흡입되어 압축되는 휘발유(gasoline)와 공기의 혼합체인 연료혼합기에 상기 중심전극(132)과 접지전극(134)의 전기적 통전(arc)으로 불꽃을 튀겨 연료혼합기가 착화,연속연소되게 함으로써 기관(10)의 연소행정이 일어나게 하고, 그 팽창된 압력으로 기관(10)이 연속회전운동하게 한다.The spark plug 100 forms part of an electric ignition type internal combustion engine ignition device together with a battery, an ignition coil, a distributor, a high voltage cable, etc., which are not shown, and into the combustion chamber 20 of the cylinder 11 in the compression stroke of the cycle. The fuel mixture is ignited and continuously burned by splashing a flame with an electrical arc of the center electrode 132 and the ground electrode 134 in a fuel mixture which is a gasoline and air mixture that is sucked and compressed. The combustion stroke of) takes place, and the expanded pressure causes the engine 10 to continuously rotate.
이와 같은 전기점화식 내연기관에서는 상기 점화플러그(100)의 작동시점 즉, 전기적 불꽃을 튀겨주는 점화시점(ignition timing)을 언제로 하느냐에 따라 기관의 효율과 성능이 크게 달라지게 된다. 이를 상기 첨부된 도면 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In such an electric ignition type internal combustion engine, the efficiency and performance of the engine greatly vary depending on the timing of the operation of the spark plug 100, that is, the timing of ignition when the electrical sparks are splashed. This will be described with reference to FIG. 3.
이 도면의 그래프는 독일보쉬사의 전기점화식 내연기관에 대한 기술사양에서 크랭크축각도와 실린더 안의 압력과의 관계를 나타낸 기관출력의 연소압력곡선으로서, 상사점을 기준 0°로 하고 크랭크축각의 상사점 전후 약 75° 범위에서의 연소실압력변화를 나타낸 것이다.The graph of this figure is the combustion pressure curve of the engine output which shows the relationship between the crankshaft angle and the pressure in the cylinder in the technical specifications of the Bosch electric ignition internal combustion engine. The top dead center of the crankshaft angle is 0 ° based on the top dead center. It shows the change of combustion chamber pressure in the range of about 75 ° before and after.
또한, 이 도면의 그래프에서 압력선 1은 점화시점이 T1지점인 경우, 압력선 2는 점화시점이 T2인 경우, 압력선 3은 점화시점이 T3인 경우에 있어서 각각 크랭크축각에 대한 연소실의 압력변화를 보여준다.In addition, in the graph of this figure, the pressure line 1 shows the change in pressure of the combustion chamber with respect to the crankshaft angle, respectively, when the ignition point is T1, the pressure line 2 is ignition T2, and the pressure line 3 is ignition T3. .
이 도면의 그래프가 보여주는 바와 같이, 실린더 안의 압축 연료혼합기에 점화플러그로 불꽃을 튀겨 주면 착화하여 폭발을 일으키며, 압력이 최고값에 이르기까지는 어느 정도 시간이 필요하게 된다. 점①에서 점화한 다음, 점②까지는 연소로 인한 압력의 상승이 별로 없는 기간으로 이는 연소지연기간(또는 연소준비기간)에 해당된다. 이 연소지연기간은 연료 및 부하가 변하지 않으면 기관의 회전수와 상관없이 약 1/600초로서 일정하다. 따라서 기관의 회전이 빨라지면 ①∼②의 크랭크각도 a1도 커지며 기관의 회전이 빠를수록 점화시기 ①을 빠르게 해야 한다. ②∼③은 연소로 인해 압력이 상승하는 기간이며 이 기간은 압력상승기간에 해당한다. 기관의 회전이 빨라지면 실린더 안의 연료혼합기의 난류(亂流)에 의해 압력의 상승도 빨라져 ②∼③에 소요되는 시간도 단축된다. 그런데 기관의 회전이 빨라지면 크랭크 회전 각속도(角速度)도 빨라지므로 ②∼③의 크랭크각도 a2는 기관의 회전수와 상관없이 거의 일정하게 된다.As the graph of this figure shows, sparks are ignited by spark plugs in a compressed fuel mixer in a cylinder, causing ignition and explosion, and some time is required for the pressure to reach its maximum value. After ignition at point ①, point ② is a period of little increase in pressure due to combustion, which corresponds to the combustion delay period (or combustion preparation period). This combustion delay period is constant as about 1/600 seconds, regardless of engine speed, unless fuel and load change. Therefore, the faster the rotation of the engine, the larger the crank angle a 1 of ① to ②, and the faster the rotation of the engine, the faster the ignition timing ① should be. ② ～ ③ is a period during which pressure rises due to combustion, and this period corresponds to a pressure increase period. The faster the engine rotates, the faster the pressure rises due to the turbulent flow of the fuel mixer in the cylinder, which shortens the time required for ② to ③. However, the faster the rotation of the engine, the faster the crank rotational angular velocity, so the crank angle a 2 of ② to ③ is almost constant regardless of the rotation speed of the engine.
또한, 전기점화식 내연기관에 있어서, 가장 높은 기관출력을 발생하는 점화시점은 T2점이고, 가장 낮은 기관출력을 발생하는 점화시점은 T3이다. 이는 그래프의 압력선 2가 가장 높고, 압력선 3이 가장 낮게 나타나는 것으로부터 확인할 수 있다.In addition, in the electric ignition internal combustion engine, the ignition time that generates the highest engine power is T2, and the ignition time that produces the lowest engine power is T3. This can be confirmed from the fact that the pressure line 2 of the graph is the highest and the pressure line 3 is the lowest.
이와 같이 전기점화식 내연기관에 있어서, ①∼②의 크랭크축 변위각 a1은 회전수에 비례하고, ②∼③의 크랭크축 변위각 a2는 회전수에 관계없이 거의 일정하다. 그러므로, 회전수의 증가에 비례하여 점화시기를 빠르게 하여야 한다. 또 기관의 부하가 적을수록 기화기(carburetor)의 스로틀밸브(throttle valve)가 적게 열려 흡입효율이 저하되고 압축압력도 낮아진다. 이 때문에 연소시간이 길어지므로 이 경우에도 점화시기를 앞당겨야 한다.As described above, in the electric ignition type internal combustion engine, the crankshaft displacement angle a 1 of ① to ② is proportional to the rotational speed, and the crankshaft displacement angle a 2 of ② to ③ is almost constant regardless of the rotational speed. Therefore, the ignition timing should be made faster in proportion to the increase in the rotation speed. The lower the engine load, the less the throttle valve of the carburetor, the lower the suction efficiency and the lower the compression pressure. Because of this, the combustion time is long, so the ignition timing must be advanced even in this case.
이에 종래에는 전기점화식 내연기관의 점화시점이 대개 고속회전시에는 상사점 0°를 기준으로 한 크랭크축각상 -55°근방, 저속회전시에는 크랭크축각상 -5°근방이 되도록 점화장치의 배전기(distributor) 타이밍을 세팅하여 기관의 발생 토크(torque)와 효율이 극대화될 수 있도록 하여 왔다.In the related art, the ignition apparatus of the ignition apparatus is generally located near -55 ° on the crankshaft angle based on the top dead center of 0 ° at high speed rotation and -5 ° on the crankshaft angle at low speed rotation. distributor timing has been established to maximize the engine's generated torque and efficiency.
하지만, 기관효율의 극대화를 기하고자 하는 경우에 있어서, 기관의 고속회전시를 고려한 점화시점으로 세팅되어지는 상기 점화시점 T2의 경우, 상사점 전후에서 단일 피스톤 왕복운동 사이클에서 비정상적으로 또다른 연소행정이 동일 실린더 내부에서 일어나는 복합연소 즉, 이상연소(knocking tendency)가 일어날 위험이 크고, 이로부터 작동 중에 불규칙적 폭발소음이 빈발하며, 기관의 파손 또는 내구성 감소로 인해 기관의 수명이 단축될 우려가 있다. 또한, 기관이 고속회전시 공기와 연료의 혼합비율 1/16∼1/19정도에 이르는 희박혼합기(稀薄混合氣,lean mixture)가 흡입되는 경우 착화,연소불량의 문제가 자주 발생한다. 따라서, 기관출력을 높이기 위하여 점화시점을 크랭크축각상의 상사점 앞쪽(-각도)으로 앞당기는 데에는 일정한 한계가 있게 되는 것이다.However, in the case of maximizing the engine efficiency, in the case of the ignition time T2 which is set to the ignition time in consideration of the high-speed rotation of the engine, abnormally another combustion stroke is performed in a single piston reciprocating cycle before and after the top dead center. There is a high risk of complex combustion, ie knocking tendency, occurring within the same cylinder, from which irregular explosion noise occurs frequently during operation, and engine life may be shortened due to engine damage or reduced durability. . In addition, when the engine is inhaled in a lean mixture with a mixture ratio of 1/16 to 1/19 of air and fuel during high-speed rotation, problems of ignition and combustion often occur. Therefore, there is a certain limit in advancing the ignition point ahead of the top dead center on the crankshaft angle (-angle) in order to increase engine power.
또한, 전기점화식 내연기관에서 대개 저속회전시의 점화시점으로 세팅되는 상기 점화시점 T3은 연소실의 압력변화가 상기 압력선 3과 같이 나타나 기관출력이 너무 낮고, 이 경우에도 전술한 바와 같은 이상연소가 발생할 우려가 있어 적합하지 못하다. 또한, 기관이 저속으로 회전하는 경우 연소실에는 공기와 연료의 혼합비율이 약 1/8 이상으로 된 높은 연비의 연료혼합기가 흡입되는 일이 많아 연료혼합기의 실화(失火)가 잦고, 연료혼합기의 전체 연소시간이 상당히 길어짐은 물론, 연료혼합기의 미연소분이 증가하는 단점이 있다. 이로부터 일산화탄소 등의 인체에 유해한 배기배출물이 증가하여 대기환경오염을 촉진하는 결과가 초래되기도 한다.In addition, in the ignition time T3, which is usually set to the ignition time at low speed rotation in the electric ignition internal combustion engine, the change in pressure of the combustion chamber is shown as the pressure line 3, so that the engine output is too low, and in this case, abnormal combustion as described above occurs. There is a concern and it is not suitable. In addition, when the engine rotates at a low speed, a high fuel consumption fuel mixer having a mixture ratio of air and fuel of about 1/8 or more is often sucked into the combustion chamber, so that the fuel mixture is frequently misfired, and the entire fuel mixer is Not only is the combustion time considerably longer, but there is a disadvantage that the unburned fraction of the fuel mixer is increased. This increases the exhaust emissions harmful to the human body, such as carbon monoxide may result in promoting environmental pollution.
따라서, 가장 합리적인 점화시점은, 점화시점이 T2, T3인 경우에서 발생되는 전술한 문제들을 미연에 방지할 수 있는 지점 T1으로서, 피스톤의 상사점 도달 이전 크랭크축각상 -35°인 지점이 되는 것이다.Therefore, the most reasonable ignition time is the point T1 that can prevent the above-described problems occurring in the case of the ignition time T2 and T3, which is -35 ° on the crankshaft angle before reaching the top dead center of the piston. .
하지만, 이 경우에 있어서도 점화시점이 T2인 경우에 비하여 상기 그래프상의 상기 압력선 2가 차지하는 면적 중 상기 압력선 1이 차지하는 면적을 뺀 면적에 대응하는 크기만큼 기관효율의 상대적감소가 발생하게 되며, 연료혼합기의 전체 연소시간, 특히 상기 압력상승기간이 길어지는 단점이 있게 된다.However, also in this case, as compared to the case where the ignition point is T2, the relative decrease in engine efficiency occurs by the size corresponding to the area minus the area occupied by the pressure line 1 of the area occupied by the pressure line 2 on the graph. The overall combustion time of, in particular, the disadvantage that the pressure rise period is long.
이로부터, 상기 점화시점의 조기설정방법이 갖는 전술한 단점들을 해소하면서도 기관의 효율을 극대화할 수 있는 기술적요구가 발생하게 되었다. 일례로, 상기 점화시점의 조기설정시에 나타나는 단점을 갖지 않으면서도 연료혼합기의 크랭크축각상의 전체 연소시간, 특히 압력상승기간을 단축시켜 기관의 효율을 극대화할 수 있는 기술을 구현할 필요가 있게 된 것이다.From this, the technical demand that can maximize the efficiency of the engine while eliminating the above-mentioned disadvantages of the early setting method of the ignition time has arisen. For example, it is necessary to implement a technology capable of maximizing the efficiency of the engine by shortening the overall combustion time, especially the pressure rise period, on the crankshaft angle of the fuel mixer without having the disadvantages of early setting of the ignition point. will be.
하지만, 앞서 설명된 종래 점화플러그는 배전기에 세팅되어 있는 점화시점에 따라 인가되는 전원으로 통전됨으로써 전기적불꽃을 튀겨 연소실 연료혼합기를 착화,연속연소되게 하는 단순한 통전기능만을 갖는 기능상의 한계가 있었다.However, the conventional ignition plug described above has a functional limitation that has only a simple energization function to ignite and continuously burn the combustion chamber fuel mixer by energizing the power applied according to the ignition time set in the distributor.
따라서, 본고안은 전기점화식 내연기관의 압축된 연료혼합기의 일부를 기관점화시점에서 일차적으로 미리 착화,연소시킨 후 이로부터 발생되는 확대된 소규모 폭발화염을 연소실로 배출시켜 연소실의 주 연료혼합기가 보다 빠르고 확실하게 착화되게 함은 물론, 종래보다 훨씬 짧은 시간내에 연소되게 함으로써 크랭크축각상의 연료혼합기 전체 연소시간이 최대한 단축될 수 있도록 하는 점화플러그를 구현하고자 한다.Therefore, this paper preliminarily ignites and burns a part of the compressed fuel mixer of the electric ignition type internal combustion engine at the time of engine ignition, and then discharges the expanded small-scale explosive flame generated from the combustion chamber into the combustion chamber. It is intended to implement an ignition plug that enables the combustion of fuel mixture on the crankshaft angle to be minimized as much as possible by allowing the fuel to ignite quickly and reliably, as well as in a much shorter time than the conventional art.
도 1은 종래 점화플러그가 장착된 전기점화식 내연기관의 작동메커니즘을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining the operation mechanism of the electric ignition type internal combustion engine equipped with a conventional spark plug,
도 2는 종래 점화플러그를 보여주는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a conventional spark plug,
도 3은 전기점화식 내연기관의 효율을 설명하기 위한 연소압력곡선도,3 is a combustion pressure curve for explaining the efficiency of the electric ignition type internal combustion engine,
도 4a는 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 점화플러그의 단면도,Figure 4a is a cross-sectional view of the spark plug of the preferred embodiment according to the present invention,
도 4b는 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 정면도,4b is a front view of a preferred embodiment according to the present invention,
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예가 적용된 기관의 효율을 설명하기 위한 연소압력곡선도.5 is a combustion pressure curve for explaining the efficiency of the engine to which the preferred embodiment of the present invention is applied.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※
200:점화플러그............................210:메인셀200: Ignition plug ......... 210: Main cell
212:나사산................................222:단자212 Screw thread ... 222 Terminal
224:축봉..................................230:전극224: shaft ........... 230: electrode
232:중심전극..............................234:접지전극232: center electrode ......... 234: ground electrode
240:절연체................................250:예연소실240: insulator ... 250: pre-chamber
252:예연소실셀............................254:유출입공252: Pre-combustion chamber ............ 254
전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 점화플러그는, 내연기관 점화장치의 점화플러그에 있어서, 중공관형의 메인셀(210)과, 상기 메인셀의 하단부 중공 내에 장착된 중심전극과, 이 중심전극에 대응하고 상기 메인셀의 하단부에 일체로 형성되는 접지전극으로 이루어진 한 쌍의 전극(230), 및 압축된 연료혼합기의 일부를 기관의 착화시점에서 미리 착화,연소하여 발생되는 소규모 폭발화염으로 연소실의 압축된 주 연료혼합기를 보다 짧은 시간안에 착화,연소시키기 위하여, 상기 메인셀의 하단부에 형성되어 상기 압축된 연료혼합기의 일부가 수용되어 연소되는 공간인 예연소실(250)을 포함하는 점화플러그로서 구현된다.The spark plug of the present invention for achieving the above object, in the spark plug of the internal combustion engine ignition device, a hollow tube-shaped main cell 210, a center electrode mounted in the hollow of the lower end of the main cell, and the center electrode A pair of electrodes 230 comprising a ground electrode integrally formed at a lower end of the main cell, and a small explosion flame generated by ignition and combustion of a part of the compressed fuel mixer at the time of engine ignition. In order to ignite and burn the compressed main fuel mixer of the shorter time, the spark plug including a pre-combustion chamber 250 is formed in the lower end of the main cell is a space where a portion of the compressed fuel mixer is accommodated and combusted Is implemented.
이 때 상기 예연소실은, 그 저부면에 유체가 드나드는 유출입공이 형성되고 상기 한 쌍의 전극을 바깥으로 에워싸며 상기 메인셀의 하단부에 연결된 대략 U자형용기모양의 예연소실셀에 의해 형성된 공간이며, 상기 예연소실셀은 상기 메인셀과 일체로 형성되거나 혹은, 상기 메인셀과 조립,분리 가능하게 독립형성시킴이 바람직하다.At this time, the pre-combustion chamber is a space formed by a substantially U-shaped pre-combustion chamber shaped like a U-shaped container connected to the lower end of the main cell and formed with an outlet hole through which fluid flows in and out of the bottom surface thereof. The pre-combustion cell may be formed integrally with the main cell or may be independently formed to be assembled and separated from the main cell.
상기 예연소실셀은 상기 메인셀의 하단으로부터 돌출된 길이가 최대 5∼7mm로 되게 함으로써 기관에 장착되어 사용되는 중에 상하왕복운동하는 피스톤이 부딪히지 않도록 한다.The pre-combustion chamber has a length protruding from the lower end of the main cell to a maximum of 5 to 7 mm so that the piston moving up and down is not hit while being mounted on the engine.
상기 예연소실셀의 유출입공은 적용되는 내연기관 연소실 하나의 체적이 250cc∼450cc인 경우에는 3.4∼4mm의 직경을 갖는 원형으로, 내연기관 연소실 하나의 체적이 500cc 이상인 경우에는 3.8∼4.6mm의 직경을 갖는 원형으로 형성하되, 그 둘레단면을 완만한 곡선으로 라운딩처리하고, 이를 통해 일차 예연소를 통해 발생된 소규모 폭발화염이 연소실 내부로 빠르게 확산될 수 있게 한다. 물론, 이 예연소실의 유출입공은 상기한 크기를 갖는 다른 형상의 구명으로 구현하여도 무방하다.The outflow hole of the pre-combustion chamber cell is a circular shape having a diameter of 3.4 to 4 mm when the volume of one internal combustion engine combustion chamber is 250 cc to 450 cc, and a diameter of 3.8 to 4.6 mm when the volume of one internal combustion engine combustion chamber is 500 cc or more. It is formed in a circular shape, and the circumferential cross section is rounded to a gentle curve, so that a small explosion flame generated through the primary pre-combustion can be rapidly diffused into the combustion chamber. Of course, the outflow hole of the pre-combustion chamber may be embodied in other shapes of lifespan having the above-described size.
상기 접지전극은 적어도 하나 이상 구비하여 상기 중심전극과 소정의 간극 이격시켜 상기 메인셀의 하단부 중공 내면에 연결하고, 필요에 따라서 예연소실 바깥에서 간극게이지를 상기 유출입공으로 넣어 상기 접지전극들과 중심전극 사이의 간극이 조정될 수 있게 한다.The ground electrode is provided with at least one ground electrode and a predetermined gap is connected to the hollow inner surface of the lower end of the main cell, and if necessary, the ground gauge and the center electrode is inserted into the outlet hole outside the pre-combustion chamber. Allow the gap between them to be adjusted.
상기 예연소실은 압축된 연료혼합기의 일부를 수용하고 착화,연소시켜 그 확장된 소규모 폭발화염이 연소실의 압축된 연료혼합기 전체를 보다 짧은 시간내에 연소시켜 연료혼합기의 전체 연소시간을 크랭크축각상으로 최대 25∼26° 단축시켜, 기관의 고속회전시의 점화시점을 종래보다 크랭크축각상으로 약 25∼26° 늦춘, 크랭크축각상 -25°근방에 세팅할 수 있게 하며, 이를 통해 기관이 고속회전하는 경우에서의 효율이 극대화되게 한다.The precombustion chamber accommodates, ignitions and combusts a portion of the compressed fuel mixer so that the expanded small explosive flame burns the entire compressed fuel mixer of the combustion chamber in a shorter time, thereby maximizing the overall combustion time of the fuel mixer on the crankshaft angle. By reducing the speed by 25 to 26 °, the ignition point at the time of high speed rotation of the engine can be set around -25 ° on the crankshaft angle, which is delayed by about 25 to 26 ° on the crankshaft angle than before. The efficiency in the case is maximized.
또한, 상기 예연소실은 압축된 연료혼합기의 일부를 수용하고 착화,연소시켜 그 확장된 소규모 폭발화염으로 연소실의 압축된 연료혼합기 전체가 보다 짧은 시간내에 연소되게 함으로써 기관의 저회전시 그 점화시점이 크랭크축각상 0°에 세팅되게 하고, 이를 통해 기관이 저속회전할 때의 기관효율이 극대화되게 한다.In addition, the pre-combustion chamber accommodates a part of the compressed fuel mixer, ignites, and burns the expanded small explosion flame so that the entire compressed fuel mixer of the combustion chamber is burned in a shorter time, so that the ignition point at low rotation of the engine It is set at 0 ° on the crankshaft angle, which maximizes engine efficiency when the engine is rotating at low speed.
이하, 상기 첨부된 도면들에 의거하여 본 고안의 실시예를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.
상기 첨부 도면 도 4a와 도 4b에는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 점화플러그(200)가 도시되어 있다. 이 점화플러그(200)는 중공의 메인셀(210)과, 공급되는 전원에 의해 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극(230), 및 상기 한 쌍의 전극 중 중심전극(232)을 피복한 상태에서 상기 메인셀(210)의 중공내에 장착되는 절연체(240)로 이루어진다. 이 때, 상기 절연체(240)는 상단에 단자(222)와, 이 단자(222)에 연결된 축봉(224)를 일체로 피복하고 있으며, 상기 메인셀(210)의 하단부 중공 내면에는 상기 중심전극(232)에 대응하는 접지전극(234)이 양측 각각 한 개씩 한 쌍 돌출형성된다. 이 접지전극(234)들과 상기 중심전극(232)은 소정의 간극을 갖고 서로의 일측면이 대면하도록 배치된다. 이와 같이 상기 접지전극(234)이 상기 메인셀(210)의 중공 하단부에 형성되면, 접지전극(234)은 냉각작용이 조기 실현되어 중심전극(232)과의 통전작용이 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.4A and 4B, the spark plug 200 according to the preferred embodiment of the present invention is shown. The spark plug 200 covers a hollow main cell 210 and a pair of electrodes 230 having different polarities by the supplied power, and a center electrode 232 of the pair of electrodes. The insulator 240 is mounted in the hollow of the main cell 210. In this case, the insulator 240 integrally covers the terminal 222 and the shaft rod 224 connected to the terminal 222 on the upper end, and the center electrode (the lower surface of the main cell 210) is hollow. A pair of ground electrodes 234 corresponding to 232 are protruded one by one on each side. The ground electrodes 234 and the center electrode 232 have a predetermined gap and are disposed such that one side thereof faces each other. As such, when the ground electrode 234 is formed at the hollow lower end of the main cell 210, the grounding electrode 234 may realize an early cooling operation so that the conduction action with the center electrode 232 may be more effectively performed. .
상기 메인셀(210)의 하단부에는 예연소실(250)이 마련된다. 이 예연소실(250)은 대략 U자형 단면의 용기모양으로 된 예연소실셀(252)에 형성되는 소정의 공간이며, 상기 예연소실셀(252)의 저부면 대략 중심에는 상기 유체가 드나들 수 있도록 하는 원형의 유출입공(254)이 뚫려진다. 이 예연소실셀(252)은 내열강재로써 형성되고, 메인셀(210)의 하단으로부터 하방으로 최대 5∼7mm정도 돌출시켜 형성한다. 예연소실실셀(252)의 하방돌출길이가 제한됨으로써 내연기관에 장착된 점화플러그(200)가 그 하부에 위치하며 상하왕복운동하는 피스톤과 접촉하거나 충돌을 일으킬 우려가 없게 된다.The pre-combustion chamber 250 is provided at the lower end of the main cell 210. This pre-combustion chamber 250 is a predetermined space formed in the pre-combustion chamber 252 which has a container shape having a substantially U-shaped cross section, and the fluid is introduced into the approximately bottom surface of the pre-combustion chamber 252. A circular outlet hole 254 is drilled. The pre-combustion chamber 252 is formed of a heat resistant steel material, and is formed by protruding up to about 5 to 7 mm downward from the lower end of the main cell 210. Since the down-protrusion length of the pre-combustion chamber cell 252 is limited, the spark plug 200 mounted on the internal combustion engine is located at the bottom thereof, and there is no fear of contacting or colliding with the piston moving up and down.
한편, 상기 예연소실셀(252)은 상기 메인셀(210)의 하단 둘레부가 연장되어 메인셀(210)과 일체로 형성되거나, 조립·분리 가능하게 독립형성되는 어느 경우에도 무방하다. 다만, 상기 메인셀(210)에 조립·분리 가능하게 구비되는 경우에 있어서는 연소실내의 높은 압력 등을 고려하여 기밀성과 조립신뢰성이 높도록 구현하여야 한다.On the other hand, the pre-combustion chamber 252 may be any case in which the lower periphery of the main cell 210 is extended to be integrally formed with the main cell 210 or independently formed to be assembled and detached. However, when the main cell 210 is provided to be assembled and detachable, the airtightness and the assembly reliability should be implemented in consideration of the high pressure in the combustion chamber.
상기 예연소실셀(252)의 유출입공(254)은 이 점화플러그(200)가 적용되는 내연기관 각 연소실의 체적에 따라 그 크기를 달리하되, 하나의 연소실 체적이 250cc∼450cc인 경우 그 직경이 3.4∼4mm로 되게 하고, 연소실 체적이 450∼500cc 전후인 경우 그 직경이 3.8∼4.6mm가 되게 한다. 더불어 예연소실셀의 유출입공(254)의 둘레단면(256)은 소정의 반경R로 라운딩처리되어 완만한 곡면을 이루도록 하여, 연료혼합기나 화염이 이 완만한 곡면을 타고 예연소실로 보다 원활하게 드나들 수 있도록 한다. 특히 예연소실 내부에서 발생되는 소규모 폭발화염이 유출입공(254)의 상기 완만한 곡면을 타고 통과한 후 예연소실셀(252)의 바깥표면에서 평면상의 방사방향으로 넓게 퍼지면서 연소실 내부로 배출되게 하여 연소실의 연료혼합기가 보다 빠르고 확실하게 착화,연소되게 한다.The outflow hole 254 of the pre-combustion chamber 252 has a different size depending on the volume of each combustion chamber of the internal combustion engine to which the ignition plug 200 is applied, but the diameter of one combustion chamber volume is 250cc to 450cc. The diameter is 3.4 to 4 mm, and the diameter is 3.8 to 4.6 mm when the combustion chamber volume is around 450 to 500 cc. In addition, the circumferential end surface 256 of the outflow hole 254 of the pre-combustion chamber cell is rounded to a predetermined radius R to form a smooth curve, so that a fuel mixer or flame rides smoothly into the pre-combustion chamber. To be heard. In particular, the small-scale explosion flame generated inside the pre-combustion chamber passes through the gentle curved surface of the inlet / outlet 254 and then spreads in the radial direction of the plane in the planar radial direction from the outer surface of the pre-combustion chamber 252 to be discharged into the combustion chamber. The fuel mixture in the combustion chamber allows for faster and more reliable ignition and combustion.
이와 같은 구조를 갖는 본 고안 바람직한 실시예의 점화플러그(200)는 전기점화식 내연기관의 흡기행정에서 연소실에 흡입된 후 압축행정에서 압축됨과 동시에 피스톤에 떠밀려 상승하는 연료혼합기의 일부를 상기 예연소실(250) 내에 수용한다. 이어 연소행정의 점화시점이 되면 상기 전극(230)이 통전되어 전기적불꽃을 발생하고, 이 불꽃이 상기 예연소실(250)에 갇힌 연료혼합기를 착화,연소시킨다. 예연소실(250)의 연료혼합기가 연소되면 소규모 폭발화염이 발생하여 예연소실(250) 내부에 채워지고, 상승하는 피스톤에 의해 예연소실(250) 내의 폭발화염은 극히 짧은 시간안에 압력이 상당한 높이까지 상승한다. 이어 예연소실(250)의 압력이 점화플러그(200) 하부 연소실 압력보다 높아지는 시점에서 상기 예연소실(250) 내의 소규모 폭발화염이 상기 유출입공(254)을 통하여 하부 연소실쪽으로 배출된다. 이 때, 상기 유출입공(254)은 그 둘레단면(256)이 라운딩처리되어 있어 상기 폭발화염이 방사상 바깥으로 고르게 퍼지면서 연소실로 유입되게 한다. 이로부터 연소실 내의 압축된 주 연료혼합기가 착화,연소되게 된다. 이 때, 상기 연소실의 연료혼합기는 상기 예연소실(250)로부터 방출되는 소규모 폭발화염에 의해 종래보다 훨씬 빠르고 확실하게 착화되게 됨은 물론, 종래보다 훨씬 짧은 시간안에 모두 연소되어진다. 특히, 기관이 고속회전하는 경우 크랭크축각상으로 종래보다 약 25∼26° 정도, 저속회전시를 기준으로 하면 크랭크축각상으로 약 5° 정도 연료혼합기의 전체 연소시간이 단축됨과 아울러 거의 완전연소에 가깝게 연소되어지게 된다. 이와 같은 본 고안 점화플러그(200)에 의한 연료혼합기의 전체 연소시간 단축과 연소성능의 향상은 기관효율에 커다란 영향을 미친다.Spark plug 200 of the present invention preferred embodiment having such a structure is a part of the fuel mixture that is pushed up by the piston at the same time as is compressed in the compression stroke after being sucked into the combustion chamber in the intake stroke of the electric ignition type internal combustion engine ( 250). Subsequently, when the combustion stroke is ignited, the electrode 230 is energized to generate an electric flame, and the flame ignites and combusts the fuel mixture trapped in the preburn chamber 250. When the fuel mixer of the pre-combustion chamber 250 is burned, a small explosion flame is generated and filled in the pre-combustion chamber 250, and the explosion flame in the pre-combustion chamber 250 is raised to a considerable height in a very short time by the rising piston. To rise. Subsequently, when the pressure of the preburner chamber 250 becomes higher than the combustion chamber pressure of the lower part of the spark plug 200, the small-scale explosion flame in the preburner chamber 250 is discharged toward the lower combustion chamber through the outlet hole 254. At this time, the outflow hole 254 has a rounded peripheral surface 256 so that the explosive flame is evenly spread radially outwardly and enters the combustion chamber. From this, the compressed main fuel mixer in the combustion chamber is ignited and burned. At this time, the fuel mixer of the combustion chamber is ignited much faster and more reliably than before by the small-scale explosion flame emitted from the pre-combustion chamber 250, and all are burned in a much shorter time than the conventional method. Particularly, when the engine is rotating at high speed, the overall combustion time of the fuel mixer is shortened by about 25 to 26 ° on the crankshaft angle and about 5 ° on the crankshaft angle based on the low speed rotation. It will burn in close proximity. The shortening of the overall combustion time and the improvement of the combustion performance of the fuel mixer by the spark plug 200 of the present invention have a great influence on the engine efficiency.
이를 상기 첨부 도면 도 5에 도시된 그래프를 참조하여 자세히 살펴보면 다음과 같다. 참고로, 이 도면의 그래프에 표기된 점화시점 T4는 본 고안의 점화플러그를 장착한 기관의 고속회전시에 세팅되는 점화시점을 나타내며, 압력선 4는 본 고안의 점화플러그를 장착한 내연기관에서 고속회전시 점화시점을 T4로 세팅하였을 때 크랭크축각상의 연소실압력변화를 나타낸 것이다.This will be described in detail with reference to the graph shown in FIG. 5. For reference, the ignition time T4 indicated in the graph of this figure represents the ignition time set at the high speed rotation of the engine equipped with the spark plug of the present invention, and the pressure line 4 is the high speed rotation in the internal combustion engine equipped with the spark plug of the present invention. The change in combustion chamber pressure on the crankshaft angle when the ignition time is set to T4.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 점화플러그(200)에 의하여 연료혼합기의 전체 연소시간이 단축됨과 아울러 연소성능이 향상되게 되면, 기관의 고속회전시를 고려한 점화시점은 종래의 상사점 이전 약 -55° 근방, 지점 T2에서 상기 크랭크축각상의 상기 단축시간만큼 뒤로 물러선 상사점 이전 -25±10%의 지점 T4으로 변경,설정할 수 있게 된다. 뿐만아니라, 이 경우에 있어서도 연료혼합기가 거의 완전연소에 가깝게 연소되어 압력선 4가 나타내는 바와 같이 종래 점화플러그를 장착하고 그 점화시점을 T2로 세팅한 기관의 고속회전시와 맞먹는 기관효율을 발휘함은 물론, 이상연소 등 문제는 거의 갖지 않게 된다.As shown in this figure, when the overall combustion time of the fuel mixture is shortened and the combustion performance is improved by the ignition plug 200 according to the preferred embodiment of the present invention, the ignition time considering the high-speed rotation of the engine is It is possible to change and set the point T4 of -25 ± 10% before the top dead center which is backed by the shortening time on the crankshaft angle from the point T2 about -55 ° before the conventional top dead center. In addition, even in this case, the fuel mixer is almost burned to near perfect combustion, and as shown by pressure line 4, the engine efficiency is equivalent to that of a high-speed rotation of an engine equipped with a conventional ignition plug and set its ignition point to T2. Of course, there are almost no problems such as abnormal combustion.
또한, 기관의 고속회전시에 공기와 연료의 혼합비율이 약 1/16∼1/19로 된 희박혼합기가 사용되는 경우에도 종래 점화플러그를 장착한 기관에 비해 착화성과 연소성능이 크게 향상되어 착화,연속연소가 원활히 이루어질 수 있게 한다. 이를 통해 연료를 크게 절감할 수 있게 된다. 또한, 연소성능의 향상으로 인체에 유해한 배기배출물을 크게 줄일 수 있다.In addition, even when a lean mixer having a mixture ratio of air and fuel of about 1/16 to 1/19 is used during the engine's high-speed rotation, ignition and combustion performance are greatly improved compared to an engine equipped with a conventional spark plug. Allow continuous combustion to occur smoothly. This results in significant fuel savings. In addition, it is possible to greatly reduce the exhaust emissions harmful to the human body by improving the combustion performance.
한편, 기관의 저속회전시를 고려하면, 본 고안의 점화플러그는 종래 점화플러그를 장착한 기관보다 상기 단축된 연소시간에 대응하는 시간만큼 크랭크축각상으로 약 5° 정도 후방위치 즉, 상사점인 크랭크축각상의 0°에 점화시점을 세팅할 수 있게 한다. 이는 기관의 흡입행정에서 연소실에 흡입된 연료혼합기가 압축행정에서 최대로 압축된 후 점화되는 것을 가능하게 한다. 이로부터 연료혼합기의 착화성과 연소성이 향상되어 실화발생과 미연소분이 현격히 줄어 들게 된다.On the other hand, considering the low speed of rotation of the engine, the spark plug of the present invention has a rear position of about 5 ° on the crankshaft angle, that is, top dead center, by the time corresponding to the shortened combustion time than the engine equipped with the conventional spark plug. Allows you to set the ignition point at 0 ° on the crankshaft angle. This allows the fuel mixture sucked into the combustion chamber in the engine's intake stroke to be ignited after being fully compressed in the compression stroke. As a result, the ignition and combustibility of the fuel mixer are improved, so that the occurrence of misfire and unburned dust is greatly reduced.
뿐만아니라, 기관의 저속회전시 종래 기관에서보다 상대적으로 더 높은 연비의 연료혼합기가 흡입되는 경우라도 착화,연소가 원활히 실현될 수 있어 기관효율이 극대화된다. 또한, 연료혼합기의 미연소분을 줄여 일산화탄소 등의 인체에 유해한 배기가스발생을 현저히 낮출 수 있게 된다.In addition, ignition and combustion can be smoothly realized even when the fuel mixture of a higher fuel economy than the conventional engine is sucked at low speed rotation of the engine to maximize the engine efficiency. In addition, by reducing the unburned content of the fuel mixer it is possible to significantly reduce the generation of harmful gases such as carbon monoxide harmful to the human body.
전술한 구조를 갖는 본 고안의 점화플러그는 기존 점화플러그의 하단에 일체 또는 분리가능한 소형의 예연소실을 구비하여 내연기관 작동사이클의 압축행정시 예연소실 내부로 흡입되는 소량의 연료혼합기를 미리 착화,연소시키고, 그 폭발화염을 연소실로 배출시켜 연소실의 압축된 주 연료혼합기 전체를 보다 빠르고 확실하게 착화되게 함은 물론, 연료혼합기 전체가 연소되는데 드는 전체 연소시간이 현저히 단축되게 한다. 이로부터 종래에는 실화 또는 미연소분의 증가문제때문에 사용이 기피되었던 희박혼합기의 사용을 가능하게 하여 연료를 절감하게 함은 물론, 기관의 연소효율을 향상하는 잇점을 제공한다. 또한, 연료혼합기가 거의 완전연소에 가깝게 연소됨으로써 인체에 유해한 배기배출물을 현저히 감소시키고, 복합대기오염을 현저히 감소시키는 잇점을 제공한다. 뿐만아니라, 저속 및 고속회전 어느 경우에나 기관효율을 극대화할 수 있게 하고, 기관의 내구성을 향상하며 수명을 연장하는 잇점을 제공한다.The spark plug of the present invention having the above-described structure has a small pre-combustion chamber that can be integrally or detached at the bottom of an existing spark plug, and pre-ignites a small amount of the fuel mixture sucked into the pre-combustion chamber during the compression stroke of the internal combustion engine operation cycle. Combustion and discharge of the explosive flame into the combustion chamber allows the entire compressed main fuel mixer of the combustion chamber to ignite faster and more reliably, as well as significantly reducing the overall combustion time for the entire fuel mixture to combust. From this, it is possible to use the lean mixer, which has been avoided due to the increase of misfire or unburned content, thereby saving fuel and providing an advantage of improving engine combustion efficiency. In addition, combustion of the fuel mixer near to complete combustion provides an advantage of significantly reducing exhaust emissions harmful to the human body and significantly reducing complex air pollution. In addition, it provides the advantage of maximizing engine efficiency in both low and high speed rotations, improving engine durability and extending service life.
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