JPH04503401A - 内燃機関の作動方法とその装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関め作動方法とその装置 発明の背景 発明の分野 この発明はディーゼルエンジンに要求されるものより低い圧縮比で絞り弁操作を しない内燃機関を駆動させる改良方法に関する。更に、この発明は同じ寸法と計 上の非触媒グロープラグで要求されるものより低いプラグ温度で絞り弁操作をし ないエンジンのグロープラグを作動させる方法に関する。特異な一つの具体例で は、プラグ温度は温度測定手段で与えられ、電力はプラグの壁をエンジン速度と 出力によって定まる一定値に維持するように制御される。

この発明は、同じ寸法と計上の非触媒グロープラグより低い温度で燃料を点火で きる触媒グロープラグにも関する。

従来の技術の簡単な説明 現在のディーゼルエンジンは自動車として使用する場合、通常のガソリンエンジ ンより相当高い熱効率を達成し、１酸化炭素や軽炭化水素の許容レベルを放出し ている。しかしながら、煤や酸化窒素のレベルは高く、圧縮比は最燃料経費に対 する最適値よりはるかに高い。その上、ディーゼルは、電気的な加熱グロープラ グをもってしても、自動車のがソリンエンジンに比べて、始動がかなり困難で、 高いセタン燃料を必要とする。このことは、低速エンジンのような低圧縮率デー ゼルに当てはまる。グロープラグを使用すると、プラグの寿命が短いことが、特 に極寒温度で低温始動するような高いプラグ動作温度を要求する動作条件下では 問題になる。

グロープラグで通常の高圧縮ディーゼルエンジンの低温始動性能を改善する手段 としては、触媒自己加熱式グロープラグの使用が提案されている（米国特許第４ ．３４５．５５５号明細書）。このような自己加熱プラグは、始動時のプラグの 初期電気加熱が終わると発熱触媒反応によって予備設定されたプラグ温度に維持 されると言われている。自己加熱プラグは、非触媒ディーゼルグロープラグより も高い温度を維持すると言われ、更に非触媒プラグによって燃料を点火するのに 必要な温度以上に維持されると言われている。触媒が、恐らくより大きい表面加 熱を与えるために、多孔圧のキャリヤから成るが示されている（このような多孔 質支持体は触媒に対して非多孔質支持体より広い表面積を与えることが知られて いる）。自己加熱プラグが通常のプラグより高い温度に維持される限り、自己加 熱プラグが通常のグロープラグに比べてプラグの寿命に改善を与えないと予想で きる。より低いプラグ温度で有効なプラグは、不利な条件下でより容易に始動さ せることができ、始動をより低い適当な温度にする。

上に述べた難点に加えて、通常のディーゼルは最大効率に対する圧縮比を充分低 くして運転できないし、通常のディーゼルはメタノールやガソリンのような低セ タン燃料を有効に利用できない。以前提案されたシリンダ内触媒は効率を改善で き、煤や酸化窒素の放出を低減できるが、既存のエンジンを後から取り付けるこ とが必ずしも経済的に実行可能でなく、特に小型の自動車ディーゼルで実行でき ない。

通常のスパーク点火エンジンは、一定体積の内燃機関オツトーサイクル、ディー ゼルサイクルより有効なサイクル、に近い状態で運転しているにも係わらず、大 抵ディーゼルエンジンより効率が悪い。この低効率は、主にスパーク点火の要求 に付随するスロットル損失から生じると信じられている。スパーク点火は炎の伝 播に対してほぼ化学量論の燃料・空気混合物を必要とする。出力レベルを制御す るためには、燃料と空気の量を何れも段階的に可変する必要がある。このことは 、圧力エネルギの合成損失を伴う導入空気を絞ることが必要になる。燃料のオク タン価限界は最適レベル以下に圧縮比を制限する。

導入空気を絞ることなくスパークエンジンを運転すると、そのようなエンジンが 最適圧縮比以下に制限されても、ディーゼルよりも効果的なエンジンとなる。

ディーゼル圧縮比より低い比で絞りなしのエンジンを運転させる試みがなされて いる。自動点火にはほと遠く低い圧縮比を使用すると、スパークプラグあるいは 連続的に動作するグロープラグのような点火源が必要になる。従って、種々の設 計による階層化されたチャージ・スパーク点火エンジン、ピストンあるいはロー タリーエンジンが提案されている。

現在まで、このようなエンジンは受け入れられていない。ディーゼルやジェット Ａのような重い燃料を使用するには、スパークプラグの汚れが困難な問題となっ ていて、これがグロープラグの使用に導いている。グロープラグの使用は汚れの 問題を除去するけれども、ディーゼルエンジンを低温始動させるためよりも、低 圧縮比のエンジンを運転するために、より高いグロープラグ温度が必要である。

このことは、低圧縮比のエンジンの圧縮温度が典型的な低温始動条件で高圧縮デ ィーゼルの圧縮温度より低いからと考えられている。他の要因は、炭化水素燃料 の点火温度が高圧より低圧で高い点にある。低圧縮エンジンに通常のグロープラ グを使用して、要求される高い連続動作温度を用いると、主に、約１３５７絶対 温度で、プラグ熱損失はプラグ出力要求が全ての動作条件で許容できるなら最低 にする必要がある。

このような低い熱損失プラグを眉いると、全出力運転で電気出力が不要とされる だけでなく、プラグ温度が窒化シリコンのような高温材料の温度限界さえ越すこ とが知られている。もっと大きいプラグではある程度低い動作温度で使用される が、出力要求は過度であり、空間が利用できない。低圧縮温度で燃料を点火する 能力は、通常のディーゼルの低温始動を暗示している。通常の高圧縮ディーゼル を用いても、充分な任意の低温で圧縮温度が通常使用されている周囲温度でｌＯ ／１の圧縮比のエンジンと同じ低さである。

この発明の方法は、同じ寸法と形状の非触媒グロープラグに要求されるものより 低い３００絶対温度の表面温度で点火できるグロープラグを提供し、導入空気を 絞ることなくそれに付随する絞り損失なしに低い圧縮比で内燃機関を動作させる 経済的な手段を提供して、従来の技術の限界を乗り越えている。内燃機関にこの 発明の低点火温度触媒グロープラグを使用すると、より低温にプラグを加熱する ために必要な時間より短い早い始動ができる。より低いプラグ温度のより早い点 火手段を提供すると、エンジンでの燃焼効率が改善され、放出が低減する。より 低い点火温度とより効果的な燃焼は、この発明の多孔性の低い触媒点火表面によ って遊離基の生成の結果であると信じられている。遊離基は燃焼反応の中間体で あることが技術では知られている。

発明の要約 この発明によれば、内燃機関に触媒グロープラグと同じ機関で同じ形状の非触媒 による通常のグロープラグで燃料を急激に点火するのに必要な温度以下の特異な 温度でグロープラグの触媒表面を維持するＭ’ｉｎ手段とを装備している。前記 特異な温度は、多くの場合、同じ非触媒プラグに対するものより５０〜３００絶 対温度、より好ましくは７５〜１５０絶対温度低いが、特別に触媒的に反応する 燃料では６００絶対温度程度低い。グロープラグの触媒表面は、基礎触媒金属酸 化物の点火触媒であるか、白金触媒である。点火の最良性能には、触媒の表面が 低多孔質であって、好ましくはほぼ非多孔質である。触媒表面が実質上非多孔質 の特性、燃料が触媒の中に透過することを防止するのに有利である。この透過は 触媒を噴射された燃料の粒子と接触して冷やす。触媒表面を使用前の歳々動作温 度より高い温度で焼結すると有利である。

エンジンを動作させる場合、グロープラグを電気的に加熱し所要動作温度、主に エンジン圧縮比、エンジン速度、入口空気温度および燃料成分のような要因に応 じて約７００絶対温度から約１４００絶対温度に範囲内にすると有利である。当 業者は特別なエンジンを作動させる特異な最適温度が上記要因に依存しているが 、エンジンで試験的に容易に決定できることを知っている。プラグを加熱した後 、エンジンが始動する。燃料は、この燃料の少なくとも一部が最大圧縮時の前に 触媒表面に接触するように噴射する。電力はこのグロープラグが与えられたエン ジン動作条件で燃料の急激な点火に適した温度に維持されるように制御される。

より低い圧縮比エンジンを使用すると、連続的な電気加熱がより低い出力レベル で通常必要である。しかしながら、全エンジン出力駆動では電気出力が通常不要 である。何故なら、２０００絶対温度以上の温度で燃焼する燃料の高温燃焼ガス からの熱置換は燃料の点火に充分な温度に非触媒プラグさえ加熱するに充分であ るからである。

触媒グロープラグの表面で燃料が触媒酸化すると、隣接ガス中に点火を高める遊 離基の濃度が高くなるので、この発明の触媒グロープラグは燃料点火により低い 表面温度を必要とするため、燃料を急激に点火する非触媒グロープラグより電気 加熱が少ない。

この発明による内燃機関を動作させると、始動がより簡単になり、通常のディー ゼル燃料だけでなく、メタノール、エタノールや他のアルコールおよび酸化燃料 のような低セタン燃料でも煤の生成が低減する。冷えた状態での始動は燃料をポ ンプ吸引でき、始動モータがエンジンを回転させることができるなら、２４０に 以下の温度でも、また２１０　Ｋ、あるいは２００にのような低温でも、可能に なる。この発明によるグロープラグでは、メタノールのような酸化燃料をディー ゼル燃料よりも更に容易に点火できる。

このことは、相当重要である。何故なら、ディーゼルエンジンや、この発明のグ ロープラグを使用して実現するより低い圧縮比で有効な絞りなし内燃機関で使用 するのに適した燃料の利用性が著しく増加するからである。

この発明の場合、触媒作用のため燃料の点火が改善されているのは少量の燃料が 表面酸化するためと考えられる。触媒が気体相にして不対電子を有する化学種を 噴射するので気相燃焼に必要な温度が低下すると思える。これ等の化学種が燃焼 を助長することは良く知られている。従って、この発明による有効な点火には、 必要な触媒温度が非触媒プラグで要求されるものよりも充分低い、そのため圧縮 比の低いエンジンの低エンジン出力で急速な点火を達成するのに必要な電力を低 減する。全エンジン出力の場合には、通常電力を必要とすべきでない。自動点火 に必要とされる以下の圧縮比でも、全エンジン出力の場合、燃焼温度は電力を要 求しない燃料点火に充分な高温で非触媒グロープラグの表面を維持するのに充分 高いことが見出されている。

燃料の触媒点火に必要となる温度以下の表面温度では、触媒の存在が気相燃料を 遅延さえするので、プラグ温度を制御することが重要である。この結果は、気相 中で発生する遊離基の抑制によると考えられる。遊離基のこのような抑制は活性 触媒表面によって助長されることが古から知られている。多孔質の触媒表面はそ のような不十分な点火触媒であると考えられる。何故なら、触媒の孔が燃料を捕 捉するためだけでなく、この孔が遊離基を再結合するのに充分長く捕捉できるの で、触媒の多孔度を最小する必要があるからである。表面積を大きくした通常の 触媒は、このような触媒が表面酸化や表面加熱用の非多孔質点火物質よりもっと 活性であっても、特に点火には有効ではない。

遊離基の抑制は、スパークあるいは自動点火の前にゴム形成を防止する手段とし て示唆されていたが、それによる燃焼の防止は不利である。何故ならそのような 防止は炭化水素や一酸化炭素を多く放出するまえに燃焼を抑制するからである。

この発明にあっては、要求される電力は、主燃料補給の噴射の直前に燃料を先導 噴射することによって、あるいは燃料補給の噴射のタイミングを早めて低出力駆 動で低減される。

図面の簡単な説明 この発明は、図面を参照して更に理解できる。図面で、 第１図はこの発明の形の模式図である。

第２図は予想される制御系の模式図である。

第３図は点火触媒を付着させて改善されている通常のディーゼルグロープラグの 断面図である。

発明の好適実施例の詳細な説明 この発明は低圧縮で絞りを行わないエンジンを駆動する方法に関している。ここ では、燃料と圧縮された空気が燃料の点火に充分な温度に電気加熱することによ って維持されている触媒グロープラグの触媒点火表面に接触する。その場合、エ ンジンの始動が助長され、駆動期間中の燃焼効率が１４対ｌのエンジン圧縮比で も、あるいは約１０分の１ないしは１２分の１以下の圧縮比でも改善される。一 つの実施例では、触媒の被膜が通常のディーゼルグロープラグの表面に硬く付け である。他の実施例では、グロープラグの先端、即ち点火部材の壁は触媒物質、 好ましくは触媒基の金属酸化セラミックスで形成されている。もう一つ別な実施 例では、グロープラグに温度判定手段が設けてあり、電力を制御してグロープラ グの壁を所定の温度以上に維持している。触媒は大抵基礎金属酸化物か、あるい は貴金属点火触媒である。燃料の噴射は、最大圧縮点の前で燃料の少なくとも一 部が触媒表面に接触するように時間的に設定されている。

特に、この発明は触媒グロープラグと、エンジン始動期間中、あるいは全出力以 下で運転期間中に絞りなしの低圧縮エンジンの動作温度にグロープラグの触媒点 火部材を維持する手段とに関する。

この発明は更に図面に関連して説明されている。

第１図に示すように、第一実施例では、触媒系が点火触媒から成る非多孔質表面 の点火部材（先端）ｌｌを有するグロープラグｌＯと、導線１３を介してプラグ ＩＯに電力を供給する温度制御ユニット１２とで構成されている。制御ユニット １２は、プラグ１０に加わる電流と電圧を測定し、プラグ先端１１の温度の関数 である負荷抵抗を計算して、プラグ先端１１の触媒表面の温度を判定する。制御 ユニット１２は先端１１の所定温度を維持するのに必要である場合にのみ電力を プラグｌＯに供給するように設計されている。前記所定の温度は、出力、速度お よび導入空気温度を含むエンジン動作パラメータの関数であると有利である。好 ましい方法は、電算機を使用して、グロープラグの温度を予測制御すると有利で ある。制御ユニット１２は、例えばコンダルキュー（Ｃｏｎｄａｒｃｕｒｅ）ユ ニットとして市場で入手できるような、公知のユニットである。第２図に示すよ うに、プロセス制御電算機２２、以後予測制御器と呼ぶ、は始動期間中に電力を グロープラグ１０に供給し、その後はエンジン燃料噴射ポンプ２３の出力レベル 設定の関数して出力を供給するように、予備プログラムされている。主として、 非触媒グロープラグに要求される燃料噴射ポンプ２３の低出力設定で要求される ものより少なくとも７５　Ｋ低い温度にプラグ先端１１を維持する。制御器２２ は導線２６を経由して自由選択的な導入空気温度センサ２７に接続されていて、 低い導入空気温度で電力を増大させて印加するようにプログラムされている。エ ンジンを駆動している闇には、制御器２２は上に説明したようにプラグｌＯに印 加する電流と電圧を測定して、プラグ触媒温度を監視する。電算機２２は市場で 入手できる通常のバードウエヤ種目である。

第３図には、通常のグロープラグ３０の拡大部分断面が示しである。このプラグ には、耐熱金属酸化物３２の被膜がプラグ先端３１にスパッタリングによって付 けである。この金属酸化物は、好ましくは少な（とも約２０００　Ｋの融点を有 する。熱衝撃に対する許容度を最大にして、熱の遅延を最小にするため、被膜３ ２がｌＯミル厚さ以下、好ましくは２ミル以下あるいは０．５ミル以下の薄さで あると有利である。最低の厚さは、例えば００ＯＯＯ１ミルである。

点火触媒３３は被膜３２の表面の一部に余計に被覆してあり、好ましくは主要部 （少なくとも５１パーセント）である。適当な点火触媒は、Ｐｔ、　Ｐｄ、　Ｐ ｈ等のような低蒸気圧白金群の金属、Ｃｏｄ、　ＮｉＯ等のような耐熱金属酸化 物の点火触媒、およびペロブスカイトのような高温安定基礎金属酸化化合物を含 む。

あるいは、酸化物被膜３２自体は、触媒物質を被膜３２に使用するなら、触媒表 面３３から成る。適当な触媒被膜を付ける方法は、従来技術で公知のものである 。この発明の目的には、米国特許第４．６０３゜５４７号明細書に記載されて、 またその中で引用されている点火触媒被膜と方法か、特に有利である。

ディーゼルエンジン点火を向上させるには、触媒グロープラグを使用する触媒が 燃料点火に有効な温度に維持することが重要である。一般に、通常のグロープラ グを使用するディーゼルエンジンを始動させるのに必要な温度より７５〜３００ 絶対温度低い温度にプラグ先端を維持する。必要なプラグ温度は、燃焼可能な燃 料空気混合物を加熱プラグに接触させて、どんな燃料に対しても容易にまる。制 御手段は、その時、触媒が急速点火に有効な温度に触媒グロープラグを維持する ように設計されている。エンジンを低温始動する間に、エンジンの正規運転期間 中に望まれる制御温度より少なくとも５０絶対温度高い温度にグロープラグを維 持すると有利である。

これがより早い始動を可能にする。エンジンがスタートした後の正規運転の期間 中、プラグ温度が所定の制御温度以下に低下した場合のみ、電力を触媒グロープ ラグに供給する必要がある。エンジンを全出力駆動している間には、エンジン内 での燃料の燃焼が、通常、電気加熱の必要性なしに、触媒プラグを制御温度以上 の温度に維持する。一度スタートしたグロープラグの不要な通常のディーゼルで は、始動を助けるこの発明の触媒プラグを使用すると、２００にといった低い周 囲温度で回転するエンジンの低温始動が可能になる。約１２分の１以下のエンジ ン圧縮比でも、特にメタノールのような酸化燃料を用いて、初期スタート後に電 気加熱なしにアイドリング運転できる。

通常のグロープラグを使用すると、燃料の有効表面点火に要求される高温は、高 出力の要求を課すだけでなく、プラグを連続運転するなら、グロープラグの寿命 を短くする。この発明による触媒グロープラグを使用すると、燃料点火に必要な 表面温度を低くして、連続運転での出力要求が低減する。酸化物セラミックス点 火部材を育するグロープラグは、そのようなプラグが全出力運転に見られる非常 に高温の酸化条件により良く堪えるので、有利である。このようなプラグを熱損 失からより良く保護し、低出力で必要な電力を更に低減することが実行可能であ る。通常の材料のプラグでは、全出力最大温度を許容できるレベル、即ち、約１ ５００絶対温度またはそれ以下に制限することが充分な熱損失を許すのに必要で ある。更に、比較的狭い動作温度を有するこのような通常のプラグは、エンジン を急速に加速する間のように電気加熱条件を急激に変える場合、プラグの過度な 加熱を防止するため、温度制御器に厳しい設計条件を課すことになる。より低い 温度で燃料を点火できるグロープラグは、制御器の設計を大幅に簡単し、プラグ 温度が許容限界を越えないことを保証できる。プラグ本体に冷却フィンを使用す ると、周囲の空気に熱を伝えることによって、最大プラグ温度を制限する。

以下の例は、この発明を使用する方法を説明し、この発明を実行することを意図 した最良モードを説明するもので、制限として見なすべきでない。

例１　逆動作条件下で低点火温度の触媒グロープラグの優れている点を示すため 、ＮＧＫディーゼルグロープラグを手に入れた、点火表面にスパッタリングでア ルミナの薄い非多孔質被膜を付けた。次いで、塩化白金酸を含む水溶液をこのア ルミナ表面に当て、白金を活性化させるため、電気的にプラグを加熱した。被覆 されたこのプラグは、次いでゾール（Ｄｅｅｒｅ）　２０−１試験室のヨハンゾ ール（Ｊｏｈｎ　Ｄｅｅｒ）ロータリーエンジンで、被覆しないＮＧＫプラグと 比較した。試験ロータ室で触媒を被覆したプラグを使用して、４８００　ｒ、　 ｐ、　ｍ、で全出力の１７バーセントで運転すると、エンジンは１０４５絶対温 度のような低いプラグ温度で満足に動作した。この試験ロータ室で通常の被覆な しＮＧＫグロープラグを使用すると、エンジンは１３３６絶対温度のプラグ温度 でも出力が１７パーセントと低くても動作させることができなかった。１３３６ 絶対温度で被覆なしプラグヲ用いてより高い出力レベルで運転するエンジンでは 、出力設定の低下が燃焼の不完全やエンジンの停止をもたらした。

例２　触媒を被覆した通常のグロープラグの耐久性を試験するため、４つのフォ ルクスワーゲン（ＶＷ）のディーゼルグロープラグに、ジルコニヤの薄膜を被覆 しく約２ミル厚以下）、表面の主要部分は次いで更に白金／アルミナ／ジルコニ ヤの触媒成分を被覆した。ディーゼルラビット（Ｒａｂｂｉｔ）エンジンのグロ ープラグの一つを触媒プラグの一つに置き換えた。数千マイルの後に、触媒プラ グを試験のために取り出した。取り出したプラグは損傷の印を示していなかった 。

例３　この発明によれば、各シリンダの燃焼室の通常のグロープラグを、丁度例 ２で説明した耐久試験に使用したような触媒グロープラグに置き換え、ヘッドガ スケットを変えて約１４／１以下の圧縮比に低下させて、ＶＷラビットの囲気筒 ディーゼルエンジンを改良した。エンジンの動作時には、プラグの点火触媒表面 が電気的に加熱され、ディーゼル燃料の気化と気化した燃料の点火に有効となる 充分な高温になる。電気加熱は、予測制御器を使用して必要なように印加され、 触媒が所定の動作温度、エンジンに非触媒グロープラグを使用してディーゼル燃 料の点火に必要とされるより、少なくとも約１５０絶対温度低い温度に維持され る。空気は燃焼室で圧縮され、ディーゼル燃料は通常の方法でＶＷによって推奨 されているものより約３クランク角度の時間に噴射される。燃料は加熱された触 媒に接触して点火され、煤の形成を最小にしてトップデッドポイントの近くで燃 焼波となる最終燃焼と伴う。

国際調査報告

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．絞りなしの内燃エンジンが電気加熱される触媒グロープラグを備えていて、 （ａ）グロープラグの点火表面の少なくとも主要部から成る点火触媒を、燃料液 滴を気化させ、気化した燃料の点火に有効な温度に電気的に加熱し、（ｂ）次い で前記電気加熱を加熱して、前記エンジンの駆動期間中に前記触媒を動作温度に 維持し、前記動作温度が前記触媒プラグと同じ寸法と構造の非触媒グロープラグ で点火に必要な値の少なくとも約７５絶対温度であり、 （ｃ）燃料と空気の混合物を前記加熱された触媒に接触させて前記混合物の気相 燃焼を点火させる、前記エンジンを駆動する方法。
2. ２．前記触媒は非多孔質である請求の範囲第１項の方法。
3. ３．前記燃焼室は前記グロープラグを備えた予備室から成り、前記燃料の少なく とも一部を前記予備室に噴射することを含む請求の範囲第１項の方法。
4. ４．前記触媒は基礎金属酸化物で構成されている請求の範囲第１項の方法。
5. ５．前記触媒は白金で構成されている請求の範囲第１項の方法。
6. ６．前記燃料はアルコールである請求の範囲第１項の方法。
7. ７．前記エンジンは約１４／１より小さい圧縮比で動作する請求の範囲第１項の 方法。
8. ８．下記構成、 （ａ）点火触媒から成る電気加熱できる点火素子表面を有するグロープラグ、 （ｂ）エンジンの動作期間中に前記グロープラグヘの電力の入力を制御し、同じ 寸法と構造の非触媒グロープラグを使用して前記エンジンの燃料の点火に必要な 温度より少なくとも約７５絶対温度ほど低い所定の温度に維持する制御手段、か ら成る、低圧縮で絞りのない内燃機関の点火系。
9. ９．前記点火触媒は非多孔質である請求の範囲第８項の点火系。
10. １０．前記触媒表面は白金属の金属である請求の範囲第８項の点火系。
11. １１．前記制御手段はエンジン燃料噴射設定の関数として電力を制御する予測電 算機モジュールである請求の範囲第８項の点火系。
12. １２．前記所定の温度は、非触媒グロープラグを使用して前記エンジンの燃料の 点火に必要な温度の少なくとも１５０絶対温度以下である請求の範囲第８項の点 火系。
13. １３．下記構成、 （ａ）少なくとも約２０００絶対温度の溶解温度を有し、点火素子の露出壁の少 なくとも一部に低多孔質の耐熱金属酸化物の外部被膜、 （ｂ）前記金属酸化槽の表面の少なくとも一部であり、非触媒グロープラグを使 用して必要となる温度より少なくとも７５絶対温度低い点火素子温度で内燃エン ジンの燃料を点火するのに充分な活性である非多孔質の点火触媒、 から成る、電気加熱可能な点火素子を有する燃料を低温点火するためのグロープ ラグ。
14. １４．前記金属酸化物の被膜はアルミナである請求の範囲第１３項のグロープラ グ。
15. １５．前記金属酸化物の外部被膜は約２ミル厚さより薄い耐熱金属酸化物の薄膜 である請求の範囲第１３項のグロープラグ。
16. １６．前記点火触媒は貴金属である請求の範囲第１３項のグロープラグ。
17. １７．前記金属酸化物の外部被膜は約０．５ミル厚さより薄い耐熱金属酸化物の 薄膜である請求の範囲第１４項のグロープラグ。
18. １８．前記触媒は金属酸化物セラミックスである請求の範囲第１３項のグロープ ラグ。
19. １９．最大プラグ温度を制限する冷却手段を含む請求の範囲第１３項のグロープ ラグ。
20. ２０．下記構成、 （ａ）グロープラグの点火表面の少なくとも有効部分である点火触媒を、気化と 点火に有効な温度に電気的に加熱し、前記温度が同じ寸法と構造の非触媒グロー プラグで点火するのに必要な値より少なくとも約７５絶対温度低く、 （ｂ）燃料と空気の混合物を前記加熱触媒に接触させて、前記混合物の気相燃焼 の点火を行い、前記燃焼は上部死点の直ぐ近くで燃焼波となる、から成る、絞り 弁操作のない内燃エンジンをより早く始動させる方法。
21. ２１．下記構成、 （ａ）グロープラグの点火表面の少なくとも有効部分である点火触媒を、気化と 点火に有効な温度に電気的に加熱し、前記温度が同じ寸法と構造の非触媒グロー プラグで点火するのに必要な値より少なくとも約７５絶対温度低く、 （ｂ）燃料と空気の混合物を前記加熱触媒に接触させて、前記混合物の気相燃焼 の点火を行う、から成る、燃料を点火する方法。