JPH07174059A - 高圧燃料噴射器集合体 - Google Patents

高圧燃料噴射器集合体

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JPH07174059A
JPH07174059A JP6180501A JP18050194A JPH07174059A JP H07174059 A JPH07174059 A JP H07174059A JP 6180501 A JP6180501 A JP 6180501A JP 18050194 A JP18050194 A JP 18050194A JP H07174059 A JPH07174059 A JP H07174059A
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JP
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pressure fuel
rail plug
electrode
fuel
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JP6180501A
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Russell J Wakeman
ジェー ウェイクマン ラッセル
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Siemens Automotive LP
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レールプラグ点火器と燃料噴射器とを新規な
形式で組み合わせる。 【構成】 高圧燃料噴射器１２のノズル１６にレールプ
ラグ１４が差しはめられている。噴射された燃料はレー
ルプラグの孔内を移動する。レールプラグはプラズマを
生ぜしめ，このプラズマは燃料の噴射に関連するタイミ
ングでレールプラグの孔内を移動し，燃料に点火する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，高エネルギのプラズマ
ジェットを燃焼室内に噴射する高圧燃料噴射器集合体に
関する。
【０００２】
【従来の技術】オットーサイクルの内燃機関において，
燃料を燃焼室内に直接に噴射することは，２サイクル機
関並びに４サイクル機関に著しい利点をもたらす。すな
わち，燃料が節減され，汚染物質排出量が減少し，瞬間
的なレスポンスが改善され，出力が増大する。しかしな
がら，直接噴射方式を簡単に採用しようとすると，問題
が生じることがある。
【０００３】例えば，シリンダヘッド内の取り付けスペ
ースが制限されていることがあり，そのような場合燃料
噴射器の位置を，燃焼過程に不利な影響を及ぼすような
位置に変えなければならないことがある。
【０００４】また，燃料を直接に燃焼室内に噴射する燃
料噴射器によって生ぜしめられた燃料霧の点火が困難に
なるという問題も生ずることがある。特に燃料噴射器が
シリンダの中心に層状の燃料チャージを生ぜしめる場合
には，スパークプラグによる点火を行うためには，こわ
れやすい電極をシリンダスペース内などに延長したスパ
ークプラグを使用することによって点火点を側方にずら
さなければならないことがある。
【０００５】希薄な混合気は普通の電気スパーク機構で
は確実に点火することができない。更に，混合気の効果
的な燃焼はしばしば行われない。点火器が，普通のスパ
ークプラグの場合のように，比較的に低温の燃焼室壁に
隣接して位置している場合には，熱が燃焼室壁に奪われ
て，炎が消えたり，不完全燃焼が行われたり，燃料消費
量が増大したり，炭化水素の放出量が増大したりするこ
とがある。
【０００６】希薄な混合気を良好に点火させるために
は，更に高温の電気エネルギ源が必要である。更に，あ
る種の内燃機関例えば２サイクル機関においては，燃料
チャージを極めて迅速に点火させなければならない。
【０００７】高温の点火を生ぜしめる１つの手段は，小
型レールガン又はレールプラグと呼ばれる新型の点火器
である。このような点火器は，電磁力及び熱力によって
推進される高速のジェットを生ぜしめることができる。
米国特許第 5,076,223 号明細書には，プラズマ噴射器
を使用するプラズマジェット点火器若しくはレールプラ
グが記載されている。この公知のレールプラグは電磁原
理に基づいて働く。この場合，電磁加速力がレールプラ
グ孔を通してプラズマを推進させ，出口のところで超音
速に達せしめる。しかしながら，普通のスパークプラグ
の代わりにレールプラグを使用しても，別個の燃料噴射
器が必要であり，取り付けスペース及び点火の問題が残
ることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は，レールプラグ点火器と燃料噴射器とを新規
な形式で組み合わせることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に，本発明の構成では，高エネルギのプラズマジェット
を燃焼室内に噴射する高圧燃料噴射器集合体において，
燃料噴射ノズルを有している高圧燃料噴射器と，該ノズ
ルを取り囲んで配置されていて該ノズルから噴射された
ばかりの燃料に作用するレールプラグ集合体とから成っ
ているようにした。
【００１０】
【発明の効果】本発明によるレールプラグは，２つの細
長い電極の間に高速のプラズマジェットを生ぜしめ，こ
のプラズマジェットは，点火される燃料と同じ経路に沿
って，熱力と電磁力との組み合わせ作用で燃焼室内に加
速される。すなわち，点火された燃料はレールプラグの
孔を貫流する。点火は噴射に関連するタイミングで行わ
れる。
【００１１】本発明の有利な実施態様では，レールプラ
グは燃料噴射器のノズルにかぶせはめられるようになっ
ている。一方のレールプラグ電極はレールプラグのハウ
ジングを介してシリンダヘッドに接地され，他方のレー
ルプラグ電極は絶縁されているソース端子を介して点火
電子回路に接続される。
【００１２】
【実施例】以下においては図面に示した実施例に基づい
て本発明の構成を具体的に説明する。
【００１３】図１及び図２は，本発明による高圧燃料噴
射器とレールプラグとの集合体１０を示し，これは高圧
燃料噴射器１２とレールプラグ１４とから成っている。
レールプラグ１４は高圧燃料噴射器１２の一端部のノズ
ル１６に差しはめられていて，ノズル１６から噴射され
た燃料に作用する。レールプラグ１４は基本的に筒体で
あって，筒体の孔の内面に，互いに直径方向で向き合っ
て間隔をおいて設けられた第１の電極及び第２の電極，
すなわちグラウンド電極１８とソース電極２０とを有し
ている。高圧燃料噴射器１２からの燃料の噴射は，長く
細長いグラウンド電極１８とソース電極２０との間を通
って筒体を貫流するように行われる。
【００１４】グラウンド電極１８は，内燃機関のシリン
ダヘッド（図示せず）のねじ孔内にねじ込まれるレール
プラグ１４の鋼ハウジング２２を介して接地される。ソ
ース電極２０と点火回路（図示せず）との接続は，図１
の実施例では，端子２５を介して行われる。端子２５は
その大部分を，内側インシュレータ２８及び外側インシ
ュレータ３０から成る絶縁手段２６内に埋め込まれてい
る。
【００１５】グラウンド電極１８及びソース電極２０並
びに絶縁手段２６は，電極の間に配置されたエアギャッ
プ３４を有するインシュレータと電極との集合体３２を
構成している。エアギャップ３４は，点火回路から適当
な電圧が供給されたときに最初にアークが飛ばされる箇
所３６において狭く，インシュレータと電極との集合体
３２の端部４０，すなわち燃焼室内への出口である箇所
３８において広くなっている。
【００１６】高圧燃料噴射器１２は，噴射された燃料が
グラウンド電極１８とソース電極２０との間に向けられ
るように，配置されている。燃料は最初に，絶縁手段２
６の内周面４４によって形成された拡大した円柱形スペ
ース４２を通り，次いでグラウンド電極１８とソース電
極２０との間を通って端部４０の出口に達する。したが
ってレールプラグ１４は，燃料がノズル１６から噴射さ
れたときに，燃料に作用する。
【００１７】鋼ハウジング２２は端部に通常のスパーク
プラグと同じねじ山４６を有し，さらにシール手段と六
角形部４８とを有している。既に述べたようにこの鋼ハ
ウジング２２は，普通のスパークプラグにおけると同じ
ように，シリンダヘッドのねじ孔内にねじ込まれて接地
される。
【００１８】グラウンド電極１８はタブ５０によってレ
ールプラグ１４の鋼ハウジング２２に電気的に接続され
ている。タブ５０は絶縁手段２６を貫通して鋼ハウジン
グ２２と接触している。
【００１９】図２においては，ソース電極２０と点火回
路との接続は，高圧燃料噴射器１２のボディ２４の外方
端部から導出されている絶縁された端子によって行われ
る。すなわち図２のソース電極２０は延長部５４を有し
ており，この延長部５４の端部は箇所５６において端子
の裸部分に接触している。高圧燃料噴射器１２を通って
導出される絶縁された端子を介しての接続は，ノズル１
６とは逆の側の高圧燃料噴射器１２の端部においてソー
ス電極２０を点火回路に接続することを可能にする。図
１においては，端子２５はレールプラグ１４から側方に
突出しているブレード５２を有しており，このブレード
５２が点火回路に接続される。
【００２０】高圧燃料噴射器とレールプラグとの集合体
１０は，プラズマジェットと，高圧燃料噴射器１２によ
って生ぜしめられる燃料霧とが確実に接近しているよう
に，制御される。点火タイミングはプラズマジェットと
燃料霧との相対進み速度によって決定され，燃料霧内の
最大量の燃料がプラズマジェット表面にさらされるよう
にする。これによって，炎フロントの最大面積が燃料霧
の中心から層状の燃料チャージの外面に向かってすべて
の方向に拡張することになる。燃焼速度及び燃焼の安定
性は最大限にされ，燃焼室内で燃料が申し分なく利用さ
れる。
【００２１】本発明は，燃料チャージを極めて迅速に生
ぜしめることが望まれる２サイクル機関において適用す
るのに特に適している。本発明によれば，レールプラグ
１４はノズル１６を取り囲んで配置されているので，燃
料がノズル１６から噴射された直後に点火を開始するこ
とができる。
【００２２】先行技術のレールプラグはプラズマを生ぜ
しめるけれども，本発明のように燃料が最初にプラズマ
と混合されることはない。先行技術においては，燃料チ
ャージはほかの場所で生ぜしめられるのに対し，本発明
においては燃料は，ノズル１６から噴射されたときに，
セラミックの絶縁手段２６の内周面４４によって形成さ
れている円柱形スペース４２内に導入される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示した図である（レールプ
ラグは断面して示す）。
【図２】別の実施例の図１相当の図である。
【符号の説明】
１０ 高圧燃料噴射器とレールプラグとの集合体， １
２ 高圧燃料噴射器，１４ レールプラグ， １６ ノ
ズル， １８ グラウンド電極， ２０ ソース電極，
２２ 鋼ハウジング， ２４ ボディ， ２５ 端
子， ２６ 絶縁手段， ２８ 内側インシュレータ，
３０ 外側インシュレータ， ３２インシュレータと
電極との集合体， ３４ エアギャップ， ３６及び３
８ 箇所， ４０ 端部， ４２ 円柱形スペース，
４４ 内周面， ４６ ねじ山， ４８ 六角形部，
５０ タブ， ５２ ブレード， ５４ 延長部， ５
６ 箇所

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高エネルギのプラズマジェットを燃焼室
    内に噴射する高圧燃料噴射器集合体において，燃料噴射
    ノズルを有している高圧燃料噴射器と，該ノズルを取り
    囲んで配置されていて該ノズルから噴射されたばかりの
    燃料に作用するレールプラグ集合体とから成っているこ
    とを特徴とする，高圧燃料噴射器集合体。
  2. 【請求項２】 レールプラグ集合体が，レールプラグの
    孔内で互いに間隔をおいて直径方向で向き合っている第
    １の電極と第２の電極とを有していることを特徴とす
    る，請求項１記載の高圧燃料噴射器集合体。
  3. 【請求項３】 燃料が，互いに間隔をおいた第１の電極
    と第２の電極との間を通ってレールプラグの孔を貫流す
    る方向に噴射されるようにしたことを特徴とする，請求
    項２記載の高圧燃料噴射器集合体。
  4. 【請求項４】 レールプラグが，一方の電極を他方の電
    極に対して絶縁する絶縁手段を有していることを特徴と
    する，請求項２記載の高圧燃料噴射器集合体。
  5. 【請求項５】 噴射された燃料が，燃料噴射器から噴射
    された直後に，絶縁手段の内周面によって形成されてい
    る円柱形スペース内に入るようにしたことを特徴とす
    る，請求項４記載の高圧燃料噴射器集合体。
JP6180501A 1993-07-12 1994-07-11 高圧燃料噴射器集合体 Pending JPH07174059A (ja)

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US08/090,418 US5377633A (en) 1993-07-12 1993-07-12 Railplug direct injector/ignitor assembly
US08/090418 1993-07-12

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