JPS5915680A - 内燃機関のグロ−点火装置 - 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】 本発明は内燃機関のグロ一点火装置に関する。

フランス国特許第１３８２６９７号明細書によれば内燃
機関に噴射された燃料を点火するだめのグロ一点火装置
が公知である。このグロ一点火装置は一端で開いた円筒
形の室とこの点火室内に配置された電気的に加熱可能な
巻線の形をしたグロ一部材とを有している。燃料を内燃
機関に噴射する噴射装置は点火室に対して同軸的に配置
され、燃料を内燃機関の主燃料室に噴射する。この主燃
焼室は噴射装置に対して同軸的に向けられた通路を介し
て点火室と接続されている。噴射過程に際しては燃料滴
は噴射流から分離する。この燃料滴の１部は内燃機関の
圧縮行程に際して点火室内に押込捷れる空気によってこ
の室に導かれる。点火室の円筒形の構成と巻線の円筒形
の配置によって点火室内に送込壕れ、だ燃料滴は１部し
かグロ一部材に当たらない。

この燃料滴はガスとしく気化し、空気と混合され、最後
に着火される。他の燃料滴はグロ一部材によって生ぜし
められた炎によって気化されかつ点火される。従って点
火室内の燃焼はゆっくりと経過し、その結果として十分
に大きなエネルギを有しかつ激しい点火炎を生せしめる
ためには大きい点火室容積しか適さないということにな
る。大きな点火室容積は主燃焼室と点火室との間に大き
なオーバフロー損失を惹起する。

大きな点火室とこれに相応して嵩さ高であるグロ一点大
部材は、内燃機関を運転する場合の加熱を行なうだめに
大量の電気的なエネルギと長い加熱時間を必要とする。

本発明の特許請求の範囲第１項に記載した特徴を有する
本発明によるグロ一点火装置は点火しようとする混合気
からリング状に閉じられた流れを生せしめる。この流れ
は点火室内で高い周速度でグロ一点大部材に沿って流れ
、しかもグロー点火装置が特別に配置されていることに
基いてグロ一点大部材によって実地に於て制動されない
。この流れは混合気の加熱を改善しかつ加速し、加熱は
点火室により取囲捷れた混合気のほぼ全量を捉え、混合
気はグロ一点火が行なわれた後で再び加速され、点火室
内での炎の発生と炎の拡大が行なわれ、その結果として
点火室内で迅速で高い圧力上昇が行なわれ、オーバフロ
ー通路から迅速な点火炎が噴射される。

これによって点火室の容積を小さく選び、オーバフロー
損失を減少することができる。この結果、主燃焼室の小
さい、燃料を節減する高い圧縮比を有する内燃機関の構
成が可能になる。

本発明の特許請求の範囲第２項に記載されている特徴は
、高められた圧縮比のもとでノックのない燃焼の前提条
件である主燃焼室内部での迅速な渦流の維持若しくは促
進にすべての点火炎の高められた運動エネルギが活用さ
れることである。

特許請求の範囲第３項の構成によれば、多くの火炎表面
が得られ、その特徴は内燃機関の主燃焼室内にある混合
気の多くが迅速な点火と迅速な圧力上昇のために捕えら
れることである。

オー・Ｓフロー通路の横断面積を著許請求の範囲第４項
に記載したように選ぶことはグロ一点火が行なわれた後
で主燃焼室に比べ−Ｃ点火室に於て大きな圧力上昇が行
々われるという利点をもたらす。これは燃焼するガスの
強い加速をもたらし、オーバフロー通路から急激に流出
しかつ主燃焼室に噴出する点火炎を形成する。オー・ζ
フロー通路を特許請求の範囲第５項に記載したように向
けることによって例えば内燃機関の主燃焼室内の渦流の
ようなガス運動が点火炎によって助けられるか又は促進
され、主燃焼室に於て加速された良好な火炎伝播が生じ
るという利点をもたらす。グロ一点火装置を特許請求の
範囲第６項に記載したように構成することによって、経
済的に製造可能でかつ遠心作用をもった流れを妨げない
点火室の内輪郭がイ！Ｉられる。又、特許請求の範囲第
７項に記載した実施例は特に経済的に製作することがで
きる。何故ならばいずれにしても断熱を目的として噴射
装置の周囲に配置される管が抵抗器の保持体として用い
られるからである。特許請求の範囲第８項に記載の特徴
は、断熱作用を有する管に抵抗器が配置されているにも
拘らず噴射装置に僅かな熱しか伝達されず、噴射装置の
不都合なオー・ζヒートを回避するために役立つ。特許
請求の範囲第９項と第１０項に示された特徴は噴射装置
に対する断熱効果を畑らに高め、抵抗器から噴射装置へ
の熱の伝達を減少させて電気的な加熱エネルギの節減を
もたらす。グロ一点火装置を特許請求の範囲第１１項の
ように構成することによってスペースをとらない構造、
ひいては小さな主燃焼室を有する内燃機関への良好な組
込みが得られる。又、特許請求の範囲第１２項に記載し
たように構成することによって点火炎が噴射装置の、主
燃焼室に対して距離をおいだ端部から出るので、噴射装
置への不都合な熱の伝達が回避される。噴射装置が点火
室の構成部材である成形部材に対して、噴射装置を気密
に取囲んでいる管から延びる鍔でンールさＪｌているだ
めＶこ、熱い燃焼ガスが噴射装置と点火装置の成形部材
との間から出ることは避けられる。これによって噴射装
置の自由端部のオー・ぐヒートは防止される。

次に図面について本発明を説明する： 点火装置２と組合わされた噴射装置δは公知の形式で構
成されており、ノズル孔５を翁するノズル本体４と、ノ
ズル孔５に向けられた７一ル円錐７及び／−ル円錐７と
は反対側に成形された鍔９とを有し、ノズル本体生白に
長手方向に移動可能に配置されたノズルニー１さル６と
、鍔９の下へ保合する保持リング１０と、保持リング１
０に隣接する、ノズルニードル６を取囲む円板１１と、
円板１１とノズル本体４との間に配置された閉鎖ばね１
２を有している。閉鎖ばね１２はプレロードがかけられ
た状態で組込まれ、円板１１とリング１０、ひいてはノ
ズルニードル６の鍔９を押す。これによってノズルニー
ドル６を介して／−ル円錐７がノズル孔５に向かって噴
射ノズル３を閉じるだめに引付けらねる。噴射ノズル３
はノズル保持体１３内にねじ適寸れている。ノズル保持
体１３はねじ山１牛を有し、内燃機関の７リングヘツド
１５内にねじ込寸れている。ノズル保持体１３はシリン
ダヘッド１５に向けられたストン・３面１６を有してい
る。このストン・３面１６とシリンダヘノｌさ■５との
間には第１のシールリング１７と中間リング１８と第２
のシールリング１９とが配置されている。ノズル保持体
１３内に通じる接続孔２０は図示されていない導管が公
知の形式の噴射ポンプに接続されている。この噴射ポン
プがこの接続孔２０を通して燃料をノズル保持体１３内
に供給すると、ノズルニードル１３に作用する圧力が形
成される。この圧力が所定の高さに達すると閉鎖ばね１
２の力が克服される。これによってノズルニードル６が
移動し、ノズル孔５とシール円錐７との間に間′隙が形
成され、これを介して燃料が円錐形のリング噴射流の形
で噴出し、シリンダヘノＦ″１５に接シかつ内燃機関の
構成部分の主燃焼室２１内に噴射される。リング噴射流
は燃料滴に分散さｉ］る。

燃料ハメタノ１ル、エタノール、ベンジン、ペンゾール
、ｆイーゼル油又はこのような液体の混合物から形成す
ることができる。

点火装置２はリング状の点火室２２と、リング状の点火
装置２２と、リング状の点火装置２゛２が位置する平面
に対して傾けらね、点火室２２を主燃焼室２１に接続す
る少なくとも１っのオー・ζフロー通路２３と、電気的
に加熱可能な抵抗路２４とを有している。抵抗路２４は
有利には帯板から成り、酸化アルミニュームから成る保
持体に固定されている。この保持体２５は管の形をして
おり、間隔をおいてノズル本体４とそのノズル保持体１
３を取囲んでいる。点火室２２は管２５と、シリンダヘ
ノｌ′１５に於ける同軸的な切欠き２６と、成形部分２
８内にある他の切欠き２７とから形成されている。成形
部分２８は外周ねじ山２９を有し、このねじ山２９で主
燃焼室２１に隣接するシリンダヘッド側からノズル本体
４に対して同軸的にシリンダヘッド内に組込１れる。成
形部分２８はノズル本体牛が突入する開口３ｏを有して
いる。これによって点火室２２は燃料噴射装置に対して
同軸的なリング室として構成されている。オーバノロ−
通路２３は第１図に示されたリング室の横断面に対して
ほぼ接線方向にリング室の外周に開［１している。管２
５はノズル保持体１３のねじ山上４の延長にシリンダヘ
ノ１：′１５に設けら７１だ受容孔３１の内部にある。

ノズル保持体１３の而１６に向かって管２５には柄３２
が一体成形さねている。柄３２は端部から小さな間隔を
おいて２つの切欠き３３．δ牛を有している。この（Ｊ
Ｊ欠＠３３．３４内には２つのリングオ部３７若しくは
３８にある安全突起３５若しくは３６が係合する。リン
グ半部３７．３８は而１６の延長でノズル保持体１３に
設けられた周方向の溝３９に係合している。両方のリン
グ１１／、部３７．３８はリング状に曲げられた彎曲線
材４０によって相互にかつノズル保持体１３に対して保
持されている。中間リング１８は両方のリング半部３８
．３７を掴み、第２の安全部材を成している。ノズル保
持体１３は柄３２の高さに縦溝４１を有している。この
縦溝４１を通って柄３２が延びている。柄３２と管２５
の長手方向には第２の導体路牛２，４３が配置されてい
る。ノズル本体４の高さでこの導体路４２．４３には抵
抗路２４が接続されている。リング半部３７．３８は面
１６側にある」二方の端部に切欠き４４を有している。

この切欠き４４には接続ケーブル４５が突入している。

接続ケーブル４５はリング半部３７．３５で導体路４２
．４３に押され、この導体路を介して抵抗路２４に加熱
電流を供給する。

管２５とノズル保持体１３とそれに接続されたノズル本
体４との間にはステンレス鋼から成る管が配置されてい
る。この管は管２５と同シように一体成形された、縦溝
４１を通って延びる柄４７を介して突起３５．３６によ
って保持埒ねでいる。管４６の内側と夕１側には管４６
と隣接する部分４．１３．２５との間に空隙４８、牛９
，５０が存在している。開口３０の高さに管４６は外側
に向けられた鍔５１を有している。この鍔５１は中空円
錐状に構成された開口３０にリング状に弾性的に接して
いる。抵抗路２４の高さにノズル本体４はリング溝５２
を有している。このリング溝５２は石綿５３が内側で管
４６に押をれるように石綿５３で充たされている。この
石綿５３はノズル本体４−と管４６との間の断熱材とし
ても内燃機関の主燃焼室２１、と間隙４９との間のシー
ル材としても役立つ。

噴射装置凸とグロ一点火装置２との組立は次のような形
式で行なわれる。ノズル本体４のリング溝５２には石綿
５３が配置されている。管２５と４６内は互いに内外に
差嵌められ、その柄３２と牛７は合致せしめられている
。この後で両方の管２５と４６は柄：ｖ’ｚ　、４７を
先にしてノズル本体４の上に被せ嵌められ、柄３２゜４
”ｌが縦溝４１を通して差込まれる。次いで接続ケーブ
ル４５がノズル保持体１３にある開１］５４を通して導
体路４２．４３に導かｔする。その後で両方のリング半
部３７．３８が面１６に沿って溝３９に嵌め込まね、突
起３５と３６が柄３２の切欠き３３．３４内に係合し、
柄３２を軸方向で固定する。リング学部３７．３８によ
っては接続ケーブル４５も導体路４２　、４３に圧着さ
れる。両方のリング半部３７．３８は彎曲線材４０を嵌
めた後でこれによって相互に弾性的に保持される。次い
でシールリング１７．１９とリング１８はリング半部３
７．３８に被せ嵌められる。このように準備されだユニ
ットはシリンダヘッド１５内に差込′まれかつねじ込ま
れる。その後で主燃焼室２１から成形部材２８がねじ込
まれ、これによって成形部拐２８の開口３０が管４６の
鍔５１に気密に接触する。

燃料噴射ノズル３とそれに固定されだ管２５と４６が監
視作業のだめに取外そうとする場合には成形部材２８は
７リンダヘソｌ”１５内にとどまる。

噴射装置３は公知の形式で作業するので、これについて
は記述する必要はないものと考える。

ただ燃料噴射は例えば内燃機関の圧縮行程の間に継続す
るか又は圧縮行程で初めて行なわわるように行なうこと
ができることだけを付は加え−Ｃお・く。主燃焼室２１
内に噴射された燃料は噴射ノズル３に接続された範囲に
於て少なくとも部／Ｊ）的に滴状に分散される。この滴
はグロ一点火装置２の近くで主燃焼室２１内に吸込まわ
た空気と混合させらノする１、内燃機関のｊＦ縮行程に
際して燃料滴と空気とから成る混合物が主燃焼室２１か
らオーバフロー通路２３を通って点火室２２内に流入す
る。オー・ξノロー通路２３はリック霧ＩＪこの点火室
に接線方向に開［］シているので、Ａ−・ぐフロー通路
２３に接続して渦流リング５５が形成袋ノ］る。この渦
流リング５５は２次流ｉ１に基いて生じ、管２５と抵抗
器２牛に接触する。渦流リングに於ては点火室２２内に
送しノツプへ燃わが３１／、径方向に加速され、室壁に
当たり、２次流′ＩＩに従って内側に向かって移動する
。

こわによって十分な燃料が確実に、管２５の隣接する部
分をも加熱する抵抗器２４１こ達する。

燃料は気化し、そばを流れる空気と混合さ１１て点火可
能な混合気を形成する。この混合気は抵によって点火さ
れ、火炎形成する。この火炎は点火室２２内にある混合
気を膨張させる。次いで点火炎の形をした火炎がオーバ
フロー通路２δを通って内燃機関の主燃焼室２］内に達
し、そこで空気と噴射された燃料とから成る混合気を点
火する。抵抗器２４は接続ケーブル４５を介して図示さ
れていない給電装置と接続きれている。給電装置が接続
されると、給電装Ｆ７は加熱電流を抵抗器２４に流す。

所定の接続時間後に抵抗器２４と管２５はグロ一点火に
適し／こ６−１１度に達する。すると電流は減少させら
ねるか又は一時的に遮断きれる。抵抗器２４の有効な電
流負荷は例えばグロ一点大の使用に関連して内燃機関の
主燃焼室２１を制限する上死点ＶＣ９：４シて調整する
ことができる。着火若しくは炎の発ｌ１゛の監視には公
知のセンサ、例えばイオン流シンｊ゛とフ７１１・トラ
ンジスタと所属の公知の評価回路を用いることができる
。公知の調整装置はイギリス国特８′１第１５４５８６
５号に記載さ′わでいる。

第１図に示された実施例とは異って、点火室２２Ｃ」ン
リンダヘノｌ’内に差込むことのできる完全な構成部材
として構成しておくこともできる。この構成部材は噴射
ノズルに一般的な形式で７リンダヘソ＋ｙ　ｌ　５の外
側から差込むか若（〜くは取（＝Ｊけることができる。

オーバフロー通路２３は噴射装置の縦軸線に対して傾け
られている。傾きは主燃焼室の構成に関連してかつそこ
で行なわれる混合気形成に合わせて行なわれる。

こねによって点火炎は主燃焼室に於ける渦流を助けるよ
うに向けられる。オーバフロー通路はスリン：・状に形
成され、オーバフロー通路の間に残っているウェブが点
火室２−２の外周の僅かな部分しか占めないようになっ
ている。室容積に対するオーバフロー通路の横断面積の
和の比よって点火室の給気に際して強い渦流が形成σ〕
１、燃焼に際して力強く主燃焼室に噴射される火炎が得
られる。点火室２２を特別な構成部材としてシリンダヘ
ッド１５内に差込むことはこの構成部材とシリンダヘラ
＋：　ｌ　５との間に配Ｉ？′１された空隙によって熱
伝達の減少されたゾーンが得られるという利点をもたら
す。この結果として抵抗器２４若しくは管２５から離れ
て配置された点火室２２のゾーンの温度が高めらねるこ
とになる。こ、１１によって点火室２２内での混合気の
形成と点火が迅速に行なわね１、着火開始時期と燃焼経
過が早くなることに基いて個々の着火過程と燃焼経過と
の時間的なばらつきを狭い範囲に減少させる。この結果
としてｄ、内燃機関の静かな運転が得られる。

第１図にメアンダ状に示された抵抗路２４の代りに２本
巻線のコイルとして形成された抵抗器を管２５の」−に
配置することもできる。このような２本巻線のコイルは
例えば蒸着叉ｋｊ射出によって管２５の上に直接的に施
しかつ固定しておくこともできる。前記製作技術は一方
では抵抗路の範囲に滑らかな表面をもたらし、他方では
管２５に対する良好な熱伝達をもたらし、抵抗路の局部
的なオーバヒートを回避する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
本発明の装置の縦断面図、第２図は第１図のＩＩ　−１
１線に沿った横断面図、第３図は第１図の１部分の側面
図である。 ２・・・グロ一点火装置、３・噴射装置、４・ノズル本
体、５・・・ノズル孔、６・ノズルニードル、７・・ソ
ール円錐、８・・・端部、９・・鍔、１０・・・保持リ
ング、１１・・・円板、１２・・閉鎖ばね、１３・・ノ
ズル保持体、■４・・・ねじ山、１５・・・７リングヘ
ツド、１６・・・ストラフξ面、１７・・・／−ルリン
グ、１８・・・中間リング、１９・・・／−ルリング、
２０・・接続孔、２１・・・主燃焼室：２２・・・点火
室、２３・・・オーツζフロー通路、２４・・・抵抗路
、２５・保持体、２Ｇ・・・切欠き、２７−　ｑＪ欠き
、２８・・成形部材、２９・・・ねじ山、３０・・・開
口、３１・・・受容孔、３２・・・柄、３３．３４・・
・切欠き、３５．３６・・・安全突起、３７．３８・リ
ング半部、３９・・・周方向溝、４０・・・彎曲線材、
４１・・・縦溝、４２．４３・・・導体路、４４・・・
切欠き、４５・・接続ケーブル、４６・・・管、４７・
・・柄、４８　、４９．５０・・・空隙、５１・・・鍔
１．５２・・・リング溝、５３・・・石綿、５４・・・
開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　少なくとも１つの主燃焼室を有する内燃機関に用い
   られる、燃料噴射装置と組合わされたグロ一点火装置で
   あって、燃料噴射装置に対して同軸的に向けられた点火
   室を有し、こノ点火室が少なくとも１つのオーバフロー
   通路で主燃焼室と接続されており、点火室に配属された
   電気的に加熱可能なグロ一部拐を有している形式のもの
   に於て、点火室（２２）が燃料噴射装置（３）を取囲む
   リング室として構成されており、オーバフロー通路（２
   ３）が燃料噴射装置の縦軸線に対して直角である基準Ｙ
   面に対して上昇し、リング室（２２）の外周に対してほ
   ぼ接線方向に向けられた成分でリング室（２２）に曲目
   しており、オーバフロー通路（２３）と基準平面との間
   の角度が、オーバフロー通路（２３）の軸線の延長線が
   燃料噴射装置（３）から噴射−ａ　ｈだ燃料の噴出方向
   が内部に位置する基準円錐面の外側を延びており、電気
   的に加熱ｄ］能なグロ一部材（２４）が点火室（２２）
   の輪郭内に位置していることを特徴とする、内燃機関の
   グロ一点火装置。 ２、　オー、Ｓフロー通路から出る点火火花が燃料噴射
   装置（３）の縦軸線を中心として、内燃機関の主燃焼室
   （２１）に於ける燃焼可能々混合気の旋回流の回転方向
   と同じ循環方向を有するように、オー・Ｓフロー通路が
   基準了面に対して傾けられている、特許請求の範囲第１
   項記載のグロ一点火装置。 ３、複数のオーバフロー通路（２３）がグロ一点火装置
   の縦軸線を中心として分配されて配置されている、特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載のグロ一点火装置。 ４、点火室容積に対するオーバフロー通路の横断面積の
   和の比が００６Ｌよりも小さい、！［４（ｍ 許請求の範囲第１項から第３　、＋ｒｘ−ａでのいずれ
   か１つの５項に記載のグロ一点火装置。 ５　オーバフロー・通路（２３）がそれから流出する点
   火火花が主燃焼室に於ける旋回流を助けるように向けら
   れている、特許請求の範囲第１項から第牛項才でのいず
   れか１つの項に記載のグロ一点火装置。 ６　電気的に加熱可能なグロ一部材が絶縁体（２５）に
   固定された抵抗路（２４）から成っている、特許請求の
   範囲第１項から第５項までのいずれか１つの項に記載の
   グロ一点火装置０ ７　抵抗路（２４）が燃焼噴射装置（３，４）を取囲む
   電気的にかつ熱に対して絶縁された管（２５）の外周に
   配置されている、特許請求の範囲第６項記載のグロ一点
   火装置。 ８　抵抗路（２４）の高さのところで管（２５）と燃料
   噴射装置との間にリング状に閉じられた、例えば石綿（
   ５３）から成る断熱層が配置されている、特許請求の範
   囲第７項記載のグロ一点火装置。 ９　絶縁する管（２５）と燃料噴射装置（３゜４）との
   間に導熱性の悪い月利、例えばステンレス鋼から成る管
   （４６）が組込１れている、特許請求の範囲第７項又は
   第８項記載のグロ一点火装置。 １０　　管（２５、２６）と燃料噴射装置（３，４，１
   ３）との間に断熱用の空隙（４８，牛９．５０）が配置
   されている、特許請求の範囲第５項又は第６項記載のグ
   ロ一点火装置。 １１　　点火室（２２）が部分的に直接内燃機関の７１
   Ｊンダヘツド（１５）に加工されており、他の部分に於
   て、燃料噴射装置（３，４）に対して同心的にシリンダ
   ヘッド（１５）内に組込まれたリング状に成形された部
   分（２８）から成っている、特許請求の範囲第１項から
   第１０項寸でのいずれか１つの項に記載のグロ一点火装
   置。 １２、　　管（４６）が主燃焼室（２１）に面した端部
   に円錐形に成形きれた鍔（５１）を有し、成形部（２８
   ）が鍔（５１）に気密に隣接する、鍔（５１）に同上・
   的に向けられた開口（δ○）を有し、オーバフロー通路
   （２３）が成形部分（２８）内にある、特許請求の範囲
   第１．１項記載のグロ一点火装置。