JPS6053191B2

JPS6053191B2 - 点火プラグを有する内燃機関

Info

Publication number: JPS6053191B2
Application number: JP4653377A
Authority: JP
Inventors: 俊晴岩田; 正服部
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1985-11-25
Also published as: JPS53131311A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は火花点火式内燃機関に関し、この内燃機関に
装置した点火プラグの耐カーボン汚損抗力を向上させる
ものである。

第１図に従来周知の点火プラグの構造を示す。

この構造において金属製枠体１、絶縁体２の脚部２ａ
）パッキン５によつて形成され、開口部分６ａが接地電
極４の方向に開いている空間部６は、通常０．３〜０．
５ｃＣの容積を持つている。さらにこの空間部６の開口
部分６ａは０．３５〜０．５ａｉの開口面積を有してい
る。第２図の点火プラグについても同様である。内燃
機関の圧縮行程においては、この空間部６に新規混合気
が流入するため、第１図中に示す矢印方向の流れが生じ
る。

この流れの速度は内燃機関、プラグの種類によつて異な
つてくるが、シリンダ内径９５ｍ７７を、行程距離７２
ｗ！ｎ圧縮比７：２の内燃機関に、空間部６の容積Ｏ、
３５ＣＣ）空間部６の開口部分６ａの開口面積Ｏ、３６
ｃｆｉのプラグを用いると第３図で示す値を持つ。この
流速は内燃機関の回転数に比例して増減するが、通常、
点火プラグに火花が飛ぶ上死点（ＴＤＣ）前の１００〜
４００では１に！−１、／ｓｅｃ〜３Ｗｌ、／ｓｅｃと
なり、かつ進角するほど速くなる。点火プラグのスパー
クギャップ７に火花・が飛び、混合気に着火した直後の
、初期の火炎は火炎速度が遅く数１０ｃｒｎ／ｓｅｃで
あるため、流れの上流方向には火炎伝ぱできず下流方向
には火炎速度と流速との和した速度で伝ぱする。従つて
、着火初期には火炎はプラグの空間部６の方向に発達す
る。この傾向は流速の大きい点火進角の進み側（４０こ
ＢＴＤＣ）で強く、流速の小さい遅れ側（１００ＢＴＤ
Ｃ１０ＣＢＴＴ）Ｃ）で弱い。そして、空間部６内には
前の燃焼サイクルで燃焼した既燃焼ガスが残つており、
このガスと新しい混合気が混合した状態で存在し、さら
に空間部６の周囲にある栓体１によつて燃焼熱を奪われ
るため、空間部６では不完全燃焼が生じやすい状態にあ
る。故に、空間部６の容積が大きく、さらに空間部６の
開口部分６ａがスパークギャップ７側に広く開いている
プラグは火炎伝ぱにより上記不完全燃焼を起こしやすく
その結果として絶縁体２の脚部２ａの表面にカーボンが
付着し、絶縁不良を生じ失火することになる。本発明は
上記の点に鑑み、点火プラグが装着されるシリンダ壁部
に換気孔を設け、かつ点火プラグの栓体に連通孔を設け
、この両孔を介して点火プラグの空間部内と燃焼室内と
を連通せしめかつ換気孔の一端を、内燃機関の吸気弁の
開弁時に形成される吸気弁開口部の方向に指向したこと
により、圧縮行程時に前記両孔を介して新規混合気が空
間部内に導入され、これに伴ない空間部の開口部分から
流入する新規混合気の流入流速が低下し、従つて空間部
内では不完全燃焼が生じにくい雰囲気となり、かつ空間
部６内に流入する新規混合気の流速に乗つて開口部分へ
初期着火時の初期火炎が伝ぱすることはなく、点火プラ
グのカーボン汚損を防ぐことができる内燃機関を提供す
ることを目的とするものである。

以下本発明の実施例を説明する。

第４図において、金属製栓体１の内側にはリング状の金
属製パッキン５を介して絶縁体２が固定されている。こ
の絶縁体２のうち内燃機関の燃焼室１７内に裸出される
脚部２ａには中心電極３が保持されている。この中心電
極３の先端には栓体１の端部に固着した接地電極４の端
部側面が対向しており、両者にスパークギャップ７が形
成されている。絶縁体２の脚部２ａ１栓体１、およびパ
ッキン５によつて形成される空間部６はスパークギャッ
プ７の方向において燃焼室１７内に開口している。そし
て、栓体１には、空間部６のうちパッキン５近傍の奥部
に一端が開口し、他端が栓体１の外側に開口する連通孔
８が設けてある。また、上記構成の点火プラグをパッキ
ン１２を介し装着する内燃機関のシリンダ壁部１０には
リング状の換気溝９が設けてあるとともに、一端が燃焼
室１７内に開口し他端が換気溝９に開口する縦孔１１が
設けてある。なお、換気溝９の端はシリンダ壁部１０の
点火プラグ装着部１０ａに開口して栓体１の連通孔８の
端に連通している。従つて、連通孔８、換気溝９、およ
び縦孔１１を介して燃焼室１７内と空間部６内とが連通
するようになつている。上記構成においてその作用を説
明する。

上記空間部６内では、（イ）新規混合気に前サイクルの
既燃焼ガスが比較的多量に混入する、（口）空間部６の
周囲の栓体に燃焼熱を奪われやすいの２つの状態になつ
ており、かような状態の空間部６内に比較的低温の初期
火炎が伝ぱすると不完全燃焼を生じ、カーボン汚損の原
因となる。カーボンがパッキン５の部分までに亘つて脚
部２ａに付着すると、中心電極３からの電流はカーボン
、パッキン５を介して栓体１にリークしてしまいスパー
クギャップ７での飛火が行なわれず、失火を起こす。し
かるに、本実施例では圧縮行程時に縦孔１１、換気溝９
、および連通孔８を通つて新規混合気が空間部６のうち
パッキン５の近傍部分に噴出、導入され、かつ空間部６
内には既燃焼ガスが存在しているため、空間部６の開口
部分６ａから流入する新規混合気の流速が低下する。

故に、着火初期において、初期火炎が流速に乗つて空間
部６の方向に伝ば、発達することはほとんどなく、仮に
初期火炎が伝ばしたとしても空間部６のうちパッキン５
近傍部分には新規混合気が存在しているため、このパッ
キン５近傍部分では不完全燃焼が生じにくい雰囲気にあ
り、絶縁体２のうちパッキン５も含めた奥部にはカーボ
ンが発生しにくく、従つて失火は生じにくいのである。
なお、本実施例にあつては、連通孔８、換気溝９、およ
び縦孔１１の通気抵抗は空間部６の開口部分６ａの通気
抵抗よりも小さい方が好ましいが、このことは本発明に
制限を加えるものてはない。第５図はリワグ状の換気溝
９をシリンダ壁部１０の内側に設けた本発明の他の実施
例を示すもので、この実施例によれば前記実施例に比べ
てパッキン１２により燃焼ガスをシールしなくて済む。

第６図において、この第６図は本発明の主要部の特徴を
示すものであつて、第４図の点火プラグ構造ならびにシ
リンダ壁部１０構造を基本構造としており、シリンダ壁
部１０に設けた縦孔１１の端の方向を、吸気弁１８の開
弁時に形成される吸気弁開口部（吸気弁１８と弁座１９
との間の隙間）２０に指向せしめたものである。なお、
１３は点火プラグ、１４はシリンダヘッド、１５はピス
トン、１６はシリンダブロック、２１はシリンダヘッド
１４に設けた吸気ボートをそれぞれ示している。かかる
構成によれば、吸入行程において、ピストン１５の下降
により新規混合気が吸気ボート２１を経て吸気弁１８と
弁座１９との間の吸気弁開口部２０を通り燃焼室１７内
に吸入される。

この時、新規混合気の流れは第６図中に示した矢印のご
とくに流れ、特に吸気弁１８の近傍ではこの吸気弁１３
に沿つて吸気弁１８の円周と直交する方向に吸気弁開口
部２０を流れる。このため、シリンダ壁部１０の縦孔１
１へは新規混合気が効率よく流入し、点火プラグ１３の
空間部６内に残存する既燃焼ガスは排出されて換気が良
くなり、空間部６内は新規混合気が充満して空間部６内
の燃焼雰囲気が良くなつてカーボン汚損防止効果が格段
と向上する。なお、前記の各実施例において、栓体１の
内側に、空間部６の開口部分６ａの開口面積を小さくす
る環状絞り部を設けてもよい。

このように構成することにより圧縮行程時に縦孔１１．
換気溝９、および連通孔８を通つて点火プラグの空間部
６内に流入する新規混合気の量が増大するとともに、空
間部６の開口部分６ａからの新規混合気の流入速度が格
段に低下し、初期火炎の伝ぱ防止は確実となる。また、
第２図で示すマルチギャップ式点火プラグは、従来通常
の点火プラグに比べて、着火性が悪くカーボン汚損しや
すい、希薄混合気を用いる内燃機関、副室付内燃機関、
ロータリー式内燃機関などに使用されており、このマル
チギャップ式点火プラグに本発明を適用することは非常
に効果的である。

更に、前記各実施例においてはシリンダ壁部１０に設け
た縦孔１１は１つであるが、多数個設けてもよい。

この場合、換気溝９および連通孔８の数は縦孔１１の数
に対応させることは勿論である。また、縦孔１１を換気
溝９と同じくリング状にしても勿論よい。以上詳述した
ごとく、本発明によれば、点火プラグが装着されるシリ
ンダ壁部１０に換気孔（９，１１）を設け、かつ点火プ
ラグの栓体１に連通孔８を設け、この連通孔８ならびに
換気孔（９，１１）を介して点火プラグの空間部６内と
燃焼室１７内とを連通せしめ換気孔（９，１１）の一端
を、内燃機関の吸気弁１８の開弁時に形成される吸気弁
開口部２０の方向に指向せしめたから、内燃機関の吸入
行程時には前記吸気弁開口部２０を流れる新規混合気が
効率よく連通孔８ならびに換気孔（９，１１）を介して
空間部６内に多量に導入され、更に内燃機関の圧縮行程
時にも上記連通孔８、換気孔（９，１１）を通つて空間
部６内に新規混合気が導入され、空間部６内では不完全
燃焼の生じにくい雰囲気となり、かつ空間部６内に多量
に新規混合気が導入されるに伴なつて空間部６の開口部
分６ａから流入する新規混合気の流速が低下し、この流
速に乗つて初期着火時の初期火炎が開口部分６ａに伝ぱ
することはほとんどなく、従つて点火プラグのカーボン
汚損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の点火プラグの要部を示す断面図、第１
図ｂは第１図ａの底面図、第２図ａは従来のマルチギャ
ップ式点火プラグの要部を示す断面図、第２図ｂは第２
図ａの底面図、第３図は従来の説明に供するもので圧縮
行程での点火プラグ空間部内への新規混合気の流入速度
を示す特性図、第４図は本発明の実施例に用いる点火プ
ラグの要部を示す断面図、第５図は本発明の他の実施例
の要部を示す断面図、第６図は本発明の一実施例の要部
を示す断面図である。１・・・栓体、２・・・絶縁体、２ａ・・・脚部、３・
・・中心電極、４・・・接地電極、５・・・パッキン、
６・・・空間部、６ａ・・・開口部分、８・・・連通孔
、９，１１・・・換気孔、をなす換気溝、縦孔、１０・
・・シリンダ壁部、１０ａ・・・装着部、１３・・・点
火プラグ、１７・・燃焼室、１８・・・吸気弁、２０・
・・吸気弁開口部。

Claims

【特許請求の範囲】

１金属製栓体と、この栓体の内側にパッキンを介して
固定した絶縁体と、この絶縁体のうち内燃機関の燃焼室
に裸出する脚部に設けた中心電極と、前記栓体に設けた
接地電極とを具備して成る点火プラグを有し、前記栓体
、前記パッキン、および前記絶縁体の脚部によつて形成
され前記燃焼室内に開口する空間部に一端が開口し、他
端が前記栓体の外側に開口する連通孔を前記栓体に設け
、かつ前記点火プラグが装着されるシリンダ壁部に、一
端が前記燃焼室内に開口し、他端が点火プラグ接着部に
開口する換気孔を設け、このシリンダ壁部の換気孔およ
び前記点火プラグの栓体の連通孔を介して前記点火プラ
グの空間部内と前記燃焼室内とを連通し、かつ前記シリ
ンダ壁部の換気孔の一端を、吸気弁の開弁時に形成され
る吸気弁開口部の方向に指向せしめたことを特徴とする
点火プラグを有する内燃機関。