JPS6089086A - 内燃機関の点火栓 - 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】 〈技術分野〉 本発明は内燃機関の多重点火を可能とした点火栓に関す
る。

〈従来技術〉 点火栓には、ギャップ放電式と油面長距離放電式との２
種があることが知られる。

このうちギャップ放電式点火栓は第１図に示すように、
バッテリ１の電流を点火コイル２の１次側コイル２ａ及
びこれに直列接続した電流遮断用パワートランジスタ３
に供給し、パワートランジスタ３０オン・オフによって
紡導された２次側コイル２ｂの高電圧をディストリビュ
ータ４を介して各点火栓の中心電極５に印加する。接地
された外側電極６は中心電極５の先端とプラグギャップ
１を介して対峙しており、中心電極５と外側電極６間に
付与された高電圧により前記プラグギャップＴＯ絶縁を
破壊して放電を行うことによシ燃焼室内の混合気に点火
する。

ところで燃料節約のために希薄混合気を用いると点火が
困難となるのはいなめなく、この点火を上記ギャップ放
電式点火栓で確実に行うには、プラグギャップＴを増大
して火花と混合気との接触の機会を充分に与える必要が
生じる。しかし徒らにプラグギャップを大きくすると、
その分放電電圧が上昇して、早期に火花が飛ぶ飛火建ス
が発生するようになシ、結局失火に至ってしまうおそれ
がある。

一方、沿面長距離放電式点火栓は、第２図に示すように
背後電極効果を利用して沿面放電をさせることにより、
放電電圧を上昇させずに放電ギャップを拡大することが
できる利点を有する（特開公報 昭５０−２０１４６号癖照）。即ち、中心電極５を、そ
の先端部を露出して薄肉の絶縁体８によシ覆い、接地し
た外側電極９と中心電極５との間の沿面ギャップ１０を
大きくすると共に該外側電極９と絶縁体８外周面との間
に微少ギャップ１１を介在させている。そして正電極で
は中心電極５に比較的低い電圧を加えても現われる正性
コロナ（背後電極効果）の極めて進展性に富む性質を利
用して大きな沿面ギャップ１０でも火花放電が可能とな
るようになっている。

従って、沿面長距離放電式点火栓の場合は混合気と火花
との接触の機会が大きくなシ、希薄混合気でも失火しに
くいという特徴を有するのである。

しかし実際には１９７４年１１月発行内燃機関Ｖｏ１．
１３Ａ１５８第１１頁〜第２０頁に示されているように
、点火栓の絶縁体８が自己清浄温度に達していない例え
ば機関冷間時には、第３図に示すように、絶縁体８の先
端部分から導娠性のあるカーボンＣめ付着が進行するた
め、実際の沿面ギャップ１０の大きさが正常時の第３図
（Ａ）に比べ第３図（Ｂ）のように短縮されて、点火栓
の先端位置（燃焼室の中心に近い位置）から離れてしま
う。図中１２は火花を示す。このため混合気と放電電流
との接触の機会が少なくなるうえに、中心電極５と外側
電極９との間の電流リークが助長されて過早点火を招き
結果的に失火し易くなるし、初期火炎核が燃焼室中心か
ら離れて火炎伝播距離が遠くなシ、ノッキング等の発生
原因を作ってしまう。

高温下では絶縁体８先端部の温度が高くまた激しく流動
する燃焼ガスによってカーボンの剥離作用を受けカーボ
ン付着に対して自己清浄作用を行うことができるのであ
る。

〈発明の目的〉 本発明はかかる従来の点火栓の利害得失に鑑み、一般の
ギャップ放電と沿面長距離放電とを同一燃焼室で行うこ
とによシ、多重点火に基づく初期火炎核の複数化を図っ
て点火性能を向上させると共に、一方の利点で他方の欠
点を補うようにすることを目的とする。

〈発明の構成〉 かかる目的のために本発明では、ギャップ放電を行う中
心電極と外側電極の他に、外側電極との間で浴面長距離
放電を行う第３の電極を設けた点火栓を構成した。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を第４図に基づいて説明する。

図において、バッテリ２１の電源電流は４端子点火コイ
ル２２０１次側コイル２２ｍに供給され、該供給される
電流をパワートランジスタ２３０オン、オフ作動によシ
断続的に遮断して、並列な２次側コイル２２ｂ、２２ｃ
に高圧起電力を誘導する。

該高電圧は２放電式ディストリビュータ２３Ａ。

２３Ｂを介して中心電極２５の端子と第３の電極２６の
端子とに印加される。

中心電極２５は絶縁体２Ｔ内の中心を通シ、第３の電極
２６は絶縁体２Ｔを介して中心電極２５を囲むように配
設されている。中心電極２５の先端放電部２５ａは絶縁
体２７の先端から一部露出してお如、また第３の電極２
６の放電部２６ａは絶縁体２７の先端外周に露出してい
る。絶縁体２７を囲繞する栓体２８を介して接地された
外側電極２９はその先端放電部２９ａが前記中心電極２
５の先端放電部２５ａに対して軸方向にプラグギャップ
３０を介して近接して対峙しておシ、基端放電部２９ｂ
は第３の電極２６の放電部２６ｍと沿面ギャップ３１を
介して離れた位置で第３の電極２６に近接して配置され
ている。３２は外側電極２９と絶縁体２７゛との間のガ
ス空間である。

従ってその作動は次のようになる。

中心電極２５及び第３の電極２６は夫々ディストリビュ
ータ２３Ａ、２３Ｂを介して点火コイル２２の高電圧が
印加される。このときの高電圧は接地された外側電極２
９の電位に対して共に順電位（この場合プラス）である
。

これによシ、まず中心電極２５と外側電極２９の夫々の
放電部２５ａ、２９ａ間に印加された高電圧によシブラ
グギャップ３０の絶縁を破壊して放電がなされる。この
ときプラグギャップ３０は比較的小さく設定しであるか
ら放電部２５＆　、２９８間の電圧はさ＃など高電圧で
なくとも放電がなされる。従ってプラグギャップ３０が
大きい従来の場合のように高電圧を印加する必要がなく
ひいては過早点火による失火の機会が少なくなる。

一方プラグギャップ３０が小さい分、希薄混合気に点火
される機会が少なくなシ失火し易くなる傾向にあるが、
これは、沿面長距離放電によシその不都合を補償する。

即ち、第３の電極２６の放電部２６ａには比較的低電圧
が印加されても正性コロナが発生し、また外側電極２８
の基端放電部２９ｂには負性コロナが発生する。正性コ
ロナは進展性を有するから、絶縁体２７の外周面に沿っ
て進展して負、性コロナに到達し、沿面ギャップ３１が
長くとも容易に沿面放電がなされる。

かかる沿面長距離放電は、放電電圧を上昇させることな
く放電距離を長くとれ、混合気との接触の機会を大きく
するから希薄混合気でも確実に点火可能である。

ただし機関冷間時のように、絶縁体２７の温度が低いた
めに自己清浄機能を期待し得ないときは、絶縁体２Ｔの
外周面に先端からカーボンが付着し易くなる傾向にある
こと既述した通）であるから、このときは前記した中心
電極２５と外側電極２９との間の点火栓先端におけるギ
ャップ放電が行われるから失火の機会が低減する。また
点火栓の清浄作用が、高温化する先端部においてよシな
されかつ激しく流動する燃焼ガスによる剥離作用も加わ
ってなされるが、このようにギャップ放電を点火栓先端
において行うことは絶縁体２７先端部の温度を上けて前
記カーボンの成長を抑制すると共に上記清浄化を効果的
に行わしめるのに役立つ。

つまシ、一般のギャップ放電の高電圧化を沿面長距離放
電によって抑え失火を防止する一方、清面長距離放電に
おけるカーボン付着を一般のギャップ放電によって抑制
すると共に失火の機会を小さくするのである。

そしてこれらは共に協働して円滑な放電を可能とするこ
とによシ、多重点火をもたらし、複数箇所から同時に初
期火炎核を形成できるので、初期火炎割合の増大と点火
確率の向上をもたらすことができる。

尚上記実施例において第３の電極２６の電位を外側電極
２９に対して順電位としたが逆電位としてもよいことは
明らかである。また中心電極、外側電極及び第３の電極
の形状、構造は実施例に限るものではない。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によると、１つの点火栓で一般
のギャップ放電と、背後電圧効果による沿面長距離放電
と、を共に行う構成としたから、一般のギャップ放電の
放電電圧を高めることなく油面長距離放電を利用して放
電ギャップを大きくとれ、もって希薄混合気の場合でも
失火の機会が少なくなシ、また機関冷間時の沿面長距離
放電におけるカーボン汚損を一般のギャップ放電で抑制
すると共にカーボン汚損による失火率を極めて低減する
ことができる。

更に複数の放電路に対して従来と同等の点火エネルギを
供給することによシ複数箇所から初期火炎核を成長させ
ることができるから、点火栓電極の耐久性を確保するこ
とができると共に、初期火炎割合の増加と点火率の向上
を図ることができ、燃焼の改善を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来の点火栓の典型例を示す縦
断面図、第３図は第２図に示す従来例の作用説明図で（
Ａ）は正常時、（Ｂ）は異常状態発生時を示す、第４図
は本発明の点火栓の一実施例を示す縦断面図である。 ２５　・・・中心電極　２５＆、２６ａ、２９＊・・−
先端放電部　２６・・・第３の電極　２９・・・外側電
極　２９ｂ・・・基端放電部　３０・・・プラグギャッ
プ　３１・・・沿面ギャップ 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　富二雄 第３図 （Ａ） 特開昭ＧＯ−８９０８Ｇ（５）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心電極と、該中心電極との間でギャップ放電を行う外
   側電極と、該外側電極との間で沿面長距離放電を行う第
   ３の電極と、を備えたことを特徴とする内燃機関の点火
   栓。