JPH0454355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は点火栓のスパークにより点火してシリ
ンダ内の混合ガスを燃焼させる内燃機関の混合ガ
ス燃焼方法に関する。

「従来の技術」 点火栓の基本的な点火法は第１図に示す如く機
関のシリンダ上部に設けた点火栓の中心電極１の
一端と、金属製固定部３に溶着され、かつＬ字状
に折曲げた端面長方形の四角棒状の接地電極２の
一端とを対向するようにして、これら各一端間に
適当なプラグギヤツプＬ１（通常0.7mm）を設け、
機関の運転に際して適時中心電極１に陶磁製絶縁
体４を介して設けるターミナル５から通電するこ
とによりプラグギヤツプＬ１にスパークを発生せ
しめ、シリンダ内の混合ガスに点火爆発させてい
た。

「発明が解決しようとする問題点」 このような点火栓において、従来は第２図及び
第３図に示す如く、Ｌ字状に折曲げた長方形の接
地電極１２はそれぞれ溶着された固定部１３から
中心電極１１に対向する先端までを連続した平板
で形成し、各電極１１，１２間のスパークにより
スパーク発生位置１Ａの混合ガスを燃焼させ、ピ
ストン側１Ｂに延焼させていた。

前記従来技術では、点火直後の初期燃焼を除い
てシリンダ内混合ガスは乱流燃焼となり、火炎が
ある程度まで発達した後は延焼ガスの乱流に比例
して燃焼速度が加速されるが、点火直後の初期の
燃焼段階において、火炎の発達は混合ガスの乱流
には影響されないから、火炎がある程度大きく成
長するまでの初期の燃焼速度が遅く、そのため点
火時期から燃焼終期に至る全体の燃焼時間の短縮
を容易に図り得ないもので、このことにより燃焼
速度を早めて機関効率を高め、燃費を向上させる
ことが難しい等の問題があつた。

「問題点を解決するための手段」 然るに、本発明は、中心電極先端に接地電極を
対設させ、これらの間にスパークを発生させてシ
リンダ内混合ガスに点火する燃焼方法において、
スパークの発生により形成される火炎核を第１の
種火とし、接地電極のピストン側に形成する燃料
集中部とプラグギヤツプとを可及的に短距離で連
通させる手段を介し、前記第１の種火により燃料
集中部の混合ガスをシリンダ内の他の混合ガスよ
りも早期に燃焼させて第２の種火を形成し、該第
２の種火によりシリンダ内の混合ガスを燃焼させ
ることを特徴とするものである。

「作用」 従つて、プラグギヤツプに対し燃料集中部を可
及的に短距離で連通させ、シリンダ内の他の混合
ガスよりも早期に燃料集中部の混合ガスを燃焼さ
せるから、スパークにより形成する火炎核である
第１の種火に比べて火力が強い第２の種火を燃料
集中部において容易に得られ、シリンダ内の混合
ガスの燃焼初期の燃焼速度を著しく加速し得、従
来に比べてシリンダ内混合ガスの初期の燃焼時間
を容易に短縮し得、シリンダ内混合ガスを従来よ
りも速い燃焼速度で完全燃焼させ得、高い燃焼効
率と極めて優れた燃費を得られるものである。

「実施例」 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。第４図乃至第７図は本発明の一実施例を示
すものであり、Ｌ字状に折曲げた接地電極３２は
その一端を中心電極３１の一端に対向させ、これ
ら各一端間に適当なプラグギヤツプを形成する一
方、接地電極３２の他端を固定部３３に溶着固定
している。

この接地電極３２にはプラグギヤツプ近傍であ
るスパーク発生位置３Ａとピストン側３Ｂとを貫
通する複数のガス孔３６…を開設しており、また
接地電極３２はＬ字状の先端側において長手方向
両側をピストン側３Ｂへ夫々折曲げて折曲部３
７，３７を形成し、前記複数のガス孔３６…のピ
ストン側３Ｂ開口部側にガス孔３６…に連通して
ピストン側３Ｂへ開放する燃料集中部３９を設け
る一方、前記接地電極３２の両側折曲部３７，３
７のスパーク発生位置３Ａ側とピストン側３Ｂと
に、下（ピストン側）へ傾斜するテーパ面３８，
３８を夫々形成しているもので、前記中心電極３
１の軸方向に対して直交させる接地電極３２の幅
をこの厚みより大きく形成し、前記中心電極３１
の軸方向に貫通させるガス孔３６を中心電極３１
に対設させる接地電極３２面の短手方向略中央に
設けると共に、前記中心電極３１に対設する接地
電極３２の長手方向両側縁をピストン側３Ｂに折
曲げて折曲部３７，３７を形成し、前記中心電極
３１に対向する接地電極３２面を台形凸状に、ま
たそれと反対側の接地電極３２面を台形凹状に、
接地電極３２長手方向に連続して夫々形成し、前
記接地電極３２の台形凹状面で囲むピストン側３
Ｂの燃料集中部３９を前記ガス孔３６によりスパ
ーク発生側３Ａに連通させる一方、前記接地電極
３２の台形凸状面の平坦部幅よりもガス孔３６の
内径を小さく形成したものである。

本実施例は上記の如く構成するもので、前記中
心電極３１と接地電極３２間のプラグギヤツプに
スパークを発生させることにより、そのプラグギ
ヤツプの混合ガスが燃焼し、接地電極３２のスパ
ーク発生側Ａにおける燃焼ガスが台形凸状面であ
る折曲部３７のテーパ面３８に反発して乱流拡散
し、スパーク発生側３Ａにおける点火初期の燃焼
速度を加速すると共に、火力の小さな第１の種火
であるスパーク発生と同時に、ガス孔３６を経て
燃料集中部３９内の混合ガスを燃焼させる。

前記集中部３９における混合ガスは小容量であ
るから極めて短時間に燃焼し、その燃焼ガスが火
力の大きな第２の種火となり、前記集中部３９を
形成する接地電極３２のピストン側３８における
台形凹状の折曲部３７のテーパ面３８に反発して
ピストン側３Ｂ方向とシリンダ内側面に燃焼ガス
がこの膨張圧力により加速されて膨張し、点火初
期における火炎伝搬速度を加速して混合ガスの初
期燃焼を早期に完了し、点火時期から燃焼終期に
至る全体の燃焼時間を短縮することができたもの
である。

上記のように、中心電極３１と接地電極３２の
間にスパークが発生して混合ガスに点火されたと
き、接地電極３２に設けた燃料集中部３９の混合
ガスにもスパーク発生と殆んど同時にガス孔３６
より点火されて燃焼が始まるもので、これをスロ
ーモーシヨンで述べるならば、燃焼開始の時点に
おいて、当然混合ガスの燃焼により集中部３９に
膨張ガスが生じ、その膨張圧力は燃料集中部３９
の底面及び両側斜面に制限されて燃焼ガスの膨出
速度を加速することになり、開口されたピストン
側３Ｂ方向と接地電極３２の長手方向の両端開口
部方向に、燃料集中部３９の未燃焼混合ガスと共
にこれを燃焼し乍ら突出して延焼する。

即ち、スパーク発生が第１の種火とするなら
ば、この種火によつて点火された燃料集中部３９
の混合ガスは少量で燃焼も速くて燃焼ガスの膨張
力で加速された強力な火力を有する第２の種火と
なつて延焼し、著しくシリンダ内混合ガスを燃焼
することができるもので、燃料集中部３９の機能
は火力に火炎伝搬加速力を加える役目をするもの
と言える。

前記から明らかなように、中心電極３１先端に
接地電極３２を対設させ、これらの間にスパーク
を発生させてシリンダ内混合ガスに点火する燃焼
方法において、スパークの発生により形成される
火炎核を第１の種火とし、接地電極３２のピスト
ン側に形成する燃料集中部３９とプラグギヤツプ
とを可及的に短距離で連通させる手段であるガス
孔３６を介し、前記第１の種火により燃料集中部
３９の混合ガスをシリンダ内の他の混合ガスより
も早期に燃焼させて第２の種火を形成し、該第２
の種火によりシリンダ内の混合ガスを燃焼させる
ものである。

而してガソリン用往復動内燃機関において、省
燃費効果を得るためにはシリンダ内混合ガスを速
く燃焼することが最良の手段の一つであり、その
理想は機関運転中、圧縮行程の終り、上死点の近
くにおいて点火と同時に燃焼し燃焼ガスが最高圧
となつて作用行程に移行することであるが、現時
点において如何に混合ガスの可燃性が優れていて
も、燃焼には若干の時間が必要であつて、それは
不可能であるから、現在のガソリン用内燃機関に
おいては、圧縮行程が上死点に到達する以前に点
火時期を調整設定し、スパークが発生して点火さ
れてシリンダ内混合ガスの燃焼が始まり、クラン
ク行程が上死点を若干越えた時点で燃焼ガスが最
高圧になつて作用行程に移行するように設定され
ているが、点火された時点から上死点に至る間に
おいて混合ガスの燃焼によつて生じる燃焼ガス膨
張圧力に抵抗してピストンが移動して最高圧を得
るから、その燃焼ガス圧力の抵抗に要するエネル
ギーは内燃機関の出力損失となるもので、本発明
ほ発想はこの出力損失を減少するために燃料集中
部３９を設け、その機能によつて第２の種火とし
て延焼速度の加速力と、強力な火力を有する延焼
ガスを発生してシリンダ内混合ガスの早期燃焼を
可能にしたものであつて、このように速燃作用を
有する故に点火時期も従来点火栓の使用時に比し
て、それを遅らせる必要があり又可能であつて、
この調整により、点火されてから上死点の最高圧
に至る間に燃焼し膨張するガス圧の抵抗によるエ
ネルギーの損失を減少させ、機関効率を向上し省
燃費を達成し得たものである。

「発明の効果」 以上実施例から明らかなように本発明は、中心
電極３１先端に接地電極３２を対設させ、これら
の間にスパークを発生させてシリンダ内混合ガス
に点火する燃焼方法において、スパークの発生に
より形成される火炎核を第１の種火とし、接地電
極３２のピストン側に形成する燃料集中部３９と
プラグギヤツプとを可及的に短距離で連通させる
手段３６を介し、前記第１の種火により燃料集中
部３９の混合ガスをシリンダ内の他の混合ガスよ
りも早期に燃焼させて第２の種火を形成し、該第
２の種火によりシリンダ内の混合ガスを燃焼させ
るもので、プラグギヤツプに対し燃料集中部３９
を可及的に短距離で連通させ、シリンダ内の他の
混合ガスよりも早期に燃料集中部３９の混合ガス
を燃焼させるから、スパークにより形成する火炎
核である第１の種火に比べて火力が強い第２の種
火を燃料集中部３９において容易に得ることがで
き、シリンダ内の混合ガスの燃焼初期の燃焼速度
を著しく加速することができ、従来に比べてシリ
ンダ内混合ガスの初期の燃焼時間を容易に短縮で
き、シリンダ内混合ガスを従来よりも速い燃焼速
度で完全燃焼させることができ、高い燃焼効率と
極めて優れた燃費を得ることができる等の効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す全体の断面図、第２図は
その要部の拡大断面図、第３図は第２図の底面視
図、第４図は本発明の一実施例を示す要部の拡大
断面図、第５図は第４図の底面視図、第６図は第
４図のＣ−Ｃ線視拡大図、第７図は第４図のＤ−
Ｄ線矢視断面図である。 ３１……中心電極、３２……接地電極、３６…
…ガス孔、３９……燃料集中部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中心電極先端に接地電極を対設させ、これら
   の間にスパークを発生させてシリンダ内混合ガス
   に点火する燃焼方法において、スパークの発生に
   より形成される火炎核を第１の種火とし、接地電
   極のピストン側に形成する燃料集中部とプラグギ
   ヤツプとを可及的に短距離で連通させる手段を介
   し、前記第１の種火により燃料集中部の混合ガス
   をシリンダ内の他の混合ガスよりも早期に燃焼さ
   せて第２の種火を形成し、該第２の種火によりシ
   リンダ内の混合ガスを燃焼させることを特徴とす
   る内燃機関の混合ガス燃焼方法。