JP2005048656A - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine having an improved combustion condition by surely igniting a mixture in a combustion chamber while well securing air supply/exhaust performance. <P>SOLUTION: The internal combustion engine 1 comprises a cylinder head CH, the combustion chamber 2 having an inlet port to be opened/closed by an inlet valve Vi and an exhaust port to be opened/closed by an exhaust valve Ve, and a plurality of ignition plugs 10, 10A mounted on the cylinder head CH to be located between the inlet valve Vi and the exhaust valve Ve. One of the plurality of ignition plugs is a housing-less ignition plug 10 which includes a plug body 11 having a center electrode 12 and an insulator 17 where an end 17a of the insulator 17 on the combustion chamber side is not covered with a housing 18, and a ground electrode 20 formed of a material different from that of the cylinder head CH and mounted on the cylinder head CH to encircle the outer periphery of the front end of the center electrode 12. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃焼室内で燃料および空気の混合気を燃焼させて動力を発生する内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine that generates power by burning a fuel / air mixture in a combustion chamber.

従来から、複数の発火点を有する点火プラグを備えた内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この内燃機関に備えられた点火プラグは、外側電極（接地電極）と中心電極との対を複数組有しており、互いに対をなす外側電極と中心電極との間に形成される点火ギャップ部が発火点となる。そして、この内燃機関では、吸気弁（吸気ポート）および排気弁（排気ポート）によって囲まれたシリンダヘッドの中央部に、上述の点火プラグが１本配置される。   Conventionally, an internal combustion engine including an ignition plug having a plurality of ignition points is known (for example, see Patent Document 1). The ignition plug provided in the internal combustion engine has a plurality of pairs of an outer electrode (ground electrode) and a center electrode, and an ignition gap portion formed between the outer electrode and the center electrode that are paired with each other. Becomes the ignition point. In this internal combustion engine, one spark plug is disposed at the center of the cylinder head surrounded by the intake valve (intake port) and the exhaust valve (exhaust port).

特開２００１−１６４９４０号公報JP 2001-164940 A

しかしながら、上述のように構成された従来の内燃機関には、次のような問題点が存在していた。すなわち、上述の複数の発火点を有する点火プラグでは、外側電極と中心電極との間隔（点火ギャップ部の長さ）が小さすぎると、混合気が点火ギャップ部に到達できなくなり、燃焼室内で良好な燃焼状態を得ることが困難となる。その一方で、点火ギャップの長さを十分に確保しようとすれば、点火プラグ全体をコンパクトに構成することが困難となり、場合によっては、点火プラグを吸気弁および排気弁によって囲まれた狭隘なシリンダヘッドの中央部に配置できなくなる。この場合、点火プラグをシリンダヘッドの中央部に配置するために、吸気弁および排気弁のサイズを小さくしたり、ポート数を減らしたりしたのでは、内燃機関の吸排気性能の悪化を招いてしまう。   However, the conventional internal combustion engine configured as described above has the following problems. That is, in the above-described spark plug having a plurality of ignition points, if the distance between the outer electrode and the center electrode (the length of the ignition gap portion) is too small, the air-fuel mixture cannot reach the ignition gap portion, which is good in the combustion chamber. It is difficult to obtain a proper combustion state. On the other hand, if the length of the ignition gap is sufficiently secured, it is difficult to make the entire spark plug compact, and in some cases, a narrow cylinder in which the spark plug is surrounded by an intake valve and an exhaust valve. Cannot be placed in the center of the head. In this case, if the size of the intake valve and the exhaust valve is reduced or the number of ports is reduced in order to arrange the spark plug at the center of the cylinder head, the intake / exhaust performance of the internal combustion engine is deteriorated. .

そこで、本発明は、吸排気性能を良好に確保しつつ、燃焼室内で混合気を確実に点火させ、良好な燃焼状態を得ることができる内燃機関の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can reliably ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber and obtain a good combustion state while ensuring good intake and exhaust performance.

本発明による内燃機関は、シリンダヘッドと、このシリンダヘッドにより画成され、吸気弁により開閉される吸気ポートおよび排気弁により開閉される排気ポートを有する燃焼室とを含み、燃焼室内で燃料および空気の混合気を燃焼させて動力を発生する内燃機関において、吸気弁および排気弁の間に位置するようにシリンダヘッドに複数の点火プラグが取り付けられており、複数の点火プラグのうちの少なくとも何れか１体は、高電圧が印加される中心電極および当該中心電極を覆って絶縁する碍子を有し、この碍子の少なくとも燃焼室側の端部がハウジングにより覆われていないプラグ本体と、シリンダヘッドとは異なる材料により形成されており、中心電極の先端部の外周を囲むようにシリンダヘッドに取り付けられる環状の接地電極とを含むハウジングレス点火プラグであることを特徴とする。   An internal combustion engine according to the present invention includes a cylinder head and a combustion chamber defined by the cylinder head and having an intake port that is opened and closed by an intake valve and an exhaust port that is opened and closed by an exhaust valve. In an internal combustion engine that generates power by burning the air-fuel mixture, a plurality of spark plugs are attached to the cylinder head so as to be positioned between the intake valve and the exhaust valve, and at least one of the plurality of spark plugs One body has a center electrode to which a high voltage is applied and an insulator that covers and insulates the center electrode, and at least a combustion chamber side end of the insulator is not covered with a housing, a cylinder head, Are formed of different materials and are annular ground electrodes attached to the cylinder head so as to surround the outer periphery of the tip of the center electrode Characterized in that it is a housing-less spark plug comprising a.

この内燃機関は、複数の点火プラグを備えるものであり、複数の点火プラグのうちの少なくとも何れか１体として、小さな占有スペースを有するコンパクトなハウジングレス点火プラグを含む。これにより、この内燃機関では、吸気弁および排気弁のサイズや、ポート数を減じることなく、吸気弁および排気弁の間の狭隘な領域に複数の点火プラグを配置することが可能となる。そして、吸気弁および排気弁の間の狭隘な領域に複数の点火プラグを配置することにより、燃焼室内で混合気を失火させることなく、確実に点火させることが可能となる。従って、この内燃機関によれば、吸排気性能を良好に確保しつつ、燃焼室内で混合気を確実に点火させ、良好な燃焼状態を得ることができる。   This internal combustion engine includes a plurality of spark plugs, and includes a compact housingless spark plug having a small occupied space as at least one of the plurality of spark plugs. Thus, in this internal combustion engine, it is possible to arrange a plurality of spark plugs in a narrow region between the intake valve and the exhaust valve without reducing the size of the intake valve and the exhaust valve and the number of ports. By arranging a plurality of spark plugs in a narrow region between the intake valve and the exhaust valve, it is possible to reliably ignite the air-fuel mixture without misfiring the air-fuel mixture in the combustion chamber. Therefore, according to this internal combustion engine, it is possible to reliably ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber and obtain a good combustion state while ensuring good intake / exhaust performance.

また、吸気弁および排気弁の間に位置するようにシリンダヘッドに少なくとも３体の点火プラグが取り付けられており、排気弁に寄せて配置された点火プラグの数が吸気弁に寄せて配置された点火プラグの数よりも多いと好ましい。   Further, at least three spark plugs are attached to the cylinder head so as to be positioned between the intake valve and the exhaust valve, and the number of spark plugs arranged close to the exhaust valve is arranged close to the intake valve. More than the number of spark plugs is preferable.

一般に、燃焼室の内部温度は、吸気側よりも排気側で低くなるので、燃焼室の排気弁周辺の領域では、火炎の伝播速度が遅くなる。この点に鑑みて、この内燃機関では、吸気弁および排気弁の間に位置するようにシリンダヘッドに少なくとも３体の点火プラグが取り付けられると共に、排気弁に寄せて配置された点火プラグの数が、吸気弁に寄せて配置された点火プラグの数よりも多く定められる。これにより、吸気弁に寄せて配置された点火プラグから吸気弁側の燃焼室内壁までの幾何学的距離に比べて、排気弁に寄せて配置された点火プラグから排気弁側の燃焼室内壁までの幾何学的距離を短くすることができるので、排気弁周辺の温度が吸気側よりも低くなっていたとしても、吸気側の領域で火炎が燃焼室内壁に達するタイミングと、排気側の領域で火炎が燃焼室内壁に達するタイミングとを概ね一致させ、燃焼室の内部全体において良好に火炎を伝播させることが可能となる。   Generally, since the internal temperature of the combustion chamber is lower on the exhaust side than on the intake side, the flame propagation speed is slow in the region around the exhaust valve in the combustion chamber. In view of this point, in this internal combustion engine, at least three spark plugs are attached to the cylinder head so as to be positioned between the intake valve and the exhaust valve, and the number of spark plugs arranged close to the exhaust valve is small. More than the number of spark plugs arranged close to the intake valve. As a result, compared to the geometric distance from the ignition plug arranged close to the intake valve to the combustion chamber wall on the intake valve side, the ignition plug arranged close to the exhaust valve to the combustion chamber wall on the exhaust valve side. Therefore, even if the temperature around the exhaust valve is lower than that on the intake side, the timing at which the flame reaches the combustion chamber wall in the intake side region and the exhaust side region can be reduced. The timing at which the flame reaches the combustion chamber wall is generally matched, and the flame can be propagated well throughout the combustion chamber.

本発明による他の内燃機関は、シリンダヘッドと、このシリンダヘッドにより画成され、吸気弁により開閉される吸気ポートおよび排気弁により開閉される排気ポートを有する燃焼室とを含み、燃焼室内で燃料および空気の混合気を燃焼させて動力を発生する内燃機関において、吸気弁および排気弁の間に位置するようにシリンダヘッドに少なくとも３体の点火プラグが取り付けられており、排気弁に寄せて配置された点火プラグの数が、吸気弁に寄せて配置された点火プラグの数よりも多いことを特徴とする。   Another internal combustion engine according to the present invention includes a cylinder head and a combustion chamber defined by the cylinder head and having an intake port opened and closed by an intake valve and an exhaust port opened and closed by an exhaust valve. In an internal combustion engine that generates power by burning a mixture of air and air, at least three spark plugs are attached to the cylinder head so as to be positioned between the intake valve and the exhaust valve, and are arranged close to the exhaust valve The number of spark plugs arranged is greater than the number of spark plugs arranged close to the intake valve.

本発明によれば、吸排気性能を良好に確保しつつ、燃焼室内で混合気を確実に点火させ、良好な燃焼状態を得ることができる内燃機関の実現が可能となる。   According to the present invention, it is possible to realize an internal combustion engine that can reliably ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber and obtain a good combustion state while ensuring good intake and exhaust performance.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明による内燃機関を示す拡大斜視図である。同図に示される内燃機関１は、シリンダヘッドＣＨにより画成された燃焼室２（図３参照）の内部でガソリン等の燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室２内でピストン（図示省略）を往復移動させることにより動力を発生するものである。なお、図１には１気筒のみが示されるが、内燃機関１は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関１は、例えば４気筒エンジンとして構成される。   FIG. 1 is an enlarged perspective view showing an internal combustion engine according to the present invention. The internal combustion engine 1 shown in the figure burns a mixture of fuel such as gasoline and air in a combustion chamber 2 (see FIG. 3) defined by a cylinder head CH, and a piston (not shown) in the combustion chamber 2 Power is generated by reciprocating (omitted). Although only one cylinder is shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 is preferably configured as a multi-cylinder engine, and the internal combustion engine 1 of the present embodiment is configured as a four-cylinder engine, for example.

また、本実施形態の内燃機関１は、いわゆる４バルブエンジンとして構成されており、各燃焼室２には、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ２つずつ設けられている。各燃焼室２の２つの吸気ポートは、それぞれ吸気管３に接続され、各燃焼室２の２つの排気ポートは、それぞれ排気管４に接続されている。更に、内燃機関１のシリンダヘッドＣＨには、各吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉ（図２参照）と、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅ（図２参照）とが燃焼室２ごとに配設されている。２体の吸気弁Ｖｉおよび２体の各排気弁Ｖｅは、例えば、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構（図示省略）によって開閉させられる。また、内燃機関１は、図示されないインジェクタを気筒数に応じた数だけ有している。インジェクタは、燃焼室２ごとに少なくとも１体ずつ備えられており、ガソリン等の燃料を燃焼室２の内部に直接噴射する。なお、インジェクタは、吸気管３（吸気ポート）の内部に燃料を噴射するものであってもよい。   Further, the internal combustion engine 1 of the present embodiment is configured as a so-called four-valve engine, and each combustion chamber 2 is provided with two intake ports and two exhaust ports. Two intake ports of each combustion chamber 2 are respectively connected to an intake pipe 3, and two exhaust ports of each combustion chamber 2 are respectively connected to an exhaust pipe 4. Furthermore, an intake valve Vi (see FIG. 2) for opening and closing each intake port and an exhaust valve Ve (see FIG. 2) for opening and closing the exhaust port are arranged for each combustion chamber 2 in the cylinder head CH of the internal combustion engine 1. Has been. The two intake valves Vi and the two exhaust valves Ve are opened and closed by, for example, a valve operating mechanism (not shown) having a variable valve timing function. Further, the internal combustion engine 1 has a number of injectors (not shown) corresponding to the number of cylinders. At least one injector is provided for each combustion chamber 2, and fuel such as gasoline is directly injected into the combustion chamber 2. The injector may inject fuel into the intake pipe 3 (intake port).

そして、内燃機関１は、燃焼室２の内部で燃料および空気の混合気を点火させるために、複数（本実施形態では、２体）の点火プラグ１０，１０Ａを有している。本実施形態では、点火プラグ１０，１０Ａが、シリンダヘッドＣＨの吸気弁Ｖｉ（吸気ポート）および排気弁Ｖｅ（排気ポート）の間の領域、すなわち、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅによって囲まれたシリンダヘッドＣＨの中央部に取り付けられており、各点火プラグ１０，１０Ａの発火点は燃焼室２の上部中央付近に臨む。ここで、２体の点火プラグ１０，１０Ａのうちの一方の点火プラグ１０Ａは、一般的な構成を有するものであるのに対して、もう一方の点火プラグ１０は、いわゆるハウジングレス点火プラグとして構成されている。   The internal combustion engine 1 has a plurality (two in the present embodiment) of spark plugs 10 and 10 </ b> A in order to ignite a fuel / air mixture inside the combustion chamber 2. In the present embodiment, the spark plugs 10 and 10A are in a region between the intake valve Vi (intake port) and the exhaust valve Ve (exhaust port) of the cylinder head CH, that is, a cylinder surrounded by the intake valve Vi and the exhaust valve Ve. It is attached to the center of the head CH, and the ignition point of each spark plug 10, 10 </ b> A faces near the upper center of the combustion chamber 2. Here, one spark plug 10A of the two spark plugs 10 and 10A has a general configuration, whereas the other spark plug 10 is configured as a so-called housingless spark plug. Has been.

ハウジングレス点火プラグとして構成される点火プラグ１０は、プラグ本体１１と、環状の接地電極２０とを含むものである。図３に示されるように、プラグ本体１１は、図示されない電源から高電圧が印加される略円柱状の中心電極１２、略円筒状の中軸１４およびターミナル１５を備える。中心電極１２と中軸１４との間には、抵抗体である導電性のグラスシール１６が介装されており、このグラスシール１６によって中心電極１２と中軸１４とが互いに固定されると共に電気的に接続される。また、ターミナル１５は、中軸１４の上端開口に圧入されている。中心電極１２、中軸１４およびグラスシール１６は、高純度アルミナ等によりおおむね円筒状に形成された一体型の碍子１７によって被覆されており、これにより外部から絶縁されている。ただし、中心電極１２の先端部１２ａ（図３における下端部）のみは、碍子１７から露出されている。   A spark plug 10 configured as a housingless spark plug includes a plug body 11 and an annular ground electrode 20. As shown in FIG. 3, the plug body 11 includes a substantially cylindrical center electrode 12 to which a high voltage is applied from a power source (not shown), a substantially cylindrical center shaft 14, and a terminal 15. A conductive glass seal 16 as a resistor is interposed between the center electrode 12 and the center shaft 14. The center electrode 12 and the center shaft 14 are fixed to each other by the glass seal 16 and are electrically connected. Connected. The terminal 15 is press-fitted into the upper end opening of the middle shaft 14. The center electrode 12, the center shaft 14, and the glass seal 16 are covered with an integrated insulator 17 formed in a generally cylindrical shape with high-purity alumina or the like, and are thereby insulated from the outside. However, only the front end 12 a (the lower end in FIG. 3) of the center electrode 12 is exposed from the insulator 17.

碍子１７の長手方向中央部には、低炭素鋼等により短尺の概ね円筒形状に形成されたハウジング１８が装着されている。ハウジング１８は、碍子１７の長手方向中央部に熱カシメ等により強固に固定され、ハウジング１８の下部外周には、シリンダヘッドＣＨのプラグホールに形成された雌ねじと螺合する雄ねじ１８ａが形成されている。このハウジング１８は、一般的な点火プラグのハウジングとは異なり、シリンダヘッドＣＨのプラグホールに挿入される碍子１７の燃焼室２側の端部１７ａを覆っていない。   At the center of the insulator 17 in the longitudinal direction, a housing 18 that is formed in a short, generally cylindrical shape by low carbon steel or the like is mounted. The housing 18 is firmly fixed to the longitudinal center portion of the insulator 17 by heat caulking or the like, and a male screw 18a is formed on a lower outer periphery of the housing 18 to be engaged with a female screw formed in a plug hole of the cylinder head CH. Yes. Unlike a general spark plug housing, the housing 18 does not cover the end portion 17a on the combustion chamber 2 side of the insulator 17 inserted into the plug hole of the cylinder head CH.

一方、環状の接地電極２０は、シリンダヘッドＣＨとは異なる材料（例えばステンレス）により形成されている。接地電極２０は、プラグ本体１１が挿入されるシリンダヘッドＣＨのプラグホールの燃焼室側端部近傍に固定され、碍子１７から露出された中心電極１２の先端部１２ａの外周を囲む。この結果、点火プラグ１０では、中心電極１２の先端部１２ａと、環状の接地電極２０との間に形成される放電ギャップにおいて火花放電がなされ、それにより、燃焼室２内の混合気が点火されることになる。   On the other hand, the annular ground electrode 20 is formed of a material (for example, stainless steel) different from the cylinder head CH. The ground electrode 20 is fixed in the vicinity of the combustion chamber side end of the plug hole of the cylinder head CH into which the plug main body 11 is inserted, and surrounds the outer periphery of the front end portion 12 a of the center electrode 12 exposed from the insulator 17. As a result, in the spark plug 10, spark discharge is generated in a discharge gap formed between the tip 12 a of the center electrode 12 and the annular ground electrode 20, thereby igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 2. Will be.

上述のように、内燃機関１は、複数の点火プラグのうち、一方の点火プラグ１０が小さな占有スペースを有するコンパクトなハウジングレス点火プラグとして構成されている。従って、内燃機関１では、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅのサイズや、ポート数を減じることなく、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅの間の狭隘なシリンダヘッドＣＨの中央部に複数の点火プラグ１０，１０Ａを配置することが可能となる。そして、狭隘なシリンダヘッドＣＨの中央部に複数の点火プラグ１０，１０Ａを配置することにより、燃焼室２内で混合気を失火させることなく、確実に点火させることが可能となる。   As described above, the internal combustion engine 1 is configured as a compact housingless ignition plug in which one of the plurality of ignition plugs has a small occupied space. Therefore, in the internal combustion engine 1, a plurality of spark plugs 10, a central portion of the narrow cylinder head CH between the intake valve Vi and the exhaust valve Ve, without reducing the size of the intake valve Vi and the exhaust valve Ve and the number of ports. 10A can be arranged. Then, by arranging the plurality of spark plugs 10 and 10A at the center of the narrow cylinder head CH, it is possible to ignite the air-fuel mixture without misfire in the combustion chamber 2.

この結果、内燃機関１によれば、吸排気性能を良好に確保しつつ、燃焼室２の内部で混合気を確実に点火させて良好な燃焼状態を得ることが可能となる。すなわち、内燃機関１では、良好な始動性能が得られると共に、排気還流量が増加させられた状態でも安定した燃焼を実行することが可能となる。また、内燃機関１では、希薄燃焼運転時においても希薄な混合気を確実に点火させることができるので、燃費を向上させると共に、過渡状態におけるレスポンスを向上させることができる。   As a result, according to the internal combustion engine 1, it is possible to obtain a good combustion state by reliably igniting the air-fuel mixture inside the combustion chamber 2 while ensuring good intake and exhaust performance. That is, in the internal combustion engine 1, it is possible to obtain good starting performance and to perform stable combustion even when the exhaust gas recirculation amount is increased. Further, in the internal combustion engine 1, the lean air-fuel mixture can be reliably ignited even during the lean combustion operation, so that the fuel consumption can be improved and the response in the transient state can be improved.

なお、本実施形態では、ハウジングレス点火プラグ１０が吸気弁Ｖｉ側に配置されると共に一般的な点火プラグ１０Ａが排気弁Ｖｅ側に配置されるが、これに限られるものではなく、ハウジングレス点火プラグ１０が排気弁Ｖｅ側に配置され、一般的な点火プラグ１０Ａが吸気弁Ｖｉ側に配置されてもよい。また、ハウジングレス点火プラグ１０と一般的な点火プラグ１０Ａとのうちの一方を主点火プラグとして使用し、他方を補助的な副点火プラグとして使用してもよい。   In this embodiment, the housingless spark plug 10 is disposed on the intake valve Vi side and the general spark plug 10A is disposed on the exhaust valve Ve side. However, the present invention is not limited to this. The plug 10 may be disposed on the exhaust valve Ve side, and a general spark plug 10A may be disposed on the intake valve Vi side. Further, one of the housingless spark plug 10 and the general spark plug 10A may be used as a main spark plug, and the other may be used as an auxiliary sub spark plug.

更に、図２からわかるように、排気弁Ｖｅ側に配置される点火プラグ１０Ａとシリンダヘッド頂面の中心との間の距離は、吸気弁Ｖｉ側に配置される点火プラグ１０とシリンダヘッド頂面の中心との間の距離よりも長く設定されると好ましい。これにより、吸気弁Ｖｉに寄せて配置された点火プラグ１０から吸気弁Ｖｉ側の燃焼室２の内壁までの幾何学的距離（最短距離）に比べて、排気弁Ｖｅに寄せて配置された点火プラグ１０Ａから排気弁Ｖｅ側の燃焼室２の内壁までの幾何学的距離（最短距離）を短くすることができるので、排気弁Ｖｅ周辺の温度が吸気側よりも低くなっていたとしても、燃焼室２の内部全体において良好に火炎を伝播させることが可能となる。   Further, as can be seen from FIG. 2, the distance between the spark plug 10A disposed on the exhaust valve Ve side and the center of the cylinder head top surface is equal to the spark plug 10 disposed on the intake valve Vi side and the cylinder head top surface. It is preferable that the distance is set to be longer than the distance between the center. Thereby, compared with the geometric distance (shortest distance) from the ignition plug 10 arranged close to the intake valve Vi to the inner wall of the combustion chamber 2 on the intake valve Vi side, the ignition arranged close to the exhaust valve Ve. Since the geometric distance (shortest distance) from the plug 10A to the inner wall of the combustion chamber 2 on the exhaust valve Ve side can be shortened, the combustion is performed even if the temperature around the exhaust valve Ve is lower than that on the intake side. It is possible to propagate the flame satisfactorily throughout the interior of the chamber 2.

図４は、本発明による内燃機関の他の実施形態を示す拡大斜視図である。なお、上述の実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。   FIG. 4 is an enlarged perspective view showing another embodiment of the internal combustion engine according to the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same elements as those described in relation to the above-described embodiment, and redundant descriptions are omitted.

図４に示される内燃機関１Ａも、シリンダヘッドＣＨにより画成された燃焼室（図示省略）の内部でガソリン等の燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室内でピストン（図示省略）を往復移動させることにより動力を発生するものである。図４の内燃機関１Ａは、ハウジングレス点火プラグとして構成された上述の点火プラグ１０（図３参照）を３体備えている。   The internal combustion engine 1A shown in FIG. 4 also burns a mixture of fuel such as gasoline and air in a combustion chamber (not shown) defined by the cylinder head CH, and reciprocates a piston (not shown) in the combustion chamber. Power is generated by moving it. The internal combustion engine 1A shown in FIG. 4 includes three ignition plugs 10 (see FIG. 3) configured as housingless ignition plugs.

このように、１つの燃焼室に備えられる複数の点火プラグのすべてをコンパクトなハウジングレス点火プラグとすることにより、吸気弁Ｖｉ（吸気ポート）および排気弁Ｖｅ（排気ポート）の間の狭隘なシリンダヘッドＣＨの中央部に複数（３体）の点火プラグ１０を配置することが可能となり、それにより、燃焼室２内で混合気を失火させることなく、確実に点火させることができる。この結果、内燃機関１Ａによっても、吸排気性能を良好に確保しつつ、燃焼室内で混合気を確実に点火させて良好な燃焼状態を得ることが可能となる。   Thus, by making all of the plurality of spark plugs provided in one combustion chamber into compact housingless spark plugs, a narrow cylinder between the intake valve Vi (intake port) and the exhaust valve Ve (exhaust port) is provided. A plurality (three) of spark plugs 10 can be arranged at the center of the head CH, and thereby, the air-fuel mixture can be reliably ignited in the combustion chamber 2 without misfiring. As a result, even with the internal combustion engine 1A, it is possible to reliably ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber and obtain a good combustion state while ensuring good intake and exhaust performance.

また、本実施形態では、図４および図５に示されるように、吸気弁Ｖｉ側に１体の点火プラグ１０が配置される一方、排気弁Ｖｅ側に２体の点火プラグ１０が配置されている。すなわち、内燃機関１Ａでは、排気弁Ｖｅに寄せて配置された点火プラグ１０の数が吸気弁Ｖｉに寄せて配置された点火プラグ１０の数よりも多く定められている。これにより、吸気弁Ｖｉに寄せて配置された点火プラグ１０から吸気弁Ｖｉ側の燃焼室内壁までの幾何学的距離（最短距離）に比べて、排気弁Ｖｅに寄せて配置された点火プラグ１０から排気弁Ｖｅ側の燃焼室内壁までの幾何学的距離（最短距離）を短くすることができる。この結果、燃焼室の内部温度が吸気側よりも排気側で低下し、排気弁Ｖｅ周辺における火炎の伝播速度が遅くなったとしても、吸気側の領域で火炎が燃焼室内壁に達するタイミングと、排気側の領域で火炎が燃焼室内壁に達するタイミングとを概ね一致させ、燃焼室の内部全体において良好に火炎を伝播させることが可能となる。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, one spark plug 10 is disposed on the intake valve Vi side, while two spark plugs 10 are disposed on the exhaust valve Ve side. Yes. That is, in the internal combustion engine 1A, the number of spark plugs 10 arranged close to the exhaust valve Ve is determined to be larger than the number of spark plugs 10 arranged close to the intake valve Vi. Thereby, compared with the geometric distance (shortest distance) from the spark plug 10 disposed close to the intake valve Vi to the combustion chamber wall on the intake valve Vi side, the spark plug 10 disposed close to the exhaust valve Ve. The geometric distance (shortest distance) from the combustion chamber wall to the exhaust valve Ve side can be shortened. As a result, even if the internal temperature of the combustion chamber decreases on the exhaust side rather than the intake side and the propagation speed of the flame around the exhaust valve Ve decreases, the timing at which the flame reaches the combustion chamber wall in the region on the intake side, The timing at which the flame reaches the combustion chamber wall in the exhaust side region is generally matched, and the flame can be propagated well throughout the combustion chamber.

なお、内燃機関１Ａにおいても、図５に示されるように、排気弁Ｖｅ側に配置される点火プラグ１０とシリンダヘッド頂面の中心との間の距離は、吸気弁Ｖｉ側に配置される点火プラグ１０とシリンダヘッド頂面の中心との間の距離よりも長く設定されると好ましい。これにより、排気弁Ｖｅに寄せて配置された点火プラグから排気弁Ｖｅ側の燃焼室２の内壁までの幾何学的距離（最短距離）をより一層短くすることができるので、燃焼室２の内部全体において火炎を速やかに伝播させることが可能となる。   In the internal combustion engine 1A as well, as shown in FIG. 5, the distance between the ignition plug 10 disposed on the exhaust valve Ve side and the center of the top surface of the cylinder head is the ignition disposed on the intake valve Vi side. It is preferable that the distance is longer than the distance between the plug 10 and the center of the cylinder head top surface. As a result, the geometric distance (shortest distance) from the spark plug arranged close to the exhaust valve Ve to the inner wall of the combustion chamber 2 on the exhaust valve Ve side can be further shortened. The flame can be quickly propagated as a whole.

本発明による内燃機関の一実施形態を示す拡大斜視図である。1 is an enlarged perspective view showing an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention. 図１に示される内燃機関の燃焼室の内部を下方から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the inside of the combustion chamber of the internal combustion engine shown by FIG. 1 from the downward direction. 図１の内燃機関に含まれるハウジングレス点火プラグを例示する部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a housingless spark plug included in the internal combustion engine of FIG. 1. 本発明による内燃機関の一実施形態を示す拡大斜視図である。1 is an enlarged perspective view showing an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention. 図４に示される内燃機関の燃焼室の内部を下方から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the inside of the combustion chamber of the internal combustion engine shown by FIG. 4 from the downward direction.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ａ 内燃機関
２ 燃焼室
１０，１０Ａ 点火プラグ
１１ プラグ本体
１２ 中心電極
１７ 碍子
１７ａ 端部
１８ ハウジング
２０ 接地電極
ＣＨ シリンダヘッド
Ｖｅ 排気弁
Ｖｉ 吸気弁
1, 1A Internal combustion engine 2 Combustion chamber 10, 10A Spark plug 11 Plug body 12 Center electrode 17 Insulator 17a End 18 Housing 20 Ground electrode CH Cylinder head Ve Exhaust valve Vi Intake valve

Claims (3)

シリンダヘッドと、このシリンダヘッドにより画成され、吸気弁により開閉される吸気ポートおよび排気弁により開閉される排気ポートを有する燃焼室とを含み、前記燃焼室内で燃料および空気の混合気を燃焼させて動力を発生する内燃機関において、
前記吸気弁および前記排気弁の間に位置するように前記シリンダヘッドに複数の点火プラグが取り付けられており、
前記複数の点火プラグのうちの少なくとも何れか１体は、
高電圧が印加される中心電極および当該中心電極を覆って絶縁する碍子を有し、この碍子の少なくとも燃焼室側の端部がハウジングにより覆われていないプラグ本体と、
前記シリンダヘッドとは異なる材料により形成されており、前記中心電極の先端部の外周を囲むように前記シリンダヘッドに取り付けられる環状の接地電極とを含むハウジングレス点火プラグであることを特徴とする内燃機関。 A cylinder head, and a combustion chamber that is defined by the cylinder head and has an intake port that is opened and closed by an intake valve and an exhaust port that is opened and closed by an exhaust valve, and the mixture of fuel and air is burned in the combustion chamber In an internal combustion engine that generates power,
A plurality of spark plugs are attached to the cylinder head so as to be positioned between the intake valve and the exhaust valve,
At least one of the plurality of spark plugs is
A plug body having a center electrode to which a high voltage is applied and an insulator that covers and insulates the center electrode, and at least an end portion on the combustion chamber side of the insulator is not covered by the housing;
An internal combustion engine characterized by being a housingless spark plug formed of a material different from that of the cylinder head and including an annular ground electrode attached to the cylinder head so as to surround an outer periphery of a tip portion of the center electrode. organ. 前記吸気弁および前記排気弁の間に位置するように前記シリンダヘッドに少なくとも３体の点火プラグが取り付けられており、前記排気弁に寄せて配置された点火プラグの数が前記吸気弁に寄せて配置された点火プラグの数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。   At least three spark plugs are attached to the cylinder head so as to be positioned between the intake valve and the exhaust valve, and the number of spark plugs arranged close to the exhaust valve approaches the intake valve. 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the number is larger than the number of spark plugs arranged. シリンダヘッドと、このシリンダヘッドにより画成され、吸気弁により開閉される吸気ポートおよび排気弁により開閉される排気ポートを有する燃焼室とを含み、前記燃焼室内で燃料および空気の混合気を燃焼させて動力を発生する内燃機関において、
前記吸気弁および前記排気弁の間に位置するように前記シリンダヘッドに少なくとも３体の点火プラグが取り付けられており、前記排気弁に寄せて配置された点火プラグの数が前記吸気弁に寄せて配置された点火プラグの数よりも多いことを特徴とする内燃機関。
A cylinder head, and a combustion chamber that is defined by the cylinder head and has an intake port that is opened and closed by an intake valve and an exhaust port that is opened and closed by an exhaust valve, and the mixture of fuel and air is burned in the combustion chamber In an internal combustion engine that generates power,
At least three spark plugs are attached to the cylinder head so as to be positioned between the intake valve and the exhaust valve, and the number of spark plugs arranged close to the exhaust valve approaches the intake valve. An internal combustion engine characterized in that there are more than the number of spark plugs arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101787924B (en) * 2010-01-21 2013-01-23 申阳德 Direct injection system in engine cavity
CN112012868A (en) * 2020-08-07 2020-12-01 中国北方发动机研究所(天津) High-compactness controllable rapid combustion system for internal combustion engine

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