JP5537323B2 - エンジン - Google Patents
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Description
前記点火プラグが、前記シリンダヘッド側から前記燃焼室に前記プラグカバーを突出させて前記点火室と前記燃焼室とを前記連通孔にて連通させるように前記シリンダヘッドに装着され、エンジン負荷を検出自在なエンジン負荷検出手段と、そのエンジン負荷検出手段にて検出したエンジン負荷の高低に応じて、前記燃焼室に突出させる前記プラグカバーの突出量を調整自在な突出量調整手段とが備えられ、
前記点火プラグは、前記燃焼室の圧力変化により前記燃焼室に対して出退移動自在に備えられ、前記突出量調整手段は、前記点火プラグの出退移動を規制する規制状態と前記点火プラグの出退移動を許容する許容状態とに切換自在に構成されている点にある。
したがって、上述の本発明に係るエンジンの運転方法で述べた如く、エンジン負荷が低いときには、プラグカバーの突出量を大きく、逆に、エンジン負荷が高いときには、プラグカバーの突出量を小さくなるように、プラグカバーの突出量を調整できるので、エンジン負荷が低負荷であっても高負荷であっても、点火室内の混合気を適切に着火することができるとともに、過早着火の発生を防止することができる。
更に、本特徴構成によれば、点火プラグが、燃焼室の圧力変化により燃焼室に対して出退移動することで、燃焼室に突出させるプラグカバーの突出量を変化させることができる。例えば、エンジン負荷が高くなると燃焼室の圧力も高くなるというように、エンジン負荷と燃焼室の圧力との間に相対関係が成立するので、燃焼室の圧力変化により燃焼室に対して点火プラグを出退移動させることで、エンジン負荷の高低に応じて、燃焼室に突出させるプラグカバーの突出量を変化させることができる。そして、突出量調整手段が許容状態に切り換えることで、燃焼室の圧力変化により点火プラグを燃焼室に対して出退移動させて、プラグカバーの突出量をエンジン負荷に応じた所望の突出量に変化させることができ、その所望の突出量に変化させた状態で突出量調整手段が規制状態に切り換えることで、点火プラグの出退移動を規制して、プラグカバーの突出量をエンジン負荷に応じた所望の突出量に維持することができる。
このように、燃焼室の圧力変化を利用しながら、突出量調整手段を規制状態と許容状態とに切り換えるという簡易な構成により、プラグカバーの突出量をエンジン負荷に応じた所望の突出量に適切に調整することができる。
〔第1実施形態〕
(エンジンの全体構成)
エンジン1は、図1に示すように、シリンダ2と、シリンダ2の上部に連結されたシリンダヘッド3とを有し、シリンダ2内には、ピストン4が上下往復移動自在に収容されており、ピストン4の往復動を連結棒5によってクランク軸6の回転運動として出力するように構成されている。そして、ピストン4の天面4aと、シリンダ2の内面と、シリンダヘッド3の下面とによって燃焼室7が形成されている。
そして、エンジン1は、給気弁8及び排気弁9を開閉動作させるとともに、点火プラブ12を所望のタイミングにて作動させることにより、燃焼室7において、給気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の各行程を順次行う。このような構成は、通常の4ストローク内燃機関と同様の構成である。ここでは、本発明に係るエンジンとして、4ストローク内燃機関について説明するが、本発明に係るエンジンとして、2ストローク内燃機関を採用してもよい。
エンジン1は、給気弁10を開動作させた状態でピストン4が上死点から下降することにより、燃焼室7に混合気Mを給気する給気行程が行われる。次に、給気弁10を閉動作させた状態でピストン4が上昇することにより、燃焼室7の混合気Mを圧縮する圧縮行程が行われる。この圧縮行程では、ピストン4の上昇により燃焼室7の容積が減少されるので、燃焼室7の混合気Mが連通孔22を通して点火室21に流入する。
エンジン1は、予め設定された所望の点火時期(例えば、上死点直前)に、点火プラグ12を作動させて、中心電極17と接地電極18との間で火花点火して点火室21の混合気Mに点火させる。すると、点火室21での燃焼が進み、火炎が連通孔22を通して燃焼室7に噴出する。これにより、燃焼室7の混合気Mが燃焼されて膨張行程が行われる。次に、排気弁11を開動作させた状態でピストン4が上昇することにより、燃焼室7の排ガスEを排気路9に排出する排出行程が行われる。
このようにして、エンジン1は、給気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の順に各行程を行う一連の動作を繰り返し行うように構成されている。
本発明に係るエンジン1では、図1〜図3に示すように、エンジン負荷を検出自在なエンジン負荷検出手段23と、そのエンジン負荷検出手段23にて検出したエンジン負荷の高低に応じて、燃焼室7に突出させるプラグカバー20の突出量を調整自在な突出量調整手段24とが備えられている。ここで、図3(a)は、燃焼室7に対するプラグカバー20の突出量を大きくした第1突出状態を示しており、図3(c)は、燃焼室7に対するプラグカバー20の突出量を小さくした第2突出状態を示しており、図3(b)は、第1突出状態から第2突出状態に移行する途中の状態を示している。
エンジン負荷検出手段23は、図1に示すように、エンジン1の運転を制御する制御部25に備えられており、燃焼室7に給気される給気圧に基づいて、エンジン負荷を検出する。図1に示すように、給気路8には、燃焼室7に給気される混合気Mの給気圧を検出自在な給気圧センサTが備えられており、その給気圧センサTの検出情報が制御部25に入力されている。そして、給気圧とエンジン負荷との相対関係(例えば、給気圧が高くなるほどエンジン負荷も高くなるという比例関係)があるので、エンジン負荷検出手段23は、この給気圧とエンジン負荷との相対関係を用いて、エンジン負荷を求めている。
燃焼室7に突出させるプラグカバー20の突出量を調整するために、点火プラグ12は、シリンダヘッド3に形成された上下方向に沿う貫通部29に挿入されて、シール部材30を介して貫通部29を上下方向に摺動自在に設けられている。これにより、点火プラグ12は、燃焼室7の圧力変化により燃焼室7に対して出退移動自在に備えられており、燃焼室7の圧力の高低により上下動して燃焼室7に対して出退移動する。また、点火プラグ12は、図外の付勢手段により下方側に付勢されている。燃焼室7の圧力が高くなると、図外の付勢手段の付勢力に抗して上方側に持ち上げるように点火プラグ12に力が働き、点火プラグ12が貫通部29を上方側に摺動して、燃焼室7に突出させるプラグカバー20の突出量が小さくなる。一方、燃焼室7の圧力が低くなると、図外の付勢手段の付勢力により、点火プラグ12が貫通部29を下方側に摺動して、燃焼室7に突出させるプラグカバー20の突出量が大きくなる。
上述の如く、点火プラグ12は、燃焼室7の圧力変化により燃焼室7に対して出退移動自在に備えられているので、点火プラグ12の出退移動を許容することで、燃焼室7の圧力変化により点火プラグ12を出退移動させて、燃焼室7に突出させるプラグカバー20の突出量を調整することができ、点火プラグ12の出退移動を規制することで、燃焼室7に突出させるプラグカバー20の突出量をある所望の突出量に維持することができる。
したがって、突出量調整手段24が、エンジン負荷検出手段23にて検出したエンジン負荷が低いときよりもエンジン負荷が高い場合に、プラグカバー20の突出量が小さくなるようにプラグカバー20の突出量を調整することで、エンジン負荷が低負荷であるときには、プラグカバー20の突出量を大きくして、点火室21内の温度が上がり易くなり、点火室21内の混合気Mに適切に着火することができるとともに、エンジン負荷が高負荷であるときには、プラグカバー20の突出量を小さくして、点火室21内の温度が高温になり過ぎるのを防止し、過早着火の発生を防止することができる。
この第2実施形態は、上記第1実施形態におけるエンジン負荷検出手段23の構成についての別実施形態である。以下、第2実施形態のエンジン負荷検出手段23について説明するが、その他の構成は上記第1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
(1)上記第1及び第2実施形態では、エンジン負荷が低いときには、燃焼室7に対するプラグカバー20の突出量を大きくする第1突出状態に切り換え、エンジン負荷が高いときには、燃焼室7に対するプラグカバー20の突出量を小さくする第2突出状態に切り換えて、エンジン負荷の高低に応じて、燃焼室7に突出させるプラグカバー20の突出量を第1突出状態と第2突出状態との2段階に切換自在としているが、燃焼室7に対するプラグカバー20の突出量を3段階以上に切換自在とすることもできる。
つまり、上述の段部28a〜28dの数を5つ以上として、5つ以上の段部の何れかに第1当接部材26a及び第2当接部材26bが当接するように、第1当接部材26a及び第2当接部材26bの接近移動及び離間移動を制御することで、エンジン負荷の高低に応じて、プラグカバー20の突出量を3段階以上に切換自在とすることができる。
2 シリンダ
3 シリンダヘッド
4 ピストン
4a 天面
7 燃焼室
12 点火プラグ
19 プラグ本体
20 プラグカバー
21 点火室
22 連通孔
23 エンジン負荷検出手段
24 突出量調整手段
Claims (3)
- 点火点を覆うプラグカバー内に点火室が形成された点火プラグがシリンダヘッドに装着され、前記点火室とピストンに面する燃焼室とを連通する連通孔が前記プラグカバーに備えられているエンジンであって、
前記点火プラグが、前記シリンダヘッド側から前記燃焼室に前記プラグカバーを突出させて前記点火室と前記燃焼室とを前記連通孔にて連通させるように前記シリンダヘッドに装着され、エンジン負荷を検出自在なエンジン負荷検出手段と、そのエンジン負荷検出手段にて検出したエンジン負荷の高低に応じて、前記燃焼室に突出させる前記プラグカバーの突出量を調整自在な突出量調整手段とが備えられ、
前記点火プラグは、前記燃焼室の圧力変化により前記燃焼室に対して出退移動自在に備えられ、前記突出量調整手段は、前記点火プラグの出退移動を規制する規制状態と前記点火プラグの出退移動を許容する許容状態とに切換自在に構成されているエンジン。 - 前記突出量調整手段は、エンジン負荷が低いときよりもエンジン負荷が高い場合に、前記プラグカバーの突出量が小さくなるように前記プラグカバーの突出量を調整する請求項1に記載のエンジン。
- 前記エンジン負荷検出手段は、前記燃焼室に供給する燃料供給量、前記燃焼室に給気される給気圧、又は、エンジンの回転速度に基づいて、エンジン負荷を検出する請求項1又は2に記載のエンジン。
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