多点点火装置和多点点火发动机

摘要

本发明提供多点点火装置和多点点火发动机。该多点点火装置(100)用于对发动机(1)的燃烧室(4)内的混合气体进行点火，其中，该多点点火装置(100)包括：绝缘构件(12)，其形成为环状，且内周面向所述燃烧室(4)；多个电极(14)，其保持于所述绝缘构件(12)，在所述燃烧室(4)内形成多个点火间隙(17)；主体部(10)，其设于所述绝缘构件(12)的外周；以及中间构件(11)，其设于所述主体部(10)与所述绝缘构件(12)之间，热膨胀率比所述绝缘构件(12)的热膨胀率大。

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个点火间隙的多点点火装置和包括多点点火装置的多点点火发动机。

背景技术

日本JP2009-047057A中公开有一种在燃烧室的外周侧设有环状的点火装置的内燃机。点火装置具有环状的主体部、用于形成多个点火间隙的中心电极构件、导电部以及地线。

发明内容

发明要解决的问题

然而，在日本JP2009-047057A的内燃机中，点火装置的主体部的外周利用缸盖和缸体进行保持。主体部由陶瓷等绝缘材料形成，缸盖和缸体由铝合金、铸铁等金属材料形成。因此，在内燃机的温度上升时，因热膨胀率的不同而可能导致无法牢固地保持点火装置。

本发明的目的在于提供即使温度上升也能够牢固地保持点火装置的多点点火装置。

用于解决问题的方案

根据本发明的一方式，提供一种多点点火装置，该多点点火装置用于对发动机的燃烧室内的混合气体进行点火，其中，该多点点火装置包括：绝缘构件，其形成为环状，且内周面向所述燃烧室；多个电极，其保持于所述绝缘构件，在所述燃烧室内形成多个点火间隙；主体部，其设于所述绝缘构件的外周；以及中间构件，其设于所述主体部与所述绝缘构件之间，热膨胀率比所述绝缘构件的热膨胀率大。

根据本发明的另一方式，提供一种包括上述多点点火装置的多点点火发动机。

发明的效果

在这些方式中，在发动机的温度上升而使多点点火装置的温度上升时，主体部的热膨胀量比绝缘构件的热膨胀量大。此时，在多点点火装置中，在主体部与绝缘构件之间设有中间构件。因此，中间构件产生热膨胀，因此，即使多点点火装置的温度上升，也能够抑制主体部与绝缘构件之间产生间隙。因而，即使发动机的温度上升而使多点点火装置的温度上升，也能够牢固地保持绝缘构件。

附图说明

图1是说明本发明的实施方式所涉及的多点点火装置的安装于发动机的状态的侧面的剖视图。

图2是本发明的实施方式所涉及的多点点火装置的俯视图。

图3是图1中的III-III剖视图。

图4是本发明的实施方式的变形例所涉及的多点点火装置的俯视图。

具体实施方式

以下，参照图1至图4说明本发明的实施方式所涉及的多点点火装置100。

首先，参照图1说明包括多点点火装置100的多点点火发动机(以下简称为“发动机”。)1的结构。

如图1所示，发动机1包括缸体2、形成于缸体2内的缸孔2a、在缸孔2a内往复移动的活塞2b、安装于缸体2并封闭缸孔2a的顶部的缸盖3、火花塞7以及设于缸体2与缸盖3之间的多点点火装置100。发动机1中利用缸孔2a、活塞2b以及缸盖3形成有燃烧室4。

火花塞7配设于燃烧室4的上部。发动机1为火花点火内燃机，其通过多点点火装置100和火花塞7对在燃烧室4内被压缩的混合气体进行点火而使其燃烧，从而获得动力。

在发动机1中，由多点点火装置100和火花塞7对在燃烧室4内被压缩的混合气体进行点火。具体而言，自输入端子22输入来自点火线圈(省略图示)的点火电流，在多点点火装置100的多个点火间隙17和火花塞7的点火间隙7b产生火花。

这样，在发动机1中，除火花塞7以外，还利用多点点火装置100进行点火，因此，能够产生由燃烧引起的火焰流动。其结果，不设置扫气区域就能够实现快速燃烧，能够减少冷却损失。

接着，参照图2和图3说明多点点火装置100的结构。

如图2所示，多点点火装置100包括主体部10、作为中间构件的环状体11、绝缘构件12以及多个电极14。

主体部10设于缸体2与缸盖3之间。主体部10设于绝缘构件12的外周。主体部10可以作为垫片使用，或者，也可以独立于主体部10地设置垫片(省略图示)。主体部10例如由铝合金等金属形成。

在主体部10设有用于输入来自点火线圈的点火电流的输入端子22和与其他的多点点火装置100的输入端子22或火花塞7连接的连接端子23。

由此，能够在多点点火装置100的前方借助插头线(省略图示)串联连接其他的缸孔2a的多点点火装置100而同时进行点火。另外，还能够将设于一个燃烧室4的多点点火装置100和火花塞7借助插头线(省略图示)串联连接而同时进行点火。此时，火花塞7的接地电极7a与缸盖3接触而被设为地线。

环状体11设于主体部10与绝缘构件12之间。环状体11形成为环状。环状体11将绝缘构件12的外周保持于主体部10。环状体11的外周形成为与主体部10的内周相同的大小。环状体11的内周形成为与绝缘构件12的外周相同的大小。

环状体11由比绝缘构件12容易进行弹性变形的材质形成。环状体11例如由发泡铝等发泡金属形成。另外，环状体11只要弹性模量比绝缘构件12的弹性模量小即可，也可以由不是发泡材料的铝合金形成。环状体11用于吸收混合气体在燃烧室4内燃烧时的冲击。因而，通过设置环状体11，能够保护绝缘构件12不受到混合气体在燃烧室4内燃烧时的冲击的影响。

环状体11由热膨胀率比绝缘构件12的热膨胀率大的材质形成。而且，环状体11由热膨胀率比主体部10的热膨胀率大的材质形成。环状体11例如由热膨胀率比主体部10的热膨胀率大的铝合金形成。

在发动机1的温度上升而使多点点火装置100的温度上升时，主体部10的热膨胀量比绝缘构件12的热膨胀量大。此时，在多点点火装置100中，在主体部10与绝缘构件12之间设有环状体11。因此，环状体11进行热膨胀，因此，即使多点点火装置100的温度上升，也能够抑制主体部10与绝缘构件12之间产生间隙。因而，即使发动机1的温度上升而使多点点火装置100的温度上升，也能够牢固地保持绝缘构件12。

另外，环状体11与绝缘构件12设为同心环状。因此，不会自绝缘构件12的周围施加偏移的力，能够从整周上以相同的力保持绝缘构件12。

绝缘构件12以内周面向燃烧室4的方式形成为环状。绝缘构件12例如由陶瓷等绝缘体形成。绝缘构件12包括以分别保持电极14的方式分割形成的多个分割绝缘构件13。

各个分割绝缘构件13分别保持电极14。分割绝缘构件13分别保持后述的一对侧电极15、或单一的中间电极16。以面向相邻的分割绝缘构件13之间的接缝的方式分别形成有点火间隙17。分割绝缘构件13借助环状体11保持于主体部10。分割绝缘构件13利用粘接剂、钎焊材料等相互连接。分割绝缘构件13利用粘接剂、钎焊材料等连接于环状体11和主体部10。

这样，多点点火装置100包括以分别保持电极14的方式分割形成的分割绝缘构件13。因此，不需要将包括多个电极的多点点火装置一体地形成，只要分别形成分割绝缘构件13并进行组合，就能够制造多点点火装置100。因而，能够提供容易制造的多点点火装置100。

另外，例如，在一个中间电极16产生了损伤的情况下，能够仅将保持该中间电极16的分割绝缘构件13更换为新的分割绝缘构件。因而，不需要更换整个多点点火装置100。

分割绝缘构件13通过沿周向分割环状的绝缘构件12而形成。分割绝缘构件13具有靠近发动机1的排气阀9的排气侧绝缘构件13a和靠近发动机1的进气阀8的进气侧绝缘构件13b。进气侧绝缘构件13b的热导率比排气侧绝缘构件13a的热导率高。

由此，即使是单一的多点点火装置100，也能够降低温度相对难以上升的进气阀8侧的热值，升高温度相对容易上升的排气阀9侧的热值。

电极14保持于绝缘构件12，沿燃烧室4内的周向形成多个点火间隙17。电极14具有一对侧电极15和多个中间电极16。

侧电极15保持于单一的分割绝缘构件13。侧电极15借助绝缘子15a保持于分割绝缘构件13。侧电极15以沿着燃烧室4的内周的方式相互朝向相反方向形成。

绝缘子15a的一部分自分割绝缘构件13的内周面突出，并且，绝缘子15a形成为贯通主体部10的长度。

一侧的侧电极15贯通绝缘构件12和主体部10并延伸到输入端子22。同样地，另一侧的侧电极15贯通绝缘构件12和主体部10并延伸到连接端子23。经由输入端子22向一侧的侧电极15输入来自点火线圈的点火电流。

中间电极16串联排列地设置于一侧的侧电极15与另一侧的侧电极15之间。中间电极16在与相邻的其它中间电极16之间分别形成点火间隙17。与侧电极15相邻的中间电极16在与侧电极15之间形成点火间隙17。

中间电极16自绝缘构件12向燃烧室4内突出。中间电极16具有保持于绝缘构件12的支承部16a和与支承部16a一体地形成并位于燃烧室4内的电极部16b。

支承部16a的基端部保持于分割绝缘构件13，顶端部向燃烧室4内突出。

电极部16b设于支承部16a的顶端部。电极部16b形成为沿着燃烧室4的内周面的圆弧状。在电极部16b的两端形成有点火间隙17。

电极部16b的全长向燃烧室4内露出。因此，当混合气体在燃烧室4内燃烧时，电极部16b的整体被加热。因而，暴露于火焰中的表面积较大，因此，能够降低热值。

根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。

在发动机1的温度上升而使多点点火装置100的温度上升时，主体部10的热膨胀量比绝缘构件12的热膨胀量大。此时，在多点点火装置100中，在主体部10与绝缘构件12之间设有环状体11。因此，环状体11产生热膨胀，因此，即使多点点火装置100的温度上升，也能够抑制主体部10与绝缘构件12之间产生间隙。因而，即使发动机1的温度上升而使多点点火装置100的温度上升，也能够牢固地保持绝缘构件12。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并不在于将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。

例如，在多点点火装置100中，主体部10设于缸体2与缸盖3之间。代替于此，还可以在缸体2或缸盖3内形成用于保持绝缘构件12的槽，并将缸体2或缸盖3作为主体部。

另外，在多点点火装置100中，作为中间构件而使用了环状的环状体11。代替于此，例如，还可以通过在周向上的多个部位(例如三个部位)设置弹性材料而保持绝缘构件12。另外，也可以使用由高耐热性树脂材料形成的中间构件保持绝缘构件12，该高耐热性树脂材料具有能够耐受比燃烧室4内的最高温度高的温度的耐热性。由此，中间构件只要能够相对于主体部10弹性保持绝缘构件12即可。

在图4所示的变形例中，多点点火装置100作为中间构件而包括形成为圆弧状的多个分割中间构件111。分割中间构件111沿着绝缘构件12的周向分割形成为多个。分割中间构件111具有靠近发动机1的排气阀9的排气侧分割中间构件111a和靠近发动机1的进气阀8的进气侧分割中间构件111b。

在此，可以利用热导率不同的材质形成进气侧分割中间构件111b和排气侧分割中间构件111a。例如，利用热导率比排气侧分割中间构件111a的热导率低的材质形成进气侧分割中间构件111b。该情况下，保持于进气侧分割中间构件111b的进气侧绝缘构件13b难以释放热。另一方面，保持于排气侧分割中间构件111a的排气侧绝缘构件13a容易释放热。

由此，在多点点火装置100中，能够降低温度相对地难以上升的进气阀8侧的热值，升高温度相对地容易上升的排气阀9侧的热值。

另外，在图4所示的变形例中，设有一对分割中间构件111，但并不限定于此，还可以通过组合三个以上的圆弧状的分割中间构件而形成中间构件。