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JPH0624150Y2 - 温度および圧力センサ付きスパークプラグ - Google Patents

温度および圧力センサ付きスパークプラグ

Info

Publication number
JPH0624150Y2
JPH0624150Y2 JP1989039502U JP3950289U JPH0624150Y2 JP H0624150 Y2 JPH0624150 Y2 JP H0624150Y2 JP 1989039502 U JP1989039502 U JP 1989039502U JP 3950289 U JP3950289 U JP 3950289U JP H0624150 Y2 JPH0624150 Y2 JP H0624150Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
spark plug
center electrode
pressure sensor
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1989039502U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02131295U (ja
Inventor
孝三 天野
佳弘 松原
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本特殊陶業株式会社 filed Critical 日本特殊陶業株式会社
Priority to JP1989039502U priority Critical patent/JPH0624150Y2/ja
Priority to US07/494,339 priority patent/US4984905A/en
Priority to DE4010609A priority patent/DE4010609C2/de
Publication of JPH02131295U publication Critical patent/JPH02131295U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0624150Y2 publication Critical patent/JPH0624150Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092—Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G01K7/04—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured not forming one of the thermoelectric materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、スパークプラグとエンジンとの適合試験の際
に使用される温度および圧力センサ付きスパークプラグ
に関する。
［従来の技術］ エンジンの点火に最適なスパークプラグの型式を決定す
るため、仕様の異なる各種のスパークプラグをエンジン
に取り付け、エンジンを作動し、混合比、シリンダ温
度、吸気温度、点火時期、回転数、吸気圧、排気圧など
を変化させ、スパークプラグとエンジンとの適合試験を
行う。このいわゆるマッチングテストの際、スパークプ
ラグの中心電極の先端部の温度測定を行い、中心電極の
先端部が適温であるか過昇温あるいは過降温しないかを
知ることは、スパークプラグの適合性を判断する際に重
要である。温度測定を行う理由は、中心電極の温度が低
すぎると炭素堆積物が累積して点火性能が悪化し、温度
が高すぎると正常の火花点火の前にプレイグニッション
が発生するからである。
上記のスパークプラグとエンジンのマッチングテストの
際に、エンジンを作動中、中心電極の先端部の温度測定
を行うことができるスパークプラグが提案されている。
その一例として、温度センサ付きスパークプラグＢを第
４図に示す。温度センサ付きスパークプラグＢは、その
中心電極３に後部から先端付近に至る軸方向の孔３１を
穿ち、該孔３１の先端付近に、中心電極３の先端部を測
温する温度センサを形成する熱電対５が組み込まれてい
る。熱電対５の先端は測温接点５１であり、熱電対５の
対をなすクロメル線５２及びアルメル線５３の接続点で
ある。このスパークプラグＢは、原形のスパークプラグ
と比較して測定部（発火部）の外形構造上の変化を最小
限にした構成を有するので、スパークプラグとエンジン
とのマッチングテストの際に、燃焼状態を支配するパラ
メータのうちのスパークプラグ（中心電極の先端部）の
温度測定が正確に行え、プレイグニッションの発生等燃
焼状態を把握するのに好都合である。
［考案が解決しようとする課題］ しかるに、近年エンジンの高出力化に伴いスパークプラ
グの使用条件が厳しくなっている。このマッチングテス
トの際の中心電極先端部の温度測定時に、異常燃焼など
により温度が上昇する場合がある。この時、その異常燃
焼がエンジンのノッキングに因るのか、プラグのプレイ
グニッションまたはポストイグニッションに因るもの
か、判別がつかない。従って、温度上昇の原因が分から
ず、スパークプラグとエンジンとの適合性の合否の判別
に誤りが生じる。
本考案の目的は、原形のスパークプラグと比較して外形
構造上の変化を最小限にして、中心電極の先端部の温度
センサと圧力センサの両方を備え、ノッキングの検知と
温度測定とが同時にできるようにして、マッチングテス
トの際の中心電極の先端部の温度上昇の原因が正確に判
別できるようにした温度および圧力センサ付きスパーク
プラグの提供にある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本考案の温度および圧力セン
サ付きスパークプラグは、筒状主体金具に軸孔付き絶縁
体を嵌め込み、該軸孔に中心電極を差し込んでなるスパ
ークプラグにおいて、 前記中心電極に後部から先端付近に至る軸方向の孔を穿
ち、該孔の先端付近に熱電対を組み込み、前記中心電極
の先端部を測温する温度センサを形成し、前記主体金具
の機関取付座面に環状圧力センサを配設してなる構成を
採用した。さらに望ましくは、中心電極の後端部に高電
圧用接触子と熱電対用の１対の接触子とからなる同軸型
三極接続端子を備えた構成を採用した。
［作用および考案の効果］ 本考案の温度および圧力センサ付きスパークプラグは、
中心電極の先端部に備えた温度センサと筒状主体金具の
機関取付座面に備えた環状圧力センサの２つのセンサを
備えた構成により、 ［作用１］２つのセンサを備えているにもかかわらず、
原形のスパークプラグと比較して外形構造上の変化が非
常に少ない。
［効果１］スパークプラグとエンジンとの適合試験に際
し、スパークプラグをエンジンに着脱する場合、取り扱
いが容易である。
［作用２］スパークプラグとエンジンとの適合試験にお
いて、スパークプラグの中心電極の先端部の温度（以後
スパークプラグ温度を記す）測定の際、同時にノッキン
グや筒内（エンジン燃焼室内）圧力ピーク位置の検知が
できる。
［効果２］上記作用により、（ａ）例えば定常運転状態
では、スパークプラグ温度は通常安定した状態になる
が、異常燃焼により温度が上昇する場合がある。このよ
うな場合、同時に筒内圧を観察することにより、少なく
とも異常燃焼の一原因であるノッキングについては明確
に検知できるので、この運転条件におけるエンジンの燃
焼状態の解析に効果がある。
（ｂ）スパークプラグとエンジンとの適合試験におい
て、スパークプラグ温度が安定した状態でも、ノッキン
グが発生する場合があり、エンジンを損傷することも考
えられる。この場合のノッキングは、特に高回転の運転
条件では感応方式による測定では判別し難い。これに対
し本考案の如く、主体金具の機関取付座面に環状圧力セ
ンサを配設する構成により、ノッキングが明確に検知で
き、エンジンの損傷を防止する効果を表す。
（ｃ）エンジン開発の際、燃焼状態の調査は重要であ
る。エンジンの余分な加工をせずに、燃焼状態を支配す
るパタメータのうちのスパークプラグ温度測定、ノッキ
ング、筒内圧力ピーク位置を同時に計測することがで
き、燃焼状態を把握するのに好都合である。
また、中心電極の後端部に高電圧用接触子と熱電対用の
１対の接触子とからなる同軸型三極接続端子を備えた構
成により、 ［作用３］２つのセンサを備えているにもかかわらず、
端子部分がコンパクトになる。
［効果３］スパークプラグとエンジンとの適合試験に際
し、スパークプラグをエンジンに着脱し、プラグ接続端
子にシールドキャップを接続する場合、作業性が良く取
り扱いが容易である。
［実施例］ 第１図〜第３図に示す一実施例に基づき本考案を説明す
る。
温度および圧力センサ付きスパークプラグＡは、エンジ
ンの燃焼室へ装着するための筒状主体金具１を有する。
筒状主体金具１には、軸孔付きのセラミック製絶縁体２
が嵌め込まれている。セラミック製絶縁体２には、先端
を突出させた中心電極３が嵌め込まれている。この中心
電極３は、筒状主体金具１先端に設けた外側電極４とと
もに放電ギャップを形成する。
また、第２図は中心電極３の先端近傍を断面で表す要部
の拡大断面図である。中心電極３には、その後部から先
端付近に至る軸方向の孔３１を穿ち、該孔３１の先端付
近に温度センサを形成する熱電対５（主としてＣＡ熱電
対）が組み込まれている。熱電対５の先端は測温接点５
１であり、熱電対５の対をなす、例えばクロメル線５２
及びアルメル線５３の接続点である。中心電極３の後端
部には、前記熱電対５のクロメル線５２及びアルメル線
５３と接続する１対の接触子６１、６２と高電圧用接触
子６３とからなる同軸型三極接続端子６が形成されてい
る。
筒状主体金具１の機関取付座面には、環状圧力センサ７
が設けられている。筒状主体金具１は、第１図上方（後
端側）から順に六角形胴部１１、大径胴部１２、小径胴
部１３及びねじ部１４からなる。環状圧力センサ７は、
大径胴部１２の下端面に当接され、小径胴部１３に外嵌
し、下側から保持金具８にて担持される。保持金具８
は、小径胴部１３の外周にシーム溶接９によって封着さ
れる。第３図は第１図において円Ｃで囲んだ要部の拡大
断面図であり、ここに用いた環状圧力センサ７は、それ
ぞれ環状の圧電素子７１、内部電極７２、絶縁板７３を
積層し、内外周側を絶縁体７４で挟み、下側に板パッキ
ン７５を当て、金属ケース７６に内蔵される。該金属ケ
ース７６の上面及び下面が受圧板となり、内部電極７２
にリード線７７が接続される。上記スパークプラグＡを
機関燃焼室の頭部に装着した時、環状圧力センサ７と筒
状主体金具１との間の気密はシーム溶接９によって確保
される。
環状圧力センサ７は、燃焼室内の圧力の変化を検知して
電気信号に変換する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本考案にかかる温度および圧力センサ付きスパ
ークプラグの一部断面図、第２図はその中心電極の先端
近傍を断面で表す要部の拡大断面図、第３図はその圧力
センサを示す要部の拡大断面図、第４図は従来の温度セ
ンサ付きスパークプラグの断面図である。 図中、１…筒状主体金具、２…セラミック製絶縁体、３
…中心電極、４…外側電極、５…熱電対、６…同軸型三
極接続端子、７…環状圧力センサ、３１…孔、６１、６
２…接触子、６３…高電圧用接触子、７１…圧電素子、
７２…内部電極、７３…絶縁板、７４…絶縁体、７５…
板パッキン、７６…金属ケース、７７…リード線、Ａ…
温度および圧力センサ付きスパークプラグ

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】筒状主体金具に軸孔付き絶縁体を嵌め込
    み、該軸孔に中心電極を差し込んでなるスパークプラグ
    において、 前記中心電極に後部から先端付近に至る軸方向の孔を穿
    ち、該孔の先端付近に熱電対を組み込み、前記中心電極
    の先端部を測温する温度センサを形成し、前記主体金具
    の機関取付座面に環状圧力センサを配設してなる温度お
    よび圧力センサ付きスパークプラグ。
  2. 【請求項２】前記中心電極の後端部に高電圧用接触子と
    熱電対用の１対の接触子とからなる同軸型三極接続端子
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の温度および
    圧力センサ付きスパークプラグ。
JP1989039502U 1989-04-03 1989-04-03 温度および圧力センサ付きスパークプラグ Expired - Lifetime JPH0624150Y2 (ja)

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