JPH0120303B2 - - Google Patents

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JPH0120303B2
JPH0120303B2 JP59195230A JP19523084A JPH0120303B2 JP H0120303 B2 JPH0120303 B2 JP H0120303B2 JP 59195230 A JP59195230 A JP 59195230A JP 19523084 A JP19523084 A JP 19523084A JP H0120303 B2 JPH0120303 B2 JP H0120303B2
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/135Fuel-air mixture
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸気加熱装置に関する。
〔従来の技術〕
機関温度が低い機関暖機完了前には気化器から
供給された燃料の気化が十分でなく、かくして多
量の燃料が液状のまま機関シリンダ内に供給され
るために暖機完了後に比べて燃焼が悪く、その結
果安定した機関の運転を確保できないという問題
がある。従つて通常暖機運転時には暖気完了後に
おけるよりも濃い混合気を機関シリンダ内に供給
して安定した機関の運転を確保するようにしてい
る。しかしながらこのように濃い混合気を機関シ
リンダ内に供給した場合には排気ガス中の有害成
分である未燃炭化水素HC並びに一酸化炭素COが
増加するばかりでなく燃料消費率が悪化するとい
う問題が生ずる。従つて機関暖機運転時において
気化器から供給される液状燃料を十分に気化する
ことができれば機関シリンダ内に供給される混合
気を薄くしても安定した機関の運転が確保でき、
しかもこのような薄い混合気を使用できることに
より排気ガス中の有害成分を低減できると共に燃
料消費率を向上させることができる。機関暖機運
転時において液状燃料の気化を促進するために従
来より、米国特許U.S.P4141327に示される如き
構造の吸気加熱装置が提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この構造になる吸気加熱装置は
次に示す問題点を有している。まず第1にPTC
発熱体がハニカム形状であるために製造行程が非
常に複雑になり、歩留りが低く製造コストが高く
なることである。
第2の問題点はPTCハニカム体は壁厚が厚く
なるために開口率を高くとることが困難で、所定
の開口面積を得るためにはどうしても外形を大き
くしなければならなく、設定上の制約がある場合
使用不可となることもあるという問題点がある。
さらに第3の問題点は致命的ともなるもので、
混合気は多数の小さく仕切られた通路を通るた
め、低温・多湿条件下においては燃料の気化熱に
より、PTC発熱体の温度が低下し、凍結が発生
することである。このため格子状の通路が結氷
し、閉塞することになり、機関が混合気を吸入す
ることができなくなり、運転不能に陥ることも考
えられる。また特に、暖機運転時に発生する液状
燃料は主として吸気通路壁面を伝わつて落下する
ものであり、このようなPTCハニカム体ではこ
の液状燃料のみを選択的に加熱することができな
いばかりか、前述したごとくハニカムの中央を流
れる混合気に熱を奪われてしまい、吸気通路壁部
の液状燃料を気化し得るだけの十分な温度が得ら
れなかつた。また、通路全体を暖めるため、既に
充分な気化状態となつた通路中央部の混合気をも
むやみに暖めることになり、無駄な電力を消費す
るばかりか、混合気の体積膨張をも引き起こし
て、吸気効率を悪くしてしまうこともあつた。
一方、このようなPTCハニカム体の代わりに、
実開昭56−101456号公報に示される如く、吸気通
路壁の一部を熱伝導性の中空筒状部材により構成
し、この部材をPTCヒータにより外周側から加
熱することで内周部即ち吸気通路を流れる混合気
の気化促進を図るものが知られている。
しかしながら、この構成であつても、吸気通路
壁全体が冷えきつている冷間始動時には、始動後
まずPTC発熱体から中空筒状部材への加熱が行
われ、中空筒状部材が充分に加熱された状態にな
つてから液状燃料への加熱が始まることになり、
即ち、即熱効果の高いPTC発熱体を用いても、
PTC発熱体が中空筒状部材の加熱を完了するま
では、実質的に燃料は気化されていないため、液
膜状態のまま吸気通路壁を伝わつて内燃機関に供
給され、前述のごとき問題が生じていた。
〔発明の目的〕
そこで本発明は、製造し易く、従つて歩留りが
向上し、開口率が高いままで小型化でき、どのよ
うな条件下においても、燃料の気化を迅速に効果
良く行なうことのできる高性能の吸気加熱装置を
提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため、本発明では、内燃
機関に供給する混合気の流通する吸気通路壁に沿
つて、前記吸気通路とほぼ同一の大きさに孔を有
する平板環状のPTC発熱体と、このPTC発熱体
の下流側の位置にパイプ状の放熱体とを配設し、
この放熱体の上流側端部において径方向に広がる
ように形成されたフランジ部の端面を前記PTC
発熱体の熱が前記放熱体に伝わるように前記
PTC発熱体の下面に圧接させるとともに、前記
PTC発熱体の上面と内周面側の少なくともいず
れか一方を前記吸気通路に露出させて直接前記混
合気と接触させるようにしている。
〔実施例〕
以下図面に基づいて、本発明の実施例について
説明する。
第1図において1は気化器であつて図示してい
ないエアクリーナを介して大気に導通している。
2は吸気管で機関本体3に結合されている。4は
樹脂製のヒート・インシユレータで吸気管2と気
化器1との断熱作用をなしている。気化器1には
混合気の通る通路5があり、通路5には混合気量
を制御するスロツトル弁6を有している。そして
気化器1はヒート・インシユレータ4と共に吸気
管2にボルト8、ワツシヤ9により固定されてい
る。PTC発熱体44、放熱体を成すエクステン
シヨン・パイプ40等により構成される吸気加熱
装置20はヒート・インシユレータ4中の通路5
に軽い圧入により装着されている。吸気加熱装置
20の詳細については第2図〜第7図で説明す
る。吸気加熱装置20への給電はバツテリ11か
らおこなわれ、通電をON−OFFするリレー1
3、回路の安全を確保するためのフユージブル・
リンク12を介して給電される。14,15はア
ース、34,38はリード線である。
この吸気加熱装置20の詳細を以下に説明す
る。第2図はヒート・インシユレータ4に吸気加
熱装置20を装着した状態での平面図である。吸
気加熱装置20はヒート・インシユレータ4にお
ける通路5と同心で軽い圧入によりはめ合わされ
ている。またヒート・インシユレータ4の側部よ
り吸気加熱装置20に給電を行なうリード線3
4,38が延出している。吸気加熱装置20を組
付ける前の状態に分解したのが第3図である。樹
脂および良導電製の金属からなるハウジング30
の中に各部品は組込まれる構造となつており、最
下段には放熱体をなすエクステンシヨン・パイプ
40がある。このエクステンシヨン・パイプ40
は熱伝導性の良い金属でできており、上層の発熱
体から熱を受熱するフランジ部41と吸気管2の
通路5内に露出して混合気を加熱する放熱パイプ
部42とにより一体に構成されている。なお、フ
ランジ部41の受熱は伝導によるため、特に平面
度を良くする必要がある。このフランジ部41に
接触して、その上側には良好な電気および熱伝導
性を有する材料、例えばグラフアイト・フイラー
で作られた環状のクツシヨン材43があり、更に
その上側に環状のPTC発熱体44が配設されて
いる。PTC発熱体44の上にはこのPTC発熱体
44の上面および内側面の上側の一部を覆うL字
形断面を有した環状の良熱伝導性カバー45、各
部品を適度な荷重で押圧するスプリング46、お
よび環状のリング・プレート47が配設され、最
後にハウジング30の爪部33をリング・プレー
ト47側に折り曲げてリング・プレート47を押
さえ、各部材40,43,44,45,46,4
7を固定している。
次に、ハウジング30の構造について、第4図
〜第7図で説明する。第6図a,bに示す良導電
性の金属材料からなるターミナル・マイナス31
はリング部31、および補強用リブを有するター
ミナル部32、およびリード線34のめ部3
2′とから構成されている。このターミナル・マ
イナス31はハウジング30を成形する際にイン
サート成形されており、第4図に示されるよう
に、そのターミナル部32は樹脂中に、またリン
グ部31′の片面(第6図bでの上側面)がハウ
ジング30の内側表面となるようにインサートさ
れる。リード線34のめ部32′は樹脂の外側
に露出している。
第7図a,bに示すターミナル・プラス35は
筒状部35′、ターミナル部36、リード線38
のめ部36′、爪部33を有し、その筒状部3
5の先端部39が、く字形に曲つた形状になつて
いる。そしてハウジング30を成形する際に筒状
部35′はハウジング30の外周面に露出し、タ
ーミナル部36は樹脂中に、またリード線36′
はハウジング30の外側に露出した状態となるよ
うに形成され、その状態を第5図に示す。さらに
リード線34,38のとりだし部分はゴムブシユ
50が設けられ、絶縁保護カバーの働きをしてい
る。つまり、ターミナル・マイナス31、ターミ
ナル・プラス35を前述した状態に樹脂と共に成
形して、成形後ゴムブツシユ50を予め設けたリ
ード線34,38をターミナル・マイナス31、
ターミナル・プラス35の各め部32′,3
6′にめ接合し、ゴムブツシユ50を所定の位
置に装着して、第3図のようなハウジング30を
形成する。そして、第3図に示す吸気加熱装置2
0を構成する各部材30,40,43,44,4
5,46,47を前述の如く固定して、この吸気
加熱装置20をヒート・インシユレータ4の中に
軽い圧入により固定している。
以上の構成になる吸気加熱装置は寒冷時、機関
の冷間時において、動作させるものであり、次の
ようになる。
図示していない吸気温度センサが所定の温度以
下を検知し、リレー13を動作させるとバツテリ
11からフユージブル・リンク12、リレー13
を通つて吸気加熱装置20に電流が流れる。吸気
加熱装置20においては、図の上側がプラスとな
る。すなわちターミナル・プラス35の爪部33
から順にリング・プレート47、スプリング4
6、カバー45、そしてPTC発熱体44の上側
へと電流は流れてくる。PTC発熱体44は上側
がプラス、下側がマイナスとなりPTC発熱体4
4を貫通して電気が通れる。以下電流は導電性の
クツシヨン材43、エクステンシヨンパイプ4
0、ハウジング30のターミナル・マイナス31
へ流れ、アース15へと流れる。
以上の電流の流れによりPTC発熱体44が発
熱する。PTC発熱体44の熱の一部は、この
PTC発熱体44の上面に設けられたカバー45
に伝えられ、また一部はPTC発熱体44の下面
に設けられたクツシヨン材43を介して、エクス
テンシヨン・パイプ40のフランジ部41へ、そ
してパイプ部42へと伝えられる。つまりPTC
発熱体44の熱は、カバー45およびエクステン
シヨン・パイプ45のパイプ部42を介して、ま
たPTC発熱体44の内側面より直接に通路5を
流れる混合気に伝えられるようになる。
上述したような混合気への加熱において、エク
ステンシヨン・パイプ40のパイプ部42により
混合気の流れ方向に対する距離が充分に得られて
いるので、混合気中の充分に気化されていない液
滴に対して良好な加熱が行なわれ、燃料が充分に
気化された混合気が得られるようになる。
また、本実施例に採用されるPTC発熱体44
の形状は、単純な環状のものであることから製造
し易く、従つて歩留りが向上する。
さらに、エクステンシヨン・パイプ40を用い
ることで、混合気の流れ方向に対する距離を充分
にもたせて混合気を加熱する領域を充分にもたせ
ているので、混合気の通路5を不必要に絞ること
がなくなり、開口率を高く維持しつつ小型化が可
能な構成となる。そして開口率つまり開口面積を
充分に取れるので、通路5が結氷し、閉鎖すると
いうことは無いものとなる。
また、上述したようにPTC発熱体の内側面は、
その上方部分はカバー45により覆われている
が、残りの下方部分は直接混合気通路5に露出し
ている。従つて加熱製造稼動の初期において、エ
クステンシヨン・パイプの放熱パイプ部42に未
だ充分の熱が伝達されない以前においても加熱装
置は有効に作用し、製造の即応性を向上させてい
る。しかし、このようにPTC発熱体を直接混合
気通路に露出させることは、組付作業のミス等に
より、発熱体が破損した場合、発熱体の破片がエ
ンジン内へと侵入するおそれもある。しかしなが
ら、上記構成においては、PTC発熱体44を簡
単な平板環状として、平面度良好なフランジ部4
1にクツシヨン部材43を介在させて保持するこ
とで、PTC発熱体44に曲げ応力がかからない
ようにして、PTC発熱体の破損を防いでおり、
またPTC発熱体44が振動等により変動しない
ようにスプリング46によりPTC発熱体44を
フランジ部41側に押圧しているが、このスプリ
ング46とPTC発熱体44とを直接接触させた
のでは接触部分に荷重が集中するのでPTC発熱
体44が破損しやすくなるが、上記カバーにより
PTC発熱体44に対するスプリングからの荷重
をPTC発熱体44の平面全体に均等にかかるよ
うにしてPTC発熱体44の破損を防いでいる。
また、極めて大きい衝撃がPTC発熱体44に
与えられ、万一、PTC発熱体44に破損が生じ
た場合でも、その破損の態様の多くは放射状の割
れであるから、上記のごとくカバー45がPTC
発熱体44の内側面の一部を覆うことで発熱体4
4をカバー45とフランジ部41とに挟まれた状
態で保持すると、万一PTC発熱体44が破損し
た場合においても、破片が通路5内へと落下して
いかないようになつている。
このように、上述の実施例では、PTC発熱体
44の破損後の不具合も考慮してPTC発熱体4
4の上面にPTC発熱体44の内側面の上部の一
部を覆うカバー45を設けていたが、カバー45
の代わりにPTC発熱体44の内側面を覆わない
環状のリング・プレートとしても良く、こちらの
方が発熱体44の吸気通路5への露出部分の面積
を大きくとることができ、混合気の加熱効果につ
いては向上する。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明では吸気通路壁にそつ
て平板環状のPTC発熱体とパイプ状の放熱体と
を配設し、この放熱体のフランジ部をPTC発熱
体に圧接するとともに、このPTC発熱体の一部
を吸気通路に露出させた構成であるので、冷間に
おける始動直後の暖機時に、PTC発熱体によつ
て放熱体が充分に加熱されていない状態であつて
も、通路壁を流れる液状燃料を即熱効果の高い
PTC発熱体の露出部分によつて直接効率良く集
中的に気化させて、霧化状態の良い混合気が作り
出され、また、時間の経過につれてPTC発熱体
によつて放熱体が温度上昇すると、最初にPTC
発熱体の露出部分によつて直接気化された液状燃
料はさらに放熱体によつても加熱され、混合気の
加熱効果は一層確実なものになる。
また、PTC発熱体は吸気通路とほぼ同一の大
きさの孔を有しているので、吸気通路の開口率を
高く維持して吸気効率を高めることができ、機関
の運転状態を安定させることができるとともに、
PTC発熱体は平板環状であるため製造が容易で
あるという優れた効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に示される吸気加熱装
置の気化器部への取付断面図、第2図は本発明の
実施例のヒート・インシユレータ部平面図、第3
図は本発明の実施例の取付の詳細な斜視図、第4
図は第2図−線による断面図、第5図は第2
図−線による断面図、第6図a,bはターミ
ナル・マイナス31の平面図および断面図、第7
図a,bはターミナル・プラス35の平面図およ
び断面図である。 1…気化器、2…吸気管、3…内燃機関、4…
ヒート・インシユレータ、5…通路、6…スロツ
トル弁、20…吸気加熱装置、30…ハウジン
グ、31…ターミナル・マイナス、35…ターミ
ナル・プラス、40…エクステンシヨン・パイ
プ、41…フランジ部、42…パイプ部、44…
PTC発熱体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内燃機関に供給する混合気の流通する吸気通
    路壁に沿つて、前記吸気通路とほぼ同一の大きさ
    の孔を有する平板環状のPTC発熱体と、この
    PTC発熱体の下流側の位置にパイプ状の放熱体
    とを配設し、この放熱体の上流側端部において径
    方向に広がるように形成されたフランジ部の端面
    を、前記PTC発熱体の熱が前記放熱体に伝わる
    ように前記PTC発熱体の下面に圧接させるとと
    もに、前記PTC発熱体の上面と内周側面の少な
    くともいずれか一方を前記吸気通路に露出させて
    直接前記混合気と接触させるようにした内燃機関
    の吸気加熱装置。
JP59195230A 1984-09-17 1984-09-17 内燃機関の吸気加熱装置 Granted JPS6172861A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59195230A JPS6172861A (ja) 1984-09-17 1984-09-17 内燃機関の吸気加熱装置
US06/775,244 US4651702A (en) 1984-09-17 1985-09-12 Air-fuel mixture heating device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59195230A JPS6172861A (ja) 1984-09-17 1984-09-17 内燃機関の吸気加熱装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6172861A JPS6172861A (ja) 1986-04-14
JPH0120303B2 true JPH0120303B2 (ja) 1989-04-14

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ID=16337637

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59195230A Granted JPS6172861A (ja) 1984-09-17 1984-09-17 内燃機関の吸気加熱装置

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