JPH04175454A

JPH04175454A - 内燃機関の燃料供給装置

Info

Publication number: JPH04175454A
Application number: JP2327489A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Kobayashi; 泰次小林; Jo Higashimoto; 東本　上; Toru Akeboshi; 明星　徹; Daijiro Hosogai; 細貝　大次郎
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、灯油等の低揮発性燃料、アルコール、アルコ
ールとガソリンの混合燃料等の始動性の低い燃料を使用
する火花点火式エンジンに係わり、特に、超音波霧化装
置を使用する方式に適用される内＃！機関の燃料供給装
置に関する。

［従来の技術］従来、内燃機関の始動性を改善するために、ガソリンエ
ンジン等の火花点火式エンジンにおいては、気化器式燃
料供給装置を使用する方式ではチョーク弁または始動増
量機構を設け、また、燃料噴射弁を使用する方式では、
噴射弁を電子制御することにより、始動時における供給
燃料の増量を図っている。

［発明が解決しようとする課題］これらの対策により、常温時の始動性は確保きれるもの
の、低外気温時には始動に時間を要したり、また、燃料
増量に伴うＨＣエミッションの増大等の問題を生じてい
る。

さらに、ガソリン以外の低揮発性燃料に対しては、上記
従来の方式によっても常温或いは低温での始動が困難で
あり、メタノール１００９Ａ燃料の場合、低温始動温度
は５℃程度が限界となり、このため例えばメタノール燃
料の場合、始動時にガソリンを約１５％程度混入して始
動性を向上させる方法が採られるが、低温始動温度が一
り０℃〜−１５℃程度で限界となり、寒冷地での使用に
問題を有している。

この解決策として燃料噴射弁の代わりに超音波霧化装置
を採用し、超音波振動により燃料を霧化し、燃料の蒸発
を促進させ着火の向上を図る試みがなされ、ある程度の
始動性が改善されるものの、メタノール１００％燃料の
場合、低温始動温度は、０℃程度が限界となっている。

その理由として、吸気管への超音波霧化装置の取付方法
および燃焼室内の噴霧流動が不適切なため、燃料がシリ
ンダ内壁面に付着し、また燃料の気化性が悪いためピス
トン圧縮時に充分気化せず着火に至らないこと、また、
噴霧流として燃焼室内に流入しても、アルコール燃料の
ように蒸発潜熱が大きいため、或いは灯油のように沸点
が高いために、充分な気化が行われず着火に至らないこ
とが挙げられる。

本発明の目的は、上記問題を解決するものであって、始
動性の低い燃料を使用するエンジンの低温始動を可能に
し、かつ、７始動時間の短縮、ＨＣ’エミッションの低
減を可能にすることである。

［課題を解決するための手段］そのために本発明の内燃機関の燃料供給装置は、始動性
の低い燃料を使用する火花点火式エンジンにおいて、吸
気管４内に配設される超音波振動部材１０と、該超音波
振動部材１０の霧化部１２に燃料を供給する燃料供給弁
９と、前記超音波振動部材１０および燃料供給弁９を支
持する支持部材２４と、該支持部材２４内に挿入され燃
料を加熱するための発熱体３０とを備えることを特徴と
する。

なお、上記構成に付加した番号は、理解を容易にするた
めに図面と対比させるためのもので、これにより本発明
の構成が何ら限定されるものではない。

［作用コ本発明においては、灯油、アルコール、アルコールとガ
ソリンの混合燃料等の始動性の低い燃料を使用する。燃
料供給弁から供給される燃料は、発熱体により加熱され
、超音波振動部材の霧化部において微細液滴に霧化し、
気化を促進し着火性を向上させるようにする。

［実施例コ以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第６図は本発明に係わる内燃機関の１実施例を示す断面
図である。

火花点火式エンジン１は、シリンダ２、ピストン３、吸
気管４、排気管５、吸気弁６、排気弁７を有し、吸気管
４側に燃料供給弁９および超音波振動部材１０からなる
超音波霧化装置１１が取付けられている。超音波振動部
材１０の一端側には霧化部１２が形成され、他端側には
電気舎音響変換素子１３が設けられている。なお、霧化
部１２の形状は、丸型形状、バット型形状等周知の形状
が採用される。また、シリンダ２の上部の燃焼室１５に
は、ピストン３に対向して点火装置１６が配設されてい
る。

前記超音波霧化装置１１は、第１図に示すように、振動
部材嵌合孔２１、燃料供給弁９が嵌合される嵌合孔２２
および燃料供給路２３が形成された支持部材２４を有し
ている。

振動部材嵌合孔２１には、アウターシリンダ２５が嵌合
され、さらにその内周にインナーシリンダ２６が螺合さ
れ、これらアウターシリンダ２５とインナーシリンダ２
６との間に環状燃料通路２７を形成している。第６図で
述べた超音波振動部材１０は、アウターシリンダ２５の
内周に０リング２８を介して固定部材２９により固定さ
れている。

燃料供給弁嵌合孔２２は、燃料供給路２３を介して環状
燃料通路２７に連通され、環状燃料通路２７の先端から
超音波振動部材１ｏの霧化部１２に燃料を供給するよう
になっている。燃料供給路２３内には、発熱体挿入口２
８から燃料加熱用のグロープラグからなる発熱体３ｏが
挿入配置されている。また、燃料供給路２３内には、筒
状の断熱材３１が挿入され、発熱体３ｏにより加熱され
た燃料の熱が支持部材２４を経て放熱するのを防止して
いる。

次に、第２図ないし第５図により本発明の他の実施例に
ついて説明する。

第２図の実施例は、両端にフランジ３３を有する筒体３
２を発熱体挿入０２８内に挿入し、支持部材２４と筒体
３２との間に空気層３４を形成し、発熱体３０により加
熱された燃料供給路２３の燃料の熱が支持部材２４を経
て放熱するのを防止し、燃料の加熱効率を高めている。

第３図の実施例は、発熱体３０内に燃料供給路２３ａを
形成し、燃料供給路２３ａの外周にニクロム線３５を配
置し、ニクロム線３５により加熱された燃料の熱が支持
部材２４を経て放熱するのを防止し、燃料の加熱効率を
高めている。なお、３６はシールリングである。

第４図の実施例においては、発熱体挿入口２８内に、発
熱体３０、内筒４０および外筒４１が挿入され、支持部
材２４と外筒４１との間に第２図と同様の空気層３４を
形成し、また、内筒と外筒との間に第１の燃料供給路２
３ｂを形成し、さらに、内筒４０と発熱体３０との間に
第２の燃料供給路２３ｃを形成し、燃料噴射弁９からの
燃料を開孔２３ｄ１　第１の燃料供給路２３ｂ１　開孔
２３ｅ１　　第２の燃料供給路２３ｃを介して超音波振
動部材側に供給するようにしている。そして、第２の燃
料供給路２３ｃ内にフィン、ワイヤーからなる熱伝導部
材４２を配置し、発熱体３０の熱を第１の燃料供給路２
３ｂに伝達させるように構成している。

従って、燃料噴射弁９からの燃料は、第１の燃−籾供給
路２３ｂを通る際に予熱された後、第２の燃料供給路２
３ｃ内でさらに加熱されるため、発熱体３０の熱は、第
２の燃料供給路２３ｃと第１の燃料供給路２３ｂで消費
され、空気層３４の断熱作用もあって、発熱体３０の熱
が支持部材２４を経て放熱するのを防止し、燃料の加熱
効率を高める。

上記各実施例においては、灯油、アルコール、アルコー
ルとガソリンの混合燃料等の始動性の低い燃料を使用す
る。燃料供給弁９から供給される燃料は、発熱体３０に
より加熱され、超音波振動部材１０の霧化部１２におい
て微細液滴に霧化し、気化を促進し着火性を向上させも
のである。

次に第５図により本発明のさらに他の実施例について説
明する。本実施例においては、燃料としてアルコールを
使用し、燃料供給路２３内の発熱体３０の外周に酸化触
媒層４３を配設したことを特徴とする。酸化触媒層４３
において、アルコールの一部を引火しやすいホルムアル
デヒド等に変化させ、残りのアルコールとともに超音波
振動部材側に供給するものである。

本発明においては、メタノール１００％燃料の場合、低
温始動温度は一５℃以下となり、また、メタノール８５
％、ガソリン１５％混合燃料の場合、低温始動温度は一
２５℃以下に改善させることができた。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。

例えば、上記実施例においては、燃料供給弁により燃料
を常時超音波霧化装置に供給するようにしているが、始
動時のみ超音波霧化装置を用い、定常運転時は気化器或
は専用の燃料供給弁により燃料を供給するようにしても
よい。

［発明の効果コ以上のように本発明によれば、火花点火式エンジンにお
いて、灯油、アルコール、アルコールとガソリンの混合
燃料等の始動性の低い燃料を使用するエンジンの低温始
動を可能にし、かつ、始動時間の短縮、ＨＣエミッシＲ
ンの低減、燃費の向上を図ることができる。

また、発熱体により加熱された燃料の熱が外部に放熱す
るのを防止する構造をとっているため、発熱体の電力消
費量を低減させ、かつ、燃料を効果的に加熱することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の燃料供給装置の１実施例を
示す断面図、第２図、第３図、第４図および第５図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す部分断面図、第６図は
本発明に係わる内燃機関のの１実施例を示す断面図であ
る。１・・・エンジン、４・・・吸気管、９・・・燃料供給
弁、１０・・・超音波振動部材、１２・・・霧化部、２
３．２３　ａ１２３　ｂ１２３　ｃ・・・燃料供給路、
３０・・・発熱体、　３１・・・断熱材、　３２・・・
筒体、　４０・・・内筒、　４１・・・外筒、４２・・
・熱伝導部材、４３・・・酸化触媒層。出　願　人　　　東燃株式会社復代理人弁理士　白　井　博　樹（外６名）第１図Ｍ２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）始動性の低い燃料を使用する火花点火式エンジン
において、吸気管内に配設される超音波振動部材と、該
超音波振動部材の霧化部に燃料を供給する燃料供給弁と
、前記超音波振動部材および燃料供給弁を支持する支持
部材と、該支持部材内に挿入され燃料を加熱するための
発熱体とを備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給
装置。
（２）前記発熱体と支持部材の間に断熱材を挿入するこ
とを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装
置。
（３）前記発熱体と支持部材の間に空気層を形成する筒
体を挿入することを特徴とする請求項１に記載の内燃機
関の燃料供給装置。
（４）前記発熱体内に燃料供給路を形成することを特徴
とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
（５）前記発熱体と支持部材の間に内筒および外筒を配
設し、外筒と支持部材の間に第１の燃料供給路を形成し
、内筒と発熱体との間に第２の燃料供給路を形成し、該
第２の燃料供給路内に熱伝導部材を配設することを特徴
とする請求項１または請求項３に記載の内燃機関の燃料
供給装置。
（６）前記発熱体と支持部材の間に酸化触媒層を設ける
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに
記載の内燃機関の燃料供給装置。