JPH05157010A - 火花着火内燃機関 - Google Patents

火花着火内燃機関

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JPH05157010A
JPH05157010A JP3249499A JP24949991A JPH05157010A JP H05157010 A JPH05157010 A JP H05157010A JP 3249499 A JP3249499 A JP 3249499A JP 24949991 A JP24949991 A JP 24949991A JP H05157010 A JPH05157010 A JP H05157010A
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fuel
air
heating element
passage
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JP3249499A
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Pickartz Rikus Von
フォン ピッカルツ リクス
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Texas Instruments Inc
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F02M53/06Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means with fuel-heating means, e.g. for vaporising
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M69/042Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 空気・燃料混合物を加熱する発熱体を容易に
取り付けかつ取り替えることができ、かつ多気筒機関の
場合には、個々のシリンダの発熱体を別個に取り替える
ことができ、かつ放熱子から燃料への熱伝達を改良した
燃料噴射型内燃機関を提供する。 【構成】 シリンダCと、空気取入ダクト1と、燃料噴
射器5と、入口弁4及びシリンダに送入される空気・燃
料混合物を発生供給する通路3を有するシリンダヘッド
2と、一体構成の連結片を有する中空の平坦な金属製箱
体の形態の放熱子を含む発熱体7とを備え、連結片はダ
クト1又は通路3の壁部の開口部内にOリングによりシ
ールされ、放熱子の平坦な箱体が空気・燃料混合物を加
熱するためにダクトまたは通路中に突出している。PT
C抵抗材料製の2個の平板が箱体内で平板間に配置され
たばねにより該箱体の平坦な対向内側面に押圧され、か
つ平板を電源と接続するためにリード線がばねから連結
片を通して延びる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明の分野は、第一に、空気取
入ダクトを有する少なくとも1個のシリンダと、シリン
ダヘッドに配置された少なくとも1個の入口弁と、少な
くとも1個の燃料噴射器と、該燃料噴射器の下流側に配
置されかつ1個またはそれ以上のPTC(正の温度係
数)平板(tablets)を有する放熱子を備えた発
熱体とを備えた電気火花点火燃料噴射型内燃機関に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この型式の内燃機関はドイツ特許DE−
C−3,426,469号およびドイツ特許NL−A−
8,801,334号明細書から知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】機関の運転による総排
気ガス汚染放出量の約50%が機関がその運転温度に達
する前の短期間に発生すると考えられている。通常の状
態で排気ガス汚染放出量を約90%だけ減少させる排気
ガス用触媒ですらも触媒の運転温度に達したときのみに
この程度の変換を達成することができる。この触媒によ
る変換は約300℃の温度において開始されるので、最
初の機関の冷態始動後、機関からの排気ガス汚染放出量
を触媒により減少させることはほとんどまたは全くでき
ない。冷態の機関においては、温度レベルが燃料(ガソ
リンまたはアルコール)を完全に気化させるために十分
に高くないので、可燃性混合物を得るためには、余分の
量の燃料を冷態の機関に追加しなければならない。その
結果、高度の排気ガス汚染放出が発生する。それ故に、
低い機関温度においては、燃料消費量および排気ガス汚
染放出量が比較的に高くなる傾向が生ずる。それ故に、
発熱体による燃料・空気混合物の加熱は、環境の質的な
改良にかなり寄与することになり、そして同時に、余分
の燃料をほとんどまたは全く噴射させる必要がないの
で、燃料のかなりの節減をはかることができる。上記の
内燃機関においては、燃料は所望の温度までに急速に昇
温された発熱体上に噴霧され、したがって、燃料が所望
の温度まで昇温される。そのため、燃料はより良好に気
化し、そして同時に燃焼用空気を含むより良好な混合物
が得られる。この発熱体は機関が燃料を気化させるため
に十分な高温になったときに遮断される。
【0004】前記のドイツ特許DE−C−3,426,
649号明細書から知られている機関においては、発熱
体はシリンダの取入ダクト中に突出しかつ絶縁管により
包囲されたパイプの形態に構成されている。このパイプ
および絶縁管は、シリンダヘッドの凹部内に嵌合されか
つ空気取入ダクトにより固定される境界フランジを有し
ている。この設計の一つの欠点は発熱体の取付けおよび
取替作業が時間がかかるいやがられる仕事であることで
ある。また、発熱体が空気取入ダクトとシリンダのヘッ
ドとの間に締めつけられるプレートと一体に構成された
ドイツ特許NL−A−8,801,334号明細書に記
載の機関においても同様な欠点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの目的は、
上記の欠点をなくし、かつ発熱体を容易に取り付けかつ
取り替えることができ、そして多気筒機関の場合には、
各々の個々のシリンダの発熱体を別個に取り替えること
ができるように構成されたこの明細書の序文に記載の一
般的な型式の機関を提供することにある。本発明の別の
一つの目的は放熱子から燃料への熱伝達を改良すること
にある。
【0006】本発明によれば、従来知られている燃料噴
射型内燃機関は発熱体が放熱子を燃料・空気混合物取入
ダクト中に突出させるようにシリンダヘッドまたは空気
取入ダクトの壁部の開口部を通して配置されていること
を特徴とする。
【0007】本発明により空気の流れの流れ抵抗を実質
的に増大させないで優れた加熱効率を得るために、放熱
子は、好ましくは、流入する空気の流れに対してほぼ平
行にかつ流入する空気の流れに対して選択された角度、
好ましくは、制限された角度をなして延びる1つまたは
それ以上のフィンを備えている。
【0008】この発熱体は、自動工程で製造するために
構造が簡単でありかつ安価であり、またみぞが形成され
かつOリングがシリンダヘッドの壁部、または場合によ
り、空気取入ダクトのいずれかに対するシールとして配
置された一体の連結片を備えたユニット(モノリス)を
構成する中空の平坦な金属製の箱体からなる放熱子に容
易に装着される。
【0009】PTC平板は、好ましくは、ばねにより中
空の平坦な箱体の二つの対向した内面に弾力により係合
され、すなわち、押圧され、そしてこのばねは電気的に
接触するリード線と接続されている。
【0010】本発明は燃料取入ダクトをそれぞれの入口
弁上に開口した二つの半部分に分割する仕切板を有する
シリンダ1個について2個の入口弁を備えた燃料噴射型
機関に極めて好適である。このような機関が冷態にある
場合には、燃料が冷態の仕切上に凝縮するおそれがあ
る。このおそれは、本発明によれば、この仕切板の直ぐ
前の仕切板の側面内にまたは該仕切板の側面と整列する
ように放熱子を配置することにより好ましく回避され
る。
【0011】また、本発明は燃料噴射内燃機関用発熱体
を備え、この発熱体は中空の平坦な箱体の形態の放熱子
と、該放熱子と一体のユニットを構成する連結片と、平
坦な箱体内に配置されたばね装置であった、弾力により
2個のPTC平板と係合し、すなわち、該平板を押圧し
かつ該平板を該箱体の二つの対向した内側面に押圧する
ばね装置と、発熱体から連結片を通して延びるばね装置
と接続された電気的に接触するリード線とを備えてい
る。放熱子の外側には、一つまたはそれ以上のフィンが
形成されており、かつ連結片はOリングを受け入れるた
めに該連結片の中心線に対して斜めに配置された平面内
に該連結片の周囲のまわりに延びるみぞを有している。
これにより、隙間からの燃料の蓄積を最小限にとどめる
ことができる。
【0012】本発明の機関および発熱体のその他の目
的、利点および細部は本発明の好ましい実施例に関する
以下の詳細な説明、すなわち、添付図面に関する詳細な
説明から明らかになろう。
【0013】
【実施例】さて、本発明を添付図面について以下にさら
に詳細に説明する。
【0014】図1に示した燃料噴射型火花点火内燃機関
Eの部分はシリンダC中に空気・燃料混合物Mをシリン
ダヘッド2に取り付けられた2個の入口弁4(図1には
1個の弁のみを示した)を通して導入するために通路3
と接続されるようにシリンダヘッド2に取り付けられた
空気Aを供給するための空気取入ダクト1を備えてい
る。
【0015】空気取入ダクト1上には、燃料噴射により
シリンダCに燃料Fを供給するために燃料供給ダクト5
aと接続された燃料噴射器5が設けられている。
【0016】ダクト3内には、図2に最良に示したよう
に、鋳込仕切板6が設けられている。仕切板6は、図2
に示すように、上流側からくさび形に延びてダクト3を
2個の部分的なダクト3a、3bに分割している。冷態
の機関のための燃料を所望の温度まで昇温させるため
に、燃料は噴射されるときに発熱体7に噴霧される。こ
の発熱体7はシリンダヘッドの開口部Dを通してダクト
3中に突出している。発熱体7は開口部D内にプレスば
めまたはその他の慣用の手段により固定され、すなわ
ち、保持されている。発熱体7が燃料噴射器5とシリン
ダCとの間の位置において空気取入ダクト1の開口部を
通して突出して、噴射された燃料を発熱体7と接触させ
るように構成してもよい。
【0017】発熱体7は、通路3内に配置されかつその
上流側端部の直ぐ前方で仕切板6の側面と整列した熱伝
導性でありかつ導電性の材料で構成された中空の平坦な
金属製箱体の形態の金属製の放熱子8を備えている。
【0018】放熱子8は連結片9と一体に構成されてい
る。連結片9は、発熱体7が配置されたシリンダヘッド
開口部Dの壁部に対して該連結片をシールするためのO
リングガスケット10を受け入れるように該連結片の周
囲のまわりに延びる斜めのみぞ9aを有している。放熱
子8の中空の平坦な金属性箱体内には、相互に向き合い
かつ正の温度係数(PTC)を有するセラミック製の電
気抵抗材料または同様な材料で構成された2個の平板1
1a、11bが設けられている。平板11a、11bは
該平板の間に配置された導電性のばね12により中空の
平坦な金属製の箱体のそれぞれの内側面に弾性により押
圧されている。
【0019】ばね12は絶縁されたリード線13と接続
されている。リード線13は連結片9を通して延びかつ
連結ピン端部14を有している。図3に図解的に示した
ように、電源から電流がリード線13を介してばね12
に供給されるときに、PTC平板11a、11bが電気
回路に接続され、電気的に付勢され、そして加熱され、
かつ温度が上昇するにつれてPTC材料の抵抗が増大し
て、それにより平板の温度が既知の態様で自己調節さ
れ、そして所定の最高値以上に上昇できないようにPT
C材料が選択されていることは理解されよう。
【0020】放熱子8の平坦な箱体の外側には、図1に
示すように、斜めのフィン15が鋳造されるかまたはそ
の他の方法で形成されている。フィン15は開口部Dを
通して嵌合されるようになっており、そして機関内に発
熱体7が組み込まれた状態で矢印AおよびMで示した空
気の流れの方向にほぼ平行に延びている。しかしなが
ら、噴射された燃料Fの供給方向は、燃料がフィン15
上に噴霧されるように、燃料がフィン15に対して若干
斜めに衝突するようになっている。これにより、放熱子
8からの燃料への熱伝達をシリンダへの空気の流れに対
する流れ抵抗を有意に増大することなく行なうことが保
証される。
【0021】上記の構造の別の利点は、発熱体(7)を
簡単にかつ安価で製造することができかつスナップ嵌め
または圧力嵌めにより開口部D中に個々にかつ極めて簡
単に取り付けかつ取り替えることができることである。
【0022】いくつかの変更、変型を本発明の範囲内で
実施することができる。また、本発明は1個のシリンダ
について1個の入口弁を備えた機関にも適用可能である
けれども、1個のシリンダについて2個の入口弁を備え
た機関に特に有利に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内燃機関の一部分の横断面図。
【図2】空気取入ダクトおよび燃料取入ダクトの内面を
単一の線で示した空気・燃料混合ダクト内の発熱体およ
び分割仕切板の図解的な上面図。
【図3】本発明による発熱体の横断面図。
【図4】発熱体の側面図。
【符号の説明】
A 空気 C シリンダ D 開口部 E 機関 F 燃料 1 空気取入ダクト 2 シリンダヘッド 3 通路 4 入口弁 5 燃料噴射器 6 仕切板 7 発熱体 8 放熱子 9 連結片 9a みぞ 10 Oリングガスケット 11a 平板 11b 平板 12 ばね 13 リード線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1個のシリンダと、空気取入
    ダクトと、空気・燃料混合物を発生させるために空気と
    混合される燃料を供給する燃料噴射器と、空気取入ダク
    トからシリンダまで延びた通路を有するシリンダヘッド
    と、シリンダへの空気・燃料混合物の流れを調整するた
    めにシリンダヘッド上に配置された少なくとも1個の入
    口弁と、固有抵抗の正の温度係数を有する電気抵抗材料
    からなる少なくとも1個の平板を備えた放熱子を有する
    発熱体であって、放熱子がシリンダへの空気・燃料混合
    物の流れの中に突出するように燃料噴射器とシリンダと
    の間の空気取入ダクトまたはシリンダヘッド通路の壁部
    の開口部内に配置された発熱体とを備えた燃焼噴射器型
    の火花点火内燃機関において、放熱子が一体に構成され
    た連結片を有する中空の平坦な金属製の箱体を備えかつ
    連結片の周囲のまわりに形成されたみぞを有し、該連結
    片が前記壁部の開口部内に配置されかつ該開口部をシー
    ルするためにみぞ内に配置されたOリングガスケット装
    置を有することを特徴とする火花点火内燃機関。
JP3249499A 1990-09-28 1991-09-27 火花着火内燃機関 Pending JPH05157010A (ja)

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