JPH0623744Y2 - 始動補助装置 - Google Patents

始動補助装置

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JPH0623744Y2
JPH0623744Y2 JP5028488U JP5028488U JPH0623744Y2 JP H0623744 Y2 JPH0623744 Y2 JP H0623744Y2 JP 5028488 U JP5028488 U JP 5028488U JP 5028488 U JP5028488 U JP 5028488U JP H0623744 Y2 JPH0623744 Y2 JP H0623744Y2
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直人 手塚
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Isuzu Motors Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本考案は、ディーゼルエンジンの車両を、寒冷時におい
ても短時間で始動することの出来る始動補助装置に関す
るものである。
【従来の技術】 ディーゼルエンジンの車両の始動性を良くするための補
助装置としては、例えば、グロープラグ,インテークヒ
ータ,ブロックヒータ,オイルパンヒータ等がある。 グロープラグは、シリンダヘッドに貫通して設けられ、
燃焼室内の空気を直接暖める。 インテークヒータは、インテークマニホールドに取付け
られ、吸気を暖める。 ブロックヒータは、エンジンのシリンダーブロックに取
付けられ、冷却液(coolant;クーラント)を暖める。
暖められた冷却液が循環すると、エンジンブロックが暖
められ、始動を助ける。ブロックヒータには大電力が必
要なため、車両バッテリでは使用不可能であり、商用電
源から給電する。 オイルパンヒータは、オイルパンに取付けられ、エンジ
ンオイルを暖める。エンジンオイルが暖められると、粘
度が小になってシリンダ内でのピストンの動きを軽く
し、始動を助ける。オイルパンヒータも、やはり大電力
が必要なため、商用電源から給電する。 そのほか、エアクリーナへ供給する空気を燃焼式ヒータ
で予め加熱するようにしたものとか(実開昭48-41907号
公報,特開昭60-79149号公報)、オイルパンを燃焼式ヒ
ータからの温風で暖めるようにしたものとか(実開昭60
-26215号公報)がある。
【考案が解決しようとする課題】
(問題点) しかしながら、前記した従来技術には、大型エンジンに
は適用しにくいとか、極寒冷時においてはあまり効果が
ないとか、商用電源が取れない所では全く役に立たない
とかいった問題点があった。 (問題点の説明) まず、グロープラグは、大型エンジン(例えば、10リ
ットル以上)には適用しにくい。なぜなら、エンジンが
大型になるほどエンジン冷却のための通水路を複雑に巡
らす必要があるが、シリンダヘッドにグロープラグを貫
通させるとなると、その部分を横切っては通水路を設け
ることが出来なくなり、エンジン冷却上支障が出て来る
からである。 インテークヒータは、−25℃位以下の極寒冷時になる
と、あまり効果がなくなる。 ブロックヒータやオイルパンヒータは、商用電源がなけ
れば使えないから、これらを使って始動できる場所は限
られてしまう。 また、実開昭48-41907号公報,特開昭60-79149号公報,
実開昭60-26215号公報に示される技術で始動できるの
は、せいぜい−30℃程度までである。なぜなら、低温
のため、ただでさえバッテリスタミナが低下しているの
に、更にバッテリパワーを消費しているからである。こ
れでは、始動時に充分なクランキング回転数が得られな
い。因みに、バッテリの温度が5℃低いと、15リット
ル級のエンジンでは、クランキング回転数が15rpm
位低くなってしまう。 本考案は、以上のような問題点に鑑みてなされたもの
で、極寒冷時においても車両に搭載された装置だけを使
って自力で始動できるようにすることを課題とするもの
である。
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本考案の始動補助装置では、
燃焼ヒーター部の排気ガスをキースイッチがOFF位置
の時オイルパンを暖めるよう導きそれ以外の位置の時外
気中へと導く切り換えを行う第1の気体経路切換器と、
該燃焼ヒーター部からの洗浄な温風をキースイッチがO
FF位置の時バッテリボックスへ導きSTART位置の
時にエアクリーナに導きON位置の時にキャビンに導く
切り換えを行う第2の気体経路切換器とを備えることと
した。
【作用】
前記冷却液パイプは、暖められた冷却液をエンジンブロ
ックに供給する。シリンダおよびシリンダヘッドが暖め
られて燃料の着火性を向上させると共に、シリンダとピ
ストンとの間のオイルを軟化させ、スタータ回転時の駆
動トルクを減少させる。これらによって始動がし易くな
る。 第1の気体経路切換器は、キースイッチがOFF位置の
時、オイルパンへ燃焼ヒーター部の排気ガスを供給す
る。するとオイルが軟化し、それに伴いオイルパン内に
あるオイルがクランクシャフトで攪拌される抵抗も小さ
くなって、上記と同様に始動し易くする。OFF位置以
外の時は、外気中へ排出する。 第2の気体経路切換器は、燃焼ヒーター部からの清浄な
温風を、時に応じて所定の個所に供給するための切り換
えを行う。 キースイッチがOFF位置の時には、バッテリボックス
に供給してバッテリを暖め、バッテリ電圧を予め高めて
おく。するとスタータに印加される電圧が高くなるか
ら、始動し易くなる。 キースイッチがSTART位置の時には、エアクリーナ
に供給してエンジンへの吸気とする。吸気が暖かいと着
火性が良く、始動し易くなる。 キースイッチがON位置の時には、キャビンに供給し、
暖房補助用として利用する。
【実施例】
以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 (構成の概要) 第1図に、本考案の実施例にかかわる始動補助装置を示
す。第1図において、1は燃焼ヒーター部、2は外筒、
3,4はファン、5はモータ、6は燃料パイプ、7はグ
ロープラグ、8は内筒、9は冷却液パイプ、10はポン
プ、11は電磁弁、12はバッテリボックス、13は気
体経路切換器、14は切換機構、15,16,17は切
換出口、18は気体経路切換器、19は切換機構、2
0,21は切換出口、22はキャビン、23はエアクリ
ーナ、24は外気取入口、25はエンジン、26はウォ
ーターマニホールド、27はエンジンブロック、28は
インテークマニホールド、29はオイルパン、30は温
風取入口である。 先ず、燃焼ヒーター部について説明する。 一般に、燃焼ヒーター部は、車室内の暖房補助用として
設けられるものであり、灯油とか車両の燃料である軽油
とかを燃焼させ、その熱を利用するものである。 燃焼ヒーター部1は、外筒2と内筒8とを備えている。
モータ5によって駆動されるファン3によって取り入れ
られた外気の一部は、ファン4によって内筒8に送り込
まれ、残りは内筒8と外筒2との間を流される。 内筒8には燃料パイプ6とグロープラグ7が設けられて
いる。燃料パイプ6から出る燃料がファン4からの風に
よって霧状にされ、それがグロープラグ7の熱により着
火されて燃焼する。内筒8は、言わば燃焼筒である。 内筒8内の空気には、燃焼ガスが混じっており清浄では
ない。そこで、車室内への暖房用空気としては、内筒8
と外筒2との間を流される空気(これには燃焼ガスが混
じっておらず、洗浄である)を供給する。 第1図では、このような燃焼ヒーター部を利用して、 エンジンブロック27を暖めるためのエンジンブロッ
ク昇温部と、 オイルパン29を暖めるためのオイルパン昇温部と、 バッテリおよび吸気を暖めるバッテリ・吸気昇温部と が構成されている。 以下これらを順次説明する。 (1)エンジンブロック昇温部 内筒8の中に冷却液パイプ9の一部を導き入れ、この冷
却液パイプ9を、エンジン25のウォーターマニホール
ド26に接続する。冷却液パイプ9の途中には、ポンプ
10と電磁弁11とを設ける。電磁弁11が開かれポン
プ10が作動すると、燃焼ヒーター部1で暖められた冷
却液は循環し、エンジンブロック27を暖める。 これによりシリンダおよびシリンダヘッドが暖められる
ので、燃料の着火性が向上する。また、オイルも暖めら
れるので、オイルを柔らかくする。 電磁弁11の開放や,ポンプ10の作動開始は、モータ
5やグロープラグ7への通電開始に合わせて行う。そし
て、キースイッチがOFF位置,START位置,ON
位置のどの位置にある時でも作動させ続ける。 (2)オイルパン昇温部 内筒8から排出される燃焼ガスの混じった空気(即ち、
排気ガス)は、気体経路切換器18によってその行先が
切り換えられる。 切換機構19が図示のように切換出口20に切り換えら
れると、オイルパン29へ送られ、切換出口21に切り
換えられると、外気中へ排出される。 キースイッチがOFF位置の時には切換出口20に切り
換えられ、オイルパン29が暖められる。オイルが暖め
られると、シリンダとピストンとの間に介在しているオ
イルおよびオイルパン内にありクランクシャフトで攪拌
されるオイルが柔らかくなり、スタータ回転時の駆動ト
ルクを減少させる。そのため、クランキングスピードが
速められる。 (3)バッテリ・吸気昇温部 燃焼ヒーター部1の外筒2と内筒8との間を流されて出
来た清浄な温風は、気体経路切換器13によって3つの
行先の内のいずれかに切り換えられる。 始動に先立って(キースイッチがOFF位置の時)、切
換機構14は切換出口15に切り換えられる。これによ
り、バッテリボックス12が暖められる。バッテリは、
暖められると化学反応が促進され、電圧が上昇する(例
えば、1℃上昇すると、バッテリユニット1個当たり約
0.5V上昇)。電圧が上昇すると、スタータを勢いよく
回すことが出来る。 次に(キースイッチがSTART位置の時)、切換機構
14は切換出口17に切り換えられ、エアクリーナ23
に清浄な温風が供給される。すると、エンジン25のイ
ンテークマニホールド28には、暖かい吸気が供給され
るから、燃料の着火性が向上する。 なお、エンジンが始動すると(キースイッチがON位置
の時)、切換機構14は切換出口16に切り換えられ、
清浄な温風は暖房補助用としてキャビン22に送られ
る。 (気体経路切換器の構造について) 第3図は、気体経路切換器13に例をとって示した、気
体経路切換器の詳細を示す。第4図は、第3図のX−X
断面図である。これらの図において、31はモータ、3
2はウォームギヤ、35は固定接点、42は蓋、43は
端子、44は回転内胴の気体出口、45はギヤディス
ク、46はシャフト、47はケース、48は固定外胴、
48−1ないし48−3は固定外胴の気体出口、49は
回転内胴、50は気体入口である。3つの気体出口48
−1〜48−3は、互いに120°の間隔をもって配置
されている。 回転内胴49と固定外胴48とは、気体入口50が一致
させられている。そして、回転内胴49は固定外胴48
の内部で回転させられ、その気体出口44を固定外胴4
8の3つの気体出口48−1〜48−3のいずれかに合
わされる。第3図では、気体出口48−1に合わされて
いる。これにより、気体入口50から入って来た清浄な
温風は、所望の個所に切り換え供給される。 回転内胴49の回転は、シャフト46が接続されている
ギヤディスク45が回転することによって行われるが、
そのギヤディスク45の回転は、モータ31とウォーム
ギヤ32とによって行われる。 第6図に、ギヤディスク45とウォームギヤ32との関
係を示す。ギヤディスク45の周囲に施してある歯と、
ウォームギヤ32の溝とが噛み合わされており、ウォー
ムギヤ32が回るとギヤディスク45も回る。ウォーム
ギヤ32は、モータ31によって駆動される。 なお、第6図の36,62は回動接点である。回動接点
36は切欠部Vを有しているが、回動接点62は有して
ない。これらはギヤディスク45の上面に固定して施さ
れているから、ギヤディスク45が回動すると、それと
一体になって回動する。 第7図は、第6図のY−Y断面図を示す。 第5図は、気体経路切換器の蓋42の裏を示す。固定接
点35の一端は端子43によって蓋42に固定され、他
端の接触部52がギヤディスク45の回動接点36に圧
接される。その様子は、第3図に示されている。同様な
固定接点33,34が設けられており、接触部55,6
1が回動接点36に圧接される。 これらは、後述するように、気体出口48−1〜48−
3の位置に対応する固定接点を形成するから、互いに1
20°の間隔をもって配置される。なお、第3図では、
固定接点35とそれに対応する端子43しか示してな
い。 固定接点57の接触部58は、切欠部のない回動接点6
2の方に圧接されている。 回動接点36はモータ31の給電端子の一方(+側)に
接触されており、回動接点62は他方の給電端子(アー
ス側)に接続されている。回動接点62は切欠部を有し
ないから、固定接点57とはいかなる状況においても接
触している。そして、回動接点62はアースされてお
り、モータ31の一端を常時アースする。 固定接点の各端子43,53,59は、それぞれ後述す
る(第2図)キースイッチのP端子,C端子,M端子に
接続されており、キースイッチの状況により電圧が印加
されたりされなかったりする。 従って、モータ31の駆動は、キースイッチがどのよう
な位置(OFF位置とかON位置とか)にあるかという
ことと、回動接点36と固定接点33,34,35等と
の接触状況によって制御されることになる。 なお、第3図,第4図,第5図では気体経路切換器13
について示したが、気体経路切換器18も同様な構造と
なっている。ただ、気体経路切換器18では、切換出口
の数が3つでなく2つであり、それに対応した構造が異
なるのみである。 (制御回路について) 次に、気体経路切換器13,18を駆動するモータ31
の制御を、第2図によって説明する。 第2図は、キースイッチの操作に合わせて気体経路切換
器を上記の如く作動させるための制御回路図である。第
2図において、第1図,第3図,第5〜7図と同じ符号
のものは、それらの図と同じものである。そして、37
はモータ、38,39は固定接点、40は回動接点、4
1はウォームギヤ、101はバッテリ、102はキース
イッチ、103ないし106はダイオード、107はキ
ャパシター、108はツェナーダイオード、109,1
10は抵抗、111はスイッチング用トランジスタ、1
12はリレーコイル、113はツェナーダイオード、1
14はリレースイッチ、Tはタイマーリレーである。 この回路の動作を、キースイッチの操作順に従って説明
する。 (A)キースイッチ102がOFF位置の時 キースイッチ102のB端子とP端子とが接続される。 先ず、気体経路切換器13の動作について説明する。バ
ッテリ101の電圧は、バッテリ101→B端子→P端
子→固定接点35へと印加される。 もし回動接点36と固定接点35とが接触していると、
モータ31に通電されてモータ31は回転する。それに
よりウォームギヤ32が回り、ギヤディスク45(第2
図では図示せず)を回転させる。すると、ギヤディスク
45上に施されている回動接点36も回動する。回動し
て第2図図示のように、固定接点35が回動接点36の
切欠部の所に来て両者の接触が断たれ時、モータ31は
停止する。 つまり、この回転に伴い、第3図で説明したように回転
内胴49が回転して、気体経路を切り換える。そして、
回動接点36の切欠部が固定接点35の位置まで回動し
た時、回転内胴49の気体出口44が、バッテリボック
ス12へ連なる回転内胴49の気体出口(第1図の切換
出口15に相当)に一致させられる。 かくして、キースイッチ102がOFF位置にある時、
気体経路切換器13によってバッテリボックス12に清
浄な温風が供給され、バッテリが暖められる。 もし、当初、回動接点36と固定接点35とが接触して
いなければ、上記のような動作はしないわけであるが、
接触していないということは、既に所望の出口に切り換
えられていることにほかならないから、何らの動作もす
る必要はない。 次に、気体経路切換器18の動作について説明する。バ
ッテリ101→B端子→P端子→固定接点38へと電圧
が印加される。 もし、固定接点38と回動接点40とが接触していれ
ば、モータ37に通電される。回動接点40が施されて
いるギヤディスク(図示せず)は、ウォームギヤ41に
よって回動され、第2図図示のように回動接点40の切
欠部が固定接点38のところに来たところで停止する。 この回動に伴い対応する回転内胴が回転し、気体経路切
換器18の固定外胴の第1図の切換出口20に相当する
出口に切り換えられる。 かくして、キースイッチ102がOFF位置にある時、
気体経路切換器18によってオイルパン29の周囲に燃
焼ヒーター部1の排気ガスが供給され、オイルパン29
が暖められる。 もし、当初、固定接点38と回動接点40とが接触して
いなかったら、それは既に所望の出口に切り換えられて
いることにほかならないから、何らの動作もしない。 なお、タイマーリレーTにもバッテリ101の電圧が印
加されるが、トランジスタ111がオンされていないの
で(キースイッチ102のC端子に電圧が印加された時
にオンする)、何らの動作もしない。 (ロ)キースイッチがSTART位置の時 この時には、B端子とM端子とC端子とが接続される。 M端子→固定接点39へと電圧が印加される。回動接点
40は前のキースイッチ102がOFF位置の時に第2
図図示のような状態で停止しているから、固定接点39
と回動接点40とは接触している。そのため、モータ3
7に通電され、回動接点40はその切欠部が固定接点3
9のところに来るまで回動される。 この回動により、気体経路切換器18の出口は第1図の
切換出口21に相当する出口に切り換えられる。これに
より、オイルパン29に供給されていた温風は、外気中
へと排出される。あまりにオイルを加熱し過ぎると、柔
らかくなり過ぎて潤滑の役目をしなくなるから、この時
点でオイルパン29の加熱は打ち切る。 M端子→スイッチ114→固定接点34へとも電圧が印
加されるが、この電圧はタイマーリレーTの働きによ
り、次のようにして瞬時に断たれる。 C端子→ダイオード103→キャパシタ−107→アー
スへと流れる電流により、キャパシター107は瞬時に
して充電される。充電された電荷は、ツェナーダイオー
ド108→抵抗109→トランジスタ111のベース→
同エミッタ→アースという経路で放電し、トランジスタ
111をオンにする。するとリレーコイル112が付勢
され、リレースイッチ114をオフとする。従って、固
定接点34に印加された電圧は、瞬時にして断たれる。 固定接点32に再び印加されるのは、キャパシター10
7の電圧がツェナーダイオード108のツェナー電圧以
下に低下するまでの時間(30秒〜60秒)が経過した
後である。 なお、ツェナーダイオード113は、トランジスタ11
1に過電圧がかかるのを防止するためのものである。 また、C端子→固定接点33へと電圧が印加される。キ
ースイッチ102がOFF位置の時には、回動接点36
は第2図図示の状態で停止しているから、固定接点33
は回動接点36と接触している。そのためモータ31に
通電され、回動接点36は、その切欠部が固定接点33
のところに来るまで回動する。 この回動を完了した時、気体経過切換器13の出口は、
第1図の切換出口17に相当する出口に切り換えられて
いる。そのため、清浄な温風はエアクリーナ23を経由
し、暖かい吸気としてエンジン25に供給される。 タイマーリレーTは、結局、所定の時間(30秒〜60
秒)だけリレースイッチ114をオフに保ち、その間は
回動接点36の切欠部を固定接点33のところに留まら
せる役目を果たす。このことは、少なくともタイマーリ
レーTで決められる上記の時間、エンジンへの吸気とし
て清浄な温風を送り続けることを意味する。これにより
エンストを防止すると共に、完全始動までの時間が短縮
される。 以上のように、キースイッチ102がSTART位置の
時、燃焼ガスの混じった温風は気体経路切換器18によ
って外へ排出され、清浄な温風は気体経路切換器13に
よってエンジン25の吸気として供給される。 (C)キースイッチ102がON位置の時 キースイッチ102のB端子とM端子とが接続される。 気体経路切換器18に関しては、START位置の時と
同様に、M端子→固定接点39へと電圧が印加されるか
ら、燃焼ガスの混じった温風は外気中へ排出される。 M端子から気体経路切換器13の固定接点34への印加
に関しては、リレースイッチ114のオンオフ状態によ
る。 タイマーリレーTのトランジスタ111がまだオンして
いると、リレースイッチ114はオフであるから、気体
経路切換器13は新たな動作は開始しない。 キャパシター107の放電が進み、トランジスタがオフ
になるとリレースイッチ114はオンに復帰するから、
これ以後固定接点34に電圧が印加される。 START位置の時、回動接点36の切欠部が固定接点
33のところに来ている状態で停止しているから、固定
接点34と回動接点36とは接触している。それゆえモ
ータ31に通電され、回動接点36はその切欠部が固定
接点34のところに来るまで回動する。この回動を完了
した時、固定外胴48の出口は、第1図の切換出口16
に相当する出口に切り換えられている。かくして、清浄
な温風は、暖房補助用の温風としてキャビン22に供給
される。 なお、気体経路切換器やタイマーリレーの構成は、代表
的なものを例示したに過ぎず、これに限定されるもので
はない。
【考案の効果】
以上述べた如く、本考案によれば、車両に搭載している
燃焼ヒーター部の熱を利用して、エンジンブロックやオ
イルパンやエンジンへの吸気を暖めるほか、特にバッテ
リをも暖めるようにした。そのため、オイルが軟化され
てピストンが動き易くされたり、燃料の着火性が向上さ
れたりすると共に、充分なバッテリスタミナを確保する
ことが出来るようになったので、極寒冷時(例えば、−
40℃)において、自力で(商用電源等の助けを借りる
ことなく)エンジンを始動することが出来るようになっ
た。 そして、始動に要する時間も、従来に比べて大幅に短縮
することが出来た。例えば、従来、商用電源からの電力
で極めて始動する場合に、約90分を要していたのに、
本考案によれば、約30分で始動することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図…本考案の実施例にかかわる始動補助装置 第2図…キースイッチの操作に合わせて気体経路切換器
を作動させるための制御回路図 第3図…気体経路切換器の詳細図 第4図…第3図のX−X断面図 第5図…気体経路切換器の蓋の裏を示す図 第6図…ギヤディスクとウォームギヤとの関係を示す図 第7図…第6図のY−Y断面図 図において、1は燃焼ヒーター部、2は外筒、3,4は
ファン、5はモータ、6は燃料パイプ、7はグロープラ
グ、8は内筒、9は冷却液パイプ、10はポンプ、11
は電磁弁、12はバッテリボックス、13は気体経路切
換器、14は切換機構、15,16,17は切換出口、
18は気体経路切換器、19は切換機構、20,21は
切換出口、22はキャビン、23はエアクリーナ、24
は外気取入口、25はエンジン、26はウォーターマニ
ホールド、27はエンジンブロック、28はインテーク
マニホールド、29はオイルパン、30は温風取入口、
31はモータ、32はウォームギヤ、33,34,35
は固定接点、36は回動接点、37はモータ、38,3
9は固定接点、40は回動接点、41はウォームギヤ、
42は蓋、43は端子、44は気体出口、45はギヤデ
ィスク、46はシャフト、47はケース、48は固定外
胴、49は回転内胴、50は気体入口、101はバッテ
リ、102はキースイッチ、103ないし106はダイ
オード、107はキャパシター、108はツェナーダイ
オード、109,110は抵抗、111はスイッチング
用トランジスタ、112はリレーコイル、113はツェ
ナーダイオード、114はリレースイッチである。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼ヒーター部の排気ガスをキースイッチ
    がOFF位置の時オイルパンを暖めるよう導きそれ以外
    の位置の時外気中へと導く切り換えを行う第1の気体経
    路切換器と、該燃焼ヒーター部からの清浄な温風をキー
    スイッチがOFF位置の時バッテリボックスへ導きST
    ART位置の時にエアクリーナに導きON位置の時にキ
    ャビンに導く切り換えを行う第2の気体経路切換器とを
    備えたことを特徴とする始動補助装置。
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