JPS5920866B2 - 内燃機関の吸気加熱装置 - Google Patents

内燃機関の吸気加熱装置

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JPS5920866B2
JPS5920866B2 JP54114100A JP11410079A JPS5920866B2 JP S5920866 B2 JPS5920866 B2 JP S5920866B2 JP 54114100 A JP54114100 A JP 54114100A JP 11410079 A JP11410079 A JP 11410079A JP S5920866 B2 JPS5920866 B2 JP S5920866B2
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JP
Japan
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wall surface
container
heating element
heating device
intake air
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健雄 三好
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Toyota Motor Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Resistance Heating (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の吸気加熱装置に関する。
機開始動時には機関温度が低いために気化器から供給さ
れた燃料の気化が十分でなく、斯(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良好な燃焼
が得られず、その結果排気ガス中の有害成分が増大する
と共に安定した機関の運転を確保することが困難である
機開始動時における燃料の気化を促進するために従来よ
り吸気マニホルドライザ一部に排気ガスを導びいて排気
カスにより吸気マニホルドライザ一部を加熱するように
した吸気加熱装置が知られているがこのような排気ガス
熱を利用した吸気加熱装置は熱効率が低いばかりでなく
機開始動後暫らくしないと排気ガス温が上昇しないため
に機関始動後即座に燃料の気化を促進させるのは困難で
ある。
このような問題を解決するために正特性サーミスタ素子
(以下、PTC素子と称す)を内蔵した発熱体容器をそ
の容器底壁面全体が吸気マニホルド内の吸気通路底壁面
上に接するようにして吸気マニホルドライザ一部内に配
置した吸気加熱装置が特開昭51−132318号公報
に記載されているように公知であり、更にPTC素子を
内蔵した発熱体容器をその容器上面が吸気マニホルド内
に露呈すると共に容器下面が大気に露呈するようにして
吸気マニホルドライザ一部に形成した孔内に嵌着した吸
気加熱装置が提案されている。
PTC素子は電圧を印加するとただちに温度上昇するた
めにこのようなPTC素子を利用した吸気加熱装置では
機関始動後ただちに燃料の気化を促進することができる
しかしながら上述のように発熱体容器の底壁面全体が吸
気マニホルド内の吸気通路底壁面に接している場合には
かなりの熱が吸気マニホルドを介して大気に逸散するた
めに熱効率は低く、また発熱体容器の下面が大気に露呈
している場合にはかなりの熱が大気に放散されるために
熱効率が低いという問題がある。
本発明はPTC素子の発する熱を効率よく燃料に加える
ことのできる吸気加熱装置を提供することにある。
以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図並びに第2図を参照すると、1は機関本体、2は
吸気マニホルド、3は吸気マニホルド合部、4は1次側
気化器Aと2次側気化器Bからなる気化器、5は1次側
スロットル弁、6(ま2次側スロットル弁を夫々示す。
気化器4の直下の吸気通路底壁面7には円形孔8が穿設
され、この円形孔8内に発熱体容器9を具えた加熱装置
10カζ嵌着される。
また、吸気通路底壁面7内には第2図において破線で示
すような吸気加熱用温水通路11が形成され、この温水
通路11を覆うカバー12が加熱装置10と共にボルト
13により吸気マニホルド下側面に固締される。
第1図に示すように加熱装置10の土壁面14は吸気通
路底壁面7と同一平面内に配置され、この加熱装置上壁
面14上に一定の間隔を隔たてて薄板状の発熱体容器9
が配置される。
なお、1次側気化器Aの下端部には混合気を発熱体容器
9の上壁面に指向せしめるためのガイド筒15が取付け
られる。
第3図に示されるように加熱装置10は合成樹脂材料か
らなる中空基台16と、この中空基台16の下側に取付
けられた覆いカバー17と全具備し、この覆いカバー1
7には水抜き孔18が形成される。
加熱装置10の上壁面中央部には貫通孔19が形成され
、この貫通孔19内に金属製支持リング20が固定され
る。
この支持リング20は中空基台16を成形する際に中空
基台16内に鋳込むことによって中空基台16に固定さ
れる。
一方、発熱体容器9は容器本体21と容器上板22とを
具備し、容器本体21の下壁面中央部には下方に延びる
脚部23が一体形成される。
この脚部23は貫通孔19とほぼ同一直径の大径部23
aと、支持リング20の中心孔24とほぼ同一直径の小
径部23bとを有し、小径部23bの外周にはねじ山が
螺設される。
一方、大径部23aの高さは支持リング20の上面から
中空基台16の土壁面14までの高さよりも大きく、従
って容器本体21が脚部小径部23bに螺入されたナツ
ト25によって中空基台16に固締されたときに第3図
に示されるように容器本体21の下壁面26と中空基台
16の上壁面14との間に空隙が形成される。
なお脚部大径部23aの直径は容器本体21の直径に比
べてできるだけ小さなことが好ましい。
一方、第3図に示されるように容器本体21の上壁面に
は円形状の凹溝27が形成され、この凹溝27内に第4
図において破線で示すように環状ディスクの形をした一
対のPTC素子28 、29と、第5図並びに第6図に
示すようなこれらPTC素子28.29間に挿入された
弾発性電極板30と、PTC素子28,29の周辺部に
挿入された絶縁リング31とが設けられる。
容器上板22はこれらPTC素子28,29、電極板3
0、絶縁リング31を凹溝27内に挿入した後に容器本
体21上に覆せられ、次いで容器上板22と容器本体2
1とを例えば溶接により互いに連結して発熱体容器9を
形成する。
このようにして発熱体容器9が形成されたとき電極板3
00弾発性によってPTC素子28は容器本体21の内
壁面上に、一方PTC素子29は容器上板22の内壁面
上に密着せしめられる。
第3図並びに第6図に示すように電極板30の下側面中
央部には下方に延びる端子32が取付けられ、この端子
32は脚部23内に形成されだ円孔33を貫通して脚部
23の下端部から外方に突出する。
第3図に示されるように端子32の外周には中空円筒状
の絶縁体34が挿入され、またPTC素子28.29に
空気が供給されるように絶縁体34と円孔33間に環状
通路35が形成される。
端子32の下端部には導線36が接続され、この導線3
6は第1図に示すように温度検出スイッチ37、潤滑油
圧検出スイッチ38、並びにイグニッションスイッチ3
9を介して電源40に接続される。
温度検出スイッチ37は機関冷却水温が例えば60℃以
下のときオン状態にあり、機関冷却水温が60℃以上に
なるとオフ状態となる。
一方、潤滑油圧検出スイッチ38は機関駆動の潤滑油ポ
ンプの吐出圧が例えば0、5 kg/crrt以下のと
きオフ状態にあり、この吐出圧が0.5 kg/cr;
’b以上になるとオン状態となる。
PTC素子28.29は電流供給開始時に大きな電流が
流れるために機関を始動すべくセルモーターを駆動して
いるときにはPTC素子28゜29には電流の供給を開
始しないようにする必要がある。
このために潤滑油圧検出スイッチ38が設けられる。
即ち、機関がセルモーターにより回転せしめられるとき
には潤滑油圧は低く、機関が自刃運転を開始すると潤滑
油圧が高くなって潤滑油圧検出スイッチ38がオン状態
となり、PTC素子28.29に電流の供給が開始され
る。
このようにPTC素子28.29に電流の供給が開始さ
れるとPTC素子28.29は即座に温度上昇し、その
結果、発熱体容器9も即座に温度上昇する。
従って機関始動後1次側気化器Aから供給された燃料は
ガイド筒15により案内されて発熱体容器9の上面に導
びかれ、それによって液状燃料の気化が促進される。
一方、吸気マニホルド集合部3の下壁面に沿って流れる
液状燃料は発熱体容器9の底面から発する輻射熱によっ
て気化が促進される。
機開始動後暫らくして機関冷却水の水温が60℃よりも
高くなると温度検出スイッチ37がオフ状態となるため
にPTC素子28.29への電流の供給は停止せしめら
れる。
第3図に示されるように本発明による発熱体容器9は小
断面積の脚部23を介して中空基台16に連結され、し
かもこの中空基台16は断熱性の合成樹脂材料から形成
されているので発熱体容器9から脚部23を介して逃げ
る熱が少なく、更に燃料を加熱するために発熱体容器9
の上面並びに下面が使用されるので従来に比べて発熱表
面積が増大し、斯くして熱効率を向上することができる
また、発熱体容器9の上壁面上に例えばフィン等を形成
すると発熱体容器9から発した熱が燃料の気化促進のた
めではなく吸入空気の加熱に費やされることになる。
従って第3図に示すように発熱体容器9の上面並びに下
面は平坦面に形成することが好ましい。
第7図に別の実施例を示す。
この実施例では発熱体容器9内に一枚のPTC素子41
と、例えばマイカのような熱伝導性のよい電気絶縁材料
からなる絶縁板42と、PTC素子41と絶縁板42と
の間に挿入された第5図に示すような弾発性電極板43
とが設けられる。
電極板43の下面には端子44が一体形成され、この端
子44に導線36が接続される。
第7図に示されるように細い線をより合せた導線を用い
た場合には導線の外皮内において各導線間に間隙がある
ために導線36の外皮内を通して空気がPTC素子41
に供給される。
以上述べたように本発明によれば発熱体容器の下壁面と
吸気通路底壁面との間に間隙を設けると共に発熱体容器
の下壁面を加熱することによって吸気通路底壁面上の燃
料を加熱せしめることができる。
このように本発明では発熱体容器の上壁面ばかりでなく
下壁面も燃料の気化促進のために使用できるのでPTC
素子から発する熱を効率よく燃料の気化促進に使用でき
、それによって燃料の気化促進作用が従来に比べて大巾
に向上する。
従って機関暖機運転時であっても安定した燃焼が得られ
、斯くして排気ガス中の有害成分を低減できると共に安
定した機関の運転を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2図のI−I線に沿ってみた吸気マニホルド
の側面断面図、第2図は第1図の底面図、第3図は第1
図の一部拡大側面断面図、第4図は第3図の平面図、第
5図は第3図の電極板の平面図、第6図は第5図のVI
−VI線に沿ってみた側面断面図、第7図は別の実施例
の側面断面図である。 2・・・・・・吸気マニホルド、4・・・・・・気化器
、9・・・・・・発熱体容器、10・・・・・・加熱装
置、21・・・・・・容器本体、22・・・・・・容器
上板、23・・・・・・脚部、25・・・・・・ナツト
、28.29.41・・・・・・PTC素子、30゜4
3・・・・・・電極板、42・・・・・・絶縁板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 その内部にPTC素子を内蔵した発熱体容器を吸気
    マニホルド内の吸気通路底壁面上に設け、該PTC素子
    に電圧を印加することにより発熱体容器を加熱するよう
    にした吸気加熱装置において、上記発熱体容器を平坦な
    薄板状容器から形成すると共に該発熱体容器が上記PT
    C素子によって加熱される加熱上壁面と加熱下壁面とを
    有し、該発熱体容器の加熱下壁面と吸気通路底壁面間に
    間隙を形成して該加熱下壁面から発する熱により吸気通
    路底壁面上の燃料を加熱するようにした内燃機関の吸気
    加熱装置。
JP54114100A 1979-09-07 1979-09-07 内燃機関の吸気加熱装置 Expired JPS5920866B2 (ja)

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