JPS6019954A - 内燃機関の燃料霧化促進装置 - Google Patents

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】 本光明は内燃機関に供給される燃料を供給の経路におい
て加熱し、霧化を促進せしめる装置に関するものである
。

内燃機関において特に冷間始動時には燃＊８１が充分に
霧化されず液状で各気筒に供給されるため各気筒間の空
燃比にバラツキが生じる。この対策として吸入混合気通
路のスロットル弁下流に混合気中の未霧化燃料を加熱し
て霧化を促進する加熱体を設ける手段が提案されている
が、スロットル弁開度が大きくなると加熱体の加熱面が
空気等で冷されるために加熱効果が充分に発揮されず、
全負荷時等では気筒分配が未だ充分でない。

そこで本発明は、加熱体を備えた内燃機関の燃料霧化装
置において、スロットル弁開度が増加した場合にも良好
な燃料霧化をなさしめ気筒分配を向上することを目的と
するものである。

しかして本発明は、加熱体の直下に混合気の流路を絞る
テーパ状の絞り部を設けることにより上記の目的を達成
するものである。特に絞り部の終端周縁を尖端形状とす
ることにより燃料霧化効果は良好となる。即ち、液膜流
となって加熱体の加熱面より絞り部へ流下する未霧化燃
料は、空気流が絞り部で縮流されて乱れが生じることに
より、空気との混合が促進され、霧化が向上する。また
、未霧化燃料は絞り部の先端から滴下するときに空気に
より飛ばされて霧化される。

以下、本発明を図示の実施例により説明する。

第１図は４気筒、単吸気系の内燃機関のインテークマニ
ホルドを示すもので、インテークマニホルド２の入口２
１から入った混合気は多岐管２２．２３．２４．２５を
経て内燃機関の各気筒に至る。

本発明の燃料霧化促進装置は気化器と結合されるインテ
ークマニホルド２の入口部２１に設置される。

第２図および第３図は本発明の燃料霧化促進装置の第１
の実施例を示すものである。先ず加熱部３について説明
すれば、第２図に示すように、インシュレータ３ｇには
段部を有する円形の穴が形成され、この穴内には加熱体
たる円筒状の金属製加熱バイブ３ａが貨通せしめである
。また穴には正電極板３ｃ、チタン酸バリュウム等を主
成分どする環状のＰＴＣセラミック素子３１）、加熱バ
イブ３ａのフランジ３１ａ１パツキン３ｅが積層状に順
次組込まれている。インシュレータ３ｏと加熱バイブ３
ａとの隙間にはシール剤３ｆが介設しである。

第３図に示寸ように、上記の如く構成した加熱部３のイ
ンシュレータ３ｇは、その両面に設けたガスケット５ａ
、５．ｂを介してスロットルボデ１とインテークマニホ
ルド２の間に配設され、スロットルボデ１とインテーク
マニホルド２はインシュレータ３０を挾んでボルト等に
より締結されている。

インテークマニホルド２の入口は各分岐管が集合づ′る
容積拡大Ｖ２ｃを形成し、その入口には加熱バイブ３ａ
を囲むようにして傘部２ａが下方へ突出している。傘部
２ａの先端は加熱パイプ３ａの下方へ延出し、延出部の
内面は先細りのテーパ面をなし、絞り部４を形成してい
る。スロワ１〜ボデ１の内径Ｄ、加熱バイブ３ａの内径
ＤＩ　および絞り部４の先端内径ｄ、とはｌ）　＝　Ｄ
ｌ＞　ｄＢ　の関係にある。第４図の拡大図で示すよう
に、絞り部４の先端４ａは鋭角の先端をなしている。傘
部２ａと加熱パイプ３ａとの門には僅かな間１１１ｉ２
ｂが設（プてあり、加熱バイブ３ａの先端にはシールを
兼ねたリング状のガスケット５ｃが設けである。

なお、スロットボデ１内にはスロットル弁１ａが設けで
ある。

上記構成の吸気系においてス［１ツ１−ル弁１　ａのＦ
流に設置した図示しない燃料供給手段がら燃料が供給さ
れると、だの大部分は空気流に）θＩＩ！ｉ　（”さず
スロットル弁１ａの上面およびスＩＩツ１−ルボデ１の
吸気通路壁面に付着し、液膜流どなっ（流上する。スロ
ットル弁１ａの上面□に付着した燃料（，１弁の周端か
らはがれるときに空気流で微細化される。上記通路壁面
の液膜流は加熱バイブ３ａの壁面へ流下する。

一方、上記正電極板３Ｇはスイッチを介してバッテリ（
図示せず）に接続されており、スイッチをＯＮにすると
電流は正電極板３０　、ＰＴＣゼラミック素子３ｂ、加
熱パイプ３ａのフランジ３１ａへと流れ、ＰＴＣセラミ
ック素子は瞬時にして１２０℃前後の温度に達し、加熱
パイプ３８は伝熱により加熱される。

ところで、スロットル弁１ａの開度が小さいときや混合
気における燃料比が少ないときは、加熱パイプ−３ａを
液膜流となって流れる未霧化燃料は有効に加熱され霧化
される。一方、スロットル弁１ａの開度が大きくなった
り、燃料量が増大すると、燃料を充分に加熱することが
できなくなる。

しかしながら本発明では加熱パイプ３ａの直下に絞り部
４が形成されており、空気の流速が増大するとともに空
気の流れに乱れが生じる。このため未霧化燃料は空気と
混合され、霧化が促進される。

また、混合されなかった燃料は絞り部４の先端４ａから
滴下するときに空気と混合し霧化される。

絞り部４の先端４ａはインテークマボルド２の容積拡大
室２Ｃの高さの中央部にあり、かつ壁面から離されてい
るので、霧化されＩＣ燃料が再び壁面に付着するのが防
止される。

第５図は本発明の効果に関する実験結果を示す。

燃料供給系は単噴射弁方式でエンジン回転数は１２ｏｏ
ｒｐｍ、エンジン冷却水温および油温を約２０℃に設定
した。縦軸の△△／Ｆは気筒間の空燃比のバラツキを示
し、横軸はスロットル弁開度を示す。線Ａはインテーク
マホルドに傘部のみを設け、加熱パイプを具備しない場
合である。なお、傘部の内径は−Ｌ下均−で絞り部は形
成され、ていない。線Ｂは線へにおれる傘部内に加熱パ
イプを設置−Ｊた場合である。線Ｃは本発明ににり傘部
内に加熱パイプを設け、かつ傘部先端に絞り部を形成し
た場合である。なおスロットルボデの通路面積と加熱パ
イプの通路面積は同一で、これ等に対し絞り部の絞り割
合は１０％とした。

線Ａの場合は加熱パイプを有しないため全体として気筒
間の空燃比のバラツキは大きい。線１３の場合はスロッ
ト弁開度が小さいとぎ（５０°まで）は加熱パイプで燃
料が有効に加熱霧化されバラツキは少ないが、スロット
ル弁開麻が増大Ｊるとバラツキが急増する。これに対し
本発明による線Ｃの場合はスロットル弁開度により左右
されり゛、△△／Ｆは０．５〜２の範囲で良好な気筒分
配が達せられる。

なお、絞り部による混合気通路面積の絞りは、３０％程
度まではスロットル弁全開時の出力に何等の影響を及ぼ
さないことが確認された。なお、第３図において、容積
拡大室２Ｃの高さＬに対して先端に絞り部４を形成した
傘部の長さＬは５０％以下とし、絞り部４の先端の厚さ
ｔは２ｍｍ稈１良ないしそれ以下とすることが望ましい
。

上記実施例では容積拡大室２Ｃと一体の傘部２ａの先端
に絞り部４を形成したが、第６図の第２の実施例に示づ
゛ように容積拡大室とは別体の断熱性材料より／、にる
筒状の絞り部材４０を加熱パイプ３ａの外周に嵌合固定
し、該絞り部材４０の先端に絞り部４を形成してもよい
。

また絞り部４の内周面は第７図に示す第３の実施例の如
く断面曲面状としてもよい。更に第８図に示す第４の実
施例の如く加熱パイプ３ａの先端に、内径に突条を形成
したリング部材を固着してこれを絞り部４としてもよい
。

第９図は第５の実施例を示すもので、スロットルボデ１
の内面に加熱筒３ａが設けてあり、インシュレータ３ｇ
の下面にこれと一体に絞り部４が形成してあり、上記第
１の実施例と同様の作用効果を奏する。

第１０図は第６の実施例を示寸もので、ｐ　−ｒ　ｃセ
ラミック素子自体が直接に燃料を加熱する構造としであ
る。即ちＰＴＣセラミック索了３　ｂの加熱体は厚い円
板状で流通路となる複数の抜き孔３ｏｂを有している。

素子３ｂの下には負電極板（図示せず）、ガスケット５
Ｃを介して複数の絞り部４が突出する絞り部材４０が配
設し−Ｃｄうり、各絞り部４と素子３ｂの各抜き孔３０
１）とは連通ずる。そして絞り部材４０、ガスケット５
ｃ、ｉ″！電極板、加熱体３ｂ、正電極板３Ｃは積層さ
れ、インシュレータ３ｇに保持せしめである。絞り部材
４０の絞り部４は本実施例では下方へ突出せしめである
が、第１１図に示す第７の実施例の如く、穴を設けてそ
の周縁を傾斜面として絞り部４を形成してもよい。第１
１図において３ｄは負電極板である。

上記第６および第７の実施例において、混合、気は加熱
体３ｂの抜き穴３０ｂおよび絞り部４を通過するが、液
状末霧化燃１１”ｌは加熱体３・ｉの抜さ穴３０ｂの周
壁を流下するとぎに加熱霧化される。

霧化しきれなかった燃料は第１の実ＩＭ胸の場合と同様
、絞り部４を通過するときに霧化が促進される。なお第
６および第７の実施例のように素子３ｂに複数の穴を設
けた場合、絞り部４の素子３ｂの扱き穴３０ｂに対する
絞り割合は１０％ないしそれ以下とすることが望ましい
。なお、ＰＴＣセラミック索子３ｂの抜き穴３０ｂの周
壁面は、第１２図に示す第８の実施例の如く絞り部４ど
ほぼ共通のテーパ面をなすような傾斜面としてもよい。

第１３図は第９の実施例を示すもので、加熱体としては
第６の実施例（第１０図）と同様のＰＴＣセラミック素
子３ｂを用い、絞り部４を第１の実施例（第３図）と同
様にインテークマホルド２と一体の傘部２ａの先端に形
成したもので、上記各実施例と同様の作用効果を奏する
。

第１４図は第１０の実施例を示すもので、有底の金属製
加熱パイプ３ａの底部には複数の抜き穴３０ａが形成し
てあり、その下部に複数の絞り部４を有する第６の実施
例（第１０図）と同様の絞り部材４０が配設しである。

３ｂは通電により発熱するＰＴＣセラミック素子、３ｃ
は正電極板で、ＰＴＣセラミック素子３ｂに接する加熱
バイブ３ａのフランジ部が負電極板を兼ねる。６は加熱
バイブ３ａの外周に嵌合した断熱材のカバーである。

第１５図は第１１の実施例１．を示すもので、加熱体３
ａとして複数の抜き穴を有づる金属板を用いたもので各
抜き穴の直下にガスケット５ｄを介して絞り部材４０の
絞り部４が形成しである。３ｂはＰＴＣセラミック素子
である。

第１６図は第１２の実施例を示すもので、第１１の実施
例に示す加熱部が上−トニ段に設は−（ある。

第１７図は第１３の実施例を示ずもので、金属板よりな
る加熱体３ａ内部には空間が形成してあり、その中に発
熱体たるＰＴＣセラミック系了３ｂが設けてあり、加熱
体３ａ自体が絞り部４を右する。

そして絞り部４の下刃に傘部２ａが延出している。

第１８図は第１４の実施例を示Ｊ−もので、第１の実施
例（第３図）と同一の部材よりなるが、スロットルボデ
１の吸入混合気通路壁に対し、加熱バイブ３ａの７ラン
テ面が段部３［を形成している点において異り、吸入混
合気通路壁面を流下した液膜燃料の一部が段部３ｒで受
け止められ、この間に加熱されて霧化が促進される。

以上説明したように本発明は、内燃機関の吸入混合気通
路に加熱部を設け、この加熱部の直下に加熱部を通過し
た混合気の流れを絞る絞り部を設けたことにより、冷間
始動時において、スロワ１〜に弁の開度、燃料量の増大
にかかわらず液状燃料の霧化を促進し、もって気筒分配
を良好ならしめるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関のインテークマニホルドを示す図、第
２図ないし第４図は本発明の一実施例を示すもので、第
２図は燃料霧化促進装置の加熱部の断面図、第３図は装
着状態における装置の断面図（第１図の■−■線断面）
、第４図は装置の一部拡大図、第５図は本発明の効果に
ついての実験結果を示す図、第６図ないし第１８図はそ
れぞれ他の実施例の断面図である。 １・・・・・・スロットルボデ ２・・・・・・インテークマニホルド １ａ・・・・・・スロットル弁 ３・・・・・・加熱部 ３ａ・・・・・・加熱体 ３ｂ・・・・・・発熱体 ４・・・・・・絞り部 第７図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１８図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の吸入混合気通路のスロワ１〜ル弁下流
   に混合気の流通路を有する加熱部を設【ツ、該流通路の
   直下にこれを通過する混合気の流路面積を絞る絞り部を
   設けたことを特徴とする内燃機関の燃″！３１霧化促進
   装置。
2. （２）上記絞り部を吸気多岐管が集合するインテークマ
   ニホルドの入口部に位置せしめた特許請求の範囲第１項
   記載の内燃機関の燃料霧化促進装置。
3. （３）上記絞り部は下方へ向けて径が狭小化するテーパ
   面に形成し、その先端周縁を尖状とした特許請求の範囲
   第２項記載の内燃機関の燃料霧化促進装置。
4. （４）上記加熱部を吸入混合気通路に沿って設置した金
   属パイプと、通電により発熱する材料よりなり上記金属
   パイプに接して設けた発熱体にて構成し、上記金属パイ
   プの先端に絞り部を設けた特許請求の範囲第３項記載の
   内燃機関の燃料霧化促進装置。
5. （５）上記加熱部を、混合気の流通路となる複数の抜き
   孔を有し吸入混合気通路を横切るように設【プた金属板
   と、これに接して設（）た発熱体とで構成し、金属板の
   ８扱ぎ孔の直下に上記絞り部を設けた特許請求の範囲第
   ３項記載の内燃機関の燃ｆｉｌ霧化促進装置。
6. （６）上記加熱部を通電することにより発熱Ｊる材料よ
   りなり混合気通路となる複数の通孔を有する発熱体によ
   り構成し、各通孔の直下に絞り部を設けた特許請求の範
   囲第３項記載の内燃機関の燃料霧化促進装置。