JPS60219450A - 燃料噴射装置 - 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】 イ）技術分野 本発明は、燃料噴射装置に係り、さらに詳しくは内燃機
関の動作サイクルに応じて燃焼室に燃料噴゛射を行なう
噴射ノズルと、燃料噴射に従い燃焼用空気を吸い込み燃
料噴射流の周囲に空気層を形成するための空気を案内す
る空気案内装置と、発熱装置とを備え、特に自己着火式
内燃機関に用いられる燃料噴射装置に関するものである
。

口）従来技術 この種の公知の装置（ドイツ特許公開公報第８３４４６
７号）では、予熱プラグの螺旋発熱材が噴射ノズルから
噴射される燃料噴射流を包囲するように配置されている
。さらに、噴射溝のところでシリンダからの新鮮な空気
が噴射流に垂直に側方から非対称に吹きはけられる。こ
の場合、予め加熱されている燃料成分が、加速されてシ
リンダへ送られる。しかし、この公知の装置の場合には
、燃料の一部が予熱プラグの螺旋状発熱材に刺着し、そ
こで一部が炭化してしまい、さらに側方に外れた新鮮な
空気流によって、燃料の一部が噴射溝の壁に吹き付けら
れる、という欠点があった。

従って、良好な燃焼が行なわれず、効率が悪くなり排ガ
ス組成も好ましくなくなる。

ハ）目　的 本発明の目的は、従来に比較して条件が異なっても短時
間で発熱で゛き、連続して質の良い予熱を行なうことが
でき、したがって効率が良く、好ましい排ガス組成の得
られる発熱装置を備えた燃料噴射装置を提供することに
ある。

二）実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて、本発明の詳細な説
明する。

第１図に示す実施例では、燃料噴射ノズル１２がノズル
調整ナツト１３を用いてスペーサリング１１を介してエ
ンジンブロック１０内に組み込まれている。燃料噴射ノ
ズル１２には、ノズルボディ１４内で動作する弁ニード
ル１５が設けられている。ノズルボディ１４はノズル調
整ナツト１３によって第１図には図示していないノズル
ホルダーに固定されている。ノズル調整ナツト１３の燃
焼室側端部に形成された環状の溝１６中に、発熱装置の
筐体１７が固定されている。ノズルボディ１４の底は、
支持板１８を介して発熱装置の筐体１７に支持されてい
る。筐体１７の燃焼室側は、蓋１９で閉鎖されている。

前記支持板１８とｉ１９は同心に形成されているので、
燃ネコ＋噴射流２−′Ｏ′−は妨げられることなく、図
示していない燃焼室中に到達することができる。接点板
２１と、これと共に用いて電気接触を行なわせるｉ１９
との間には円筒状の発熱体２２が設けられており、発熱
体の機械的強度を高めるために１本あるいは複数本の支
持片２３が取り付けられる。支持板１８を介して蓋１９
をノズルボディ１４の底とより確実に接触させるために
、支持板１８と蓋１９の間に接触片２４を設けてもよい
。発熱体２２と結合されている接点板２１を介して、駆
動電圧が発熱体２２に印加され、前記接点板２１は弓形
ワイヤ２５と接点ピン２６を介してリード線２７と接続
されている。この場合、この接点ピン２６は、筐体１７
内で耐圧及び耐熱半１月伺けされた電気導体２８の一部
となっている。

位置１７には開口部２９が設けられており、この開口部
２９を通して弓形ワイヤ２５が接点板２１へ導かれる。

さらにこの開口部２９を通して燃焼室からの空気流がノ
ズルボディ１４の床、すなわちノズルボディ１４と弁ニ
ードル１５間の燃料の噴射流が発生する位置に達するこ
とができる。

図示の実施例の動作は次の如くである。燃料噴射ノズル
が、噴射期間中開放されると、インジェクタの原理に基
づいて、燃料噴射流がその回りを包囲している空気を吸
引する。この空気は円筒状の発熱体を通過するが、この
場合発熱体は燃料と接触せずに空気層を加熱し、この空
気層を介して燃料が加熱される。この場合、発熱素子に
よって空気層のみが加熱されるのではなく、発熱素子の
赤外線が噴射された燃料の粒子に作用し、これを加熱す
る。ノズル底部の回りを新鮮な空気が流れることにより
ノズルにススが付着せず、長時間にわたって駆動しても
、噴射燃料の量並びに粒状が一定に保たれる。

第２図には螺旋状の線条抵抗として形成された円筒状の
発熱体が、接点板をはずした状態で図示されている。こ
の円筒状の発熱体２２は、螺旋状の線条抵抗３６から構
成されており、この線条抵抗の発熱体２２の中央部分３
７の断面積は、外側部分３８の断面積よりも小さく、従
って抵抗が大きくなっている。それによって領域３７は
高温領域となる。というのは線条抵抗の長さ当りの抵抗
が、外側領域３８におけるよりも大きいからである。外
側領域３８は低温領域となり、電気抵抗が小さくジュー
ル熱も低くなるので、この部分では確実な空気接触と固
定が可能となる。

第３図に図示した２枚の接点板２１の間に固定されてい
る螺旋状の線条抵抗３６は、螺旋の間に絶縁性のセラミ
ックペーストからなる層４１を軸方向に取り付けること
により、機械的に安定して構成されている。

第４図の円筒状の発熱体２２の実施例は、２つの変形例
Ａ、Ｂを同じ図面に図示された状態で示されている。両
変形例には発熱体を保持しかつ接触させるためのフラン
ジ４２が設けられている。

変形例Ａの場合には高温領域として機能する中央領域３
７には、蜂の巣状の多数の孔４０が形成されており、こ
れによって抵抗材料断面積が減少し、それに伴って抵抗
が太きくなる。

第４図の変形例Ｂにおいては、螺旋状の線条抵抗３６が
示されており、この線条抵抗は同じピッチで形成されて
いるので螺旋の全領域にわたって同じ断面積を有する。

ここでは、堅固に形成されたフランジ４２の電気抵抗が
小さいことによって、接点領域で所望の温度低下がもた
らされる。

この螺旋抵抗３６に、第３図に示すのと同様に支持部材
を設けてもよい。

第５図に示を発熱部材の場合は、セラミックの支持パイ
プ４３の内部に円筒状の発熱体２２が設けられている。

この実施例においては、発熱体２２にはフランジ４２は
１つしか設けられていない。図から明らかなように、こ
の発熱体は螺旋状の線条抵抗として形成されており、こ
の線条抵抗は機械的な強度はそれ程考慮されていない。

というのは、セラミックの支持パイプ４３によって機械
的な強度が保たれるようになっているからである。

発熱体は２つの接点板２１の間に位置し、そこから駆動
電圧が供給される。

なお上述した実施例において抵抗材料にセラック材を用
いる場合には、抵抗材料からなるパイプを削って螺旋状
の線条抵抗を形成することによって、良好に再生産でき
る発熱体を得ることができる。この場合は、螺旋抵抗の
断面積を変化させるために、削り出す螺旋のピッチを変
化させる。この場合に本発明の好ましい実施例では、螺
旋状の線条抵抗は、Ｍ　ｏ　Ｓ　ｉ　２から構成される
。発熱体の熱に問題のある領域はほとんど温度負荷を受
けない発熱体の端面の区域にもって来ることができる。

というのは、Ｍ　ｏ　Ｓ　ｉ　２の材料を使った場合に
、約５００〜８００°Ｃで長時間駆動すると、いわゆる
低温酸化が生じることがあり、また発熱体の端面な適当
な温度にすることによって接点板を溶けないように発熱
体に半田付けすることができるようになるからである。

螺旋状の線条抵抗をＭ　ｏ　Ｓ　ｉ　２の材料から形成
し、この材料のパイプを削って作る場合に、螺旋状の線
条抵抗の少なくとも幾つかのコイルの間に、細片状の支
持手段を設ければ、機械的な強度を向上することができ
る。この場合にこの支持手段は、第３図のように軸方向
に延びる絶縁性セラミックペースト層から構成され、発
熱体に所望の温度分布を与えることができるという長所
と抵抗材料Ｍ　ｏ　Ｓ　ｉ　２の長所とを組み合わせる
ことができる。

Ｍ　ｏ　Ｓ　＋　２の長所は、いわゆるＰＴＣ効果（温
度が上昇すると抵抗も大きくなる）を有するので１発熱
時間が非常に短くなるとともに、外部の制御装置を用い
ずに、電力を負荷状態の変化に適合させることができる
ことである。Ｍ　ＯＳ　ｉ　２は非常に良好な耐熱性を
有するので、白金の発熱部材の代わりをさせることがで
きる。支持手段として螺旋状の線条抵抗を包囲する絶縁
性円筒部材を用いれば機械的に極めて安定した発熱体を
得ることができる（例えば第５図のように）。

さらに第４図の実施例（Ａ）において中央領域の多孔部
の密度を外側領域よりも大きくなるように構成すること
もできる。この場合に、円筒状の発熱体の中央領域だけ
に多孔部を設けるだけで、所望の温度分布を形成するこ
ともできる。また、円筒状の発熱体の少なくとも一部を
蜂の巣状に形成しても、多孔構造と同様の効果が得られ
、蜂の巣構造によってもたらされる中央領域の電気抵抗
は、外側領域よりも大きくなる。

ホ）効果 以上の説明から明らかなように、本発明装置に係る装置
では条件が異なっても短時間に燃料を加熱することがで
き、連続して良好な予熱を行なうことができる。本発明
では、発熱素子の中央領域の温度を外側領域の温度より
も高くしである。温度の高い中央領域によって予熱時間
を短くすることができ、温度差が大きいので、空気に包
囲されて通過する燃料噴射流に対してより良好に熱を伝
達することができる。

さらに本発明装置では、発熱素子が燃料噴射流に接触せ
ずに燃料を加熱できるという利点がある。この場合、特
に空気と燃料の渦流の燃料粒子は強力な赤外線によって
加熱され、空気は発熱素子を通過するときの対流によっ
て加熱される。したがって燃料空気混合気は発熱素子と
燃料が接触することなく効果的に予熱されて、容易に着
火できる状態となる。

本発明の好ましい実施例では発熱部材の温度が低くなる
領域に、機械的な保持手段が設けられる。この保持手段
は、温度が低くなると、木質的に信頼性が大きくなるよ
うに構成される。

さらに本発明の好ましい実施例では、発熱素子は電流が
流れる抵抗部材として形成され、その中央領域の熱抵抗
が外側領域よりも大きくなるように構成される。したが
って発熱素子のところで極めて正確に所望の温度分布を
得ることができる。

抵抗部材は極めて確実に発熱するように電気接触させら
れなければならないが、この電気接触を温度の低い方の
領域で熱伝達の良さや短時間加熱できるという利点を損
なうことなく良好に制御することができる。

本発明の好ましい実施例によれば、抵抗部材はその両端
面が接点機能する円筒状の発熱体として形成されている
。この円筒状の発熱体の直径が端面に向かって拡大する
ように構成されている。この場合、発熱体は線条抵抗を
支持するものとして形成し、必要な機械的強度を得るよ
うに構成される。さらに端面の直径をより大きくするこ
とによって、電気的に有効な断面積も拡大され、特に確
実な接点機能が得られる。この場合発熱体の端面に接点
板を取り伺ｉすることにより、抵抗に電流を供給するこ
とが望ましい。

さらに本発明の好ましい実施例においては、発熱体の少
なくとも中央領域が螺旋状の線条抵抗として形成され、
この中央領域の螺旋抵抗の断面積が、外側領域よりも小
さくなっている。この特徴によって螺旋抵抗の断面積を
介し温度分布を決定することができる６というのは、熱
量は単位長さ当りの抵抗によって決まるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は噴射ノズルに設けられた本発明装置の実施例を
示す縦断面図、第２図は円筒状の発熱体として形成され
た螺旋状の線条抵抗の縦断面図、第３図は接点板を備え
た螺旋状の線条抵抗の一部破断側面図、第４図はそれぞ
れ異なった発熱体の実施例を示す一部破断側面図、第５
図はセラミックの保護パイプを巻き伺けた発熱体の実施
例を示す一部破断側面図である。 １０・・・エンジンブロック １１・・・スペーサリング １２・・・燃料噴射ノズル １３・・・ノズル調整ナツト １４・・・ノズルボディ　１５・・・弁ニードル１８・
・・支持板　２０・・・燃料噴射流２１・・・接点板　
２２・・・発熱体 ２６・・・接点ピン　２７・・・リード線３６・・・螺
旋状の線条抵抗 ３７・・・中央領域　３８・・・外側領域４０・・・多
数の孔 ４１・・・セラミックペーストの層 ４２・・・フランジ 第１頁の続き ■発明者　イワン・コマロフ ＠発明者　ロルフ・マイヤー ０発　明　者　ギュンターーシュミッ ト ドイツ連邦共和国８４００レーゲンスブルク・シュヴア
ーベルヴアイザーヴエーク　１３アー ドイツ連邦共和国７０５７ヴインネンデン・シエルメン
ホルツ・カスターニエンシュトラーセ　５３ドイツ連邦
共和国７０００シュトウットガルト８０・フライシュハ
ウエルシュトラーセ　１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 り内燃機関の動作サイクルに応じて燃料噴射を行なう燃
   料噴射ノズルと、燃料噴射に従い燃焼用空気を吸い込み
   燃料噴射流の周囲に空気層を形成するための空気を案内
   する空気案内装置と、発熱装置とを備えた、特に自己着
   火式の内燃機関の燃料噴射装置において、発熱装置が発
   熱素子から構成され、その発熱素子は長手方向にみて中
   央領域（３７）の温度と外側領域（３８）の温度とが異
   なるように発熱されることを特徴とする燃料噴射装置。 ２）発熱素子の中央領域（３７）の温度が、外側領域（
   ３８）よりも高いことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の燃料噴射装置。 ３）発熱素子が、電流を流す線条抵抗部材として形成さ
   れ、その中央領域（３７）の線条抵抗が外側領域（３８
   ）よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の燃料噴射装置。 ４）前記抵抗部材が円筒状の発熱体（２２）として形成
   され、その両端面が接点として機能することを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の燃料噴射装置。 ５）円筒状の発熱体の直径が端面に向かって大きくなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の燃料噴
   射装置。 ６）発熱体の端面に接点面（２１）が取り付けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項あるいは第５
   項に記載の燃料噴射装置。 ７）円筒状の発熱体（２２）の少なくとも中央領域（３
   ７）が螺旋状の線条抵抗（３６）として形成され、その
   螺旋抵抗の中央領域（３７）の断面積が、外側領域（３
   ８）よりも小さいことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項から第６項までのいずれか１項に記載の燃料噴射装置
   。 ８）’３１旋状の線条抵抗（３６）が、抵抗材料からな
   るパイプを削って形成され、削り出された螺旋のピッチ
   が可変であって、螺旋抵抗の断面積な変化させることが
   できることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
   燃料噴射装置。 ８）螺旋状の線条抵抗（３６）がＭ　ｏ　Ｓ　ｉ　２か
   ら形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第７
   ゲ１あるいは第８項に記載の燃料噴射装置。 １０）螺旋状の線条抵抗（３６）の少なくとも幾つかの
   巻線の間に細片状の支持手段が設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項から第９項までのいずれ
   か１項に記載の燃料噴射装置。 １１）支持手段が、軸方向に取り付けた絶縁セラミンク
   ペースト層（４１）から形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１Ｏ項に記載の燃料噴射装置。 １２）支持手段として、螺旋状の線条抵抗を包囲する絶
   縁円筒（４３）が設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１Ｏ項に記載の燃料噴射装置。 １３）円筒状の発熱体（２２）の外側面に、多数の孔（
   ４０）が形成され、中央領域（３７）における孔の密度
   が外側領域（３８）におけるよりも大きいことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項から第１２項までのいずれか
   １項に記載の燃料噴射装置。 １４）多数の孔（４０）が、円筒状の発熱体の中央領域
   （３７）のみに設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項に記載の燃料噴射装置。 １５’）円筒状の発熱体（２２）の少なくとも一部が蜂
   の巣状に形成されており、蜂の巣状にすることによって
   中央領域（３７）の電気抵抗が外側領域（３８）よりも
   大きくなることを特徴とする特許請求の範囲第１２項あ
   るいは第１３項に記載の燃焼室の燃料噴射装置。