JPS649469B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの低温始動性向上
を目的とした吸気加熱装置に関する。

一般に、内燃機関は寒冷地などの外気温が低い
条件下では、エンジンオイルの粘度上昇に基づく
摩擦抵抗の増大やバツテリ能力の低下などに起因
して始動性が悪化しがちであるが、殊にデイーゼ
ルエンジンにあつては、燃焼室に噴射したデイー
ゼル軽油の霧化が不足して着火不良になるという
固有の原因がある。

デイーゼルエンジンを冷機状態から始動させる
には、通常は外気温の如何んにかかわらずグロー
プラグに通電して燃焼室を予熱する必要があるの
だが、気温が低いとそれだけ予熱にも時間がかか
るうえ、冷たい空気が吸入されるため予熱の効果
が減殺されて始動性不良に陥りやすい。

この対策として、吸気の一部に燃料を供給して
これを燃やし、その燃焼ガスを吸気中に混入する
ことにより吸気そのものを加熱するようにした装
置が提案されている。

これは、第１図に示したように、エンジン吸気
通路１の途中にバイパス通路２を形成し、このバ
イパス通路２に導入した一部の吸気に燃料噴射弁
３を介して燃料を噴射し、これを燃やして再び吸
気通路１へと戻すことにより燃焼ガス熱で吸気温
度を上昇させるように図つたものである。

バイパス通路２には噴射弁３の下流側に位置し
て混合ガスに着火するための着火装置４（例えば
ニクロム線など）が介装されており、始動スイツ
チ５を閉じると燃料ポンプ６が作動して噴射弁３
から燃料が噴射され、同時に着火装置４に通電さ
れて混合ガスに着火するようになつている。

この装置によれば、既述したように混合ガスの
燃焼熱を吸気に付与するので、例えば電熱線を用
いたエアヒータ方式などに較べて吸気を加熱する
効果は優れているのであるが、その反面次の様な
問題も見うけられる。

まず、この装置によるとバイパス通路２に対し
て噴射弁３を介して燃料を供給しているわけであ
るが、噴射弁３から噴射されたばかりの燃料は粒
径が大きいので、それだけ着火装置４の発生熱が
噴霧燃料の蒸発熱として奪われやすく、不完全燃
焼を起こす傾向がある。この傾向は言うまでもな
く気温が低いときほど顕著であり、この結果、思
つたほどには吸気加熱の効果が得られず、また未
燃焼の燃料液滴が吸気通路１の内面に付着するな
どの損失も生じる。

また、噴射ポンプ６を駆動する手段としても複
雑なものが要求されるが、噴射ポンプ６の噴射弁
３そのものが精密で高価なものだけに、装置全体
として高コスト化を強いられるうらみがあると言
えよう。

本発明はこのような問題点に着目してなされた
ものであり、バイパス通路に燃料を供給する手段
として超音波振動子を備えた霧化室を設け、微小
径の燃料噴霧を実現することにより効率の良い始
動吸気加熱を行なえるようにした装置を提供する
ものである。

すなわち本発明では、デイーゼルエンジンの吸
気通路に介装した絞り弁とこの絞り弁を開閉駆動
するアクチユエータとを備えた吸気絞り装置と、
前記絞り弁を迂回するバイパス通路と、前記バイ
パス通路の途中に位置し、燃料通路からの燃料の
供給を受けて常に所定量の燃料を保持し当該保持
した燃料を霧化する超音波振動子を備えかつバイ
パス通路は上方の空間部に連通する霧化室と、そ
の下流側に位置して霧化燃料に着火する着火装置
とを設けるとともに、エンジン始動スイツチの閉
成に基づいて前記アクチユエータ、超音波振動
子、着火装置に通電して、エンジンの始動クラン
キング時にのみ前記絞り弁を閉じ側に駆動し霧化
室側からの燃焼ガスをエンジンに供給する制御回
路を形成して、エンジンの始動クランキング時に
前記絞り弁を閉じ側に駆動して霧化室側からの燃
焼ガスをエンジンに供給するようにした。

以下、第２図に示した実施例に基づいて本発明
を説明する。

図において、１０はエアクリーナ、１１は吸気
通路、１２はバイパス通路である。

吸気通路１１には絞り弁１３が介装され、この
絞り弁１３の上流側にバイパス通路１２の入口部
１２ａが、また同じく下流側に出口部１２ｂが開
口するように形成される。

絞り弁１３は、レバー１４を介してソレノイド
アクチユエータ１５と連動し、通常は図示しない
バネの弾発力に基づいて鎖線で示した全開位置に
保持されているが、ソレノイドアクチユエータ１
５に通電すると実線位置まで回動して吸気流路を
絞る。

一方、バイパス通路１２の途中には霧化室１６
が介装される。

霧化室１６は、フロート弁１７を介して燃料通
路１８からの燃料（デイーゼル軽油）の供給をう
け、常に所定量の燃料を保持している。

バイパス通路１２は、この霧化室１６の保持燃
料が流入しないように、上方の空間部１６ａに連
通する。

これに対して、霧化室１６の底部に超音波振動
子１９が設けられる。超音波振動子１９は、電圧
印加に応じて約2000KHz以上の超音波振動を発生
する素子である。

さらに、バイパス通路１２には、霧化室１６の
下流側に位置して着火装置２０（放電電極、ニク
ロム線など）が介装される。

この着火装置２０は、図示した制御回路を介し
て前記ソレノイドアクチユエータ１５及び超音波
振動子１９とともに、エンジン始動スイツチ２１
の閉成に基づいてバツテリ電圧の供給をうけ、作
動する。なお、始動スイツチ２１を閉じると図示
しないスタータモータが回転してエンジンのクラ
ンキングを開始する。

次に作用について説明する。

始動スイツチ２１を閉じると、前述したように
ソレノイドアクチユエータ１５、超音波振動子１
９、着火装置２０にそれぞれ通電され、同時にエ
ンジンのクランキングが始まる。

クランキングに伴つてエンジンはそのポンプ作
用を発揮し、吸気通路１１を介してエアクリーナ
１０からの外気を吸いこむ。

このとき、絞り弁１３がソレノイドアクチユエ
ータ１５の吸引力に基づいて閉弁方向へ回動し、
吸気流路を絞るので、その下流側に負圧が発生す
る。

バイパス通路１２の出口部１２ｂは絞り弁１３
の下流側に開口しているから、ほぼ大気圧が作用
している入口部１２ａを介して吸気の一部（例え
ば10％程度）が霧化室１６へ、さらに出口部１２
ｂへとバイパスされる。

この間、霧化室１６の空間部１６ａには、超音
波振動子１０の作動に基づいて細かな（10μ以
下）燃料の霧が発生するので、前記バイパス吸気
はこの霧化燃料を巻き込んで混合ガスを形成し、
出口部１２ｂへと向う。

この混合ガスは、出口部１２ｂに至る間に着火
装置２０を介して着火され、燃焼ガスとなつて吸
気通路１１へと噴出する。なお、混合ガス中の燃
料は超音波振動により極めて微細に霧化されてい
るので、着火時には効率よく燃焼する。

吸気通路１１へと流入して燃焼ガスは高温であ
るから、絞り弁１３を介して吸入された新気に混
入してその温度を急速に上昇させる。

このように、本装置によれば吸気加熱が効果的
になされるため、エンジン燃焼室に高温の吸気を
送りこんで噴射燃料の霧化および着火燃焼を促
し、始動性を著しく向上させることができるので
ある。

因みに、エンジンが始動したのちは始動スイツ
チ２１を“運転”位置へ戻せば各部への通電が遮
断されるので、霧化室１６における混合ガスの生
成などが休止するとともに絞り弁１３が全開状態
となり、従つて通常のエンジン運転にはいること
ができる。

なお、霧化室１６における燃料霧化量は、超音
波振動子１９に対する印加電圧に応じて変化する
ので、バイパス空気量に応じて混合ガスを理論空
燃比に保つのは容易である。

以上の通り本発明によれば、バイパス通路の途
中に介装した霧化室に超音波振動子を設けて極め
て微細な燃料霧化を実現し、その混合ガスが効率
よく燃えるようにしたので、効果的に吸気を加熱
してデイーゼルエンジンの低温始動性を著しく向
上させることができる。

しかも、超音波振動子の消費電力は約15W以下
と僅かであり、また各構成部品とも安価で単純で
あるから、経済的で信頼性の高い始動時吸気加熱
装置を提供することができる。

なお、本発明では吸気絞り弁を始動クランキン
グ時にのみ閉ざし、始動後はこれを全開位置に戻
すようにしたので、エンジン始動後に吸気加熱用
の燃料がむだに供給されたり、吸気絞り損失を生
じたりする恐れが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す概略構成図、第２図は本
発明の一実施例を示す概略構成図である。 １１…吸気通路、１２…バイパス通路、１３…
絞り弁、１６…霧化室、１９…超音波振動子、２
０…着火装置、２１…始動スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ デイーゼルエンジンの吸気通路に介装した絞
   り弁とこの絞り弁を開閉駆動するアクチユエータ
   とを備えた吸気絞り装置と、前記絞り弁を迂回す
   るバイパス通路と、前記バイパス通路の途中に位
   置し、燃料通路からの燃料の供給を受けて常に所
   定量の燃料を保持し当該保持した燃料を霧化する
   超音波振動子を備えかつバイパス通路は上方の空
   間部に連通する霧化室と、その下流側に位置して
   霧化燃料に着火する着火装置とを設けるととも
   に、エンジン始動スイツチの閉成に基づいて前記
   アクチユエータ、超音波振動子、着火装置に通電
   して、エンジンの始動クランキング時にのみ前記
   絞り弁を閉じ側に駆動し霧化室側からの燃焼ガス
   をエンジンに供給する制御回路を形成したことを
   特徴とするデイーゼルエンジンの始動時吸気加熱
   装置。