JPH04171272A - 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セラミックヒータ - Google Patents
直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セラミックヒータInfo
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- JPH04171272A JPH04171272A JP2300508A JP30050890A JPH04171272A JP H04171272 A JPH04171272 A JP H04171272A JP 2300508 A JP2300508 A JP 2300508A JP 30050890 A JP30050890 A JP 30050890A JP H04171272 A JPH04171272 A JP H04171272A
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- Japan
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- fuel
- ceramic heater
- ceramic
- diesel engine
- direct injection
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室内に
燃料噴射ノズルがち噴射された燃料を着火するな、めの
セラミックヒータに関する。
燃料噴射ノズルがち噴射された燃料を着火するな、めの
セラミックヒータに関する。
［従来の技術］
従来より、直接噴射式ディーゼルエンジンでは、空気を
圧縮したときに発生する熱で燃料を着火させているため
、とくに寒冷時に着火困難（始動困難）になりやすい。
圧縮したときに発生する熱で燃料を着火させているため
、とくに寒冷時に着火困難（始動困難）になりやすい。
これを補う目的で、直接噴射式ディーゼルエンジンの吸
気マニホールド内にヒータを取り付けて吸気マニホール
ド内を通過する吸入空気を暖める従来技術が存在する。
気マニホールド内にヒータを取り付けて吸気マニホール
ド内を通過する吸入空気を暖める従来技術が存在する。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、従来の直接噴射式ディーゼルエンジンは、ヒ
ータにより暖めた空気のみを燃焼室内に吸入して圧縮し
、この圧縮により十分高温となった燃焼室内に燃料を噴
射し、ある着火遅れ期間の後に燃焼室内の燃料が自己着
火して燃焼を開始する。このため、このような燃料の着
火遅れによって、燃料消費率の低下、排気ガス中のＮＯ
ｘの増加、および燃料の自己着火時に燃焼室内の圧力が
急上昇してエンジン騒音が増大するという不具合があっ
た。
ータにより暖めた空気のみを燃焼室内に吸入して圧縮し
、この圧縮により十分高温となった燃焼室内に燃料を噴
射し、ある着火遅れ期間の後に燃焼室内の燃料が自己着
火して燃焼を開始する。このため、このような燃料の着
火遅れによって、燃料消費率の低下、排気ガス中のＮＯ
ｘの増加、および燃料の自己着火時に燃焼室内の圧力が
急上昇してエンジン騒音が増大するという不具合があっ
た。
また、噴射ノズルの側面にグロープラグが取り付けられ
ている場合でも、間接的な着火となるため、着火遅れが
生じ、同様な不具合があった。
ている場合でも、間接的な着火となるため、着火遅れが
生じ、同様な不具合があった。
本発明は、燃料の着火遅れによる種々の不具合を防止で
きる直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セラミ
ック、ヒータの提供を目的とする。
きる直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セラミ
ック、ヒータの提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］
（請求項１）
本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セ
ラミックヒータは、直接噴射式ディーゼルエンジンの燃
焼室内に配設され、燃料噴射ノズルの真下に位置し、燃
料が吹き付けられる電気絶縁性のセラミック体と、この
セラミック体内に埋設され、通電されると発熱する電気
抵抗体とを備えた技術手段を採用した。
ラミックヒータは、直接噴射式ディーゼルエンジンの燃
焼室内に配設され、燃料噴射ノズルの真下に位置し、燃
料が吹き付けられる電気絶縁性のセラミック体と、この
セラミック体内に埋設され、通電されると発熱する電気
抵抗体とを備えた技術手段を採用した。
（請求項２）
前記セラミック体は、円環状に形成されている。
（請求項３）
前記セラミック体は、円板状に形成されている。
［作用］
内部に通電されると発熱する電気抵抗体を埋設した電気
絶縁性のセラミック体に、燃料噴射ノズルから噴射され
た燃料が直接吹き付けられると、噴射された燃料は、セ
ラミックヒータにより着火遅れ期間を待つことなく着火
し燃焼する。
絶縁性のセラミック体に、燃料噴射ノズルから噴射され
た燃料が直接吹き付けられると、噴射された燃料は、セ
ラミックヒータにより着火遅れ期間を待つことなく着火
し燃焼する。
［発明の効果］
燃料噴射ノズルから噴射された燃料の着火遅れを抑制で
きるので、燃料消費率を向上でき、排気ガス中のＮＯｘ
の量を低減できる。また、燃焼室内の急激な圧力上昇が
なくなることによりエンジン騒音を低減できる。
きるので、燃料消費率を向上でき、排気ガス中のＮＯｘ
の量を低減できる。また、燃焼室内の急激な圧力上昇が
なくなることによりエンジン騒音を低減できる。
［実施例］
本発明の直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セ
ラミック辷−夕を図に示す実施例に基づき説明する。
ラミック辷−夕を図に示す実施例に基づき説明する。
第１図ないし第３図は本発明の第１実施例で、燃料着火
用のセラミックヒータを示す図である。
用のセラミックヒータを示す図である。
燃料着火用のセラミックヒータ１は、耐熱性に優れた電
気絶縁性のセラミック板２内に２本の発熱抵抗体３を埋
設したヒータ部４と、発熱抵抗体３を通電するための両
絶縁型電極プラグ５および接地電極６とを備えている。
気絶縁性のセラミック板２内に２本の発熱抵抗体３を埋
設したヒータ部４と、発熱抵抗体３を通電するための両
絶縁型電極プラグ５および接地電極６とを備えている。
ヒータ部４の製造方法を説明する。
まず、窒化硅素造粒粉末（例えば５ｉ３Ｎａ：９０重量
％、Ａｊ１２０ｓ：５重量％、Ｙ２Ｏ，： ５重量％
）を金型プレス機によって、円環状部７およびこの円環
状部７より図示左右方向外方にそれぞれ突出した２つの
Ｕ字状の突出部８を有する１枚のグリーンシート９を形
成する。
％、Ａｊ１２０ｓ：５重量％、Ｙ２Ｏ，： ５重量％
）を金型プレス機によって、円環状部７およびこの円環
状部７より図示左右方向外方にそれぞれ突出した２つの
Ｕ字状の突出部８を有する１枚のグリーンシート９を形
成する。
つぎに、このグリーンシート９の一方の面に発熱抵抗体
３を形成するペースト（例えばタングステンカーバイド
粉末または窒化チタン粉末２８０重量％に窒化硅素造粒
粉末：２０重量％を加え、有機バインダーを加えて練り
合わせたもの）を、４０μｍの厚さで、例えば波形状に
スクリーン印刷する。
３を形成するペースト（例えばタングステンカーバイド
粉末または窒化チタン粉末２８０重量％に窒化硅素造粒
粉末：２０重量％を加え、有機バインダーを加えて練り
合わせたもの）を、４０μｍの厚さで、例えば波形状に
スクリーン印刷する。
つぎに、電極取出し部１０を形成するタングステンペー
スト（タングステン粉末に有機バインダーを加えて練り
合わせたもの）を、２０μｍの厚さで、発熱抵抗体３の
両端に重ねられ、しかも電極取出し部１０を取り出せる
ようにスクリーン印刷する。
スト（タングステン粉末に有機バインダーを加えて練り
合わせたもの）を、２０μｍの厚さで、発熱抵抗体３の
両端に重ねられ、しかも電極取出し部１０を取り出せる
ようにスクリーン印刷する。
このようにスクリーン印刷が施されたグリーンシート９
を再び円環状の金型に入れ、さらに窒化硅素造粒粉末を
金型に充填し、金型プレス機によって、発熱抵抗体３を
埋設した円環状のセラミック板２を形成する。そして、
セラミック板２の表面に離型剤を塗布し、ｉ ｇｏｏ℃
、２５０ｋｇ／ａａで１時間に亘って熱間加圧焼成（ホ
ーットプレス）を行う。
を再び円環状の金型に入れ、さらに窒化硅素造粒粉末を
金型に充填し、金型プレス機によって、発熱抵抗体３を
埋設した円環状のセラミック板２を形成する。そして、
セラミック板２の表面に離型剤を塗布し、ｉ ｇｏｏ℃
、２５０ｋｇ／ａａで１時間に亘って熱間加圧焼成（ホ
ーットプレス）を行う。
焼結後、焼結によって形成されたヒータ部４の表面を研
磨して、離型剤を除去することによって、ヒータ部４の
２つの電極取出し部１０が露出する。
磨して、離型剤を除去することによって、ヒータ部４の
２つの電極取出し部１０が露出する。
そして、電極取出し部１０の上下面にニッケルメッキを
施した後に、表面活性化によりコの字状の電極板１１を
ろう付けする〈第２図および第３図参照〉。なお、ろう
材は、銀銅合金ろう、銀ろう、純銀ろう、またはニッケ
ルろう等の耐熱性の要求度に応じて使い分けると良い。
施した後に、表面活性化によりコの字状の電極板１１を
ろう付けする〈第２図および第３図参照〉。なお、ろう
材は、銀銅合金ろう、銀ろう、純銀ろう、またはニッケ
ルろう等の耐熱性の要求度に応じて使い分けると良い。
また、電極板１１の材質は、耐熱性のあるインコネル等
や、タングステン合金等の導電材にニッケル等の耐熱メ
ツキを施したものでも良い。
や、タングステン合金等の導電材にニッケル等の耐熱メ
ツキを施したものでも良い。
なお、一方の電極板１１に接続される電極プラグ５は、
直接噴射式ディーゼルエンジンのシリンダヘッド１２に
締結され、筒状のハウジング１３内に絶縁材（ガラスシ
ール）を介してリード線（図示せず）を挿通させたもの
である。この電極プラグ５は、ねじ部１４に締め付けら
れるナツト１５により機械的に一方の電極板１１に圧縮
力を加えることによって導通がなされる。
直接噴射式ディーゼルエンジンのシリンダヘッド１２に
締結され、筒状のハウジング１３内に絶縁材（ガラスシ
ール）を介してリード線（図示せず）を挿通させたもの
である。この電極プラグ５は、ねじ部１４に締め付けら
れるナツト１５により機械的に一方の電極板１１に圧縮
力を加えることによって導通がなされる。
また、他方の電極板１１に接続される接地電極６は、六
角部１６およびねじ部１７を有し、シリンダヘッド１２
に締結される。この接地電極６は、シリンダヘッド１２
に締め付けられる六角部１６により機械的に他方の電極
板１１に圧縮力を加えることによって導通がなされる。
角部１６およびねじ部１７を有し、シリンダヘッド１２
に締結される。この接地電極６は、シリンダヘッド１２
に締め付けられる六角部１６により機械的に他方の電極
板１１に圧縮力を加えることによって導通がなされる。
また、接地電極６を電極プラグ５と同様な構造としても
良い。
良い。
なお、セラミックヒータ１は、シリンダヘッド１２とピ
ストン１８との間に形成される燃焼室１９内に、前述の
電極プラグ５および接地電極６により吊された状態で配
設されている。また、セラミックヒータ１は、シリンダ
ヘッド１２に締結された燃料噴射ノズル２０の図示下方
に近接して配置され、燃料噴射ノズル２０の燃料噴射時
に燃料が直接吹き付けられる。
ストン１８との間に形成される燃焼室１９内に、前述の
電極プラグ５および接地電極６により吊された状態で配
設されている。また、セラミックヒータ１は、シリンダ
ヘッド１２に締結された燃料噴射ノズル２０の図示下方
に近接して配置され、燃料噴射ノズル２０の燃料噴射時
に燃料が直接吹き付けられる。
ここで、第２図に示す二点鎖線のように、セラミックヒ
ータ１に２つの取付は用のＵ字状の突出部２１を設けて
も良い。この場合には、突出部２１を設けないものより
セラミックヒータ１の支持強度が向上する。
ータ１に２つの取付は用のＵ字状の突出部２１を設けて
も良い。この場合には、突出部２１を設けないものより
セラミックヒータ１の支持強度が向上する。
なお、セラミックヒータ１は、所定の電圧（例えば１２
Ｖまたは２４Ｖ）が印加された際に、適切な発熱（例え
ば１０００℃）が得られるもので、セラミックヒータ１
の電気抵抗値は、０．１Ω〜４Ωとなるように設定され
ている。
Ｖまたは２４Ｖ）が印加された際に、適切な発熱（例え
ば１０００℃）が得られるもので、セラミックヒータ１
の電気抵抗値は、０．１Ω〜４Ωとなるように設定され
ている。
この実施例のセラミックヒータ１の作用を第１図ないし
第３図に基づき説明する。
第３図に基づき説明する。
電極プラグ５から電極板１１、電極取出し部１０を経て
所定の電圧がセラミック板２内に埋設された発熱抵抗体
３に印加されると、発熱抵抗体３が発熱することによっ
て、セラミックヒータ１の表面温度も上昇する。
所定の電圧がセラミック板２内に埋設された発熱抵抗体
３に印加されると、発熱抵抗体３が発熱することによっ
て、セラミックヒータ１の表面温度も上昇する。
そして、直接噴射式ディーゼルエンジンが始動されると
、ピストン１８が下降することにより空気のみを燃焼室
１９内に吸入した後に、ピストン１８の上昇により空気
圧縮する。この空気の圧縮により圧縮により十分高温と
なった燃焼室１９内に燃料を燃料噴射ノズル２０から噴
射する。このとき、噴射された燃料は、セラミックヒー
タ１の表面に吹き付けられることによって、セラミック
ヒータ１により着火遅れ期間を待つことなく着火し燃焼
する。
、ピストン１８が下降することにより空気のみを燃焼室
１９内に吸入した後に、ピストン１８の上昇により空気
圧縮する。この空気の圧縮により圧縮により十分高温と
なった燃焼室１９内に燃料を燃料噴射ノズル２０から噴
射する。このとき、噴射された燃料は、セラミックヒー
タ１の表面に吹き付けられることによって、セラミック
ヒータ１により着火遅れ期間を待つことなく着火し燃焼
する。
したがって、寒冷期であっても直接燃料をセラミックヒ
ータ１により着火させることによって、燃料の着火時期
が従来技術より早まる。この結果、燃料消費率を向上す
ることができ、排気ガス中のＮＯｘの量を低減すること
ができる。また、燃料の着火遅れにより燃焼室１９内の
急激な圧力上昇がなくなるので、エンジン騒音を低減す
ることができる。
ータ１により着火させることによって、燃料の着火時期
が従来技術より早まる。この結果、燃料消費率を向上す
ることができ、排気ガス中のＮＯｘの量を低減すること
ができる。また、燃料の着火遅れにより燃焼室１９内の
急激な圧力上昇がなくなるので、エンジン騒音を低減す
ることができる。
第４図は本発明の第２実施例で、燃料着火用のセラミッ
クヒータを示す図である。
クヒータを示す図である。
この実施例は、Ｕ字状の突出部８をグリーンシート９の
円環状部に３か所設けている。この場合には、３か所の
突出部８のうち２か所の突出部８に電極取出し部１０を
形成する。そして、一方の発熱抵抗体３の電気抵抗値と
他方の発熱抵抗体３の電気抵抗値とが同じになるように
、一方の発熱抵抗体３の縮径を変化させている。
円環状部に３か所設けている。この場合には、３か所の
突出部８のうち２か所の突出部８に電極取出し部１０を
形成する。そして、一方の発熱抵抗体３の電気抵抗値と
他方の発熱抵抗体３の電気抵抗値とが同じになるように
、一方の発熱抵抗体３の縮径を変化させている。
第５図ないし第７図は本発明の第３実施例で、燃料着火
用のセラミックヒータを示す図である。
用のセラミックヒータを示す図である。
この実施例は、円板状のグリーンシート２２に発熱抵抗
体２３を印刷し、埋設したものである。また、支持強度
向上用の突出部２４は、円板部２５より径方向外方に２
または２の倍数だけ突出している。
体２３を印刷し、埋設したものである。また、支持強度
向上用の突出部２４は、円板部２５より径方向外方に２
または２の倍数だけ突出している。
第８図は本発明の第４実施例で、燃料着火用のセラミッ
クヒータを示す図である。
クヒータを示す図である。
この実施例も、第３実施例と同様に、円板状のグリーン
シート２２に発熱抵抗体２３を印刷し、埋設したもので
ある。また、この実施例では、支持強度向上用の突出部
２４が円板部２５より径方向外方に３または３の倍数だ
け突出している。
シート２２に発熱抵抗体２３を印刷し、埋設したもので
ある。また、この実施例では、支持強度向上用の突出部
２４が円板部２５より径方向外方に３または３の倍数だ
け突出している。
（変形例）
本実施例では、導電性セラミックの発熱抵抗体をグリー
ンシートに埋設したが、Ｗ、Ｍｏまたはこれらを主体と
する合金からなる高融点金属の発熱コイルを窒化硅素造
粒粉末中に埋設して焼成してセラミックヒータを形成し
ても良い。
ンシートに埋設したが、Ｗ、Ｍｏまたはこれらを主体と
する合金からなる高融点金属の発熱コイルを窒化硅素造
粒粉末中に埋設して焼成してセラミックヒータを形成し
ても良い。
本実施例では、円環状や円板状のセラミックヒータを用
いたが、棒状、角環状、多角形状等のセラミックヒータ
を用いても良い。
いたが、棒状、角環状、多角形状等のセラミックヒータ
を用いても良い。
第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示す、第１
図はセラミックヒータを直接噴射式ディーゼルエンジン
に組み付けた状態を示す断面図、第２図は電極板を電極
取出し部にろう付けした状態を示す平面図、第３図は第
２図のＡ−Ａ断面図である。 第４図は本発明の第２実施例で、電極板を電極取出し部
にろう付けした状態を示す平面図である６第５図ないし
第７図は本発明の第３実施例を示す。第５図はセラミッ
クヒータを直接噴射式ディーゼルエンジンに組み付けた
状態を示す断面図、第６図は電極板を電極取出し部にろ
う付けした状態を示す平面図、第７図はＢ−Ｂ断面図で
ある。 第８図は本発明の第４実施例で、電極板を電極取出し部
にろう付けした状態を示す平面図である。 図中 １・・・セラミックヒータ ２・・・セラミック板（セ
ラミック体） ３・・・発熱抵抗体 ４・・・ヒータ
部２０・・・燃料噴射ノズル
図はセラミックヒータを直接噴射式ディーゼルエンジン
に組み付けた状態を示す断面図、第２図は電極板を電極
取出し部にろう付けした状態を示す平面図、第３図は第
２図のＡ−Ａ断面図である。 第４図は本発明の第２実施例で、電極板を電極取出し部
にろう付けした状態を示す平面図である６第５図ないし
第７図は本発明の第３実施例を示す。第５図はセラミッ
クヒータを直接噴射式ディーゼルエンジンに組み付けた
状態を示す断面図、第６図は電極板を電極取出し部にろ
う付けした状態を示す平面図、第７図はＢ−Ｂ断面図で
ある。 第８図は本発明の第４実施例で、電極板を電極取出し部
にろう付けした状態を示す平面図である。 図中 １・・・セラミックヒータ ２・・・セラミック板（セ
ラミック体） ３・・・発熱抵抗体 ４・・・ヒータ
部２０・・・燃料噴射ノズル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）（ａ）直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室内に
配設され、燃料噴射ノズルの真下に位置し、燃料が吹き
付けられる電気絶縁性のセラミック体と、 （ｂ）このセラミック体内に埋設され、通電されると発
熱する電気抵抗体と を備えた直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セ
ラミックヒータ。 ２）前記セラミック体は、円環状を呈することを特徴と
する請求項１に記載の直接噴射式ディーゼルエンジンの
燃料着火用セラミックヒータ。 ３）前記セラミック体は、円板状を呈することを特徴と
する請求項１に記載の直接噴射式ディーゼルエンジンの
燃料着火用セラミックヒータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300508A JPH04171272A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セラミックヒータ |
| BR919104786A BR9104786A (pt) | 1990-11-05 | 1991-10-30 | Corpo aquecedor para o motor diesel tipo injecao direta |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300508A JPH04171272A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セラミックヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04171272A true JPH04171272A (ja) | 1992-06-18 |
Family
ID=17885663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2300508A Pending JPH04171272A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料着火用セラミックヒータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04171272A (ja) |
| BR (1) | BR9104786A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003036061A1 (de) * | 2001-10-04 | 2003-05-01 | Robert Bosch Gmbh | Starthilfsmittel und brennraum |
| JP7709137B1 (ja) * | 2024-07-12 | 2025-07-16 | 由樹夫 平野 | グロープラグと燃焼のコントロール |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP2300508A patent/JPH04171272A/ja active Pending
-
1991
- 1991-10-30 BR BR919104786A patent/BR9104786A/pt not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003036061A1 (de) * | 2001-10-04 | 2003-05-01 | Robert Bosch Gmbh | Starthilfsmittel und brennraum |
| JP7709137B1 (ja) * | 2024-07-12 | 2025-07-16 | 由樹夫 平野 | グロープラグと燃焼のコントロール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9104786A (pt) | 1992-06-23 |
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