JPH0529784B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸気通路及び吸気弁を備えた少なく
とも１つのシリンダヘツドを含み、前記吸気通路
には燃料噴射器を備えた吸気管が固定され、該吸
気管は前記シリンダヘツドの前記吸気通路内に突
出する加熱要素を備え、この加熱要素はヒートシ
ンクと、このヒートシンクに配設された電気抵抗
装置と、電流供給装置とを有している噴射式内燃
機関に関する。

［従来の技術］ 上記のような内燃機関はドイツ特許明細書第
3426469号において既知である。

公式の排気物質試験サイクル（例えば、
ECE15又はFTP試験）で測定された全排気物質
の約50％は、機関が未だその操作温度に達してい
ない短かい期間の内に作られることが知られてい
る。普通の状況においては排気物質を約90％減少
させる排気触媒コンバータでも、コンバータ操作
温度になるまではその変換作用により上記減少率
に達することはない。変換は約300℃で開始され、
従つて低温始動後の機関からの排気物質の減少は
全くではないにしても殆んど無いといつてよい。
石油は気化点が約30℃から200℃までの様々な炭
化水素の混合物で構成されており、そして低温の
機関ではその温度レベルが燃料を気化するだけ充
分に高くないから、機関が低温のときには燃焼で
きる混合気を得るためには追加の量の燃料を送給
しなければならない。これは排気物質を多くす
る。従つて機関温度が低いときには石油消費量と
排気物質量との両方ともに比較的高くなるのであ
る。

そこで石油を加熱することにより、追加燃料の
噴射を全く又は殆んど行わずとも、状況を著しく
改良し、又相当な燃料節減も達成できる。

冒頭に記述のような内燃機関において、石油
は、短時間で所要の温度まで加熱される加熱要素
に対して噴射され、これによつて所要の温度に加
熱される。この結果石油はより良好に気化され、
そこで燃焼空気とのより良好な混合気も得られる
ことになる。機関が石油を気化させるのに充分な
温度まで温められると加熱要素のスイツチが切ら
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 前記ドイツ特許明細書で知られている機関にお
いて、その加熱要素は絶縁管に包まれたパイプの
形にされている。このパイプと管とは両方ともフ
ランジを備え、そしてこれらフランジはシリンダ
ヘツドの凹部内に置かれ、吸気管によつて固定さ
れる。上記絶縁管に関して問題点がある。それは
加熱要素が機関ブロツクに対して熱絶縁されてい
ることであり、従つて機関が高温になつて加熱要
素がスイツチを切られた後で、絶縁管が機関ブロ
ツクから熱を受けることがないことである。絶縁
管に対して噴霧された燃料は、しかし、その管上
で凝縮する。特に外気温度が低い場合、それは低
温スポツトの問題を起し、この結果機関の運転機
能の低下を招く。又別の問題点として上記パイプ
と管の固定に関し、それらのフランジのための追
加の凹部をシリンダに備えなければならない。

本発明の目的はそれらの問題点を無くし、そし
て冒頭に記述の型式の内燃機関において、その加
熱要素がシリンダヘツドと熱伝導するように結合
され、又その固定のためにシリンダヘツドに何等
かの追加の処置を施す必要のない内燃機関を提供
することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、吸気通路及び吸気弁を備えた
シリンダと、前記吸気通路内に燃料を供給する燃
料噴射器と、前記吸気通路内の燃料が噴射される
領域と対応する位置に設けられ、前記シリンダと
熱伝導関係にある壁によつて形成された室と、前
記室内に配置される電気抵抗素子を備えた加熱要
素とを有し、前記電気抵抗素子は、前記室の前記
吸気通路の側にある第１の壁と前記室の前記シリ
ンダの側にある第２の壁との間であつて、かつ、
該第１の壁に近接しているが該第２の壁とは離間
して配置されており、少なくとも該第１の壁は前
記吸気通路内に露出していることを特徴とする噴
射式内燃機関が提供される。

〔発明の作用及び効果〕

本発明において、電気抵抗素子は第２の壁と離
間して配置されているために、電気抵抗素子から
の熱は第２の壁へ伝達されにくく、第２の壁によ
つて多くの熱が奪われることはない。一方、第１
の壁は電気抵抗素子と近接して配置されているた
め、第１の壁は第２の壁よりも強く加熱される。
かくて、必要以外の無駄な部分である。例えばシ
リンダなどの熱容量の大きい部分への熱伝達を抑
制でき、必要とすべき部分により多くの熱を伝え
ることができるので、電気抵抗素子の電力消費量
もかなり低減させることができる。

更に、室がシリンダと熱伝導関係にある壁によ
つて形成されているので、例えば、機関（シリン
ダ）が高温になつた状態で電気抵抗素子の駆動が
停止された場合において、室はシリンダからの熱
を受けて燃料を加熱し続けることができる。仮り
に、室が機関（シリンダ）に対して熱的に結合さ
れていないと、電気抵抗素子のスイツチが切られ
た場合に、室は機関からの熱を受けられず、室が
他の部分と比べて低温となつてしまい、かえつて
吸気通路内の燃料の凝縮、結露を引き起こす惧れ
がある。本発明においては、このような不都合を
防ぐために室とシリンダとを熱伝導関係に結合さ
せているのであり、かような構成であれば、電気
抵抗素子を常に駆動しなくても機関の低温時また
は始動時にのみ駆動することも可能であり、機関
の熱利用を促進して電気抵抗素子による電力消費
を低減するとともに、燃料の結露などを防止して
好適な燃焼を促進することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を示す添付図面を参照に
本発明のより詳細な説明を続ける。

第１図に示されるように、内燃機関の頂部にシ
リンダヘツド１が備えられ、このヘツド上に燃料
噴射器３をもつた吸気管２が固定される。吸気管
２はシリンダヘツドの吸気通路４に開いている。
通路４内に吸気弁５が設けられる。

吸気管２とシリンダヘツド１との間に、熱伝導
材料、例えばアルミニウム合金のプレート６が把
持される。このプレートは図示の場合４つのシリ
ンダに共通である。

シール面を確定し且つ材料を節約するためプレ
ートには凹部７が設けられ、又固定用の孔８が明
けられている。

プレートの、各吸気通路４に対応する個所に開
口が備えられ、そしてその各開口内に室１１がガ
スケツト面に直角に突出し、又円筒形面１２が突
出する。この円筒形面１２の幅は室１１との結合
部で最も大きく、そしてその斜め反対側で最も小
さい。円筒形面のその最小幅の部分に凹部１３が
設けられ、この凹部を通して燃料噴射器３が突出
する。室１１の頂面と円筒形面１２とはヒートシ
ンクを形成する。

各室１１内に電気抵抗素子を構成するPTCタ
ブレツト１６が備えられ、このPTCタブレツト
１６の一面は熱及び電気伝導性のエポキシ樹脂に
よつて室１１の上側の内壁に固定され、一方、
PTCタブレツト１６の他面は室１１の下側の内
壁から所定距離だけ隔てられている。各室は又、
プラスチツクによつてヒートシンクから絶縁され
る接点ばね１５を収容する。

各接点ばね１７は、導電ストリツプ１４、これ
にレーザ溶接される導電ストリツプ１５、及びこ
れと一体の導電ストリツプ１８によつて、接続箱
１９内に突出するコネクタピン２０に接続され
る。PTCタブレツト１６、接点ばね１５及び導
電ストリツプ１４は加熱装置を構成する。ストリ
ツプ１７と１８はそれぞれ絶縁被覆２１と２２の
中に置かれる。これら被覆はパツキング材料内部
のキヤビテイの中に埋込まれる。ストリツプ１８
はピン２０に溶接される。

室１１は、レーザ溶接部２４で固定されるカバ
ー２３によつて閉じられる。プレート６と、これ
に伝導材料ブリツジ１０によつて結合される加熱
装置との組合せは吸気管２とシリンダヘツドの吸
気ポートとの間に設置され、そしてアルミニウム
合金のような熱伝導材料のガスケツト６ｂがシリ
ンダヘツド側に、又紙のような絶縁材料のガスケ
ツト６ａが吸気管側に付け加えて設置される。機
関が低温であるとき噴射された燃料の有効な加熱
が行われる。燃料は、ヒートシンクに属する室１
１の頂面に対して様々な角度で吹付けられる。ピ
ン２０、導電ストリツプ１８，１７，１４、及び
接点ばね１５を通して電流が供給されると、タブ
レツト１６はそのPTC材料によつて決められて
いる温度まで加熱され、そしてこの熱は室１１の
頂面へ伝達される。このとき、PTCタブレツト
１６の他面は室１１の下側の内壁と所定距離だけ
隔てられているため、PTCタブレツト１６から
の熱が多くの室１１の底面及び底面と接する熱容
量の大きいシリンダヘツド１等の、不必要な場所
へ伝達されることはない。従つて、PTCタブレ
ツト１６により室１１の頂面を局部的に強く加熱
することができるので、噴射された燃料も効率よ
く霧化され、かつ、PTCタブレツト１６の消費
電力を低減される。

空気が矢印（第１図）の方向で吸気管２内に吸
入される。そこで各室１１のカバー２３に流線形
の要素を取付けてもよい。又そのカバーから離し
て各室内のPTCタブレツトを、様々な方法、例
えばパウダー又はエポキシ樹脂を詰込むことによ
つて、周囲から遮断することもできる。各室１１
の内部は、導電ストリツプ１７と１８が置かれる
スリツト型スペースによつて外気とつながれてい
る。これはPTCタブレツトの使用寿命にとつて
有利である。

ここに記述した装置には本発明の範囲内で様々
な変化形が可能である。本発明の思想にとつて重
要なことは、加熱装置が熱絶縁されず、吸気管と
シリンダヘツドとの間に把持されるプレート内に
組込まれ、そして各PTCタブレツトなどの電気
抵抗装置が、ヒートシンクの一部を形成する頂面
をもつた閉じた室内に設置されることである。
PTCタブレツトの代りに他の電気抵抗材料を使
用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による直接噴射式内燃機関のシ
リンダの頂部分の概略断面図、第２図は使用され
るプレートの頂面図、第３図はそのプレートの前
面図、第４図は第２図の頂面図の一部分を拡大
し、併せて電流供給コネクタピンを示す図面（室
のカバーの一部を破断）、第５図は第４図の−
線における断面図、第６図は第４図の−線
における断面図である。 １……シリンダヘツド、２……吸気管、４……
吸気通路、６……プレート、１０……ブリツジ、
１１……室、１２……円筒形面、１４，１７，１
８……導電ストリツプ、１５……接点ばね、１６
……PTCタブレツト、２０……コネクタピン、
２３……カバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 吸気通路及び吸気弁を備えたシリンダ
   と、 (b) 前記吸気通路内に燃料を供給する燃料噴射器
   と、 (c) 前記吸気通路内の燃料が噴射される領域と対
   応する位置に設けられ、前記シリンダと熱伝導
   関係にある壁によつて形成された室と、 (d) 前記室内に配置される電気抵抗素子を備えた
   加熱装置とを有し、 (e) 前記電気抵抗素子は、前記室の前記吸気通路
   の側にある第１の壁と前記室の前記シリンダの
   側にある第２の壁との間であつて、かつ、該第
   １の壁に近接しているが該第２の壁とは離間し
   て配置されており、少なくとも該第１の壁は前
   記吸気通路内に露出していることを特徴とする
   噴射式内燃機関。 ２ 前記噴射式内燃機関は、吸気管と、前記シリ
   ンダと該吸気管との間に把持されていて、前記シ
   リンダと熱伝導関係にあるプレートとを有し、該
   プレートと前記室の壁とが熱伝導関係をもつて一
   体的に連結されていることを特徴とする請求項第
   １項記載の噴射式内燃機関。 ３ 前記第１の壁と前記第２の壁とは対向してお
   り、前記電気抵抗素子の一方の面は前記第１の壁
   に取り付けられ、該一方の面と対向する該電気抵
   抗素子の他方の面は前記第２の壁から離間されて
   いることを特徴とする請求項第１項記載の噴射式
   内燃機関。 ４ 前記室は熱伝導部材を介して前記シリンダと
   連結されていることを特徴とする請求項第１項記
   載の噴射式内燃機関。 ５ 前記電気抵抗素子は、熱及び電気伝導性の材
   料を介して前記室の第１の壁の内壁に固定されて
   いることを特徴とする請求項第１項記載の噴射式
   内燃機関。 ６ 前記室内に導電性ストリツプが配置され、該
   導電性ストリツプと前記電気抵抗素子との間に該
   電気抵抗素子を前記第１の壁に向けて押圧する接
   点ばねが設けられていることを特徴とする請求項
   第１項記載の噴射式内燃機関。 ７ 前記室は前記吸気通路内に突出する部分を有
   し、この突出する部分は流線形になつていること
   を特徴とする請求項第１項記載の噴射式内燃機
   関。 ８ 前記プレートと前記吸気管との間に、絶縁性
   部材が挿入されていることを特徴とする請求項第
   １項記載の噴射式内燃機関。