JPH08210198A - 内燃機関に用いられる燃料噴射装置 - Google Patents
内燃機関に用いられる燃料噴射装置Info
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- JPH08210198A JPH08210198A JP7277590A JP27759095A JPH08210198A JP H08210198 A JPH08210198 A JP H08210198A JP 7277590 A JP7277590 A JP 7277590A JP 27759095 A JP27759095 A JP 27759095A JP H08210198 A JPH08210198 A JP H08210198A
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- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
- F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
- F02M31/135—Fuel-air mixture
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 噴射された燃料の凝縮が簡単に回避されると
同時に、衝突する燃料噴流の加熱を可能にし、さらにそ
の後に少なくとも部分的に蒸発させるために極めて僅か
な電気出力しか必要とならないようにする。 【解決手段】 電気加熱素子がペルティエ素子３３とし
て形成されている。
同時に、衝突する燃料噴流の加熱を可能にし、さらにそ
の後に少なくとも部分的に蒸発させるために極めて僅か
な電気出力しか必要とならないようにする。 【解決手段】 電気加熱素子がペルティエ素子３３とし
て形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に用いら
れる燃料噴射装置であって、内燃機関が、入口通路を備
えた少なくとも１つのシリンダを有しており、該シリン
ダ内に少なくとも１つの燃料噴射弁が、内燃機関のシリ
ンダヘッドに収納された少なくとも１つのインテークバ
ルブの方向で燃料を噴射するようになっており、燃料噴
射弁から流出する燃料が、少なくとも部分的に電気加熱
素子に向けられている形式のものに関する。
れる燃料噴射装置であって、内燃機関が、入口通路を備
えた少なくとも１つのシリンダを有しており、該シリン
ダ内に少なくとも１つの燃料噴射弁が、内燃機関のシリ
ンダヘッドに収納された少なくとも１つのインテークバ
ルブの方向で燃料を噴射するようになっており、燃料噴
射弁から流出する燃料が、少なくとも部分的に電気加熱
素子に向けられている形式のものに関する。
【０００２】さらに本発明は、内燃機関に用いられる燃
料噴射装置であって、内燃機関が、入口通路を備えた少
なくとも１つのシリンダを有しており、該シリンダが吸
気管に接続されており、該吸気管に燃料噴射弁が燃料を
送出するようになっていて、燃料噴射弁から流出する燃
料が、前記吸気管に収納された電気加熱素子に少なくと
も部分的に衝突するようになっている形式のものに関す
る。
料噴射装置であって、内燃機関が、入口通路を備えた少
なくとも１つのシリンダを有しており、該シリンダが吸
気管に接続されており、該吸気管に燃料噴射弁が燃料を
送出するようになっていて、燃料噴射弁から流出する燃
料が、前記吸気管に収納された電気加熱素子に少なくと
も部分的に衝突するようになっている形式のものに関す
る。
【０００３】
【従来の技術】既に公知の燃料噴射装置（欧州特許第０
４５３９２７号明細書）では、燃料噴射弁が吸気管に取
り付けられており、これによって燃料は内燃機関のイン
テークバルブの方向に噴射される。燃料は燃料噴射弁か
ら燃料噴流の形で流出し、この燃料噴流は部分的に吸気
管の壁と、インテークバルブとに衝突する。この場合、
内燃機関の低温状態または突然の負荷交番時では、噴射
された燃料の凝縮が生じてしまう。凝縮された燃料は壁
膜として、吸気管の壁とインテークバルブとに沈積し、
この場合、壁膜からは比較的大きな液滴が剥離するおそ
れがある。剥離された液滴は内燃機関の燃焼室に流入す
るので、この場所では局所的に過剰濃厚な混合物が生ぜ
しめられ、このような混合物は不完全な燃焼に基づき、
排ガス中の有害成分を増大させてしまう。
４５３９２７号明細書）では、燃料噴射弁が吸気管に取
り付けられており、これによって燃料は内燃機関のイン
テークバルブの方向に噴射される。燃料は燃料噴射弁か
ら燃料噴流の形で流出し、この燃料噴流は部分的に吸気
管の壁と、インテークバルブとに衝突する。この場合、
内燃機関の低温状態または突然の負荷交番時では、噴射
された燃料の凝縮が生じてしまう。凝縮された燃料は壁
膜として、吸気管の壁とインテークバルブとに沈積し、
この場合、壁膜からは比較的大きな液滴が剥離するおそ
れがある。剥離された液滴は内燃機関の燃焼室に流入す
るので、この場所では局所的に過剰濃厚な混合物が生ぜ
しめられ、このような混合物は不完全な燃焼に基づき、
排ガス中の有害成分を増大させてしまう。
【０００４】このような不都合な結果を減少させるため
には、吸気管の壁に衝突する燃料噴流が加熱される。こ
のためには、電気加熱素子が設けられていなければなら
ない。この電気加熱素子は、たとえば吸気管の壁に同一
平面内で収納されていて、加熱面に衝突する燃料噴流を
加熱するための加熱面を有している。これによって、こ
の燃料噴流は部分的に蒸気状態に移行する。部分的に蒸
気として存在する燃料は冷たい壁における燃料の凝縮を
阻止し、つまり壁膜の形成を阻止する。上記公知先行技
術では、加熱目的で複数の電気抵抗素子、つまりＰＣＴ
抵抗素子が使用される。この電気抵抗素子は通電時にそ
の電気抵抗に基づき加熱面に熱を放出する。しかし、こ
のようなＰＴＣ抵抗素子は悪い動的特性を有しているの
で、ＰＴＣ抵抗素子の接続後に加熱面に所望の表面温度
が生じるまで、比較的長い待機時間が必要となる。付加
的に、ＰＴＣ抵抗素子は、組込み範囲における熱流出を
できるだけ低く保持する目的で、十分に熱絶縁されて組
込み範囲に収納されなければならない。ＰＴＣ抵抗素子
は作動時に高い電気出力を必要とし、このような電気出
力は特に内燃機関の始動過程において、スタータバッテ
リの制限されたエネルギ蓄え量を超過するおそれがある
ので、これまでＰＴＣ抵抗素子を用いた燃料加熱はまだ
工業的に実現されていない。
には、吸気管の壁に衝突する燃料噴流が加熱される。こ
のためには、電気加熱素子が設けられていなければなら
ない。この電気加熱素子は、たとえば吸気管の壁に同一
平面内で収納されていて、加熱面に衝突する燃料噴流を
加熱するための加熱面を有している。これによって、こ
の燃料噴流は部分的に蒸気状態に移行する。部分的に蒸
気として存在する燃料は冷たい壁における燃料の凝縮を
阻止し、つまり壁膜の形成を阻止する。上記公知先行技
術では、加熱目的で複数の電気抵抗素子、つまりＰＣＴ
抵抗素子が使用される。この電気抵抗素子は通電時にそ
の電気抵抗に基づき加熱面に熱を放出する。しかし、こ
のようなＰＴＣ抵抗素子は悪い動的特性を有しているの
で、ＰＴＣ抵抗素子の接続後に加熱面に所望の表面温度
が生じるまで、比較的長い待機時間が必要となる。付加
的に、ＰＴＣ抵抗素子は、組込み範囲における熱流出を
できるだけ低く保持する目的で、十分に熱絶縁されて組
込み範囲に収納されなければならない。ＰＴＣ抵抗素子
は作動時に高い電気出力を必要とし、このような電気出
力は特に内燃機関の始動過程において、スタータバッテ
リの制限されたエネルギ蓄え量を超過するおそれがある
ので、これまでＰＴＣ抵抗素子を用いた燃料加熱はまだ
工業的に実現されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の燃料噴射装置を改良して、噴射された燃
料の凝縮が簡単に回避されると同時に、僅かな電気出力
しか必要とならないような燃料噴射装置を提供すること
である。
で述べた形式の燃料噴射装置を改良して、噴射された燃
料の凝縮が簡単に回避されると同時に、僅かな電気出力
しか必要とならないような燃料噴射装置を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、電気加熱素子がペルティエ素子と
して形成されているようにした。
に本発明の構成では、電気加熱素子がペルティエ素子と
して形成されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】請求項１もしくは請求項８に記載の本発
明による燃料噴射装置には、次のような利点がある。す
なわち、噴射された燃料の凝縮が簡単に回避され、しか
も衝突する燃料噴流の加熱を可能にし、さらにその後に
燃料噴流を少なくとも部分的に蒸発させるために極めて
僅かな電気出力しか必要とならない。これにより特に内
燃機関の低温始動時およびこれに続く暖機運転段階時な
らびに内燃機関の規定の運転領域においては、排ガス中
の有害成分の明らかな低減が行なわれる。加熱は高い速
度で行なわれるので有利である。したがって、既に内燃
機関の始動直後において、排ガス中の有害成分の低減が
得られる。
明による燃料噴射装置には、次のような利点がある。す
なわち、噴射された燃料の凝縮が簡単に回避され、しか
も衝突する燃料噴流の加熱を可能にし、さらにその後に
燃料噴流を少なくとも部分的に蒸発させるために極めて
僅かな電気出力しか必要とならない。これにより特に内
燃機関の低温始動時およびこれに続く暖機運転段階時な
らびに内燃機関の規定の運転領域においては、排ガス中
の有害成分の明らかな低減が行なわれる。加熱は高い速
度で行なわれるので有利である。したがって、既に内燃
機関の始動直後において、排ガス中の有害成分の低減が
得られる。
【０００８】請求項２以下もしくは請求項９以下に記載
の手段により、請求項１もしくは請求項８に記載の燃料
噴射装置の有利な改良が可能となる。
の手段により、請求項１もしくは請求項８に記載の燃料
噴射装置の有利な改良が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
面につき詳しく説明する。
【００１０】図１には、符号１で示した燃料噴射装置の
部分断面図が図示されている。この燃料噴射装置１は特
に混合気圧縮型火花点火式の内燃機関２（同じく部分断
面図で示す）のために使用される。この燃料噴射装置１
は少なくとも１つの燃料噴射弁３を有している。この燃
料噴射弁３は、たとえば内燃機関２の吸気管４に差込み
可能に取り付けられている。この燃焼噴射装置３は、燃
料がこの燃料噴射装置３から、内燃機関２の少なくとも
１つのインテークバルブ６に設けられた入口開口５の方
向に向かって噴射されるように配置されている。入口開
口５はシリンダヘッド２１に設けられた入口通路７の一
部である。この入口通路７は吸気管４によって仕切られ
た吸気通路１１を延長してインテークバルブ６に通じて
いる。吸気管４の吸気通路１１と、入口通路７とには、
図示の矢印１２に沿って図１、図２および図４で見て右
側から左側に向かって内燃機関２によって吸い込まれた
吸気空気が流れる。この吸気空気は吸気通路１１と、特
に入口通路７とにおいて燃料噴射弁３によって噴射され
た燃料と混合され、これによりインテークバルブ６の入
口開口５の背後で燃料・空気混合物の形で内燃機関２の
少なくとも１つの燃焼室内で燃焼される。吸気空気の量
は公知の形式で、図４に示した、燃料噴射弁３の上流側
で吸気通路１１に旋回可能に収納された絞り機構によっ
て制御可能である。この絞り機構は、たとえばスロット
ルバルブ１４として形成されている。
部分断面図が図示されている。この燃料噴射装置１は特
に混合気圧縮型火花点火式の内燃機関２（同じく部分断
面図で示す）のために使用される。この燃料噴射装置１
は少なくとも１つの燃料噴射弁３を有している。この燃
料噴射弁３は、たとえば内燃機関２の吸気管４に差込み
可能に取り付けられている。この燃焼噴射装置３は、燃
料がこの燃料噴射装置３から、内燃機関２の少なくとも
１つのインテークバルブ６に設けられた入口開口５の方
向に向かって噴射されるように配置されている。入口開
口５はシリンダヘッド２１に設けられた入口通路７の一
部である。この入口通路７は吸気管４によって仕切られ
た吸気通路１１を延長してインテークバルブ６に通じて
いる。吸気管４の吸気通路１１と、入口通路７とには、
図示の矢印１２に沿って図１、図２および図４で見て右
側から左側に向かって内燃機関２によって吸い込まれた
吸気空気が流れる。この吸気空気は吸気通路１１と、特
に入口通路７とにおいて燃料噴射弁３によって噴射され
た燃料と混合され、これによりインテークバルブ６の入
口開口５の背後で燃料・空気混合物の形で内燃機関２の
少なくとも１つの燃焼室内で燃焼される。吸気空気の量
は公知の形式で、図４に示した、燃料噴射弁３の上流側
で吸気通路１１に旋回可能に収納された絞り機構によっ
て制御可能である。この絞り機構は、たとえばスロット
ルバルブ１４として形成されている。
【００１１】燃料噴射弁３は、たとえば共通の燃料分配
器（フューエルレール）を介して燃料を供給するため
に、図１、図２および図４に示した燃料フィードポンプ
１５に接続されている。この燃料フィードポンプ１５は
燃料タンク８から燃料管路９を介して燃料を燃料分配器
に圧送し、さらにこの場所から個々の燃料噴射弁３に圧
送する。燃料は燃料噴射弁３において、公知の形式で弁
閉鎖体、たとえば弁閉鎖ボールまたは弁閉鎖ニードル
と、弁座とによって調量される。燃料噴射弁３は、たと
えば電磁作動式に形成されていて、電気的な接続導線１
７を介して、たとえば電子制御装置４０によって制御可
能である。この電子制御装置４０は内燃機関２の運転特
性値を検出する手段、たとえばセンサに接続されてお
り、これによりこの運転特性値の評価に基づき特に燃料
噴射弁３の噴射量が制御されるので、たとえば内燃機関
２の機関出力制御が可能となる。このためには、電子制
御装置４０に電気信号５９が供給される。この電気信号
５９は、たとえばスロットルバルブポテンショメータか
ら伝送される。このスロットルバルブポテンショメータ
はスロットルバルブ１４の位置および位置変化に関する
情報を提供する。さらに、電子制御装置４０は内燃機関
２の吸気管４の吸気通路１１に収納された空気質量計に
接続されていてよい。この空気質量計は吸気管４の吸気
通路１１内を流れる吸気空気質量に応じて電気信号６０
を電子制御装置４０に供給する。
器（フューエルレール）を介して燃料を供給するため
に、図１、図２および図４に示した燃料フィードポンプ
１５に接続されている。この燃料フィードポンプ１５は
燃料タンク８から燃料管路９を介して燃料を燃料分配器
に圧送し、さらにこの場所から個々の燃料噴射弁３に圧
送する。燃料は燃料噴射弁３において、公知の形式で弁
閉鎖体、たとえば弁閉鎖ボールまたは弁閉鎖ニードル
と、弁座とによって調量される。燃料噴射弁３は、たと
えば電磁作動式に形成されていて、電気的な接続導線１
７を介して、たとえば電子制御装置４０によって制御可
能である。この電子制御装置４０は内燃機関２の運転特
性値を検出する手段、たとえばセンサに接続されてお
り、これによりこの運転特性値の評価に基づき特に燃料
噴射弁３の噴射量が制御されるので、たとえば内燃機関
２の機関出力制御が可能となる。このためには、電子制
御装置４０に電気信号５９が供給される。この電気信号
５９は、たとえばスロットルバルブポテンショメータか
ら伝送される。このスロットルバルブポテンショメータ
はスロットルバルブ１４の位置および位置変化に関する
情報を提供する。さらに、電子制御装置４０は内燃機関
２の吸気管４の吸気通路１１に収納された空気質量計に
接続されていてよい。この空気質量計は吸気管４の吸気
通路１１内を流れる吸気空気質量に応じて電気信号６０
を電子制御装置４０に供給する。
【００１２】燃料は収束された、たとえば円錐状または
紐状の燃料噴流１０として燃料噴射弁３から流出する。
この燃料噴流１０の外輪郭は図１、図２および図４に書
き込んだ２つの一点鎖線によって示されている。燃料噴
射弁３によって噴射された燃料噴流１０は、図１に示し
た第１実施例および図２に示した第２実施例では、入口
通路７の内壁２０に部分的に衝突する。吸気管４と入口
通路７との間の結合個所には、シールリング２２が設け
られている。これによって、吸気管４はシリンダヘッド
４から断熱されている。
紐状の燃料噴流１０として燃料噴射弁３から流出する。
この燃料噴流１０の外輪郭は図１、図２および図４に書
き込んだ２つの一点鎖線によって示されている。燃料噴
射弁３によって噴射された燃料噴流１０は、図１に示し
た第１実施例および図２に示した第２実施例では、入口
通路７の内壁２０に部分的に衝突する。吸気管４と入口
通路７との間の結合個所には、シールリング２２が設け
られている。これによって、吸気管４はシリンダヘッド
４から断熱されている。
【００１３】本発明によれば、燃料噴流１０によって少
なくとも部分的に衝突される、入口通路７の内壁２０
に、ペルティエ素子３３が設けられている。これによ
り、このペルティエ素子３３によって燃料噴流１０は加
熱される。以下において、ペルティエ素子の構造および
機能を詳しく説明する。ペルティエ素子はフランス人物
理学者ジャン・ペルティエ（Ｊｅａｎ Ｐｅｌｔｉｅ
ｒ）によって発見されたペルティエ効果を利用してい
る。すなわち、２つの異種の金属を２つの結合個所で結
合する場合、両結合個所の間の金属に電流が流される
と、温度差が生ぜしめされる。金属中を流れる電流の方
向に応じて、一方の結合個所は加熱され、他方の結合個
所は冷却される。この効果は互いに異なるドーピングの
行なわれた半導体材料によっても得られる。この半導体
材料は、たとえばビスマスまたはテルル化物・組合わせ
物を用いてドーピングされており、これによってドーピ
ングされた半導体材料を用いて熱電気的なブリッジが形
成される。このようなブリッジは電子過剰量（ｎタイ
プ）と電子不足量（ｐタイプ）とを有している。実施例
において使用されたペルティエ素子３３は多数のこのよ
うな熱電気的なブリッジを有しており、このようなブリ
ッジは電気的に直列接続されていて、２つの薄いセラミ
ックプレートの間に収納されている。ペルティエ素子３
３が直流電源に接続されると、セラミックスを被覆され
た、ペルティエ素子３３の表面２７は加熱され、それに
対して反対の側の、同じくセラミックスを被覆された下
面２８は相応して冷却される。実施例では、ペルティエ
素子３３の低温の下面２８がシリンダヘッド２１の内壁
２０に熱結合されているか、または吸気管４の内壁２５
に熱結合されている。ペルティエ素子３３の加熱可能な
表面２７は燃料噴射弁３の燃料噴流１０に対応してお
り、つまり吸気管４もしくは吸気通路１１の内部に向け
られている。ペルティエ素子３３は熱ポンプに相当する
機能形式を有している。すなわち、この熱ポンプには電
気エネルギが供給され、これによって周囲から熱が取り
出されて、別の個所で、より高い温度で再び放出され
る。この熱ポンプは周囲の無制限の熱リザーバを利用す
るので、良好な熱効率が得られる。したがって、ペルテ
ィエ素子３３の運転時でも、つまり燃料噴流１０を加熱
する目的でも、比較的僅かな電気出力しか必要とならな
い。この電気出力は、たとえば通電される電気抵抗の加
熱を利用する慣用の電気加熱素子の約１０％である。
なくとも部分的に衝突される、入口通路７の内壁２０
に、ペルティエ素子３３が設けられている。これによ
り、このペルティエ素子３３によって燃料噴流１０は加
熱される。以下において、ペルティエ素子の構造および
機能を詳しく説明する。ペルティエ素子はフランス人物
理学者ジャン・ペルティエ（Ｊｅａｎ Ｐｅｌｔｉｅ
ｒ）によって発見されたペルティエ効果を利用してい
る。すなわち、２つの異種の金属を２つの結合個所で結
合する場合、両結合個所の間の金属に電流が流される
と、温度差が生ぜしめされる。金属中を流れる電流の方
向に応じて、一方の結合個所は加熱され、他方の結合個
所は冷却される。この効果は互いに異なるドーピングの
行なわれた半導体材料によっても得られる。この半導体
材料は、たとえばビスマスまたはテルル化物・組合わせ
物を用いてドーピングされており、これによってドーピ
ングされた半導体材料を用いて熱電気的なブリッジが形
成される。このようなブリッジは電子過剰量（ｎタイ
プ）と電子不足量（ｐタイプ）とを有している。実施例
において使用されたペルティエ素子３３は多数のこのよ
うな熱電気的なブリッジを有しており、このようなブリ
ッジは電気的に直列接続されていて、２つの薄いセラミ
ックプレートの間に収納されている。ペルティエ素子３
３が直流電源に接続されると、セラミックスを被覆され
た、ペルティエ素子３３の表面２７は加熱され、それに
対して反対の側の、同じくセラミックスを被覆された下
面２８は相応して冷却される。実施例では、ペルティエ
素子３３の低温の下面２８がシリンダヘッド２１の内壁
２０に熱結合されているか、または吸気管４の内壁２５
に熱結合されている。ペルティエ素子３３の加熱可能な
表面２７は燃料噴射弁３の燃料噴流１０に対応してお
り、つまり吸気管４もしくは吸気通路１１の内部に向け
られている。ペルティエ素子３３は熱ポンプに相当する
機能形式を有している。すなわち、この熱ポンプには電
気エネルギが供給され、これによって周囲から熱が取り
出されて、別の個所で、より高い温度で再び放出され
る。この熱ポンプは周囲の無制限の熱リザーバを利用す
るので、良好な熱効率が得られる。したがって、ペルテ
ィエ素子３３の運転時でも、つまり燃料噴流１０を加熱
する目的でも、比較的僅かな電気出力しか必要とならな
い。この電気出力は、たとえば通電される電気抵抗の加
熱を利用する慣用の電気加熱素子の約１０％である。
【００１４】図１に示したように、ペルティエ素子３３
は、たとえばシリンダヘッド２１の内壁２０に同一平面
内で収納することができる。この場合、ペルティエ素子
３３の表面２７はシリンダヘッド２１の内壁２０に対し
てほぼ整合するように位置調整されている。このために
は、内壁２０が切欠き３５を有している。この切欠き３
５は、たとえば内壁２０の周方向に部分的に延びる溝３
５として形成されている。これによって、たとえば環状
セグメント部分として形成されたペルティエ素子３３は
溝３５内に同一平面内で収容される。ペルティエ素子３
３は溝３５内に、たとえば接着固定され、その後にたと
えばセラミックスから成る加熱可能なペルティエ素子３
３の表面２７を保護するために、表面２７に保護層が塗
布され、これにより表面２７はシールされる。この保護
層は良好な熱伝導率を有しているので、燃料噴流１０の
加熱は妨げられない。ペルティエ素子３３に給電するた
めには、２つの電気的な接続導線２９，３０が設けられ
ている。両接続導線２９，３０はシリンダヘッド２１に
おいて、ペルティエ素子３３の下面２８から、たとえば
電子制御装置４０に案内されている。
は、たとえばシリンダヘッド２１の内壁２０に同一平面
内で収納することができる。この場合、ペルティエ素子
３３の表面２７はシリンダヘッド２１の内壁２０に対し
てほぼ整合するように位置調整されている。このために
は、内壁２０が切欠き３５を有している。この切欠き３
５は、たとえば内壁２０の周方向に部分的に延びる溝３
５として形成されている。これによって、たとえば環状
セグメント部分として形成されたペルティエ素子３３は
溝３５内に同一平面内で収容される。ペルティエ素子３
３は溝３５内に、たとえば接着固定され、その後にたと
えばセラミックスから成る加熱可能なペルティエ素子３
３の表面２７を保護するために、表面２７に保護層が塗
布され、これにより表面２７はシールされる。この保護
層は良好な熱伝導率を有しているので、燃料噴流１０の
加熱は妨げられない。ペルティエ素子３３に給電するた
めには、２つの電気的な接続導線２９，３０が設けられ
ている。両接続導線２９，３０はシリンダヘッド２１に
おいて、ペルティエ素子３３の下面２８から、たとえば
電子制御装置４０に案内されている。
【００１５】内燃機関２の始動時に、ペルティエ素子３
３は通電されるので、表面２７にはたとえば周囲に対し
て少なくとも６０ケルビンの温度上昇が生ぜしめられ、
これによりペルティエ素子３３の加熱された表面２７に
部分的に衝突する、燃料噴射弁３の燃料噴流１０は少な
くとも部分的に蒸発させられる。ペルティエ素子３３の
加熱および通電は、主として内燃機関２の始動段階およ
び始動段階に続いて行なわれる暖機段階に限定され、た
とえば始動後の最初の１００秒間に限定されている。こ
れらの段階では、燃料噴流１０のこのような加熱なしで
は、冷たい壁、たとえばシリンダヘッド２１の内壁２０
と、インテークバルブ６と、燃焼室内壁とにおいて、燃
料の凝縮が行なわれる。このような燃料の凝縮は排ガス
中の有害成分を増大させてしまう結果となる。付加的
に、内燃機関２の所定の運転領域においても、つまりた
とえば内燃機関の全負荷時に極めて短時間で高められた
排ガス放出量が生じるような運転領域においても、ペル
ティエ素子３３を通電することができる。このような運
転領域は電子制御装置４０によって検知することができ
る。この電子制御装置４０はペルティエ素子３３を短時
間通電し、これにより加熱によって、燃料噴流１０の部
分的な蒸発を用いて改善された噴霧が得られるので、排
ガス中の有害成分の明らかな低減が得られる。
３は通電されるので、表面２７にはたとえば周囲に対し
て少なくとも６０ケルビンの温度上昇が生ぜしめられ、
これによりペルティエ素子３３の加熱された表面２７に
部分的に衝突する、燃料噴射弁３の燃料噴流１０は少な
くとも部分的に蒸発させられる。ペルティエ素子３３の
加熱および通電は、主として内燃機関２の始動段階およ
び始動段階に続いて行なわれる暖機段階に限定され、た
とえば始動後の最初の１００秒間に限定されている。こ
れらの段階では、燃料噴流１０のこのような加熱なしで
は、冷たい壁、たとえばシリンダヘッド２１の内壁２０
と、インテークバルブ６と、燃焼室内壁とにおいて、燃
料の凝縮が行なわれる。このような燃料の凝縮は排ガス
中の有害成分を増大させてしまう結果となる。付加的
に、内燃機関２の所定の運転領域においても、つまりた
とえば内燃機関の全負荷時に極めて短時間で高められた
排ガス放出量が生じるような運転領域においても、ペル
ティエ素子３３を通電することができる。このような運
転領域は電子制御装置４０によって検知することができ
る。この電子制御装置４０はペルティエ素子３３を短時
間通電し、これにより加熱によって、燃料噴流１０の部
分的な蒸発を用いて改善された噴霧が得られるので、排
ガス中の有害成分の明らかな低減が得られる。
【００１６】図２には、第２実施例による燃料噴射装置
１の部分的な断面図が示されている。図２から認められ
るように、ペルティエ素子３３を、シリンダヘッド２１
から切り欠かれた切欠き３７に導入することも可能であ
る。この切欠き３７は、たとえば吸気管４とシリンダヘ
ッド２１との結合個所からインテークバルブ６に向かっ
てスリットとして延びている。切欠き３７は入口通路７
の内壁２０の近くに、たとえば内壁２０に対して平行に
延びていると有利である。さらに切欠き３７は薄い金属
層３９によって入口通路７から隔離される。スリット状
の切欠き３７には、この切欠き３７に対応して形成され
たペルティエ素子３３がシールリング２２の側方で押し
込むことができる。ペルティエ素子３３の加熱可能な表
面２７は切欠き３７内で、入口通路７の比較的薄い金属
層３９によってしか被覆されないので、ペルティエ素子
３３から入口通路７の内壁２０への良好な熱伝導は十分
に維持されている。これによって内壁２０の部分範囲は
ほとんど遅延なく加熱される。シリンダヘッド２１の内
壁２０に設けられた、ペルティエ素子３３をカバーする
薄い金属層３９に基づき、図１に示した第１実施例で使
用された保護層を不要にすることができる。
１の部分的な断面図が示されている。図２から認められ
るように、ペルティエ素子３３を、シリンダヘッド２１
から切り欠かれた切欠き３７に導入することも可能であ
る。この切欠き３７は、たとえば吸気管４とシリンダヘ
ッド２１との結合個所からインテークバルブ６に向かっ
てスリットとして延びている。切欠き３７は入口通路７
の内壁２０の近くに、たとえば内壁２０に対して平行に
延びていると有利である。さらに切欠き３７は薄い金属
層３９によって入口通路７から隔離される。スリット状
の切欠き３７には、この切欠き３７に対応して形成され
たペルティエ素子３３がシールリング２２の側方で押し
込むことができる。ペルティエ素子３３の加熱可能な表
面２７は切欠き３７内で、入口通路７の比較的薄い金属
層３９によってしか被覆されないので、ペルティエ素子
３３から入口通路７の内壁２０への良好な熱伝導は十分
に維持されている。これによって内壁２０の部分範囲は
ほとんど遅延なく加熱される。シリンダヘッド２１の内
壁２０に設けられた、ペルティエ素子３３をカバーする
薄い金属層３９に基づき、図１に示した第１実施例で使
用された保護層を不要にすることができる。
【００１７】図３には、第３実施例による燃料噴射装置
１の平面図が示されている。同じ構成部分または同一作
用の構成部分は全て図１および図２に示した符号と同じ
符号で示されている。第１実施例および第２実施例とは
異なり、図３に示した燃料噴射弁３は燃料を吸気管４内
に噴射するために、中央の個所で吸気管４に配置されて
いる。噴射された燃料はこの場合、燃料噴射弁３の下流
側で吸気空気と混合され、これにより燃料・空気混合物
の形で内燃機関２の個々の燃焼室に通じた、吸気管４
の、別個に形成された吸気管接続部分３６に流入する。
図４には、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って断面した断面図
が示されている。図４に示したように、この場所に設け
られたペルティエ素子３３の表面２７に燃料噴射弁３の
燃料噴流１０ができるだけ十分に衝突するように燃料噴
流１０を位置調整することも可能である。このことは燃
料噴流１０の良好な加熱、ひいてはたとえば完全な蒸発
を可能にする。図４に示したように、図１に示した第１
実施例によるペルティエ素子３３が切欠きもしくは溝３
５に導入されている。しかしこの溝３５は吸気管４の内
壁２５に設けられている。
１の平面図が示されている。同じ構成部分または同一作
用の構成部分は全て図１および図２に示した符号と同じ
符号で示されている。第１実施例および第２実施例とは
異なり、図３に示した燃料噴射弁３は燃料を吸気管４内
に噴射するために、中央の個所で吸気管４に配置されて
いる。噴射された燃料はこの場合、燃料噴射弁３の下流
側で吸気空気と混合され、これにより燃料・空気混合物
の形で内燃機関２の個々の燃焼室に通じた、吸気管４
の、別個に形成された吸気管接続部分３６に流入する。
図４には、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って断面した断面図
が示されている。図４に示したように、この場所に設け
られたペルティエ素子３３の表面２７に燃料噴射弁３の
燃料噴流１０ができるだけ十分に衝突するように燃料噴
流１０を位置調整することも可能である。このことは燃
料噴流１０の良好な加熱、ひいてはたとえば完全な蒸発
を可能にする。図４に示したように、図１に示した第１
実施例によるペルティエ素子３３が切欠きもしくは溝３
５に導入されている。しかしこの溝３５は吸気管４の内
壁２５に設けられている。
【００１８】ペルティエ素子３３の形状は図１〜図４に
示した実施例に限定されているわけではない。それどこ
ろか、必要に応じて種々異なる形状を有するペルティエ
素子３３を使用することができる。ペルティエ素子３３
の前記円筒状の形状またはプレート状の形状の他に、湾
曲させられた形状も考えられる。また、複数の個々のペ
ルティエ素子３３を吸気管４に収納することも考えられ
る。これらのペルティエ素子３３は吸気管４の吸気通路
１１に部分的に突入する。吸気管４の吸気通路１１に突
入したペルティエ素子３３は、たとえば空力学的な羽根
部材を備えた流れ案内カスケードとして形成することも
でき、これにより燃料噴流１０をできるだけ面加熱する
ことができる。
示した実施例に限定されているわけではない。それどこ
ろか、必要に応じて種々異なる形状を有するペルティエ
素子３３を使用することができる。ペルティエ素子３３
の前記円筒状の形状またはプレート状の形状の他に、湾
曲させられた形状も考えられる。また、複数の個々のペ
ルティエ素子３３を吸気管４に収納することも考えられ
る。これらのペルティエ素子３３は吸気管４の吸気通路
１１に部分的に突入する。吸気管４の吸気通路１１に突
入したペルティエ素子３３は、たとえば空力学的な羽根
部材を備えた流れ案内カスケードとして形成することも
でき、これにより燃料噴流１０をできるだけ面加熱する
ことができる。
【図１】第１実施例による燃料噴射装置の部分的な断面
図である。
図である。
【図２】第２実施例による燃料噴射装置の部分的な断面
図である。
図である。
【図３】第３実施例による燃料噴射装置の平面図であ
る。
る。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
１ 燃料噴射装置、 ２ 内燃機関、 ３ 燃料噴射
弁、 ４ 吸気管、 ５入口開口、 ６ インテークバ
ルブ、 ７ 入口通路、 ８ 燃料タンク、９ 燃料管
路、 １０ 燃料噴流、 １１ 吸気通路、 １２ 矢
印、 １４スロットルバルブ、 １５ 燃料フィードポ
ンプ、 １７ 接続導線、 ２０内壁、 ２１ シリン
ダヘッド、 ２２ シールリング、 ２５ 内壁、 ２
７表面、 ２８ 下面、 ２９，３０ 接続導線、 ３
３ ペルティエ素子、３５ 溝もしくは切欠き、 ３６
吸気管接続部分、 ３７ 切欠き、 ３９金属層、
４０ 電子制御装置、 ５９，６０ 電気信号、 ７０
入口通路
弁、 ４ 吸気管、 ５入口開口、 ６ インテークバ
ルブ、 ７ 入口通路、 ８ 燃料タンク、９ 燃料管
路、 １０ 燃料噴流、 １１ 吸気通路、 １２ 矢
印、 １４スロットルバルブ、 １５ 燃料フィードポ
ンプ、 １７ 接続導線、 ２０内壁、 ２１ シリン
ダヘッド、 ２２ シールリング、 ２５ 内壁、 ２
７表面、 ２８ 下面、 ２９，３０ 接続導線、 ３
３ ペルティエ素子、３５ 溝もしくは切欠き、 ３６
吸気管接続部分、 ３７ 切欠き、 ３９金属層、
４０ 電子制御装置、 ５９，６０ 電気信号、 ７０
入口通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ヴィルフェルト ドイツ連邦共和国 ルートヴィヒスブルク ティーフェンバッハー シュトラーセ 12 (72)発明者 イェルク ハイゼ ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン アイヒェンヴェーク 15
Claims (10)
- 【請求項１】 内燃機関に用いられる燃料噴射装置であ
って、内燃機関が、入口通路を備えた少なくとも１つの
シリンダを有しており、該シリンダ内に少なくとも１つ
の燃料噴射弁が、内燃機関のシリンダヘッドに収納され
た少なくとも１つのインテークバルブの方向で燃料を噴
射するようになっており、燃料噴射弁から流出する燃料
が、少なくとも部分的に電気加熱素子に向けられている
形式のものにおいて、電気加熱素子がペルティエ素子
（３３）として形成されていることを特徴とする、内燃
機関に用いられる燃料噴射装置。 - 【請求項２】 前記ペルティエ素子（３３）が、シリン
ダヘッド（２１）に設けられた入口通路（７）の内壁
（２０）に収納されている、請求項１記載の燃料噴射装
置。 - 【請求項３】 前記ペルティエ素子（３３）が、吸気管
（４）の内壁（２５）に収納されている、請求項１記載
の燃料噴射装置。 - 【請求項４】 前記ペルティエ素子（３３）の加熱可能
な表面（２７）が、シリンダヘッド（２１）に設けられ
た入口通路（７）の内壁（２０）に対して同一平面に位
置するように収納されている、請求項２記載の燃料噴射
装置。 - 【請求項５】 前記ペルティエ素子（３３）が、シリン
ダヘッド（２１）に設けられた入口通路（７）の内壁
（２０）に、突出するように配置されている、請求項２
記載の燃料噴射装置。 - 【請求項６】 前記ペルティエ素子（３３）が、吸気管
（４）の内壁（２５）に、突出するように配置されてい
る、請求項３記載の燃料噴射装置。 - 【請求項７】 前記ペルティエ素子（３３）が、シリン
ダヘッド（２１）または吸気管（４）に設けられた切欠
き（３７）に収納されており、該切欠き（３７）が、シ
リンダヘッド（２１）または吸気管（４）に設けられた
薄い金属層（３９）によって入口通路（７）もしくは吸
気通路（１１）から隔離されている、請求項２または３
記載の燃料噴射装置。 - 【請求項８】 内燃機関に用いられる燃料噴射装置であ
って、内燃機関が、入口通路を備えた少なくとも１つの
シリンダを有しており、該シリンダが吸気管に接続され
ており、該吸気管に燃料噴射弁が燃料を送出するように
なっていて、燃料噴射弁から流出する燃料が、前記吸気
管に収納された電気加熱素子に少なくとも部分的に衝突
するようになっている形式のものにおいて、電気加熱素
子がペルティエ素子（３３）として形成されていること
を特徴とする、内燃機関に用いられる燃料噴射装置。 - 【請求項９】 前記ペルティエ素子（３３）の加熱可能
な表面（２７）が、吸気管（４）に設けられた吸気通路
（１１）の内壁（２５）に対して同一平面に位置するよ
うに収納されている、請求項８記載の燃料噴射装置。 - 【請求項１０】 前記ペルティエ素子（３３）が、吸気
管（４）の内壁（２５）に、突出するように配置されて
いる、請求項８記載の燃料噴射装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4438335A DE4438335A1 (de) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
| DE4438335.5 | 1994-10-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210198A true JPH08210198A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=6531800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7277590A Abandoned JPH08210198A (ja) | 1994-10-27 | 1995-10-25 | 内燃機関に用いられる燃料噴射装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6067970A (ja) |
| EP (1) | EP0709566B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08210198A (ja) |
| DE (2) | DE4438335A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2541361C2 (ru) * | 2010-11-08 | 2015-02-10 | Сканиа Св Аб | Устройство и способ дополнительной обработки выхлопных газов транспортного средства с восстановительной испаряющей поверхностью, подогреваемой элементом пельтье |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19629589B4 (de) * | 1996-07-23 | 2007-08-30 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| DE19638323A1 (de) * | 1996-09-19 | 1998-04-02 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine |
| US6279549B1 (en) * | 1999-09-21 | 2001-08-28 | Hitachi America, Ltd. | Heater for a cold start fuel injector |
| DE10115282B4 (de) * | 2000-03-29 | 2006-03-02 | Hitachi, Ltd. | Einlaßluftsteuervorrichtung und Brennkraftmaschine, in der sie montiert ist |
| DE10024915C2 (de) * | 2000-05-19 | 2002-11-14 | Daimler Chrysler Ag | Destillation mittels einer thermoelektrischen Wärmepumpe |
| US6820598B2 (en) | 2002-03-22 | 2004-11-23 | Chrysalis Technologies Incorporated | Capillary fuel injector with metering valve for an internal combustion engine |
| US7249596B2 (en) * | 2002-03-22 | 2007-07-31 | Philip Morris Usa Inc. | Fuel system for an internal combustion engine and method for controlling same |
| US6779513B2 (en) | 2002-03-22 | 2004-08-24 | Chrysalis Technologies Incorporated | Fuel injector for an internal combustion engine |
| US6913005B2 (en) | 2002-03-22 | 2005-07-05 | Chrysalis Technologies Incorporated | System and methodology for purging fuel from a fuel injector during start-up |
| US6913004B2 (en) * | 2002-03-22 | 2005-07-05 | Chrysalis Technologies Incorporated | Fuel system for an internal combustion engine and method for controlling same |
| WO2003083281A1 (en) | 2002-03-22 | 2003-10-09 | Chrysalis Technologies, Inc. | Fuel injector for an internal combustion engine |
| US7032576B2 (en) | 2002-05-10 | 2006-04-25 | Philip Morris Usa Inc. | Capillary heating control and fault detection system and methodology for fuel system in an internal combustion engine |
| US7357124B2 (en) * | 2002-05-10 | 2008-04-15 | Philip Morris Usa Inc. | Multiple capillary fuel injector for an internal combustion engine |
| US20040025516A1 (en) * | 2002-08-09 | 2004-02-12 | John Van Winkle | Double closed loop thermoelectric heat exchanger |
| JP2005538311A (ja) * | 2002-09-11 | 2005-12-15 | ベイポレイト・プロプライエタリー・リミテッド | 燃料供給システム |
| DE10306145A1 (de) * | 2003-02-14 | 2004-08-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines Direktstarts eines Verennungsmotors |
| DE602004030630D1 (de) | 2003-10-30 | 2011-01-27 | Philip Morris Usa Inc | Mehrfachkapillare Kraftstoffeinspritzdüse für einen Verbrennungsmotor |
| US6899580B1 (en) | 2003-11-24 | 2005-05-31 | Brunswick Corporation | Marine fuel system with peltier-effect device |
| US7337768B2 (en) * | 2004-05-07 | 2008-03-04 | Philip Morris Usa Inc. | Multiple capillary fuel injector for an internal combustion engine |
| DE102018205692A1 (de) | 2018-04-16 | 2019-10-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0789589B2 (ja) * | 1983-12-16 | 1995-09-27 | 日本電装株式会社 | グロープラグ型発電装置 |
| DE3411392A1 (de) * | 1984-03-28 | 1985-10-10 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Waermeaustauschvorrichtung zur temperierung des kraftstoffes fuer brennkraftmaschinen |
| DE3841720A1 (de) * | 1987-12-22 | 1989-07-06 | Volkswagen Ag | Kraftstoffzufuehrung mit mitteln zur kraftstofftemperierung |
| US4922876A (en) * | 1988-03-25 | 1990-05-08 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection device |
| GB8824114D0 (en) * | 1988-10-14 | 1988-11-23 | Holden J | Vaporiser nozzle |
| NL9000910A (nl) | 1990-04-17 | 1991-11-18 | Texas Instruments Holland | Inspuitverbrandingsmotor met electrische vonkontsteking. |
| FR2661951A1 (fr) * | 1990-05-09 | 1991-11-15 | Peugeot | Dispositif d'admission pour un moteur a combustion interne a gaz premelange. |
| NL9002129A (nl) * | 1990-09-28 | 1992-04-16 | Texas Instruments Holland | Inspuitverbrandingsmotor met elektrische vonkontsteking en verwarmingsinrichting. |
| DE4121075A1 (de) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Pierburg Gmbh | Heizelementanordnung in einem luftansaugkanalsystem einer brennkraftmaschine |
| US5174266A (en) * | 1991-12-30 | 1992-12-29 | Evdokimo Allen J | Fuel temperature control device with thermoelectric modules |
-
1994
- 1994-10-27 DE DE4438335A patent/DE4438335A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-08-04 EP EP95112293A patent/EP0709566B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-04 DE DE59505499T patent/DE59505499D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-25 JP JP7277590A patent/JPH08210198A/ja not_active Abandoned
- 1995-10-26 US US08/548,714 patent/US6067970A/en not_active Expired - Fee Related
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| RU2541361C2 (ru) * | 2010-11-08 | 2015-02-10 | Сканиа Св Аб | Устройство и способ дополнительной обработки выхлопных газов транспортного средства с восстановительной испаряющей поверхностью, подогреваемой элементом пельтье |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0709566A2 (de) | 1996-05-01 |
| EP0709566A3 (de) | 1997-01-15 |
| DE59505499D1 (de) | 1999-05-06 |
| US6067970A (en) | 2000-05-30 |
| EP0709566B1 (de) | 1999-03-31 |
| DE4438335A1 (de) | 1996-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20040617 |