JPH09505129A - 特にディーゼルエンジン用の始動補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃焼室（１３）内又は吸気管内に配置された始動補助装置を有し、該始動補助装置が、前記燃焼室内又は吸気管内へ導入された燃料の噴射ジェット流を点火可能な状態にする形式の、特にディーゼルエンジン用の始動補助装置（１６）が提案される。本発明の始動補助装置（１６）は、酸素イオン電導性の固体電解質をベースとして動作しかつ酸素を少なくとも噴射ジェット流（１５）の周縁域へ圧送する酸素ポンピングセル（１８）として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 特にディーゼルエンジン用の始動補助装置 ［技術分野］ 本発明は、請求の範囲の請求項１に上位概念として記載した通り、燃焼室内又 は吸気管内に配置された始動補助装置を有し、該始動補助装置が、前記燃焼室内 又は吸気管内へ導入された燃料の噴射ジェット流を点火可能な状態にする形式の 、特にディーゼルエンジン用の始動補助装置に関するものである。 ［背景技術］ 冷えたディーゼルエンジンを始動できるようにするために、例えばペンシル形 グロープラグもしくはフレーム式グロープラグのような種々の始動補助装置が公 知である。該始動補助装置は、ディーゼルエンジンの燃焼室内又は吸気管内に配 置されており、かつ、噴射ジェット流によって前記燃焼室又吸気管内へ導入され たディーゼル燃料は前記始動補助装置によって点火される。ペンシル形グロープ ラグの場合の点火温度は、電気的に加熱されたグローペンシルによって得られ、 該グローペンシルの温度は１０００℃以上である。 ［発明の開示］ 請求の範囲の請求項１に記載した通り、酸素イオン電導性の固体電解質をベー スとして動作しかつ酸素を 少なくとも噴射ジェット流の周縁域へ圧送する酸素ポンピングセルとして構成し た本発明の始動補助装置は、背景技術に対比して、点火温度を低下させることが できると同時に、燃料／空気の混合気の点火を一層用意にすることができるとい う利点を有している。これによってエンジンは、冷機時始動の場合に一層均等な スピードアップ挙動特性を有している。 ［図面の簡単な説明］ 図１は前室を有するディーゼルエンジン燃焼室の断面図である。 図２はフィンガ構造の酸素ポンピングセルの縦断面図である。 図３はプレーナ形の固体電解質成形体を有する酸素ポンピングセルを示す図で ある。 図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った固体電解質成形体の横断面図である。 ［発明を実施するための最良の形態］ 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。 エンジンブロック１１を有するディーゼルエンジンは前室１３を備えた燃焼室 １２を有している。エンジンブロック１１内には、噴射ジェット流１５を前室１ ３内へ導入するように噴射弁１４が挿嵌されている。更にまた前室１３内には、 前記噴射ジェット流１５の周縁域にまで達する始動補助装置１６が配置されてい る。 該始動補助装置１６は、酸素イオンを電導する固体電解質をベースとして動作 する酸素ポンピングセル１８である。固体電解質セラミック成形体として例えば Ｙ₂Ｏ₃によって安定化された二酸化ジルコンが使用される。固体電解質セラミッ ク成形体は、図２に示したように、フィンガ構造の、一端の閉じられた管状の固 体電解質成形体２０から構成することもでき、或いは図３及び図４に示したよう に小板状のプレーナ形の固体電解質成形体３０として構成することもできる。 図１に示した管状の固体電解質成形体２０は金属ケーシング２３内に挿嵌され ておりかつその外側表面に第１電極２１を、またその内側表面には第２電極２２ を有している。第１及び第２電極２１，２２は導電路を有し、しかも第１電極２ １はケーシング２３に接点接続され、また第２電極２２は接点部分２４に接点接 続されている。固体電解質成形体２０の内部には棒状の加熱エレメント２５が配 置されている。 図３に示した小板状の固体電解質成形体３は、同じく金属ケーシング３３内で 保持部材３４とシール部材３５とによって固定されている。図４によれば固体電 解質成形体３０は例えば第１固体電解質シート３６と第２固体電解質シート３７ と第３固体電解質シート３８とから成っている。第２固体電解質シート３７内に は、金属ケーシング側を開かれていて大気と接続している通路３９が打抜き成形 されている。噴射ジェット 流寄りの端部では通路３９は閉じられている。第１固体電解質シート３６の外側 には第１電極３１が配置され、また第１固体電解質シートの内側には、通路３９ 内に位置決めされた第２電極３２が配置されている。第３固体電解質シート３８ 内に配置された電気絶縁体４０内には加熱体４１が埋め込まれている。管状の固 体電解質成形体２０の加熱エレメント２５と小板状の固体電解質成形体３０の加 熱体４１は、固体電解質成形体のセラミックを、酸素イオンの電導を生ぜしめる のに必要な適正動作温度にするために使用される。その場合、酸素イオンの電導 、ひいては酸素移送は約３００℃の温度ですでに始まる。前記加熱エレメント２ ５及び加熱体４１によって同時に、燃料と空気の混合気のための点火温度を実現 するのが有利である。 図２に示した管状の固体電解質成形体２０の第１電極２１及び第２電極２２並 びに、図３及び図４に示した小板状の固体電解質成形体３０の第１電極３１及び 第２電極３２には、例えば８００ｍＶのポンピング電圧が印加され、その場合前 記ポンピング電圧は、前室１３の方へ向いた方の第１電極２１，３１を夫々陽極 として、また大気と接続した方の第２電極２２，３２を夫々陰極として接続する ような極性を有している。これによって大気からの分子状の酸素は、固体電解質 セラミックにおける酸素ポンピング現象を活用して、陰極として接続された第２ 電極２２，３２から、陽極 として接続された第１電極２１，３１へ到達する。これに基づいて第１電極２１ ，３１に沿って酸素は流出し、かつこれによって噴射ジェット流１５内に存在し ているディーゼル蒸気の少なくとも小容量が、高熱陽極の前方で、そこで濃厚化 された酸素と反応することができる。この領域内に高い酸素濃度が存在している ことに基づいて、この領域を起点として燃料／空気の混合気の点火が開始される 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃焼室（１３）内又は吸気管内に配置された始動補助装置を有し、該始動補 助装置が、前記燃焼室内又は吸気管内へ導入された燃料の噴射ジェット流を点火 可能な状態にする形式の、特にディーゼルエンジン用の始動補助装置において、 酸素イオン電導性の固体電解質をベースとして動作しかつ酸素を少なくとも噴射 ジェット流（１５）の周縁域へ圧送する酸素ポンピングセル（１８）として構成 したことを特徴とする、特にディーゼルエンジン用の始動補助装置。 ２．ポンピングセル（１８）が第１電極（２１，３１）と第２電極（２２，３２ ）を有し、しかも少なくとも一方の電極（２１，３１）が噴射ジェット流（１５ ）の領域内に位置しており、かつ、他方の電極から、前記噴射ジェット流（１５ ）内に配置された方の電極へ酸素を圧送するようにポンピング電圧が前記電極（ ２１，２２，３１，３２）に印加されている、請求項１記載の始動補助装置。 ３．大気からの酸素を燃焼室（１２，１３）内へ圧送するように他方の電極（２ ２，３２）が大気と接続している、請求項２記載の始動補助装置。 ４．ポンピングセル（１８）が、管状の固体電解質成形体（２０）を有し、該管 状の固体電解質成形体が 、噴射ジェット流寄りの端部では閉鎖されており、かつ前記固体電解質成形体の 開放端部が大気と接続している、請求項３記載の始動補助装置。 ５．ポンピングセル（１８）が小板状の固体電解質成形体（３０）を有し、該固 体電解質成形体では、一方の電極（３１）が噴射ジェット流（１５）内に配置さ れ、また他方の電極（３２）が、前記噴射ジェット流（１５）から離反して前記 小板状の固体電解質成形体（３０）に配置されている、請求項２記載の始動補助 装置。 ６．固体電解質成形体（３０）が、大気と接続する通路（３９）を有し、該通路 内に他方の電極（３２）が配置されている、請求項５記載の始動補助装置。 ７．固体電解質成形体（２０，３０）が、安定化されたＺｒＯ₂から成っている 、請求項４から６までのいずれか１項記載の始動補助装置。 ８．ポンピングセル（１８）が、該ポンピングセル（１８）の動作温度及び噴射 ジェット流（１５）内の燃料の点火温度を共に調整することの可能な加熱装置（ ２５，４１）を有している、請求項１記載の始動補助装置。