JPS6029663Y2 - デイ−ゼルエンジンの吸気加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ディーゼルエンジン、特に自動車用ディーゼ
ルエンジンの吸気加熱装置に関する。

ディーゼルエンジンが高地で運転される場合、空気密度
の減少によって燃焼室の圧縮による最終圧力および温度
が低下し着火遅れ時間が増大し、燃焼が完全に行なわれ
ないで燃料が未燃焼のまま排出される、いわゆる、半失
火現象を生じるといった問題がある。

この問題を解決するために、従来、例えば特開昭５坪８
４８２４号公報に開示されているように、燃料噴射ポン
プの燃料噴射時期を高地に行くと進み側に補正する装置
が提案されているが、機構が複雑になる等の問題があっ
て実用化されるまでにはいたっていない。

本考案は、上記高地における着火遅れ時間の増大による
半失火の問題を、着火遅れ時間と短縮することにより解
決しようとするもので、着火遅れ時間が燃焼室内の圧縮
温度と圧力によって決まりその一方を上昇させれば着火
遅れ時間が短縮できるとともに、圧縮温度は燃焼室に吸
入される吸入空気の温度を上昇させれば上昇できること
に着目してなされたものである。

本考案は、具体的には、エンジン燃焼室に導入される空
気を加熱する加熱装置と、大気圧の変化を感知する大気
圧感知装置を備えた加熱装置の作動を制御する制御装置
とを有し、上記制御装置によって大気圧が減少したとき
エンジン燃焼室に加熱空気が供給されるように加熱装置
を作動させ吸入空気の温度を上昇させる吸気加熱装置と
して構成される。

以下本考案を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図において、１はディーゼルエンジンの本体で、シ
リンダ２．シリンダヘッド３．ピストン４によって基本
的に構成され、内部に燃料噴射ノズル６を備えた渦流室
５ａと主燃焼室５ｂとからなる燃焼室５を形成している
。

７は燃焼室５に空気を導入する吸気通路で、８は燃焼室
５で生じた排気ガスを排出する排気通路である。

吸気通路７は、エアクリーナ（図示せず）上流で、外気
を直接吸入する通路９と、途中に吸気加熱部１０を有し
先端で大気に開放された通路１１とに分岐しており、そ
の分岐部に二つの通路９，１１を選択的に吸気通路７と
接続する切替え弁１２を有する。

本実施例においては、上記吸気加熱部１０、通路１１お
よび切替え弁１２により加熱装置が構成されている。

また、通路１１の途中に設けられた吸気加熱部１０は、
排気通路８の排気マニホールド周辺をとりまくカバーと
して構成され、加熱装置を作動させた時、すなわち、切
替え弁１２が第１図に一点鎖線で示すように通路９側を
閉じ通路１１を開けるような位置にあるとき、排気通路
８を流れる排気ガスによって加熱された吸気加熱部１０
の空気が通路１１および吸気通路７を通って燃焼室５に
吸入される。

そして、制御装置は以下に示す要件により構成される。

すなわち１３は、切替え弁１２に固定されたレバー１４
とロッド１５を介して切替え弁１２を切替え作動させる
ダイヤフラム装置で、ロッド１５が連結されたダイヤフ
ラム１３ａによって負圧室１３ｂと大気に開放された大
気室１３ｃに画成されている。

ダイヤフラム装置１３の負圧室１３ｂは、途中に三方電
磁弁１６を備えた負圧通路１７によってエンジン１によ
って駆動されるバキュームポンプ１８に連通ずるととも
に、内部にダイヤフラム１３ａを切替え弁１２が通路１
１を閉じるように付勢するスプリング１９を縮装してい
る。

三方電磁弁１６は、励磁されない非作動時において、負
圧通路１７のバキュームポンプ側を閉じ、負圧室１３ｂ
を大気孔１６ａを介して大気に開放し、励磁された作動
時には、大気孔１６ａを閉じ負圧室１３ｂとバキューム
ポンプ１８を連通ずる。

２０は一方をアースしたバッテリで、エンジン１を運転
する場合に閉じるキースイッチ２１と、大気圧が減少し
た場合に閉じる高度スイッチ２２と、エンジン１の高負
荷運転時、例えば全負荷近傍で開く常閉型の負荷スイッ
チ２３を介して、三方電磁弁１６のソレノイド１６ｂに
接続されている。

高地スイッチ２２は、内部が真空または不活性ガスを封
入したベローズ２４によって開閉制御されるもので、ベ
ローズ２４の外部に導入された大気圧が減少するとベロ
ーズが伸びスイッチ２２を閉じる。

上記のように構成すれば、大気圧が普通の平地でエンジ
ンを運転する場合は、高地スイッチ２２が開いているた
め三方電磁弁１６は励磁されず、ダイヤフラム装置１３
の負圧室１３ｂは大気孔１６ａを介して大気に開放され
ている。

そのため、ダイヤフラム１３ａはスプリング１９の力に
よって大気室１３ｃ側に押され、ダイヤフラム１３ａに
ロッド１５およびレバー１４を介して連結された切替え
弁１２は、第１図に実線で示すように、通路１１を閉じ
ている。

したがって、燃焼室５へは通路９および吸気通路７を介
して加熱されていない空気が吸入される。

次に、大気圧が減少した高地でエンジンを運転する場合
は、ベローズ２４が伸び高地スイッチ２２を閉じるため
、負荷スイッチ２３が閉じているエンジンの低負荷およ
び中負荷域では、三方電磁弁１６が励磁される。

このため、ダイヤフラム装置１３の負圧室１３ｂにバキ
ュームポンプ１８の負圧が負圧通路１７を介して導入さ
れ、ダイヤフラム１３ａがスプリング１９の力に抗して
負圧室１３ｂ側に引かれ、ロッド１５およびレバー１４
により切替え弁１２が通路９を閉じ通路１１を吸気通路
７に連通ずる。

したがって、エンジン燃焼室５へは、吸気加熱部１０の
排気ガスで加熱昇温された空気が通路１１および吸気通
路７を通って導入され、ピストン４が圧縮上死点近傍に
位置したときの燃焼室５内の圧縮温度が、加熱していな
い空気を導入した場合に比較して、上昇し、燃料噴射ノ
ズル６から噴射された燃料が着火するまでの時間、すな
わち着火遅れ時間が短縮され半失火が防止される。

エンジンが高負荷で運転される場合は、負荷スイッチ２
３が開くため、平地と同様に、切替え弁１２が通路１１
を閉じ通路９を開き、燃焼室５には加熱されない空気が
導入される。

これは、噴射燃料の多い高負荷時に吸入空気を加熱する
ことは、大気圧の減少による空気密度の低下に加えてさ
らに燃焼室５へ導入される空気の実質的な充填量を減少
させることになり出力の低下を生じるためである。

上記第１図の実施例では、切替え弁１２は大気圧が設定
値以下になったとき通路９を閉じるとともに通路１１を
開放し加熱された空気のみを燃焼室へ導入するようにし
たが、第２図に示すように、大気圧の減少程度によって
切替え弁１２が通路９と通路１１の吸気通路７への開口
面積を変化させ加熱されない空気と加熱された空気の燃
焼室への導入割合、すなわち、燃焼室へ導入される全空
気の加熱程度を制御するようにしてもよい。

第２図は、第１図の切替え弁の制御装置の他の実施例を
示すもので、切替え弁１２を回動させるレバー１４に一
端で連結されたロッド１５′は、他端で大気圧を感知し
大気圧が減少すると伸びる第１図と同様のベローズ２４
′に直接当接している。

大気圧が通常の平地では、ベローズ２４′が縮小してお
り、第２図に実線で示すように、切替え弁１２は通路１
１を閉じエンジンの燃焼室には通路９からの加熱されな
い空気のみが導入される。

高度が大きくなり大気圧が減少していくと、ベローズ２
４′が伸びロッド１５′を押すため切替え弁１２が通路
１１を開き吸気通路７への開口面積を増加すると同時に
通路９の吸気通路７への開口面積を減少する。

したがって、大気圧の減少に伴って、通路１１から導入
される加熱された空気の比率が大きくなり、燃焼室内に
導入された空気の温度を上昇させる。

その結果、高度の変化に対して、常にほぼ一定の着火遅
れ時間を維持することができ半失火を防止できる。

なお、上記した第１，２図の実施例では、吸入空気を加
熱する手段として排気ガスを用いたが、その他の手段、
例えばエンジンの冷却水を用いてもよい。

以上述べたように、本考案によれば、高地における大気
圧の減少によって惹起される半失火やそれに伴う有害成
分の排出問題を解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略説明図、第２図は
第１図の実施例の別の態様を示す要部構成図である。 １：エンジン、５：燃焼室、７：吸気通路、８：排気通
路、９：通路、１０：吸気加熱部、１１：通路、１２；
切替え弁、１３：ダイヤフラム装置、１４ニレバー、１
５，１５’：ロッド、１６：三方電磁弁、１７：負圧通
路、１８：バキュームポンプ、２２：高度スイッチ、２
３：負荷スイッチ、２４・２４′：ベローズ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジン燃焼室に導入される空気を加熱する加熱装置と
   、大気圧の変化を感知する大気圧感知装置を備えて上記
   加熱装置の作動を制御する制御装置とを設け、上記制御
   装置によって大気圧が減少したときエンジン燃焼室に加
   熱空気が供給されるように上記加熱装置を作動させるよ
   う構成したことを特徴とするディーゼルエンジンの吸気
   加熱装置。