(57)【要約】【課題】熱機関の始動を容易にすることができる手段を提供する。【解決手段】燃焼機関の吸気回路（１）用の弁であって、主管（２）と、この主管に開口した上流端部（６）および下流端部（７）を有するバイパス通路（５）とを備え、加熱要素（１１）が、バイパス通路内に配置されている。この弁は、空気流が主管内を通過できる第１の位置と、空気流が前記バイパス通路を通過できる第２の位置との間を移動可能に取り付けられた遮断部材を備えている。本発明は、加熱要素が配置されたバイパス通路を含む燃焼機関用の吸気回路（１）にも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主管（２）と、
前記主管に開口した上流端部（６）および下流端部（７）を有するバイパス通路（５）とを備え、
加熱要素（１１）は、前記バイパス通路内に配置されており、
空気流が前記主管内を通過するための第１の位置と、空気流が前記バイパス通路を通過するための第２の位置との間を移動しうるように取り付けられた遮断部材を備えていることを特徴とする、熱機関の吸気回路（１）用の弁。
【請求項２】
遮断部材は、主管（２）の開位置と閉位置との間で移動可能に、前記主管内に取り付けられている、請求項１記載の弁。
【請求項３】
遮断部材は、中間バイパス位置を有し、上流端部（６）は、このバイパス位置にある前記遮断部材の一側、下流端部（７）は、その他側に位置している、請求項２記載の弁。
【請求項４】
遮断部材は、開位置と閉位置との間で回動するように取り付けられた蝶形弁体（３）であり、バイパス通路（５）の上流端部（６）と前記蝶形弁体は、バイパス位置にある前記蝶形弁体が、吸気を前記バイパス通路の上流端部に案内するように構成されている、請求項３記載の弁。
【請求項５】
主管（２）と、
前記主管の開位置と閉位置との間で移動できるように前記主管に取り付けられた遮断部材（３）とを備え、
加熱要素（１１）が、前記主管に開口した上流端部（６）および下流端部（７）を有するバイパス通路（５）内に配置されていることを特徴とする、熱機関用の吸気回路（１）。
【請求項６】
液体燃料供給装置（４）は、主管（２）に接続されており、加熱要素（１１）は、前記燃料供給装置（４）の上流の吸気回路内に配置されている、請求項５記載の回路。
【請求項７】
遮断部材は、中間バイパス位置を有しており、上流端部（６）は、このバイパス位置にある前記遮断部材の一側、下流端部（７）は、その他側に位置している、請求項６記載の回路。
【請求項８】
遮断部材は、開位置と閉位置との間で回動するように取り付けられた蝶形弁体（３）であり、バイパス通路（５）の上流端部（６）と前記蝶形弁体（３）は、バイパス位置にある前記蝶形弁体が、吸気を前記バイパス通路の上流端部に案内するように構成されている、請求項７記載の回路。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の弁によって構成されている、請求項５記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車を走行させるために用いられる熱機関用の吸気回路の弁に関する。本発明の別の課題は、熱機関の吸気回路である。
【背景技術】
【０００２】
熱機関には、主に、燃焼室内に導入される吸気、およびこの吸気中で気化される液体燃料が供給される。空気と燃料の混合ガスが、熱機関の燃焼室、または吸気回路における燃焼室の上流に導入される。
【０００３】
ディーゼル燃料などの特定の燃料では、エンジンの始動は、外気温が約５℃未満の場合には困難である。すなわち、圧縮終了時の空気とディーゼル燃料の混合物の温度は、この混合物を自己発火させるのに十分でない。そのため、エンジンが十分に暖められていないと、エンジンの始動は不可能ではないとしても、困難であり、不完全燃焼する。
【０００４】
この不都合を防止するために、空気とディーゼル燃料の混合物を、熱機関のシリンダーヘッドに装着された予熱プラグからなる加熱システムによって加熱して、熱機関の燃焼室内または渦室内に直接導入するのが通例である。この加熱システムにおいては、プラグをシリンダーヘッドに取り付ける必要があるため、比較的高価となり、かつこの取付けにより、シリンダーヘッドにおける必要な空間に影響が及ぼされる。
【０００５】
また、吸入管内に突出している加熱格子によって、吸気を加熱することは周知である。この際、加熱格子によって圧力損失が生じるため、この加熱装置は、排気量の大きい熱機関でのみ使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決して、熱機関の始動を容易にすることができる手段を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明によると、熱機関の吸気回路用の弁であって、主管と、この主管に開口する上流端部および下流端部を有するバイパス通路とを備え、加熱要素が、バイパス通路内に配置され、かつ空気流が主管内を通過するための第１の位置と、空気流がバイパス通路を通過するための第２の位置との間を移動可能に取り付けられた遮断部材を備える弁が提供される。
【０００８】
したがって、空気流は、バイパス通路を通過する際に加熱される。この加熱は、迅速であり、必要な電力は比較的少である。加熱は、比較的低コストで容易に行うことができ、熱機関は、比較的単純な構造を有する。さらに、通常の運転モードでは、空気流の全てではないにしても、その殆どが主管を流れるため、バイパス通路内に配置された加熱要素が、圧力損失を生じさせることはない。
【０００９】
本発明はまた、熱機関用の吸気回路であって、主管と、この主管の開位置と閉位置との間を移動できるように主管に取り付けられた遮断部材とを備え、加熱要素は、主管に開口した上流端部および下流端部を有するバイパス通路内に配置されているものを提供する。
【００１０】
本発明の他の特徴および利点は、本発明の限定目的ではない特定の実施形態の以下の説明を読めば、明らかになると思う。
【００１１】
以下、添付の図面に基いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】蝶形弁体が閉位置にある、本発明による熱機関の部分模式図である。
【図２】蝶形弁体がバイパス閉位置にある、図１に類似する部分模式図である。
【図３】蝶形弁体が完全に開いた位置にある、図１に類似する部分模式図である。
【図４】変更形態を例示するための、図１に類似する部分模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を、熱機関、具体的にはディーゼル燃料によって作動する内燃機関へ適用した場合について説明する。しかし、本発明は、例えば、石油起源、またはジエステルなどの生物学的起源の他の種類の燃料で動作する熱機関にも適用することができる。
【００１４】
図面に模式的に示す熱機関５０は、全体を符号１で示す吸気回路を備えている。
【００１５】
吸気回路１は、一端が外部吸気口２０に接続され、他端が熱機関の燃焼室３０内に開口した管を有する。
【００１６】
全体を１５で示す弁が、吸気回路１に取り付けられている。弁１５は、両端部が吸気回路１の管に従来の手法で接続された主管２を有する。
【００１７】
遮断部材である蝶形弁体３が、主管２に設けた軸受に、回動しうるように端部が枢支されたスピンドルによって、主管２に公知の要領で取り付けられている。蝶形弁体３は、主管２の軸線に対して直交し、空気が主管２内に流入するのを阻止する主管２の閉位置（図１に図示）と、蝶形弁体３が主管２の軸に対して平行である主管２の開位置（図３に図示）との間で旋回することができる。蝶形弁体３は、主管２内の空気の流速を制御するために、閉位置と開位置との間の中間位置に保持できるように、公知の方法で配置され制御される。
【００１８】
燃料噴射器４が、燃焼室に向かって空気流が進む方向（矢印１００で図示）に対して、蝶形弁体３の下流で、主管２内に開口している。噴射器４は、公知のものであり、燃料を主管２に供給するために、燃料タンクに接続された燃料回路の一部を構成している。
【００１９】
弁１５は、主管２と平行に延びるバイパス通路５を備えている。このバイパス通路５は、閉位置と開位置との間の中間位置にある蝶形弁体３の上流および下流（空気流の進む方向１００に対して）で、主管２の側面８に開口した上流端部６および下流端部７を有する。蝶形弁体３のこの中間位置は、蝶形弁体３がその閉位置に対して僅かに傾斜し、蝶形弁体３の周縁が、管内への突出部として延びた段によって形成された弁座１２の近傍に位置するバイパス位置である。上流端部６および下流端部７は、主管２に対する蝶形弁体３のスピンドルの各取付け点から実質的に等距離にある主管２の各点で、弁座１２の両側に開口している。
【００２０】
上流端部６には、主管２の中心軸１０に対して傾斜し、外部吸気口に向く上部において、この中心軸１０に対して鋭角を成す回動軸９を備えている。バイパス位置にある蝶形弁体３は、空気流をバイパス通路５に案内するために、上流端部７の回動軸９に対して、実質的に平行である。
【００２１】
主管２およびバイパス通路５は、例えば、アルミニウムから形成されている。
【００２２】
加熱要素１１は、この場合は抵抗であり、バイパス通路５内に配置されている。この抵抗は、例えば、ＰＴＣ（正の温度係数）型とされる。加熱要素１１は、燃焼室内での圧縮終了時に、混合物が自己発火してエンジンを始動させるのに十分な温度に達する温度まで、空気の温度を上昇させることができるように設計されている。一例として、外気温が−２０℃の場合、加熱要素１１が供給する電力は、３００Ｗ程度である。加熱要素１１は、燃料またはエンジンオイルの自己発火温度（引火点）に達しないようにするため、および周囲の構成要素を保護するために温度制御される。
【００２３】
エンジンを始動させる際には、蝶形弁体３をバイパス位置とし、吸気を、バイパス通路５を通って、燃焼室内に向けて流れ、燃料噴射器４を達する時に、空気流が加熱されているようにする。このように加熱された空気流は、燃料噴射器４から噴射された燃料を加熱する。始動段階が終了して、エンジンが、公称運転の最低温度に達するまで、加熱要素１１による加熱の恩恵が得られるように、蝶形弁体３を制御して、空気流の少なくとも一部が、バイパス通路５に強制的に送られるようにする。
【００２４】
エンジンの始動中および低負荷運転中における低い気流速度では、バイパス通路は、極僅かの圧力損失しか生じさせず、空気が加熱抵抗を通過するにもかかわらず、エンジンの運転を妨げないことに留意されたい。
【００２５】
バイパス通路５は、主管２よりも断面積が小さいため、始動段階が終了して、蝶形弁体３がバイパス位置から開位置に移動すると、空気流は、バイパス通路５を通らずに主管２を通るため、加熱要素１１によって乱されることはない。加熱要素１１の電力供給は、エンジンの始動段階の終了時、またはエンジンが運転温度に達した時に、自動的に停止させるようになっている。
【００２６】
当然、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の概念から逸脱することなく、上記の実施形態の変更形態も可能である。
【００２７】
例えば、バイパス通路を、蝶形弁体３および／または燃料噴射器４の上流または下流に設けることができる。
【００２８】
本発明の弁を、空気流量測定弁として用いて、排気回路からのリサイクルガスを、弁の下流の吸気回路内に導入しやすくするために、吸気管に負圧を生じさせることができる。
【００２９】
図４に示す変更態様では、蝶形弁体３は、閉位置と開位置の２つの位置のみしか有しない。バイパス通路５は、閉位置にある蝶形弁体３の上流に位置する上流端部６、および下流に位置する下流端部７を有する。補助弁４０が、加熱要素１１の上流において、バイパス通路５内に設けられている。
【００３０】
加熱要素は、上記の構造とは異なる構造、例えば、コイル状または格子構造を有するものとすることができる。
【００３１】
熱機関を、上記の構造とは異なる構造のものとすることができる。吸気回路の遮断部材を、蝶形弁体ではなく、例えば、スライド弁体とすることもある。
【００３２】
加熱要素の応答時間をなくすか、少とするために、実際の始動運転の前に予熱を行うことがある（例えば、ドアのロックが解除された時に加熱を開始する）。
【００３３】
使用した数値は、単なる目安であり、エンジンの設計、例えば、排気量などによって変更することができる。
【００３４】
吸気回路の管は、一部品として、バイパス通路をこの管に取り付けても良いし、バイパス通路をこの管と一体部品として形成しても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１  吸気回路
２  主管
３  蝶形弁体（遮断部材）
４  燃料噴射器
５  バイパス通路
６  上流端部
７  下流端部
８  側面
９  回動軸
１０  中心軸
１１  加熱要素
１２  弁座
１５  弁
２０  外部吸気口
３０  燃焼室
４０  補助弁
５０  熱機関
１００  空気流の進行方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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