专利名称：设有燃烧加热器的内燃机的制作方法
本申请是第98120983.1号发明专利申请的分案申请。
本发明一般涉及一种设有能将有关元件升温的升温装置的内燃机，更具体点说，涉及一种设有燃烧加热器的内燃机。
例如，日本专利申请公报62-75069号曾公开一种能提高内燃机起动性能的技术，它能在冷天促使发动机升温，办法是利用装在内燃机进气通路上的燃烧加热器发出的燃烧热使发动机冷却水升温。
按照该专利申请公报，燃烧加热器通过进气管道和排气管道而被连在进气通路上。燃烧所需空气通过进气管道从进气通路供入，而烧过的己燃气体则通过排气管道排放到进气通路上。
最后从燃烧加热器发出的高热的燃烧气体通过进气通路来到内燃机体内使水套内的发动机冷却水升温。另外，沿着进气通路在进气管道连接点和排气管道连接点之间设有切换阀可用来开启和关闭进气通路。在内燃机开动前，这个切换阀完全关闭，而在开动后片刻，这个阀半关(半开)或全开，这样来控制通过进气管道供应到燃烧加热器的燃烧空气数量。这个控制的目的是要促使内燃机升温并提高其起动性能。
顺便说一下，在这样构造的现有技术中，可以考虑将增压器的压缩机装在进气通路上的进气管道连接点和排气管道连接点之间。但在这种情况下，由于压缩机阻碍进入空气的流动，因此会在进气通路的上游侧和下游侧之间以压缩机作为一道界线造成压力差，即在上游侧的压力大于下游侧的压力。因此在连接到进气通路的上游的进气管道和连接到进气通路的下游的排气管道之间会产生压力差。于是由于通过进气管道和排气管道而连接到进气通路上的燃烧加热器体内的上述压力差，会发生过大的空气流动，从而燃烧加热器的点燃性能有可能被降低。这种情况如同打火机和火柴那样，当遇到强风时很难把火点燃。同样道理，当空气在燃烧加热器体内的流速过高时，燃烧加热器很难把火点燃，或者即使把火点着，也很容易被熄灭。
另外如上所述，在将压缩机装在进气通路上的进气管道连接点和排气管道连接点之间而开动压缩机时，以压缩机为分界线，由于增压的原故，在压缩机下游侧附近的压力即在排气管道连接点侧的压力将大于在压缩机上游侧附近的压力即在吸气管道连接点侧的压力。因此会产生吸入空气从排气管道回到进气管道的回流，在通过进气管道和排气管道与进气通路连接的燃烧加热器体内也是如此。如果产生回流就会发生回火现象，这意味着燃烧加热器的火焰被导回到进气管道内，虽然这个偶然的火焰也有可能在燃烧加热器内发生，但应该认为内燃机未能从燃烧加热器得到充分数量的热。
在这情况下，本发明的主要目的是要提供一种设有燃烧加热器的内燃机，该内燃机须能稳定地点燃设在进气通路上的燃烧加热器，即使在进气通路上装有增压器时也是如此，并能防止吸入空气在进气通路内的回流，即使当增压器开动时也是如此。
为了完成上述目的，按照本发明设有燃烧加热器的内燃机采用下列构造。
按照本发明的第一方案，提供一种设有燃烧加热器的内燃机，它包括一个燃烧室体，一条用来将燃烧所需空气供给所说燃烧室体的空气供应通路，一条用来将燃料供给燃烧室体的燃料供应通路，一个用来点燃通过燃料供应通路供应到燃烧室体内的燃料的点燃装置，和一条用来将由点燃装置点燃的燃烧室体内燃料燃烧所发出的已燃气体排放到燃烧室体外的已燃气体排放通路；当内燃机处在预定的运转状态时，燃烧加热器运作，并提升发动机有关元件的温度。燃烧加热器通过空气供应通路、燃烧室体和已燃气体排放通路被连接到内燃机的进气通路的旁路上。有一增压器被装在进气通路上的空气供应通路连接点和已燃气体排放通路连接点之间以外的一个部分中。
“内燃机的预定的运转状态”指的是在冷却时或极其冷却时的某些状态，这是在内燃机起动后的运转中，由于例如燃料消耗不多，因而放热不多时发生的。
另外，“内燃机的预定的运转状态”指的是冷却水接受热量不多时的某些状态和在发动机刚起动后冷却水的温度甚至低到正常温度时的状态。正常温度可以是高于15℃的温度。冷却时的温度为-10℃到15℃，极其冷却时的温度低于-10℃。
“发动机有关元件”指发动机本身，其中燃烧加热器的已燃气体的热被吸收到发动机的冷却水和吸入空气中。
增压器包括一个增压器，其驱动力为内燃机曲轴的旋转力，和一个涡轮增压器，其驱动力为在采用排气涡轮时排气涡轮的旋转力。更具体点说，它是一个压缩机，该压缩机是这些增压器中每一个的一个组成部分。
在按照本发明的具有燃烧加热器的内燃机中，燃烧加热器通过空气供应通路、燃烧室体及其组成部分即燃烧气体排放通路被连接到进气通路的旁路上。而增压器被装在进气通路上的在空气供应通路连接点和已燃气体排放通路连接点之间以外的部分中。因此沿着进气通路，在空气供应通路连接点和已燃气体排放通路连接点之间并不存在增压器。于是，在分别连接到进气通路上的空气供应通路和已燃气体排放通路之间绝对不会产生过大的压力。结果，在通过空气供应通路和已燃气体排放通路连接到进气通路上的燃烧加热器体内也就绝对不会发生过高的空气速度。因此强烈到足以使燃烧加热器不能点燃的狂风不会在燃烧室体内产生，从而燃烧加热器能可靠地被点燃。
另外，由于增压器并不装在进气通路上的空气供应通路连接点和已燃气体排放连接点之间，增压器不会在两个连接点之间的部分上工作。因此，在进气通路和已燃气体排放通路之间的连接点一侧的压力不会比在进气通路和空气供应通路之间的连接点一侧的压力高，两侧的压力基本上是相等的。因此，不会在通过空气供应通路和已燃气体排放通路连到进气通路的燃烧加热器体中产生回流。因此绝不会出现燃烧加热器的火焰相对于空气供应通路而向回引导的回火现象。结果内燃机就能从燃烧加热器得到足够的热量，而不会在燃烧加热器内引起任何意外的火焰。
另外，通过已燃气体排放通路流到进气通路内的燃烧加热器的已燃气体在与新鲜燃气混合后被引导到内燃机的气缸内。这时已燃气体在气缸内作为内燃机的燃烧空气重新燃烧。然后，重燃气体从内燃机的排气口流出并来到内燃机的排气通路上，此时重燃气体被一通常设在排气通路上的排气催化剂净化。
注意燃烧加热器的空气供应通路和已燃气体排放通路并不直接向大气敞开，因此能有减少噪声的效果。
按照本发明的第二方案在根据本发明第一方案的具有燃烧加热器的内燃机中，燃烧加热器被设置在吸气通路上的增压器安装位置的上游。
在这种情况下，由于燃烧加热器在增压器的上游，因此作为燃烧加热器构成部分的空气供应通路和已燃气体排放通路也都位在增压器的上游。于是，即使在增压器开动时在进气通路上增压器安装位置下游侧的部分上发生吸气压力的上升，这个压力上升量不会对进气通路和空气供应通路之间的连接点及进气通路和已燃气体排放通路的连接点产生影响，因此不会在燃烧加热器内引起回流。另外，由于在气缸内产生的进气脉冲能被增压器衰减，衰减后的进气脉冲被传播到燃烧加热器已燃气体排放通路和空气供应通路上，从而不论在已燃气体排放通路内还是在空气供应通路内由于进气脉冲而引起的压力波动都可被减少。因此，燃烧加热器能维持一个良好的燃烧状态。
按照本发明的第三方案，在根据本发明第一方案的具有燃烧加热器的内燃机中，燃烧加热器被设置在吸气通路上增压器的安装位置的下游。
由于燃烧加热器被设置在增压器的下游，因此作为燃烧加热器的构成部分的空气供应通路和已燃气体排放通路也都位在增压器的下游。但在该情况下，当增压器开动时，在进气通路上增压器安装位置下游侧的进气压力将会上升。不过这个压力增加量被均匀地作用在进气通路上空气供应通路的连接点和已燃气体排放通路的连接点上。因此，在进气通路上已燃气体排放通路连接点的压力不会高过空气供应通路连接点的压力，因此在这两个连接点之间不会造成过大的压力差。所以在该情况下在燃烧加热器内同样不会出现回流。
按照本发明第四方案，在根据本发明第二方案的具有燃烧加热器的内燃机中，有一吸入空气冷却器可用来冷却在进气通路内由于增压器的增压而保有热量的吸入空气，吸入空气冷却器可装在进气通路的在空气供应通路连接点和已燃气体排放通路连接点之间以外的一个部分上。这里，“吸入空气冷却器”可为一中间冷却器。如同增压器所遇到的情况，如果将中间冷却器装在吸气通路上，那么由于吸气通路上有了这个吸气障碍物，吸入空气将受到阻碍。因此以中间冷却器为分界线，在其上游侧和在其下游侧将出现压力差。
所以将用来冷却在进气通路内由于增压器的增压而持有热量的吸入空气的吸入空气冷却器装在进气通路的在空气供应通路连接点和已燃气体排放通路连接点之间以外的一个部分上。这样在进气通路上在空气供应连接点和已燃气体排放连接点之间就没有吸入空气冷却器。因此，在分别连接到进气通路上的空气供应通路和已燃气体排放通路之间就不会有过大的压力差。从而，在通过空气供应通路和已燃气体排放通路而连接到吸气通路上的燃烧加热器体内不会有过高的空气速度。因此在燃烧室体内不可能产生足够使燃烧加热器不能被点燃的强风。
另外，如果中间冷却器被采用作为吸入空气冷却器，一般情况该中间冷却器通常属于增压器而不再被认为一种特殊设备，这样做可减少费用。
按照本发明第五方案，在根据本发明第三方案的具有燃烧加热器的内燃机中，有一吸入空气冷却器可用来冷却在进气通路内由于增压器的增压而持有热量的吸入空气，吸入空气冷却器可装在吸气通路的在空气供应通路连接点和已燃气体排放通路连接点之间以外的一个部分上。
按照本发明的第六方案，在根据本发明第五方案的具有燃烧加热器的内燃机中，吸入空气冷却器可设在进气通路上比已燃气体排放通路连接点更上游的地方。
在这情况下，从已燃气体排放通路出来流往进气通路的已燃气体并没有被吸入空气冷却器冷却。因此，温度比较高的已燃气体能被引到内燃机内，致使内燃机的升温特性提高。
按照本发明第七方案，在根据本发明第五方案的具有燃烧加热器的内燃机中，吸入空气冷却器可被设置在所说吸气通路上比已燃气体排放通路连接点更下游的地方。
在该情况下，已燃气体被吸入空气冷却器冷却，因此对吸气系统结构不会发生由于吸入空气温度的过分高升而带来的严重的热损坏。
按照本发明第八方案，在根据本发明第七方案的具有燃烧加热器的内燃机中，进气通路可包括一条旁路通道以便绕过吸入空气冷却器，而当内燃机处在预定的运转状态下时，燃烧加热器的已燃气体可通过旁路通道而被引导到内燃机体内。
采用这种结构，当内燃机处在预定的运转状态下时，即当外部空气温度低于预定值时，燃烧加热器的已燃气体不是通过吸入空气冷却器而是通过旁路通道流出并来到内燃机体内，因此已燃气体可保持在热状态而没有被吸入空气冷却器冷却。所以这个方案适宜用来在冷天时促使升温。
按照本发明第九方案，根据本发明第八方案的具有燃烧加热器的内燃机，还可包括一个已燃气体流动方向的切换装置，可用来将燃烧加热器的已燃气体导向旁路通道。
按照本发明第十方案，在根据本发明第九方案的具有燃烧加热器的内燃机中，已燃气体流动方向切换装置可由一个用来关闭旁路通道的阀件及其转轴构成，并可根据内燃机是否处在预定的操作状态而开启或关闭旁路通道。
按照本发明第十一方案，根据本发明第二方案的具有燃烧加热器内燃机，还可包括一个加热器控制单元，用来在非冷态时停止燃烧加热器的操作。
采用这种结构，在非冷态时，如当外部空气温度较高时，由于燃烧加热器的操作停止，来自大气的吸入空气，在进入内燃机的吸气通路后不被燃烧加热器的已燃气体的热升温。因此，不会因为吸入空气的温度过高而对吸气系统结构产生严重的热影响，也不会因为高温吸入空气持有的热而给增压器带来麻烦。
换句话说，在冷态(低温)时，进入内燃机的吸入空气可被设定在适当的温度，办法是用大气中的冷空气与被燃烧加热器升温的空气混合。但与此相反，若在非冷态时也使燃烧加热器操作，那么将会产生热损坏的坏影响。因此在非冷态时燃烧加热器的操作被停止，为的是防止发生热损坏。
下面结合附图对本发明的各实施例的构造细节和操作较完整地说明并提出权利要求，阅后当可对本发明的上述这些和其他一些目的和优点有更清楚的了解，在所有这些图中，相同的标号用来指相同的零件。
对附图简要说明如下
图1为一图解概略地示出本发明第一实施例的具有燃烧加热器的内燃机的构造；图2为示出燃烧加热器的概略的剖视图；图3为一图解概略地示出本发明第二实施例的具有燃烧加热器的内燃机的构造；图4为示出图3中区域IV的放大视图；图5为一图解概略地示出本发明第三实施例的具有燃烧加热器的内燃机的构造；图6为一图解概略地示出本发明第四实施例的具有燃烧加热器的内燃机的构造；及图7为一图解概略地示出本发明第五实施例的具有燃烧加热器的内燃机的构造。
下面结合附图对本发明的实施例进行说明。
<第一实施例>
本发明的第一实施例将结合图1和2予以说明。
(发动机1的构造)用作内燃机的发动机1被分类为水冷式发动机，它包括一个具有内含发动机冷却水的水套的发动机体3，一个用来将燃烧所需空气送到发动机体3的多个未示出的气缸内的吸气装置5，一个用来将混合气燃烧后的排气(废气)排放到大气中的排气装置7，和一个用来加热与发动机1装在一起的车厢内部的车厢加热器9。
(吸气装置5的构造)吸气装置5包括一个用来将新鲜空气送到各个气缸内而作为装置5的始端的空气滤清器13，和一个作为其终端而没有画出的发动机体3的吸气口。在空气滤清器13和吸气口之间，吸气装置5具有一个作为增压器的涡轮增压器15的压缩机15a，一个用来在冷态时加热吸入空气的燃烧加热器17，一个用来冷却在压缩机15安装位置下游的吸气管23内(该吸气管接受压缩机15a增压产生的热)流动的空气的中间冷却器19，和一个将来自中间冷却器19的混合气分配给各气缸的吸气歧管21。
吸气装置5的各个构造元件通过许多属于吸气管23的连接管而互相连接，将在下面予以说明。
(吸气管23的构造)基本上由许多连接管构成的吸气管23以压缩机15a作为分界线可分为被来自吸气装置5的吸入空气强制侵入成为增压状态的下游侧连接管27，和不成为这种状态的上游侧连接管25。
(上游侧连接管25的构造)上游侧连接管25为一杆状在图1中的左右方向延伸的连接管，通过该管空气滤清器13被连接到压缩机15a上。
(下游侧连接管27的构造)下游侧连接管27主要由主管29和加热器支管31构成，主管29在图1中的垂直方向上延伸并具有基本上L的形状，通过该管压缩机被连接到吸气歧管21上，加热器支管31作为辅助管以旁路的方式被连接到主管上。
(加热器支管31的构造)加热器支管31包括在其中途的燃烧加热器17；一条用来将空气供给燃烧加热器17的空气供应通路33，通过该通路燃烧加热器17的上游侧端被连接到主管29上；一条用来将燃烧加热器17的已燃气体排放到主管29内的已燃气体排放通路35，通过该通路燃烧加热器17的下游侧端被连接到主管29上。另外，有两个点C1、C2作为在空气供应通路33、已燃气体排放通路35与主管29的连接点，连接点C1的位置比连接点C2更靠近主管29的上游。值得注意的是，已燃气体排放通路35与主管29的连接点C2位在中间冷却器19附近的上游。
因此，在吸入空气流动通过主管29时有一部分在连接点C1分流到加热器支管31内，吸入空气的其余部分直接流动通过主管29并不分流。然后，分流到加热器支管31内的吸入空气在连接点C2流回到主管29内，与未分流的吸入空气汇合，中间经过这样一条路线从空气供应通路33-燃烧加热器17-己燃气体排放通路35。结果，进入发动机体3内的吸入空气的温度就可提高。
(排气装置7的构造)在作为排气装置7的始端的发动机体3的图上未画出的排气口到作为其终端的消声器41的范围内，排气装置7包括一条排气歧管37，一个涡轮增压器15的涡轮15b和排气催化剂(器)39。这些元件已属公知，且与本发明并无直接关系，因此其说明从略。
(燃烧加热器17的构造)接下来，燃烧加热器17的结构在图2中被概略地示出。
当发动机1保持在预定的运转状态时，燃烧加热器17启用，其目的是要提高发动机冷却水的温度。所以燃烧加热器17被连接到含有发动机冷却水的水套上。因此燃烧加热器17包括一条发动机冷却水可在其内流动的冷却水通路17a。这条冷却水通路17a被作为热源的在燃烧室17d的内部环绕流动的已燃气体加热。另外，上述“预定的运转状态”可以是下列诸状态中的一种在温度为-10℃到15℃时的冷态，和当温度为一10℃或以下的极冷态，并且是在内燃机起动后，由于例如燃料消耗还不大，以致内燃机本身的发热量还不大的内燃机运转期间；另外还包括一种状态，即由于上述发热量不大以致冷却水接受热量不多的状态，或者是在内燃机在高于15℃的正常温度时刚起动后冷却水的温度低的状态。
(燃烧室17d的构造)燃烧室17d这样构造，一个燃烧气缸17b设在其中并被一个圆筒形的隔壁17c覆盖。燃烧室17d是在一个燃烧室体43的壳体43a内用隔壁17c覆盖燃烧气缸16b而形成的，冷却水通路17a在壳体43a的内表面和隔壁17c的外表面之间形成。
燃烧室17d还起到车厢内加热器空气通路的作用，因此被连接到已燃气体排放通路35上，同时被连接到燃烧加热器17的空气供应通路33上。然后，如上所述，吸入空气从主管29上分流并流动通过加热器支管31。此后，如图2中实线箭头所示，吸入空气通过下列路线流回到主管29从空气供应通路33-燃烧室17d-已燃气体排放通路35。而当燃烧加热器17燃烧时，吸入空气在通过燃烧室17d后含有燃烧加热器17的已燃气体。于是，吸入空气被已燃气体的燃烧热升温，从而这种被升温的吸入空气，在它从燃烧室体43被排出以前，流动经过图中实线箭头所示的路线，作为一个热介质使在冷却水通路17a内流动通过的冷却水升温。因此，燃烧室17d也可被认为是一条热交换通路。
(燃烧气缸17b的构造)燃料是通过一条作为燃料供应通路的燃料供应管17e供应给燃烧气缸17b的。当燃料从该管供应给燃烧室17d时，燃料就在燃烧室体43内汽化。然后，汽化的燃料被图上未画出的点燃装置点燃，从而汽化的燃料被燃烧。
(冷却水通路17a的构造)在另一方面，冷却水通路17a包括一个冷却水进口17a1和一个冷却水出口17a2。冷却水进口17a1如图1所示，通过一根水管W1被连接到发动机体3的未画出的水套的冷却水出口上。
(冷却水出口17a2的构造)另外，冷却水出口17a2通过一根水管W2被连接到车厢加热器9上。然后，车厢加热器9通过一根水管W3被连接到发动机体3的水套的冷却水进口上。
因此，水套内的冷却水当通过水管W1来到燃烧加热器17时，就在那里被升温，然后从燃烧加热器17通过水管W2来到车厢加热器9。水作为车厢加热器9的热介质在那里进行热交换。这样从车厢加热器9出来的热空气便可在车厢内流动。而经过热交换温度被降低的冷却水通过水管W3流回到水套内。这样，冷却水便通过水管W1-W3在发动机体3、燃烧加热器17和车厢加热器9之间循环。
(燃烧加热器17的其他构件)注意燃烧室体43除了上述构成元件外，还有一台吹风机45和一个属于未画出的发动机电子控制单元(ECU)的中央处理控制单元(CPU)47，燃烧加热器17最好用这些元件来操作。
(其他)另外，空气供应通路33和已燃气体排放通路35都是主管29的从属管，它们都属于吸气管23，但由于它们只被使用在燃烧加热器17上，因此也可被认为是燃烧加热器17的构成元件。
这里关于燃烧加热器17有一点需要注意，即涡轮增压器15的压缩机15a不设在连接点C1、C2之间。换句话说，压缩机15a被装在两个连接点C1、C2之间以外的一个部分中。这样，按照第一实施例，燃烧加热器17被设置在压缩机15a的安装部分的下游。
上面说明了在第一实施例中具有燃烧加热器的内燃机A是如何构造的。
<第一实施例的操作和效果>
接下来将说明具有燃烧加热器的内燃机A的操作和效果。
在具有燃烧加热器的内燃机A中，燃烧加热器17依次通过其构成元件即空气供应通路33、燃烧室体43和已燃气体排放通路35被连接到吸气通路29的旁路上。涡轮增压器15的压缩机15a不设在吸气通路29上空气供应通路33的连接点C1和已燃气体排放通路35的连接点C2之间。即燃烧加热器17被设置在压缩机15a的安装部分的下游，因此如以燃烧加热器17的燃烧室体43为中心，在其空气供应通路33侧与已燃气体排放通路35侧之间不会产生大的压力差。从而在通过空气供应通路33和已燃气体排放通路35而连接到主管29上的燃烧室体43内的空气流速不会太高。因此，在燃烧室体43内不可能产生一个足以使燃烧加热器17不能被点燃的狂风，从而燃烧加热器17能够可靠地被点燃。
再者，由于压缩机15a并不设置在主管29上空气供应通路33的连接点C1与已燃气体排放通路35的连接点C2之间的部分上，因此，压缩机15a并不在主管29上的连接点C1、C2之间的部分上运转。在连接点C2侧的压力既不会单独增加，在连接点C1侧的压力也不会就此低于C2侧，也即，在两侧的压力基本上是相等的。因此，在通过空气供应通路33和已燃气体排放通路35而连接到主管29上的燃烧加热器的燃烧室17d内决不会产生回流。从而也就不会发生在燃烧加热器17内的火焰向空气供应通路33倒流的回火现象。因此发动机1能从燃烧加热器17得到充分数量的热而不会在燃烧加热器17内引起任何意外的火焰。
另外，由于燃烧加热器17被设置在压缩机15a的下游，因此作为燃烧加热器17的构成元件的空气供应通路33和已燃气体排放通路35也都位在压缩机15a的下游。顺便说一下，在此情况下，当压缩机15a运转时，在压缩机15a的安装部分的下游的主管29上存在的压力会随着压缩机15a的运转而上升。但这个增加的压力均匀地作用在主管29上空气供应通路33的连接点C1和已燃气体排放通路35的连接点C2上。因此，不会在连接点C1和C2之间形成使连接点C1的压力小于连接点C2的压力的压力差。因此，所谓回火现象决不会发生。
再者，通过已燃气体排放通路35而流动通过主管29的燃烧加热器17的已燃气体是在连接点C2与新鲜气体混合后被引导到发动机1的未画出的气缸内的并在那里再一次被燃烧。然后，重新烧过的气体在到达发动机1的排放装置7时，被设在排气装置7内的排气催化剂39净化。
注意，燃烧加热器17的空气供应通路33和已燃气体排放通路35是向主管29敞开的，但不是向大气直接敞开的，因此可望得到减少噪声的效果。
另外，由于利用燃烧加热器17的几乎不含烟气，即几乎不含碳的已燃气体来促使升温，因此不会有碳粘附在气缸内壁上，这样发动机1的耐用性可望提高。
此外，成为吸气阻挡件的中间冷却器19被设置在发动机体3和已燃气体排放通路35与主管29的连接点C2之间。换句话说，中间冷却器19不处在主管29上的空气供应通路33连接点C1和己燃气体排放通路35连接点C2之间的部分中，即沿着主管29，在连接点C1和C2之间不存在中间冷却器19。因此，在连接到主管29上的已燃气体排放通路35和空气供应通路33之间决不会产生过大的压力差。从而，在通过空气供应通路33和已燃气体排放通路35而连接到主管29上的燃烧加热器17的燃烧室17d内的空气流速决不会过大，因此在燃烧室17d内不可能产生足以使燃烧加热器17不能被点燃的狂风。从而燃烧加热器17能够可靠地被点燃。
另外，由于从已燃气体排放通路35出来的已燃气体被中间冷却器19冷却，因此不会由于从吸气口进入气缸的吸入空气的温度过高而造成热损坏的影响。
再者，中间冷却器19通常被连结在增压器上而不是成为一个专用设备，因此费用能够降低。
<第二实施例>
本发明的第二实施例将结合图3和4进行论述。
第二实施例与第一实施例不同之点只是在于，已燃气体排放通路35设有一条相对于中间冷却器19而连接在主管29的旁路上的旁路通道49，并且设有一个已燃气体流动方向切换阀51，用来切换燃烧加热器17的已燃气体的流动方向。在冷态时，切换装置51被切换成不是通过中间冷却器19而是通过旁路通道49通到发动机体3上。其他一些相同的构成元件都用相同的标号指出，其说明从略。
旁路通道49基本上为倒C形，如图3和4所示，并以跨越中间冷却器19的方式连接在主管29的旁路上。
再者，在旁路通道49连接到主管29的连接点C3上设有已燃气体流动方向切换装置51。连接点C3位在中间冷却器19的安装位置的上游。
已燃气体流动方向切换装置51如图4所示，由一个阀件51a和一个转轴51b构成。电子控制单元(ECU)能够根据内燃机是在冷态还是非冷态进行自动控制，使阀件51a环绕转轴51b旋转，从而使旁路通道49自动开启或关闭。
更具体点说，在冷态时，阀件51a位在图4中虚线所示位置，旁路通道49被开启，燃烧加热器17的已燃气体进入到旁路通道49内。而在非冷态时，阀件51a位在图4中实线所示位置，旁路通道49被关闭，燃烧加热器17的已燃气体流动通过中间冷却器19。
<第二实施例的操作和效果>
第二实施例除了具有与第一实施例相同的操作和效果外，还具有下列操作和效果。
在冷态时，如图4中虚线箭头所示，燃烧加热器17的已燃气体流动通过旁路通道49并从吸气歧管21进入发动机体3而不流动通过中间冷却器19。因此，在冷态时能促使升温，车厢加热器9的工作能加速进行。
反之，在非冷态时，例如当外界空气温度较高时，如图4中的实线箭头所示，燃烧加热器17的已燃气体将流动通过中间冷却器19并在其内被短暂地冷却后流动到发动机体3内。这样便可防止吸气通路的结构在吸入空气的温度过高时由于热影响而被损坏。
<第三实施例>
第三实施例与第二实施例的不同在于旁路通道连结的位置。
如图5所示，在第三实施例中旁路通道49′是这样给中间冷却器19设旁路的，旁路通道49′的上游侧端和下游侧端分别被连接到已燃气体排放通路35和主管29上。另外，已燃气体流动方向切换装置51被连结到旁路通道49′的上游侧端上。
<第三实施例的操作和效果>
第三实施例具有与第二实施例相同的操作和效果。
<第四实施例>
第四实施例将结合图6予以说明。
第四实施例与第一实施例不同之处仅在于燃烧加热器17及其有关部分的设置上，因此相同的构成元件用相同的标号指出，其说明从略。
在第四实施例中，沿着吸气管23的上游侧连接管25，燃烧加热器17被设置在涡轮增压器15的压缩机15a的安装位置的上游。因此，在第四实施例中下游侧连接管27为单一管，而上游侧连接管25，由于燃烧加热器17设在上游侧连接管25上，因而由多根管子构成。
更具体点说，上游侧连接管25包括从空气滤清器13笔直向涡轮增压器15的压缩机15a延伸的主管29，空气供应通路33和已燃气体排放通路35，这两通路被认为是主管29的辅助管，同时也是燃烧加热器17的构成元件。
另外，在第四实施例的具有燃烧加热器的内燃机A中，有一ECU52用作加热器控制单元可在非冷态时停止燃烧加热器17的操作。外界空气温度传感器53对是否为冷态作出判断，该传感器例如可配装在空气滤清器13附近的进气管13a上，燃烧加热器17的CPU47根据外界空气温度传感器53测得的参数，来控制燃烧加热器17的操作。
<第四实施例的操作和效果>
第四实施例除了具有与第一实施例相同的操作和效果外，还具有下列操作和效果。
在第四实施例中，燃烧加热器17在主管29上被设置在比涡轮增压器的压缩机15a的安装位置更上游的地方，致使作为燃烧加热器17的构成元件的空气供应通路33和已燃气体排放通路35也都位在比压缩机15a更上游的地方。因此，即使在压缩机15a的安装位置的下游存在的吸入空气压力会随着压缩机15a的运转而增加，这个压力增加对位在压缩机15a上游的空气供应通路33和已燃气体排放通路35分别与主管29的连接点C1和C2不会产生什么影响。因此，在燃烧加热器17内不会产生回流。
另外，由于燃烧加热器17设在压缩机15a的上游而可不受压缩机15a的压力的影响，因此燃烧加热器17可不需要有较高的耐用性。
再者，由于ECU52作为加热器控制单元能在非冷态时停止燃烧加热器17的操作，因此在非冷态时，例如当外界空气温度较高时，燃烧加热器17可暂停操作。
由于有这样的装置，当外界空气温度较高时，由大气供应的吸入空气并不被燃烧加热器17的已燃气体的热升温。因此，不仅不会由于吸入空气温度过高而使燃料效率降低，而且不会由于高温吸入空气所持有的热而使压缩机15a遇到麻烦。
换句话说，通过将来自大气的冷空气与被燃烧加热器17加热的空气混合可使进入发动机体3的吸入空气设定在适当的温度。但若燃烧加热器在非冷态时操作，这样做反而会造成麻烦。而这是可避免的，只要在冷态时停止燃烧加热器的操作即可。
<第五实施例>
下面结合图7说明第五实施例。
第五实施例与第一实施例的主要不同只是在于中间冷却器19的设置，其他相同的部分均用相同的标号指出，其说明从略。
在第五实施例中，中间冷却器19沿着主管29被设置在涡轮增压器15的压缩机15a的安装位置与主管29和空气供应通路33的连接点C1之间。换句话说，在主管29上，中间冷却器19被设置得比已燃气体排放通路35的连接点C2更靠近上游。
<第五实施例的操作和效果>
在第五实施例中，沿着吸气通路29，涡轮增压器15的压缩机15a和中间冷却器19不是设在空气供应通路33的连接点C1和已燃气体排放通路35的连接点C2之间，因此与第一实施例具有相同的操作和效果。
另外，从已燃气体排放通路35进入主管29的已燃气体并没有被中间冷却器19冷却。因此，具有较高温度的已燃气体能被引导到发动机体3内，从而发动机1的升温特性能被提高。
如上所述，按照本发明，即使增压器被连结在内燃机的吸气通路上，设在吸气通路上的燃烧加热器仍能可靠地被点燃，并且即使在增压器操作时仍能防止吸入空气在吸气通路内回流。
从上述详细说明显然可获悉本发明的许多特点和优点，我们希望所附权利要求能覆盖所有这些属于本发明构思并在本发明范围内的特点和优点。另外由于本领域的技术人员很容易对本发明作出各种修改和改变，我们不希望将本发明限制在具体说明过的构造和操作上，而应将所有对本发明的修改和等同替换归入本发明的范围。
权利要求
1.一种设有燃烧加热器的内燃机，它包括一个燃烧室体；一条用来将燃烧用空气供给所说燃烧室体的空气供应通路；一条用来将燃料供给所说燃烧室体的燃料供应通路；一个用来点燃通过所说燃料供应通路供给所说燃料室体的燃料的点燃装置；及一条用来将烧过的燃气排放到所说燃烧室体外的已燃气体排放通路，该已燃气体是从所说燃烧室体内的燃料在被点燃装置点燃而燃烧时发放出来的，当所说内燃机处在预定的运转状态下时所说燃烧加热器便操作并使发动机的有关元件升温，其中，所说燃烧加热器通过所说空气供应通路和所说已燃气体排放通路被连接到所说内燃机的吸气通路的旁路上，一个增压器被装在所说吸气通路的在所说空气供应通路的连接点和所说已燃气体排放通路的连接点之间以外的一个部分中，所说燃烧加热器被设置在所说吸气通路上比所说增压器的安装位置更靠近下游，一个用来冷却在所说吸气通路内的由于增压器的增压而持有热的吸入空气的吸入空气冷却器被装在所说吸气通路的在所说空气供应通路的连接点和所说已燃气体排放通路的连接点之间以外的一部分上。
2.按照权利要求1的设有燃烧加热器的内燃机，其特征为，当内燃机处于预定运转状态时，通过已燃气体排放通路使燃烧加热器排出的已燃气体流至吸气通路。
3.按照权利要求1的设有燃烧加热器的内燃机，其特征为，所说吸入空气冷却器设在所说吸气通路上比所说已燃气体排放通路的连接点更靠近上游。
全文摘要
设有燃烧加热器的内燃机在其吸气通路上装有增压器的情况下，设在吸气通路上的燃烧加热器能可靠地被点燃，即使在增压器开动时也可防止吸气通路内的吸入空气回流。汽化式的燃烧加热器通过其构成元件即空气供应通路、燃烧室体和已燃气体排放通路被连接到内燃机的吸气管的旁路上，通过这些管子，吸入空气流向发动机的各个气缸。在吸气管上，涡轮增压器的压缩机并不设在空气供应通路的连接点和已燃气体排放通路的连接点之间。
文档编号F02B37/00GK1436930SQ02155878
公开日2003年8月20日 申请日期1998年10月20日 优先权日1997年10月20日
发明者铃木诚 申请人:丰田自动车株式会社