JPH06299862A

JPH06299862A - Ｖ型ディーゼルエンジン

Info

Publication number: JPH06299862A
Application number: JP5109997A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Murata; 展義村田; Tadamasa Mutaguchi; 忠正牟田口
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-10-25
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628268B2

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料噴射ポンプをはじめガバナーやウォータ
ポンプおよびその駆動機構などを、合理的かつコンパク
トに配置して全体的な寸法を小さくすることのできるＶ
型ディーゼルエンジンを提供する。【構成】Ｖ型に配置されたシリンダの間に燃料噴射ポ
ンプ室１ｃを設ける。燃料噴射ポンプカム軸７の駆動用
歯車１４を含む歯車列１０のある側にウォータポンプ４
０を配置する。そして歯車列１０のある側とは反対の側
にガバナー機構３０を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｖ型すなわちＶ字の形
をなす二方向（二列）にシリンダが配置されたいわゆる
Ｖ型ディーゼルエンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｖ型ディーゼルエンジンは、外形寸法、
とくにクランク軸の軸長方向の寸法が短くてコンパクト
である点に一つの特徴がある。ディーゼルエンジンに
は、燃料噴射ポンプが装備されるほか、クランク軸から
吸排バルブカム軸や燃料噴射ポンプカム軸などへ回転力
を伝える歯車列、燃料噴射量や回転速度を制御するため
のガバナー機構（調速機）、さらには各部を水冷するた
めのウォータポンプおよびその駆動機構などが一体的に
設けられるので、上記にいう外形寸法は当然ながらこれ
らを含めた全体的なものをさし、そうした寸法の短いこ
とが好ましい。

【０００３】ディーゼルエンジンにおけるガバナー機構
やウォータポンプの配置例は、実開昭６２−１４１６４
０号公報や実開昭５９−１７５６２６号公報にそれぞれ
記載がある。前者では、燃料噴射ポンプカム軸などの駆
動用歯車列のある側に、それら歯車列とともにギヤケー
ス内に収容されるかたちでガバナー機構が配置されてい
る。一方、後者の例では、ウォータポンプがラジエータ
ファンと同一軸心上に構成されたうえ、上記と同様の歯
車列を覆うギヤケースの外側に取り付けられ、ファンベ
ルトによってラジエータファンとともに駆動されるよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実開昭６２−１４１６
４０号公報に記載の機器配置にしたがうと、歯車列のあ
る側に機器が密集してその側に外形寸法が膨らむほか、
ウォータポンプおよびその駆動機構をコンパクトに配置
できない可能性が高い。すなわち、歯車列と反対の側で
は各軸の端部付近に空きスペースが存在していながら、
歯車列のある側では、その歯車列とともにガバナー機構
の燃料流量コントロール関係の部品が集中し、ギヤケー
スもしくはガバナケースがエンジンの一方の側に大きく
突出してエンジンの全体的な寸法が大きくなる。またウ
ォータポンプは、上記部品等が密集する歯車列側には設
けることが困難になるため、専用の駆動機構とともに他
の部分に設けなければならず、専用のスペースをとって
やはりエンジン寸法を増すのである。

【０００５】一方、実開昭５９−１７５６２６号公報の
場合は、例示の限りではエンジンとラジエータとの間の
空間がうまく利用されて全体がコンパクトであるが、ラ
ジエータをエンジンから離して設置するときには、ウォ
ータポンプと駆動用の伝動ベルトおよびプーリがエンジ
ンの外に相当のスペースを占めることになり、エンジン
のコンパクト性の面でやはり好ましくない。同じ形式の
ディーゼルエンジンであっても用途等（発電機とするか
芝刈機とするかなど）に応じて、ファンとラジエータと
をエンジンに一体的に組み付けたり、電動式のファンと
ともにラジエータをエンジンとは別置きにしたりするこ
とが多いので、上記の点は、エンジンの用途上の制約な
どとして現実に不都合をもたらす可能性が高い。

【０００６】本発明の目的は、燃料噴射ポンプをはじめ
ガバナやウォータポンプおよびその駆動機構などを、合
理的かつコンパクトに配置して全体的な寸法を小さく
し、しかもラジエータを別置きする場合にも不利のない
ようにしたＶ型ディーゼルエンジンを提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のＶ型ディーゼル
エンジンは、a)Ｖ型に配置されたシリンダの間（つまり
Ｖの字の内側）に燃料噴射ポンプ室を設けるとともに、
b)燃料噴射ポンプカム軸の駆動用歯車を含む歯車列のあ
る側にウォータポンプを配置し、かつ、c)上記歯車列の
ある側とは反対の側にガバナー機構を配置した−もの
である。

【０００８】このＶ型ディーゼルエンジンは、さらに請
求項２に記載したように構成すると好ましい。すなわち
上記の歯車列は、クランク軸、吸排バルブカム軸および
燃料噴射ポンプカム軸をこの順につなぐものとし、吸排
バルブカム軸には大小二つの歯車を付け、そのうちの大
きな歯車をクランク軸歯車と噛み合わせるとともに、小
さな歯車を燃料噴射ポンプカム軸と噛み合わせるのであ
る。

【０００９】

【作用】本発明のＶ型ディーゼルエンジンは、つぎの点
で全体がコンパクトに構成される。

【００１０】第一に、上記a)のとおりＶ型配置の二列の
シリンダの間に燃料噴射ポンプ室を設けるため、エンジ
ン本体の外側へは燃料噴射ポンプが突出しがたく、した
がってＶ字の左右幅に相当する方向を中心に、全体的な
寸法を小さくすることができる。なお、同ポンプはチュ
ーブ等によってシリンダヘッド上の燃料噴射ノズルと接
続するが、同ポンプ室をこのような位置に設けること
は、かかるポンプ・ノズル間の接続距離が短くなる点で
も好ましい。

【００１１】第二に、上記b)のように伝動用の歯車列の
ある側にウォータポンプを配置するため、同ポンプの駆
動手段やそのカバーを簡単かつコンパクトに構成するこ
とができる。つまり同ポンプについては、そのインペラ
ーシャフトに歯車を一個つけて上記歯車列の歯車のいず
れかと噛み合わせるだけでその駆動手段が完備すること
になり、ベルトやプーリその他の専用の駆動装置が不要
である。また、そうした駆動手段を覆うべきカバー類に
ついても、もともと歯車列を覆っているギヤケース類に
それを兼ねさせてコンパクト化することが可能になる。
しかも、こうして構成する駆動手段は、ラジエータファ
ン用の伝動ベルトを利用するものではないため、ラジエ
ータ等をエンジンとは別に置く場合にも特別なスペース
をとることはない。

【００１２】第三に、このＶ型ディーゼルエンジンで
は、上記c)のように歯車列のある側とは反対の側にガバ
ナーを配置するので、ガバナー（およびそのカバー類）
がエンジンの外に突出する度合いを小さくすることがで
きる。すなわち、歯車列が配置されていなくて燃料噴射
ポンプカム軸等の軸端の付近にスペース的な余裕のある
位置にガバナーを設けるからである。

【００１３】請求項２に記載のＶ型ディーゼルエンジン
の場合にはさらに、クランク軸から燃料噴射ポンプカム
軸までの軸間距離（軸心間の距離）を縮めて、軸間方向
つまりクランク軸と直角な方向へのエンジンの寸法を小
さくすることができる。その理由はつぎのとおりであ
る。

【００１４】４サイクルのディーゼルエンジンでは、ク
ランク軸の２回転あたり１回ずつの吸気・排気を繰り返
し、また吸気・排気の各バルブが１回動作するたびに１
回の燃料噴射をする必要があるので、クランク軸の回転
数１に対して吸排バルブカム軸の回転数は１／２、燃料
噴射ポンプカム軸の回転数も１／２としなければならな
い。この回転数比率を実現するのに、クランク軸・吸排
バルブカム軸・燃料噴射ポンプカム軸の各歯車の直径
（歯数）を、それぞれｄ₁／２（ｚ₁／２）、ｄ₁（ｚ₁）、ｄ₁（ｚ₁） ‥‥ として順に噛み合わせることも可能だが、請求項２のＶ
型ディーゼルエンジンにおいては、吸排バルブカム軸
に、直径（歯数）がｄ₁（ｚ₁）およびｄ₂（ｚ₂）の二つ
の歯車を付け（ただしｄ₁＞ｄ₂）、上記三軸の各歯車の
直径をｄ₁／２（ｚ₁／２）、ｄ₁（ｚ₁）およびｄ₂（ｚ₂）、ｄ₂（ｚ₂） ‥‥ としたうえ、前に書いた二つの歯車および後ろに書いた
二つの歯車をそれぞれ噛み合わせている（図３参照）。
クランク軸と吸排バルブカム軸との間の距離は、の場
合もの場合も（ｄ₁／２＋ｄ₁）／２＝３ｄ₁／４で
差がないが、吸排バルブカム軸と燃料噴射ポンプカム軸
との間に必要な軸間距離については、の場合のｄ_１に
対しての場合はｄ_２となり、明らかにの場合の方が
小さい。このことは、クランク軸から燃料噴射ポンプカ
ム軸までの距離が小さく、したがってシリンダがなすＶ
の字の上方への燃料噴射ポンプの突出を抑えてエンジン
を一層コンパクトにできることにほかならない。

【００１５】なお、クランク軸・吸排バルブカム軸・燃
料噴射ポンプカム軸を上記のとおりこの順に連結するこ
とは、吸・排気用のバルブ機構（動弁機構）などをＶ字
の内側に配置してシリンダよりも外へ出る部分を少なく
できる意味でも、エンジンの全体的寸法を小さくできる
ことにつながる。なぜなら、クランク軸はＶ字をなすシ
リンダの交点の位置にあり、請求項１における前記a)の
点から燃料噴射ポンプカム軸もＶ型配置のシリンダの間
に位置するため、両者と噛み合うように吸排バルブカム
軸を配置すると必然的にその吸排バルブカム軸の位置も
Ｖ字の内側に位置し、したがってバルブ機構等もＶ字の
内側に配置されてシリンダより外側へ出る部分が少なく
なるからである。

【００１６】

【実施例】図１〜図３に、本発明の一実施例を示す。こ
の例は二気筒のＶ型ディーゼルエンジンに関するもの
で、図１は、側方より見たその縦断面図（図２における
I−I断面図）、図２は一部を破断して示す正面図、図３
は内蔵する歯車列の模式図である。このエンジンの気筒
間の挟み角は図２のように９０°で、Ｖ型であるために
図１のとおり軸長方向（クランク軸５の方向）の寸法が
短いというメリットがある。なお、図１において符号１
はクランクケース、２はギヤケースを兼ねるクランクケ
ースカバー、５はクランク軸、６は吸排バルブカム軸、
７は燃料噴射ポンプカム軸、１０はそれら各軸間の歯車
列、２０は燃料噴射ポンプ、３０はガバナー機構、４０
はウォータポンプである。また符号２５はフライホイー
ル、２７・２８・２９はラジエータファンとその駆動用
ベルトおよびプーリ、さらに図２において符号１７はピ
ストン、２２は各気筒用の燃料噴射ノズルである。

【００１７】このエンジンには構造上いくつかの特徴が
あるが、まずクランクケース１について新規部分があ
る。すなわち、図１のように本来のクランクケース部分
１ｄのほかシリンダ１ａ・１ｂ（図２）や燃料噴射ポン
プ室１ｃおよびオイルパン１ｅを一体にするとともに、
そのクランクケース１のうちファン２７寄りの壁面を、
別体であるクランクケースカバー２によって形成したこ
とである。そして、エンジンの内部にあるクランク軸５
と吸排バルブカム軸６とは、両端部の軸受穴をクランク
ケース１とクランクケースカバー２とに分けて形成して
いる。このようにしたのは、鋳造完了時のいわゆる型抜
きを容易にして成型工程を合理化するためであり、とく
に軸受穴や内側の補強用リブ９のための金型（図示せ
ず）を容易に抜き出すことができる。そのほか、このよ
うなクランクケース１には、クランク軸５や吸排バルブ
カム軸６の組み込みが容易であるという利点もある。軸
５や軸６は、中ほどの部分にクランクやカムなど大径の
部分を有するものの、両側の軸受部分よりも外側からク
ランクケース１とクランクケースカバー２とをかぶせ通
すことができるためである。なお、クランクケース１と
クランクケースカバー２との接合については、シリンダ
内の爆発圧力による力に抗する剛性を付与する目的で、
オイルパン１ｅの底部からシリンダ１ａ・１ｂの上部に
まで及ぶ接合面１ｘを形成し、図１のようにボルト２ａ
によって締結している。

【００１８】またこのエンジンにおいては、図２のよう
に、シリンダ１ａ・１ｂがなすＶ字形状の中央線上に、
クランク軸５・吸排バルブカム軸６・燃料噴射ポンプカ
ム軸７の三軸を並べて配置している。このように三軸を
配置すると、図のように、吸排バルブカム軸６に係合す
るプッシュロッドやロッカーアーム等の動弁機構１８を
各シリンダ１ａ・１ｂの内側に配置でき、この図２の方
向に見たエンジンの幅寸法を小さくすることができる。
また、三軸が一列に並んでいるため、特別大きな歯車や
中間のアイドル歯車を用いることもなく、それらの軸間
を単純な構成で容易に接続することができる。

【００１９】こうした三軸の配置も上記のとおりエンジ
ンをコンパクトにする上で有意義であるが、全体的寸法
を小さくする意味では、このエンジンには下記のような
工夫部分にも大きな特徴がある。

【００２０】工夫部分の第一は、燃料噴射ポンプカム軸
７をＶ字形状の中央線上に配置したことに関連して、燃
料噴射ポンプ室１ｃもその線上に形成し、そこに燃料噴
射ポンプ２０を取り付けたことである。図２のように、
Ｖ字になったシリンダ１ａ・１ｂの間に同ポンプ２０を
設けて、外側へは同ポンプ２０を突出させないので、エ
ンジンの外形寸法、とくにＶ字の左右幅に相当する方向
への寸法を増大させることがない。同ポンプ２０をこの
位置に設けると、燃料噴射ノズル２２と接続するチュー
ブ２１が短く、またその経路をシンプルにできるという
利点もある。

【００２１】第二点は、図１のように、クランク軸５か
ら吸排バルブカム軸６および燃料噴射ポンプカム軸７へ
回転力を伝える歯車列１０のある側にウォータポンプ４
０を配置したことである。歯車列１０の近くに同ポンプ
４０を設けると、そのインペラーシャフト４１上に被駆
動用の歯車１５を付けて燃料噴射ポンプカム軸７上の歯
車１４（歯車列１０の一部）と噛み合わせるだけで、そ
れへの動力伝達が可能になる。また、歯車列１０とほぼ
平行に設けているクランクケースカバー２（ギヤケース
を兼ねる）の内側に、ボルト４２によって図のように同
ポンプ４０を取り付けると、その歯車１５等を覆う専用
のケースやカバーが不要である。ファン２７用の伝動ベ
ルト２８を同ポンプ４０の駆動用に用いてはいないの
で、ラジエータ（図示せず）やそのファン２７をエンジ
ンと別に設置する場合にはベルト２８等が不要になり、
同ポンプ４０が外側へ突出することもない。

【００２２】第三の点は、図１のようにガバナー機構３
０を、歯車列１０のある側と反対のフライホイール２５
の側において、燃料噴射ポンプカム軸７の軸端部に係合
させて配置したことである。フライホイール２５の側で
は燃料噴射ポンプカム軸７の軸端部に歯車等が付属せ
ず、ウォータポンプ４０もないことから、同機構３０は
比較的自由に配置できる。つまり、同カム軸７に付ける
ガバナー本体３１、同本体３１と燃料噴射ポンプ２０と
をつなぐガバナーアーム３２などを、燃料噴射ポンプ室
１ｃに近づけ、したがってガバナーカバー３３がエンジ
ンの外側へ突出する寸法を小さくすることができたので
ある。

【００２３】さらに第四の点は、上記の歯車列１０のう
ちに、クランク軸５上の歯車１１と燃料噴射ポンプカム
軸７上の歯車１４とにそれぞれ噛み合う歯車として、図
１のとおり大小二つの歯車１２・１３を吸排バルブカム
軸６上に嵌め付けたことである。つまり図３のように、
直径（ピッチ円の直径）ｄ_１をもつ大きい方の歯車１２
をクランク軸５の歯車１１と噛み合わせ、直径ｄ_２の小
さい方の歯車１３を燃料噴射ポンプカム軸７の歯車１４
と噛み合わせている。

【００２４】ディーゼルエンジンでは、クランク軸５の
回転数と吸排気の頻度および燃料噴射のタイミングとの
関係から、クランク軸５・吸排バルブカム軸６・燃料噴
射ポンプカム軸７の回転数比率が２：１：１でなければ
ならないが、それを考慮に入れると、上記の各歯車１１
・１２・１３・１４の関係から各軸間の距離はつぎのよ
うになる。すなわち図３のとおり、軸５と軸６との間は
３ｄ_１／４、軸６と軸７との間はｄ_２となって、軸７の
中心位置は図示のＡ点にくる。しかし仮に、軸６上に小
さい方の歯車１３を付けなかったとすれば、上記した回
転数の関係から軸７にも直径ｄ_１の歯車が必要で、その
中心位置がＢ点となってクランク軸５から大きく離れ
る。したがってこの第四の工夫部分も、エンジンをコン
パクトにする点で重要な意義をもつといえる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のＶ型ディーゼルエンジンは、燃
料噴射ポンプ等の機器を合理的かつコンパクトに配置し
て全体的な寸法を小さくすることができる。具体的に
は、 1) Ｖ型配置のシリンダの間に燃料噴射ポンプを設ける
ので、Ｖ字の左右幅に相当する方向を中心に外形を小さ
くすることができる。

【００２６】2) 歯車列のある側にウォータポンプを配
置するため、同ポンプの駆動手段やそのカバーを簡単か
つコンパクトに構成することができる。しかも、こうし
て構成する駆動手段は、ラジエータファン用の伝動ベル
トを利用するものではないため、ラジエータ等を別置き
にする場合にも有利である。

【００２７】3) 歯車列のある側とは反対の、スペース
的に余裕のある側にガバナーを配置するので、ガバナー
等がエンジンの外に突出する度合いを小さくすることが
できる。

【００２８】4) 請求項２に記載のＶ型ディーゼルエン
ジンの場合にはさらに、クランク軸から燃料噴射ポンプ
カム軸までの軸間距離を縮めて、軸間方向つまりクラン
ク軸と直角な方向へのエンジンの寸法を小さくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのＶ型ディーゼルエン
ジンを側方より見て示す縦断面図（図２のI−I断面図）
である。

【図２】図１のエンジンについて一部を破断して示す正
面図である。

【図３】図１のエンジンが備える歯車列を模式的に示す
正面図である。

【符号の説明】

１ａ・１ｂシリンダ１ｃ燃料噴射ポンプ室５クランク軸６吸排バルブカム軸７燃料噴射ポンプカム軸１０歯車列１１・１２・１３・１４・１５歯車２０燃料噴射ポンプ３０ガバナー機構４０ウォータポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 39/02 Ｃ 8923−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｖ型に配置されたシリンダの間に燃料噴
射ポンプ室を設けるとともに、燃料噴射ポンプカム軸の
駆動用歯車を含む歯車列のある側にウォータポンプを配
置し、かつ、上記歯車列のある側とは反対の側にガバナ
ー機構を配置したことを特徴とするＶ型ディーゼルエン
ジン。
【請求項２】上記の歯車列は、クランク軸、吸排バル
ブカム軸および燃料噴射ポンプカム軸をこの順につなぐ
ものとし、吸排バルブカム軸には大小二つの歯車を付
け、そのうちの大きな歯車をクランク軸歯車と噛み合わ
せるとともに、小さな歯車を燃料噴射ポンプカム軸と噛
み合わせた請求項１に記載のＶ型ディーゼルエンジン。