JPH11270427A - 筒内燃料噴射式エンジン - Google Patents
筒内燃料噴射式エンジンInfo
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- JPH11270427A JPH11270427A JP10077207A JP7720798A JPH11270427A JP H11270427 A JPH11270427 A JP H11270427A JP 10077207 A JP10077207 A JP 10077207A JP 7720798 A JP7720798 A JP 7720798A JP H11270427 A JPH11270427 A JP H11270427A
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Abstract
高めると共に、ユニットのエンジンへの組付けに際して
集積公差を吸収可能にして組立性を向上させる。 【解決手段】クランク軸が縦方向に配設されたエンジン
2において、シリンダボディ7に固定された高圧燃料ポ
ンプ32、ポンプ駆動ユニット40及び高圧圧力調整弁
35と、シリンダヘッド8に固定され、高圧燃料ポンプ
32及び高圧圧力調整弁35に連結された燃料供給レー
ル33と、燃料供給レールに固定された燃料噴射弁13
とを備え、高圧燃料ポンプ32とポンプ駆動ユニット4
0のボルト61取付部及び燃料噴射弁13のシリンダヘ
ッド軸穴81に遊びを設けた構成。
Description
向に配設されたエンジンにおいて、高圧燃料を筒内に噴
射する技術分野に属する。
ートと排気ポートが同時に連通するタイミングがあるた
めHC等の未燃ガスが排気されやすく、また、低速、低
負荷で残留ガスが多いため失火を起こし未燃ガスが排気
されやすい。そこで、排気ポートが閉じた後、高圧燃料
を筒内に直接噴射することにより燃料を霧化して燃焼を
改善させると共に、低速、低負荷では新気を多く供給す
るようにして失火を防ぐことにより未燃ガスの排出を低
減する方式が知られている。前述した高圧燃料を筒内に
直接噴射しようとする場合、燃料供給系に高圧燃料ポン
プを設けることが必要になる。従来、4サイクルエンジ
ンにおいては、動弁機構のカムシャフトの回転を利用し
て高圧燃料ポンプを駆動させている。
においては、高圧燃料ポンプ、ポンプ駆動ユニット、高
圧圧力調整弁、燃料噴射弁、燃料供給レールの内、少な
くと複数の部品が連結された高圧燃料噴射ユニットをエ
ンジンに搭載している。この場合、部品の固定箇所がエ
ンジンの複数の部材(例えばシリンダボディとシリンダ
ヘッド)にまたがる場合には、複数の部品が連結された
高圧燃料噴射ユニット側の集積公差やエンジン側の集積
公差を吸収する必要が生じる。従来、自動車では、集積
公差吸収のために若干の変形に耐える金属パイプ配管
を、高圧燃料配管の一部に使用している。
クルエンジンにおいては、4サイクルエンジンのように
動弁機構のカムシャフトがなく、既存の部品を利用して
いかに高圧燃料ポンプを駆動させるかが課題となってい
る。また、自動車用の高圧燃料ポンプを採用するように
した場合、高圧燃料ポンプは、水平方向に配設されたク
ランク軸或はカムシャフトにより駆動され、そのため高
圧燃料ポンプは、プランジャ軸が水平方向に配設される
ことを前提として、エア抜き、潤滑および駆動機構が設
計されているので、これを船外機のようにクランク軸或
はカムシャフトが縦方向に配置されたエンジンに適用す
る場合には、特別の対策、工夫が必要である。
と、組立時、高圧燃料噴射ユニット全体の剛性が確保で
きないため、組み付け性が悪かったり、フレキシブル配
管や金属パイプ配管に過度のストレスが加わり耐久性が
低下するという問題を有している。特に、振動の大きい
船外機においては、この問題を解決することが重要な課
題となっている。
であって、高圧燃料噴射ユニットを一体化してその剛性
を高めるとともに、ユニットのエンジンへの組み付けに
際して集積公差を吸収可能にして組立性を向上させるこ
とができる筒内燃料噴射式エンジンを提供することを目
的とする。
に請求項1記載の発明は、シリンダボディ7に固定され
たポンプ駆動ユニット40、高圧燃料ポンプ32及び高
圧圧力調整弁35と、シリンダヘッド8に固定され、前
記高圧燃料ポンプ及び高圧圧力調整弁に連結された燃料
供給レール33と、前記燃料供給レールに固定されると
共にシリンダヘッドの軸穴81に挿入される燃料噴射弁
13とを備え、前記燃料噴射弁13とシリンダヘッド軸
穴81間に遊びを設けたことを特徴とし、請求項2記載
の発明は、請求項1において、前記高圧燃料ポンプ32
をポンプ駆動ユニット40に取り付けるボルト61とボ
ルト穴との間に遊びを設けたことを特徴とし、請求項3
記載の発明は、請求項1、2において、前記高圧燃料ポ
ンプ32及び高圧圧力調整弁35と燃料供給レール33
の接続部にはコネクタ70、72が配設され、該コネク
タの外周部並びに燃料噴射弁13の外周部にOリング6
9、71、78を設けたことを特徴とし、請求項4記載
の発明は、請求項1〜3において、前記エンジンはクラ
ンク軸10を縦方向に配設し、複数の気筒7a〜7fを
Vバンクをなすように2列に配設しており、前記燃料供
給レール33は、各列のシリンダヘッドに固定された垂
直レール33bと、該垂直レールの上端に接続された水
平レール33aとからなることを特徴とし、請求項5記
載の発明は、請求項1〜4において、前記燃料噴射弁1
3のシリンダヘッド軸穴81の先端に弾性金属シール材
80を配設したことを特徴とし、請求項6記載の発明
は、請求項1〜5において、前記燃料供給レール33を
シリンダヘッド8に固定するボルト66位置を燃料噴射
弁13に近接させたことを特徴とし、請求項7記載の発
明は、請求項1〜6において、前記シリンダボディ7
に、シリンダボディからVバンクの間に延びる取付用ス
テー53を固定し、該取付用ステー及びシリンダボディ
にポンプ駆動ユニット40をボルト54、55、56に
より固定したことを特徴とし、請求項8記載の発明は、
請求項1〜7において、前記高圧燃料ポンプ32には、
燃料出口管60a、燃料入口管60b及びオーバーフロ
ー管60cを一体化した燃料給排ユニット60が連結さ
れていることを特徴とし、請求項9記載の発明は、請求
項1〜8において、前記エンジンが2サイクルエンジン
であり、前記ポンプ駆動ユニット40はクランク軸10
により駆動されることを特徴とし、請求項10記載の発
明は、請求項1〜8において、前記エンジンが4サイク
ルエンジンであり、前記ポンプ駆動ユニット40はクラ
ンク軸10により駆動されることを特徴とする。なお、
上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易にする
ために図面と対比させるもので、これにより本発明が何
ら限定されるものではない。
を参照しつつ説明する。図1は、本発明の筒内燃料噴射
式エンジンの1実施形態を示す船外機の模式図であり、
図(A)はエンジンの平面図、図(B)は図(A)のB
−B線に沿う縦断面図、図(C)は船外機の側面図、図
(D)は燃料供給系の構成図である。
ク軸10が縦置状態で搭載されるエンジン2と、エンジ
ン2の下端面に接続されエンジン2を支持するガイドエ
キゾースト部3と、ガイドエキゾースト部3の下端面に
接続されるアッパケース4、ロアケース5及びプロペラ
6からなる。上記エンジン2は、筒内噴射式V型6気筒
2サイクルエンジンであり、6つの気筒7a〜7fが平
面視でVバンクをなすように横置き状態で且つ縦方向に
2列に配設されたシリンダボディ7に、シリンダヘッド
8が連結、固定されている。
が摺動自在に嵌合配置され、各ピストン11はクランク
軸10に連結されている。シリンダヘッド8には、磁力
で開閉作動されるソレノイド開閉式の燃料噴射弁13及
び点火プラグ14が挿入配置されている。気筒7a〜7
fは、それぞれ掃気ポート(図示せず)によりクランク
室12に連通され、また、気筒7a〜7fには排気ポー
ト15が接続されている。図1(B)の左バンクの排気
ポート15は左集合排気通路16に、右バンクの排気ポ
ート15は右集合排気通路17に合流されている。エン
ジン2のクランク室12には、吸気マニホールドから分
岐する吸気通路19が接続されており、該吸気通路19
のクランク室12への接続部には、逆流防止用のリード
弁20が配設され、また、リード弁20の上流側には、
エンジン内にオイルを供給するためのオイルポンプ21
と、吸気量を調節するためのスロットル弁22が配設さ
れている。
れている燃料タンク23内の燃料は、手動式の第1の低
圧燃料ポンプ25によりフィルタ26を経て船外機側の
第2の低圧燃料ポンプ27に送られる。この第2の低圧
燃料ポンプ27は、エンジン2のクランク室12のパル
ス圧により駆動されるダイヤフラム式ポンプであり、燃
料を気液分離装置であるベーパーセパレータタンク29
に送る。ベーパーセパレータタンク29内には、電動モ
ータにより駆動される燃料予圧ポンプ30が配設されて
おり、燃料を加圧し予圧配管31を経て高圧燃料ポンプ
32に送る。高圧燃料ポンプ32の吐出側は、各気筒7
a〜7fに沿って縦方向に配設された燃料供給レール3
3に接続されるとともに、高圧圧力調整弁35および燃
料冷却器36、戻り配管37を介してベーパーセパレー
タタンク29に接続されている。また、予圧配管31と
ベーパーセパレータタンク29間には予圧圧力調整弁3
9が設けられている。
ト40により駆動される。このポンプ駆動ユニット40
はベルト41を介してクランク軸10に連結されてい
る。ベーパーセパレータタンク29内の燃料は、燃料予
圧ポンプ30により例えば3〜10kg/cm2程度に
予圧され、加圧された燃料は、高圧燃料ポンプ32によ
り50〜100kg/cm2程度若しくはそれ以上に加
圧され、加圧された高圧燃料は、圧力調整弁35にて設
定圧を越える余剰燃料がベーパーセパレータタンク29
に戻され、必要な高圧燃料分のみを燃料供給レール33
に供給し、各気筒7a〜7fに装着した燃料噴射弁13
に供給するようにしている。
ン2の駆動状態、船外機1や船の状態を示す各種センサ
からの検出信号が入力される。例えば、クランク軸10
の回転角(回転数)を検出するエンジン回転数センサ4
3、吸気通路19内の温度を検出する吸気温センサ4
4、スロットル弁22の開度を検出するスロットル開度
センサ45、最上段の気筒7d内の空燃比を検出するに
空燃比センサ46、高圧燃料配管内の圧力を検出する燃
料圧力センサ47、エンジンの冷却水温度を検出する冷
却水温センサ48等が設けられている。ECU42は、
これら各センサの検出信号を制御マップに基づき演算処
理し、制御信号を燃料噴射弁13、点火プラグ14、オ
イルポンプ21、予圧燃料ポンプ30に伝送する。
る。なお、図1と同一の構成には同一番号を付けて説明
を省略する。クランク軸10には駆動プーリ50が設け
られ、また、ポンプ駆動ユニット40の回動軸51には
被駆動プーリ52が設けられ、駆動プーリ50と被駆動
プーリ52にはベルト41が張設されている。これによ
りクランク軸10の回転がベルト41を介して回動軸5
1に伝達され、高圧燃料ポンプ32を駆動するようにし
ている。
固定され、ポンプ駆動ユニット40は、取付用ステー5
3及びシリンダボディ7に3本のボルト54、55、5
6により取り付けられている。また、燃料供給レール3
3は、水平レール33aと水平レール33aの両側に接
続された垂直レール33bを有し、垂直レール33bに
燃料噴射弁13が装着されている。また、高圧燃料ポン
プ32は燃料給排ユニット60を有し、燃料出口管60
aが燃料供給レール33の水平レール33aに接続され
ている。なお、図中、1aはエンジン2を覆うカウリン
グ、57はスタータモータ、58はテンションプーリ、
59はサイレンサである。
である。図3には、図2で説明したように、ポンプ駆動
ユニット40が取付用ステー53を介してボルト54に
より取り付けられている状態が示されている。ポンプ駆
動ユニット40の回転軸51にはカム40aが固定さ
れ、カム40aが高圧燃料ポンプ32のプランジャ32
aを押圧することにより高圧燃料を発生するように構成
されている。
よりポンプ駆動ユニット40に取り付けられている。こ
のボルト結合は、ポンプ駆動ユニット40側のボルト穴
をボルト61の径より若干大きくして遊びを設け、高圧
燃料ポンプ32とポンプ駆動ユニット40の取付時にお
いて両者の間に若干の遊動を可能にしている。
ンクをなすように2列に配設しており、燃料供給レール
33は、各列のシリンダヘッド8に固定された垂直レー
ル33bと、垂直レール33bの上端に接続された水平
レール33aとからなり、水平レール33aと垂直レー
ル33bは、ボルト62により連結されている。水平レ
ール33a及び垂直レール33bの内部には燃料通路6
3が形成され、両者の接続部にはOリング64でシール
されたコネクタ65が配設されている。2本の垂直レー
ル33bは、それぞれボルト66によりシリンダヘッド
8に固定され、また、燃料噴射弁13はボルト67によ
り垂直レール33bに固定されている。このボルト67
の位置は燃料噴射弁13に近接させるようにしている。
a、燃料入口管60b、オーバーフロー管60cを一体
化したハウジングを構成しており、燃料出口管60a
は、Oリング69でシールされたコネクタ70により水
平レール33aの燃料通路63に接続されている。な
お、オーバーフロー管60cはベーパーセパレータタン
ク29に接続されている。また、高圧圧力調整弁35
は、ボルト68(図4)によりポンプ駆動ユニット40
に固定され、Oリング71でシールされたコネクタ72
により水平レール33aの燃料通路63に接続されてい
る。
図、図5(A)は図4のA−A線に沿って矢印方向に見
た断面図、図5(B)は図4のB−B線に沿って矢印方
向に見た断面図である。図4には、前述した取付用ステ
ー53によるポンプ駆動ユニット40の取付構造と、燃
料供給レール33及び燃料噴射弁13の取付構造の詳細
が示されている。取付用ステー53は、シリンダボディ
7に形成された2つのボス73にボルト74により固定
されている。ポンプ駆動ユニット40は、取付用ステー
53にボルト54、55により取り付けられ、さらに、
ボルト56によりシリンダボディ7のボス82(図6)
に固定され、ポンプ駆動ユニット40及び高圧燃料ポン
プ32はシリンダボディ7に3点支持で固定されること
になる。このように取付用ステー53を用いることによ
り、ポンプ駆動ユニット40及び高圧燃料ポンプ32を
シリンダボディ7のVバンク間にオーバーハングするよ
うに装着することが可能となる。
は、ボルト66によりシリンダヘッド8に形成されたボ
ス75に固定され、また、燃料噴射弁13に形成された
フランジ13aと垂直レール33b間には馬蹄形のスペ
ーサ76が配設され、このスペーサ76と垂直レール3
3bをボルト67により固定することにより、燃料噴射
弁13を垂直レール33bに固定している。燃料噴射弁
13の燃料通路63側にはOリング78が配設され、ま
た、シリンダヘッド8の軸穴81の燃焼室79側には、
皿バネからなる弾性金属シール材80が配設されてい
る。シリンダヘッド8の軸穴81は、燃料噴射弁13の
外径より若干大きくされ、燃料噴射弁13の取付時にお
いて両者の間に若干の遊動を可能にしている。
し、ポンプ駆動ユニット40、高圧燃料ポンプ32、高
圧圧力調整弁35、燃料供給レール33及び燃料噴射弁
13は、本発明に係わる高圧燃料噴射ユニット90を示
している。この高圧燃料噴射ユニット90のエンジン2
への取付方法を図2〜図6を参照しつつ説明する。
り取付用ステー53を固定しておく。次に、燃料供給レ
ール33の水平レール33aと垂直レール33bを連結
し、垂直レール33bに燃料噴射弁13を装着し、さら
に、ポンプ駆動ユニット40、高圧燃料ポンプ32、3
4及び高圧圧力調整弁35を装着し、燃料給排ユニット
60の燃料出口管60aと高圧圧力調整弁35をそれぞ
れコネクタ70、72により水平レール33aに接続す
る。このようにして高圧燃料噴射ユニット90を組み立
てた後、燃料噴射弁13をシリンダヘッド8の軸穴81
に挿入し、垂直レール33bをボルト67によりシリン
ダヘッド8に仮止めした後、ポンプ駆動ユニット40を
シリンダボディ7及び取付用ステー53上に載せてボル
ト54、55、56によりシリンダボディ7に仮止めす
る。
料ポンプ32、34のボルト61とボルト穴間の遊び
と、燃料噴射弁13とシリンダヘッド8の軸穴81間の
遊びにより、高圧燃料噴射ユニットの各部材の公差を調
整しながらボルト61、67を本締めする。このときボ
ルト67の本締めによりノズル13bの外周に配設され
た弾性金属シール材80が押圧収縮され、これにより燃
料噴射弁13を燃焼圧力に対抗させると共に燃焼ガスが
軸穴81から漏洩するのを防止している。
サイクルエンジンに適用した船外機の平面図である。本
実施形態においても、ポンプ駆動ユニット40がエンジ
ン2の中央部に配置され、ポンプ駆動ユニット40の両
側に高圧燃料ポンプ32、34が配置されている。図
中、7はシリンダボディ、8はシリンダヘッド、10は
クランク軸、13は燃料噴射弁、19は吸気管、29は
ベーパーセパレータタンク、33は燃料供給レール、9
8は吸気弁、99はカムシャフトである。
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。例えば、上記実施形態においては、船
外機に適用した例について説明しているが、船体側にエ
ンジンを設置するマリン用エンジンや、あるいは芝刈り
機等の移動式エンジンや定置式エンジンにも適用可能で
ある。
1、2記載の発明によれば、高圧燃料噴射ユニットを一
体化してその剛性を高めるとともに、ユニットのエンジ
ンへの組み付けに際して集積公差を吸収可能にして組立
性を向上させることができる。
ンプ及び高圧圧力調整弁と燃料供給レールの接続を簡単
に行うことができるとともに、従来のフレキシブル配管
や金属パイプ配管の強度的問題を解消することができ、
特に振動の大きい船外機等では有効であり、請求項4記
載の発明によれば、複数の気筒をVバンクをなすように
2列に配設したエンジンに簡単な構成で燃料を供給する
ことができ、請求項5記載の発明によれば、燃料噴射弁
を燃焼圧力に対抗させるとともに燃焼ガスが軸穴から漏
洩するのを防止することができ、請求項6記載の発明に
よれば、燃料供給レールをシリンダヘッドに強固に固定
することができ、請求項7記載の発明によれば、重量物
である高圧燃料ポンプ、ポンプ駆動ユニット及び高圧圧
力調整弁を、エンジンVバンクの間にコンパクトに納め
ることができるとともに、重量バランスを最適にするこ
とができる。
簡略化するとともにコストを低減させることができ、請
求項9記載の発明によれば、カムシャフトのない2サイ
クルエンジンに有効に適用させることができる。
ルエンジンにも有効に適用させることができる。
を示す船外機の模式図であり、図(A)はエンジンの平
面図、図(B)は図(A)のB−B線に沿う縦断面図、
図(C)は船外機の側面図、図(D)は燃料供給系の構
成図である。
に見た断面図、図5(B)は図4のB−B線に沿って矢
印方向に見た断面図である。
ジンに適用した船外機の平面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】シリンダボディに固定されたポンプ駆動ユ
ニット、高圧燃料ポンプ及び高圧圧力調整弁と、シリン
ダヘッドに固定され、前記高圧燃料ポンプ及び高圧圧力
調整弁に連結された燃料供給レールと、前記燃料供給レ
ールに固定されると共にシリンダヘッドの軸穴に挿入さ
れる燃料噴射弁とを備え、前記燃料噴射弁とシリンダヘ
ッド軸穴間に遊びを設けたことを特徴とする筒内燃料噴
射式エンジン。 - 【請求項2】前記高圧燃料ポンプをポンプ駆動ユニット
に取り付けるボルトとボルト穴との間に遊びを設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の筒内燃料噴射式エンジ
ン。 - 【請求項3】前記高圧燃料ポンプ又は高圧圧力調整弁と
燃料供給レールの接続部にはコネクタが配設され、該コ
ネクタの外周部並びに燃料噴射弁の外周部にOリングを
設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の筒内燃料
噴射式エンジン。 - 【請求項4】前記エンジンはクランク軸を縦方向に配設
し、複数の気筒をVバンクをなすように2列に配設して
おり、前記燃料供給レールは、各列のシリンダヘッドに
固定された垂直レールと、該垂直レールの上端に接続さ
れた水平レールとからなることを特徴とする請求項1な
いし3のいずれかに記載の筒内燃料噴射式エンジン。 - 【請求項5】前記燃料噴射弁のシリンダヘッド軸穴の先
端に弾性金属シール材を配設したことを特徴とする請求
項1ないし4のいずれかに記載の筒内燃料噴射式エンジ
ン。 - 【請求項6】前記燃料供給レールをシリンダヘッドに固
定するボルト位置を燃料噴射弁に近接させたことを特徴
とする請求項1ないし5のいずれかに記載の筒内燃料噴
射式エンジン。 - 【請求項7】前記シリンダボディに、シリンダボディか
らVバンクの間に延びる取付用ステーを固定し、該取付
用ステー及びシリンダボディにポンプ駆動ユニットをボ
ルトにより固定したことを特徴とする請求項1ないし6
のいずれかに記載の筒内燃料噴射式エンジン。 - 【請求項8】前記高圧燃料ポンプには、燃料出口管、燃
料入口管及びオーバーフロー管を一体化した燃料給排ユ
ニットが連結されていることを特徴とする請求項1ない
し7のいずれかに記載の筒内燃料噴射式エンジン。 - 【請求項9】前記エンジンが2サイクルエンジンであ
り、前記ポンプ駆動ユニットはクランク軸により駆動さ
れることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記
載の筒内燃料噴射式エンジン。 - 【請求項10】前記エンジンが4サイクルエンジンであ
り、前記ポンプ駆動ユニットはクランク軸により駆動さ
れることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記
載の筒内燃料噴射式エンジン。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07720798A JP3856263B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 筒内燃料噴射式エンジン |
| US09/274,562 US6213096B1 (en) | 1998-03-25 | 1999-03-23 | Fuel supply for direct injected engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07720798A JP3856263B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 筒内燃料噴射式エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270427A true JPH11270427A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3856263B2 JP3856263B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07720798A Expired - Lifetime JP3856263B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 筒内燃料噴射式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3856263B2 (ja) |
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