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JP3422811B2 - 燃料噴射式エンジン - Google Patents

燃料噴射式エンジン

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JP3422811B2
JP3422811B2 JP01948293A JP1948293A JP3422811B2 JP 3422811 B2 JP3422811 B2 JP 3422811B2 JP 01948293 A JP01948293 A JP 01948293A JP 1948293 A JP1948293 A JP 1948293A JP 3422811 B2 JP3422811 B2 JP 3422811B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は燃料噴射式エンジンに
係り、特に燃料噴射装置の配置位置を改良した燃料噴射
式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境保全の観点から、自動車や船
外機のエンジンに排気低減の要請が強い。この要請に答
えて、船外機のエンジンにも、電子制御による燃料噴射
装置が設置されたものがあり、あらゆる運転領域におい
て空燃比を適正にして、排気低減が図られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、船外機のエ
ンジンでは、船体をトローリング航行させる場合が多
い。このトローリング時のエンジン極低負荷運転時には
燃料消費量が少ないため、燃料噴射装置へ供給される燃
料の一部が使用され、残りの燃料が燃料ポンプと燃料噴
射装置との間を循環する。この循環中に、燃料は、その
粘性抵抗によって加熱して昇温し、燃料噴射装置から噴
射される前の燃料中に気泡が発生して、適正な混合気を
生成できない虞れがある。
【０００４】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、燃料噴射装置の冷却を効率良く実施し、
噴射前の燃料の加熱を防止できる燃料噴射式エンジンを
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、クラ
ンクシャフトを鉛直方向に沿って配設し、複数の気筒を
鉛直方向に沿って並設し、各気筒に空気を供給する吸気
通路に連通する吸気チャンバを配設し、各気筒に燃料を
供給する複数のフューエルインジェクタを鉛直方向に沿
って並置してなる燃料噴射式エンジンにおいて、吸気チ
ャンバが複数のフューエルインジェクタの上方を覆うこ
となく、それらのフューエルインジェクタに沿う鉛直方
向に延在され、各フューエルインジェクタを吸気通路と
吸気チャンバに囲まれる位置に配置するとともに、各フ
ューエルインジェクタに燃料を供給するデリバリパイプ
の全長に渡って吸気チャンバが延在されてなるようにし
たものである。請求項２の発明は、クランクシャフトを
鉛直方向に沿って配設し、複数の気筒を鉛直方向に沿っ
て並設し、各気筒に空気を供給する吸気通路に連通する
吸気チャンバを配設し、各気筒に燃料を供給する複数の
フューエルインジェクタを鉛直方向に沿って並置してな
る燃料噴射式エンジンにおいて、吸気チャンバが複数の
フューエルインジェクタの上方を覆うことなく、それら
のフューエルインジェクタに沿う鉛直方向に延在され、
各フューエルインジェクタを吸気通路と吸気チャンバに
囲まれる位置に配置するとともに、各フューエルインジ
ェクタに燃料を供給するデリバリパイプを、各フューエ
ルインジェクタと吸気チャンバに挟まれる位置に配置す
るようにしたものである。
【０００６】
【作用】この発明に係る燃料噴射式エンジンによれば、
吸気系に囲まれた位置に燃料噴射装置が配置されたの
で、この燃料噴射装置へ供給される燃料は、吸気系を流
れる空気によって冷却される。特に、エンジンのアイド
リング時や極低負荷時には、燃料噴射装置へ供給される
燃料の一部が使用され、残りは燃料ポンプ及び燃料噴射
装置間を循環するので、燃料は、その粘性抵抗によって
過熱し昇温しやすい。しかし、この発明では、吸気系を
流れる空気が燃料噴射装置内の燃料を冷却するので、燃
料噴射装置から噴射される前の燃料の過熱を防止でき
る。この結果、過熱による燃料中の気泡の発生を回避で
き、燃料噴射装置にて良好な混合気を生成することがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１及び図２は、この発明に係る燃料噴射式エ
ンジンの一実施例が適用された船外機エンジンを示すそ
れぞれ横断面図及び縦断面図である。図３は、図１の船
外機エンジンを搭載した船外機を示す全体側面図であ
る。
【０００８】図３に示すように、船外機１は、プロペラ
２を備えた推進ユニット３と、この推進ユニット３上に
設置されたエンジン４と、スイベルブラケット５及びク
ランプブラケット６と、を有して構成される。エンジン
４はカウリング７によって覆われる。また、推進ユニッ
ト３は、スイベルブラケット５に水平操舵可能に軸支さ
れ、このスイベルブラケット５は、クランプブラケット
６にチルト軸８を介して、鉛直方向に傾動可能に軸支さ
れる。船外機１は、クランプブラケット６にて船体９に
取付けられ、エンジン４の出力をプロペラ２へ伝えて、
船体９を前進あるいは後進可能とさせる。
【０００９】エンジン４は、図１及び図２に示すよう
に、クランクシャフト１０が、シリンダブロック１１及
びクランクケース１２が接合して構成されたクランクケ
ース２３内を鉛直方向に貫通するバーチカルタイプであ
り、更にクランク室予圧縮式の２サイクルＶ型６気筒エ
ンジンである。上記シリンダブロック１１は、水平方向
に任意の角度をもって配置されたシリンダバンク１３及
び１４を備え、各シリンダバンク１３及び１４のそれぞ
れに３個のシリンダボア１５が形成される。各シリンダ
ボア１５にピストン１６が往復移動可能に収容され、こ
れらのピストン１６がコンロッド１７を介して上記クラ
ンクシャフト１０に連結される。
【００１０】シリンダブロック１１のそれぞれのシリン
ダバンク１３及び１４にはシリンダヘッド１８が取り付
けられ、シリンダボア１５、ピストン１６及び上記シリ
ンダヘッド１８に囲まれて、各気筒毎に燃焼室１９が形
成される。ここで、気筒番号は、図２において、上部が
第１及び第２気筒、中央部が第３及び第４気筒、下部が
第５及び第６気筒となっている。これら第１〜第６気筒
のそれぞれの燃焼室に点火プラグ２０が設置されて、燃
焼室１９内に供給された後述の混合気に点火する。
【００１１】各燃焼室での燃焼後の排気は、排気ポート
２１から排気通路２２へ導かれ、図３の推進ユニット３
内のエキゾーストチューブ（図示せず）を経て、プロペ
ラ２内から水中へ排出される。
【００１２】前記クランク室２３は個々のチャンバーに
分離され、各チャンバが各気筒毎に密閉されている。ク
ランクケース１２には、上記クランク室２３の各チャン
バー毎に吸気通路２４が形成され、これらの吸気通路２
４内のそれぞれにリードバルブ２５が配設される。クラ
ンクケース１２にはインレットケース２６を介して、鉛
直方向に３本の吸気マニホールド２７が接続され、各吸
気マニホールド２７が吸気チャンバ２８に接続される。
【００１３】この吸気チャンバ２８は、チャンバ部２８
ａと、インレット口３１を有する複数本のインレット部
２８ｂとを有してなり、チャンバ部２８ａ内で吸気が消
音される。また、３本のそれぞれの吸気マニホールド２
７内の上流側にスロットルバルブ２９が設置される。こ
れらのスロットルバルブ２９は、バルブシャフト３０に
より連結され、それぞれが同期して開閉操作される。ス
ロットルバルブ２９の開操作により、吸気チャンバ２８
のインレット口３１からこの吸気チャンバ２８内に吸入
された吸気（空気）が、吸気マニホールド２７を経て給
気通路２４内へ至る。
【００１４】上記吸気マニホールド２７の下流側は二又
に分かれ、それぞれがクランクケース１２の吸気通路２
４を経て、クランク室２３のそれぞれのチャンバに連通
される。この吸気マニホールド２７の下流側のそれぞれ
の分流部に、燃料噴射装置３２のフューエルインジェク
タ３３が設置される。これらのフューエルインジェクタ
３３には、図示しない燃料タンクから燃料ポンプ（図示
せず）により昇圧された燃料が、デリバリパイプ３４を
経て供給され、吸気マニホールド２７の分流部内に噴射
される。
【００１５】フューエルインジェクタ３３からの噴霧燃
料は、吸気チャンバ２８からの吸気（空気）と混合し
て、適正な空燃比の混合気となる。この混合気は、各気
筒のピストンが下死点から上死点へ向かう間に、吸気通
路２４を経てクランク室２３の各チャンバへ吸引され
る。更に、この各チャンバ内の混合気は、ピストン１６
が上死点から下死点へ向かう間に、このピストン１６に
より圧縮（予圧縮）され、掃気通路３５を経て各気筒の
シリンダボア１５内へ導かれる。尚、リードバルブ２５
は、混合気がクランク室２３のチャンバー内でピストン
１６により予圧縮される際に、吸気マニホールド２７内
へ逆流するのを防止する。
【００１６】さて、上記吸気チャンバ２８は、図１に示
すように、インレット部２８ｂがエンジン４の中心側へ
湾曲し、燃料噴射装置３２のフューエルインジェクタ３
３及びデリバリパイプ３４を囲むようにして構成され
る。このため、デリバリパイプ３４からフューエルイン
ジェクタ３３へ流れる燃料は、上記吸気チャンバ２８及
び吸気マニホールド２７（吸気系の一部）内を流れる空
気によって冷却される。特に、エンジンのアイドリング
時や船体９のトローリング航行時におけるエンジン４の
極低負荷時には、フューエルインジェクタ３３へ供給さ
れる燃料の一部が噴射され、残りの燃料はフューエルイ
ンジェクタ３３及び燃料噴射ポンプ間を循環する。この
ため、フューエルインジェクタ３３に至る燃料は、その
粘性抵抗等によって過熱し昇温され易いが、上述のよう
に吸気チャンバ２８及び吸気マニホールド２７を流れる
空気がフューエルインジェクタ３３及びデリバリパイプ
３４内の燃料を冷却するので、フューエルインジェクタ
３３から噴射される前の燃料の過熱を防止できる。この
結果、過熱による燃料中の気泡の発生を回避でき、フュ
ーエルインジェクタ３３にて良好な混合気を生成でき
る。
【００１７】また、上記実施例では、スロットルバルブ
２９が、吸気チャンバ２８のインレット口３１側に設置
されるのではなく、吸気マニホールド２７内に設置され
たので、スロットルバルブ２９からリードバルブ２５ま
での距離及び容積を小さくできる。このため、エンジン
４の急加速時にスロットルバルブ２９を急激に開くと、
燃料が必要とする空気が迅速に取り込まれ、（急）加速
時の応答性を良好にすることができる。
【００１８】更に、吸気チャンバ２８のインレット口３
１から吸気マニホールド２７及びインレットケース２６
を経てクランクケース１２の吸気通路２４へ至る吸気系
の経路が単純化されているので、エンジン４をコンパク
トにできるとともに、エンジン４の出力性能を十分に確
保できる。
【００１９】図４及び図５は、この発明に係る燃料噴射
式エンジンの他の実施例が適用された船外機エンジンを
示すそれぞれ横断面図及び縦断面図である。この他の実
施例において、前記一実施例と同様な部分は、同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
【００２０】この実施例は、吸気マニホールド及び吸気
チャンバの形状、並びに燃料噴射装置３２のレイアウト
の点で、前記実施例と異なる。つまり、吸気チャンバ４
６は、シリンダブロック１１の２つのシリンダバンク１
３及び１４毎に１個ずつ計２個設けられる。一方の吸気
チャンバ４０も他方の吸気チャンバ４１も、チャンバ部
４０ａ及び４１ａと、インレット口４２を備えた１本の
インレット部４０ｂ及び４１ｂと、をそれぞれ有してな
る。それぞれのインレット部４０ｂ及び４１ｂにスロッ
トルバルブ４３が軸支される。
【００２１】上記吸気チャンバ４０のチャンバ部４０ａ
に、３本の吸気マニホールド４４が一体または一体的に
接続され、これらの吸気マニホールド４４が一方のシリ
ンダバンク１３の第１、第３及び第５気筒にそれぞれ対
応する吸気通路２４に連通される。また、吸気チャンバ
４１のチャンバ部４１ａにも、３本の吸気マニホールド
４５が一体または一体的に接続され、これらの吸気マニ
ホールドが、他方のシリンダバンク１４の第２、第４及
び第６気筒にそれぞれ対応する吸気通路２４に連通され
る。いずれのシリンダバンク１３あるいは１４において
も、例えばシリンダバンク１３においては、このシリン
ダバンク１３に形成された第１、第３及び第５気筒に連
通した吸気通路２４内で、これらの気筒において吸気工
程が重ならないので、吸気脈動は 120度（クランク回転
角）間隔の波形が現われ、これら第１、第３及び第５気
筒間において吸気の取り合いが生じない。シリンダバン
ク１４の第２、第４及び第６気筒に連通する吸気通路２
４においても同様である。
【００２２】ところで、前記燃料噴射装置３２のフュー
エルインジェクタ３３及びデリバリパイプ３４は、シリ
ンダバンク１３とシリンダバンク１４とでそれぞれ独立
に設置された吸気チャンバ４０及び４１間、並びに吸気
マニホールド４４及び４５間に配置される。デリバリパ
イプ３４は、吸気チャンバ４０のチャンバ部４０ａと吸
気チャンバ４１のチャンバ部４１ａとの間に配置され
る。フューエルインジェクタ３３は、このフューエルイ
ンジェクタ３３が燃料を噴射する側の吸気マニホールド
４４あるいは４５に隣接して配置される。従って、この
実施例においても、フューエルインジェクタ３３及びデ
リバリパイプ３４は、吸気チャンバ４０及び４１並びに
吸気マニホールド４４及び４５内を流れる空気によって
冷却されて、特にエンジン４のアイドリング時や船体９
のトローリング航行時におけるエンジン４の極低負荷時
に、フューエルインジェクタ３３から噴射される前の燃
料の過熱が防止される。
【００２３】また、吸気チャンバ４０及び吸気マニホー
ルド４４がシリンダバンク１３側の第１、第３及び第５
気筒用の空気を取り込み、吸気チャンバ４１及び吸気マ
ニホールド４５がシリンダバンク１４側の第２、第４及
び第６気筒用の空気を取り込むので、第１、第３及び第
５気筒において吸気の取り合いがなく、また、第２、第
４及び第６気筒においても同様である。この結果、各気
筒において給気比の低下を防止でき、エンジン４の出力
性能を向上させることができる。
【００２４】また、この実施例においても、吸気チャン
バ４０及び４１のインレット口４２、４２からリードバ
ルブ２５までの吸気系が複雑でないので、エンジン４の
コンパクト化を達成でき、更にエンジン４の出力性能の
低下も防止できる。
【００２５】尚、上述の両実施例においては、２サイク
ルＶ型エンジンの場合を述べたが、４サイクルＶ型エン
ジンの場合であっても良い。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る燃料噴射
式エンジンによれば、燃料噴射装置の冷却を効率良く実
施でき、噴射前の燃料の過熱を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る燃料噴射式エンジンの一実施
例が適用された船外機エンジンの横断面図。
【図２】図１の船外機エンジンの縦断面図。
【図３】図１及び図２の船外機エンジンを搭載した船外
機を示す全体側面図。
【図４】この発明に係る燃料噴射式エンジンの他の実施
例が適用された船外機エンジンを示す横断面図。
【図５】図４の船外機エンジンの縦断面図。
【符号の説明】
４ 船外機エンジン１０ クランクシャフト １９ 燃焼室 ２３ クランク室 ２４ 吸気通路 ２５ リードバルブ ２６ インレットケース ２７ 吸気マニホールド ２８ 吸気チャンバ３１ インレット口 ３２ 燃料噴射装置 ３３ フューエルインジェクタ ３４ デリバリパイプ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 37/20 F02M 53/00 F02M 53/08 F02M 55/02 350 F02M 69/00 320 F02M 69/00 350 F02M 69/10 B63H 21/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランクシャフトを鉛直方向に沿って配
    設し、複数の気筒を鉛直方向に沿って並設し、各気筒に
    空気を供給する吸気通路に連通する吸気チャンバを配設
    し、各気筒に燃料を供給する複数のフューエルインジェ
    クタを鉛直方向に沿って並置してなる燃料噴射式エンジ
    ンにおいて、 吸気チャンバが複数のフューエルインジェクタの上方を
    覆うことなく、それらのフューエルインジェクタに沿う
    鉛直方向に延在され、 各フューエルインジェクタを吸気通路と吸気チャンバに
    囲まれる位置に配置するとともに、 各フューエルインジェクタに燃料を供給するデリバリパ
    イプの全長に渡って吸気チャンバが延在されてなる こと
    を特徴とする燃料噴射式エンジン。
  2. 【請求項２】 クランクシャフトを鉛直方向に沿って配
    設し、複数の気筒を鉛直方向に沿って並設し、各気筒に
    空気を供給する吸気通路に連通する吸気チャンバを配設
    し、各気筒に燃料を供給する複数のフューエルインジェ
    クタを鉛直方向に沿って並置してなる燃料噴射式エンジ
    ンにおいて、 吸気チャンバが複数のフューエルインジェクタの上方を
    覆うことなく、それらのフューエルインジェクタに沿う
    鉛直方向に延在され、 各フューエルインジェクタを吸気通路と吸気チャンバに
    囲まれる位置に配置するとともに、 各フューエルインジェクタに燃料を供給するデリバリパ
    イプを、各フューエルインジェクタと吸気チャンバに挟
    まれる位置に配置することを特徴とする燃料噴射式エン
    ジン。
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