JP4061968B2 - 燃料噴射式エンジン及び船外機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料噴射式エンジン及び船外機に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【従来の技術】
船舶の船体に取付ける船外機にはエンジンが備えられており、この船外機はエンジンの動力でプロペラを回転して推進力を得ている。このエンジンには、複数の気筒に燃料噴射を行なうインジェクタを備え、このインジェクタに高圧燃料ポンプにより昇圧された高圧燃料を燃料供給レールを介して供給する燃料噴射式エンジンを用いるものがある。
【0004】
このような燃料噴射式エンジンにおいては、噴霧の微粒化や貫徹力向上等の要件から、燃料を高圧化(圧縮時の筒内圧よりも高く)させているが、―般的に、燃料は機械式の高圧ポンプを採用しており、始動(クランキング)時のような燃圧が所定値まで上がりきらない状況時の噴射量補正制御を行なうために、特開2001−65386号に開示されるように、高圧配管内の燃料圧力を検知するための燃圧センサが設けられている。
【0005】
また、燃料を高圧化されたエンジンでは、安全面から、燃料供給レールや高圧ポンプ・高圧インジェクタといった燃料配管を構成する部品は、耐圧性・剛性のある金属で作られ、エンジンにリジットに取り付けられている。
【0006】
―方、燃料配管経路に取り付けられる燃圧センサの内部には、センサ出力を増幅したり、温度補償等するための電気回路が内蔵されているため、エンジン振動に対して、充分な耐力を有しているとは言えない状況にある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特に、船外機のように、高負荷・高回転域での使用頻度の高いエンジンにおいては、エンジン振動の大きな状況下で長く使用されるため、振動に対する耐力が必要となる。
【0008】
また、制御の情報を得る燃圧センサは、エンジン部品の組付けの最後になることから、燃料供給系の部品と同時に組み付けると、制御系との接続に手数がかかる等の問題がある。
【0009】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、燃圧センサへの過度な振動伝達を防止でき、しかも簡単に組み付けることが可能な燃料噴射式エンジン及び船外機を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【0011】
請求項1に記載の発明は、複数の気筒に燃料噴射を行なうインジェクタを備え、このインジェクタに高圧燃料ポンプにより昇圧された高圧燃料を燃料供給レールを介して供給する燃料噴射式エンジンにおいて、
前記高圧燃料ポンプには燃料通路分岐部材が接続され、
前記燃料通路分岐部材には高圧ホースおよびジョイントを介して前記燃料供給レールが接続され、
前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサを接合部材に取り付け、
前記接合部材を前記燃料供給レールに防振材によりマウントされた取付部材を介して取り付け、
前記燃圧センサは検出ホースにより前記燃料供給レールに接続したことを特徴とする燃料噴射式エンジンである。
【0012】
この請求項1に記載の発明によれば、高圧燃料ポンプには燃料通路分岐部材が接続され、燃料通路分岐部材には高圧ホースおよびジョイントを介して燃料供給レールが接続され、高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサを接合部材に取り付け、接合部材を燃料供給レールに防振材によりマウントされた取付部材を介して取り付け、燃圧センサは検出ホースにより燃料供給レールに接続したことで、比較的にエンジン振動が小さい燃料供給レールに簡単に取り付け、燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、前記取付部材を板金で構成し、この板金は保持部と足部とを有し、前記保持部に前記燃圧センサを取り付け、前記足部を前記防振材を介して前記燃料供給レールに前記燃圧センサを浮かせた状態で取り付けることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射式エンジンである。
【0014】
この請求項2に記載の発明によれば、板金の保持部に燃圧センサを取り付け、足部を防振材を介して燃料供給レールに燃圧センサを浮かせた状態で取り付けることで、簡単な取付構造で燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、前記取付部材を板金で構成し、この板金は保持部と足部とを有し、前記保持部と前記燃圧センサとの間に前記防振材を介在するとともに、前記燃圧センサと前記燃料供給レールとの間に前記防振材を介在した状態で、前記足部を前記燃料供給レールに取り付けることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射式エンジンである。
【0016】
この請求項3に記載の発明によれば、板金の保持部と燃圧センサとの間に防振材を介在するとともに、燃圧センサと燃料供給レールとの間に防振材を介在した状態で、足部を燃料供給レールに取り付けることで、簡単な取付構造で燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0017】
請求項4に記載の発明は、前記取付部材を締付部材で構成し、この締付部材により前記燃料供給レールに前記防振材を介して前記燃圧センサを締め付けて前記燃料供給レールに取り付けることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射式エンジンである。
【0018】
この請求項4に記載の発明によれば、締付部材により燃料供給レールに防振材を介して燃圧センサを締め付けて燃料供給レールに取り付けることで、簡単な取付構造で燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0019】
請求項5に記載の発明は、推進ユニットを備え、この推進ユニットのエンジンの動力を動力伝達系を介してプロペラを駆動して推進力を得る船外機において、前記エンジンは、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の燃料噴射式エンジンであることを特徴とする船外機である。
【0020】
この請求項5に記載の発明によれば、船外機のように高負荷・高回転で使用頻度が多く、大きな振動を長時間受けるエンジンにおいても、燃圧センサへの過度な振動伝達を防止できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の燃料噴射式エンジン及び船外機の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0022】
図1は燃料噴射式エンジンの1例を示す船外機の模式図であり、図1(A)はエンジンの平面図、図1(B)は図1(A)のB−B線に沿う縦断面図、図1(C)は船外機の側面図、図1(D)は燃料供給系の構成図である。
【0023】
1は船外機であり、クランク軸10が縦置き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3と、ガイドエキゾースト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を有している。
【0024】
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#1〜#6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が連結して固定されている。アッパケース4内には、エンジン2により駆動される冷却水ポンプ18が設けられ、ロアケース5に形成された冷却水取入口5aから冷却水を図示矢印に示す如く、エンジン2内を循環させ、プロペラ6近傍から排出するようにしている。
【0025】
エンジン2の各気筒#1〜#6内には、ピストン11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インジェクタ(燃料噴射弁)13及び点火プラグ14が装着されている。
【0026】
各気筒#1〜#6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#1〜#6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、この吸気通路19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の下流側には、エンジン2内にオイルを供給し潤滑するためのオイルポンプ21が配設され、リード弁20の上流側には、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。
【0027】
図1(D)に示すように、船体側に設置さ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により燃料フィルタ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、気液分離機能を有する燃料タンクであるベーパーセパレータタンク29に送る。
【0028】
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、分岐管31a,31bを経て一対の高圧燃料ポンプ32に送る。それぞれの高圧燃料ポンプ32の吐出側は、右バンクの気筒#1、#3、#5と左バンクの気筒#2、#4、#6に沿ってそれぞれ縦方向に配設された燃料供給レール33a、33bに高圧ホース49を介して接続されるとともに、高圧圧力調整弁35及び燃料冷却器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。
【0029】
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39が設けられている。一対の高圧燃料ポンプ32は、ポンプ駆動ユニット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。
【0030】
エンジン潤滑用のオイルポンプ21は、クランク軸10の回転により駆動されるポンプであり、船体側に設置されたサブタンク50からエンジン側に配設されたメインタンク51を経て吸気通路19内にオイルを供給する。また、メインタンク51のオイルは、フィルタ52、プリミックス用オイルポンプ53、チェック弁54を介してベーパーセパレータタンク29に供給するように構成されている。プリミックス用オイルポンプ53は、電磁ソレノイドで駆動する方式のものや電動モータにより駆動するタイプのポンプを採用する。
【0031】
ECU(電子制御装置)42には、エンジン2の運転状態や船外機1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43、吸気通路19内の温度を検出する吸気温センサ44、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#1内の空燃比を検出する空燃比センサ46、高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサ47、エンジン2の冷却水温度を検出する冷却水温センサ48、燃料フィルタ26で分離した水の量を検出する水検出センサ55、排気圧力を検出する排圧センサ38、メインタンク51のオイル量を検出するオイルレベルセンサ56、外気温度センサ57、エンジンの姿勢を検出するトリムセンサ28等の各種検出信号が入力される。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、制御信号をインジェクタドライバ42a、インジェクタ13、点火プラグ14、予圧燃料ポンプ30、プリミックス用オイルポンプ53に伝送する。
【0032】
このエンジン2は、ベーパーセパレータタンク29内の燃料を、燃料予圧ポンプ30により予圧し、この加圧された燃料は、高圧燃料ポンプ32により加圧され、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#1〜#6に装着したインジェクタ13に供給される。オイルポンプ21は、クランク軸10の回転により駆動され、オイルをサブタンク50、メインタンク51から吸気通路19内に供給しエンジン内部を潤滑する。
【0033】
図2は図1の船外機の平面図である。なお、以下の説明では前述の図1と同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する場合がある。
【0034】
クランク軸10にはフライホイール73が固定され、その上部すなわちクランク軸10の上端に駆動プーリ60が取り付けられ、また、ポンプ駆動ユニット40の回動軸61には従動プーリ62が設けられ、駆動プーリ60と従動プーリ62にはベルト41が張設されている。ポンプ駆動ユニット40の両側にはボルト59により一対の高圧燃料ポンプ32が取り付けられている。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61に伝達され、それぞれの高圧燃料ポンプ32を駆動するようにしている。
【0035】
燃料供給レール33a、33b及びインジェクタ13は、シリンダヘッド8に固定され、インジェクタ13は燃料供給レール33a、33bに接続されている。また、高圧燃料ポンプ32には高圧圧力調整弁35が内蔵され、各々の高圧燃料ポンプ32には供給吐出のための通路を分岐させるための燃料通路分岐部材350が接続され、この燃料通路分岐部材350同士は連結ホース75で接続され、さらに一対の燃料通路分岐部材350は、それぞれ左右の燃料供給レール33a、33bにジョイント69a,69b及び高圧ホース49により接続されている。なお、図中、70はスタータモータ、71はベルトテンショナー、72はサイレンサである。
【0036】
図3は図2でY方向から見た図、図4は図3でX方向から見た側面図、図5はシリンダヘッドの側面図、図6はシリンダヘッドに燃料供給レールを取り付けた状態の側面図、図7は燃料供給レールの取付を示す平面図である。
【0037】
図3及び図4に示すように、一対の燃料通路分岐部材350同士は、連結ホース75で接続されている。この燃料通路分岐部材350は、ジョイント69a,69bにより高圧ホース49を介して左右一対の燃料供給レール33a、33bに接続されている。この一対の燃料供給レール33a、33bに接続されたインジェクタ13は、図5及び図6に示すように、左右のシリンダヘッド8の取付部8aに固定されている。
【0038】
一対のシリンダヘッド8の対向側には、図5乃至図7に示すように、取付ボス8bがヘッドカバー81より突出して形成されている。この取付ボス8bに燃料供給レール33a,33bを当てがい、カラー100を燃料供給レール33a,33bから取付ボス8bに挿入し、締付ボルト101をカラー100に挿入して取付ボス8bに締付固定する。このように、高圧燃料を供給する燃料供給レール33a,33bは、強固にシリンダヘッド8に直接かつ強固に固定され、エンジン振動でガタ付くことがないようになっている。
【0039】
また、図8に示すように、シリンダヘッド8に取付ボス8bを形成しないで、平面8c1を有する取付部8cを加工し、この取付部8cにスペーサ102を当てがい、カラー100を燃料供給レール33a,33bからスペーサ102を介して取付部8cに挿入し、締付ボルト101をカラー100に挿入して取付部8cに締付固定するようにしてもよい。この実施の形態では、スペーサ102の大きさによって燃料供給レール33a、33bの取付位置を調整することができ、シリンダヘッド8の共通化が可能である。
【0040】
シリンダボディ7の壁面で、VバンクB1、B2間には、電装品ボックス77が装着されている。電装品ボックス77には、それぞれのボックス内に図1に示すECU42とインジェクタドライバ42aの回路部品が内蔵されている。
【0041】
この発明では、図9乃至図14に示すように、高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサ47が取り付けられた接合部材470を、燃料供給レール33bに防振材110によりマウントされた取付部材120を介して取り付けている。
【0042】
この発明は、比較的にエンジン振動が小さい燃料供給レール33bに燃圧センサ47が取り付けられた接合部材470を簡単に取り付けることができ、燃圧センサ47への過度なエンジン振動の伝達を防止できる。また、燃圧センサ47は、燃料供給系の部品と同時に組み付けることなく、エンジン部品の組付けの最後に取り付けて制御系と接続することができ、組付が容易で生産性が向上する。
【0043】
図9及び図10の実施の形態では、取付部材120をプレス加工されたアルミニウムの板金121で構成し、この板金121は保持部121aと足部121bとを有している。板金121の保持部121aに燃圧センサ47が取り付けられた検出ホース140との接合部材470を当てがい、ビス130により接合部材470を締め付けて保持部121aに取り付ける。板金121の保持部121aの両側の足部121bは、ゴム等の弾性体で形成された防振材110a,110bを両側に配置し、締付ボルト131を燃料供給レール33bに締付固定する。この接合部材470に取り付けられた燃圧センサ47は、検出ホース140により燃料供給レール33bに接続され、燃料圧力を検知する。
【0044】
この実施の形態では、板金121の保持部121aに接合部材470を取り付け、足部121bを取り付ける防振材110a,110bによりエンジン振動を吸収し、かつ燃料供給レール33bから接合部材470に取り付けられた燃圧センサ47を浮かせた状態で取り付けることで、簡単な取付構造で燃圧センサ47への過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0045】
図11及び図12の実施の形態では、取付部材120を板金121で構成し、この板金121は図9及び図10の実施の形態と同様に保持部121aと足部121bとを有している。板金121の保持部121aと接合部材470との間にゴム等の弾性体で形成された防振材110cを介在するとともに、接合部材470と燃料供給レール33bとの間にゴム等の弾性体で形成された防振材110dを介在した状態で、足部121bを燃料供給レール33bに締付ボルト132により締付固定する。
【0046】
この実施の形態では、板金121の保持部121aに、接合部材470を防振材110c,110dを両側に配置した状態で、足部121bを燃料供給レール33bに取り付けることで、燃料供給レール33bから板金121の保持部121aを介して伝達されるエンジン振動は、防振材110cで吸収し、燃料供給レール33bから直接伝達されるエンジン振動は、防振材110dで吸収することで、簡単な取付構造で接合部材470に取り付けられた燃圧センサ47への過度なエンジン振動の伝達を防止できる。また、予めビス130により接合部材470及び防振材110c,110dを保持部121aに取り付けておくことで、燃料供給レール33bに簡単に燃圧センサ47を取り付けることができる。
【0047】
図13及び図14の実施の形態では、取付部材120をボルトで構成される締付部材122で構成し、この締付部材122を燃料供給レール33bにカラー123を介して装着し、燃圧センサ47が取り付けられた検出ホース140との接合部材470を燃料供給レール33bに締付固定する。この締付部材122の頭部122aと燃料供給レール33bとの間に、ゴム等の弾性体で形成された防振材110eを介在し、燃料供給レール33bと接合部材470との間に、ゴム等の弾性体で形成された防振材110fを介在し、接合部材470を燃料供給レール33bから浮かせた状態で接合部材470を締め付けて燃料供給レール33bに取り付けている。
【0048】
この実施の形態では、締付部材122により燃料供給レール33bに防振材110e,110fを介して接合部材470を締め付けて燃料供給レール33bに浮かせた状態で取り付けることで、簡単な取付構造で接合部材470に取り付けた燃圧センサ47への過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0049】
この発明は、船外機のように高負荷・高回転で使用頻度が多く、大きな振動を長時間受ける2サイクルエンジンに限定されず、4サイクルエンジンにおいても適用でき、また車両用のエンジンにおいても適用できる。
【0050】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明では、高圧燃料ポンプには燃料通路分岐部材が接続され、燃料通路分岐部材には高圧ホースおよびジョイントを介して燃料供給レールが接続され、高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサを接合部材に取り付け、接合部材を燃料供給レールに防振材によりマウントされた取付部材を介して取り付け、燃圧センサは検出ホースにより燃料供給レールに接続したことで、比較的にエンジン振動が小さい燃料供給レールに簡単に取り付け、燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0051】
請求項2に記載の発明では、板金の保持部に燃圧センサを取り付け、足部を防振材を介して燃料供給レールに燃圧センサを浮かせた状態で取り付けることで、簡単な取付構造で燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0052】
請求項3に記載の発明では、板金の保持部と燃圧センサとの間に防振材を介在するとともに、燃圧センサと燃料供給レールとの間に防振材を介在した状態で、足部を燃料供給レールに取り付けることで、簡単な取付構造で燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0053】
請求項4に記載の発明では、締付部材により燃料供給レールに防振材を介して燃圧センサを締め付けて燃料供給レールに取り付けることで、簡単な取付構造で燃圧センサへの過度なエンジン振動の伝達を防止できる。
【0054】
請求項5に記載の発明では、船外機のように高負荷・高回転で使用頻度が多く、大きな振動を長時間受けるエンジンにおいても、燃圧センサへの過度な振動伝達を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料噴射式エンジンの1例を示す船外機の模式図である。
【図2】図1の船外機の平面図である。
【図3】図2でY方向から見た図である。
【図4】図3でX方向から見た側面図である。
【図5】シリンダヘッドの側面図である。
【図6】シリンダヘッドに燃料供給レールを取り付けた状態の側面図である。
【図7】燃料供給レールの取付を示す平面図である。
【図8】燃料供給レールの取付を示す他の実施の形態の平面図である。
【図9】燃圧センサの取り付け状態を示す側面図である。
【図10】図9の矢印方向から見た図である。
【図11】燃圧センサの取り付け状態を示す他の実施の形態の側面図である。
【図12】図11の矢印方向から見た図である。
【図13】燃圧センサの取り付け状態を示す他の実施の形態の側面図である。
【図14】図13の矢印方向から見た図である。
【符号の説明】
1 船外機
2 エンジン
13 インジェクタ
32 高圧燃料ポンプ
33a,33b 燃料供給レール
47 燃圧センサ
110 防振材
120 取付部材
Claims (5)
- 複数の気筒に燃料噴射を行なうインジェクタを備え、このインジェクタに高圧燃料ポンプにより昇圧された高圧燃料を燃料供給レールを介して供給する燃料噴射式エンジンにおいて、
前記高圧燃料ポンプには燃料通路分岐部材が接続され、
前記燃料通路分岐部材には高圧ホースおよびジョイントを介して前記燃料供給レールが接続され、
前記高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサを接合部材に取り付け、
前記接合部材を前記燃料供給レールに防振材によりマウントされた取付部材を介して取り付け、
前記燃圧センサは検出ホースにより前記燃料供給レールに接続したことを特徴とする燃料噴射式エンジン。 - 前記取付部材を板金で構成し、この板金は保持部と足部とを有し、
前記保持部に前記燃圧センサを取り付け、
前記足部を前記防振材を介して前記燃料供給レールに前記燃圧センサを浮かせた状態で取り付けることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射式エンジン。 - 前記取付部材を板金で構成し、この板金は保持部と足部とを有し、
前記保持部と前記燃圧センサとの間に前記防振材を介在するとともに、前記燃圧センサと前記燃料供給レールとの間に前記防振材を介在した状態で、前記足部を前記燃料供給レールに取り付けることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射式エンジン。 - 前記取付部材を締付部材で構成し、この締付部材により前記燃料供給レールに前記防振材を介して前記燃圧センサを締め付けて前記燃料供給レールに取り付けることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射式エンジン。
- 推進ユニットを備え、この推進ユニットのエンジンの動力を動力伝達系を介してプロペラを駆動して推進力を得る船外機において、前記エンジンは、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の燃料噴射式エンジンであることを特徴とする船外機。
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