(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸を縦置きとする筒内燃料噴射式Ｖ型２サイクルエンジンにおいて、高圧燃料を生成し筒内に燃料を供給する高圧燃料ポンプを備え、前記エンジンは複数の気筒が平面視でＶバンクをなすように形成され、前記高圧燃料ポンプは前記エンジンの上面で且つＶバンクを形成する左右の気筒の間に取り付けられ、前記エンジンの後面のＶバンク間に燃料供給ルートが配置され、前記高圧燃料ポンプの吐出側が前記燃料供給ルートに接続され、前記クランク軸の回転をベルトを介して高圧燃料ポンプに伝達させることを特徴とする高圧燃料ポンプの駆動装置。
【請求項２】
上記高圧燃料ポンプを可動式にしたことを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポンプの駆動装置。
【請求項３】
クランク軸を縦置きとする筒内燃料噴射式Ｖ型２サイクルエンジンにおいて、高圧燃料を生成し筒内に燃料を供給する高圧燃料ポンプとオルタネータを備え、前記エンジンは複数の気筒が平面視でＶバンクをなすように形成され、前記高圧燃料ポンプは前記エンジンの上面で且つＶバンクを形成する左右の気筒の間に取り付けられ、前記エンジンの後面のＶバンク間に燃料供給ルートが配置され、前記高圧燃料ポンプの吐出側が前記燃料供給ルートに接続され、前記クランク軸の回転をベルトを介して高圧燃料ポンプとオルタネータに伝達させることを特徴とする高圧燃料ポンプの駆動装置。
【請求項４】
上記高圧燃料ポンプ又はオルタネータを可動式にしたことを特徴とする請求項３に記載の高圧燃料ポンプの駆動装置。
【請求項５】
上記クランク軸はフライホイールを備え、該フライホイールの上部にベルトを張設する駆動プーリを連結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高圧燃料ポンプの駆動装置。
【請求項６】
上記クランク軸はフライホイールを備え、該フライホイールの下部にベルトを張設する駆動プーリを連結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高圧燃料ポンプの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内燃料噴射式２サイクルエンジンにおける高圧燃料ポンプの駆動装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルエンジンにおいては、掃気ポ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。この場合、単に新気を多く供給するとトルクが増大すると共に燃費が悪化するが、燃料を少なめに供給させて成層燃焼をさせることにより、トルクを下げると共に燃費を上げることができ、或いは新気に見合う燃料を供給し点火時期を遅らせることによりトルクを下げることができる。
【０００３】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２サイ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問題となっている。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであって、筒内燃料噴射式２サイクルエンジンにおいて、高圧燃料ポンプを簡単な構成により駆動させることができる高圧燃料ポンプの駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、クランク軸を縦置きとする筒内燃料噴射式Ｖ型２サイクルエンジンにおいて、高圧燃料を生成し筒内に燃料を供給する高圧燃料ポンプを備え、前記エンジンは複数の気筒が平面視でＶバンクをなすように形成され、前記高圧燃料ポンプは前記エンジンの上面で且つＶバンクを形成する左右の気筒の間に取り付けられ、前記エンジンの後面のＶバンク間に燃料供給ルートが配置され、前記高圧燃料ポンプの吐出側が前記燃料供給ルートに接続され、前記クランク軸の回転をベルトを介して高圧燃料ポンプに伝達させることを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、上記高圧燃料ポンプを可動式にしたことを特徴とし、請求項３記載の発明は、クランク軸を縦置きとする筒内燃料噴射式Ｖ型２サイクルエンジンにおいて、高圧燃料を生成し筒内に燃料を供給する高圧燃料ポンプとオルタネータを備え、前記エンジンは複数の気筒が平面視でＶバンクをなすように形成され、前記高圧燃料ポンプは前記エンジンの上面で且つＶバンクを形成する左右の気筒の間に取り付けられ、前記エンジンの後面のＶバンク間に燃料供給ルートが配置され、前記高圧燃料ポンプの吐出側が前記燃料供給ルートに接続され、前記クランク軸の回転をベルトを介して高圧燃料ポンプとオルタネータに伝達させることを特徴とし、請求項４記載の発明は、請求項３において、上記高圧燃料ポンプ又はオルタネータを可動式にしたことを特徴とし、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、上記クランク軸はフライホイールを備え、該フライホイールの上部にベルトを張設する駆動プーリを連結したことを特徴とし、請求項６記載の発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、上記クランク軸はフライホイールを備え、該フライホイールの下部にベルトを張設する駆動プーリを連結したことを特徴とする。
以上
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明が適用される船外機用２サイクルエンジンの縦断面図、図２は図１の要部断面図、図３は図１の要部模式図である。
【０００８】
図１において、１は船外機であり、クランク軸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及びスクリュー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形成されたシリンダブロック７に、図２に示すシリンダヘッド８及びヘッドカバー９が図１の紙面垂直方向手前側に順次積層接続し、ヘッドボルト１０により固定されている。また、シリンダブロック７の図１裏面側には図３に示すクランクケース２３が形成されている。
【０００９】
上記気筒７ａ〜７ｆ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はコンロッド１２ａを介してクランク軸１２ｂに連結されている。ピストン１１の頭部には、窪み状のキャビティ１１ａが形成されており、キャビティ１１ａは、シリンダヘッド８側に形成された窪み状の凹部８ａとで燃焼室を構成している。上記シリンダヘッド８には、燃料噴射弁１３及び点火プラグ１４が挿入配置されている。燃料噴射弁１３は磁力で開閉作動されるソレノイド開閉式であり、その噴射軸線はシリンダボア軸線ａと一致しており、また、点火プラグの電極１４ａは前記凹部８ａ内に突出されている。
【００１０】
気筒７ａ〜７ｆは、それぞれ掃気ポート１７ａ、１７ｂによりクランク室７ｇに連通され、また、気筒７ａ〜７ｆには、排気ポート１８ａ〜１８ｆが掃気ポート１７ａに対向するように接続されている。図１の左バンクの排気ポート１８ａ〜１８ｃは左集合排気通路１９ａに、右バンクの排気ポート１８ｄ〜１８ｆは右集合排気通路１９ｂに合流されており、左右の集合排気通路１９ａ及び１９ｂの下流端にはそれぞれガイドエキゾースト部３内の左排気通路３ａ及び右排気通路３ｂを介してアッパケース４内の左排気管２０ａ及び右排気管２０ｂが接続されている。
【００１１】
左右の排気管２０ａ、２０ｂは、アッパケース４内のマフラー２１内に配置されており、このマフラー２１は隔壁２２により左右の排気管２０ａ、２０ｂが開口する左膨張室２１ａ及び右膨張室２１ｂを備えている。この膨張室２１ａ、２１ｂは、左右バンクの気筒７ａ〜７ｃ、７〜７ｆからの排気ガスの圧力波が略大気圧状態に解放されるのに必要な容積を有している。また、マフラー２１の下端には、ロアケース５内に形成された排気通路５ａが接続されており、この排気通路５ａは、左右の排気管２０ａ、２０ｂからの排気を合流させている。
【００１２】
図３に示すように、エンジン２のクランクケース２３には吸気マニホールド２５の各分岐通路２５ａが接続されており、該分岐通路２５ａのクランクケース２３への接続部には、逆流防止用のリード弁２４が配設され、また、リード弁２４の上流側には吸気量を制御するためのスロットル弁２６が配設されている。
【００１３】
図４は、本発明の高圧燃料ポンプの駆動装置の１実施形態を示す燃料供給系の構成図である。図４には、図１で説明したＶ型６気筒エンジン２の左バンクの気筒７ａ〜７ｃのみが示され、クランク軸１２ｂ、気筒７ａ〜７ｃ及び燃料供給レール４０が縦置状態に配置された構成が示されている。３０、３１は船体側に配設された主燃料タンク及び第１の低圧燃料ポンプであり、ベーパーセパレータタンク３５、燃料予圧ポンプ３６、高圧燃料ポンプ３７、圧力調整弁３８、燃料供給レール４０及びこれらを接続する配管は、船外機のカウリング３２内に配設されている。
【００１４】
主燃料タンク３０内の燃料は、手動式の第１の低圧燃料ポンプ３１によりフィルタ３３を経て第２の低圧燃料ポンプ３４に送られる。この第２の低圧燃料ポンプ３４は、エンジン２のクランク室７ｇ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３５に送る。該ベーパーセパレータタンク３５内には、電動モータにより駆動される燃料予圧ポンプ３６が配設されており、燃料を加圧し配管Ａを経て高圧燃料ポンプ３７に送る。高圧燃料ポンプ３７の吐出側は、配管Ｂ、圧力調整弁３８を介してベーパーセパレータタンク３５に接続されると共に、配管Ａから分岐する分岐配管Ｃによりフィルタ３９を介して燃料供給レール４０に接続されている。燃料供給レール４０の上部終端は閉口されており、燃料を各気筒７ａ〜７ｃに装着した燃料噴射弁１３に供給するように構成している。
【００１５】
本実施形態に用いられる高圧燃料ポンプ３７はタペット（押圧子）３７ａを有するタペット式燃料ポンプであり、タペット３７ａを周期的に押圧することにより燃料を加圧するポンプである。クランク軸１２ｂの上部に連結されたフライホイール４９の上部には駆動プーリ４３が固定され、一方、カムシャフト４７にはカム４６と従動プーリ４４が固定され、駆動プーリ４３と従動プーリ４４間には駆動ベルト４５が張設され、前記カム４６に高圧燃料ポンプ３７のタペット３７ａが当接されており、クランク軸１２ｂの回転によりカム４６が周期的にタペット３７ａを押圧するように構成している。本実施形態においては、クランク軸１２ｂの上部にフライホイール４９が連結されているため、フライホイール４９の重心が下がりクランク軸１２ｂにかかる負荷が低減され耐久性を向上させることができる。
【００１６】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。ベーパーセパレータタンク３５内の燃料は、燃料予圧ポンプ３６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３７により５０〜１００ｋｇ／ｃｍ2程度若しくはそれ以上に加圧される。高圧燃料ポンプ３７は、クランク軸１２ｂの回転によりカム４６が周期的にタペット３７ａを押圧するように構成しているので、高圧燃料ポンプ３７を既存の部品を利用して駆動させことができる。そして、加圧された高圧燃料は、圧力調整弁３８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３５に戻され、必要な高圧燃料分のみを配管Ｃを経て燃料供給レール４０に供給するようにしている。
【００１７】
図５〜図７は本発明の他の実施形態を示し、図５は燃料供給系の構成図、図６は燃料供給系の配置例を示す船外機の模式的側面図、図７は図６の平面図である。なお、以下の説明では前述の説明と同一の構成について同一番号を付けて一部説明を省略する。
【００１８】
本実施形態においては、高圧燃料ポンプ３７はタッペト式に限定されるものではなく周知の高圧燃料ポンプを採用することができる。高圧燃料ポンプ３７は、前述と同様にクランク軸１２ｂの回転を駆動プーリ４３、駆動ベルト４５、従動プーリ４４を介して動力伝達し駆動される。この際、駆動ベルト４５を押圧するようにベルトテンショナー７９（図７）が設けられ、図示矢印方向の力を付勢することによりベルトに所定の張力を付与するようにしている。また、本例においては、配管Ａの燃料予圧ポンプ３６と高圧燃料ポンプ３７の間に燃料冷却器４１を配設し、この構成により高圧燃料ポンプ３７の入口温度を低下させ、キャビテーションの発生を防止するようにしている。また、燃料予圧ポンプ３６の吐出側は圧力調整弁４２を介してベーパーセパレータタンク３５に接続されている。
【００１９】
図６において、船体５１の後部には船の駆動装置である船外機１が着脱自在に装着されている。船外機１は、船体５１の後部に着脱自在に取り付けられるクランプブラケット５２と、クランプブラケット５２に枢支軸５３を介して上下回動自在に枢支されるスイベルブラケット５４と、このスイベルブラケット５４を上下方向に回動させる油圧シリンダ５５と、スイベルブラケット５４に支持される推進ユニット５６とを備えている。前記推進ユニット５６は、スイベルブラケット５４に支持されるケース４を有し、このケース４の上部にエンジン２が取り付けられ、エンジン２をその上方から覆うカウリング３２が設けられている。
【００２０】
図中、６６は駆動軸、６７は駆動軸６６により駆動されるウォーターポンプであり、このウォーターポンプ６７により冷却水取入口６８から吸入された水は、ウォーターチューブ６９、冷却水通路７０を経て燃料冷却器４１を循環し、排水口７１から排水される。これにより燃料の高圧化に伴い生じる燃料の温度上昇を防止することができ、キャビテーションの発生を防止することができる。
【００２１】
図７において、２ａはクランクケース、２ｂはシリンダボディ、２ｃはシリンダヘッドを示し、エンジン２の一方の側面には、ベーパーセパレータタンク３５、燃料予圧ポンプ３６、低圧燃料ポンプ３４、フィルタ３３、燃料冷却器４１が配置され、他方の側面にはスタータモータ７６、電装ボックス７７が配置される。電装ボックス７７内には、コントロールユニット、リレイ、ヒューズ、レギュレータ等が収納されている。また、エンジン２の後面には燃料供給レール４０、フィルタ３９が配置され、そして、エンジン２の上面で且つＶバンクを形成する気筒７ａと７ｄの間に高圧燃料ポンプ３７と圧力調整弁３８が配置されている。高圧燃料ポンプ３７は、エンジンの上面で且つＶバンクを形成する左右の気筒７ａ、７ｄの間に取付ボス９１（図５）により取り付けられる。この構成により高圧燃料ポンプ３７を燃料供給レール４０に近づけることができ高圧燃料配管を短くすることができる。また、高圧燃料ポンプ３７をカウリング３２の空気取入口３２ａから吸入される空気により冷却することができる。また、図５に示すように、高圧燃料ポンプ３７の下方には排気通路１９ｂを冷却するためのウォータージャケット９０が形成されているため、高圧燃料ポンプ３７を効率良く冷却することができる。
【００２２】
図８〜図１１は、動力伝達装置の他の例を示す模式図である。図８の例においては、高圧燃料ポンプ３７の一側を軸８０に回動自在に枢支し、他側に設けたピン８１をエンジン側に形成した長孔８２内に移動可能にし、これにより図１１のベルトテンショナー７９を不要にしている。また、オルタネータを搭載する船外機においては、駆動ベルト４５を駆動プーリ４３、従動プーリ４４及びエンジンの側面に設けたオルタネータ８５の従動プーリ８５ａ間に張設するようにし、高圧燃料ポンプ３７とオルタネータ８５を共通の一本のベルトで駆動可能にしている。この場合、オルタネータ８５側を可動式にしてもよい。
【００２３】
図９の例においては、高圧燃料ポンプ３７とオルタネータ８５をともにＶバンクの間に配置し、駆動ベルト４５をクランク軸１２ｂ側の駆動プーリ４３、従動プーリ４４及びオルタネータ８５の従動プーリ８５ａ間に張設するようにし、駆動ベルト４５を押圧するようにベルトテンショナー７９が設けられている。なお、図８と同様にベルトテンショナー７９をなくし、高圧燃料ポンプ３７又はオルタネータ８５を可動式にしてもよい。
【００２４】
図１０の例においては、駆動プーリ４３をフライホイール４９の下部に設けている。本例によれば高圧燃料ポンプ３７やオルタネータ８５をエンジン２の重心近くに設置することができ、エンジン振動を低減させることができるとともに、カウリング３２を小さくすることができる。
【００２５】
図１１は高圧燃料ポンプの配置の他の例を示す模式的平面図である。本例においては、オルタネータ８５をＶバンクの間に配置し、高圧燃料ポンプ３７をエンジン２の一方の側面に配置している。これにより燃料供給系の部品を１箇所にまとめることができ、燃料配管を短くすることができる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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、６気筒エンジンに適用した例について説明しているが、これに限定されるものではなく単気筒以上の気筒を有するものであればよい。また、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、自動車用エンジン、定置式エンジンなどにも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、筒内燃料噴射式２サイクルエンジンにおいて、高圧燃料ポンプを既存の部品を利用し簡単な構成により駆動させることができる。
【００２８】
また、請求項２記載の発明によれば、高圧燃料ポンプを燃料供給レールに近づけることができ高圧燃料配管を短くすることができる。また、高圧燃料ポンプをカウリングの空気取入口から吸入される空気により冷却することができるとともに、高圧燃料ポンプの下方には排気通路を冷却するためのウォータージャケットが形成されているため、高圧燃料ポンプを効率良く冷却することができる。
【００２９】
また、請求項３記載の発明によれば、燃料供給系の部品を１箇所にまとめることができ、燃料配管を短くすることができ、
また、請求項４、６記載の発明によれば、ベルトテンショナーを不要にすることができる。
【００３０】
また、請求項５記載の発明によれば、オルタネータを搭載した場合に、高圧燃料ポンプとオルタネータを共通の一本のベルトで駆動させることができ、ベルトテンショナーも１個ですますことができる。
【００３１】
また、請求項７記載の発明によれば、フライホイールの重心が下がりクランク軸にかかる負荷が低減され耐久性を向上させることができる。
【００３２】
また、請求項８記載の発明によれば、高圧燃料ポンプやオルタネータをエンジンの重心近くに設置することができ、エンジン振動を低減させることができるとともに、カウリングを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機用２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【図３】図１の要部模式図である。
【図４】本発明の高圧燃料ポンプの駆動装置の１実施形態を示す燃料供給系の構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す燃料供給系の構成図である。
【図６】図５の燃料供給系の配置例を示す船外機の模式的側面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】動力伝達装置の他の例を示す模式的平面図である。
【図９】動力伝達装置の他の例を示す模式的平面図である。
【図１０】動力伝達装置の他の例を示す模式的側面図である。
【図１１】高圧燃料ポンプの配置の他の例を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
２…エンジン、１２ｂ…クランク軸、３７…高圧燃料ポンプ
４３…駆動プーリ、４４…従動プーリ、４５…ベルト
７９…ベルトテンショナー、８５…オルタネータ
【図１】
0003871155.tif 000002
【図２】
0003871155.tif 000003
【図３】
0003871155.tif 000004
【図４】
0003871155.tif 000005
【図５】
0003871155.tif 000006
【図６】
0003871155.tif 000007
【図７】
0003871155.tif 000008
【図８】
0003871155.tif 000009
【図９】
0003871155.tif 000010
【図１０】
0003871155.tif 000011
【図１１】
0003871155.tif 000012