JP2007040167A - 軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 軽油等の燃料を潤滑油として兼用することを考慮して噴射系燃料流通経路に配設される噴射系部品の配置を定めた軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。
【解決手段】 エンジン（１）は、燃料を潤滑剤としてエンジン潤滑系（７）に流通させる潤滑系燃料流通経路（８、１１）、燃料を噴射系（１２）へ流通させる噴射系燃料流通経路（１３、１６）とを備える。この噴射系燃料流通経路（１３、１６）に配設される噴射系部品であるコモンレール（１２ａ）、インジェクタ（１２ｂ）、噴射ポンプ（１５）、さらに、供給ポンプ（６）等は、シール部材を介装して組み合わせたエンジンブロックとエンジンヘッドとにより形成される領域（１９）内に収容されている。領域（１９）内に収容された部品から漏洩した燃料はエンジン潤滑系（７）に潤滑剤として作用し、エンジン（１）に不具合をきたすことはない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンに関し、とくに噴射系部品の配置に関するものである。

従来、燃料タンクとディーゼルエンジンとの間に気泡分離を行うリザーバを配設し、そのリザーバとエンジンとの間に潤滑系燃料循環回路と、燃焼系燃料循環回路とを構成した軽油潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献１）。このような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用のオイルは不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。

図２は、特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、燃料タンク１０１、リザーバタンク１０２、オイルパン（オイルタンク）１０３を備えている。燃料タンク１０１とリザーバタンク１０２とは、セジメンタ（油水分離器）１０４、供給ポンプ（送油ポンプ）１０５を備えた油路１０６により連通している。

燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑剤の供給を必要とするエンジン各部１０７へ潤滑剤としての燃料を供給する潤滑系燃料循環回路１０８を有している。この潤滑系燃料循環回路１０８には、冷却器１１２、フィルタ１０９、潤滑ポンプ１１０が配設されており、潤滑ポンプ１１０を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げてエンジン各部１０７へ供給している。エンジン各部１０７へ供給された後の燃料は、オイルパン１０３内へ流下し、スカベンジポンプ１１１により吸い上げられて再びリザーバタンク１０２へ戻されるようになっている。

また、燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１１４へ燃料を供給する燃焼系燃料循環回路１１３を有している。この燃焼系燃料循環回路１１３には、前記潤滑系燃料循環回路１０８と共通の冷却器１１２、フィルタ１１５、噴射ポンプ１１６が配設されており、噴射ポンプ１１６を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げて噴射系１１４へ供給している。噴射系１１４に供給された燃料のうち、燃焼に供されなかった燃料は再びリザーバタンク１０２へ戻される。

このように特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑系燃料循環回路１０８と燃焼系燃料循環回路１１３の二系統の燃料循環回路を有している。

ところで、通常のエンジン、すなわち、潤滑剤として燃料とは別のエンジンオイルを用いるディーゼルエンジンやガソリンエンジンでは、燃料が噴射系に供給される経路と、潤滑剤の供給が必要となる各部（エンジン潤滑系）へエンジンオイルを供給する経路とは分離されている。これは潤滑剤であるエンジンオイルと燃料とが全く異なる成分であることに鑑みれば当然に採られる措置である。このような通常のエンジンでは、エンジン潤滑系の主要部分は、シール処理されたシリンダヘッドやシリンダブロック内へ配置される。一方の噴射系は、インジェクタの先端側がシリンダヘッド内へ配置される以外は、噴射系に含まれる他の構成部品（噴射系部品）は一般的にシリンダヘッドの外側に配置され、エンジンオイルと燃料とが混合しないような構成となっている。また、このようにシリンダヘッドの外側に配置される噴射系部品は、流通する燃料が外部へ漏れ出さないように必要に応じて各所にＯリング等のシール部材が装着されている。
実開昭６０−１９４１１２号公報

前記特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、前記のように潤滑系燃料循環回路１０８と燃焼系燃料循環回路１１３の二系統の燃料循環回路を有していることが開示されている。
しかし、これらの回路、特に噴射系１１４へ燃料を供給している燃焼系燃料循環回路１１３に配設される噴射系部品の具体的な配置については何ら記載されていない。

そこで、本発明は、軽油等の燃料を潤滑油として兼用することを考慮して噴射系燃料流通経路に配設される噴射系部品の配置を定めた軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。

かかる課題を達成するための本発明の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンは、軽油等の燃料を潤滑剤としてエンジン潤滑系に流通させる潤滑系燃料流通経路と、前記燃料を噴射系へ流通させる噴射系燃料流通経路と、を備えた軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、前記噴射系燃料流通経路に配設される噴射系部品をエンジンヘッド内へ収容したことを特徴とする（請求項１）。

潤滑剤（潤滑油）としてエンジン潤滑系に供給される燃料と噴射系に供給される燃料とが共通であることから、仮に噴射系を構成する噴射系部品や、これらの部品間を接続する接続パイプとの接合部分から燃料が漏れ、エンジン潤滑系に流入したとしても何ら不都合はない。すなわち、漏れ出た燃料は潤滑剤としての燃料と同一であり、シリンダブロック内等のエンジン内部を潤滑している限りは潤滑剤として機能することとなり、エンジン動作に支障をきたすことはない。このため、シリンダヘッド内へ収容した噴射系部品からの多少の燃料の漏洩は許容されることになるから、通常であれば噴射系部品に備えられるべきシール部材の装着を省略することができる場合がある。すなわち、シール部材の装着を省略する等、シール処理を簡略化することによる燃料の漏洩量がポンプの圧送量に対して十分に小さく、エンジンの動作にさほど影響がない場合にはシール部材の装着の省略等、シール処理の簡略化をすることができる。

ここで、前記エンジンヘッド内へ収容した噴射系部品には、少なくともコモンレール、噴射ポンプ、インジェクタ及びこれらの部品間の接続パイプが含まれる（請求項２）。これらの部品には燃料が流通することになるが、これらの部品をエンジンヘッド内へ収容すれば、これらの部品、その接続部分から漏洩した燃料はエンジンヘッド、シリンダブロック等からなるエンジン本体の内部で潤滑系から供給された燃料と共に循環するのみでエンジン本体の外部へ漏れ出ることはない。

なお、軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンは、前記コモンレールや噴射ポンプ等の他にも噴射系部品に含められる部品を備えていることがあるが、これらの部品もエンジンヘッド内へ収容することができる。要は、噴射系燃料流通経路に配設することがある部品で燃料が流通することがある部品はエンジンヘッド内へ収容することができる。

また、軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンは、その配管の構成は種々の組み合わせが考えられるが、潤滑系燃料流通経路と、噴射系燃料流通経路とを備えてさえいれば、各経路の出発点や分岐点、終点はどのような構成であってもよい。さらに、供給ポンプにより燃料タンクからオイルタンクへ燃料を供給する燃料供給経路を備えた軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンも対象とすることができ、この場合は、前記供給ポンプをエンジンヘッド内へ収容した構成とすることができる（請求項３）。この結果、例え供給ポンプから燃料が漏洩したとしてもこの燃料がエンジン本体の外部へ漏れ出ることを回避することができる。

本発明によれば、潤滑剤と共通となる燃料が流通する噴射系燃料流通経路に配設される噴射系部品をエンジンヘッド内へ収容したので、噴射系部品周辺から燃料が漏洩してもエンジンの動作に支障をきたすことがない。また、噴射系部品周辺からの燃料の漏洩はある程度許容されることとなるので、噴射系部品及びその接続部におけるシール部材を簡略化することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、実施例の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）１の概略構成を示した説明図である。エンジン１は、燃料タンク２、オイルパン３を備えている。燃料タンク２とオイルパン３とは燃料供給経路４によって連通している。この燃料供給経路４にはセジメンタ５、電動の供給ポンプ６が配設されており、この供給ポンプ６により燃料タンク２からオイルパン３へ燃料が供給されるようになっている。ここで、オイルパン３は、本発明におけるオイルタンクに相当するものであり、シリンダブロックの下部にシール部材を介装させて一体的に設けられたものを指すが、別置きのオイルタンクであってもよい。

エンジン１は、潤滑剤の供給を必要とするエンジン潤滑系７へ潤滑剤としての燃料を供給する潤滑系燃料供給経路８を有している。この潤滑系燃料供給経路８にはフィルタ９、５０ｋＰａ程度の圧力で燃料を圧送可能な潤滑ポンプ１０が配設されており、潤滑ポンプ１０を駆動することにより燃料をオイルパン３から吸い上げてエンジン各部７へ供給している。また、エンジン１は、潤滑系燃料供給経路８を通じてエンジン潤滑系７へ供給された燃料をオイルパン３へ戻す潤滑系燃料リターン経路１１を有している。潤滑系燃料供給経路８と潤滑系燃料リターン経路１１が本発明における潤滑系燃料流通経路を形成している。

さらに、エンジン１は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１２へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路１３を有している。この噴射系燃料供給経路１３には、フィルタ１４、低圧ポンプと高圧ポンプとを組み合わせ高圧で燃料を圧送可能な噴射ポンプ１５が配設されており、噴射ポンプ１５を駆動することにより燃料をオイルパン３から吸い上げて噴射系１２へ供給している。この噴射ポンプ１５は図示しないカムシャフトによって駆動されるため、内部のポンプシャフトがオルダムカップリングを介してカムシャフトと連結されている。このような噴射ポンプ１５は、通常であればポンプシャフトの装着箇所に装着されるシール部材が省略されている。このようにシール部材を省略したことにより、噴射ポンプ１５から漏れ出た燃料によりオルダムカップリングの潤滑が行われる。このような噴射ポンプ１５から高圧の燃料が供給される噴射系１２にはコモンレール１２ａ、筒内へ燃料を噴射する気筒毎のインジェクタ１２ｂが含まれている。

エンジン１はさらに噴射系燃料供給経路１３を通じて噴射系１２へ供給された後の噴射系リターン燃料を燃料タンク２へ戻す噴射系燃料リターン経路１６を有している。なお、噴射系リターン燃料とは、噴射ポンプ１５に一体的に設けられた供給ポンプ（低圧ポンプ）、コモンレール１２ａおよびインジェクタ１２ｂの各々から戻されるリターン燃料を指す。噴射系燃料供給経路１３と噴射系燃料リターン経路１６とが本発明における噴射系燃料流通経路を形成している。

さらに、エンジン１は、オイルパン３にオイルパン３内の燃料の量（油量）を判定するためのオイルレベルセンサ１７が装着されている。このオイルレベルセンサ１７は、ＥＣＵ１８に接続されている。ＥＣＵ１８は、供給ポンプ６へ接続されており、オイルレベルセンサ１７からのデータに基づく供給ポンプ６の駆動制御を行い、燃料タンク２からオイルパン３への燃料の供給量を調整してオイルパン３内の燃料の量を所定レベルに保つようになっている。

以上のようなエンジン１の構成部品の一部は、エンジンヘッド内へ収容されている。図１において、破線で囲った領域１９は、シール部材を介装して組み合わされたエンジンブロックとエンジンヘッドとによりエンジン１の本体内部に形成される領域を示しているが、この領域１９内にエンジン１の構成部品の一部が収容されている。まず、潤滑系燃料流通経路に配設されるフィルタ９、潤滑ポンプ１０、エンジン潤滑系７自体、さらにこれらを接続している接続パイプ等は領域１９内に配置、収容されている。このような構成とすることによりエンジン１の外部へ潤滑剤としての燃料を漏洩することなく、エンジン潤滑系７の潤滑を行っている。また、噴射系燃料流通経路に配設される噴射系部品、すなわち、コモンレール１２ａ、噴射ポンプ１５、インジェクタ１２ｂ及びこれらの部品間の接続パイプも領域１９内に収容されている。さらに、供給ポンプ６も領域１９内に収容されている。

以上のように構成されるエンジン１では、供給ポンプ６により燃料タンク２からオイルパン３内に供給された燃料が、潤滑ポンプ１０によりエンジン潤滑系７に供給され、噴射ポンプ１５により噴射系１２に供給される。その後、潤滑系リターン燃料は潤滑系燃料リターン経路１１を通じてオイルパン３内へ戻され、噴射系リターン燃料は、噴射系燃料リターン経路１６を通じて燃料タンク２内へ戻される。このような燃料の流通過程のなかで、各構成部品において、又は、構成部品間の接続パイプ、さらにはその接続箇所において、故障等の原因によって燃料が漏洩しても、領域１９の外部へ漏れ出るおそれは少ない。また、漏洩した燃料は潤滑剤としてエンジン潤滑系７の潤滑に利用されることとなり、エンジン１の動作自体に不具合を生じるおそれは少ない。噴射系部品からの燃料漏洩により、オイルパン３内の燃料の量が多くなることが考えられるが、オイルパン３にはオイルレベルセンサ１７が装着されており、このオイルパンレベルセンサ１７の測定データに基づいてＥＣＵ１８がオイルパン３内の油量制御を行っていることから、オイルパン３内の燃料量が所定量以上に増量されることは回避される。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

実施例の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンの概略構成を示した説明図である。 従来の燃料潤滑式ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 燃料タンク
３ オイルパン
４ 燃料供給経路
５ セジメンタ
６ 供給ポンプ
７ エンジン潤滑系
８ 潤滑系燃料供給経路
９、１４ フィルタ
１０ 潤滑ポンプ
１１ 潤滑系燃料リターン経路
１２ 噴射系
１２ａ コモンレール
１２ｂ インジェクタ
１３ 噴射系燃料供給経路
１５ 噴射ポンプ
１６ 噴射系燃料リターン経路
１７ オイルレベルセンサ
１８ ＥＣＵ

Claims (3)

1. 軽油等の燃料を潤滑剤としてエンジン潤滑系に流通させる潤滑系燃料流通経路と、
   前記燃料を噴射系へ流通させる噴射系燃料流通経路と、
   を備えた軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   前記噴射系燃料流通経路に配設される噴射系部品をエンジンヘッド内へ収容したことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
2. 請求項１記載の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   前記エンジンヘッド内へ収容した噴射系部品には、少なくともコモンレール、噴射ポンプ、インジェクタ及びこれらの部品間の接続パイプを含むことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
3. 請求項１又は２記載の軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジンにおいて、
   供給ポンプにより燃料タンクからオイルタンクへ燃料を供給する燃料供給経路を備え、前記供給ポンプをエンジンヘッド内へ収容したことを特徴とする軽油等燃料潤滑ディーゼルエンジン。
   

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