JP2008075494A - 車両用エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】デリバリパイプ内のエアを効率良く排出することができ、適正な燃料噴射量を確保することができるとともに、プレッシャレギュレータの安定した作動を確保することができる車両用エンジンの燃料供給装置を提供すること。
【解決手段】車両用エンジンの燃料供給装置において、デリバリパイプ27の車体前後方向の前端部に燃料戻し配管28を、後端部に燃料供給配管29をそれぞれ接続し、前記燃料戻し配管29を吸気マニホールド19の隣接する吸気管21によって挟まれる空間Sを通過するよう配設するとともに、前記空間S内にプレッシャレギュレータ30を吸気負圧導入部30aが上部に位置する状態で配設し、吸気管21の前記吸気負圧導入部30aよりも低い位置に吸気負圧取出口21aを設け、該吸気負圧取出口21aと前記吸気負圧導入部30aとを負圧管32によって接続する。
【選択図】図4

Description

本発明は、デリバリパイプ(燃料分配管)から各気筒に設けられたインジェクタに燃料を供給するための車両用エンジンの燃料供給装置に関するものである。
インジェクタによってシリンダ燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射式の多気筒エンジンにおいは、燃料ポンプによって燃料タンク内の燃料が燃料供給管を経てデリバリパイプに供給されるが、デリバリパイプ内の燃料圧力が所定値を超えると余剰の燃料を燃料戻し管から燃料タンクに戻して燃料圧力を略一定に保つためのプレッシャレギュレータ(燃料調圧弁)が設けられている。又、何らかの原因でデリバリパイプ内に燃料と共に混入したエアは、プレッシャレギュレータから燃料戻し管を通って燃料タンクへと排出されるよう構成されている。
ところで、車両用エンジンの一般的な燃料供給装置においては、デリバリパイプの上部にプレッシャレギュレータをボルトで固定する構造が採用されており、この構造は、デリバリパイプの上部にプレシャレギュレータを配置するこができるスペースを確保することができる車両に対して採用することができる。
又、特許文献1には、デリバリパイプの燃料戻し管側の2つのインジェクタの間を正面視で山形になるよう上方に持ち上げ、この持ち上げた山形の頂点にプレッシャレギュレータを取り付けることによって、デリバリパイプ内でのエアの流れを良くするとともに、エアをデリバリパイプ外へ効率良く排出する提案がなされている。
更に、特許文献2には、プレッシャレギュレータをエンジンとサージタンクとの間に配設することによって、該プレッシャレギュレータを車両衝突時の衝撃から保護する提案がなされている。
特開平11−351087号公報 実開平1−102474号公報
しかしながら、複数の気筒を鉛直線に対して傾斜させた状態でエンジンを車両の床下に搭載する車両においては、車両の床とエンジンとの間の隙間が狭く、しかも、デリバリパイプがエンジンの最上部に位置するため、プレッシャレギュレータをデリバリパイプの上部に固定する前記構造を採用することができない。このため、プレッシャレギュレータをデリバリパイプの下部にボルトにて固定(デリバリパイプ直付け)する構造が採用されていたが、このような構造には以下に示すような問題があった。
即ち、デリバリパイプにおいて燃料の出口が下にあるため、該デリバリパイプ内のエアが抜けにくいという問題がある。
又、例えば4気筒エンジンにおいて、デリバリパイプの長手方向の寸法が制限され、プレッシャレギュレータ及びその燃料の出口が3番気筒と4番気筒の間にある場合、デリバリパイプ内で1番気筒〜3番気筒の間で燃料が流れるが、4番気筒では滞留するため、4番気筒部の燃料の温度が上昇し易くなり、適正な燃料噴射量を確保しづらくなるという問題がある。
更に、プレッシャレギュレータと吸気マニホールドとを接続する負圧管がプレッシャレギュレータに向かって下り勾配で配管されるため、負圧管内で凝縮した水分が負圧配管を伝わってプレッシャレギュレータに侵入し易く、プレッシャレギュレータの作動が阻害される可能性があるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、デリバリパイプ内のエアを効率良く排出することができ、各気筒に供給される燃料の温度を均一化して適正な燃料噴射量を確保することができるとともに、プレッシャレギュレータへの水の侵入を防いで該プレッシャレギュレータの安定した作動を確保することができる車両用エンジンの燃料供給装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、クランク軸を車体後方に向かって下方に傾斜させて車体前後方向に配するとともに、複数の気筒を鉛直線に対して傾斜させた状態で車両の床下に搭載され、略水平に延びる複数の吸気管を備えた吸気マニホールドを上部に配設して成るエンジンに燃料を供給する装置であって、各気筒に設けられたインジェクタに燃料を供給するためのデリバリパイプを前記吸気管の下流端の上方に前記クランク軸と略平行に配設するとともに、該デリバリパイプに燃料供給管と燃料戻し管を接続し、前記燃料戻し管の途中にプレッシャレギュレータを設けて成る車両用エンジンの燃料供給装置において、
前記デリバリパイプの車体前後方向の前端部に前記燃料戻し管を、後端部に前記燃料供給管をそれぞれ接続し、前記燃料戻し管を前記吸気マニホールドの隣接する吸気管によって挟まれる空間を通過するよう配設するとともに、前記空間内に前記プレッシャレギュレータを吸気負圧導入部が上部に位置する状態で配設し、前記吸気マニホールドの前記吸気負圧導入部よりも低い位置に吸気負圧取出口を設け、該吸気負圧取出口と前記吸気負圧導入部とを負圧管によって接続したことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記デリバリパイプの横断面を扁平な矩形断面とし、該デリバリパイプをその底面が前記吸気マニホールドに向かって斜め上方に傾斜するよう配置するとともに、前記燃料戻し管を前記デリバリパイプの底面の吸気マニホールド側の位置に接続したことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記燃料戻し管の上流端部を前記デリバリパイプ内の底面から上方へ突出させたことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記エンジンはDOHCエンジンであり、前記デリバリパイプの長手方向端部にチェーンケースを近接して配置ことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、プレッシャレギュレータを吸気管との干渉を避けてデリバリパイプよりも低い位置に配置して車両への搭載性を高めることができる。
又、プレッシャレギュレータの位置に関係なく、燃料戻し管をデリバリパイプの高い位置に接続することができるため、デリバリパイプ内で燃料が淀むことなくスムーズに流れ、各気筒に供給される燃料の温度の均一化が図られて適正な燃料噴射量が確保されるとともに、デリバリパイプ内のエアを燃料戻し管から効率良く排出することができる。
更に、プレッシャレギュレータの鉛直方向の配置位置がデリバリパイプによって制限されることがないため、プレッシャレギュレータの吸気負圧導入部を吸気マニホールドの吸気負圧取出口よりも高い位置に設けることができ、負圧管がプレッシャレギュレータに向かって上り勾配で配管されることとなる。このため、負圧管内で凝縮した水分が負圧管を伝わってプレッシャレギュレータに侵入することがなく、該プレッシャレギュレータの安定した作動が確保される。
請求項2記載の発明によれば、デリバリパイプ内のエアを燃料戻し管の上流端部に集めてデリバリパイプ外へと容易に排出することができ、燃料へのエアの混入によるエンジン不調を防ぐことができる。
請求項3記載の発明によれば、燃料戻し管の上流端部をデリバリパイプ内の底面から上方へ突出させたため、デリバリパイプ内の最上部に集められたエアを燃料戻し管から一層確実に排出することができる。
請求項4記載の発明によれば、デリバリパイプの長手方向端部にチェーンケースが近接して配置されるためにデリバリパイプの長手方向の寸法が制限されるDOHCエンジンに対して請求項1記載の発明を適用することによって、DOHCエンジンにおいても請求項1記載の発明の前記効果を得ることができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る燃料供給装置を備えた車両用エンジンの正面図、図2は同車両用エンジンの左側面図、図3は同車両用エンジンの吸気マニホールを取り外した状態の右側面図、図4は同車両用エンジンの平面図、図5は図4のA−A線断面図、図6は図5のB部拡大断面図である。
図1に示すように、車両の床FLの下方にはエンジン1が気筒を鉛直線Mに対して左側方に傾斜させた状態でマウントメンバ50上に搭載されている。ここで、正面視略U字状の前記マウントメンバ50は、車両の左右に車体前後方向(図1の紙面垂直方向)に配された左右一対のサイドメンバ51にその両端が取り付けられており、このマウントメンバ50上に左右のマウントゴム52(図1には一方のみ図示)を介して搭載されている。
ここで、前記エンジン1は、4つの気筒を車体前後方向(図4の左右方向)に並設して成る直列4気筒のDOHC(Double Over Head Camshaft )エンジンであって、図1及び図5に示すように、4つの気筒は、そのシリンダ軸線Lが正面視(クランク軸方向視)で鉛直線Mに対して図示の角度θ1だけ車両の左側に傾斜している。尚、図3に示すように、4つの気筒に対して車体前方から後方に向かって順次番号「#1」、「#2」、「#3」、「#4」を付し、以後、各気筒を#1〜#4気筒と称する。
図5に示すように、エンジン1においては、シリンダブック2の上部にはシリンダヘッド3が被着されており、このシリンダヘッド3の上部はシリンダヘッドカバー4によって覆われている。又、シリンダブロック2の下部にはオイルパン5が取り付けられている。そして、シリンダブロック2には各気筒毎にシリンダ6が設けられており、各シリンダ6内には不図示のピストンが摺動自在に嵌挿され、各ピストンの往復直線運動は、不図示のコンロッドを介してクランク軸7の回転運動に変換される。
更に、シリンダブロック2には、各気筒毎に形成された不図示の燃焼室に連通する吸気ポート8(図3参照)と排気ポート9(図2参照)がそれぞれ形成されており、これらの吸気ポート8と排気ポート9の各燃焼室への開口部は、不図示の吸気バルブと排気バルブによってそれぞれ適当なタイミングで開閉される。
上記吸気バルブと排気バルブは、図5に示すように、エンジン1のシリンダヘッド3の上端に車体前後方向に平行に配された吸気カム軸10と排気カム軸11に一体に形成された不図示の吸気カムと排気カムによってそれぞれ開閉されるが、吸気カム軸10と排気カム軸11は、クランク軸7によって回転駆動される。即ち、図示しないが、吸気カム軸10と排気カム軸11の各端部(車体の前後方向前端部)にはカムスプケットがそれぞれ結着されており、これらのカムスプロケットと前記クランク軸7の前端部に結着された駆動スプケットとの間には無端状のカムチェーンが巻装されている。そして、これらのカムスプケット、駆動スプケット及びカムチェーンは、図4に示すチェーンケース12によって覆われており、チェーンケース12は、エンジン1の前端面に被着されている。
又、図1に示すように、エンジン1の前面側には、エンジン1の動力の一部で駆動される補機であるウォータポンプ13(図3参照)とオルタネータ14が配されている。ここで、車体前後方向に延びる前記クランク軸7の前端部には駆動プーリ15が結着され、前記ウォータポンプ13とオルタネータ14の各入力軸端には従動プーリ16,17がそれぞれ結着されている。そして、駆動プーリ15と従動プーリ16,17との間には無端状の駆動ベルト18が巻装されており、クランク軸7の回転は、駆動プーリ15と駆動ベルト18を経て従動プーリ16,17に伝達されてウォータポンプ13とオルタネータ14がそれぞれ駆動される。
ところで、図2に示すように、クランク軸7は、その軸線Oが水平線Hに対して車体後方に向かって下方に図示の角度θ2だけ傾斜するよう斜めに配されている。尚、図示しないが、エンジン1の前方の車両前面にはラジエータが配置され、エンジン1の後部にはトランスミッションが取り付けられており、クランク軸7の回転は、トランスミミッションによって変速されて後輪に伝達される。
次に、エンジン1の吸気装置について説明する。
エンジン1の上部には、吸気装置の一部を構成する吸気マニホールド19が配置されており、この吸気マニホールド19は、円筒形のサージタンク20と、該サージタンク20とエンジン1の4つの気筒の各吸気ポート8(図3参照)とを連結する略水平に延びる4本の吸気管21(図4参照)と、各吸気管21をエンジン1のシリンダヘッド3に連結するプレート状の吸気管フランジ22とを一体化して構成されている。そして、サージタンク20には、内部に不図示のスロットルバルブを収容して成るスロットルボディ23が取り付けられている。
又、図1に示すように、吸気マニホールド19の右横には矩形ボックス状のエアクリーナ24が配置されており、このエアクリーナ24の出口側と前記スロットルボディ23とは不図示のエアクリーナホースによって連結されている。又、エアクリーナ24の入口側には吸気ダクト25の一端が接続されており、該吸気ダクト25は、エアクリーナ24から車体前方へと延び、その端部は車両前面に空気取入口として開口している。
尚、シリンダヘッド3に各気筒毎に形成された前記排気ポート9(図2参照)には不図示の排気マニホールドの各排気管が接続されている。
次に、本発明に係る燃料供給装置について説明する。
図2、図3及び図5に示すように、エンジン1のシリンダヘッド3には、各気筒の吸気ポート8(図3参照)に燃料を噴射するためのインジェクタ26がそれぞれ取り付けられており、これらのインジェクタ26にはデリバリパイプ27から燃料がそれぞれ供給される。
上記デリバリパイプ27は、図4及び図5に示すように、吸気マニホールド19の吸気管21の下流端の上方にクランク軸7と略平行に車体前後方向に配設されており、図3に示すように、このデリバリパイプ27の長手方向端部に前記チェーンケース12が近接して配置されている。
ところで、前述のようにクランク軸7は車体後方に向かって下方にθ2だけ傾斜して車体前後方向に配されているため、該クランク軸7と略平行に配設されたデリバリパイプ27は、図2及び図3に示すように、車体後方に向かって下方に図示のθ2だけ傾斜して車体前後方向に配されている。
そして、図3及び図4に示すように、デリバリパイプ27の車体前後方向の後端部(最も高さ低い位置)には、不図示の燃料タンク及び燃料ポンプから延びる燃料供給管28が接続され、デリバリパイプ27の前端部(最も高さの高い位置)には燃料戻し管29が接続されている。
而して、上記燃料戻し管29は、図4に示すように、デリバリパイプ27の前端部からデリバリパイプ27に沿って車体後方へ延びた後、吸気マニホールド19の隣接する#2気筒吸気管21と#3気筒吸気管21によって挟まれる空間Sを通過するよう配管され、空間Sに配設されたプレッシャレギュレータ30の中間高さ位置に接続されている(図5参照)。
ここで、上記プレッシャレギュレータ30は、図5に示すように、ブラケット30bを介して吸気管フランジ22に支持され、吸気負圧導入部30aが上部に位置する状態で前記空間Sに配設されており、その下端からは燃料戻し管31が延びており、この燃料戻し管31は、図4に示すように、エンジン1の上部を車体後方に向かって延びた後、略直角に曲げられて車体の右方へと向かい、不図示の燃料タンクに接続されている。
又、図5に示すように、#3気筒吸気管21の上部であって、プレッシャレギュレータ30の前記吸気負圧導入部30aよりも低い位置には吸気負圧取出口21aが設けられており、該吸気負圧取出口21aとプレッシャレバュレータ30の吸気負圧導入部30aとは負圧管32によって接続されている。この負圧管32は、プレッシャレギュレータ30に内蔵された不図示のダイヤフラムの負圧室に吸気負圧を供給するためのものであって、吸気管21の吸気負圧取出口21aからプレッシャレギュレータ30の吸気負圧導入部30aに向かって上り勾配で配管されている。
ところで、図5に示すように、前記各インジェクタ26は、鉛直線Mに対して図示の角度θ3だけ車体左側に傾斜して取り付けられている。又、図6に詳細に示すように、デリバリパイプ27は、横断面が扁平な矩形の角パイプで構成されており、その幅方向がインジェクタ26の軸線Nに対して直角方向となるよう水平線Hに対してインジェクタ26の傾斜角に等しい角度θ3だけ車体右側(吸気マニホールド19側)に向って上向きに傾斜して取り付けられている。従って、デリバリパイプ27の底面27aは、吸気マニホールド19に向かって斜め上方に角度θ3だけ傾斜している。
そして、デリバリパイプ27の底面27aの吸気マニホールド19側(図6の左側)の位置(高さが高い位置)には燃料戻し管29が接続されており、この燃料戻し管29は、その上流端部がデリバリパイプ27内において底面27aから上方へ図示のhだけ上方へ突出している。又、デリバリパイプ27の底面27aの反吸気マニホールド19側の位置(高さが低い位置)には、インジェクタ26の上部に被着されるプラグ33が接続されている。
以上のように構成された燃料供給装置においては、不図示の燃料ポンプによって燃料タンク内の燃料が燃料供給管28を経てデリバリパイプ27へと送られ、該デリバリパイプ27から各インジェクタ26にそれぞれ供給されるが、デリバリパイプ27内の燃料圧力が所定値を超えると余剰の燃料が燃料戻し管29,31から燃料タンクへと戻されて燃料圧力が略一定に保たれる。
他方、エンジン1の吸気装置においては、エンジン1の各気筒に発生するクランキング負圧に引かれて新気が吸気ダクト25の空気取入口から吸気ダクト25内に吸引されてエアクリーナ24へと導入される。そして、新気は、エアクリーナ24にて浄化された後、不図示のエアクリーナホース及びストロットルボディ23を通過してサージタンク20へと導入され、各吸気管21を通ってエンジン1へと供給される。エンジン1においては、シリンダヘッド3に形成された各気筒の吸気ポート8(図3参照)を新気が流れる過程で該新気にインジェクタ26から燃料が噴射されることによって所定の空燃比(A/F)の混合気が形成され、この混合気が各気筒の燃焼室での燃焼に供される。尚、エンジン1の各燃焼室での混合気の燃焼によって発生した排気ガスは、シリンダヘッド3に形成された排気ポート9(図2参照)から不図示の排気マニホールド及びマフラーを経て大気中に排出される。
而して、以上の動作が繰り返されてエンジン1が連続運転される。
以上において、本発明に係る燃料供給装置よれば、プレッシャレギュレータ30を吸気管21との干渉を避けてデリバリパイプ27よりも低い位置に配置して車両への搭載性を高めることができる。
又、プレッシャレギュレータ30の位置に関係なく、燃料戻し管29をデリバリパイプ27の高い位置に接続することができるため、デリバリパイプ27内で燃料が淀むことなくスムーズに流れ、各気筒に供給される燃料の温度の均一化が図られて適正な燃料噴射量が確保されるとともに、デリバリパイプ27内のエアを燃料戻し管29,31から効率良く排出することができる。
更に、プレッシャレギュレータ30の鉛直方向の配置位置がデリバリパイプ27によって制限されることがないため、プレッシャレギュレータ30の吸気負圧導入部30aを吸気マニホールド19の吸気管21の吸気負圧取出口21aよりも高い位置に設けることができ、負圧管32がプレッシャレギュレータ30に向かって上り勾配で配管されることとなる。このため、負圧管32内で凝縮した水分が負圧管32を伝わってプレッシャレギュレータ30に侵入することがなく、該プレッシャレギュレータ30の安定した作動が確保される。
又、本発明によれば、デリバリパイプ27の車体前後方向の前端部(最も高さ高い位置)に燃料戻し管29を接続したため、デリバリパイプ27内のエアを燃料戻し管29の上流端部に集めてデリバリパイプ27外へと容易に排出することができ、燃料へのエアの混入によるエンジン1の不調を防ぐことができる。特に、図6に示すように、デリバリパイプ27の底面27aを吸気マニホールド19に向かって斜め上方に傾斜させ、燃料戻し管29の上流端部をデリバリパイプ27内の底面27aから上方へ突出させたため、デリバリパイプ27内の燃料の液面の上方にエア溜り空間が形成され、このエア溜り空間(デリバリパイプ27内の最上部)に集められたエアを燃料戻し管29,31から一層確実に排出することができる。
更に、本発明は、デリバリパイプ27の長手方向端部にチェーンケース12が近接して配置されるためにデリバリパイプ27の長手方向の寸法が制限されるDOHCエンジン1に対しても同様に適用することができ、DOHCエンジン1においても前記効果を得ることができる。
尚、以上は本発明を特に直列4気筒エンジンの燃料供給装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、複数の気筒を鉛直線に対して傾斜させた状態で車両の床下に搭載される他の任意のエンジンの燃料供給装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
本発明に係る燃料供給装置を備えた車両用エンジンの正面図である。 本発明に係る燃料供給装置を備えた車両用エンジンの左側面図である。 本発明に係る燃料供給装置を備えた車両用エンジンの吸気マニホールを取り外した状態の右側面図である。 本発明に係る燃料供給装置を備えた車両用エンジンの平面図である。 図4のA−A線断面図、図6は図5のB部拡大断面図である。 図5のB部拡大断面図である。
符号の説明
1 エンジン
2 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
4 シリンダヘッドカバー
5 オイルパン
6 シリンダ
7 クランク軸
8 吸気ポート
9 排気ポート
10 吸気カム軸
11 排気カム軸
12 チェーンケース
13 ウォータポンプ
14 オルタネータ
15 駆動プーリ
16,17 従動プーリ
18 駆動ベルト
19 吸気マニホールド
20 サージタンク
21 吸気管
21a 吸気負圧取出口
22 吸気管フランジ
23 スロットルボディ
24 エアクリーナ
25 吸気ダクト
26 インジェクタ
27 デリバリパイプ
27a デリバリパイプの底面
28 燃料供給管
29 燃料戻し管
30 プレッシャレギュレータ
30a 吸気負圧導入部
31 燃料戻し管
32 負圧管
33 プラグ
50 マウントメンバ
51 サイドメンバ
52 マウントゴム
S 空間

Claims (4)

  1. クランク軸を車体後方に向かって下方に傾斜させて車体前後方向に配するとともに、複数の気筒を鉛直線に対して傾斜させた状態で車両の床下に搭載され、略水平に延びる複数の吸気管を備えた吸気マニホールドを上部に配設して成るエンジンに燃料を供給する装置であって、各気筒に設けられたインジェクタに燃料を供給するためのデリバリパイプを前記吸気管の下流端の上方に前記クランク軸と略平行に配設するとともに、該デリバリパイプに燃料供給管と燃料戻し管を接続し、前記燃料戻し管の途中にプレッシャレギュレータを設けて成る車両用エンジンの燃料供給装置において、
    前記デリバリパイプの車体前後方向の前端部に前記燃料戻し管を、後端部に前記燃料供給管をそれぞれ接続し、前記燃料戻し管を前記吸気マニホールドの隣接する吸気管によって挟まれる空間を通過するよう配管するとともに、前記空間内に前記プレッシャレギュレータを吸気負圧導入部が上部に位置する状態で配設し、前記吸気マニホールドの前記吸気負圧導入部よりも低い位置に吸気負圧取出口を設け、該吸気負圧取出口と前記吸気負圧導入部とを負圧管によって接続したことを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
  2. 前記デリバリパイプの横断面を扁平な矩形断面とし、該デリバリパイプをその底面が前記吸気マニホールドに向かって斜め上方に傾斜するよう配置するとともに、前記燃料戻し管を前記デリバリパイプの底面の吸気マニホールド側の位置に接続したことを特徴とする請求項1記載の車両用エンジンの燃料供給装置。
  3. 前記燃料戻し管の上流端部を前記デリバリパイプ内の底面から上方へ突出させたことを特徴とする請求項2記載の車両用エンジンの燃料供給装置。
  4. 前記エンジンはDOHCエンジンであり、前記デリバリパイプの長手方向端部にチェーンケースを近接して配置ことを特徴とする請求項1記載の車両用エンジンの燃料供給装置。
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