JP2008088881A - エンジンルーム内に収容される内燃機関および該内燃機関を備える船外機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンカバーCにより形成されるエンジンルーム15内に収容される内燃機関の吸気通路Pは、吸気入口Piから吸気出口Peまでエンジンルーム15内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、第1下降通路62、反転通路63、上昇通路64および第2下降通路67cを有する。吸気入口Piから流入した燃焼用空気は、第1下降通路62で下方に向かい、次いで反転通路63で下方から上方に反転し、次いで上昇通路64で上方に向かって流れて最高位置の吸気出口Peよりも上方まで達し、次いで第2下降通路67cで下方に向かって流れた後に、吸気出口Peから燃焼室30に向かって流出する。
【選択図】図2
Description
また、内燃機関が収容されるエンジンルーム内で吸気通路の吸気入口が開口していると、内燃機関の発熱により加熱されたエンジンルーム内の空気が吸気入口から流入することがあるため、内燃機関の充填効率が低下する。そこで、充填効率を向上させるために、エンジンルームの外部の近傍に吸気入口を開口させたものが知られている(例えば、特許文献3参照)。
また、充填効率を向上させるために吸気通路の吸気入口が外気取入空間の近傍に開口する場合、吸気入口がエンジンルーム内で開口している場合に比べて吸気通路に水が侵入しやすくなるので、水分離効果を高める必要がある。
さらに、吸気通路の吸気入口がエンジンルームに連通していると、吸気脈動によりエンジンルーム内の空気圧が変動し、その変動する空気圧がエンジンカバーを振動させて、騒音が発生することがある。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関において、前記吸気入口は、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通しているものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の内燃機関において、前記吸気装置のスロットル弁は、前記吸気通路において、前記上昇通路よりも下流、かつ前記第2下降通路よりも上流に配置されるものである。
請求項4記載の発明は、請求項1または2記載の内燃機関において、前記吸気通路において、前記第1下降通路の流入部または前記流入部に上流で連なる流入側通路部分と、前記上昇通路の流出部または前記流出部に下流で連なる流出側通路部分とが、平面視で、前記吸気装置のスロットル弁を挟んで配置されるものである。
請求項5記載の発明は、燃焼用空気を燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置を備える内燃機関と、前記内燃機関が収容されるエンジンルームを形成するエンジンカバーとを備える船外機において、吸気入口から吸気出口まで前記エンジンルーム内で途切れない連続した通路である前記吸気通路は、第1下降通路と反転通路と上昇通路とから構成される水分離部と、第2下降通路とを有し、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通している前記吸気入口から流入した燃焼用空気は、前記第1下降通路で下方に向かい、次いで前記反転通路で下方から上方に反転し、次いで前記上昇通路で上方に向かって流れて最高位置の前記吸気出口よりも上方まで達し、次いで前記第2下降通路で下方に向かって流れた後に、前記吸気出口から前記燃焼室に向かって流出し、前記吸気通路において、前記水分離部よりも上流には消音室が配置され、前記水分離部よりも下流には前記吸気装置のスロットル弁が配置される船外機である。
請求項2記載の事項によれば、吸気通路の吸気入口からエンジンルーム内の加熱された空気が流入することがないので、燃焼用空気の温度上昇が抑制されて、充填効率が向上し、しかも吸気脈動によるエンジンルーム内の空気圧の変動がないので、吸気脈動に起因するエンジンカバーからの騒音が防止される。
請求項3記載の事項によれば、反転通路および上昇通路において水が分離された燃焼用空気がスロットル弁により流量制御されるので、スロットル弁に水が付着することが防止される。
請求項4記載の事項によれば、流入部または流入側通路部分と流出部または流出側通路部分との間に形成されるスペースを利用してスロットル弁が配置されるので、スロットル弁と吸気通路とのコンパクトな配置が可能になる。さらに、前記スペースを利用することにより、スロットル弁を挟む方向で第1下降通路の幅を大きくして、その通路面積を拡大することができるので、第1下降通路における流速を減少させて水の分離効果を高めることができ、さらに第1下降通路に膨張による消音室の機能を持たせることができて、吸気騒音の低減に寄与する。
請求項5記載の発明によれば、水分離部,第2下降通路および吸気入口の配置により、請求項1,2記載の発明の効果が奏されるほか、消音器およびスロットル弁が水分離部の上流および下流にそれぞれ配置されることにより、消音器による吸気騒音が低減およびスロットル弁への水の付着防止に優れた船外機が得られる。
図1,図2を参照すると、本発明が適用された機械である船舶推進機としての船外機Sは、動力装置としての推進機本体と、該推進機本体を船体24に取り付けるための取付装置23とを備える。前記推進機本体は、内燃機関Eおよび該内燃機関Eにより駆動されて推力を発生する推進ユニットのほかに、発電機としての交流発電機G、ケース10〜12およびエンジンカバーCを備える。
そして、上カバー14が下カバー13に取り付けられる際は、上カバー14に固定された第2係合部16cが案内孔16bに挿入されることにより、可動部16eが案内孔16bに沿って案内された後、上カバー14が下カバー13に対して設定された取付位置に位置決めされて、下カバー13に結合される。シール部材17により密封される下カバー13と上カバー14との上下方向での隙間は、ナット16gを回動して軸部16d1と可動部16eとの相対位置を変更することにより調整可能である。
動弁装置32は、伝動機構33介して伝達されるクランク軸7の動力により回転駆動されるカム軸32aと、カム軸32aに設けられた吸気カム32bおよび排気カム32cと、1対のロッカアーム軸32dに揺動可能に支持される吸気ロッカアーム32eおよび排気ロッカアームとを備える。そして、吸気カム32bおよび排気カム32cが、吸気ロッカアーム32eおよび前記排気ロッカアームを介して前記吸気弁および前記排気弁を開閉駆動する。
そして、クランク軸7により伝動機構34を介して回転駆動される回転軸81は、クランク軸7に対して、回転中心線Leと回転軸81の回転中心線Lgとの間の距離により規定される所定の軸間距離dを置いて配置される。
このため、エンジンルーム15内には、換気用空気が内燃機関Eに吸入される燃焼用空気から分離された状態で流入する。
流入部61aは吸気入口Piを有し、該吸気入口Piは、エンジンルーム15内に連通することなく、エンジンルーム15の外部である第1空間42aに直接連通している。図6,図7を参照すると、第1空間42aから流入した燃焼用空気が下方に向かって流れる入口ダクト54と、上カバー14に一体に設けられて入口ダクト54に挿入される挿入部14bとが、入口ダクト54における燃焼用空気の流れ方向Fで互いに重なる重合部Wには、エンジンルーム15と第1空間42aとの間を気密に密封する円環状のシール部材55が設けられる。そして、入口ダクト54は、挿入部14bを貫通して上方に延びて第1空間42a内に達する。
シール部材55は、入口ダクト54が挿入される円形状の開口を形成する挿入部14bに嵌合して気密に保持される基部55aと、基部55aから入口ダクト54に向かって延びてその外周面に気密に接触する可撓部55bとを有する。可撓部55bは、前記流れ方向Fに直列に配列される複数の、この実施形態では3つの円環状の可撓性のリップにより構成される。
図2を併せて参照すると、上カバー14は、重合部Wが形成される前に、取付部16により下カバー13に対して案内され、上カバー14が前記取付位置まで移動する過程で、挿入部14bが入口ダクト54に挿入されて重合部Wが形成される。具体的には、機関本体Eaに固定された状態にある下カバー13に上カバー14が取り付けられる際、取付部16により下カバー13に対して上カバー14が案内されることで、シリンダブロック1に取り付けられた吸気装置Nの入口ダクト54に対して、上カバー14に設けられた挿入部14bが、上下方向(または挿入方向)に平行な直線上に位置して、挿入部14b(したがって上カバー14)が上下方向に平行に移動することで重合部Wが形成可能な位置に位置決めされる。そして、上カバー14が取付部16により案内された状態で前記取付位置まで移動させられる過程で、重合部Wが形成されて、シール部材55が重合部Wにおいて入口ダクト54および挿入部14bに気密に接触するシール構造が形成される。
機関本体Eaの後方に配置される上昇通路64は、機関本体Eaの上方において上下方向で流入部62aとほぼ同じ位置にある流出部64bと、流出部64bよりも通路面積が大きいと共に上下方向に平行に延びる上昇部64cとを有する。
上昇通路64と下降通路62とは、左右方向に直交すると共にクランク軸7の回転中心線Leを含む平面である船外機Sの中心平面に対してほぼ面対称となるように配置される。
また、流出部65bの上流側には、逆火が発生したときに消炎機能を果たす金網からなるフレームアレスタ57が配置される。
各分岐部67bは、その下流端である吸気出口Peを有する。マニホルド通路67において、各分配室67cの燃焼用空気は、各分岐部67bを流通して吸気ポート31に流出し、各燃焼室30に導かれる。なお、図5では、説明の便宜上、マニホルド通路67が破線で、吸気ポート31および燃焼室30が一点鎖線で示されている。そして、上昇通路64は、これら吸気出口Peのうちで、最高位置の吸気出口Pe1よりも上方まで達している。
図2,図3,図6〜図8を参照すると、排風案内装置90は、排出口47を囲むと共に排風を流入口83から流入しにくい所定位置まで導く排風通路95を形成する排風ダクト91と、上ケース50bから下方に延びて設けられて吸気消音器50内を貫通する排風ダクト91を第2消音室65から離隔させる隔壁92とを備える。この所定位置は、排風ダクト91がない場合比べて流入口83から排風が流入口83に流入することが抑制または防止される位置であり、この実施形態では、エンジンルーム15の外部としての空気排出空間43であり、排風通路95の出口95bは空気排出空間43内に開口する。このため、排風通路95と第2消音室65との間には、隔壁92および上ケース50bにより形成される断熱空間としての収容室96が形成され、排風ダクト91が収容室96に収容される。このため、排風通路95と第2消音室65との間に収容室96が設けられるので、排風の熱が第2消音室65内の燃焼用空気を加熱することが抑制される。
このように、交流発電機Gは、燃焼用空気とは分離された状態でエンジンルーム15内に流入した換気用空気を、エンジンルーム15の外部に排出する排気ファンを構成する。
船外機Sに備えられる内燃機関Eの吸気通路Pは、吸気入口Piから吸気出口Peまでエンジンルーム15内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、下降通路62、反転通路63、上昇通路64および分配室67cを有し、吸気入口Piから流入した燃焼用空気は、下降通路62で下方に向かい、次いで反転通路63で下方から上方に反転し、次いで上昇通路64で上方に向かって流れて最高位置の吸気出口Pe1よりも上方まで達し、次いで分配室67cで下方に向かって流れた後に、吸気出口Peから燃焼室30に向かって流出することにより、吸気通路Pの吸気入口Piから流入した燃焼用空気に水が混入しているとき、水は反転通路63において遠心力により燃焼用空気から分離される。しかも、反転通路63を通った燃焼用空気は、上昇通路64を通って最も高い位置にある吸気出口Pe1の位置よりも上方に達した後に、分配室67cを再度下方に向かって流れて吸気出口Peから燃焼室30に向かって流出するので、燃焼用空気が下方から上方に反転した後の上昇通路の途中において吸気出口から流出する場合に比べて、上昇通路64において水の分離が一層確実に行われて、水侵入防止効果が向上する。そして、吸気出口Peが複数ある場合にも、吸気出口Peの位置による影響を殆ど受けることなく、すべての燃焼室30に対して良好な水侵入防止効果が得られる。
前記水分離部よりも上流および下流に、それぞれ第1消音室61および第2消音室65が配置されることにより、吸気消音器による吸気騒音が低減に優れた船外機Sが得られる。
エンジンルーム15内には、換気用空気が燃焼用空気から分離された状態で流入し、交流発電機Gは換気用空気をエンジンルーム15の外部に排出する排気ファンを構成することにより、交流発電機Gがエンジンルーム15内の換気用空気を排出する排出ファンを兼ねるので、換気専用の排出ファンが不要になるため、部品点数を増やすことなく、エンジンルーム15内の換気効率を向上させることができて、エンジンルーム15内の内燃機関Eをはじめとする装置や部材の冷却性が向上する。しかも、エンジンルーム15内には換気用空気が燃焼用空気から分離した状態で導入されるので、換気を促進したとしても吸気装置Nにより吸入される燃焼用空気の流量が影響を受けることはない。
入口ダクトは、挿入部を貫通していなくてもよく、また挿入部が筒状に形成される場合には、該挿入部の外周に挿入されてもよい。この場合、シール部材は、入口ダクトの内周と挿入部の外周との間に配置される。
シール部材55は入口ダクト54および挿入部14bの少なくとも一方に設けられていればよい。
内燃機関は、直列多気筒内燃機関または単気筒内燃機関であってもよい。単気筒内燃機関の吸気通路が1つの吸気出口のみを有する場合、該吸気出口が最高位置の吸気出口となる。
内燃機関は、船外機以外の機械、例えば車両や作業機に備えられるものであってもよい。
S…船外機、E…内燃機関、Ea…機関本体、G…交流発電機、C…エンジンカバー、N…吸気装置、P…吸気通路、Pi…吸気入口、Pe…吸気出口、Ai…外気取入装置、Ae…空気排出装置。
Claims (5)
- エンジンカバーにより形成されるエンジンルーム内に収容される内燃機関であって、燃焼用空気を燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置を備える内燃機関において、
前記吸気通路は、吸気入口から吸気出口まで前記エンジンルーム内で途切れない連続した通路であり、上流から下流に向かって、第1下降通路、反転通路、上昇通路および第2下降通路を有し、前記吸気入口から流入した燃焼用空気は、前記第1下降通路で下方に向かい、次いで前記反転通路で下方から上方に反転し、次いで前記上昇通路で上方に向かって流れて最高位置の前記吸気出口よりも上方まで達し、次いで前記第2下降通路で下方に向かって流れた後に、前記吸気出口から前記燃焼室に向かって流出することを特徴とする内燃機関。 - 前記吸気入口は、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通していることを特徴とする請求項1記載の内燃機関。
- 前記吸気装置のスロットル弁は、前記吸気通路において、前記上昇通路よりも下流、かつ前記第2下降通路よりも上流に配置されることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関。
- 前記吸気通路において、前記第1下降通路の流入部または前記流入部に上流で連なる流入側通路部分と、前記上昇通路の流出部または前記流出部に下流で連なる流出側通路部分とが、平面視で、前記吸気装置のスロットル弁を挟んで配置されることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関。
- 燃焼用空気を燃焼室に導く吸気通路を形成する吸気装置を備える内燃機関と、前記内燃機関が収容されるエンジンルームを形成するエンジンカバーとを備える船外機において、
吸気入口から吸気出口まで前記エンジンルーム内で途切れない連続した通路である前記吸気通路は、第1下降通路と反転通路と上昇通路とから構成される水分離部と、第2下降通路とを有し、前記エンジンルームに連通することなく、前記エンジンルームの外部に直接連通している前記吸気入口から流入した燃焼用空気は、前記第1下降通路で下方に向かい、次いで前記反転通路で下方から上方に反転し、次いで前記上昇通路で上方に向かって流れて最高位置の前記吸気出口よりも上方まで達し、次いで前記第2下降通路で下方に向かって流れた後に、前記吸気出口から前記燃焼室に向かって流出し、前記吸気通路において、前記水分離部よりも上流には消音室が配置され、前記水分離部よりも下流には前記吸気装置のスロットル弁が配置されることを特徴とする船外機。
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