JP2008101593A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】燃料を潤滑油として利用するエンジンであって、燃料噴射ポンプの配置に特徴を有するエンジンを提供することを課題とする。
【解決手段】燃料を潤滑油として利用するエンジンのシリンダヘッド１９に燃料噴射ポンプ２０を装着した。燃料噴射ポンプ２０はエンジンの排気カムシャフト２６によって駆動されるプランジャ２２を有しており、プランジャ２２が往復動することで、燃料を加圧、圧送する。このような構成は、燃料噴射ポンプ２０専用の駆動機構を設けることが不要であって、エンジン全体を小型化できる。また、燃料を潤滑油として利用するので、シリンダヘッド１９と加圧シリンダ２１との燃料リーク防止機構を設けることが不要となり、エンジン内の構成を簡素化することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、軽油などの燃料を潤滑油として利用するエンジンに関し、特に燃料ポンプの配置に特徴を有するエンジンに関する。

従来、燃料である軽油を潤滑油として利用する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油としても用いられ、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。

実開昭６０−１９４１１２号公報

このような燃料を潤滑油として利用するエンジンにおいても、通常のエンジンと同様に、燃料噴射ポンプが備えられているが、前記特許文献１では燃料噴射用のポンプの配置に関して具体的な内容について言及されていない。

そこで、本発明では、燃料を潤滑油として利用するエンジンであって、燃料噴射ポンプの配置に特徴を有するエンジンを提供することを課題とする。

かかる課題を解決するための本発明のエンジンは、燃料を潤滑油として利用するエンジンであって、当該エンジンの吸気弁又は排気弁の開閉機構によって駆動されるプランジャを有する燃料噴射ポンプを、当該エンジンのシリンダヘッドに装着したことを特徴とする（請求項１）。このような構成とすれば、燃料噴射ポンプ専用の駆動機構を設ける必要がない。そのため、エンジン全体をコンパクトに構成することができる。ここで前記エンジンの吸気弁又は排気弁の開閉機構には、例えば、オーバヘッドバルブ方式のバルブ開閉機構やオーバヘッドカム方式のバルブ開閉機構等、クランクシャフトの回転をタイミングベルト等で伝達してカムシャフトを回転させ、バルブを開閉する従来周知の種々の機構が含まれる。

また、このようなエンジンでは、前記プランジャが往復動する加圧シリンダの開口端部を、当該エンジンのシリンダヘッド内に配置することができる（請求項２）。本発明のエンジンは、燃料を潤滑油として利用するので、加圧シリンダからリークする燃料はエンジン内各部の潤滑油として機能させることができる。そのため、燃料と潤滑油の混合防止を考慮する必要がない。よって、加圧シリンダからリークする燃料と潤滑油の混合を防ぐためのリーク防止手段を設ける必要がなく、エンジン内の構成を簡素化することができる。

本発明では、燃料噴射ポンプのプランジャが、エンジンの吸排気弁の開閉機構によって駆動されるため、燃料噴射ポンプ専用の駆動機構を設ける必要がなく、エンジン全体をコンパクトに構成することができる。

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１の軽油等の燃料を潤滑油として利用する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。図２は図１中の燃料噴出ポンプ２０を拡大して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、電動供給ポンプ６が配設されており、この電動供給ポンプ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。

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、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潤滑系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。

さらに、エンジン１には、蓄圧室５０へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路１２が備えられている。この噴射系燃料供給経路１２には、フィルタ１３、フィードポンプ１４、燃料噴射ポンプ２０が配設されている。フィードポンプ１４は、オイルパン３から燃料噴射ポンプ２０へ燃料を供給する低圧ポンプである。燃料噴射ポンプ２０はフィードポンプ１4から供給を受けた燃料を蓄圧室５０へ向けて、加圧、圧送する高圧ポンプである。

また、このような燃料噴射ポンプ２０は、エンジン１のシリンダヘッド１９に装着されている。図２で示すように、燃料噴出ポンプ２０は、ポンプハウジング２５に形成される加圧シリンダ２１と、この加圧シリンダ２１内で往復動するプランジャ２２を備えている。また、加圧シリンダ２１の上端部には、加圧シリンダ２１の内周壁面及びプランジャ２２の上端面により加圧室２３が形成されている。ポンプハウジング２５には、加圧室２３と噴射系燃料供給経路１２とを連通する燃料流入口２８と燃料送出口２９が備わっている。燃料流入口２８には第１チェック弁３０が配設され、この第１チェック弁３０は加圧室２３からフィードポンプ１４側の噴射系燃料供給経路１２へ燃料が逆流することを防止している。また、燃料送出口２９には第２チェック弁３１が配設され、この第２チェック弁３１は蓄圧室５０側の噴射系燃料供給経路１２から加圧室２３へ燃料が逆流することを防止している。また、このようなポンプハウジング２５は加圧シリンダ２１の開口端３２がシリンダヘッド１９内に開口するように配置されている。

排気カムシャフト２６は、タイミングベルト（図示しない）を介して、エンジンのクランクシャフト（図示しない）と連動して回転する。この排気カムシャフト２６の回転が排気用カム（図示しない）を介して、排気バルブ（図示しない）を開閉する。本発明ではこの開閉機構を利用して、燃料噴射ポンプ２０のプランジャ２２を駆動している。このため、排気カムシャフト２６にポンプ駆動カム２７が設けられており、プランジャ２２の下端にタペット２４が設けられている。タペット２４は、ポンプハウジング２５との間に装着されたスプリング３３の付勢力によって、常時、ポンプ駆動カム２７に当接するようになている。このように燃料噴出ポンプ２０を形成することで、排気カムシャフト２６の回転運動が、ポンプ駆動カム２７を介して燃料噴射ポンプ２０のプランジャ２２に伝達され、プランジャ２２の往復動が実現される。

蓄圧室５０は、燃料噴射ポンプ２０から圧送された高圧燃料をその内部に貯蓄する室である。この蓄圧室５０に一旦貯蓄された高圧の燃料は、各インジェクタ６０に供給される。そして、各インジェクタ６０から各筒内に向けて、燃料が噴射される。

エンジン１は噴射系燃料供給路１２を通じて蓄圧室５０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１５を有している。なお、噴射系リターン燃料とは、フィードポンプ１４、燃料噴射ポンプ２０、蓄圧室５０およびインジェクタ６０の各々から戻されるリターン燃料を指す。

上記のようにエンジン１を構成すると、エンジン１の筒内へ燃料の圧送供給が達成される。以下に、燃料が圧送される際の各部の動作について説明する。燃料噴射ポンプ２０では排気カムシャフト２６の回転に伴ってポンプ駆動カム２７が回転することにより、プランジャ２２が加圧シリンダ２１内を往復動して、加圧室２３内の容積を変化させる。プランジャ２２が加圧シリンダ２１内で下降する吸入行程では、燃料流入口２８に備えられた第１チェック弁３０が開弁し、フィードポンプ１４側の噴射系燃料供給経路１２から加圧室２３に燃料が流入する。一方、燃料送出口２９に備えられた第２チェック弁３１は閉弁し、圧送した燃料の逆流を防ぐ。これに対し、プランジャ２２が加圧シリンダ２１内で上昇する圧縮行程では、第１チェック弁３０は閉弁し、燃料の逆流を防ぐ。一方、第２チェック弁３１は開弁し、加圧した燃料を蓄圧室５０へ向けて圧送する。こうして、燃料噴射ポンプの加圧室２３内で高圧に加圧された燃料は、蓄圧室５０へ圧送される。蓄圧室５０内で貯蓄された燃料は、インジェクタ６０の開弁駆動に応じて、適宜、エンジン筒内へ噴射供給される。

以上のように本実施例のエンジン１では、シリンダヘッド１９に燃料噴射ポンプ２０を装着され、燃料噴射ポンプ２０の加圧シリンダ２１内でのプランジャ２２は、エンジン１の排気カムシャフト２６によって駆動される。このようにすることで、燃料噴射ポンプ専用の駆動機構を設けることは不要であり、エンジンをコンパクトに設計することができる。また、本実施例では、燃料を潤滑油として利用するので、シリンダヘッド１９と燃料噴射ポンプ２０の加圧シリンダ２１との間に燃料のリーク防止を備えていない。そのため、多少の燃料のリークがあるが、リークした燃料は潤滑油として利用することができる。

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、さら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。

例えば、上記実施例では、ポンプ駆動カム２７は排気カムシャフト２６に設けられているが、排気カムシャフト２６に代えて、エンジン１が備える吸気カムシャフトに設けることもできる。また、シングルオーバヘッドカム方式のように、吸気バルブと排気バルブとを一本のカムシャフトで駆動する場合は、そのカムシャフトにポンプ駆動カムを設けることもできる。さらに、一本のカムシャフトに複数のポンプ駆動カムを設ける構成とすることもできる。

実施例１の概略構成を示した説明図である。 図１中の燃料ポンプを拡大して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 電動供給ポンプ
７ エンジン潤滑系
８ 潤滑系燃料供給経路
９、１３ フィルタ
１０ 潤滑ポンプ
１１ 潤滑系燃料リターン経路
１２ 噴射系燃料供給経路
１４ フィードポンプ
１５ 噴射系燃料リターン経路
１９ シリンダヘッド
２０ 燃料噴射ポンプ
２１ 加圧シリンダ
２２ プランジャ
２３ 加圧室
２４ タペット
２５ ポンプハウジング
２６ 排気カムシャフト
２７ ポンプ駆動カム
２８ 燃料流入口
２９ 燃料送出口
３０ 第１チェック弁
３１ 第２チェック弁
３２ 加圧シリンダ開口端
３３ スプリング
５０ 蓄圧室
６０ インジェクタ

Claims (2)

1. 燃料を潤滑油として利用するエンジンであって、当該エンジンの吸気弁又は排気弁の開閉機構によって駆動されるプランジャを有する燃料噴射ポンプを、当該エンジンのシリンダヘッドに装着したことを特徴とするエンジン。
2. 請求項１記載のエンジンであって、前記プランジャが往復動する加圧シリンダの開口端部を、当該エンジンのシリンダヘッド内に配置したことを特徴とするエンジン。

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