JP2017014961A - 燃料噴射エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスや長期間の非稼動時において、燃料の劣化による不都合を防止すべくレールから燃料を抜くドレイン作業が簡素化され、楽に行えるように改善された燃料噴射エンジンを提供する。
【解決手段】複数気筒の各気筒毎に噴射作用する燃料噴射装置２３と、複数の燃料噴射装置２３に加圧された燃料を供給するためのレール２２と、レール２２に加圧された燃料を供給する燃料圧送手段１２とを有する燃料噴射エンジンにおいて、レール２２の長手方向の一端部２２ａに、燃料圧送手段１２に連通される燃料入口２４が形成されるとともに、レール２２は、その長手方向の他端部２２ｂが一端部２２ａよりも高さ位置が高くなる状態の傾斜姿勢に設定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、農用や汎用、或いは走行車両の原動機としてのガソリンエンジンなどに採用される燃料噴射エンジンに関するものである。

この種の燃料噴射エンジン、即ち、複数気筒の各気筒毎に噴射作用する燃料噴射装置と、複数の燃料噴射装置に加圧された燃料を供給するためのレールと、レールに加圧された燃料を供給する燃料圧送手段とを有する燃料噴射エンジンとしては、特許文献１において開示されるものが知られている。

このような燃料噴射エンジンにおいては、従来、メンテナンス時などにおける燃料のドレイン作業に手間が掛かる傾向にあった。

例えば、田植機などにおいては未使用時には倉庫などに長期間保管しておくことになるため、燃料の劣化による不都合を防止すべく、燃料供給ポンプとレールとを繋ぐホースを外すなどして燃料を抜くドレイン作業が行われる。エンジンの修理やメンテナンス時でも、同様の作業が行われることがある。

従来の燃料噴射エンジンにおいて、前記のドレイン作業を行うには、まず、レールと燃料圧送ポンプとを繋ぐホースを該ポンプから外すとともに、レールと複数の燃料噴射装置との連結を解除し、それからレールを傾けてレール内に残っている燃料をホースから排出させる、という数多くの手順を踏む面倒な作業となっていた。

加えて、燃料を排出したら、ホースをポンプに連結し直す他、各燃料噴射装置をレールに再装着させる作業も必要であり、面倒さが増すものであった。

特開２００９−１３８６３４号公報

本発明の目的は、上述したドレイン作業が簡素化され、楽に行えるように改善された燃料噴射エンジンを提供する点にある。

請求項１に係る発明は、複数気筒の各気筒毎に噴射作用する燃料噴射装置２３と、複数の前記燃料噴射装置２３に加圧された燃料を供給するためのレール２２と、前記レール２２に加圧された燃料を供給する燃料圧送手段１２とを有する燃料噴射エンジンにおいて、
前記レール２２の長手方向の一端部２２ａに、前記燃料圧送手段１２に連通される燃料入口２４が形成されるとともに、前記レール２２は、その長手方向の他端部２２ｂが前記一端部２２ａよりも高さ位置が高くなる状態の傾斜姿勢に設定されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の燃料噴射エンジンにおいて、
前記レール２２は、前記燃料入口２４を有して加圧燃料が蓄圧される筒状本体２２Ａと、前記筒状本体２２Ａをエンジン側方に設けられる取付部２５にボルト止めするために前記筒状本体２２Ａの長手方向に間隔を空けて設けられる複数の取付ステー２６，２６とからなり、
前記複数の取付ステー２６，２６におけるボルト挿通孔２７，２７の前記筒状本体２２Ａに対する高さ方向位置を互いに異ならせることにより、前記レール２２が前記傾斜姿勢に設定されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の燃料噴射エンジンにおいて、
冷却ファン１による冷却風の流れ方向で前記レール２２の下流側にエンジン補機７が配置されており、傾斜姿勢に設定される前記レール２２が、前記冷却ファン１による冷却風を前記エンジン補機７に導くガイドに構成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、レールは、その長手方向の他端部が燃料入口のある一端部よりも高さ位置が高くなる状態の傾斜姿勢に設定されているから、レール内にある燃料は常に燃料入口に向かって流れようとする状態になっている。
従って、メンテナンスや長期保管などにより、燃料を抜いておく場合には、燃料入口と燃料圧送手段との連通を解除しさえすれば、レールの傾斜姿勢により燃料入口からレール内の燃料を重力によって自然にドレインさせることができる。
その結果、レールを有する燃料系のドレイン作業がコスト増なく簡素化され、しかも楽に行えるように改善された燃料噴射エンジンを提供することができる。

請求項２の発明によれば、レールにおいて、複数のボルト挿通孔の取付ステーに対する位置を少しずつ変更するだけの簡単でコスト増もない合理的な手段により、ドレイン作業の簡略化及び合理化が可能となるレールの傾斜姿勢が構成できる利点が追加される。

請求項３の発明によれば、傾斜姿勢に設定されているレールにより、冷却ファンの風がレールによってガイドされ、冷却風の流れ方向でレールの下流側にあるエンジン補機に、レールが水平姿勢の従来構成に比べて、冷却風を多く流れるようにすることができる。
従って、エンジンの熱伝道や輻射熱を受けるエンジン補機の冷却作用が促進される、という利点が追加される。

火花点火式エンジン（ガソリンエンジン）の平面図 図１のエンジンの上部背面図 図１のエンジンを左側から見た上部側面図 図１のエンジンを右側から見た上部側面図 図１のエンジンを左斜め上から見た斜視図 図１のエンジンを左斜め下から見た斜視図 図４におけるレール部分を示す拡大図 レール単品の側面図

以下に、本発明による燃料噴射エンジンの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。この実施形態では、水冷式の直列３気筒デュアル燃料エンジンについて説明する。

図５、図６に示すように、シリンダブロック１７の上部にシリンダヘッド３が組み付けられ、シリンダブロック１７の下部にオイルパン１８が組み付けられている。シリンダブロック１７の下部にクランクケース１９が形成され、上部にシリンダ（図示省略）とその周囲を囲むシリンダジャケット（図示省略）が形成され、シリンダブロック１７の前部には水ポンプ２０が取り付けられている。

図１〜図４に示すように、エンジン前部（クランク軸心の一端側）にエンジンやラジエータ（図示省略）に対する冷却ファン１が配置され、エンジン後部（クランク軸心の他端側）にフライホイール２が配置され、シリンダヘッド３の上側にシリンダヘッドカバー４が取り付けられている。シリンダヘッド３の横一側壁３ａに吸気マニホルド５が取り付けられ、シリンダヘッド３の横他側壁３ｂに排気マニホルド６が取り付けられている。

図１〜３に示すように、このエンジンは、スロットルボディ７と、ガスミキサ８と、ガスレギュレータ９と、ガス中継管１０とを備えている。
図１，４に示すように、吸気マニホルド５のコレクタ部１１は、シリンダヘッドカバー４の横一側で、前後方向に架設され、スロットルボディ７は、吸気マニホルド５のコレクタ部１１の後部に取り付けられ、ガスミキサ８は、フライホイール２の上方で、スロットルボディ７の後部に取り付けられている。

図１，３に示すように、ガスレギュレータ９は、フライホイール２の上方で、排気マニホルド６側に配置されるとともに、シリンダヘッド３に取り付けられている。図１，２に示すように、ガス中継管１０は、シリンダヘッドカバー４の後側で、ガスレギュレータ９とガスミキサ８との間に横向きに架設されているエンジンである。

スロットルボディ７は、電子制御スロットルを備えている。ガスレギュレータ９では、ガス燃料の気化や圧力調節が行われる。ガス燃料にはＬＰＧ(液化石油ガス)が用いられている。図１〜６に示すように、ガスミキサ８とガスレギュレータ９にはエンジン冷却水循環パイプ２１を介してエンジン冷却水が循環し、エンジン冷却水の熱でガス燃料の気化の促進が図られている。ガス燃料には、ＣＮＧ(圧縮天然ガス)やその他のガス燃料を用いてもよい。ガスミキサ８ではガス燃料と空気を混合させる。

さて、この燃料噴射エンジンでは、図１，２，４，７に示すように、吸気マニホルド５に沿ってレール（デリバリパイプ）２２が架設され、このレール２２から燃料噴射装置であるインジェクタ２３を介して各気筒に液体燃料が供給されるように構成されている。
液体燃料にはガソリンが用いられている。ガス燃料と液体燃料の燃料供給の切り替えは、切り替え操作手段（図示省略）で行われている。
切り替え操作手段には、エンジン搭載機械のダッシュボードに設けた切り替え操作ボタンや切り替え操作レバーが用いられる。エンジン搭載機械としては、フォークリフト、乗用芝刈り機、田植え機、バックホー等の農用機械、産業機械がある。

図１〜３，６に示すように、ガスレギュレータ９は、排気マニホルド６の後方斜め上に配置され、金属ステー１３を介してシリンダヘッド３の後側壁３ｃに取り付けられている。
図３，５，６に示すように、金属ステー１３からエンジン吊り下げ用係止板１５が導出され、このエンジン吊り下げ用係止板１５が、排気マニホルド６の上方に配置されている。

図１〜６に示すように、ガスレギュレータ９は、ガス遮断弁１４を備え、図１，３，６に示すように、ガス遮断弁１４は、排気マニホルド６の上方で、ガスレギュレータ９の前側の燃料入口９ａに取り付けられ、図３に示すように、ガスレギュレータ９は、前上り傾斜状に傾けられている。

図３，５，６に示すように、前記金属ステー１３に補強ステー１６が取り付けられ、補強ステー１６にガス遮断弁１４が接続され、ガスレギュレータ９によるガス遮断弁１４の支持が補強ステー１６で補強されている。図５，６に示すように、この補強ステー１６でガス遮断弁１４が下方から覆われている。

図２，３，６に示すように、金属ステー１３は、シリンダヘッド３の後側壁３ｃに沿う基部１３ａと、基部１３ａの上端縁から後方斜め下向きに折り曲げられた中間部１３ｂと中間部１３ｂの後端縁から後方斜め上向きに折り曲げられた先端部１３ｃを備え、先端部１３ｃの前面にガスレギュレータ９の後面が取り付けられている。
図３，６に示すように、エンジン吊り下げ用係止板１５は、金属ステー１３の中間部１３ｂの前縁から前方斜め上に導出され、その導出端部にはフック係止穴１５ａが設けられている。

図３，５，６に示すように、補強ステー１６は、金属ステー１３の中間部１３ｂの上面に沿って取り付けられた基部１６ａと基部１６ａの前端縁から上向きに折り曲げられた中間部１６ｂと中間部１６ｂから前方斜め上に折り曲げられた先端部１６ｃを備え、先端部１６ｃの上面にガス遮断弁１４の下面が接続されている。

次に、レールの装着構造について説明する。複数気筒の各気筒毎に噴射作用するインジェクタ２３と、複数のインジェクタ２３に加圧された燃料を供給するためのレール２２と、レール２２に加圧された燃料を供給する燃料圧送手段である燃料ポンプ１２とを有する燃料噴射エンジンである。
図１，４，７に示すように、レール２２は、正面から見てエンジンの左側において、冷却ファン１と同様な高さ位置に配置されている。そして、レール２２の前端部（「長手方向の一端部」の一例）２２ａに、燃料ポンプ１２に連通される燃料入口である取込パイプ２４が形成されるとともに、レール２２は、その後端部（「長手方向の他端部」の一例）２２ｂが前端部２２ａよりも高さ位置が高くなる状態の傾斜姿勢に設定されている。

レール２２は、図４，７，８に示すように、取込パイプ２４を有して加圧燃料が蓄圧される筒状本体２２Ａと、筒状本体２２Ａをエンジン側方に設けられる取付部２５にボルト止めするために筒状本体２２Ａの長手方向に間隔を空けて設けられる一対（複数の一例）の取付ステー２６，２６とからなり、一対の取付ステー２６，２６におけるボルト挿通孔２７の筒状本体２２Ａに対する高さ方向位置を互いに異ならせることにより、レール２２が傾斜姿勢に設定されている。なお、図４，７においては、従来の水平な姿勢のレール２２を仮想線で描いてある。

一対の取付ステー２６における従来のボルト挿通孔、即ち、従来の孔２７’は、図８に仮想線で示すように、筒状本体２２Ａに対して互いに同じ高さ位置にあり、従って、吸気マニホルド５の一部として形成されている一対の取付部２５，２５にボルト止めした状態では水平な姿勢になっていた。
本発明では、前側の取付ステー２６のボルト挿通孔２７の位置を、従来の孔２７’に対して筒状本体２２Ａから距離ｄ遠ざかる位置に設けるとともに、後側の取付ステー２６のボルト挿通孔２７の位置を、従来の孔２７’に対して筒状本体２２Ａに距離ｄ近づく位置に設けてある。

従って、図８に示すレール２２を、その一対の取付ステー２６，２６を用いてボルト２８により取付部２５，２５に螺着すると、図４、や図７に示すように、レール２２は、取込パイプ２４のある前端部２２ａが後端部２２ｂよりも低くなる状態で、水平線に対して角度θ傾いた傾斜姿勢に設定されるように構成されている。つまり、レール２２において、従来の孔２７’，２７’に対して位置を少しずらしたボルト挿通孔２７，２７に変更するだけで、ドレイン作業の簡略化及び合理化が可能となるレール２２の傾斜配置が実現できる、という優れものである。

故に、長期保管やメンテナンスなどによって燃料を抜いておく場合には、取込パイプ２４を燃料ポンプ１２又はその供給管１２Ａから外せば、筒状本体２２Ａの角度θの傾斜により、重力によってレール２２から自然に燃料がドレインされる、という便利さ及び作業の楽さがある。θは、例えば、３〜７°などの角度に設定される。

また、図４に示すように、冷却ファン１による冷却風の流れ方向でレール２２の下流側にエンジン補機７が配置されており、傾斜配置されるレール２２が、冷却ファン１による冷却風をエンジン補機７に導くガイドに構成されている。
即ち、後側が少し高くなる傾斜の付けられたレール２２により、冷却ファン１の風がレール２２の傾斜上面２２ｒによってガイドされ、レール２２より後方でやや高い位置に配置されているスロットルボディ（エンジン補機の一例）７やガスミキサ（エンジン補機の一例）８に導かれ作用が強化されるようになる。
その結果、エンジンの熱伝道や輻射熱を受けるこれらスロットルボディ７やガスミキサ８の冷却作用が促進される、という利点がある。

〔別実施例〕
レール２２の燃料入口２４は、レール２２に対してフライホイール側に設けられている構成でも良い。また、取付ステー２６は３つ以上あっても良い。

１ 冷却ファン
７ エンジン補機
１２ 燃料圧送手段
２２ レール
２２Ａ 筒状本体
２２ａ 長手方向の一端部
２２ｂ 長手方向の他端部
２３ 燃料噴射装置
２４ 燃料入口
２５ 取付部
２６ 取付ステー
２７ ボルト挿通孔

Claims (3)

1. 複数気筒の各気筒毎に噴射作用する燃料噴射装置と、複数の前記燃料噴射装置に加圧された燃料を供給するためのレールと、前記レールに加圧された燃料を供給する燃料圧送手段とを有する燃料噴射エンジンであって、
   前記レールの長手方向の一端部に、前記燃料圧送手段に連通される燃料入口が形成されるとともに、前記レールは、その長手方向の他端部が前記一端部よりも高さ位置が高くなる状態の傾斜姿勢に設定されている燃料噴射エンジン。
2. 前記レールは、前記入口を有して加圧燃料が蓄圧される筒状本体と、前記筒状本体をエンジン側方に設けられる取付部にボルト止めするために前記筒状本体の長手方向に間隔を空けて設けられる複数の取付ステーとからなり、
   前記複数の取付ステーにおけるボルト挿通孔の前記筒状本体に対する高さ方向位置を互いに異ならせることにより、前記レールが前記傾斜姿勢に設定されている請求項１に記載の燃料噴射エンジン。
3. 冷却ファンによる冷却風の流れ方向で前記レールの下流側にエンジン補機が配置されており、傾斜姿勢に設定される前記レールが、前記冷却ファンによる冷却風を前記エンジン補機に導くガイドに構成されている請求項１又は２に記載の燃料噴射エンジン。

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