JP3614881B2

JP3614881B2 - 船外機用エンジンの吸気加熱装置

Info

Publication number: JP3614881B2
Application number: JP00128594A
Authority: JP
Inventors: 正哲高橋
Original assignee: ヤマハマリン株式会社
Priority date: 1994-01-11
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: JPH07208280A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、船外機用エンジンに関し、詳細には吸気マニホールド内の燃料の霧化を促進して燃料の滴下付着を防止でき、かつ排気ガス系の冷却性を向上できるようにした吸気加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、船舶に搭載される船外機は、推進機（スクリュ）が配設されたロアケースの上部にアッパケース，トップカウルをそれぞれ接続するとともに、該トップカウル内にエンジンを搭載し、該エンジンにより上記推進機を回転駆動するように構成されている。
【０００３】
この種の船外機用エンジンでは、排気管が排気熱により腐食したり，変形したりするのを防止するために上記排気管を冷却している。この場合、従来、冷却水ポンプで海水や湖水等を汲み上げて上記エンジンの冷却ジャケットに供給し、該冷却ジャケットを通過した冷却水を上記排気管に供給し、この排気管を冷却した冷却水を上記ロアケースから外部に排出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記船外機用エンジンでは、エンジンの冷却によって昇温した冷却水を用いて高温の排気管を冷却するようにしていることから、多量の冷却水を必要とするという問題がある。
【０００５】
また、上記船外機用エンジンでは、吸気マニホールド内を通過する混合気の燃料が該マニホールドの内壁に付着して液膜化する場合があり、このような燃料の付着を防止することが要請されている。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、必要な冷却水量を低減することができ、かつ燃料の霧化を促進して内壁への付着の問題を防止できる船外機用エンジンの吸気加熱装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、吸気マニホールドの外壁部に加熱用ジャケットを設け、該ジャケット内にエンジン冷却水を導入するようにした船外機用エンジンの吸気加熱装置であって、上記エンジン冷却水が導入されるエンジン冷却ジャケットは、少なくともシリンダブロックのシリンダボア，排気マニホールドの周囲に形成されており、上記吸気マニホールドは、上流側にキャブレタが接続され、クランク室及びブロックの側方をクランク軸と交差する方向にかつ上流側から下流側に下向きに傾斜して延びており、上記加熱用ジャケットは、上記吸気マニホールドの全周に渡って形成されており、外部の水が吸い上げられてエンジンの上記冷却ジャケットに供給され、該冷却ジャケットを通過した冷却水は、上記加熱用ジャケット内に導入され、該加熱用ジャケットから排出された冷却水は排気管を冷却しつつロアケースを通って推進機から外部に排出されることを特徴としている。この場合、冷却ジャケットとサーモスタット弁との間から冷却水を取り出し、加熱用ジャケットに供給しても良い。
【０００８】
また請求項２の発明は、エンジンの冷却ジャケットの出口にサーモスタット弁を設け、該サーモスタット弁からの排出通路を上記加熱用ジャケットに接続したことを特徴としている。
【０００９】
【作用】
本発明に係る船外機用エンジンの吸気加熱装置によれば、冷却水は、エンジンの冷却ジャケット内を通過する際にエンジンの熱を吸収して昇温し、この後、吸気マニホールドの加熱用ジャケット内を通過する際に混合気に熱を与えて降温し、最後に排気ガス冷却系に供給されて排気系を冷却する。
【００１０】
このように本発明では、上記加熱用ジャケットにて降温した冷却水を排気ガス冷却系に供給したので、冷却水量を増加することなく排気管を十分に冷却できる。なお、上述のように従来の排気管冷却では、エンジンで昇温した冷却水を排気管に直接供給するようにしていることから、排気管を十分に冷却するには冷却水量を増加する必要があり、またエンジンに導入する前の冷却水を別系統で供給する必要があり、構造が複雑となり易いという問題があった。
【００１１】
また本発明では、吸気マニホールドの加熱用ジャケットにエンジンを通過した冷却水を導入したので、加熱用ジャケット内を通過する燃料の霧化を促進でき、該燃料の内壁への付着を防止できる。
【００１２】
さらにまた請求項２の発明では、本来、外部に排出していた冷却水を利用して吸気を加熱しているので、冷却水の有効利用を図ることができる。また加熱用ジャケットには、サーモスタット弁を通過した所定温度以上の冷却水が供給されるので、燃料の霧化がより一層促進される。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図について説明する。
図１ないし図５は、本発明の一実施例による船外機用エンジンの吸気加熱装置を説明するための図であり、図１は本実施例エンジンの断面平面図、図２〜図４は本実施例エンジンの正面図，左側面図，右側面図（図１のＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ矢視図）、図５は本実施例エンジンが搭載された船外機の斜視図である。本実施例では、船外機用４サイクルエンジンに適用した場合を例にとって説明する。
【００１４】
図５において、１は船体２の船尾２ａに配設された船外機であり、これは推進機３が配設されたロアケース４の上部にアッパケース５を接続し、これの上部に本実施例の水冷式４サイクル２気筒エンジン６が収容されたカウリング７を接続して構成されている。上記船外機１は、上記船体２に固定されたクランプブラケット８に図示しないスイベルアームを介して上下方向に揺動自在に枢支されている。
【００１５】
上記アッパケース５内には垂直方向に延びる駆動シャフト９が配設されている。この駆動シャフト９の上端は上記エンジン６のクランク軸１５の下端１５ｂに接続され、また下端は上記推進機３に結合された推進軸３ａにベベルギヤを介して接続されている。
【００１６】
上記４サイクルエンジン６はこれのクランク軸１５を航走時に略垂直をなす縦置き配置した構造のもので、該エンジン６はシリンダブロック１６にシリンダヘッド１７を締結し、これにシリンダカバー１２を締結して構成されている。上記シリンダブロック１６には一対のシリンダボア１６ａが上，下に形成されている。この各シリンダボア１６ａ内にはピストン２２が挿入配置されており、該ピストン２２はコンロッド２３で上記クランク軸１５のクランクピン１５ａに連結されている。
【００１７】
また上記シリンダヘッド１７の上記各シリンダボア１６ａに臨む部分には燃焼室を構成する燃焼凹部１７ａが形成されており、該各燃焼凹部１７ａには吸気ポート１８ａ，１８ｂ，及び排気ポート１９が開口している。この各吸気ポート１８ａ，１８ｂ，及び排気ポート１９の開口には該開口を開閉する吸気弁２０，排気弁２１がそれぞれ配設されており、この各吸気弁，排気弁２０，２１は図示しないロッカアームを介してカム軸で開閉駆動されるようになっている。
【００１８】
上記シリンダブロック１６の右側部には上記各排気ポート１９に連通する排気通路１４ａが形成されており、該各排気通路１４ａは上記シリンダブロック１６の右側部に形成された排気マニホールド１４ｂで合流した後、マフラとしての排気管１３に連通している。この排気管１３はクランク軸１５と平行に延び、かつアッパケース５内に向かって開口しており、該開口から出た排気ガスはアッパケース５からロアケース４内を通って推進機３の後端から外部に排出される。
【００１９】
上記シリンダブロック１６にはクランク室の一部を構成するスカート部１６ｂが一体形成されており、該スカート部１６ｂの合面フランジ１６ｃにはクランクケース２６の合面フランジ２６ａがボルト締め固定されている。これにより形成されたクランク室Ａ内に上記クランク軸１５が収納されており、該クランク軸１５の軸方向両端部は軸受２７を介して上記両合面部分に回転自在に支持されている。
【００２０】
上記クランク軸１５の上端部には発電機２８が装着されており、該発電機２８の外周にはリングギヤ２９が固着されている。また上記クランクケース２６の外側部にはエンジン補機としてのスタータモータ３０がクランク軸１５と平行に配置固定されており、該モータ３０の出力軸３０ａの上記リングギヤ２９に臨む部分にはスタータギヤ３１が軸方向に進退可能に接続されている。このスタータギヤ３１はモータ３０が起動すると上方に移動して上記リングギヤ２９に噛合するようになっている。なお、３２はモータ３０の代わりに用いられるマニュアルスタータである（図１参照）。
【００２１】
上記クランク室Ａの左，右側方下部にはエンジン振動を抑制するバランサ軸４０，４０が配置されている。このバランサ軸４０は、上記クランクケース２６，スカート部１６ｂに形成された膨出部４０ａ，４０ｂを接合して形成されたハウジング４０ｃ内に収容され、バランサ本体４２は軸受４１を介してハウジング４０ｃに回転自在に支持されるとともに上記クランク軸１５と平行に配置されている。
【００２２】
また上記各バランサ本体４２の下端部にはこれにより大径の駆動用バランサギヤ４２ａが形成されており、該バランサギヤ４２ａは上記クランク軸１５の下端部に固着された歯数の等しいクランクギヤ１５ｃに噛合している。
【００２３】
そして上記クランク室Ａの右側方に配置されたバランサ軸４０の前側に上記スタータモータ３０が配置されており、該バランサ軸４０の後側に上記排気マニホールド１４ｂが配置されている（図１参照）。このようにバランサ軸４０の配置によって生じたデッドスペースにスタータモータ３０と排気マニホールドとを配置することによってエンジン全体のコンパクト化を図っている。
【００２４】
また上記クランク室Ａの左側方に配置されたバランサ軸４０の上方には吸気マニホールド４５が配設されている。この吸気マニホールド４５は上記クランク室Ａ及びシリンダブロック１６の左側方を、側面視（図３参照）でクランク軸１５と略交叉する方向に延びており、かつ上流側から下流側に下向きに傾斜している。
【００２５】
上記吸気マニホールド４５の上流端にはキャブレタ４６が接続されており、該キャブレタ４６には図示しないエアクリーナが接続されている。このキャブレタ４６はスロットルバルブ４７と、エンジンの吸気負圧で自動的に開閉するピストンバルブ４８とを有する自動可変ベンチュリ式のものである。
【００２６】
上記吸気マニホールド４５は、上記キャブレタ４６がキャブジョイント４６ａを介して接続される上流側の合流部５０と、該合流部５０から上側気筒用吸気ポート１８ａ，下側気筒用吸気ポート１８ｂに向かって二股に分岐する第１，第２分岐部５１，５２とから構成されている。
【００２７】
上記第１，第２分岐部５１，５２の分岐部近傍部分は該吸気マニホールド４５の中心線Ｃを挟んで略対称をなすよう屈曲形成されている。上記第１分岐部５１は上記合流部５０から外側に膨出し、かつ側面視で略直線状に延びており、これの下流端は上側の吸気ポート１８ａに接続されている。また第２分岐部５２は合流部５０からシリンダブロック１６側に膨出し、かつ側面視で斜め下方に延びており、これの下流端は下側の吸気ポート１８ｂに接続されている。これにより上記第１，第２分岐部５１，５２の吸気管長は略同等の長さに設定されており、吸気量の均等配分が可能となっている。
【００２８】
また上記第１，第２分岐部５１，５２の分岐部分にはこれの中心線Ｃと略直交する平面状の分配面５３が形成されており、該分配面５３は上記キャブレタ４６の吐出側開口と対向している。この分配面５３によりキャブレタ４６からの混合気をバランス良く均一に両分岐部５１，５２に分配するようになっている。
【００２９】
ここで、図１に示すように、エンジン幅方向寸法の最も大きい上記第１，第２分岐部５１，５２はエンジン側方への張り出しが小さい上記シリンダブロック１６のシリンダボア１６ａの側方に、また上記合流部５０はシリンダブロック１６のスカート部１６ｂ側方にそれぞれ位置しており、また小径のキャブジョイント４６ａ部分はエンジン側方への張り出しが大きいクランク室Ａの合面部側方に、さらに上記キャブレタ４６はクランクケース２６の前部側方に位置している。このようにエンジン形状に即したレイアウトを行うことによってコンパクト化に対応している。
【００３０】
上記シリンダブロック１６の各シリンダボア１６ａ，排気通路１４ａ，及び排気マニホールド１４ｂの周囲、またシリンダヘッド１７の各ポート１８，１９の周囲にはそれぞれ冷却ジャケット２４が順次連通させて形成されている。上記シリンダブロック１６の下部には上述の冷却供給管１１が接続される図示しない冷却水導入口が形成されており、該シリンダブロック１６の上部には冷却水排出口２５が形成されている。
【００３１】
上記シリンダブロック１６の冷却水排出口２５には、図３に示すように、サーモスタット弁３５が接続されている。このサーモスタット弁３５のハウジング３５ａは上記排出口２５に連通する弁室３６と、該弁室３６の上部に連通する排出通路３７と、下部に連通する循環通路３８とを備えている。
【００３２】
上記排出通路３７には排出ホース３７ａが接続されており、該ホース３７ａの延長端はアッパケース５内において上記排気管１３の外壁に向けて開口している（図５実線の→印ａ参照）。また、上記循環通路３８には循環ホース３８ａが接続されており、該ホース３８ａの延長端は上記供給管１１の冷却水ポンプ１０上流側部分に接続されている（図５破線の→印ｂ参照）。
【００３３】
上記弁室３６内には弁体３９が配設されている。この弁体３９は冷却水温度の変化によって上下移動する一対の弁板３９ａ，３９ｂを備えた構造のもので、上側の弁板３９ａは上記弁室３６と排出通路３７との連通孔を開閉し、下側の弁板３９ｂは循環通路３８との連通孔を開閉するようになっている。上記サーモスタット弁３９は冷却水温度が下限温度以下のときは上記排出通路３７を閉じて循環通路３８を開き（実線参照）、また上記冷却水温度が上限温度以上のときは排出通路３７を開いて循環通路３８を閉じる（二点鎖線参照）循環制御弁として機能する。なお、上記下限温度と上限温度との間の温度状態では、排出通路３７及び循環通路３８の両方が開くこととなる。
【００３４】
ここで冷却水温度が下限温度（例えば８０℃）以下の低温時には、エンジン６内を通った冷却水は循環通路３８から循環ホース３８ａを通って供給管１１に導入され、ここからエンジン６の冷却ジャケット２４に再度供給されて循環する。これにより低温時において冷却ジャケット２４内における冷却水温度を均一化し、かつ暖機を促進するようになっている。また冷却水温度が上記８０℃を越えると排出通路３７が開き、冷却水はここから排出ホース３７ａを通って後述する加熱用ジャケット４９に供給され、さらに排出ホース３７ａを通って排気管１３を冷却しつつロアケース４を通って推進機３から外部に排出され、その分だけ外部の水が給水口１１ａから吸い上げられてエンジンに供給される。なお、１１ａは冷却水供給が正常に行われていることを確認するためのパイロットウォータである。
【００３５】
そして上記吸気マニホールド４５の外壁部４５ａには２重壁構造の加熱用ジャケット４９が全周にわたって形成されている。この加熱用ジャケット４９には上記エンジン６の各冷却ジャケット２４からサーモスタット弁３５を通った所定温度以上の冷却水が排出ホース３７ａを介して導入される。また上記加熱用ジャケット４９内を通った冷却水は上記排気管１３に供給される。これにより本実施例の吸気加熱装置が構成されている。
【００３６】
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例の吸気加熱装置によれば、吸気マニホールド４５の加熱用ジャケット４９にエンジン６で昇温されサーモスタット弁３５を通過した所定温度以上の冷却水を導入したので、吸気マニホールド４５の加熱により内部を通過する燃料の霧化を促進でき、該燃料のマニホールド内壁への付着を防止できる。
【００３７】
また本実施例では、上記加熱用ジャケット４９から排出された冷却水を排気管１３に供給したので、上記吸気マニホールド４５の加熱によって温度低下した冷却水を排気管１３に供給することができ、従来のエンジンによって昇温した冷却水を直接供給する場合に比べて冷却効率を向上できる。
【００３８】
また、上記実施例では、加熱用ジャケットを上記吸気マニホールド４５の分配面５３部分に形成したが、この分配面５３はキャブレタ４６からの混合気を直接受けることから、燃料の滴下付着の問題が生じ易くなっており、加熱用ジャケットを形成することが、燃料の付着防止に有効である。
【００３９】
また上記実施例では、サーモスタット弁３５を通過した冷却水を加熱用ジャケットに供給したが、サーモスタット弁３５とエンジン用冷却ジャケット２４との間から冷却水を取り出し、これを加熱用ジャケットに供給するようにしても良い。さらにまた上記実施例では、４サイクルエンジンを例にとって説明したが、本発明は船外機用２サイクルエンジンにも勿論適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る船外機用エンジンの吸気加熱装置によれば、吸気マニホールドの加熱用ジャケットにエンジンの冷却ジャケットを通過した冷却水を導入し、該加熱用ジャケットから排出された冷却水を排気ガス冷却系に供給したので、排気ガス系の冷却効率を向上できる効果があり、また、燃料の霧化を促進して内壁への付着を防止できる効果がある。また請求項２の発明では、サーモスタット弁を通過した所定温度以上の冷却水を加熱用ジャケットに供給したので、燃料の霧化をより一層促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による船外機用４サイクルエンジンの吸気加熱装置を説明するための断面平面図である。
【図２】上記実施例エンジンの正面図である。
【図３】上記実施例エンジンの左側面図である。
【図４】上記実施例エンジンの右側面図である。
【図５】上記実施例エンジンが搭載された船外機の斜視図てある。
【符号の説明】
１船外機
６４サイクルエンジン
２４冷却ジャケット
１３排気管
４５吸気マニホールド
４９加熱用ジャケット

Claims

吸気マニホールドの外壁部に加熱用ジャケットを設け、該ジャケット内にエンジン冷却水を導入するようにした船外機用エンジンの吸気加熱装置であって、上記エンジン冷却水が導入されるエンジン冷却ジャケットは、少なくともシリンダブロックのシリンダボア，排気マニホールドの周囲に形成されており、上記吸気マニホールドは、上流側にキャブレタが接続され、クランク室及びブロックの側方をクランク軸と交差する方向にかつ上流側から下流側に下向きに傾斜して延びており、上記加熱用ジャケットは、上記吸気マニホールドの全周に渡って形成されており、外部の水が吸い上げられてエンジンの上記冷却ジャケットに供給され、該冷却ジャケットを通過した冷却水は、上記加熱用ジャケット内に導入され、該加熱用ジャケットから排出された冷却水は排気管を冷却しつつロアケースを通って推進機から外部に排出されることを特徴とするエンジンの吸気装置。
請求項１において、エンジンの冷却ジャケットの出口に、冷却水温度が所定温度以上のとき冷却水の排出通路を開くサーモスタット弁を設け、上記排出通路を上記加熱用ジャケットに接続する。