JP3722142B2

JP3722142B2 - 船外機の燃料冷却装置

Info

Publication number: JP3722142B2
Application number: JP2003394350A
Authority: JP
Inventors: 雅司高柳
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: JP2004100709A

Description

本発明は、船外機の燃料冷却装置に関する。

船外機は一般に海水等を利用して冷却する水冷式のエンジンを備えており、その周囲に燃料系の機器を備えている。そして、図１０において一般的な船外機の冷却系および上記燃料系のブロック図を示す。図１０に示すように、取水口（図示せず）から取り入れられた例えば海水はウォータポンプ１によってエンジン２に導かれる。

冷却水の一部はエンジン２に達する前に二手に分岐され、一方はエンジン２に、他方は燃料系に導かれる。エンジン２に導かれる冷却水は、例えばシリンダブロック２ａ等に形成されるウォータジャケット３に導かれてエンジン２を冷却した後、排水される。なお、ウォータジャケット３の出口にはエンジン２の過冷却を防止するためのサーモスタット４が設けられる。

一方、図示しない燃料タンク内の燃料は低圧燃料フィルタ５Ｌによって濾過された後、低圧燃料ポンプ６Ｌによって低圧燃料ホース７Ｌを介してベーパーセパレータ８に圧送される。ベーパーセパレータ８内の燃料はベーパーセパレータ８内に設けられた高圧燃料ポンプ６Ｈによって高圧燃料フィルタ５Ｈに圧送され、濾過された後高圧燃料ホース７Ｈａを介してデリバリパイプ９に送られ、デリバリパイプ９に設けられたフューエルインジェクタ１０によって吸気ポート（図示せず）内に噴射される。

また、高圧燃料フィルタ５Ｈからデリバリパイプ９に延びる高圧燃料ホース７Ｈａの途中には分岐管１１が設けられる。そして、この分岐管１１の分岐部１１ａにはベーパーセパレータ８に延びる高圧戻り燃料ホース７Ｈｂが接続され、ベーパーセパレータ８内に設けられたプレッシャレギュレータ１２に接続される。

ところで、船外機のエンジン２は油温を所定の温度に保たなければならないので過冷却できず、従ってエンジンカバー内の雰囲気温度が上昇して燃料系内の燃料が蒸気を発生させてしまうので、ベーパーセパレータ８にウォータジャケット１３を形成してこのウォータジャケット１３内に前記エンジン冷却水の一部を導き、燃料を冷却することにより蒸気発生を低減させている。

しかしながら、燃料を冷却するためにベーパーセパレータにウォータジャケットを形成するとベーパーセパレータの構造が複雑化し、また外形も大型化するなど、コンパクト性が望まれる船外機にとって好ましいものではない。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、コンパクト性を図った船外機の燃料冷却装置を提供することを目的とする。

本発明に係る船外機の燃料冷却装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、水冷式４サイクルエンジンのクランクシャフトを略垂直に配置し、シリンダヘッドに形成される各気筒の吸気ポートと連通する吸気マニフォールドをシリンダブロックの側面に上下方向に配列させると共に、燃料タンク内の燃料を一旦ベーパーセパレータに導いた後、フューエルインジェクタを用いて上記エンジンに供給する船外機において、上記ベーパーセパレータ内に高圧燃料ポンプを配置して上記フューエルインジェクタに燃料ホースを介して燃料を圧送すると共に、上記エンジンのシリンダブロックの側面と上記吸気マニフォールドとの間に形成されるスペースに上記ベーパーセパレータを配置し、このベーパーセパレータを上記吸気マニフォールドの内側に固定する一方、上記高圧燃料ポンプと上記フューエルインジェクタの途中に分岐部を設け、この分岐部からベーパーセパレータに延びる戻り燃料ホースの途中に、エンジン冷却用の冷却水を導いて燃料を冷却する燃料クーラを配置すると共に、上記吸気マニフォールドの外側に取り付けられるデリバリパイプと上記吸気マニフォールドのシリンダヘッドへの取り付け部分との間に形成されるスペースに上記燃料クーラを配置し、この燃料クーラを上記吸気マニフォールドの外側に固定したものである。

本発明に係る船外機の燃料冷却装置によれば、デッドスペースを有効に利用でき船外機のコンパクト化が図れると共に、構造および形状が簡素化できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明を適用した船外機の右側面図である。図１に示すように、この船外機２１はエンジンホルダ２２を備え、このエンジンホルダ２２の上方にエンジン２３が設けられる。また、エンジンホルダ２２にはクランプブラケット２４が取り付けられ、このクランプブラケット２４を介して船外機２１が図示しない船体のトランサムに装着される。さらに、エンジン２３の周囲はエンジンカバー２５により覆われる。

図２は、エンジンカバー２５を取り外した状態の船外機２１の第一実施形態を示す右側面図である。図１および図２に示すように、この船外機２１に搭載されるエンジン２３は、例えば水冷４サイクル直列四気筒エンジンであり、シリンダヘッド２６、シリンダブロック２７およびクランクケース２８等のエンジン構成部材を組み合わせて構成され、エンジンホルダ２２上に載置される。

エンジン２３の最前部、図２においては右側に配置されるクランクケース２８の後方（左側）にはシリンダブロック２７が配置される。また、シリンダブロック２７の後方にはシリンダヘッド２６が配置される。なお、シリンダヘッド２６の後部はヘッドカバー２９によって覆われる。そして、クランクケース２８とシリンダブロック２７との接合部内にはクランクシャフト３０が略垂直に配置される（図１参照）。

エンジン２３の下部にはシャフトハウジング３１が設置される。また、クランクシャフト３０の下端部にはドライブシャフト３２の上端部が例えばスプライン嵌合される。そして、シャフトハウジング３１内をドライブシャフト３２が下方に向かって延び、シャフトハウジング３１の下部に設けられたギヤケース３３内のベベルギヤ３４およびプロペラシャフト３５を介してプロペラ３６を駆動するように構成される。

図３は、エンジン２３の右半分の第一実施形態を示す上面図である。図２および図３に示すように、エンジン２３の周囲には電装品（図示せず）や吸気装置３７、燃料供給装置３８等が配置される。吸気装置３７は主にスロットルボディ３９、サージタンク４０およびこのサージタンク４０から各気筒に延びる吸気マニフォールド４１等から構成され、エンジン２３の一側、本実施形態においてはエンジン２３の右側に集約して配置される。また、吸気マニフォールド４１はシリンダブロック２７の側面に上下方向に配列され、シリンダヘッド２６に形成される各気筒の吸気ポート（図示せず）とサージタンク４０の内部とを連通させる。なお、図示しない電装品は吸気装置３７の反対側、本実施形態においてはエンジン２３の左側に集約して配置される。

燃料供給装置３８はフィルタやポンプ等の燃料系部品を有し、具体的には低圧および高圧の燃料フィルタ４２Ｌ，４２Ｈ、低圧および高圧の燃料ポンプ４３Ｌ，４３Ｈ、ベーパーセパレータ４４、プレッシャレギュレータ４５、デリバリパイプ４６、フューエルインジェクタ４７等から構成され、各部品は低圧および高圧の燃料ホース４８Ｌ，４８Ｈで連結されて燃料系を構成する。また、この船外機２１のエンジン２３は水冷式であって、図４に冷却系および上記燃料系の第一実施形態をブロック図で示す。

図４に示すように、冷却水は、例えばドライブシャフト３２によって駆動されるウォータポンプ４９でギヤケース３３に設けられた取水口５０（図１参照）から取り入れられ、送水管５１を経由してエンジンホルダ２２内の冷却水路５２に導かれる。

冷却水の一部はエンジン２３の上流側にて、すなわちエンジン２３に達する前に二手に分岐され、一方はエンジン２３に、他方は燃料系に導かれる。エンジン２３に導かれる冷却水は、例えばシリンダブロック２７等に形成されるウォータジャケット５３に導かれてエンジン２３を冷却した後、排水される。なお、ウォータジャケット５３の出口にはエンジン２３の過冷却を防止するためのサーモスタット５４が設けられる。

一方、本実施形態に示す船外機２１は図示しない燃料タンクを船体側に備えており、図４に示すように、燃料タンクから延びる燃料供給ホース５５が低圧燃料フィルタ４２Ｌに接続される。

前記ヘッドカバー２９にはエンジン２３の動弁装置を構成するカムシャフト（図示せず）により駆動される低圧（メカニカル）燃料ポンプ４３Ｌが配置され、この低圧燃料ポンプ４３Ｌと低圧燃料フィルタ４２Ｌとが低圧燃料ホース４８Ｌａで接続される。

シリンダブロック２７の右側面と吸気マニフォールド４１との間にはスペースが形成され、このスペースにベーパーセパレータ４４が配置される。そして、このベーパーセパレータ４４は例えば吸気マニフォールド４１の内側にボルト５６等で固定される。ベーパーセパレータ４４は液体燃料、例えばガソリン内に含まれるガソリン蒸気を分離してこの蒸気のみを吸気装置３７に導いて再燃焼させるものであって、上記低圧燃料ポンプ４３Ｌから低圧燃料ホース４８Ｌｂを介して燃料が導かれる。

ベーパーセパレータ４４には高圧燃料ポンプ４３Ｈが内装され、蒸気が分離された燃料を所定の圧力で高圧燃料ホース４８Ｈａを介して高圧燃料フィルタ４２Ｈに圧送する。高圧燃料フィルタ４２Ｈに圧送された高圧の燃料は吸気マニフォールド４１に一体または一体的に取り付けられたデリバリパイプ４６に高圧燃料ホース４８Ｈｂを介して送られる。そして、このデリバリパイプ４６にフューエルインジェクタ４７が各気筒に取り付けられ、これらのフューエルインジェクタ４７が吸気ポート（図示せず）内に高圧の燃料を噴射する。

ベーパーセパレータ４４の内部は幅方向に区画され、低圧燃料の入口側燃料溜りにはベーパーセパレータ４４内への燃料流入量を調整するためのフロート５７が配置される。一方、高圧燃料の出口側燃料溜りには高圧燃料ポンプ４３Ｈが浸される。また、低圧燃料の入口側燃料溜りの下部には高圧燃料の入口であり、この高圧の戻り燃料を減圧させるプレッシャレギュレータ４５が配置される。

図２および図４に示すように、高圧燃料フィルタ４２Ｈからデリバリパイプ４６に延びる高圧燃料ホース４８Ｈｂの途中には分岐管５８が設けられる。分岐管５８の分岐部５８ａにはベーパーセパレータ４４に延びる高圧戻り燃料ホース４８Ｈｃが接続され、ベーパーセパレータ４４内のプレッシャレギュレータ４５に接続される。そして、この分岐管５８からベーパーセパレータ４４に延びる高圧戻り燃料ホース４８Ｈｃの途中に燃料冷却装置５９の燃料クーラ６０が設けられる。

図５は、燃料クーラ６０の立面図であり、図６（ａ）は図５のＶＩａ−ＶＩａ線に沿う断面図である。また、図６（ｂ）は図５のＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿う断面図であり、図６（ｃ）は図５のＶＩｃ−ＶＩｃ線に沿う断面図である。そして、図７は図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。

図５〜図７に示すように、燃料クーラ６０は管状の燃料通路６１と冷却水通路６２とが平行に隣接配置され、両通路６１，６２は一体に形成される。また、この燃料クーラ６０はアルミニウム素材を押し出し（または引抜き）成形したものである。そして、両通路６１，６２とも上下方向に貫通して形成される。

冷却水通路６２の上下端はそれぞれ栓６３によって塞がれると共に、上下端近傍には冷却水ユニオン６４が冷却水通路６２と直交して圧入され、これらの冷却水ユニオン６４が冷却水の出入り口となる。一方、燃料通路６１の上下端面にはそれぞれ燃料ユニオン６５がガスケット６６を介してユニオンボルト６７によって固着され、これらの燃料ユニオン６５が燃料の出入り口となる。そして、図２および図３に示すように、燃料クーラ６０は吸気マニフォールド４１のシリンダブロック２７への取り付け部分とデリバリパイプ４６との間に縦方向に形成されたスペースに配置され、少なくとも１個ブラケット６８を介して吸気マニフォールド４１に、本実施形態においては例えば上下二個所で固定される。

図２および図４に示すように、上側の燃料ユニオン６５には分岐管５８の分岐部５８ａから延びる高圧戻り燃料ホース４８Ｈｃが接続されると共に、下側の燃料ユニオン６５からはベーパーセパレータ４４内のプレッシャレギュレータ４５に向かって高圧戻り燃料ホース４８Ｈｄが延びる一方、下側の冷却水ユニオン６４にはエンジンホルダ２２内の冷却水路５２から分岐して延びる冷却水ホース６９が接続されると共に、上側の冷却水ユニオン６４には排水ホース７０が接続され、これらの燃料クーラ６０、燃料ユニオン６５、冷却水ユニオン６４等から燃料冷却装置５９が構成される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

燃料タンク（図示せず）内の燃料は低圧燃料ポンプ４３Ｌによってベーパーセパレータ４４に一旦送られ、その内部で蒸気が分離されて蒸気のみが大気に解放された後、ベーパーセパレータ４４内の高圧燃料ポンプ４３Ｈによってデリバリパイプ４６に圧送され、フューエルインジェクタ４７によって吸気ポート（図示せず）内に高圧の燃料が噴射される。

デリバリパイプ４６手前の高圧燃料ホース４８Ｈｂ途中には分岐管５８が設けられ、高圧燃料ポンプ４３Ｈによって圧送された燃料の一部はこの分岐管５８の分岐部５８ａから燃料冷却装置５９を構成する燃料クーラ６０の燃料通路６１に導かれる。

一方、ウォータポンプ４９によって取り入れられた冷却水はエンジン２３の上流側で二手に分岐されてその一方が燃料クーラ６０の冷却水通路６２に導かれる。冷却水通路６２は上記燃料通路６１と平行に隣接配置されており、冷却水通路６２内の冷却水が燃料通路６１内の燃料を冷却した後、排出される。

そして、冷却された燃料通路６１内の燃料はプレッシャレギュレータ４５において減圧されてベーパーセパレータ４４に戻り、ベーパーセパレータ４４内の燃料温度の上昇を防いで燃料蒸気の発生を低く抑える。

燃料冷却装置５９をベーパーセパレータ４４とは別体に設けたことによりベーパーセパレータ４４の構造が簡素化すると共に、その外形も小さく抑えることができ、船外機２１のコンパクト化を図ることができる。

また、燃料クーラ６０の燃料通路６１と冷却水通路６２とを平行に隣接配置し、さらに両通路６１，６２を一体に形成したことにより、構造の簡素化および部品点数の削減を図ることができ、コストの低減および信頼性の向上を図ることができる。

さらに、燃料クーラ６０をアルミニウム素材で押し出し（または引抜き）成形したことにより、構造および形状が簡素化し、コストの低減を図ることができる。

さらにまた、燃料クーラ６０を、ブラケット６８を介して吸気マニフォールド４１に取り付けることにより、モジュール化による組付け工程数の削減や重量の低減、形状の簡素化を図ることができる。

また、燃料クーラ６０を吸気マニフォールド４１のシリンダブロック２７への取り付け部分とデリバリパイプ４６との間に縦方向に形成されたスペースに配置したことにより、デッドスペースを有効に利用できると共に、エンジンカバー２５の形状に干渉しないので、船外機２１の大型化を防げる。

さらにまた、エンジン冷却用冷却水をエンジン２３上流側で二手に分岐させてその一方を燃料クーラ６０に導くようにしたので、冷却水温度は充分に低く、燃料クーラ６０での燃料の冷却効果が大きい。

なお、ベーパーセパレータ４４内に高圧燃料ポンプ４３Ｈおよびプレッシャレギュレータ４５を内装することにより両部品４３Ｈ，４５の防錆費用が削減でき、また、モジュール化による組付け工程数の削減できるが、両部品４３Ｈ，４５をベーパーセパレータ４４外に配置してもよい。

図８は、冷却系および燃料系の第二実施形態を示すブロック図であり、図９は冷却系および燃料系の第三実施形態を示すブロック図である。なお、図４に示す冷却系および燃料系の第一実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付す。

図８および図９に示すように、いずれの実施形態においても高圧燃料ポンプ４３Ｈによって吐出される燃料は途中で分岐せず、燃料クーラ６０で冷却された後にデリバリパイプ４６に送られてフューエルインジェクタ４７から噴射されると共に、余剰燃料はデリバリパイプ４６の下流端、すなわちベーパーセパレータ４４外に配置されたプレッシャレギュレータ４５によって減圧された後に低圧戻り燃料ホース４８Ｌｃを介してベーパーセパレータ４４に戻されるように構成される。なお、第二実施形態においては高圧燃料ポンプ４３Ｈもベーパーセパレータ４４外に配置された例を示す。

本発明に係る船外機の燃料冷却装置の一実施形態を示す船外機の右側面図。エンジンカバーを取り外した状態の船外機の第一実施形態を示す右側面図。エンジンの右半分の第一実施形態を示す上面図。冷却系および燃料系の第一実施形態を示すブロック図。燃料クーラの立面図。（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図５のＶＩａ−ＶＩａ線、ＶＩｂ−ＶＩｂ線およびＶＩｃ−ＶＩｃ線に沿う断面図。図６（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。冷却系および燃料系の第二実施形態を示すブロック図。冷却系および燃料系の第三実施形態を示すブロック図。従来の一般的な冷却系および燃料系を示すブロック図。

符号の説明

２１船外機
２３エンジン
２６シリンダヘッド
２７シリンダブロック
３０クランクシャフト
４１吸気マニフォールド
４３Ｈ高圧燃料ポンプ
４４ベーパーセパレータ
４６デリバリパイプ
４７フューエルインジェクタ
４８Ｌａ〜４８Ｌｃ，４８Ｈａ〜４８Ｈｄ燃料ホース
４８Ｈｃ戻り燃料ホース
５８ａ分岐管の分岐部
６０燃料クーラ

Claims

水冷式４サイクルエンジンのクランクシャフトを略垂直に配置し、シリンダヘッドに形成される各気筒の吸気ポートと連通する吸気マニフォールドをシリンダブロックの側面に上下方向に配列させると共に、燃料タンク内の燃料を一旦ベーパーセパレータに導いた後、フューエルインジェクタを用いて上記エンジンに供給する船外機において、
上記ベーパーセパレータ内に高圧燃料ポンプを配置して上記フューエルインジェクタに燃料ホースを介して燃料を圧送すると共に、上記エンジンのシリンダブロックの側面と上記吸気マニフォールドとの間に形成されるスペースに上記ベーパーセパレータを配置し、このベーパーセパレータを上記吸気マニフォールドの内側に固定する一方、
上記高圧燃料ポンプと上記フューエルインジェクタの途中に分岐部を設け、この分岐部からベーパーセパレータに延びる戻り燃料ホースの途中に、エンジン冷却用の冷却水を導いて燃料を冷却する燃料クーラを配置すると共に、
上記吸気マニフォールドの外側に取り付けられるデリバリパイプと上記吸気マニフォールドのシリンダヘッドへの取り付け部分との間に形成されるスペースに上記燃料クーラを配置し、この燃料クーラを上記吸気マニフォールドの外側に固定したことを特徴とする船外機の燃料冷却装置。