JP3875603B2

JP3875603B2 - 空気燃料噴射式エンジン

Info

Publication number: JP3875603B2
Application number: JP2002223716A
Authority: JP
Inventors: 薫塙; 周一石田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP2004060610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁ならびに圧縮空気とともに燃料を燃焼室に直接噴射する空気燃料噴射弁で構成されるインジェクタと、該インジェクタを保持しつつエンジン本体に固定するためのインジェクタハウジングとを備える空気燃料噴射式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるエンジンは、特許第２８２０７８２号公報等で既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、インジェクタハウジングがシリンダヘッドに固定される構造となっており、部品点数の増大、エンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を招く可能性がある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの大型化およびエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避するとともに、部品点数の低減を可能とした空気燃料噴射式エンジンを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、燃料を噴射する燃料噴射弁ならびに圧縮空気とともに燃料を燃焼室に直接噴射する空気燃料噴射弁で構成されるインジェクタと、該インジェクタを保持しつつエンジン本体に固定するためのインジェクタハウジングとを備える空気燃料噴射式エンジンにおいて、シリンダヘッドに結合されてエンジン本体の一部を構成するヘッドカバーには、前記空気燃料噴射弁を該シリンダヘッドとの間に挟持し且つ前記燃料噴射弁を該空気燃料噴射弁と同一軸線上で嵌合、保持する円筒状の前記インジェクタハウジングが一体に形成され、そのインジェクタハウジングと前記インジェクタとの対向周面間には、前記燃料噴射弁内に通じる環状燃料室と、前記空気燃料噴射弁内に通じる環状空気室とが、該インジェクタハウジングの軸方向で相異なる位置に形成され、前記環状燃料室に一端側が直接開口して前記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給通路の少なくとも一部と、前記環状空気室に一端側が直接開口して前記空気燃料噴射弁に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路の少なくとも一部とが、前記ヘッドカバーに直接設けられることを特徴とする。
【０００６】
このような請求項１の発明の構成によれば、ヘッドカバーに円筒状のインジェクタハウジングが一体に形成されるので、シリンダヘッドの周辺にインジェクタハウジングを構成する部材を配置する必要がなく、部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。しかも燃料供給通路および圧縮空気供給路の少なくとも一部がヘッドカバーに直接設けられるので、インジェクタハウジングに燃料および圧縮空気をそれぞれ供給するための管路等をインジェクタハウジングの周囲に配置する必要がなく、これによっても部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記請求項１の発明の構成に加えて、前記エンジン本体の一部を構成するシリンダヘッドに配設される吸気弁および排気弁と、吸気弁および排気弁を駆動する動弁装置の一部を構成して前記シリンダヘッドおよび前記ヘッドカバー間を避けた位置に配置されるカムシャフトとを備え、４サイクルに構成されることを特徴とし、かかる構成によれば、シリンダヘッドおよびヘッドカバー間にカムシャフトが配置されないようにして、インジェクタハウジングのレイアウトの自由度を増大することができ、燃料供給通路および圧縮空気供給路の少なくとも一部がヘッドカバーに直接設けられる場合には、燃料供給通路および圧縮空気供給路のレイアウトの自由度を増大することができる。
【０００８】
さらに請求項３の発明は、上記請求項２の発明の構成に加えて、前記インジェクタがシリンダ軸線上に配置され、シリンダ軸線に直交する平面への投影図上で、前記インジェクタの両側に第１の吸気弁で閉鎖し得る第１の吸気弁口ならびに排気弁で閉鎖可能な排気弁口が配置されるとともに、第１の吸気弁口および排気弁口を結ぶ直線とほぼ直交する他の直線上で前記インジェクタの一側に、第２の吸気弁で閉鎖可能な第２の吸気弁口が配置されることを特徴とする。
【０００９】
このような請求項３の発明の構成によれば、インジェクタを燃焼室の中央部に配置することで、燃焼室内の火炎伝播距離に偏りがなくなるようにして燃焼効率を向上することができ、また第１および第２の吸気弁口を備えることにより空気充填効率の向上およびポンピングロスの低減を図ることができ、さらに２つの吸気弁および１つの排気弁との干渉を容易に回避して点火プラグを配置することができ、点火プラグのインジェクタへの近接配置を可能として燃焼効率が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図７は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は空気燃料噴射式４サイクルエンジンの一部縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図、図２はヘッドカバーを取り外した状態での図１の２−２線矢視図、図３はシリンダヘッドを図２の３−３線矢視方向から見た図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６−６線断面図、図７は図２の７−７線に沿うエンジンの縦断側面図である。
【００１２】
先ず図１において、この空気燃料噴射式４サイクルエンジンのエンジン本体１１は、クランクケース１２と、該クランクケース１２に結合されるシリンダブロック１３と、前記クランクケース１２とは反対側でシリンダブロック１３に結合されるシリンダヘッド１４と、シリンダブロック１３とは反対側でシリンダヘッド１４に結合されるヘッドカバー１５とを備える。
【００１３】
前記シリンダブロック１３に設けられたシリンダボア１６に摺動可能に嵌合されるピストン１７は、クランクケース１２で回転自在に支承されるクランクシャフト（図示せず）にコンロッド１８およびクランクピン（図示せず）を介して連結されており、このピストン１７の頂部を臨ませる燃焼室１９がシリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４間に形成される。
【００１４】
図２および図３を併せて参照して、シリンダヘッド１４には、燃焼室１９の天井面に開口する第１および第２の吸気弁口２０，２１と、それらの吸気弁口２０，２１に共通に連なってシリンダヘッド１４の一側面に開口する吸気ポート２３と、燃焼室１９の天井面に開口する単一の排気弁口２２と、該排気弁口２２に連なってシリンダヘッド１４の他側面に開口する排気ポート２４とが設けられるとともに、圧縮空気とともに燃料を燃焼室１９に直接噴射するインジェクタ２５が、シリンダボア１６の軸線すなわちシリンダ軸線Ｃ上に配置されるようにして取付けられる。
【００１５】
シリンダ軸線Ｃに直交する平面への投影図上で前記シリンダ軸線Ｃすなわちインジェクタ２５の両側に第１の吸気弁口２０および排気弁口２２が配置され、第１の吸気弁口２０および排気弁口２２を結ぶ直線Ｌ１とほぼ直交する他の直線Ｌ２上でシリンダ軸線Ｃすなわちインジェクタ２５の一側に第２の吸気弁口２１が配置される。また第１の吸気弁口２０、第２の吸気弁口２１および排気弁口２２を避けた位置で燃焼室１９に臨むようにして点火プラグ２６がシリンダヘッド１４に取付けられる。
【００１６】
シリンダヘッド１４には、第１および第２の吸気弁口２０，２１をそれぞれ開閉可能な第１および第２の吸気弁２７，２８が開閉作動可能に配設されるとともに排気弁口２２を開閉可能な排気弁２９が開閉作動可能に配設される。第１および第２の吸気弁２７，２８はシリンダヘッド１４に固着されたガイド筒３０…にそれぞれ摺動可能に嵌合され、ガイド筒３０…から突出した両吸気弁２７，２８の上端部にそれぞれ固定されるリテーナ３１…およびシリンダヘッド１４間に弁ばね３２…がそれぞれ設けられ、それらの弁ばね３２…が発揮するばね力により両吸気弁２７，２８は閉弁方向に付勢される。また排気弁２９はシリンダヘッド１４に固着されたガイド筒３３に摺動可能に嵌合され、ガイド筒３３から突出した排気弁２９の上端部に固定されるリテーナ３４およびシリンダヘッド１４間に弁ばね３５が設けられ、その弁ばね３５が発揮するばね力により排気弁２９は閉弁方向に付勢される。
【００１７】
図４〜図６をさらに併せて参照して、第１および第２の吸気弁２７，２８ならびに排気弁２９は、動弁装置３８により開閉駆動されるものであり、この動弁装置３８は、吸気側および排気側カム３９，４０を有して回転するカムシャフト４１と、前記吸気側カム３９に従動して揺動する吸気側第１ロッカアーム４２と、前記排気側カム４０に従動して揺動する排気側第１ロッカアーム４３と、第１および第２の吸気弁２７，２８の上端に接触する一対の押圧腕部４４ａ，４４ｂを有する吸気側第２ロッカアーム４４と、排気弁２９の上端に接触する押圧腕部４５ａを有する排気側第２ロッカアーム４５と、吸気側第１ロッカアーム４２の揺動運動を吸気側第２ロッカアーム４４に伝達するようにして吸気側第１および第２ロッカアーム４２，４４間に設けられる吸気側プッシュロッド４６と、排気側第１ロッカアーム４３の揺動運動を排気側第２ロッカアーム４５に伝達するようにして排気側第１および第２ロッカアーム４３，４５間に設けられる排気側プッシュロッド４７とを備える。
【００１８】
ところでシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間には、前記動弁装置３８のうち吸気側および排気側第２ロッカアーム４４，４５、ならびに吸気側およぶ排気側プッシュロッド４６，４７の上部を収容配置する第１動弁室４８が形成されており、クランクケース１２、シリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４には、第１動弁室４８に連なる第２動弁室４９が、シリンダボア１６の側方でシリンダ軸線Ｃと並行に延びるようにして形成される。
【００１９】
動弁装置３８のうちカムシャフト４１は、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間の第１動弁室４８を避けて第２動弁室４９に収容、配置されるものであり、シリンダブロック１３と、第２動弁室４９の外側面を形成するようにしてシリンダブロック１３に締結されるカバー５０とに、クランクシャフトと平行な軸線を有するカムシャフト４１の両端部がボールベアリング５１，５１を介して回転自在に支承される。
【００２０】
カムシャフト４１には、第１被動スプロケット５２が相対回転不能に結合されており、第１被動スプロケット５２には、クランクシャフトからの回転動力を１／２に減速してカムシャフト４１に伝達するためのカムチェーン５３が巻き掛けられる。
【００２１】
吸気側および排気側第１ロッカアーム４２，４３は、吸気側および排気側カム３９，４０に上方から転がり接触するローラ５４，５５をそれぞれ有するものであり、前記カムシャフト４１と平行な軸線を有してシリンダブロック１３およびカバー５０間に設けられる吸気側および排気側第１ロッカシャフト５６，５７で揺動可能に支承される。これらの吸気側および排気側第１ロッカアーム４２，４３には、前記ローラ５４，５５の上方に位置する椀状の押圧部４２ａ，４３ａが上方に開くようにしてそれぞれ一体に設けられる。
【００２２】
一方、第１動弁室４８内でシリンダヘッド１４には、前記カムシャフト４１と平行な軸線を有する吸気側および排気側第２ロッカシャフト５８，５９が、前記インジェクタ２５の両側に配置されるようにして支持されており、二股状に分岐した一対の押圧腕部４２ａ，４２ｂを有する吸気側第２ロッカアーム４２が吸気側ロッカシャフト５８で揺動自在に支承され、排気側第２ロッカアーム４３が排気側ロッカシャフト５９で揺動自在に支承される。
【００２３】
しかも吸気側第２ロッカシャフト５８に関して両押圧腕部４４ａ，４４ｂとは反対側で吸気側第２ロッカアーム４４には下方に開いた椀状の受圧部４４ｃが一体に設けられ、排気側第２ロッカシャフト５９に関して押圧腕部４５ａとは反対側で排気側第２ロッカアーム４５には下方に開いた椀状の受圧部４５ｂが一体に設けられる。
【００２４】
吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７は、第２動弁室４９および第１動弁室４８間にわたって上下に延びるものであり、吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７の下端部の球状端部は吸気側および排気側第１ロッカアーム４２，４３の押圧部４２ａ，４３ａに首振り可能に嵌合され、吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７の上端部の球状端部は吸気側および排気側第２ロッカアーム４４，４５の受圧部４４ｃ，４５ｂに首振り可能に嵌合される。
【００２５】
このような動弁装置３８では、クランクシャフトから１／２の減速比で回転動力が伝達されるカムシャフト４１の回転に応じて、吸気側カム３９により吸気側第１ロッカアーム４２が上下に揺動することによって吸気側プッシュロッド４６が上下に作動し、それに応じて吸気側第２ロッカアーム４４が揺動することで第１および第２の吸気弁２７，２８が開閉駆動され、また排気側カム４０により排気側第１ロッカアーム４３が上下に揺動することによって排気側プッシュロッド４７が上下に作動し、それに応じて排気側第２ロッカアーム４５が揺動することで排気弁２９が開閉駆動されることになる。
【００２６】
ところで、インジェクタ２５には圧縮空気ポンプ６１からの圧縮空気が供給されるものであり、この圧縮空気ポンプ６１は、シリンダヘッド１４に設けられた排気ポート２４に対応する側でシリンダブロック１３の側部に配設される。しかもシリンダブロック１３には、シリンダ軸線Ｃに直交する平面内では前記第２動弁室４９に略Ｌ字状に連なるようにしてシリンダボア１６の側方に配置される作動室６２が形成されており、前記圧縮空気ポンプ６１は、第２動弁室４９および作動室６２の連設部に配置される。
【００２７】
図７を併せて参照して、圧縮空気ポンプ６１のポンプケース６３は、シリンダ軸線Ｃと平行な軸線を有するとともにシリンダヘッド１４側を開放した有底円筒状にしてシリンダブロック１３に一体に形成されるものであり、このポンプケース６３の前記シリンダヘッド１４側開口部を気密に閉じる蓋部材６４がシリンダブロック１３に締結される。しかもポンプケース６３には、前記蓋部材６４との間にポンプ室６５を形成するピストン６６が摺動可能に嵌合される。
【００２８】
ピストン６６には、その一直径線に沿うとともに前記カムシャフト４１の軸線を通る軸線を有する摺動孔６７が設けられており、該摺動孔６７には摺動駒６８が摺動可能に嵌合される。一方、前記カムシャフト４１の軸線と平行であって前記ピストン６６の軸線を通る軸線を有する円筒状の軸受部材６９が作動室６２に配置されており、この軸受部材６９は、シリンダブロック１３に突設された複数本たとえば４本の締結ボス７０…にボルト７１…でそれぞれ締結される。しかも作動室６２の外部側面を形成するカバー７２がシリンダブロック１３に締結され、カバー７２の開放時に前記ボルト７１…の締めつけおよび緩め作業が可能となる。
【００２９】
前記軸受部材６９には回転軸７３が同軸に挿通されており、軸受部材６９の一端部および回転軸７３間にはローラベアリング７４が介装され、軸受部材６９の他端部および回転軸７３間にはボールベアリング７５が介装される。すなわち回転軸７３はシリンダブロック１３に締結される軸受部材６９で回転自在に支承される。
【００３０】
前記軸受部材６９の一端部から突出した回転軸７３の一端には、その偏心位置から突出する偏心軸７３ａが一体に突設され、この偏心軸７３ａの先端が前記摺動駒６８に連結される。このため回転軸７３の回転に応じて偏心軸７３ａが回転軸７３の軸線まわりに回転することにより、ピストン６６がポンプ室６５の容積を増減するようにポンプケース６３内で摺動することになる。
【００３１】
而してポンプケース６３には、回転軸７３の一端部を挿入させる開口部７６が設けられ、ピストン６６には、回転軸７３の回転に応じて偏心軸７３ａが摺動孔６７の軸線に沿う方向で移動することを許容するようにして偏心軸７３ａを挿入せしめる挿入孔７７が、摺動孔６７の長手方向中央部に通じるようにして設けられる。
【００３２】
ところで、ポンプケース６３および軸受部材６９間で回転軸７３の一端部には、第２被動スプロケット７８が固定されており、カムチェーン５３が巻き掛けられた第１被動スプロケット５２と一体に形成された駆動スプロケット７９と、前記第２被動スプロケット７８とには無端状のチェーン８０が巻き掛けられ、回転軸７３すなわち圧縮空気ポンプ６１は、前記カムシャフト４１から伝達される動力で回転することになる。
【００３３】
ボールベアリング７５およびローラベアリング７４間の中央部で軸受部材６９の両側部には透孔８１，８２がそれぞれ設けられており、一方の透孔８１に対応する位置で軸受部材６９には、作動室６２内に落下してくるオイルの一部を軸受部材６９および回転軸７３間に導くためのオイルガイド８３が一体に設けられる。すなわち第１動弁室４８からオイルを導くようにしてシリンダヘッド１４に設けられたオイル戻り通路８４がシリンダヘッド１４に設けられ、そのオイル戻り通路８４に通じて作動室６２に開口するオイル戻り通路８５がシリンダブロック１３に設けられるのであるが、オイル戻り通路８５から落下してくるオイルを透孔８１に導くようにしてオイルガイド８３が軸受部材６９に一体に設けられる。また軸受部材６９および回転軸７３間に導入されたオイルの一部はローラベアリング７４およびボールベアリング７５の潤滑に用いられ、残部は透孔８２から作動室６２内の下部に落下することになり、作動室６２の下部に溜まったオイルは、作動室６２の下部に通じるようにしてシリンダブロック１３に設けられるオイル戻り通路８６からクランクケース１２側に戻される。
【００３４】
前記軸受部材６９に関して圧縮空気ポンプ６１とは反対側でシリンダブロック１３には、回転軸７３と同軸の回転軸線を有するウォータポンプ９０が取付けられる。このウォータポンプ９０のポンプハウジング９１は、回転軸７３側を閉じた有底円筒部９２ａの開放端に皿状部９２ｂが一体に連設されて成るハウジング主体９２と、ハウジング主体９２の開放端を閉じるポンプカバー９３とで構成され、ポンプカバー９３は、ハウジング主体９２の開放端外周部をシリンダブロック１３との間に挟持するようにしてシリンダブロック１３に締結される。
【００３５】
有底円筒部９２ａの閉塞端中央部およびポンプカバー９３の中央部には回転軸７３と同軸であるポンプ軸９４の両端部が回転自在に支承されており、このポンプ軸９４と一体に回転するようにして有底円筒部９２ａ内に挿入されているロータ９５に複数のマグネット９６…が固着される。一方、軸受部材６９の他端から突出した回転軸７３の他端部には、前記ハウジング主体９２の有底円筒部９２ａを同軸に囲繞する円筒部９７ａを有する回転部材９７が固定されており、前記円筒部９７ａの内面に複数のマグネット９８…が固着される。これにより回転部材９７が回転軸７３とともに回転するのに応じてロータ９５がポンプ軸９４とともに回転することになる。
【００３６】
ところでハウジング主体９２およびポンプカバー９３間には渦室９９が形成されており、この渦室９９に収納されるインペラ１００がロータ９５に設けられる。
【００３７】
ポンプカバー９３には渦室９７の中央部に開口する複数の吸入口１０１…が設けられ、この吸入口１０１…から渦室９９に吸入された冷却水はインペラ１００の回転によって加圧される。而してウォータポンプ９０から吐出される冷却水は、シリンダブロック１３に設けられたブロック側水ジャケット１０２、ならびに該ブロック側水ジャケット１０２に通じてシリンダヘッド１４に設けられたヘッド側水ジャケット１０３に供給されるものであり、ヘッド側水ジャケット１０３から排出される冷却水を図示しないラジエータ等に導く状態と、ラジエータ等を迂回して吸入口１０１…に戻す状態とが冷却水の温度に応じてサーモスタット１０４によって切換えられ、このサーモスタット１０４のサーモスタットハウジング１０５は前記ウォータポンプ９０のポンプカバー９３に一体に形成される。
【００３８】
図６に特に注目して、インジェクタ２５は、燃焼室１９に突入するノズル１０６を有してシリンダヘッド１４に取付けられる空気燃料噴射弁１０７と、該空気燃料噴射弁１０７内に後方から燃料を噴出するようにして空気燃料噴射弁１０７に接続される燃料噴射弁１０８とで構成されるものであり、空気燃料噴射弁１０７は、圧縮空気とともに燃料を燃焼室１９に直接噴射する。
【００３９】
シリンダヘッド１４には、前記ノズル１０６を気密に嵌合せしめる嵌合孔１０９と、該嵌合孔１０９よりも大径の内径を有して嵌合孔１０９に同軸に連なる挿入筒１１０とが、シリンダ軸線Ｃと同軸にして設けられており、空気燃料噴射弁１０７はそのノズル１０６を嵌合孔１０９に気密に嵌合するとともに嵌合孔１０９および挿入筒１１０間に形成されている環状の段部１１１に当接するまで挿入筒１１０に挿入される。しかも空気燃料噴射弁１０７がその後部に備える導線接続部１０７ａは、挿入筒１１０の後端に設けられた切欠き１１０ａに配置されており、挿入筒１１０外で導線接続部１０７ａから導出される一対の導線１１２…が、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の合わせ面間に挟まれるグロメット１１３を貫通して外部に引き出される。
【００４０】
一方、ヘッドカバー１５には、燃料噴射弁１０８を嵌合、保持するとともに前記空気燃料噴射弁１０７をシリンダヘッド１４との間に挟持する円筒状のインジェクタハウジング１１４が一体に形成されており、ヘッドカバー１５のシリンダヘッド１４への結合時に、インジェクタハウジング１１４の先端が空気燃料噴射弁１０７の後端に当接する。またインジェクタハウジング１１４の後端には、燃料噴射弁１０８の後端部をインジェクタハウジング１１４との間に挟む挟持板１１５が締結される。
【００４１】
ところで、インジェクタハウジング１１４および燃料噴射弁１０８間には、燃料噴射弁１０８内に通じる環状の燃料室１１６が形成されており、この燃料室１１６を両側から挟む一対のシール部材１１７，１１８が燃料噴射弁１０８およびインジェクタハウジング１１４間に介装される。
【００４２】
しかもヘッドカバー１５には前記燃料室１１６に通じる燃料供給通路１１９が直接設けられており、図示しない燃料供給源から燃料を導くホース１２０が継ぎ手１２１を介して燃料供給通路１１９に接続される。
【００４３】
また燃料噴射弁１０８の先端部および空気燃料噴射弁１０７の後端部と、インジェクタハウジング１１４との間には、空気燃料噴射弁１０７内に通じる環状の空気室１２２が形成されており、この空気室１２２に、前記圧縮空気ポンプ６１からの圧縮空気が供給される。
【００４４】
図２および図７に注目して、圧縮空気ポンプ６１における蓋部材６４には、図示しないエアクリーナから空気を導くホースが接続される吸入管１２４が設けられており、この吸入管１２４は蓋部材６４に内蔵されるリード弁（図示せず）を介してポンプ室６５に接続される。
【００４５】
また前記蓋部材６４には、ポンプ室６５の圧力増大に応じて開弁するリード弁１２５が内蔵されており、圧縮空気ポンプ６１から吐出される圧縮空気は前記リード弁１２５および圧縮空気供給路１２６Ａを介して空気室１２２に供給される。
【００４６】
圧縮空気供給路１２６Ａは、前記リード弁１２５に連なるようにして蓋部材６４に一端が接続されるとともに他端がシリンダヘッド１４に接続される管部材１２７と、管部材１２７に通じるようにしてシリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８と、該通路１２８に通じるとともに空気室１２２に通じるようにしてヘッドカバー１５に直接設けられる通路１２９とで構成される。
【００４７】
しかもシリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８の一部は、排気ポート２４の近傍を通過するものであり、特に、排気ポート２４の近傍では、ヘッド側水ジャケット１０３が排気ポート２４およびシリンダブロック１３間に配置されるのに対し、前記通路１２８は、排気ポート２４に関して前記ヘッド側水ジャケット１０３と反対側を通るように設定される。
【００４８】
またシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の合わせ面を跨ぐ円筒状のノックピン１３０の両端部がシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５に挿入されており、圧縮空気通路１２６Ａの一部を構成してシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５に直接設けられた通路１２８，１２９は、前記ノックピン１３０を介して連通される。しかもノックピン１３０を囲繞するＯリング１３３がシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の合わせ面間に挟まれる。
【００４９】
またノックピン１３０内にはオリフィス１３１が形成されており、このオリフィス１３１よりも上流側の前記通路１２８に接続されるリリーフ弁１３２がシリンダヘッド１４に取付けられる。
【００５０】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、インジェクタ２５に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路１２６Ａの少なくとも一部、すなわち圧縮空気通路１２６Ａの一部を構成してシリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８の一部が、排気ポート２４の近傍を通るので、圧縮空気供給路１２６Ａを流通する圧縮空気を排気ポート２４を流通する排気ガスの排気熱で温めることが可能であり、圧縮空気の体積を増大することでポンプ効率を向上することができる。
【００５１】
しかも排気ポート２４の近傍にあっては、ヘッド側水ジャケット１０３の一部が排気ポート２４およびシリンダブロック１３間に配置されるのに対し、前記圧縮空気供給路１２６Ａの一部を構成する通路１２８が排気ポート２４に関してヘッド側水ジャケット１０３と反対側に配置されるので、ヘッド側水ジャケット１０３による冷却の影響が圧縮空気供給路１２６Ａを流通する圧縮空気に及ぶことを極力回避することができ、水冷式エンジンであっても高いポンプ効率を維持することができる。
【００５２】
また圧縮空気供給路１２６Ａに接続される圧縮空気ポンプ６１は、排気ポート２４に対応する側でシリンダブロック１３の側部に配設されるものであり、排気ポート２４に接続される排気管を含むエンジンの配置スペース内に圧縮空気ポンプ６１を配置することが可能となる。それに加えて、圧縮空気ポンプ６１のポンプケース６３はシリンダブロック１３に一体に形成されており、それにより部品点数の低減を図ることが可能となるとともに、エンジンの大型化ならびに圧縮空気ポンプ６１付近でのエンジンの構造の煩雑化を回避することができる。
【００５３】
またインジェクタ２５のうち燃料噴射弁１０８はインジェクタハウジング１１４に嵌合、保持されるのであるが、このインジェクタハウジング１１４がヘッドカバー１５に一体に形成されるので、シリンダヘッド１４の周辺にインジェクタハウジング１１４を構成する部材を配置する必要がなく、部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００５４】
またインジェクタハウジング１１４に燃料および圧縮空気をそれぞれ供給するための燃料供給通路１１９と、圧縮空気供給路１２６Ａの少なくとも一部である通路１２９とが、ヘッドカバー１５に直接設けられているので、インジェクタハウジング１１４に燃料および圧縮空気をそれぞれ供給するための管路等をインジェクタハウジング１１４の周囲に配置する必要がなく、これによっても部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００５５】
ところで、シリンダヘッド１４に配設される第１の吸気弁２７、第２の吸気弁２８および排気弁２９を駆動する動弁装置３８の一部を構成するカムシャフト４１が、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間を避けてシリンダブロック１３側に配置されている。このため、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間にカムシャフト４１が配置されないようにして、インジェクタハウジング１１４のレイアウトの自由度を増大することができ、ヘッドカバー１５に直接設けられている燃料供給通路１１９および通路１２９のレイアウトの自由度を増大することができる。
【００５６】
さらにインジェクタ２５がシリンダ軸線Ｃ上に配置され、シリンダ軸線Ｃに直交する平面への投影図上で、前記インジェクタ２５の両側に第１の吸気弁口２０および排気弁口２２が配置されるとともに、第１の吸気弁口２０および排気弁口２２を結ぶ直線Ｌ１とほぼ直交する他の直線Ｌ２上でインジェクタ２５の一側に第２の吸気弁口２２が配置されているので、インジェクタ２５を燃焼室１９の中央部に配置することで、また燃焼室１９内の火炎伝播距離に偏りがなくなるようにして燃焼効率を向上することができ、第１および第２の吸気弁口２０，２１を備えることにより空気充填効率の向上およびポンピングロスの低減を図ることができ、しかも２つの吸気弁２７，２８および１つの排気弁２９との干渉を容易に回避して点火プラグ２６を配置することができ、点火プラグ２６のインジェクタ２５への近接配置を可能として燃焼効率を向上することができる。
【００５７】
またインジェクタ２５のうち空気燃料噴射弁１０７はヘッドカバー１５に支持され、該空気燃料噴射弁１０７に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路１２６Ａの少なくとも一部である通路１２９がヘッドカバー１５に直接設けられることで、ヘッドカバー１５の周辺に圧縮空気をインジェクタ２５に導くための部品が配置されないようにして、エンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００５８】
またシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５に、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の合わせ面を跨ぐ円筒状のノックピン１３０の両端部が挿入され、圧縮空気通路１２６Ａの少なくとも一部を構成してシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５にそれぞれ直接設けられる通路１２８，１２９が前記ノックピン１３０を介して連通されることにより、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の相対位置をノックピン１３０で定めるようにし、インジェクタ２５をヘッドカバー１５およびシリンダヘッド１４で協働して支持するようにしても、インジェクタ２５に過大な応力がかかることはない。さらにノックピン１３０をシリンダヘッド１４の通路１２８およびヘッドカバー１５の通路１２９の接続部材として用いるようにして通路接続のための専用部品を不要とし、部品点数の低減に寄与することができる。
【００５９】
さらにノックピン１３０内にオリフィス１３１が形成されるので、インジェクタ２５に供給される圧縮空気の圧力調整が可能となり、しかもその圧力調整にあたって専用の部品を不要として部品点数の低減に寄与することができる。
【００６０】
図８は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００６１】
インジェクタ２５に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路１２６Ｂは、前記リード弁１２５に連なるようにして蓋部材６４に一端が接続されるとともに他端がシリンダヘッド１４に接続される管部材１２７と、管部材１２７に通じるようにしてシリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８ａと、排気ポート２４を貫通するようにしてシリンダヘッド１４に取付けられて前記通路１２８ａに通じる管状のレギュレータ１３４と、該レギュレータ１３４に通じてシリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８ｂと、該通路１２８ｂに通じるようにしてヘッドカバー１５に直接設けられる通路１２９（第１実施例参照）とで構成される。
【００６２】
この第２実施例によっても、圧縮空気供給路１２６Ｂを流通する圧縮空気を排気ポート２４を流通する排気ガスの排気熱で温めることが可能であり、圧縮空気の体積を増大することでポンプ効率を向上することができ、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の周辺に圧縮空気をインジェクタ２５に導くための部品が配置されないようにして、エンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、空気燃料噴射弁をシリンダヘッドとの間に挟持し且つ燃料噴射弁を該空気燃料噴射弁と同一軸線上で嵌合、保持する円筒状のインジェクタハウジングがヘッドカバーに一体に形成されるので、シリンダヘッドの周辺にインジェクタハウジングを構成する部材を配置する必要がなく、部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００６５】
その上、インジェクタハウジングとインジェクタとの対向周面間には、燃料噴射弁内に通じる環状燃料室と、空気燃料噴射弁内に通じる環状空気室とが、該インジェクタハウジングの軸方向で相異なる位置に形成され、環状燃料室に一端側が直接開口して燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給通路の少なくとも一部と、環状空気室に一端側が直接開口して空気燃料噴射弁に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路の少なくとも一部とが、ヘッドカバーに直接設けられるので、インジェクタハウジングに燃料および圧縮空気をそれぞれ供給するための管路等をインジェクタハウジングの周囲に配置する必要がなく、これによっても部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００６６】
また請求項２の発明によれば、シリンダヘッドおよびヘッドカバー間にカムシャフトが配置されないようにして、インジェクタハウジングのレイアウトの自由度を増大することができ、燃料供給通路および圧縮空気供給路の少なくとも一部がヘッドカバーに直接設けられる場合には、燃料供給通路および圧縮空気供給路のレイアウトの自由度を増大することができる。
【００６７】
さらに請求項３の発明によれば、インジェクタを燃焼室の中央部に配置することで、燃焼室内の火炎伝播距離に偏りがなくなるようにして燃焼効率を向上することができ、また第１および第２の吸気弁口を備えることにより空気充填効率の向上およびポンピングロスの低減を図ることができ、さらに２つの吸気弁および１つの排気弁との干渉を容易に回避して点火プラグを配置することができ、点火プラグのインジェクタへの近接配置を可能として燃焼効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の空気燃料噴射式４サイクルエンジンの一部縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。
【図２】ヘッドカバーを取り外した状態での図１の２−２線矢視図である。
【図３】シリンダヘッドを図２の３−３線矢視方向から見た図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図４の６−６線断面図である。
【図７】図２の７−７線に沿うエンジンの縦断側面図である。
【図８】第２実施例の図２に対応した一部切欠き図である。
【符号の説明】
１１・・・エンジン本体
１４・・・シリンダヘッド
１５・・・ヘッドカバー
１９・・・燃焼室
２０・・・第１の吸気弁口
２１・・・第２の吸気弁口
２２・・・排気弁口
２５・・・インジェクタ
２７，２８・・・吸気弁
２９・・・排気弁
３６・・・動弁装置
４１・・・カムシャフト
１０７・・・空気燃料噴射弁
１０８・・・燃料噴射弁
１１４・・・インジェクタハウジング
１１９・・・燃料供給通路
１２６Ａ，１２６Ｂ・・・圧縮空気供給路
Ｃ・・・シリンダ軸
Ｌ１，Ｌ２・・・直線

Claims

燃料を噴射する燃料噴射弁（１０８）ならびに圧縮空気とともに燃料を燃焼室（１９）に直接噴射する空気燃料噴射弁（１０７）で構成されるインジェクタ（２５）と、該インジェクタ（２５）をエンジン本体（１１）に固定するためのインジェクタハウジング（１１４）とを備える空気燃料噴射式エンジンにおいて、
シリンダヘッド（１４）に結合されてエンジン本体（１１）の一部を構成するヘッドカバー（１５）には、前記空気燃料噴射弁（１０７）を該シリンダヘッド（１４）との間に挟持し且つ前記燃料噴射弁（１０８）を該空気燃料噴射弁（１０７）と同一軸線上で嵌合、保持する円筒状の前記インジェクタハウジング（１１４）が一体に形成され、
そのインジェクタハウジング（１１４）と前記インジェクタ（２５）との対向周面間には、前記燃料噴射弁（１０８）内に通じる環状燃料室（１１６）と、前記空気燃料噴射弁（１０７）内に通じる環状空気室（１２２）とが、該インジェクタハウジング（１１４）の軸方向で相異なる位置に形成され、
前記環状燃料室（１１６）に一端側が直接開口して前記燃料噴射弁（１０８）に燃料を供給する燃料供給通路（１１９）の少なくとも一部と、前記環状空気室（１２２）に一端側が直接開口して前記空気燃料噴射弁（１０７）に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路（１２６Ａ，１２６Ｂ）の少なくとも一部（１２９）とが、前記ヘッドカバー（１５）に直接設けられることを特徴とする、空気燃料噴射式エンジン。
前記エンジン本体（１１）の一部を構成するシリンダヘッド（１４）に配設される吸気弁（２７，２８）および排気弁（２９）と、吸気弁（２７，２８）および排気弁（２９）を駆動する動弁装置（３６）の一部を構成して前記シリンダヘッド（１４）および前記ヘッドカバー（１５）間を避けた位置に配置されるカムシャフト（４１）とを備え、４サイクルに構成されることを特徴とする、請求項１記載の空気燃料噴射式エンジン。
前記インジェクタ（２５）がシリンダ軸線（Ｃ）上に配置され、シリンダ軸線（Ｃ）に直交する平面への投影図上で、前記インジェクタ（２５）の両側に第１の吸気弁（２７）で閉鎖し得る第１の吸気弁口（２０）ならびに排気弁（２９）で閉鎖可能な排気弁口（２２）が配置されるとともに、第１の吸気弁口（２０）および排気弁口（２２）を結ぶ直線（Ｌ１）とほぼ直交する他の直線（Ｌ２）上で前記インジェクタ（２５）の一側に、第２の吸気弁（２８）で閉鎖可能な第２の吸気弁口（２１）が配置されることを特徴とする、請求項２記載の空気燃料噴射式エンジン。