JP4084469B2 - 直接筒内噴射式２サイクルエンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機などに搭載されている直接筒内噴射式２サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルエンジンでは、サイレンサー、スロットルボディおよびリードバルブなどを介して空気がクランク室内に導入され、このクランク室内の空気が気筒すなわちシリンダ内に供給されている。そして、従来の２サイクルエンジンでは、ガソリンなどの燃料および潤滑油は、混合された状態で、リードバルブの上流側において供給されている。この燃料が混合されている潤滑油は、潤滑油単独の場合よりも、粘性が低下しており、潤滑油は飛散して潤滑部分に分配され易い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、未燃焼燃料すなわち炭化水素（ＨＣ）の排出量を逓減するために、燃料を直接シリンダ内に噴射することが検討されている。そのため、潤滑油は単独で、リードバルブの上流側において供給されることになり、粘性が大きくなる。その結果、潤滑油が飛散し難くなって、潤滑部分に円滑に分配され難くなる。また、潤滑油がリードバルブを通過する際に、互いに結合して肥大化することがあり、潤滑油の飛散にバラツキが生じる。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、潤滑油が飛散し易い直接筒内噴射式２サイクル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】
本発明の直接筒内噴射式２サイクルエンジン（９）は、燃料が各気筒内に直接噴射されているとともに、サイレンサー（３４）、スロットルボディ（３３）およびリードバルブ（４０）を介して空気がクランク室（３６）内に導入されている。そして、このエンジンのクランクシャフト（１０）は、軸線が略上下方向に配置され、クランクシャフトの後方に、各気筒を形成するシリンダ（１１）が複数配置されている。一方、クランクシャフトの前方に、リードバルブが配置されている。クランク室は、シリンダ毎に上下に仕切られて、複数のクランク小室（３７）が形成されている。クランク室の前方を覆うクランクケース（２１）には空気導入部（３１）が形成され、この空気導入部も、シリンダ毎に上下に仕切られて、リードバルブからの空気を導く複数の空気流路（３２）が形成されている。各クランク小室から対応するシリンダに空気を供給する掃気通路（３８）が設けられている。この掃気通路と、他のシリンダに対応する空気導入部の空気流路とを連通させる潤滑油戻流路（６４）が設けられている。空気導入部の空気流路の側壁（３１ａ）の上部には、ポンプ（５２）により潤滑油タンク（５１）からの潤滑油を吐出する潤滑油吐出口（５４）がリードバルブより下流側に形成され、この潤滑油吐出口の先端が空気導入部の空気流路の側壁からリードバルブの真後ろまで突出している。
【０００６】
そして、潤滑油吐出口が、クランクシャフトの回転方向と略同じ方向で、かつ、リードバルブの開閉する弁の面に対して略平行であるとともに、リードバルブからの空気の流れを横切る方向に向くように構成されており、潤滑油吐出口から吐出された潤滑油は、リードバルブの開閉動作により分散される。
【０００７】
また、潤滑油戻流路の出口（６３）が、リードバルブの下流側の空気流路の側壁に形成されているとともに、前記潤滑油吐出口よりも上流で、かつ、上方に位置している。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における直接筒内噴射式２サイクルエンジンの実施の一形態を図１ないし図８を用いて説明する。図１は本発明における直接筒内噴射式２サイクルエンジンを搭載している船外機の側面図である。図２は直接筒内噴射式２サイクルエンジンの平断面図である。図３は２サイクルエンジンの右側面図である。図４は２サイクルエンジンの左側面図である。図５は図２の V-V断面図である。図６は図２の VI-VI断面図である。図７は図２の VII-VII断面図である。図８は図５の要部拡大断面図である。なお、この明細書においては、クランクシャフトに対してシリンダ配置側を後側とし、また、右舷側を右側（図２においては左側）としている。
【００１１】
図１において、船外機は、上側から順番にアッパーカウリング１、ロワーカウリング２、アッパーケーシング３およびロワーケーシング４からなるハウジングで覆われている。そして、船外機を小型船舶に装着するための取り付けブラケット６は、小型船舶のトランサム７などに取り付けられて固定されている。この取り付けブラケット６の後部に、ピボット軸などを介して船外機本体が回動自在に取り付けられている。
【００１２】
アッパーカウリング１およびロワーカウリング２からなるカウリング１，２の内部には、直接筒内噴射式Ｖ型６気筒の２サイクルエンジン９が配置されている。このエンジン９のクランクシャフト１０の回転は、ドライブシャフト、傘歯車やプロペラシャフトなどを介して、ロワーケーシング４の後端部に回転自在に設けられているプロペラ１２に伝達されている。
【００１３】
エンジン９のクランクシャフト１０はその軸が略垂直に設けられており、クランクシャフト１０の後方には、左右一対のシリンダ１１が左右方向にＶ字状になるように振り分けて配置されている。この左右一対のシリンダ１１が上下方向に３段設けられて、シリンダ１１は計６気筒配置されている。また、クランクシャフト１０には、６個のピストン１３が各々コンロッド１４を介して連結されており、このピストン１３が各シリンダ１１の内部に摺動可能に配置されている。また、エンジン９のケース１７は、前述の６個のシリンダ１１を形成するシリンダブロック２０と、シリンダブロック２０のクランクシャフト１０側を覆うクランクケース２１と、シリンダブロック２０の燃焼室１１ａ側を覆って閉塞する左右一対のシリンダヘッド２２とからなっている。
【００１４】
このシリンダヘッド２２には、ソレノイド開閉式のインジェクタ２３および点火プラグ２４が設けられている。そして、燃料ポンプが、燃料タンクからガソリンなどの燃料を吸引して加圧し、燃料レール２５などを介してインジェクタ２３に供給している。また、各シリンダ１１には、３個の掃気口２６および１個の排気口２７が設けられ、ピストン１３が下死点位置（すなわちクランクシャフト１０に近い側の死点）から上死点位置に移動した際には、掃気口２６、次いで排気口２７の順番で閉じるように構成されている。逆に、ピストン１３が上死点位置から下死点位置に移動した際には、排気口２７、次いで掃気口２６の順番で開く。
【００１５】
クランクケース２１の前部には、空気導入部３１が前方に膨出して形成され、この空気導入部３１の前側に、スロットルボディ３３が接続され、さらにスロットルボディ３３の前側にサイレンサー３４が接続されている。
【００１６】
シリンダブロック２０とクランクケース２１とで覆われているクランク室３６は、上下に気筒数の個数すなわち６個に仕切られて、６個のクランク小室３７が形成されている。同様に、空気導入部３１も上下に気筒数の個数に仕切られて、６個の空気流路３２が形成され、この空気流路３２は、同じ気筒に対応するクランク小室３７とは互いに連通し、他の気筒に対応するクランク小室３７とは遮断されている。そして、空気流路３２には、各々逆流防止用のリードバルブ４０が設けられている。また、各クランク小室３７は、対応するシリンダ１１の掃気口２６に、掃気通路３８により連通している。そして、左側のシリンダ１１の各排気口２７は左集合排気通路４１に合流し、一方、右側のシリンダ１１の各排気口２７は右集合排気通路４２に合流している。シリンダ１１内の燃焼ガスは、排気口２７から、左集合排気通路４１および右集合排気通路４２を通って、マフラーなどを介してプロペラ１２のボス等から船外機外に排出されている。
【００１７】
また、潤滑油タンク５１には、メカポンプなどのポンプ５２が接続されており、ポンプ５２には、気筒の個数である６個の出口が形成されている。一方、空気導入部３１の左側壁３１ａには、各空気流路３２毎に、上部に吐出パイプ５４が外側から内側に約１０ｍｍ突出して設けられ、吐出パイプ５４の先端はリードバルブ４０の真後ろまで延びている。また、吐出パイプ５４の外側の端部は、ポンプ５２の出口に供給用ホース５６で接続されている。そして、ポンプ５２が稼働すると、潤滑油タンク５１の潤滑油は、供給用ホース５６を介して、吐出パイプ５４から空気流路３２内に噴射されている。
【００１８】
さらに、各シリンダ１１の下側の掃気通路３８には、潤滑油戻流路の入口であるドレン流入口６１が形成されている。一方、潤滑油戻流路の出口である６個のドレン戻り口６３は、上側から奇数番目の空気流路３２においては、空気導入部３１の右側壁３１ｂの上部に形成され、また、上側から偶数番目の空気流路３２においては、空気導入部３１の左側壁３１ａの上部に形成されている。なお、図５および図８において、空気導入部３１の各空気流路３２の左側壁３１ａに、ドレン戻り口６３が分かり易いように図示されているが、実際は、上側から奇数番目の空気流路３２におけるドレン戻り口６３は、空気導入部３１の右側壁３１ｂに形成されており、左側壁３１ａには存在しない。そして、各ドレン戻り口６３は、他のシリンダ１１に対応するドレン流入口６１に、図示しない逆流防止弁を介して潤滑油戻流路としての戻り用ホース６４で接続されている。
【００１９】
この様に構成されているエンジン９が稼働すると、サイレンサー３４からカウリング１，２内の空気が吸い込まれ、スロットルボディ３３で空気の流量が調整された後に、リードバルブ４０を通って、空気導入部３１の空気流路３２に流入する。この空気流路３２において、吐出パイプ５４およびドレン戻り口６３から潤滑油が吐出され、空気の流れに乗ってクランク室３６のクランク小室３７に流入している。そして、クランク室３６内すなわちクランク小室３７内の空気は、掃気通路３８を通って、シリンダ１１の燃焼室１１ａに流入している。この燃焼室１１ａには、インジェクタ２３から適宜燃料が吐出され、点火プラグ２４により点火されて燃焼している。この燃焼ガスすなわち排気ガスは、左集合排気通路４１および右集合排気通路４２を通って、前述のように、船外機の外に排気されている。
【００２０】
図２に図示するように、クランクシャフト１０は平面図示で時計方向に回転しており、クランク室３６内の空気は、このクランクシャフト１０の回転により、クランクシャフト１０の回転と同じ方向すなわち時計方向に回転している。そして、吐出パイプ５４は開口が、クランクシャフト１０の回転と同じ方向に向いており、この吐出パイプ５４から、潤滑油がクランクシャフト１０の回転方向と略同じ方向すなわち下流側に向かって噴射されている。したがって、潤滑油は空気の流れに乗って遠くまで飛散することができる。この飛散した潤滑油は、コンロッド１４の連結部分である小端ベアリング１４ａや大端ベアリング１４ｂ、また、シリンダ１１におけるピストン１３の摺動面などの潤滑対象部品を潤滑することができるとともに、ピストン１３の裏面（すなわち、クランクシャフト１０側の面）などを冷却することができる。
【００２１】
また、吐出パイプ５４の先端は、リードバルブ４０に近接しているとともに、リードバルブ４０の真後ろに位置しており、吐出パイプ５４から吐出された潤滑油は、パタパタと作動するリードバルブ４０の開閉動作により分散されている。
【００２２】
また、各気筒の下側の掃気通路３８には、潤滑油などが溜まることがある。この掃気通路３８には、ドレン流入口６１が設けられており、このドレン流入口６１は戻り用ホース６４を介して他の気筒のドレン戻り口６３に接続されている。したがって、ドレン流入口６１の気圧が、他の気筒の空気流路３２の気圧よりも高くなった際に、ドレン流入口６１付近に溜まった潤滑油は、戻り用ホース６４を通って、他の気筒のドレン戻り口６３に流入している。この様にして、潤滑油がシリンダ１１の燃焼室１１ａに流入して燃焼することを減少させている。その結果、潤滑油を無駄に消費することが減少し、効率よく利用することができる。なお、ドレン戻り口６３からドレン流入口６１に逆流することは、図示しない逆流防止弁で阻止されている。
【００２３】
前述のように、実施の形態においては、潤滑油吐出口である吐出パイプ５４は、クランクシャフト１０の回転方向と略同じ方向に向いている左側壁３１ａに形成されているので、吐出パイプ５４から噴射された潤滑油は、クランクシャフト１０の回転に伴う空気流に乗って、円滑に飛散することができる。ところで、吐出パイプ５４をクランクシャフト１０の回転方向と対向している右側壁３１ｂに形成すると、吐出パイプ５４から噴射された潤滑油は、クランクシャフト１０の回転に伴う空気流に妨げられて、遠くまで飛散することが困難となる。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態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の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）実施の形態においては、エンジン９はＶ型６気筒であるが、その気筒数や形式などは適宜変更可能である。
【００２５】
（２）部材の左右の配置関係は、反転させることも可能である。
（３）潤滑油の吐出は、霧状や直線状の噴射また滴下など適宜選択可能である。また、潤滑油を間欠的または、連続的に吐出することができる。
【００２６】
（４）実施の形態においては、空気導入部３１はクランクケース２１と一体に鋳造されているが、空気導入部３１をクランクケース２１とは別体に成形し、その後で溶接やボルト締めなどで一体に構成することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、燃料が各気筒内に直接噴射されているので、未燃焼燃料すなわち炭化水素（ＨＣ）の排出量を極力減少させることができる。そして、潤滑油吐出口は、クランクケースの空気導入部の側壁に形成されているとともに、リードバルブより下流側に位置している。したがって、潤滑油吐出口から吐出された潤滑油は、リードバルブを通過することがなく、リードバルブによる肥大化を防止することができる。その結果、潤滑油は偏在しないで広く飛散し、隅々まで供給されることができる。しかも、潤滑油がサイレンサー側に逆流することは、リードバルブで阻止されており、カウリング内に放出されることを防止することができる。したがって、比較的少ない潤滑油で、効率よくエンジンを潤滑することができる。
【００２８】
また、潤滑油吐出口が、クランクシャフトの回転方向と略同じ方向に向いているので、潤滑油吐出口から吐出された潤滑油は、クランクシャフトの回転に伴う空気流に乗って、飛散することができる。したがって、潤滑油をより遠くまで飛散させることができ、より広範囲にわたって潤滑することができる。
【００２９】
さらに、潤滑油を吐出する潤滑油吐出口が、空気流路の上部に設けられているので、潤滑油は自重により、空気流路の上部から下方に向かって降下している。したがって、空気流路の上下の広い範囲にわたって潤滑油が存在し、空気流路の空気流の略全体にわたって潤滑油を混合させることができる。その結果、潤滑油が偏在することを極力防止することができる。
【００３０】
そして、潤滑油吐出口が、空気導入部の空気流路の側壁からリードバルブの真後ろまで突出しているので、潤滑油吐出口から吐出された潤滑油は、リードバルブの開閉動作により、分散される。したがって、より均一に潤滑油を飛散させることができる。
【００３１】
また、掃気通路と、他のシリンダに対応する空気導入部の空気流路とを、連通させる潤滑油戻流路が設けられ、この潤滑油戻流路の出口が、空気流路の側壁に形成されているとともに、リードバルブの下流側に位置しており、潤滑油戻流路の入口（すなわち掃気通路側の端部開口）の気圧が、潤滑油戻流路の出口よりも高くなった際に、空気が、潤滑油戻流路の入口から出口に向かって流れる。したがって、この空気の流れに乗って、掃気通路に滞留している潤滑油が、潤滑油戻流路を通って、他のシリンダに対応する空気導入部の空気流路に流入することができる。その結果、潤滑油がシリンダの燃焼室に流入燃焼することが減少し、潤滑油が無駄に消費されることを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明における直接筒内噴射式２サイクルエンジンを搭載している船外機の側面図である。
【図２】 図２は直接筒内噴射式２サイクルエンジンの平断面図である。
【図３】 図３は２サイクルエンジンの右側面図である。
【図４】 図４は２サイクルエンジンの左側面図である。
【図５】 図５は図２の V-V断面図である。
【図６】 図６は図２の VI-VI断面図である。
【図７】 図７は図２の VII-VII断面図である。
【図８】 図８は図５の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
９ エンジン
１０ クランクシャフト
１１ シリンダ
２１ クランクケース
３１ 空気導入部
３１ａ，３１ｂ 空気導入部の側壁
３２ 空気導入部の空気流路
３３ スロットルボディ
３４ サイレンサー
３６ クランク室
３７ クランク小室
３８ 掃気通路
４０ リードバルブ
５４ 吐出パイプ（潤滑油吐出口）
６３ ドレン戻り口（潤滑油戻流路の出口）
６４ 戻り用ホース（潤滑油戻流路）

Claims (1)

1. 燃料が各気筒内に直接噴射されているとともに、サイレンサー、スロットルボディおよびリードバルブを介して空気がクランク室内に導入されている直接筒内噴射式２サイクルエンジンにおいて、
   クランクシャフトは、軸線が略上下方向に配置され、
   このクランクシャフトの後方に、各気筒を形成するシリンダが複数配置され、
   一方、前記クランクシャフトの前方に、リードバルブが配置され、
   前記クランク室は、シリンダ毎に上下に仕切られて、複数のクランク小室が形成され、
   前記クランク室の前方を覆うクランクケースには、空気導入部が形成され、
   この空気導入部も、シリンダ毎に上下に仕切られて、リードバルブからの空気を導く複数の空気流路が形成されており、
   前記各クランク小室から対応するシリンダに空気を供給する掃気通路が設けられ、
   この掃気通路と、他のシリンダに対応する空気導入部の空気流路とを連通させる潤滑油戻流路が設けられ、
   前記空気導入部の空気流路の側壁の上部には、ポンプにより潤滑油タンクからの潤滑油を吐出する潤滑油吐出口がリードバルブより下流側に形成され、この潤滑油吐出口の先端が空気導入部の空気流路の側壁からリードバルブの真後ろまで突出し、
   この潤滑油吐出口が、クランクシャフトの回転方向と略同じ方向で、かつ、リードバルブの開閉する弁の面に対して略平行であるとともに、リードバルブからの空気の流れを横切る方向に向くように構成されており、潤滑油吐出口から吐出された潤滑油は、リードバルブの開閉動作により分散され、
   前記潤滑油戻流路の出口が、リードバルブの下流側の空気流路の側壁に形成されているとともに、前記潤滑油吐出口よりも上流で、かつ、上方に位置していることを特徴とする直接筒内噴射式２サイクルエンジン。

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