JP4084680B2 - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気とともに燃料を燃焼室に直接噴射するインジェクタと、該インジェクタに供給すべき空気を圧縮するポンプ室ならびに該ポンプ室からの圧縮空気の吐出を許容するようにして前記ポンプ室に接続される吐出弁を内蔵した圧縮空気ポンプとを備えるエンジンの燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮空気ポンプからの圧縮空気を、エンジン本体に取付けられたインジェクタに供給するようにしたエンジンの燃料噴射装置が、たとえば特許文献１等で既に知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１５９９９８号公報
【０００４】
【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圧縮空気ポンプが、インジェクタよりも下方のクランクケースに配設されており、圧縮空気ポンプおよびインジェクタ間を結ぶ圧縮空気供給路に混入した燃料成分や水蒸気が、エンジン冷間時に、圧縮空気ポンプが備える吐出弁の周囲に溜まり、吐出弁の耐久性低下の原因となる可能性がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、圧縮空気ポンプが備える吐出弁の周囲に、エンジン冷間時に吐出弁の周囲に燃料成分や水蒸気が溜まることを防止し、吐出弁の耐久性向上に寄与し得るようにしたエンジンの燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、圧縮空気とともに燃料を燃焼室に直接噴射するインジェクタと、該インジェクタに供給すべき空気を圧縮するポンプ室ならびに該ポンプ室からの圧縮空気の吐出を許容するようにして前記ポンプ室に接続される吐出弁を内蔵した圧縮空気ポンプとを備えるエンジンの燃料噴射装置において、前記圧縮空気ポンプが前記インジェクタよりも上方に配置され、前記吐出弁および前記インジェクタ間を結ぶ圧縮空気供給路のうち少なくとも該圧縮空気供給路の中間部および前記吐出弁間は、前記吐出弁から離反するにつれて次第に下方位置となるように形成され、前記インジェクタに供給される圧縮空気を調圧するようにして前記圧縮空気供給路に接続されるリリーフ弁が、前記シリンダヘッドに設けられる吸気ポートを前記圧縮空気ポンプとの間に挟むようにして、前記インジェクタよりも上方でヘッドカバーに取付けられることを特徴とする。
【０００７】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、少なくとも圧縮空気供給路においてその中間部から、圧縮空気ポンプに内蔵される吐出弁までの間の部分が、吐出弁から離反するにつれて次第に下方位置となるように形成されているので、圧縮空気供給路内に燃料成分が混入したり、水蒸気が発生したとしても、エンジン冷間時に吐出弁の周囲に燃料成分や水蒸気が溜まることを防止することができ、したがって燃料成分や水蒸気が吐出弁の耐久性低下の原因となることを防止し、吐出弁の耐久性向上に寄与することができる。また特にリリーフ弁が、シリンダヘッドに設けられる吸気ポートを圧縮空気ポンプとの間に挟むようにして、インジェクタよりも上方でヘッドカバーに取付けられるので、リリーフ弁をインジェクタの上方で吸気ポートの周囲に無理なく配置することができ、リリーフ弁内への液体成分の逆流を防止することができ、リリーフ弁の耐久性を向上せしめることができる。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記圧縮空気供給路が、エンジン本体に配設される前記圧縮空気ポンプの前記吐出弁およびエンジン本体間を接続する管路部材と、該管路部材および前記インジェクタ間を結んで前記エンジン本体に直接設けられる通路とで構成されることを特徴とし、かかる構成によれば、圧縮空気供給路の大部分がエンジン本体に直接設けられることになり、エンジン停止後に圧縮空気供給路の温度が急激に低下しないようにして、圧縮空気供給路内での液体成分の発生を抑え、吐出弁の耐久性向上をより一層図ることができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、上記請求項２記載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前記インジェクタが配設され、前記エンジン本体のシリンダ軸線と平行な作動軸線を有してエンジン本体に配設される前記圧縮空気ポンプの前記シリンダヘッド側端部に前記吐出弁が配設されることを特徴とし、かかる構成によれば、圧縮空気ポンプからインジェクタまでの圧縮空気供給路の長さを短縮し、圧縮空気供給路の全体容積を小さくし、吐出弁の耐久性向上にさらに寄与することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図１０は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの一部縦断側面図、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は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図、図８は図２の８−８線に沿って示すエンジンの一部切欠き平面図、図９はエンジンの燃料供給系の構成を示す図、図１０は図１の１０矢視図である。
【００１２】
先ず図１において、頭上弁式の４サイクル水冷式である単気筒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、シリンダヘッド１４側をわずかに前上がりとした姿勢で自動二輪車等の車両に搭載される。
【００１３】
図２〜図４を併せて参照して、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１０（図１参照）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】
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の上部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の下部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配設される。
【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。
【００１７】
このようなインジェクタ２５、第１および第２の吸気弁口２０，２１、排気弁口２２および点火プラグ２６の配置によれば、インジェクタ２５を燃焼室１９の中央部に配置して燃焼室１９内の火炎伝播距離に偏りがなくなるようにし、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、しかも第１および第２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。
【００１８】
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。
【００１９】
図５〜図７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。
【００２０】
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び排気側プッシュロッド４６，４７の上部を収容、配置する動弁室４８が形成されており、動弁装置３８のうち動弁室４８内に収容された部分を潤滑するために、ヘッドカバー１５には、オイル噴出孔３６が設けられる。
【００２１】
エンジン本体１１のうちクランクケース１２、シリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４には、動弁装置３８のうち動弁室４８内に収容された部分を潤滑したオイルをクランクケース１２の下部に形成されるオイルパン１２ａ（図１参照）に戻すオイル戻し通路４９が、シリンダボア１６の側方でシリンダ軸線Ｃと平行に延びるようにして設けられる。
【００２２】
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間の動弁室４８を避けてオイル戻し通路４９に収容されるようにしてシリンダブロック１３に配置されるものであり、シリンダブロック１３と、オイル戻し通路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。
【００２３】
しかもカムシャフト４１には、吸気側および排気側カム３９，４０と、吸気側第１ロッカアーム４２および排気側第１ロッカアーム４３との摺接部に潤滑用のオイルを供給するためのオイル供給路３７が設けられる。
【００２４】
オイル戻し通路４９には、クランクシャフト１０からの動力を１／２に減速してカムシャフト４１に伝達するために、第１被動スプロケット５２、第１駆動スプロケット６０（図１参照）および無端状のカムチェーン５３が収容されており、第１被動スプロケット５２はカムシャフト４１に相対回転不能に結合され、第１駆動スプロケット６０はクランクシャフト１０に相対回転不能に結合され、カムチェーン５３は第１駆動スプロケット６０および第１被動スプロケット５２に巻き掛けられる。
【００２５】
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にシリンダヘッド１４側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と反対側に位置する椀状の押圧部４２ａ，４３ａがシリンダヘッド１４側に開くようにしてそれぞれ一体に設けられる。
【００２６】
一方、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４４ａ，４４ｂを有する吸気側第２ロッカアーム４４が吸気側第２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４５が排気側第２ロッカシャフト５９で揺動自在に支承される。
【００２７】
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にはシリンダブロック１３側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にはシリンダブロック１３側に開いた椀状の受圧部４５ｂが一体に設けられる。
【００２８】
吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７は、動弁室４８からオイル戻し通路４９内の一部間にわたって延びるものであり、吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７の一端側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の他端側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。
【００２９】
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が揺動することによって吸気側プッシュロッド４６がその軸方向に作動し、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が揺動することによって排気側プッシュロッド４７がその軸方向に作動し、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。
【００３０】
ところで、インジェクタ２５には、エンジン本体１１のシリンダ軸線Ｃと平行な作動軸線を有するとともにインジェクタ２５よりも上方でエンジン本体１１に配設される圧縮空気ポンプ６１からの圧縮空気が供給されるものであり、この実施例では、シリンダ軸線Ｃと平行な方向にピストン６６を往復動させるレシプロ式に構成される圧縮空気ポンプ６１は、シリンダヘッド１４に設けられる吸気ポート２３の一側に配置されるようにしてシリンダブロック１３の上部に配設される。
【００３１】
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オイル戻し通路４９に略Ｌ字状に連なるようにしてシリンダボア１６の上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、オイル戻し通路４９よりも上方でオイル戻し通路４９および作動室６２の連設部に配置される。
【００３２】
図８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。
【００３３】
ピストン６６はポンプケース６３に摺動可能に嵌合されており、ピストン６６の一端および蓋部材６４間には、容積収縮に応じた圧縮空気を生成するようにしてシリンダヘッド１４側に配置されるポンプ室６５が形成され、ピストン６６の他端およびポンプケース６３の閉塞端間には大気圧室８８が形成される。
【００３４】
一方、作動室６２には、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が配置されており、該軸受部材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。
【００３５】
前記軸受部材６９にはポンプ駆動軸７３が同軸に挿通されており、軸受部材６９の一端部およびポンプ駆動軸７３間にはローラベアリング７４が介装され、軸受部材６９の他端部およびポンプ駆動軸７３間にはボールベアリング７５が介装される。すなわちポンプ駆動軸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。
【００３６】
前記軸受部材６９の一端部から突出した部分でポンプ駆動軸７３には、カムシャフト４１からの動力が動力伝達手段８９を介して伝達されるものであり、該動力伝達手段８９は、ポンプ駆動軸７３に固定された第２被動スプロケット７８と、カムシャフト４１に結合される第１被動スプロケット５２と一体である第２駆動スプロケット７９と、第２被動および駆動スプロケット７８，７９に巻き掛けられる無端状のチェーン８０とから成る。
【００３７】
ポンプ駆動軸７３は、スコッチ・ヨーク式クランク８４を介して圧縮空気ポンプ６１のピストン６６に連結されており、スコッチ・ヨーク式クランク８４は、ピストン６６に摺動可能に嵌合される摺動駒６８に、ポンプ駆動軸７３の一端の偏心位置から突出する偏心軸７３ａの先端が連結されて成るものである。而してポンプ駆動軸７３がカムシャフト４１から伝達される動力で回転するのに応じて偏心軸７３ａがポンプ駆動軸７３の軸線まわりに回転し、圧縮空気ポンプ６１のピストン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内で軸方向に往復駆動される。
【００３８】
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の軸線と直交する平面に軸線を配置した摺動孔６７が設けられ、該摺動孔６７に前記摺動駒６８が摺動可能に嵌合される。また偏心軸７３ａはポンプ駆動軸７３の一端に一体に突設される。
【００３９】
而してポンプケース６３には、ポンプ駆動軸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、ポンプ駆動軸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。
【００４０】
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、ポンプ駆動軸７３と同軸の回転軸線を有するウォータポンプ９０が取付けられており、シリンダ軸線Ｃを含んでポンプ駆動軸７３と直交する平面ＰＬに関して面対称となる位置に圧縮空気ポンプ６１およびウォータポンプ９０が配置される。
【００４１】
ウォータポンプ９０のポンプハウジング９１は、ポンプ駆動軸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。
【００４２】
有底円筒部９２ａの閉塞端中央部およびポンプカバー９３の中央部にはポンプ駆動軸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ポンプ駆動軸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がポンプ駆動軸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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図７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。
【００４６】
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にウェーブスプリングワッシャ１２３を介して当接するまで挿入筒１１０に挿入される。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、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。
【００５１】
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。
【００５２】
図９において、燃料タンク１４０内の燃料はフィルタ１４１を介して燃料ポンプ１４２に吸引され、該燃料ポンプ１４２から吐出される燃料はフィルタ１４３、ダンパ１４４および前記ホース１２０を介してインジェクタ２５の前記燃料室１１６に供給されるものであり、ホース１２０を介して前記燃料室１１６に供給される燃料圧はレギュレータ１４５により調圧される。しかも燃料圧の調圧によりレギュレータ１４５で生じた余剰燃料は燃料タンク１４０に戻される。
【００５３】
一方、圧縮空気ポンプ６１はエアクリーナ１４６から空気を吸引して圧縮されるものであり、この圧縮空気ポンプ６１から吐出される圧縮空気が、圧縮空気供給路１２６を介して前記インジェクタ２５の空気室１２２に供給される。
【００５４】
しかも空気室１２２はオリフィス１３１を介してリリーフ弁１３２に接続されており、空気室１２２の圧縮空気圧もリリーフ弁１３２により調圧されることになる。しかもレギュレータ１４５には、リリーフ弁１３２およびオリフイス１３１間の空気圧が背圧として作用しており、レギュレータ１４５はその背圧で定まる値に燃料圧を調圧する。また前記リリーフ弁１３２から排出される余剰空気はエアクリーナ１４６に戻される。
【００５５】
図２および図８に注目して、圧縮空気ポンプ６１における蓋部材６４には、エアクリーナ１４６から空気を導くホース１４７（図９参照）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に内蔵される吸入弁（図示せず）を介してポンプ室６５に接続される。
【００５６】
また圧縮空気ポンプ６１のシリンダヘッド１４側端部すなわち前記蓋部材６４には、ポンプ室６５の圧力増大に応じて開弁するポペット型の吐出弁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吐出弁１２５および圧縮空気供給路１２６を介して空気室１２２に供給される。
【００５７】
図１０を併せて参照して、圧縮空気供給路１２６は、前記吐出弁１２５に連なるようにして蓋部材６４に一端が接続される管部材１２７と、該管部材１２７の他端に接続され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。
【００５８】
しかも圧縮空気供給路１２６のうち少なくとも該圧縮空気供給路１２６の中間部および前記吐出弁１２５間は、吐出弁１２５から離反するにつれて次第に下方位置となるように形成されるものであり、この実施例では、ヘッドカバー１５に直接設けられる通路１２９のインジェクタ２５側の部分から、シリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８を経て管路部材１２７に至るまでの間の圧縮空気供給路１２６は、吐出弁１２５から離反するにつれて次第に下方位置となるように形成されている。
【００５９】
またリリーフ弁１３２が、シリンダヘッド１４に設けられる吸気ポート２３を、該吸気ポート２３の一側に配置される前記圧縮空気ポンプ６１との間に挟むようにして、インジェクタ２５よりも上方位置において吸気ポート２３の他側に配置されるようにしてヘッドカバー１５に取付けられ、圧縮空気供給路１２６のうちヘッドカバー１５に直接設けられる通路１２９から分岐してヘッドカバー１５に直接設けられる分岐通路１４８がリリーフ弁１３２に接続され、この分岐通路１４８の途中にオリフィス１３１が介設される。
【００６０】
次にこの実施例の作用について説明すると、エンジン本体１１を協働して構成するシリンダヘッド１４やクランクケース１２に比べて外形の小さなシリンダブロック１３に、ポンプケース６３が一体に形成されるので、部品点数を低減しつつエンジン全体の小型化を図ることができる。
【００６１】
またオイル戻し通路４９には、動弁装置３８のカムシャフト４１にクランクシャフト１０からの動力を伝達するための第１被動スプロケット５２、第１駆動スプロケット６０およびカムチェーン５３が収容されており、第１被動スプロケット５２、第１駆動スプロケット６０およびカムチェーン５３を収容する部分をオイル戻し通路４９として用いることで、エンジンの小型化および圧縮空気ポンプ６１へのオイル供給構造の簡素化を図ることができる。
【００６２】
圧縮空気ポンプ６１に連なるポンプ駆動軸７３およびカムシャフト４１間には、カムシャフト４１の動力をポンプ駆動軸７３に伝達する動力伝達手段８９が設けられており、圧縮空気ポンプ６１を駆動するカムシャフト４１を圧縮空気ポンプ６１に近接配置して、動力伝達手段８９の構造を簡素化し、エンジンの小型化を図ることができる。
【００６３】
しかもカムシャフト４１も、外形の比較的小さなシリンダブロック１３に配置されるので、エンジンの小型化により一層寄与することができ、またカムシャフト４１からの動力を圧縮空気ポンプ６１に伝達する動力伝達手段８９をコンパクトに構成することができるとともに、圧縮空気ポンプ６１の変速比設定の自由度も高くなる。それに加えて、動力伝達手段８９は無端状のチェーン８０で動力を伝達するように構成されているので、カムシャフト４１およびポンプ駆動軸７３間の距離にかかわらず、シリンダブロック１３の大型化を防止し、部品点数を少なく抑えることができる。
【００６４】
ところで、圧縮空気ポンプ６１はレシプロ式に構成されており、比較的高い空気圧を得ることが可能である。しかもシリンダ軸線Ｃと平行な方向にピストン６６を往復動させるカムシャフト４１からの動力が伝達されるポンプ駆動軸７３がスコッチ・ヨーク式クランク８４を介してピストン６６に連結されるので、圧縮空気ポンプ６１の作動軸線およびシリンダ軸線Ｃを平行とするとともにスコッチ・ヨーク式クランク８４を採用してコンロッドを不要とすることで、エンジンの小型化が可能となる。
【００６５】
さらにシリンダ軸線Ｃを含んでポンプ駆動軸７３と直交する平面ＰＬに関して面対称となる位置に、ポンプ駆動軸７３の両端部に連結される圧縮空気ポンプ６１およびウォータポンプ９０が配置されるので、圧縮空気ポンプ６１に連なるポンプ駆動軸７３でウォータポンプ９０を駆動するようにして、部品点数の低減および軽量化を可能とし、加工および組立の簡素化によるコスト低減が可能となる。またシリンダブロックからのウォータポンプ９０の突出を抑え、シリンダブロック１３全体の大型化を回避することができる。
【００６６】
しかも水冷すべきシリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４の近傍にウォータポンプ９０を配置することができ、水配管を短くし、配管の煩雑化を回避することができるとともに配管内での圧力損失を小さく抑えることができる。
【００６７】
さらに圧縮空気ポンプ６１で得られた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がシリンダヘッド１４に配設されるので、圧縮空気ポンプ６１がシリンダヘッド１４には配設されないことで、レイアウト自由度の増大およびエンジンの小型化を図りつつ、インジェクタ２５やその配管をシリンダヘッド１４に配設することができる。特に、圧縮空気ポンプ６１のポンプ室６５をシリンダヘッド１４側に配置しているので、ポンプ室６５およびインジェクタ２５間を比較的短くし、圧縮空気ポンプ６１からインジェクタ２５に圧縮空気を導く圧縮空気供給路１２６を含む管路構造の複雑化を回避し、前記管路構造での圧力損失も小さく抑えることができる。
【００６８】
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。
【００６９】
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１２６の一部である通路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。
【００７０】
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。
【００７１】
またインジェクタ２５に供給すべき空気を圧縮するポンプ室６５ならびに該ポンプ室６５からの圧縮空気の吐出を許容するようにして前記ポンプ室６５に接続される吐出弁１２５を有する圧縮空気ポンプ６１がインジェクタ２５よりも上方に配置されており、前記吐出弁１２５およびインジェクタ２５間を結ぶ圧縮空気供給路１２６のうち少なくとも該圧縮空気供給路１２６の中間部および吐出弁１２５間は、前記吐出弁１２５から離反するにつれて次第に下方位置となるように形成されている。
【００７２】
したがって圧縮空気供給路１２６内に燃料成分が混入したり、水蒸気が発生したとしても、エンジン冷間時に吐出弁１２５の周囲に燃料成分や水蒸気が溜まることを防止することができ、したがって燃料成分や水蒸気が吐出弁１２５の耐久性低下の原因となることを防止し、吐出弁１２５の耐久性向上に寄与することができる。
【００７３】
また圧縮空気供給路１２６は、エンジン本体１１のシリンダブロック１３に配設される圧縮空気ポンプ６１の吐出弁１２５およびエンジン本体１１のシリンダヘッド１４間を接続する管路部材１２７と、該管路部材１２７およびインジェクタ間を結んでエンジン本体１１のシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５に直接設けられる通路１２８，１２９とで構成されるものであるので、圧縮空気供給路１２６の大部分がエンジン本体１１に直接設けられることになり、エンジン停止後に圧縮空気供給路１２６の温度が急激に低下しないようにして、圧縮空気供給路１２６内での液体成分の発生を抑え、吐出弁の耐久性向上をより一層図ることができる。
【００７４】
またシリンダヘッド１４にインジェクタ２５が配設され、シリンダ軸線Ｃと平行な作動軸線を有してシリンダブロック１３に配設される圧縮空気ポンプ６１のシリンダヘッド１４側端部に吐出弁１２５が配設されているので、圧縮空気ポンプ６１からインジェクタ２５までの圧縮空気供給路１２６の長さを短縮し、圧縮空気供給路１２６の全体容積を小さくし、吐出弁１２５の耐久性向上にさらに寄与することができる。
【００７５】
さらにインジェクタ２５に供給される圧縮空気を調圧するようにしてヘッドカバー１５の通路１２９に接続されるリリーフ弁１３２が、シリンダヘッド１４の吸気ポート２３を圧縮空気ポンプ６１との間に挟むようにして、インジェクタ２５よりも上方でヘッドカバー１５に取付けられるので、リリーフ弁１３２をインジェクタ２５の上方で吸気ポート２３の周囲に無理なく配置することができ、リリーフ弁１３２内への液体成分の逆流を防止することができ、リリーフ弁１３２の耐久性を向上せしめることができる。
【００７６】
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。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、少なくとも圧縮空気供給路においてその中間部から、圧縮空気ポンプに内蔵される吐出弁までの間の部分が、吐出弁から離反するにつれて次第に下方位置となるように形成されているので、圧縮空気供給路内に燃料成分が混入したり、水蒸気が発生したとしても、エンジン冷間時に吐出弁の周囲に燃料成分や水蒸気が溜まることを防止することができ、したがって燃料成分や水蒸気が吐出弁の耐久性低下の原因となることを防止し、吐出弁の耐久性向上に寄与することができる。また特にリリーフ弁が、シリンダヘッドに設けられる吸気ポートを圧縮空気ポンプとの間に挟むようにして、インジェクタよりも上方でヘッドカバーに取付けられるので、リリーフ弁をインジェクタの上方で吸気ポートの周囲に無理なく配置することができ、リリーフ弁内への液体成分の逆流を防止することができ、リリーフ弁の耐久性を向上せしめることができる。
【００７８】
また請求項２記載の発明によれば、圧縮空気供給路の大部分がエンジン本体に直接設けられることになり、エンジン停止後に圧縮空気供給路の温度が急激に低下しないようにして、圧縮空気供給路内での液体成分の発生を抑え、吐出弁の耐久性向上をより一層図ることができる。
【００７９】
請求項３記載の発明によれば、圧縮空気ポンプからインジェクタまでの圧縮空気供給路の長さを短縮し、圧縮空気供給路の全体容積を小さくし、吐出弁の耐久性向上にさらに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 エンジンの一部縦断側面図である。
【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】 図２の３−３線断面図である。
【図４】 図３の４−４線断面図である。
【図５】 図２の５−５線断面図である。
【図６】 図５の６−６線断面図である。
【図７】 図５の７−７線断面図である。
【図８】 図２の８−８線に沿って示すエンジンの一部切欠き平面図である。
【図９】 エンジンの燃料供給系の構成を示す図である。
【図１０】 図１の１０矢視図である。
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
２３・・・吸気ポート
２５・・・インジェクタ
６１・・・圧縮空気ポンプ
６５・・・ポンプ室
１２５・・・吐出弁
１２６・・・圧縮空気供給路
１２７・・・管路部材
１２８，１２９・・・通路
１３２・・・リリーフ弁
Ｃ・・・シリンダ軸線

Claims (3)

1. 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）と、
   該インジェクタ（２５）に供給すべき空気を圧縮するポンプ室（６５）ならびに該ポンプ室（６５）からの圧縮空気の吐出を許容するようにして前記ポンプ室（６５）に接続される吐出弁（１２５）を内蔵した圧縮空気ポンプ（６１）とを備えるエンジンの燃料噴射装置において、
   前記圧縮空気ポンプ（６１）が前記インジェクタ（２５）よりも上方に配置され、前記吐出弁（１２５）および前記インジェクタ（２５）間を結ぶ圧縮空気供給路（１２６）のうち少なくとも該圧縮空気供給路（１２６）の中間部および前記吐出弁（１２５）間は、前記吐出弁（１２５）から離反するにつれて次第に下方位置となるように形成され、前記インジェクタ（２５）に供給される圧縮空気を調圧するようにして前記圧縮空気供給路（１２６）に接続されるリリーフ弁（１３２）が、前記シリンダヘッド（１４）に設けられる吸気ポート（２３）を前記圧縮空気ポンプ（６１）との間に挟むようにして、前記インジェクタ（２５）よりも上方でヘッドカバー（１５）に取付けられることを特徴とする、エンジンの燃料噴射装置。
2. 前記圧縮空気供給路（１２６）が、エンジン本体（１１）に配設される前記圧縮空気ポンプ（６１）の前記吐出弁（１２５）およびエンジン本体（１１）間を接続する管路部材（１２７）と、該管路部材（１２７）および前記インジェクタ（２５）間を結んで前記エンジン本体（１１）に直接設けられる通路（１２８，１２９）とで構成されることを特徴とする、請求項１記載のエンジンの燃料噴射装置。
3. 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）に前記インジェクタ（２５）が配設され、前記エンジン本体（１１）のシリンダ軸線（Ｃ）と平行な作動軸線を有してエンジン本体（１１）に配設される前記圧縮空気ポンプ（６１）の前記シリンダヘッド（１４）側端部に前記吐出弁（１２５）が配設されることを特徴とする、請求項２記載のエンジンの燃料噴射装置。

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