JP4135837B2

JP4135837B2 - 燃料噴射弁固着解除装置

Info

Publication number: JP4135837B2
Application number: JP04479299A
Authority: JP
Inventors: 雅史寒川
Original assignee: ヤマハマリン株式会社
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: US20020162541A1; JP2000240526A; US6508232B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃料噴射制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射式エンジンおいては、燃料を所定圧力に加圧し、燃料噴射弁により吸気管又は筒内に燃料を供給している。この燃料噴射弁は、図４に示すように、ニードルバルブ３３ｅを電磁ソレノイド３３ｆにより作動させ、ニードルバルブ先端のバルブシート部３３ｃにクリアランスを作り、そのクリアランスから加圧燃料を噴射するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したバルブシート部３３ｃのクリアランスは、数１０μｍ〜１００μｍ程度と小さく、エンジンが、例えば炎天下での高温雰囲気状態で放置された場合、バルブシート部３３ｃが急速にドライ状態となり、燃料中の重質分が個体としてバルブシート部３３ｃに析出し、この析出物と金属からなるバルブシート部３３ｃとの間にある種の接着作用が生じ、バルブシート部３３ｃとニードルバルブ３３ｅが固着してしまうという問題を有している。この固着の度合は、図５に示すように、ドライの状態の時間が長いほど、また、燃料圧力が高いほど強くなる。そして、バルブシート部３３ｃの固着が発生すると、燃料が噴射されないため、エンジンが始動しないという不具合が生じてしまう。ニードルバルブ３３ｅの先端を押すことにより固着を解消することはできるが、押し具合でニードルバルブ３３ｃを損傷してしまう場合や分解が必要になるという問題を有している。ただし、一度、固着が解除されると正常に作動する。
【０００４】
とくに、バルブシート部３３ｃがドライ状態に近い長期経過後の始動(クランキング)時は、スタータモータおよび燃料ポンプが作動しているため、燃料噴射弁引加電圧が降下し、バルブシート部３３ｃの固着が解除しづらい状況が重なってしまう。
【０００５】
また、船外機のようにクランク軸が縦置きで気筒が水平状態となるエンジンでは、構造上、燃料噴射弁軸方向が、略水平状態になるため、燃料噴射弁内部にエアが溜まりやすく、バルブシート部３３ｃがドライ状態になりやすいので、自動車に比べ固着の発生頻度も高くなるという問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、燃料噴射弁の固着を容易に解除させ、良好なエンジン始動性を維持することができる燃料噴射弁固着解除装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、エンジンコントロールユニット９０と複数の燃料噴射弁３３がコネクタ９２、９３を介して接離可能に接続されたエンジンにおいて、バッテリ９６の電圧を昇圧させる昇圧回路１０１を備えた固着解除装置９５であって、一端は別置きのバッテリ９６に接続され、他端には前記コネクタ９３に接離可能なコネクタ９７と操作スイッチ９９が設けられており、前記エンジンコントロールユニット側のコネクタ９２と前記燃料噴射弁側のコネクタ９３との接続解除、前記燃料噴射弁側のコネクタ９３と前記固着解除装置側のコネクタ９７との接続、前記操作スイッチ９９の操作により、前記バッテリーからの電流が時限回路１００、前記昇圧回路１０１を介して前記燃料噴射弁に昇圧された電流を所定時間だけ通電可能としたことを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、燃料を吸気管または気筒内に噴射することを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１、２において、前記エンジンが船外機用であり前記気筒および前記燃料噴射弁が水平方向に配設されていることを特徴とし、請求項４記載の発明は、請求項１〜３において、前記燃料噴射弁の噴射方向がエンジン後部に向くように配設されていることを特徴とする。
以上
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図４は、本発明が適用される船外機の例を示し、図１は船外機の側面図である。船外機１は、船体Ｓの後部（推進方向に対して）にトランサムスクリュー２を介して着脱自在に取り付けられるクランプブラケット３と、クランプブラケット３に枢支軸５を介して上下回動自在に枢支されるスイベルブラケット６と、このスイベルブラケット６を軸にして水平方向に回動させるステアリングブラケット７と、ステアリングブラケット７にマウント４を介して支持される推進ユニット９とを備えている。
【０００９】
前記推進ユニット９は、ステアリングブラケット７に支持されるアッパケース１０を有し、アッパケース１０の上部にエンジン１１を支持する支持部材であるガイドエキゾースト１２とエンジンの下部を覆うロアカウリング１３が取り付けられ、ロアカウリング１３にエンジン１１の上部を覆うアッパカウリング１４が着脱可能に取り付けられている。アッパケース１０の下部には、ロアケース１５が取り付けられ、全体としてケーシングを構成している。なお、１６はドライブシャフト、１７は冷却水取入口、１９はプロペラである。
【００１０】
図２は図１のＸ−Ｘ線で切断し矢印方向に見た断面図、図３は図２のＹ方向から見た一部断面を示す側面図である。なお、以下の説明では前述と同一の構成については同一番号を付けて説明を省略する場合がある。
【００１１】
エンジン１１は、燃料噴射式４サイクルＶ型６気筒エンジンであり、クランクケース１１ａ、シリンダボディ１１ｂ、シリンダヘッド１１ｃ及びシリンダヘッド１１ｃを覆うヘッドカバー１１ｄを備え、クランクケース１１ａにはクランク軸２０が縦置き状態で配設され、シリンダボディ１１ｂには、気筒２１及びピストン２２が横置き状態で配設され、シリンダヘッド１１ｃには、気筒２１に向けて点火プラグ２３が配設され、また、吸気ポート２４及び排気ポート２５が形成され、各ポートに吸気弁２６、排気弁２７が配設されている。気筒２１はＶバンクをなすように縦方向に２列に配設されている。
【００１２】
吸気ポート２４には、シリンダボディ１１ｂ及びクランクケース１１ａの両側には、スロットルボディ２９、吸気管３０が連結され、両吸気管３０の端部にはサイレンサ３１が連結されている。スロットルボディ２９には、スロットルバルブ３２及び燃料噴射弁３３が配設され、燃料噴射弁３３のノズル３３ａは、吸気ポート２４に向けてエンジン１１の後方に向かうように配設されている。シリンダヘッド１１ｃとヘッドカバー１１ｄ間には、吸気弁用カムシャフト３４及び排気弁用カムシャフト３５が配設されている。
【００１３】
クランク軸２０の上部にはドライブプーリ３６が固定され、一方、吸気弁用カムシャフト３４および排気弁用カムシャフト３５には、ドリブンプーリ３７が固定され、ドライブプーリ３６とドリブンプーリ３７間にはベルト３９が張設されている。この構成により、クランク軸２０の回転がカムシャフト３４、３５に伝達され、カム３４ａ、３５ａにより吸気弁２６及び排気弁２７を開閉するようにしている。また、クランク軸２０の上端にはフライホイール４０が固定されされ、フライホイール４０に設けられたリングギヤ４１には、スタータモータ４３に固定された始動用ギヤ４２が噛合されている。
【００１４】
ヘッドカバー１１ｄには、低圧燃料ポンプ４４が固定され、クランクケース１１ａの側面にはベーパーセパレータタンク４５（燃料タンク）が装着されている。低圧燃料ポンプ４４はカムシャフト３４により駆動されるダイヤフラム式ポンプであり、低圧燃料ポンプ４４には、図示しない船体側の燃料タンクから燃料配管４６を経て燃料が供給され、燃料配管４７を経てベーパーセパレータタンク４５に燃料が供給される。ベーパーセパレータタンク４５内には、電動モータにより駆動される高圧燃料ポンプ４８が配設されており、燃料を加圧し高圧配管４９を経て燃料供給レール５０に送り、燃料噴射弁３３から吸気ポート２４に向けて噴射され、余剰の燃料は戻り配管５１を経てベーパーセパレータタンク４５に戻される。
【００１５】
図４は、上記燃料噴射弁３３の拡大断面図である。燃料噴射弁３３は、バルブ本体３３ｂと、バルブ本体３３ｂ内に形成されるバルブシート部３３ｃと、バルブ本体３３ｂ内に摺動可能に配設される摺動ロッド３３ｄと、摺動ロッド３３ｄの先端に設けられるニードルバルブ３３ｅと、バルブシート部３３ｃに開口されるノズル３３ａと、摺動ロッド３３ｄを摺動させるための電磁ソレノイド３３ｆを備えている。
【００１６】
図６は、本発明の燃料噴射弁固着解除装置の１実施形態を示し、図６（Ａ）は構成図、図６（Ｂ）は固着解除装置の電気回路図である。図６（Ａ）において、船外機１内には、エンジンの運転を制御するためのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）９０が配設されており、ＥＣＵ９０はハーネス９１、コネクタ９２、９３、ハーネス９４を介して６つの燃料噴射弁３３に接続されている。なお、ＥＣＵ９０と各燃料噴射弁３３をコネクタ９２、９３を介して接続する理由は、組立性を向上させるためと、故障時の部品交換のためである。９５は、本発明に係わる固着解除装置９５であり、固着解除装置９５の一端は、船体側或いは別置きのバッテリ９６に接続され、他端にはコネクタ９７が設けられている。固着解除装置９５は、図６（Ｂ）に示すように、バッテリ９６にヒューズ９８、操作スイッチ９９を介して時限回路１００が接続され、さらに昇圧回路１０１を経てコネクタ９７に接続されている。
【００１７】
上記構成からなる本発明の固着解除装置の作用について説明する。燃料噴射弁３３の固着が生じた場合には、ＥＣＵ９０側のコネクタ９２と燃料噴射弁３３側のコネクタ９３を取り外し、燃料噴射弁３３側のコネクタ９３を固着解除装置９５側のコネクタ９７に接続した後、操作スイッチ９９を操作する。すると、バッテリ９６（通常１２Ｖ電源）から、時限回路１００を経て昇圧回路１０１に電流が流れ、ここで例えば２４Ｖに昇圧され、コネクタ９７、９３を経て各燃料噴射弁３３に通電され、所定時間経過後（例えば数秒）、時限回路１００の作用によりオフされる。その結果、各燃料噴射弁３３には大電流が流れ、前記したニードルバルブ３３ｅがバルブシート部３３ｃから離脱しその固着が解除されることになる。なお、時限回路１００は必ずしも必要な構成ではなく、操作スイッチ９９でオフするようにしてもよい。
【００１８】
図７は、本発明が適用されるエンジンの他の例を示す平面図、図８は、図７のＹ方向から見た側面図である。なお、以下の説明では、図２及び図３の例と同一の構成については同一番号を付して説明を省略する。本例のエンジン１１は、燃料噴射式２サイクルＶ型６気筒エンジンであり、燃料噴射弁３３は、クランクケース１１ａに連結された吸気管３０に配設されている。なお、５２は燃料フィルタである。
【００１９】
図９は、本発明が適用されるエンジンの他の例を示し、図（Ａ）はエンジンの平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図、図（Ｃ）は船外機の側面図、図（Ｄ）は燃料供給系の構成図である。
【００２０】
本例のエンジン１１は、筒内燃料噴射式Ｖ型６気筒２サイクルエンジンであり、６つの気筒＃１〜＃６（図Ｂ）が平面視でＶ字バンク（図Ａ）をなすように横置き状態で且つ縦方向に２列に配設され、エンジン１１のクランクケース１１ａには、吸気管３０が接続されており、該吸気管３０にはリード弁５３が配設され、また、リード弁５３の下流側には、エンジン内にオイルを供給するためのオイルポンプ５４、電磁ソレノイド弁５５が配設され、リード弁５３の上流側にはスロットル弁３２が配設されている。オイルポンプ５４は、クランク軸２０の回転により駆動されるポンプであり、船体側に設置されたサブタンク５６から、エンジン側に配設されたメインタンク５７をオイル供給管５９経て吸気管３０内にオイルを供給する。
【００２１】
図（Ｄ）に示すように、船体側に設置されている燃料タンク６０内の燃料は、手動式の第１の低圧燃料ポンプ６１によりフィルタ５２を経て船外機側の第２の低圧燃料ポンプ４４に送られ、さらに、気液分離装置であるベーパーセパレータタンク４５に送られる。ベーパーセパレータタンク４５内には、電動モータにより駆動される燃料ポンプ４８が配設されており、燃料を加圧し予圧配管６２を経て高圧燃料ポンプ６３に送る。エンジン１１は複数の気筒＃１〜＃６がＶバンクをなすように２列に配設されており、燃料供給レール５０は、各列のシリンダヘッド１１ｃに縦方向に固定されている。高圧燃料ポンプ６３の吐出側は、燃料供給レール５０に接続されるとともに、高圧圧力調整弁６４および燃料冷却器６５、戻り配管６６を介してベーパーセパレータタンク４５に接続されている。また、予圧配管６２とベーパーセパレータタンク４５間には予圧圧力調整弁６７が設けられている。
【００２２】
高圧燃料ポンプ６３は、ポンプ駆動ユニット６９により駆動される。このポンプ駆動ユニット６９は駆動ベルト７０を介してクランク軸２０に連結されている。ベーパーセパレータタンク４５内の燃料は、燃料予圧ポンプ４８により例えば３〜１０ｋｇ／ｃｍ²程度に予圧され、加圧された燃料は、高圧燃料ポンプ６３により５０〜１００ｋｇ／ｃｍ²程度若しくはそれ以上に加圧され、加圧された高圧燃料は、高圧圧力調整弁６４にて設定圧を越える余剰燃料がベーパーセパレータタンク４５に戻され、必要な高圧燃料分のみを燃料供給レール５０に供給し、各気筒＃１〜＃６に装着した燃料噴射弁３３に供給するようにしている。
【００２３】
ＥＣＵ９０には、エンジン１１の駆動状態、船外機１や船の状態を示す各種センサからの検出信号が入力される。例えば、クランク軸２０の回転角（回転数）を検出するエンジン回転数センサ７１、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ７２、スロットル弁３２の開度を検出するスロットル開度センサ７３、最上段の気筒＃１内の空燃比を検出する空燃比センサ７４、高圧燃料配管内の圧力を検出する燃料圧力センサ７５、オイルタンク５７内のオイルレベルを検出するオイルレベルセンサ７６、船外機のトリム角を検出するトリム角センサ７７、背圧センサ７８、メインスイッチ７９等の信号が入力される。ＥＣＵは、これら各センサの検出信号を制御マップに基づき演算処理し、制御信号を燃料噴射弁１３、点火プラグ１４、電磁ソレノイド弁５５、燃料ポンプ４８、スタータモータ４３に伝送する。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態においては、船外機用エンジンに適用した例について説明しているが、自動車用エンジンにも適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１、３記載の発明によれば、容易に燃料噴射弁の固着を解除させ、良好なエンジン始動性を維持することができ、
請求項２記載の発明によれば、操作性を向上させることができ、
請求項４記載の発明によれば、燃料噴射弁軸方向が、略水平状態になるため、燃料噴射弁内部にエアが溜まりやすく、自動車に比べ燃料噴射弁の固着発生頻度が高くなる船外機に好適に採用することができ、
請求項５記載の発明によれば、チルトアップ時に燃料噴射弁の固着発生頻度が高くなる船外機に好適に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図３】図２のＹ方向から見た一部断面を示す側面図である。
【図４】図２の燃料噴射弁の拡大断面図である。
【図５】本発明の課題を説明するための図である。
【図６】本発明の燃料噴射弁固着解除装置の１実施形態を示し、図６（Ａ）は構成図、図６（Ｂ）は固着解除装置の電気回路図である。
【図７】本発明が適用されるエンジンの他の例を示す平面図である。
【図８】図７のＹ方向から見た側面図である。
【図９】本発明が適用されるエンジンの他の例を示し、図（Ａ）はエンジンの平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図、図（Ｃ）は船外機の側面図、図（Ｄ）は燃料供給系の構成図である。
【符号の説明】
１１…エンジン
３３…燃料噴射弁
９０…エンジンコントロールユニット
９２、９３…コネクタ
９５…固着解除装置
９６…バッテリ

Claims

エンジンコントロールユニット（９０）と複数の燃料噴射弁（３３）がコネクタ（９２、９３）を介して接離可能に接続されたエンジンにおいて、バッテリ（９６）の電圧を昇圧させる昇圧回路（１０１）を備えた固着解除装置（９５）であって、一端は別置きのバッテリ（９６）に接続され、他端には前記コネクタ（９３）に接離可能なコネクタ（９７）と操作スイッチ（９９）が設けられており、前記エンジンコントロールユニット側のコネクタ（９２）と前記燃料噴射弁側のコネクタ（９３）との接続解除、前記燃料噴射弁側のコネクタ（９３）と前記固着解除装置側のコネクタ（９７）との接続、前記操作スイッチ（９９）の操作により、前記バッテリーからの電流が時限回路（１００）、前記昇圧回路（１０１）を介して前記燃料噴射弁に昇圧された電流を所定時間だけ通電可能としたことを特徴とする燃料噴射弁固着解除装置。
燃料を吸気管または気筒内に噴射することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁固着解除装置。
前記エンジンが船外機用であり前記気筒および前記燃料噴射弁が水平方向に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射弁固着解除装置。
前記燃料噴射弁の噴射方向がエンジン後部に向くように配設されていることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射弁固着解除装置。