JP4293399B2

JP4293399B2 - 筒内燃料噴射式エンジン

Info

Publication number: JP4293399B2
Application number: JP23646299A
Authority: JP
Inventors: 雅彦加藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2019-08-24
Also published as: JP2001065386A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内燃料噴射式エンジンにおいて、高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサの振動を防止する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平１１−１８２２８２号公報に示すように、燃焼後の排気の空燃比を検出する空燃比センサを設け、目標空燃比になるように気筒内噴射する燃料噴射量をフィードバック制御し、これによりエンジン性能や排ガス特性、燃費の向上を図るようにした筒内燃料噴射式エンジンが知られている。このエンジンにおいては、高圧ポンプにて燃料を加圧した状態を作り出し、インジェクタの開弁時間を制御することにより、燃料噴射量を計算している。高圧燃料配管内には高圧燃料の圧力を検出する燃圧センサが設けられている。この燃圧センサは、主として燃圧が所定の値まで上がらない始動時の燃料噴射量の補正に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在使用されている燃圧センサは、微小歪みゲージと信号増幅、信号変換のための回路等から構成されており、必ずしも振動に対して強い構造となっていない。一方、高圧燃料配管は、剛性と位置決め精度を確保する必要から、主に、金属配管で且つエンジン側にリジッドに直づけされており、直接、エンジン振動が高圧燃料配管に伝わり、燃圧センサを防振することが難しい状況にある。しかしながら、万一、燃圧センサが振動の影響により異常になった場合、始動時、燃圧が所定値に上がるまで（クランキング回数が多く必要）始動できなくなるため、始動時間が長くなってしまうという問題を有している。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題、課題を解決するものであって、エンジン振動による燃圧センサへの悪影響を防止し、始動性の悪化を招くことがない筒内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、高圧燃料ポンプにより昇圧された高圧燃料を高圧燃料通路を介してインジェクタに供給する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、前記高圧燃料通路内の圧力を検出する燃圧センサを、前記エンジンに第１の防振材を介して固定される取付部材に第２の防振材を介して取り付け、前記第１の防振材と前記第２の防振材のバネ定数を異ならせ、前記第２の防振材を前記第１の防振材より軟らかめの材質のものを用いることを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、前記第１の防振材を介してＥＣＵボックスを固定した前記取付部材が前記エンジンに固定され、前記第２の防振材を介して電装品ボックスが前記取付部材に固定され、前記電装品ボックスに前記燃料センサを取り付けることを特徴とする。
以上
【０００６】
【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は、本発明が適用される筒内燃料噴射式エンジンの１例を示す船外機の模式図であり、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。
【０００７】
１は船外機であり、クランク軸１０が縦置き状態で搭載されるエンジン２と、エンジン２の下端面に接続されエンジン２を支持するガイドエキゾースト部３と、ガイドエキゾースト部３の下端面に接続されるアッパケース４、ロアケース５及びプロペラ６からなる。上記エンジン２は、筒内噴射式Ｖ型６気筒２サイクルエンジンであり、６つの気筒＃１〜＃６が平面視でＶバンクをなすように横置き状態で且つ縦方向に２列に配設されたシリンダボディ７に、シリンダヘッド８が連結、固定されている。アッパケース４内にはエンジンにより駆動される冷却水ポンプ１８が設けられ、ロアケース５に形成された冷却水取入口５ａから冷却水を図示矢印に示す如く、エンジン２内を循環させ、プロペラ６近傍から排出するようにしている。
【０００８】
上記各気筒＃１〜＃６内には、ピストン１１が摺動自在に嵌合配置され、各ピストン１１はクランク軸１０に連結されている。シリンダヘッド８には、磁力で開閉作動されるソレノイド開閉式のインジェクタ（燃料噴射弁）１３及び点火プラグ１４が装着されている。各気筒＃１〜＃６は、それぞれ掃気ポート（図示せず）によりクランク室１２に連通され、また、気筒＃１〜＃６には排気ポート１５が接続されている。図１（Ｂ）の左バンクの排気ポート１５は左集合排気通路１６に、右バンクの排気ポート１５は右集合排気通路１７に合流されている。エンジン２のクランク室１２には、吸気マニホールドから分岐する吸気通路１９が接続されており、該吸気通路１９には、逆流防止用のリード弁２０が配設され、また、リード弁２０の下流側には、エンジン内にオイルを供給し潤滑するためのオイルポンプ２１が配設され、リード弁２０の上流側には、吸気量を調節するためのスロットル弁２２が配設されている。
【０００９】
図１（Ｄ）に示すように、船体側に設置されている燃料タンク２３内の燃料は、手動式の第１の低圧燃料ポンプ２５により燃料フィルタ２６を経て船外機側の第２の低圧燃料ポンプ２７に送られる。この第２の低圧燃料ポンプ２７は、エンジン２のクランク室１２のパルス圧により駆動されるダイヤフラム式ポンプであり、燃料を、気液分離機能を有する燃料タンクであるベーパーセパレータタンク２９に送る。ベーパーセパレータタンク２９内には、電動モータにより駆動される燃料予圧ポンプ３０が配設されており、燃料を加圧し予圧配管３１を経て高圧燃料ポンプ３２に送る。高圧燃料ポンプ３２の吐出側は、右バンクの気筒＃１、＃３、＃５と左バンクの気筒＃２、＃４、＃６に沿ってそれぞれ縦方向に配設された燃料供給レール３３ａ、３３ｂに高圧ホース４９を介して接続されるとともに、高圧圧力調整弁３５および燃料冷却器３６、戻り配管３７を介してベーパーセパレータタンク２９に接続されている。また、予圧配管３１とベーパーセパレータタンク２９間には予圧圧力調整弁３９が設けられている。高圧燃料ポンプ３２は、ポンプ駆動ユニット４０により駆動される。このポンプ駆動ユニット４０はベルト４１を介してクランク軸１０に連結されている。
【００１０】
エンジン潤滑用のオイルポンプ２１は、クランク軸１０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５０からエンジン側に配設されたメインタンク５１を経て吸気通路１９内にオイルを供給する。また、メインタンク５１のオイルは、フィルタ５２、プリミックス用オイルポンプ５３、チェック弁５４を介してベーパーセパレータタンク２９に供給するように構成されている。プリミックス用オイルポンプ５３は、電磁ソレノイドで駆動する方式のものや電動モータにより駆動するタイプのポンプを採用する。
【００１１】
ＥＣＵ（電子制御装置）４２には、エンジン２の運転状態や船外機１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１０の回転角（回転数）を検出するエンジン回転数センサ４３、吸気通路１９内の温度を検出する吸気温センサ４４、スロットル弁２２の開度を検出するスロットル開度センサ４５、最上段の気筒＃１内の空燃比を検出するに空燃比センサ４６、高圧燃料配管３４内の圧力を検出する燃圧センサ４７、エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温センサ４８、燃料フィルタ２６で分離した水の量を検出する水検出センサ５５、排気圧力を検出する排圧センサ３８、オイルタンク５１のオイル量を検出するオイルレベルセンサ５６、外気温度センサ５７、エンジンの姿勢を検出するトリムセンサ２８等の各種検出信号が入力される。ＥＣＵ４２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、制御信号をインジェクタドライバ４２ａ、インジェクタ１３、点火プラグ１４、予圧燃料ポンプ３０、プリミックス用オイルポンプ５３に伝送する。
【００１２】
上記構成からなるエンジンの作用について説明する。ベーパーセパレータタンク２９内の燃料は、燃料予圧ポンプ３０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３２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、圧力調整弁３５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２９に戻され、必要な高圧燃料分のみを燃料供給レール３３に供給し、各気筒＃１〜＃６に装着したインジェクタ１３に供給される。オイルポンプ２１は、クランク軸１０の回転により駆動され、オイルをサブタンク５０、メインタンク５１から吸気通路１９内に供給しエンジン内部を潤滑する。
【００１３】
図２は、図１の船外機の平面図である。なお、以下の説明では前述の図と同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する場合がある。クランク軸１０にはフライホイール７３が固定され、その上部すなわちクランク軸１０の上端に駆動プーリ６０が取り付けられ、また、ポンプ駆動ユニット４０の回動軸６１には従動プーリ６２が設けられ、駆動プーリ６０と従動プーリ６２には駆動ベルト４１が張設されている。ポンプ駆動ユニット４０にはボルト５９により高圧燃料ポンプ３２が取り付けられている。これによりクランク軸１０の回転が駆動ベルト４１を介して回動軸６１に伝達され、高圧燃料ポンプ３２を駆動するようにしている。
【００１４】
シリンダボディ７には取付用ステー６３が固定され、ポンプ駆動ユニット４０は、取付用ステー６３及びシリンダボディ７に３本のボルト６４、６５、６６により取り付けられている。また、燃料供給レール３３ａ、３３ｂおよび燃料噴射弁１３は、シリンダヘッド８にボルトにより固定され、燃料噴射弁１３は燃料供給レール３３ａ、３３ｂに接続されている。また、高圧燃料ポンプ３２は燃料給排ユニット６７を有し、燃料給排ユニット６７の２つの出口と左右の燃料供給レール３３ａ、３３ｂはそれぞれコネクタ６９および高圧ホース４９により接続されている。なお、図中、７０はスタータモータ、７１はベルトテンショナー、７２はサイレンサである。
【００１５】
図３は、本発明の１実施形態を示し図２でＹ方向から見た図、図４は図３の縦方向断面図である。燃料給排ユニット６７と圧力調整弁３５は、ジョイント７４、高圧燃料通路７５を介して接続されている。また、燃料給排ユニット６７は接続具６９、耐炎性を有するチューブ４９ａを巻いた高圧ホース４９を介して左右一対の燃料供給レール３３ａ、３３ｂに接続されている。インジェクタ１３は固定金具７６によりシリンダヘッド８に固定されている。図３において、燃料供給レール３３ａ、３３ｂには、切欠部３３ｋが形成されており、この切欠部３３ｋは、インジェクタ１３の固定金具３３ｍをボルト３３ｈにて締結する際の工具逃げで、良好な組み付け性が確保される。
【００１６】
シリンダボディ７の壁面でＶバンクＢ１、Ｂ２間には、電装品ボックス７７が装着されている。電装品ボックス７７は、ＥＣＵボックス７７ａとインジェクタドライバボックス７７ｂとからなり、それぞれのボックス内に図１に示すＥＣＵ４２とインジェクタドライバ４２ａの回路部品が内蔵されている。シリンダボディ７には、取付部材７９が第１の防振材９０を介してボルト９１により固定され、この取付部材７９にＥＣＵボックス７７ａがボルト９２により固定されている。取付部材７９にはボス７９ａが形成されており、このボス７９ａにインジェクタドライバボックス７７ｂが、第２の防振材９３を介してボルト９４により固定されている。また、インジェクタドライバボックス７７ｂにはボルト９５により冷却用フィン９６が取り付けられている。そして、インジェクタドライバボックス７７ｂの下部に本発明に係わるセンサボックス９７がボルト９８により固定され、センサボックス９７の一端は、高圧ホース９９を介して燃料供給レール３３ｂの下部に接続され、センサボックス９７の他端には燃圧センサ４７が装着されている。
【００１７】
本実施形態においては、第１の防振材９０と第２の防振材９３のバネ定数を異ならせ、第１の防振材９０として硬めの材質のものを用いてエンジン側からの高周波数の振動を低減させ、第２の防振材９３として第１の防振材９０より軟らかめの材質のものを用いてＥＣＵボックス７７ａからの比較的低周波数の振動を低減させることができ、例えば、エンジンの振動が３０Ｇ程度の場合、ＥＣＵボックス７７ａでの振動を８Ｇ程度に、インジェクタドライバボックス７７ｂでの振動を１Ｇ程度と、効果的に振動を低減させることができ、電装品ボックス７７および燃圧センサ４７の振動を抑えることができる。なお、本実施形態においてはセンサボックス９７をシリンダボディ（振動部材）７に防振材を介して直接、固定するようにしてもよい。
【００１８】
図５〜図７は、本発明の他の実施形態を示し、図５は図３でＸ方向から見た側面図、図６は図５の平面図、図７は図５でＡーＡ線に沿う断面図である。本実施形態においては、燃料給排ユニット６７の高圧燃料通路３４に連通する位置に燃圧センサ４７を配設している。なお、燃圧センサ４７は、燃料給排ユニット６７の高圧燃料通路３４に限定されるものではなく、高圧燃料通路に連通可能であればいずれの位置でもよい。また、搬送時等組立前に燃料供給レール３３ａ、３３ｂからインジェクタ１３が抜け落ちないように、図５および図６に示す如くクリップ１３ｄが設けられており、このクリップ１３ｄはインジェクタ１３の回り止め（位置決め）も兼ねており、インジェクタ１３の脱着性が良好にできるようになっている。さらに、クリップ１３ｄに一体成形されたラック状の部分１３ｅは、各インジェクタ１３のリード線をクランプするためのもので、リード線引っ掛けによる損傷を防止している。
【００１９】
図７において、燃圧センサ４７は、センサ部４７ａ、フランジ部４７ｂ、センサ本体４７ｃ、接続部４７ｄからなり、燃料給排ユニット６７の高圧燃料通路３４に対向する取付面１００には、センサ挿入穴６７ａ、センサ係止部６７ｂおよび２本のボルト穴６７ｃが形成され、センサ挿入穴６７ａに燃圧センサ４７のセンサ部４７ａがＯリング４７ｅを介して挿入され、センサ係止部６７ｂにフランジ４７ａ内面が係止される。また、ボルト穴６７ｃに対向する位置にカラー１０１が配設される。前記取付面１００には、センサ本体４７ｃおよびカラー１０１を貫通してメタルプレート１０２が配設され、メタルプレート１０２の外側に、同様にセンサ本体４７ｃおよびカラー１０１を貫通して弾性部材からなる防振材１０３が配設される。そして、カラー１０１を押圧するカバー部材１０４が配設され、このカバー部材１０４をワッシャ１０５を介してボルト１０６を螺合させて固定している。
【００２０】
上記構成からなる本実施形態の防振構造は、エンジン始動とともに高圧燃料通路３４内に高い燃圧が発生し、センサ部４７ａを押す力が働き、センサ係止部６７ｂとフランジ４７ｂ、メタルプレート１０２と取付面１００との間に僅かに隙間が発生するために、燃圧センサ４７が振動部材である燃料給排ユニット６７に対して、防振材１０３を介して固定されるフローティング構造（浮力体構造）になっており、燃圧センサ４７に振動圧力が作用すると、その圧力はカバー部材１０４を介して防振材１０３で吸収されるため、振動を低減させることができる。
【００２１】
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、上記実施形態においては、船外機に適用した例について述べているが、自動車にも適用可能である。また、２サイクルエンジン限定されるものではなく、４サイクルエンジンにも適用可能である。さらに、Ｖ型エンジンに限定されるものではなく、直列型エンジンにも無論適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、エンジン振動による燃圧センサへの悪影響を防止し、始動性の悪化を招くことがなく、
請求項２記載の発明によれば、既存の防振構造を利用して低コストで取り付けることができ、
請求項３記載の発明によれば、フローティング構造により確実に振動を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される筒内燃料噴射式エンジンの１例を示す船外機の模式図であり、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。
【図２】図１の船外機の平面図である。
【図３】本発明の１実施形態を示し図２でＹ方向から見た図である。
【図４】図３の縦方向断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示し図３でＸ方向から見た側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５でＡーＡ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
７…シリンダボディ
１３…インジェクタ
３２…高圧燃料ポンプ
３４…高圧燃料通路
４７…燃圧センサ
７７…電装品ボックス
９０、９３、１０３…防振材

Claims

高圧燃料ポンプにより昇圧された高圧燃料を高圧燃料通路を介してインジェクタに供給する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、前記高圧燃料通路内の圧力を検出する燃圧センサを、前記エンジンに第１の防振材を介して固定される取付部材に第２の防振材を介して取り付け、前記第１の防振材と前記第２の防振材のバネ定数を異ならせ、前記第２の防振材を前記第１の防振材より軟らかめの材質のものを用いることを特徴とする筒内燃料噴射式エンジン。
前記第１の防振材を介してＥＣＵボックスを固定した前記取付部材が前記エンジンに固定され、前記第２の防振材を介して電装品ボックスが前記取付部材に固定され、前記電装品ボックスに前記燃料センサを取り付けることを特徴とする請求項１に記載の筒内燃料噴射式エンジン。