JP5673418B2 - 車両用のバイフューエルエンジン - Google Patents

Description

この発明は、車両用のバイフューエルエンジンに係り、特に燃料として液体燃料と気体燃料とを使用する車両用のバイフューエルエンジンに関する。

車両には、燃料として液体燃料（ガソリン）と気体燃料（ＣＮＧ）とを使用するバイフューエルエンジンを搭載したものがある。
このバイフューエルエンジンでは、液体燃料を供給する液体燃料用噴射装置を分岐管とエンジン本体とに囲まれる空間に配置する一方、気体燃料を供給する気体燃料用噴射装置をサージタンク及びエアクリーナと隣接する位置に配置しているものがある。

特開２０１０−２４２５５９号公報 特開２００４−３６４８２号公報

特許文献１に係るバイフューエル内燃機関は、車両のフロアパネルの下方に内燃機関を配置し、この内燃機関のシリンダヘッドカバーに気体燃料用噴射装置（気体燃料噴射装置）を直接取り付けたものである。
特許文献２に係るバイフューエル内燃機関は、シリンダ軸線が傾斜された内燃機関に吸気マニホルドを取り付け、内燃機関の側面と吸気マニホルドの分岐管とで挟まれた位置に気体燃料用噴射装置（気体燃料噴射装置）を配置し、この気体燃料用燃料噴射装置を分岐管の下面に取り付けたものである。

ところで、上記の特許文献１の構造では、走行風が流れ難いフロアパネルの下側に気体燃料用噴射装置が配置されるため、内燃機関の熱気によって気体燃料用噴射装置が加熱されるおそれがあった。
また、このような構造を車両前部にエンジンルームを有する車両に適用したとしても、気体燃料用噴射装置がアッパメンバの下側に取り付けられるラジエータの車両後方側に位置して、気体燃料用噴射装置にラジエータを通過して加熱された走行風が流れ込んで、気体燃料用噴射装置を加熱するおそれがあった。
そのため、気体燃料用噴射装置内を流れる気体燃料や気体燃料用のインジェクタ（気体燃料噴射弁）等が加熱されて気体燃料が過熱され、気体燃料の噴射量にバラツキが生じて、内燃機関の出力性能及び運転性が低下するおそれがあった。
さらに、上記の特許文献１の構造では、内燃機関をメンテナンスするために、内燃機関からシリンダヘッドカバーを取り外す際に、気体燃料用噴射装置のインジェクタ（気体燃料噴射弁）と、気体燃料噴射弁取付ブラケットと、気体燃料デリバリパイプと、気体燃料ホースとの全てを、内燃機関の上部から取り外す必要があり、作業者の作業負担が増加する問題があった。

また、上記の特許文献２の構造では、シリンダ軸線が傾斜された内燃機関に吸気マニホルドを取り付け、内燃機関の側面と吸気マニホルドの分岐管とで挟まれた位置に気体燃料用噴射装置（気体燃料噴射装置）を配置し、気体燃料用の燃料噴射装置を分岐管の下面に取り付けている。
しかしながら、このような構造では、気体燃料用噴射装置をメンテナンスするために内燃機関から取り外す際に、吸気マニホルドを内燃機関から取り外して、その後、吸気マニホルドから気体燃料用噴射装置を取り外す必要があり、作業者の作業負担が増加する問題があった。
また、このような構造を車両前部のエンジンルームに適用した場合、鉛直方向にて、気体燃料用噴射装置がラジエータの車両後方に位置して、ラジエータを通過した走行風が気体燃料用噴射装置へと流れ込んで、気体燃料用噴射装置が加熱されるおそれがあった。

さらに、従来、図７に示すように、車両１０１のエンジンルーム１０２に搭載されるバイフューエルエンジン（以下「エンジン」という）１０３においては、車両前後方向の後端面に吸気マニホルド１０４を取り付け、この吸気マニホルド１０４のサージタンク１０５をシリンダヘッドカバー１０６の後方に配置し、サージタンク１０５の車両前側で且つシリンダヘッドカバー１０６の上方にエアクリーナ１０７を配設し、シリンダヘッドカバー１０６の上部でエアクリーナ１０７とサージタンク１０５とで囲まれた空間に気体燃料用噴射装置１０８を配置したものがある。この気体燃料用噴射装置１０８は、気体燃料用配管１０９と気体燃料用デリバリパイプ１１０と気体燃料用インジェクタ１１１とを備え、気体燃料を貯留する気体燃料容器１１２に連結している。
しかし、このような構造では、エアクリーナ１０７が気体燃料用噴射装置１０８やサージタンク１０５に邪魔されて、エアクリーナ１０７を車両内側やエンジン１０３の後方側に拡大させることができず、エンジン１０３の内側（車両内側）へのエアクリーナ１０７の容積拡大が困難であった。また、エアクリーナ１０７の容積を拡大させるために、エアクリーナ１０７をエンジン１０３の外側（車両幅方向外側）へと拡大させると、エンジン１０３の全体の寸法が大きくなる問題が生じた。
また、このような構造で、吸気マニホルド１０４の分岐管の管長を長くするのは、気体燃料用噴射装置１０８やエアクリーナ１０７に邪魔されて、分岐管の管長を長く形成できないという問題があった。
さらに、気体燃料用噴射装置１０８が鉛直方向でラジエータ１１３に近づき、このラジエータ１１３を通過した走行風が気体燃料用噴射装置１０８に流れ込んで、気体燃料用噴射装置１０８が加熱されて、エンジン１０３の出力性能や運転性が低下するおそれがあった。
また、エンジン１０３からシリンダヘッドを取り外す場合に、吸気マニホルド１０４から気体燃料用噴射装置１０８を取り外す必要があり、メンテナンス性等の作業性が低下する問題があった。

そこで、この発明の目的は、エンジンの出力性能及び運転性を向上させるとともに、エンジンのメンテナンス性を向上させることができる車両用のバイフューエルエンジンを提供することにある。

この発明は、エンジンを構成するエンジン本体への取付部から上方へ延びる分岐管とこの分岐管の上流端部に接続されるサージタンクとを備える吸気マニホルドを前記エンジン本体の長手方向に沿う側面に取り付け、前記サージタンクの周辺には前記サージタンクに吸気通路を介して連結されるエアクリーナを配置し、前記エンジンに液体燃料を供給する液体燃料用噴射装置を前記分岐管と前記エンジン本体とに囲まれる空間に配置する一方、前記エンジンに気体燃料を供給する気体燃料用噴射装置を前記サージタンク及び前記エアクリーナと隣接する位置に配置した車両用のバイフューエルエンジンにおいて、前記サージタンクを前記エンジン本体の上部に配置されるシリンダヘッドカバーの上方でこのシリンダヘッドカバーを取り外し可能な空間を挟んで配置し、前記分岐管には前記エンジン本体への前記取付部の側方で前記エンジン本体側に湾曲する湾曲部を形成するとともにこの湾曲部と前記サージタンクとの間を連絡して前記湾曲部から前記サージタンクに近づくにつれて鉛直方向の位置が高くなる傾斜部を形成し、前記エアクリーナを前記サージタンクに対して所定の隙間を有する状態で前記傾斜部の上方に配置し、前記サージタンクと前記エアクリーナとの間の隙間に前記気体燃料用噴射装置を配置したことを特徴とする。

この発明の車両用のバイフューエルエンジンは、エンジンの出力性能及び運転性を向上させるとともに、エンジンのメンテナンス性を向上させることができる。

図１は車両前部の平面図である。（実施例） 図２は車両前部の正面図である。（実施例） 図３は車両前部の右側面図である。（実施例） 図４はエンジンの斜視図である。（実施例） 図５は図２のＶ−Ｖ線による車両前部の断面図である。（実施例） 図６は車両前部の断面図である。（変形例） 図７は従来において車両前部の平面図である。（従来例）

この発明は、エンジンの出力性能及び運転性を向上させるとともに、エンジンのメンテナンス性を向上させる目的を、気体燃料用噴射装置に邪魔されず吸気マニホルドの分岐管の管長を長くするとともにエアクリーナ容積を拡大し、また、気体燃料用噴射装置をサージタンクとエアクリーナとの間に配置し、さらに、シリンダヘッドカバーを取り外せる空間を確保して実現するものである。

図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図１〜図３において、１は車両、２Ｌは左前車輪、２Ｒは右前車輪、３はエンジンフード、４はフロントグリル、５はロアメンバ、６はアッパメンバ、７はダッシュパネル、８はエンジンルームである。
エンジンルーム８内には、左部に変速機９を連結したバイフューエルエンジン（以下「エンジン」という）１０が配置され、また、ロアメンバ５とアッパメンバ６との間で支持されて後部にファンシュラウド１１を備えたラジエータ１２が配置されている。
図４に示すように、エンジン１０は、３気筒用の構造であって、シリンダブロック１３とシリンダヘッド１４とからなるエンジン本体１５を備えるとともに、シリンダブロック１３の下部に取り付けたオイルパン１６及びシリンダヘッド１４の上部に取り付けたシリンダヘッドカバー１７を備える。シリンダヘッド１４の前部には、エンジン１０の前方に配置する排気マニホルド１８が取り付けられている。
エンジン１０の上部には、吸気マニホルド１９がエンジン本体１５の長手方向に沿う側面に取り付けられる。この吸気マニホルド１９は、エンジン本体１５への取付部２０から上方へ延びる３本の分岐管２１・２１・２１と、この分岐管２１・２１・２１の上流端部に接続されるサージタンク２２とを備える。つまり、サージタンク２２は、シリンダヘッドカバー１７の上方に位置し、分岐管２１・２１・２１によってシリンダヘッド１４に連結している。
サージタンク２２の周辺には、サージタンク２２に吸気管２３で形成された吸気通路２４を介して連結されるエアクリーナ２５が配置する。このエアクリーナ２５には、車両前方から空気を導入する吸入管２６が連結している。エアクリーナ２５は、吸気マニホルド１９の分岐管２１・２１・２１の上方に配置され、両端部の分岐管２１・２１の外側部位に差し込み固定されるとともに、中央部の分岐管２１にボルト締め固定される。

エンジン１０には、このエンジン１０に液体燃料（ガソリン）を供給する液体燃料用噴射装置２７が設けられる。この液体燃料用噴射装置２７は、分岐管２１・２１・２１とエンジン本体１５とに囲まれる空間２８に配置され、液体燃料用デリバリパイプ２９と液体燃料用インジェクタ３０とを備える。
また、エンジン１０には、このエンジン１０に気体燃料（ＣＮＧ）を供給する気体燃料用噴射装置３１が設けられる。この気体燃料用噴射装置３１は、サージタンク２２及びエアクリーナ２５と隣接する位置に配置され、気体燃料用配管３２と気体燃料用デリバリパイプ３３と気体燃料用インジェクタ３４・３４・３４とを備える。
気体燃料用デリバリパイプ３３は、図１、図２に示すように、サージタンク２２とエアクリーナ２５との間に配設され、中央部がエアクリーナ２５側の固定部３５で中央部の分岐管２１に固定されるとともに、両端部が固定部３５・３５でボルト締めされて両端部の分岐管２１・２１に固定され、そして、気体燃料を貯留する気体燃料容器３６に連絡する。これにより、気体燃料用デリバリパイプ３３を固定する固定部３５・３５・３５を交互に配置して、気体燃料用デリバリパイプ３３を強固に固定できるとともに、サージタンク２２と略一直線に並べることができ、コンパクト化を図り、エアクリーナ２５の必要容量を減らすことなく、気体燃料用デリバリパイプ３３を設置可能とする。
気体燃料用インジェクタ３４・３４は、一端側の分岐管２１と中央部の分岐管２１との間・中央部の分岐管２１と他端側の分岐管２１との間に配設される。これにより、デッドスペースを有効に活用し、エアクリーナ２５の必要容量を減らすことなく、気体燃料用デリバリパイプ３３を設置可能とする。
また、図５に示すように、気体燃料用噴射装置３１は、ラジエータ１２の上部を支持するアッパメンバ６よりも車両上方に配置されている。このため、気体燃料用噴射装置３１へアッパメンバ６の上方からエンジンルーム８内に流れ込む走行風が流れ込み易くなり、ラジエータ１２で加熱されていない走行風によって気体燃料用噴射装置３１を冷却可能とする。

サージタンク２２は、図５に示すように、エンジン本体１５の上部に配置されるシリンダヘッドカバー１７の上方でこのシリンダヘッドカバー１７を取り外し可能な空間３７を挟んで配置される。
分岐管２１・２１・２１には、図３に示すように、エンジン本体１５への取付部２０の側方でエンジン本体１５側に湾曲する湾曲部３８が形成されるとともに、この湾曲部３８とサージタンク２２との間を連絡して湾曲部３８からサージタンク２２に近づくにつれて鉛直方向の位置が高くなる傾斜部３９が形成される。
エアクリーナ２５は、サージタンク２２に対して所定の隙間４０を有する状態で傾斜部３９の上方に配置される。
サージタンク２２とエアクリーナ２５との間の隙間４０には、気体燃料用噴射装置３１が配置される。

上記の構造によれば、気体燃料用噴射装置３１に邪魔されず吸気マニホルド１９の分岐管２１・２１・２１の管長を長くするとともに、エアクリーナ２５の容積を拡大でき、エンジン１０の実用運転域での出力性能を向上させることができる。
また、気体燃料用噴射装置３１をサージタンク２２とエアクリーナ２５との間に配置したことによって、作業者がエンジン本体１５からシリンダヘッドカバー１７を取り外す際に、気体燃料用噴射装置３１（気体燃料配管３２、気体燃料用デリバリパイプ３３、気体燃料用インジェクタ３４）をシリンダヘッドカバー１７の上部から取り外さず作業が不要となるとともに、シリンダヘッドカバー１７の上方にシリンダヘッドカバー１７を取り外せる空間３７を確保でき、エンジン１０のメンテナンス性を向上させることができる。
さらに、気体燃料用噴射装置３１がエンジンルーム８内の高い位置に配置できるため、ラジエータ１２を通過した走行風が気体燃料用噴射装置３１へと流れ難くすることができ、エンジンルーム８の高い位置を流れる走行風に気体燃料用噴射装置３１を晒すことができる。
これにより、気体燃料用噴射装置３１を走行風によって冷却できるため、エンジン１０の運転性が向上できる。
また、気体燃料用インジェクク３４を分岐管２１同士の間のデッドスペースに配置でき、エアクリーナ２５を車両後方側に大きくずらすのを防止できる。

図５に示すように、エアクリーナ２５は、気体燃料用噴射装置３１の車両後側に配置される。また、鉛直方向で、エアクリーナ２５の車両前側縦壁面４１は、サージタンク２２の上端部よりも車両上方に延出される。更に、エアクリーナ２５の車両前側縦壁面４１と気体燃料用噴射装置３１とは、車両前後方向で重ねて配置される。
上記の構造によれば、エンジンルーム８内の高い位置に流れる走行風のうち、サージタンク２２に当たってサージタンク２２の上方を流れて車両後方に抜けようとする走行風を、エアクリーナ２５の車両前側縦壁面４１で遮ることができる。そして、エアクリーナ２５の車両前側縦壁面４１に当たった走行風を、サージタンク２２とエアクリーナ２５との間の隙間４０へと流し込むことができる。
これにより、少しでも多くの走行風を気体燃料用噴射装置３１へとエアクリーナ２５の車両前側縦壁面４１を介して吹きかけることができ、気体燃料用噴射装置３１を冷却できる。

図６は、この発明の変形例を示すものである。
この変形例では、図６に示すように、気体燃料用噴射装置３１は、サージタンク２２の上端部よりも車両上方に突出して設けられている。
このような構造によれば、エンジンルーム８の高い位置で流れる走行風やサージタンク２２の上方を流れる走行風の流路上に気体燃料用噴射装置３１を突出させることができる。
これにより、アッパメンバ６の上方から流れ込んだ冷却された走行風を気体燃料用噴射装置３１に直接吹きかけることができ、気体燃料用噴射装置３１をより確実に冷却できる。

この発明に係る車両用バイフューエルエンジンを、各種車両に適用可能である。

１ 車両
８ エンジンルーム
５ ロアメンバ
６ アッパメンバ
１０ バイフューエルエンジン（エンジン）
１２ ラジエータ
１５ エンジン本体
１７ シリンダヘッドカバー
１９ 吸気マニホルド
２０ 分岐管の取付部
２１ 分岐管
２２ サージタンク
２４ 吸気通路
２５ エアクリーナ
２７ 液体燃料用噴射装置
２８ 分岐管とエンジン本体とに囲まれる空間
３１ 気体燃料用噴射装置
３７ シリンダヘッドカバーを取り外し可能な空間
３８ 分岐管の湾曲部
３９ 分岐管の傾斜部
４０ サージタンクとエアクリーナとの間の隙間
４１ エアクリーナの車両前側縦壁面

Claims (3)

1. エンジンを構成するエンジン本体への取付部から上方へ延びる分岐管とこの分岐管の上流端部に接続されるサージタンクとを備える吸気マニホルドを前記エンジン本体の長手方向に沿う側面に取り付け、前記サージタンクの周辺には前記サージタンクに吸気通路を介して連結されるエアクリーナを配置し、前記エンジンに液体燃料を供給する液体燃料用噴射装置を前記分岐管と前記エンジン本体とに囲まれる空間に配置する一方、前記エンジンに気体燃料を供給する気体燃料用噴射装置を前記サージタンク及び前記エアクリーナと隣接する位置に配置した車両用のバイフューエルエンジンにおいて、前記サージタンクを前記エンジン本体の上部に配置されるシリンダヘッドカバーの上方でこのシリンダヘッドカバーを取り外し可能な空間を挟んで配置し、前記分岐管には前記エンジン本体への前記取付部の側方で前記エンジン本体側に湾曲する湾曲部を形成するとともにこの湾曲部と前記サージタンクとの間を連絡して前記湾曲部から前記サージタンクに近づくにつれて鉛直方向の位置が高くなる傾斜部を形成し、前記エアクリーナを前記サージタンクに対して所定の隙間を有する状態で前記傾斜部の上方に配置し、前記サージタンクと前記エアクリーナとの間の隙間に前記気体燃料用噴射装置を配置したことを特徴とする車両用のバイフューエルエンジン。
2. 前記エアクリーナを前記気体燃料用噴射装置の車両後側に配置し、鉛直方向で前記エアクリーナの車両前側縦壁面を前記サージタンクの上端部よりも車両上方に延出させ、前記車両前側縦壁面と前記気体燃料用噴射装置とを車両前後方向で重ねて配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用のバイフューエルエンジン。
3. 前記気体燃料用噴射装置を前記サージタンクの上端部よりも車両上方に突出して設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用のバイフューエルエンジン。

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