JP6606523B2

JP6606523B2 - エンジン装置

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Publication number: JP6606523B2
Application number: JP2017066462A
Authority: JP
Inventors: 正人杉本; 孝太高松
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: CN110431300B; KR20190097253A; WO2018179776A1; CN114412677A; EP3604785A4; EP3604785A1; JP2018168749A; US20200049100A1; KR102472495B1; KR102276270B1; US10961948B2; CN110431300A; KR20210088015A

Description

本発明は、各種車両や貨物輸送用コンテナ等に搭載するエンジン装置に係り、より詳しくは、燃料ガスによる燃焼に基づき出力軸を回転させるエンジン装置に関するものである。

従来、燃料ガスと空気との混合気を点火装置（点火プラグ）で着火して駆動するガスエンジンが提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１のガスエンジンは、吸気マニホールドにインジェクタを固定し、インジェクタから噴射された燃料ガスを吸気マニホールドで空気と混合して、シリンダヘッドの吸気ポートに供給している。また，予混合ガスを点火装置にて着火させるエンジン装置として、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンも従来から提供されている（特許文献２参照）。

特開２００１−１０７８０８号公報特開２０１２−１８８９３７号公報

特許文献２に示すガソリンエンジンの場合、空気中に噴霧されるガソリンが液体燃料であることから、噴霧されたガソリン間に空気が介在できることから、噴霧後の燃料が空気中に拡散されやすい。一方、特許文献１に示すようなガスエンジンの場合、空気中に噴射される燃料ガスが気体燃料であることから、燃料ガスが空気中に帯状の気体層を構成するため、燃料ガス中への空気の介在が難しく、空気中への燃料ガスの拡散性が悪くなる。特に、ガスエンジンに対して、特許文献２に示すような配置でインジェクションを吸気マニホールドに取り付けた場合、吸気マニホールド中を流れる空気の流れに沿って燃料ガスが噴射されてしまうこととなり、混合気のミキシングが悪く、エミッションの悪化を招く虞がある。

本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題としている。

本願発明は、シリンダヘッド側面に固定された吸気マニホールドにガスインジェクタが取り付けられており、前記ガスインジェクタから噴射した燃料ガスを前記吸気マニホールドで予混合して複数の気筒内に供給し、点火装置にて点火させるエンジン装置において、
前記吸気マニホールドが、空気供給側の吸気集合管から前記気筒へ連通する複数の吸気枝管を分岐させた構造を有するとともに、前記吸気枝管が屈曲部を有しており、前記吸気枝管の屈曲部において、前記シリンダヘッド側となる内側内壁が鋭角で屈曲しているというものである。

上記エンジン装置において、前記シリンダヘッドがシリンダブロック上面に固定されており、前記吸気マニホールドは、前記シリンダブロック側方に前記吸気集合管が配置されるとともに、前記吸気枝管が前記吸気集合管から上方に延設されて前記シリンダヘッド側方に前記屈曲部を有しており、該屈曲部に前記ガスインジェクタのガス噴射口が挿入されるものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記吸気マニホールド内において、前記ガスインジェクタのガス噴射口から燃料ガスを噴射するガス噴射方向が、前記屈曲部における内側内壁の上面であって屈曲点より前記シリンダヘッド側となる位置に向けた方向であるものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記吸気マニホールド内において、前記屈曲部における外側内壁であって前記ガス噴射口よりも前記シリンダヘッド側に、前記内側内壁に向かって突出した突起部が設けられているものとしてもよい。

上記エンジン装置において、ガソリンインジェクタが前記シリンダヘッド上に配置されるとともに、前記シリンダヘッド内の吸気ポートに向けて前記ガソリンインジェクタの燃料噴射口が挿入されており、前記シリンダヘッドにおける前記燃料噴射口の挿入部分が前記吸気ポート内側に向けて突起しているものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記吸気マニホールドは、アルミダイキャストにより形成されるものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記吸気マニホールドは、複数の前記吸気枝管が前後方向に並べて配置されるとともに、前記吸気集合管の前後中央であって前記シリンダヘッドと反対側に張り出した吸気取入部を有するものとしてもよい。

上記エンジン装置において、前記吸気マニホールドは、前記吸気集合管の前後端部より延設された最前位置及び最後尾位置の前記吸気枝管周辺に設けた前後一対の連結座を有しており、複数の前記ガスインジェクタに燃料ガスを供給する燃料ガス供給レールが、前後一対の前記連結座に固定されることで、前記吸気マニホールド上方で前後方向に延設されているものとしてもよい。

本願発明によると、吸気集合管から吸気枝管に流れ込んだ空気が、内側内壁及び外側内壁それぞれに沿って流れる際、空気の流れが鋭角となる内側内壁で急に折れ曲がるため、内側内壁の下流側で剥離が起こる。これにより、吸気枝管の屈曲部において、空気の渦が発生し、この空気の渦に基づく乱流の影響により燃料ガスを空気内に巻き込むこととなり、燃料ガスの空気への混合が促進されるため、エミッションの悪化を抑制できる。

本願発明によると、ガスインジェクタのガス噴射口から、吸気マニホールドにおける屈曲部内に発生する空気の渦流に向かって、燃料ガスが噴射されることとなり、燃料ガスが空気へ混合されやすくなる。従って、シリンダヘッドの吸気ポートに供給される混合気において、燃料ガス濃度の偏りが小さくなることから、気筒における燃焼異常を抑制できる。

本願発明によると、ガスインジェクタの取り付け角を、屈曲点（角部）よりも下流側（シリンダヘッド側）に向かって配置することとなり、内側内壁の上面部分の下流側に形成される乱流に向かって、ガスインジェクタから燃料ガスを噴射するため、混合気のミキシングを向上できる。

本願発明によると、吸気枝管の吸気流路を流れる空気が、ガスインジェクタのガス噴射口の下流側において、内側内壁及び突起部による剥離が発生し、内側内壁上面部分や突起部の下流側に渦状の乱流が発生する。そのため、ガスインジェクタからのガス燃料が、吸気枝管の屈曲部に発生した空気の乱流に向かって噴射されるため、ガス燃料と空気とが効率的に混合されることとなり、エミッションの低減を図れる。

本願発明の第１実施形態となるガスエンジンの左後方から視た斜視図である。同ガスエンジンの右前方から視た斜視図である。同ガスエンジンの拡大斜視図である。同ガスエンジンの点火装置とガスインジェクタの関係を示す斜視図である。同ガスエンジンの吸気マニホールドの斜視図である。同ガスエンジンの吸気マニホールドとシリンダヘッドの断面図である。図６の拡大断面図である。同ガスエンジンの吸気マニホールドの構成を示す分解断面図である。本願発明の第２実施形態となるガスエンジンの吸気マニホールドとシリンダヘッドの断面図である。図９の拡大断面図である。同ガスエンジンの吸気マニホールドの構成を示す分解断面図である。本願発明の第３実施形態となるバイフューエルエンジンの拡大斜視図である。同バイフューエルエンジンの点火装置、ガスインジェクタ、及びガソリンインジェクタの関係を示す斜視図である。同バイフューエルエンジンの左上方から視た斜視図である。同バイフューエルエンジンの点火装置及びガソリンインジェクタの関係を示す斜視図である。同バイフューエルエンジンの吸気マニホールドとシリンダヘッドの断面図である。

＜第１実施形態＞
以下に、本願発明を具体化した第１実施形態となるガスエンジン１について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「上下」等）を用いる場合は、ガスエンジン１の吸気マニホールド３側をガスエンジン１の左側、ガスエンジン１の排気マニホールド６側をガスエンジン１の右側、フライホイルハウジング７側をガスエンジン１の前側、伝動ベルト１８側をガスエンジン１の後側と表現する。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態のガスエンジン１は、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式によって駆動するものである。図１〜図３に示す如く、ガスエンジン１の上部に位置するシリンダヘッド２の左側面には吸気マニホールド３を設けている。シリンダヘッド２は、エンジン出力軸４（クランク軸）と複数の気筒（図示省略）とを内蔵したシリンダブロック５上に搭載している。シリンダヘッド２の右側面に排気マニホールド６を設けている。シリンダブロック５の前後両側面からエンジン出力軸４の前後突端側を突出させている。

ガスエンジン１は、シリンダブロック５内に複数の気筒を直列に並べた構成になっている。シリンダブロック５内の各気筒は、シリンダヘッド２左側面側の吸気マニホールド３に連通している。詳細な図示は省略するが、吸気マニホールド３には、吸気スロットル弁１１を介して、外気を除塵浄化して取り込むエアクリーナを接続している。また、シリンダヘッド２の上面左部（吸気マニホールド３側）には、各気筒内の予混合ガスに点火する点火装置１２を各気筒に対応させて設けている。各点火装置１２は、高電圧によって気筒内に火花放電を発生させ、気筒内の予混合ガスを燃焼させる。予混合ガスの燃焼によって各気筒内のピストンが往復動して、エンジン出力軸４を回転駆動させ、ガスエンジン１の動力が発生する。

シリンダヘッド２の左側面に固定された吸気マニホールド３は、上記気筒数と同数の吸気枝管３１を備えており、各吸気枝管３１にガスインジェクタ１３が挿設されている。気筒数と同数のガスインジェクタ１３は、吸気マニホールド３上方で前後（エンジン出力軸４と平行）に延設された燃料ガス供給レール１４と連結されている。燃料ガス供給レール１４は、ボルト２１により吸気マニホールド３に固定締結されている。

燃料ガス供給レール１４は、ベーパライザ（気化装置）を介して、後述するガスボンベ１００（図１７及び図１８参照）と接続されている。ガスボンベ１００には、液体の燃料ガスが貯蔵されており、ベーパライザによりガスボンベ１００内の燃料ガスが気化させた後、燃料ガス供給レール１４を通じてガスインジェクタ１３に供給される。ガスインジェクタ１３が燃料ガスを吸気枝管３１内に噴射することで、吸気マニホールド３内の新気と燃料ガスとが、吸気枝管３１内で混合撹拌されて、シリンダブロック５内の各気筒における吸気ポートに供給される。また、シリンダブロック５内の各気筒は、吸気マニホールド３だけでなく、シリンダヘッド２右側面に固定された排気マニホールド６にも連通しており、各気筒における排気ポートを通じて排気マニホールド６に排気ガスが排気される。

次いで、図３〜図６を参照して、点火装置１２、ガスインジェクタ１３、及び燃料ガス供給レール１４の詳細について、以下に説明する。図３〜図６に示す如く、ガスエンジン１は、シリンダヘッド２側面に固定された吸気マニホールド３にガスインジェクタ１３が取り付けられている。このガスエンジン１は、ガスインジェクタ１３から噴射した燃料ガスを吸気マニホールド３で予混合して複数の気筒内に供給し、点火装置１２にて点火させる。

点火装置１２は、上端にハーネス（図示省略）と電気的に接続されるコネクタ２２を有するとともに、中心電極及び接地電極による点火部３０を下端に有している。点火装置１２は、下端の点火部３０のシリンダヘッド２下方の気筒の燃焼室に位置するよう、シリンダヘッド２上面から挿設されている。複数の点火装置１２（本実施形態では、４つの点火装置１２）は、シリンダヘッド２上面に前後に配設されている。

また、点火装置１２は、コネクタ２２下側が点火装置用固定ブラケット２３に把持されることで、点火装置用固定ブラケット２３を介してヘッドカバー１５と連結されている。点火装置用固定ブラケット２３は、前後に長い板状で構成されており、その右縁にボルト孔を有する固定部２４を有するとともに、その左縁を切り欠いた把持部２５を有する。把持部２５に点火装置１２が嵌入されるとともに、点火装置１２のコネクタ２２が点火装置用固定ブラケット２３にボルト締結されることで、点火装置１２が点火装置用固定ブラケット２３に固定される。また、点火装置用固定ブラケット２３の固定部２４がヘッドカバー１５にボルト締結されることで、シリンダヘッド２に下端が挿入された点火装置１２が、点火装置用固定ブラケット２３及びヘッドカバー１５を介して、シリンダヘッド上に固定される。

複数のガスインジェクタ１３は、吸気マニホールド３に設けられた複数の吸気枝管３１それぞれに、ガス噴射口２６が吸気枝管３１内に挿入された状態で固定されている。ガスインジェクタ１３は、前後に配置される吸気枝管３１に固定されることで、吸気マニホールド３上に前後に配置されるとともに、吸気マニホールド３上で前後に延設された燃料ガス供給レール１４と連結している。また、ガスインジェクタ１３は、ハーネス（図示省略）と電気的に接続されるコネクタ２９を左側面部分に有する。

燃料ガス供給レール１４は、下側縁に複数のガス吐出口２７を前後に並べて配置しており、ガス吐出口２７それぞれにガスインジェクタ１３を連結させている。また、燃料ガス供給レール１４の後端には、上方に屈曲させたガス吸入口２８が設けられる。これにより、後端のガス吸入口２８を通じて燃料ガス供給レール１４に流入した燃料ガスが、燃料ガス供給レール１４内を前方に向かって流れることで、複数の枝管となるガス吐出口２７を通じて、複数のガスインジェクタ１３それぞれに供給される。

燃料ガス供給レール１４は、吸気マニホールド３に設けた前後一対の連結座３７に固定されて、吸気マニホールド３を介してシリンダヘッド２に固定されている。すなわち、燃料ガス供給レール１４は、最前方に位置する吸気枝管３１後方に設けられた前方連結座３７、及び、最後尾に位置する吸気枝管３１前方に設けられた後方連結座３７それぞれと、ボルト２１締結されている。

次いで、図５〜図８を参照して、吸気マニホールド３の詳細について、以下に説明する。図５〜図８に示す如く、吸気マニホールド３が、空気供給側の吸気集合管３２から気筒（図示省略）へ連通する複数の吸気枝管３１を分岐させた構造を有している。吸気マニホールド３は、マニホールド上側部品３３とマニホールド下側部品３４とを結合して構成されている。マニホールド上側部品３３が、吸気集合管３２上部と吸気枝管３１とを構成しており、マニホールド下側部品３４が、吸気集合管３２下部を構成している。

吸気マニホールド３は、複数の吸気枝管３１が前後方向に並べて配置されるとともに、吸気集合管３２の前後中央であってシリンダヘッド２と反対側に張り出した吸気取入部３５を有する。即ち、吸気集合管３２の前後中央部には、左側方に向かって張り出した吸気取入部３５を有しており、吸気取入部３５上面を開口して、吸気取入口３６が形成されている。吸気取入部３５上面に吸気スロットル弁１１が上載固定されており、吸気スロットル弁１１の空気排出側が吸気取入口３６と連通している。

このように構成することで、吸気スロットル弁１１から吸気取入部３５に流入した空気は、吸気集合管３２で前後に分かれて流れるため、前後に並べて配置される吸気枝管３１に均等に空気が流れる。そのため、複数の吸気枝管３１には、その流量及び流速が同等となる空気が流れることとなり、各吸気枝管３１内にガスインジェクタ１３から噴射された燃料ガスを空気に均等に混合できる。シリンダブロック５内の各気筒における燃焼具合の格差を抑制し、エンジン出力軸を円滑に回転駆動させることができる。

また、吸気取入部３５は、ブローバイガス戻し管１７が接続されるブローバイガス吸入口４７を前面に備えている。これにより、ブローバイガス戻し管１７を通じて吸気取入部３５にブローバイガスが流入すると、吸気取入部３５において、吸気スロットル弁１１から供給される空気とブローバイガスとが混合される。そして、ブローバイガスと空気の混合気が、吸気取入部３５から吸気集合管３２に供給される。

複数の吸気枝管３１それぞれの混合気排出側には、シリンダヘッド２左側面にボルト３９で連結固定される連結用フランジ３８が設けられており、前後に隣接する吸気枝管３１が連結用フランジ３８により連結されている。吸気マニホールド３は、吸気集合管３２の前後端部より延設された最前位置及び最後尾位置の吸気枝管３１周辺に設けた前後一対の連結座３７を有している。複数のガスインジェクタ１３に燃料ガスを供給する燃料ガス供給レール１４が、前後一対の連結座３７に固定されることで、吸気マニホールド３上方で前後方向に延設されている。

即ち、燃料ガス供給レール１４は、シリンダヘッド２に固定された吸気マニホールド３の連結用フランジ３８側に設けられた連結座３７に、ボルト２１締結により固定されている。従って、複数のガスインジェクタ１３及び燃料ガス供給レール１４を吸気マニホールド３と一体で構成できるため、シリンダヘッド２への組立性を向上できる。また、シリンダヘッド２と吸気マニホールド３との連結部分に燃料ガス供給レール１４が固定されることとなるため、燃料ガス供給レール１４を高剛性に固定できる。

吸気枝管３１には屈曲部４０が設けられおり、吸気取入部３５より吸気集合管３２に流入した空気が、吸気枝管３１を通じてシリンダヘッド２の吸気ポート４６に向かって案内される。吸気枝管３１の屈曲部４０において、シリンダヘッド２と逆側（外側）となる外側内壁４１が滑らかな屈曲面を有する一方、シリンダヘッド２側（内側）となる内側内壁４２が鋭角で屈曲している。吸気マニホールド３の屈曲部４０の内側（内側内壁４２）に鋭角形状の屈曲点（角部）４５を設けることで、屈曲点４５の下流部分（内側内壁４２の上面部分４４）に乱流が形成されることになり、ガスインジェクタ１３から噴射される燃料ガスが空気に混合しやすくなる。

即ち、吸気集合管３２から吸気枝管３１に流れ込んだ空気が、内側内壁４２及び外側内壁４１それぞれに沿って流れる際、空気の流れが鋭角となる屈曲点４５で急に折れ曲がるため、内側内壁４２の上面部分４４で剥離が起こる。これにより、吸気枝管３１の屈曲部４０において、空気の渦が発生し、この空気の渦に基づく乱流の影響により燃料ガスを空気内に巻き込むこととなり、燃料ガスの空気への混合が促進されるため、エミッションの悪化を抑制できる。

シリンダヘッド２がシリンダブロック５上面に固定されており、シリンダブロック５側方に、吸気マニホールド３の吸気集合管３２が配置されている。また、吸気枝管３１が、吸気集合管３２から上方に延設されてシリンダヘッド２側方に屈曲部４０を有しており、屈曲部４０にガスインジェクタ１３のガス噴射口２６が挿入される。シリンダヘッド２は、屈曲部４０にガスインジェクタ固定座４３を備えており、ガスインジェクタ固定座４３の貫通孔にガスインジェクタ１３のガス噴射口２６が挿入される。これにより、ガスインジェクタ１３のガス噴射口２６から、吸気マニホールド３における屈曲部４０内に発生する空気の渦流に向かって、燃料ガスが噴射されることとなり、燃料ガスが空気へ混合されやすくなる。従って、シリンダヘッド２の吸気ポート４６に供給される混合気において、燃料ガス濃度の偏りが小さくなることから、気筒における燃焼異常を抑制できる。

吸気マニホールド３内において、ガスインジェクタ１３のガス噴射口２６から燃料ガスを噴射するガス噴射方向が、屈曲部４０における内側内壁４２の上面部分４４であって屈曲点４５よりシリンダヘッド２側となる位置に向けた方向である。即ち、ガスインジェクタ１３の取り付け角を、屈曲点（角部）４よりも下流側（シリンダヘッド２側）に向かって配置することとなり、内側内壁４２の上面部分４４の下流側に形成される乱流に向かって、ガスインジェクタから燃料ガスを噴射するため、混合気のミキシングを向上できる。

吸気マニホールド３は、吸気集合管３２の後方部分であってシリンダヘッド２と反対側に張り出したセンシング部４９を有する。即ち、吸気集合管３２の後方部分には、左側方に向かって張り出したセンシング部４９を有しており、吸気マニホールド３内の吸気圧力や吸気温度を測定するセンサ４９Ａが設置されている。

吸気マニホールド３は、アルミダイキャストにより形成されており、吸気マニホールド３内の屈曲した吸気流路５０は、横穴用中子５１及び縦穴用中子５２により成形される。より詳細には、吸気マニホールド３のマニホールド上側部品３３及びマニホールド下側部品３４それぞれを、アルミダイキャストにより成形する。そして、成形されたマニホールド上側部品３３及びマニホールド下側部品３４が、ボルト５８により上下に連結されることにより、吸気マニホールド３が構成される。

横穴用中子５１は、吸気枝管３１毎に複数設けられており、縦穴用中子５２は、吸気集合管３３２の上方部分から各吸気枝管３１に分岐した形状を有する。横穴用中子５１の右端面５３は、上方部分が右側に張り出した傾斜面で構成されている。縦穴用中子５２の上端は、上方に向かって尖った断面を有し、縦穴用中子５２上端の左面５４が、横穴用中子５１の右端面５３に沿う方向の傾斜面となっており、縦穴用中子５２上端の右面５５が、屈曲部４０の外側内壁４１の屈曲面に沿わせた滑らかな屈曲面となっている。マニホールド上側部品３３の成形時において、横穴用中子５１の右端面５３と縦穴用中子５２上端の左面５４が密接することで、横穴用中子５１の下面５６と縦穴用中子５２中途部の左面５７により、屈曲部４０における内側内壁４２が形成される。このとき、屈曲部４０の屈曲点４５が、横穴用中子５１右端面５３の下端と縦穴用中子５２上端の左面５４の左端との当接部分に形成される。

アルミダイキャストでの成形時において、マニホールド上側部品３３は、吸気枝管３１内の吸気流路５０を形成するべく、横穴用中子５１及び縦穴用中子５２が挿入された状態となっている。そして、成形されたマニホールド上側部品３３に対して、横穴用中子５１が、シリンダヘッド２の吸気ポート４６に連通する空気排出側より抜き出される一方、縦穴用中子５２が、吸気集合管３１側から抜き出される。このとき、アルミダイキャストによりマニホールド上側部品３３を形成するため、横穴用中子５１と縦穴用中子５２との合わせ面で、鋭角となる屈曲点４５を有する内側内壁４２部分を安定して製造できる。

＜第２実施形態＞
以下に、本願発明を具体化した第２実施形態となるガスエンジン１について、図９〜図１１に基づいて説明する。図９〜図１１に示す如く、本実施形態のガスエンジン１は、吸気マニホールド３内において、吸気枝管３１の屈曲部４０における外側内壁４１であってガスインジェクタ１３のガス噴射口２６よりもシリンダヘッド２側に、内側内壁４２に向かって突出した突起部５９が設けられている。即ち、吸気マニホールド３内の吸気流路５０において、ガスインジェクタ１３の下流（シリンダヘッド２側）に、乱流を形成させるための突起部５９が外側内壁４１に設けられることとなる。

吸気マニホールド３は、吸気枝管３１の屈曲部４０において、突起部５８を備えた外側内壁４１と、鋭角となる屈曲点４５を有する内側内壁４２とを備え、外側内壁４１には、突起部５９よりも外側（上流側）にガスインジェクタ固定座４３が設けられる。ガスインジェクタ固定座４３に挿入されるガスインジェクタ１３のガス噴射口２６が、内側内壁４２の上面部分４４に向くように、ガスインジェクタ１３が吸気枝管３１の屈曲部４０に固定されている。

このように構成することで、吸気枝管３１の吸気流路５０を流れる空気は、ガスインジェクタ１３のガス噴射口２６の下流側において、内側内壁４２及び突起部５８による剥離が発生し、内側内壁４２上面部分や突起部５８の下流側に渦状の乱流が発生する。そのため、ガスインジェクタ１３からのガス燃料が、吸気枝管３１の屈曲部４０に発生した空気の乱流に向かって噴射されるため、ガス燃料と空気とが効率的に混合されることとなり、エミッションの低減を図れる。

吸気マニホールド３をアルミダイキャストにより成形する際、マニホールド上側部品３３内の吸気流路５０が、横穴用中子６０及び縦穴用中子５２により成形される。横穴用中子６０の右端が、右方に向かって尖った断面を有し、下側傾斜面６１及び上側傾斜面６２で構成されている。横穴用中子６０右端の下側傾斜面６１は、縦穴用中子５２上端の左面５４に沿う方向の傾斜面となっており、横穴用中子６０右端の下側傾斜面６１と縦穴用中子５２上端の左面５４が密接する。横穴用中子６０右端の上側傾斜面６２は、外側内壁４１に近づくにつれ、縦穴用中子５２上端の左面５４から離間するように構成されている。これにより、横穴用中子６０右端の上側傾斜面６２と縦穴用中子５２上端の左面５４との間に、外側内壁４１の突起部５９が形成される。

＜第３実施形態＞
以下に、本願発明を具体化した第３実施形態となるバイフューエルエンジン１Ａについて、図１２〜図１６に基づいて説明する。図１２〜図１６に示す如く、本実施形態のバイフューエルエンジン１Ａは、第１実施形態のガスエンジン１に対して、シリンダヘッド２における各気筒の吸気ポート４６に向けてガソリンを噴霧する複数のガソリンインジェクタ６３と、ガソリンインジェクタ６３それぞれにガソリンを供給するガソリン供給レール６４とを設けている。即ち、バイフューエルエンジン１Ａは、ガスインジェクタ１３より燃料ガスを吸気マニホールド３内に噴射することで混合気を生成して点火装置１２で発火させるガスモードと、ガソリンインジェクタ６３よりガソリンを吸気ポート４６に噴霧することで混合気を生成して点火装置１２のガソリンモードとを択一的に選択して駆動する。

ガソリンインジェクタ６３がシリンダヘッド２上に配置されるとともに、シリンダヘッド２内の吸気ポート４６に向けてガソリンインジェクタ６３の燃料噴射口６５が挿入されている。そして、シリンダヘッド２における燃料噴射口６５の挿入部分が吸気ポート４６内側に向けて突起している。即ち、シリンダヘッド２上面に左側部において、複数のガソリンインジェクタ固定座６６が前後に並んで設けられており、ガソリンインジェクタ固定座６６に設けられた吸気ポート４６への貫通穴に、ガソリンインジェクタ６３の燃料噴射口６５が挿入されている。そして、ガソリンインジェクタ６３の燃料噴射口６５の挿入部分が、シリンダヘッド２内の吸気ポート４６に向かって隆起するように構成される。

シリンダヘッド２にガソリンインジェクタ固定座６６が設けられているため、ガスインジェクタ１３よりも下流側に、ガソリンインジェクタ６３の燃料噴射口６５の挿入部分が位置することとなる。この燃料噴射口６５の挿入部分が、吸気ポート４６に向かって隆起した形状を有しているため、ガスモードによりガスインジェクタ１３より燃料ガスが噴射された際、吸気マニホールド３から供給される空気及び燃料ガスによる混合気に乱流を発生させることで、空気と燃料ガスとの混合を促進して、エミッションの発生を抑制できる。

ガソリン供給レール６４は、複数のガソリンインジェクタ６３上端と連通するべく、前後方向に延設されている。即ち、ガソリン供給レール６４は、レール固定ブラケット６７を介して吸気マニホールド３に固定されて、燃料ガス供給レール１４と平行となるように、吸気マニホールド３上に配置されている。レール固定ブラケット６７は、一端がガソリン供給レール６４に溶接固定される一方、他端が吸気マニホールド３の連結座３７にボルト６８締結されている。

また、ガソリンインジェクタ６３は、シリンダヘッド２から突出した部分の中途部に、後述するハーネス７０と電気的に接続されるコネクタ６９を有する。最前方に位置するガソリンインジェクタ６３のコネクタ６９の向きが、左斜め前方に向いており、最後尾に位置するガソリンインジェクタ６３のコネクタ６９の向きが、左斜め後方に向いている。そして、前後で隣接するガソリンインジェクタ６３のコネクタ６９の向きが互いに異なる方向となるように、ガソリンインジェクタ６３を設置することで、ハーネス７０との接続作業が容易になる。

ハーネス７０は、一端が吸気マニホールド３の連結座３７にボルト７１締結されているハーネス固定ブラケット７２の他端に、ハーネスクリップ７３で固定されている。ハーネス固定ブラケット７２の上端（他端）が、レール固定ブラケット６７上端よりも上方に延設されており、ハーネス７０は、燃料ガス供給レール１４及びガソリン供給レール６４と平行となるようにして、ガソリン供給レール６４上方に配置される。従って、前後に並んで配設される点火装置１２、ガスインジェクタ１３、及びガソリンインジェクタ６３に対して、ハーネス７０との接続が容易になる。

また、燃料ガス供給レール１４、点火装置用固定ブラケット２３、ガソリン供給レール６４、及びハーネス７０それぞれを互いに平行に配置することで、点火装置１２、燃料ガス供給レール１４、ガソリン供給レール６４、及びハーネス７０それぞれに適度な隙間を確保できる。そのため、左側上方よりバイフューエルエンジン１Ａを視たとき、吸気マニホールド３固定用のボルト３９を始めとして、燃料ガス供給レール１４固定用のボルト２１、ガソリン供給レール６４固定用のボルト６８、ハーネス固定ブラケット７２固定用のボルト７１、点火装置１２固定用ボルトと７４、及び点火装置用固定ブラケット２３固定用のボルト７５などを確認でき、バイフューエルエンジン１Ａの組立性及びメンテナンス性を向上できる。

本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１ガスエンジン
２シリンダヘッド
３吸気マニホールド
４エンジン出力軸
５シリンダブロック
６排気マニホールド
７フライホイルハウジング
８フライホイル
９オイルパン
１０オイルフィルタ
１１吸気スロットル弁
１２点火装置
１３ガスインジェクタ
１４燃料ガス供給レール
１５ヘッドカバー
１６ブローバイガス還元装置
１７ブローバイガス戻し管
１８伝動ベルト
１９冷却水ポンプ
２０オルタネータ
３１吸気枝管
３２吸気集合管
３３マニホールド上側部品
３４マニホールド下側部品
３５吸気取入部
３６吸気取入口
３７連結座
３８連結用フランジ
３９ボルト
４０屈曲部
４１外側内壁
４２内側内壁
４３ガスインジェクタ固定座
４４上面部分
４５屈曲点

Claims

シリンダヘッド側面に固定された吸気マニホールドにガスインジェクタが取り付けられており、前記ガスインジェクタから噴射した燃料ガスを前記吸気マニホールドで予混合して複数の気筒内に供給し、点火装置にて点火させるエンジン装置において、
前記吸気マニホールドが、空気供給側の吸気集合管から前記気筒へ連通する複数の吸気枝管を分岐させた構造を有するとともに、前記吸気枝管が屈曲部を有しており、
前記吸気枝管の屈曲部において、前記シリンダヘッド側となる内側内壁が鋭角で屈曲していることを特徴とするエンジン装置。
前記シリンダヘッドがシリンダブロック上面に固定されており、
前記吸気マニホールドは、前記シリンダブロック側方に前記吸気集合管が配置されるとともに、前記吸気枝管が前記吸気集合管から上方に延設されて前記シリンダヘッド側方に前記屈曲部を有しており、該屈曲部に前記ガスインジェクタのガス噴射口が挿入されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
前記吸気マニホールド内において、前記ガスインジェクタのガス噴射口から燃料ガスを噴射するガス噴射方向が、前記屈曲部における内側内壁の上面であって屈曲点より前記シリンダヘッド側となる位置に向けた方向であることを特徴とする請求項２に記載のエンジン装置。
前記吸気マニホールド内において、前記屈曲部における外側内壁であって前記ガス噴射口よりも前記シリンダヘッド側に、前記内側内壁に向かって突出した突起部が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジン装置。
ガソリンインジェクタが前記シリンダヘッド上に配置されるとともに、前記シリンダヘッド内の吸気ポートに向けて前記ガソリンインジェクタの燃料噴射口が挿入されており、前記シリンダヘッドにおける前記燃料噴射口の挿入部分が前記吸気ポート内側に向けて突起していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のエンジン装置。
前記吸気マニホールドは、アルミダイキャストにより形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジン装置。
前記吸気マニホールドは、複数の前記吸気枝管が前後方向に並べて配置されるとともに、前記吸気集合管の前後中央であって前記シリンダヘッドと反対側に張り出した吸気取入部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のエンジン装置。
前記吸気マニホールドは前記吸気集合管の前後端部より延設された最前位置及び最後尾位置の前記吸気枝管周辺に設けた前後一対の連結座を有しており、
複数の前記ガスインジェクタに燃料ガスを供給する燃料ガス供給レールが、前後一対の前記連結座に固定されることで、前記吸気マニホールド上方で前後方向に延設されていることを特徴とする請求項７に記載のエンジン装置。