JPH0615861B2 - Ｖ形エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｖ形エンジンに採用される燃料噴射装置に関
し、特に、ディーゼルエンジン等において、ユニットイ
ンジェクタを有する燃料噴射装置に関する。

（従来の技術） ユニットインジェクタは燃料噴射ポンプと燃料噴射弁と
をユニット化したもので、エンジンの各気筒毎に設けて
あり、それぞれシリンダヘッドに装着されている。ユニ
ットインジェクタの燃料噴射ポンプ部のボデイはシリン
ダヘッドの外部へ露出しており、そのボデイから突出し
た噴射量制御用の被駆動部（レバー又はラック）がリン
ク等の連結機構を介してガバナの出力部（レバー）に連
結している。

（発明が解決しようとする問題点） そして従来の構造によると、一方のバンク（シリンダ
列）のユニットインジェクタに使用される連結機構と、
他方のバンクのユニットインジェクタに使用される連結
機構とが同一の方向に作動するようになっており、具体
的には、連結機構によりユニットインジェクタの被駆動
部を、例えばフライホイール側へ移動させると、両方の
バンクのユニットインジェクタの燃料噴射量が増加す
る。

従って船舶や作業用車両にそのようなエンジンを搭載す
ると、船舶の揺れや車両の急激な加減速又は旋回にとも
なって連結部が移動した場合、全てのユニットインジェ
クタの被駆動部が同じ方向（例えば燃料増加方向）に駆
動され、エンジンの運転状態が変化するという問題があ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するために、本発明は、Ｖ形エンジンの
各シリンダにユニットインジェクタを取り付け、各ユニ
ットインジェクタを連結機構を介して共通のガバナの出
力部に連結し、一方のバンクのユニットインジェクタに
連結する上記連結機構と他方のバンクのユニットインジ
ェクタに連結する上記連結機構との作動方向を互いに逆
方向に設定したことを特徴としている。

（作用） 上記構造によると、燃料噴射量を増加又は減少させる場
合、連結機構は一方のバンクのユニットインジェクタの
被駆動部を、例えばフライホイール側へ移動させ、他方
のバンクのユニットインジェクタの被駆動部を反フライ
ホイール側へ移動させる。これにより全ての被駆動部の
位置は同様に（例えば燃料噴射量増加方向）に変化し、
エンジンの運転状態は所望の状態まで変化する。

船舶の揺れ等による加速度により被駆動部が例えばフラ
イホイール側へ移動した場合、各連結部もフライホイー
ル側へ作動する。これにより、一方のバンクでは、ユニ
ットインジェクタの被駆動部や連結機構が噴射量増加方
向へ慣性力を受け、他方のバンクではユニットインジェ
クタの被駆動部や連結機構が噴射量減少方向に慣性力を
受ける。

従って両方のバンクの被駆動部や連結機構に作用する慣
性力が釣り合い、加減速や振動による運転状態の変動が
防止される。

（実施例） 第１図は本発明実施例を採用したエンジンの垂直横断面
図、第２図は第１図の拡大部分図、第３図は第１図のII
I−III断面図、第４図は第３図のIV−IV矢視部分図であ
る。

第１図及び第３図の如く、図示のエンジンは７５度Ｖ形
６気筒ディーゼルエンジンであり、船底の据付台（図示
せず）に据え付けられた状態では、クランク軸１の中心
線ｒが概ね水平かつ船体前後方向に延びている。第１図
のＲはクランク軸中心線ｒを含む垂直なエンジン中心面
である。ｑは各シリンダの中心線、Ｑは３本のシリンダ
中心線ｑを含む各バンク２（直列に並ぶシリンダ部及び
シリンダヘッド部の列）の中心面である。左右のバンク
中心面Ｑはエンジン中心面Ｒに対して対称に位置してい
る。

第１図において、エンジンのブロックは基本的には、２
個のシリンダブロックユニット３と１個の上部クランク
ケース４と１個の下部クランクケース５とで構成されて
いる。各シリンダブロックユニット３はバンク２を形成
しており、シリンダ中心線ｑと直角な下端面３ａが上部
クランクケース４の上端面にボルトで固定されている。
上部クランクケース４は下端面４ａにおいて下部クラン
クケース５にボルトで固定されている。下部クランクケ
ース５の下端面にはオイルパン６が固定されている。上
記下端面４ａの仮想延長面はクランク軸中心線ｒを含ん
でおり、エンジン中心面Ｒと直角に延びている。

各シリンダブロックユニット３はシリンダ部７（ピスト
ン９の外周を囲む部分）とシリンダヘッド部８（ピスト
ン９の頂面と対向する部分）とを一体に有する単一構造
の鋳造品である。両シリンダブロックユニット３は基本
的に同一の寸法形状を備えており、互いに左右逆の姿勢
で上部クランクケース４に取り付けてある。すなわち、
両シリンダブロックユニット３は、クランク軸中心線ｒ
と平行な方向に多少ずれている点を除けば、エンジン中
心面Ｒに対して互いに対称に位置している。従ってシリ
ンダブロックユニット３に設けられる吸排気装置や燃料
噴射装置も、以下の如く、エンジン中心面Ｒを中心にし
て、左右逆の姿勢となっている。

各気筒において、吸気ポート１１（第１図の左部のみ図
示）は燃焼室１０からシリンダヘッド部８の外側側面
（エンジン中心面Ｒと反対側の側面）まで延びており、
該側面に取り付けた吸気マニフォールド１２に連通して
いる。

排気ポート１５は燃焼室１０からシリンダヘッド部８の
内側側面に向かって延びており、該側面に設けた排気管
１６を介して排気マニフォールド１７に接続している。
排気マニフォールド１７は各バンク２に１個づつ設けて
あり、シリンダヘッド部８の斜め上方、すなわち両バン
ク２、２の間に位置している。

各シリンダヘッド部８のシリンダ中心線ｑ近傍の部分に
はユニットインジェクタ２０が取り付けてある。ユニッ
トインジェクタ２０はシリンダ中心線ｑに対して内側
（エンジン中心面Ｒに近い側）においてシリンダヘッド
部８の孔に固定されており、そのインジェクタ中心線ｐ
は上方へゆくにつれてシリンダ中心線ｑから離れるよう
に傾斜している。

明確には図示されていないが、ユニットインジェクタ２
０は従来周知の構造で、燃料噴射ポンプと燃料噴射弁を
組み合わせたユニット構造体であり、燃料噴射ポンプを
構成する上半部がシリンダヘッド部８の上方へ突出して
いる。上記上半部からは燃料噴射ポンプのプランジャ機
構の端部が上方へ突出しており、その突出端部がロッカ
ーアーム２１の一端部で駆動される。ロッカーアーム２
１は他端部がカム軸２３上のカム２４で駆動される。カ
ム軸２３には、上記カム２４の他に、吸排気弁駆動用の
カム２５（第３図）も設けてある。カム軸２３はクラン
ク軸１と平行で、シリンダブロックユニット３の上端に
固定したヘッドカバー２６により支持されており、ヘッ
ドカバー２６から突出した一端部にプーリ２７が取り付
けてある。

第１図の如く、上述のカム機構もエンジン中心面Ｒを中
心にして左右逆の位置関係で設けてある。左右のプーリ
２７には共通のタイミングベルト２８が掛け渡してあ
る。タイミングベルト２８は歯付きベルトであり、その
歯付き面がカム軸プーリ２７ならびにクランク軸１に固
定した駆動プーリ２９に係合している。第１図で左側の
バンク２の下部近傍には、テンションプーリ２８ａが設
けてある。テンションプーリ２８ａはタイミングベルト
２８の背面（歯と反対側の面）に係合している。

更にタイミングベルト２８は、ガバナ３０の被駆動プー
リ３１にも係合している。ガバナ３０は両バンク２、２
の間の空間に設置してあり、プーリ３１を取り付けたガ
バナ軸（図示せず）はクランク軸１と平行に延びてい
る。タイミングベルト２８はプーリ３１の下側を通って
おり、その背面がプーリ３１に係合している。又プーリ
３１は両方のカム軸プーリ２７よりも下側に位置してい
る。従ってタイミングベルト２８は両方のプーリ２７の
間で概ねＶ形となっている。

ガバナ３０の出力部であるレバー機構３５は下記の如く
コントロールシャフト３３及びリンク機構３４を介して
ユニットインジェクタ２０に連結している。

第２図において、ガバナ３０のレバー機構３５はガバナ
ウエイト（図示せず）に連動するように構成されてお
り、端部がシャフト３３に固定したレバー３６に連結さ
れている。シャフト３３は水平方向に対して多少傾斜し
た姿勢でエンジンの幅方向に延びており、ブラッケット
で回転自在に支持されている。シャフト３３の両端部３
３ａ、３３ｂには、それぞれ、上記リンク機構３４の一
部である折り曲げ構造のレバー４０の一端部が固定され
ている。レバー４０はシャフト３３からその半径方向か
つ互いに逆方向に突出している。図示の実施例では、第
２図で左側のレバー４０は端部３３ａから下方へ突出
し、右側のレバー４０は端部３３ｂから上方へ突出して
いる。

各レバー４０の先端部はピン４２に連結している。ピン
４２はロッド４３に設けてある。ロッド４３はユニット
インジェクタ２０の内側近傍をクランク軸１（第１図）
と平行に延びており、シリンダブロックユニット３の上
部壁面に設けた孔により、長手方向に摺動自在に支持さ
れている。ユニットインジェクタ２０に隣接した位置に
おいて、各ロッド４３には合計３個のブロック４４がボ
ルト止めさている。ブロック４４には上方へ突出したピ
ン４５が設けてあり、ピン４５がユニットインジェクタ
２０のレバー４６に係合している。レバー４６はユニッ
トインジェクタ２０のボデイからエンジン中心面Ｒ側へ
突出しており、ユニットインジェクタ中心線ｐを中心に
してレバー４６を回転させることにより、燃料噴射量が
調整される。

左右両側のユニットインジェクタ２０は同一仕様のもの
が使用されており、互いに左右逆の姿勢で取り付けてあ
る。又左右のリンク機構３４を構成する上記各部（４
０、４２、４３、４４、４５）も互いに同一仕様のもの
が使用されている。

上記構造によると、ガバナ３０がシャフト３３を回転さ
せると、両方のレバー４０も同方向に回転し、それによ
り、両側のロッド４３はその長手方向かつ互いに逆方向
（前方と後方）に摺動し、レバー４６も互いに逆方向に
移動する。そして両ユニットインジェクタ２０は仕様が
同一で、左右逆の姿勢で取り付けてあるので、上述の如
くレバー４６が移動すると、全てのレバー４６はインジ
ェクタ中心線ｐを中心にして同一の方向（噴射量増加方
向又は減少方向）に回転する。これにより全てのユニッ
トインジェクタ２０において燃料噴射量が増加又は減少
し、エンジンの運転状態が所定の状態に調整される。

又図示のエンジンを搭載した船舶の揺れや車両の急加速
等によりエンジン各部に加速度が加わった場合、両方の
ロッド４３が同一の方向（例えば前方）の慣性力を受け
ることがある。その場合は、一方のロッド４３はレバー
４６を噴射量増加方向に回転させようとし、他方のロッ
ド４３はレバー４６を噴射量減少方向に回転させようと
する。従って、両方の慣性力が釣り合い、ロッド４３は
動かない。従ってエンジンの運転状態は一定に維持され
る。

なお一般に、ユニットインジェクタ２０としては、第２
図の如く回転式レバー４６を有する構造以外に、第２Ａ
図の如く、直線的に移動するラック４７を有するものも
ある。その様なユニットインジェクタ２０を使用する場
合には、ロッド４３を回転軸として使用し、各ラック４
７の端部をレバー４８を介してロッド４３に連結すると
ともに、各ロッド４３を例えば歯車機構４９を介してシ
ャフト３３の端部に連結する。歯車機構４９としては両
方のロッド４３を互いに逆方向に回転させる構造を採用
し、具体的な例としては、ウオームギヤ機構を採用し、
シャフト３３の一端部に取り付けたウオームをロッド４
３上のウオームホイールに上方から噛み合わせ、シャフ
ト３３の他端部に取り付けたウオームを他方のロッド４
３上のウオームホイールに下方から噛み合わせる。又、
歯車機構４９として傘歯車機構を採用することもでき
る。

次にクランクケースの構造を説明する。第１図の如く、
上部クランクケース４はクランク軸１に沿って延びる１
対の側壁５０と、第３図に示す前後の端壁５１と、両側
壁５０の２箇所をつなぐ２個の隔壁５２とを備えてい
る。端壁５１及び隔壁５２にはクランク軸１の上半分を
支持する軸受ボスが形成してある。

下部クランクケース５には、上部クランクケース４と同
様に、１対の側壁５５と前後の端壁５６と２個の隔壁５
７とが設けてある。それらは、それぞれ、上記側壁５
０、端壁５１、隔壁５２の下面と接合されている。両端
壁５６にはクランク軸１の端部を下方から支持する軸受
ボスが形成してあり、各隔壁５７にはクランク軸１の中
間部を下方から支持するメタルキャップ部が一体に形成
してある。

更に下部クランクケース５には底壁５８が設けてある。
底壁５８は上記各壁部（５５、５６、５７）と一体に形
成してある。第１図の如く、底壁５８はコネクティング
ロッド６０の大端部６１やクランクウエブ６２（第３
図）の旋回軌跡に沿って設けてある。６３は隔壁５７の
メタルキャップ部と底壁５８の間に設けた開口である。
上記説明から明らかなように、下部クランクケース５は
底壁付きのラダーフレーム構造であり、充分に高い剛性
を有している。

第３図の如く、底壁５８のフライホイール６５から離れ
た側の部分には開口６４が設けてあり、クランク室６６
は開口６４を介してオイルパン６の内部に連通してい
る。従ってクランク室６６に流入した潤滑油は、開口６
４を通過して、又は開口６３と開口６４を通過してオイ
ルパン６の内部へ流入する。

オイルパン６のフライホイール６５側の部分の内部には
オイル吸入パイプ６７が設けてある。吸入パイプ６７は
フライホイール６５側の端壁５６、５１の内部通路を介
してオイルポンプ６９の吸入口に連通している。オイル
ポンプ６９は１対のギヤ７０、７１を有するギヤポンプ
であり、端壁５１、５６の外面にボルト止めしたケース
７２の内部に設けてある。オイルポンプ６９の吐出通路
７３はケース７２の内部に形成してあり、第１図で左側
の側壁５０の内部に形成したオイルギャラリ７４等に連
通している。

上記ギヤ７０はクランク軸１の外周に直接固定されてい
る。他方のギヤ７１はその支軸がポンプケース７５に支
持されている。ケース７５はケース７２の内部に配置し
てあり、ケース７２の内面にボルト止めされている。

前述のタイミングベルト２８を駆動するためのプーリ２
９はクランク軸１のフライホイール６５と反対側の端部
に取り付けてある。プーリ２９から突出したクランク軸
１の端部にはプーリ７６が取り付けてある。プーリ７６
はベルト７７を介してその上方のプーリ７８に連結して
いる。プーリ７８は清水ポンプ７９の入力軸に取り付け
てある。清水ポンプ７９のケース８０は上部クランクケ
ース４の前端壁５１の上部及びシリンダブロックユニッ
ト３の前端壁下部の外面にボルト止めされている。

清水ポンプ７９の吸入口（図示せず）は、清水ポンプ７
９の斜め上方に設置した清水クーラ（図示せず）にパイ
プ（図示せず）を介して接続している。清水ポンプ７９
の吐出通路８４はケース８０から一体に突出した壁部８
５で形成してあり、シリンダブロックユニット３内部の
冷却水ジャケット８６に接続している。

冷却水ジャケット８６はシリンダ部７やシリンダヘッド
部８の内部に設けてある。冷却水ジャケット８６を形成
するシリンダブロックユニット３の内部空洞は、符号７
ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂで示す如く、シリンダ部７及び
シリンダヘッド部８の前後両端面において外部に開放し
ている。第３図に実線で示す状態では、吐出通路８４は
シリンダ部７の前端開口７ａに連通しており、その他の
開口７ｂ、８ａ、８ｂはシリンダブロックユニット３の
外面に固定したカバー板８７により閉鎖されている。

シリンダヘッド部８の開口８ａを冷却水入口に使用する
こともできる。その場合には、開口８ａまで延びる壁部
８５を有するケース８０を使用し、開口７ａをカバー板
により閉鎖する。この様に開口８ａを冷却水入口として
使用すると、シリンダ部７が過冷されやすい場合（海水
を冷却水に使用する場合のように冷却水温度が非常に低
い場合）、シリンダ部７よりも高温になりがちなシリン
ダヘッド部８へ低温の冷却水を供給できるので、シリン
ダ部７とシリンダヘッド部８の温度を均一化し、エンジ
ン全体を効果的に冷却できる。

又開口７ｂ、８ｂは、シリンダユニットを前後逆の姿勢
で取り付ける場合に、冷却水入口として使用される。

なお海水を冷却水として使用する場合、第１図の如く海
水ポンプ８９がシリンダブロックユニット３の側方に設
けられ、カム軸２３の端部に取り付けたプーリによりベ
ルトで駆動される。

第４図において、前述の冷却水はシリンダヘッド部冷却
後に排気マニフォールド１７の内部に供給されるように
なっている。排気マニフォールド１７の冷却水出口はそ
の上方に配置した冷却水パイプ９３の内部通路に連通し
ている。冷却水パイプ９３の出口はサーモスタットケー
ス９１に接続している。サーモスタットケース９１には
冷却水出口パイプ９４が設けてあり、出口パイプ９４が
パイプ（図示せず）又はホースを介して清水クーラ８２
に接続している。

第４図から明らかなように、前記ガバナ３０はエンジン
端部に設けてある。ガバナ３０の近傍において、シリン
ダブロックユニット３の端面には支持プレート９５がボ
ルト止めされており、支持プレート９５にガバナ３０の
端部がボルト止めされている。

次に、上述のエンジンを船舶に使用する場合の例を簡単
に説明する。

第５図の実施例では、エンジンが船内外機に使用されて
いる。エンジンはクランク軸中心線ｒが概ね水平になる
状態で船体Ｔの内部に設置されている。フライホイール
６５はエンジンの後端に位置しており、連結軸ｍを介し
てアウトドライブユニットＭに連結している。この構造
では、スタータ９６、オイルフィルター９７、オイルク
ーラ９８、ジェネレータ９９は、クランクケースの側方
に配置されている。又ターボチャージャ９０はエンジン
の上端後部に設置されている。

第６図の実施例では、エンジンが船外機として使用され
ている。クランク軸中心線ｒはほぼ垂直に延びている。
ターボチャージャ９０はエンジンの上部後端に位置して
いる。補機類や一部の部品は第５図の場合とは異なった
位置に取り付けてある。例えば、フライホイール６５は
エンジンの上端に取り付けてあり、スタータ９６はエン
ジン本体の上部前方に位置している。又海水ポンプ８９
はロアユニットＮの内部に組み込まれており、ユニット
Ｎ内部のドライブシャフトｎで駆動されるようになって
いる。更に第３図のオイルパン６は廃止され開口６４は
適当な部材で閉鎖され、オイルポンプ６９へはクランク
室６６の内部から潤滑油が直接吸入される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、左右のバンク２、
２においてユニットインジェクタ２０とガバナ３０のレ
バー機構３５（ガバナ出力部）の間のリンク機構３４
（連結機構）の作動方向を逆にしている。換言すれば、
本発明では、左右のリンク機構３４が同じ方向に移動し
た場合、両バンク２、２のユニットインジェクタ２０の
動作状態が互いに逆の状態に変化するように設定してい
る。従って、例えば第６図の如くエンジンを垂直な姿勢
で使用した場合、縦揺れが生じたとしても、エンジン全
体としての運転状態が変化することを防止できる。

又同一仕様のユニットインジェクタ２０を左右のバンク
２に使用できるので、製造コストを低減するとともに、
分解整備性を向上させ、特に組間違いを効果的に防止で
きる。

図示の実施例の如く、ユニットインジェクタ２０を各バ
ンク２の内側寄りに設置して互いに接近させると、ユニ
ットインジェクタ２０に連結するシャフト３３やリンク
機構３４の小形軽量化を図り、ガバナ性能（特に応答
性）を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を採用したエンジンの垂直横断面
図、第２図は第１図の拡大部分図、第２Ａ図はユニット
インジェクタとガバナの間の連結機構の別の実施例の略
図、第３図は第１図のIII−III断面図、第４図は第３図
のIV−IV矢視部分図、第５図は第１図のエンジンを船内
外機に使用した場合の側面略図、第６図は第１図のエン
ジンを船内機に使用した場合の側面略図である。２……
バンク、２０……ユニットインジェクタ、３０……ガバ
ナ、３４……リンク機構３４（連結機構）、３５……レ
バー機構３５（ガバナ出力部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｖ形エンジンの各シリンダにユニットイン
   ジェクタを取り付け、各ユニットインジェクタを連結機
   構を介して共通のガバナの出力部に連結し、一方のバン
   クのユニットインジェクタに連結する上記連結機構と他
   方のバンクのユニットインジェクタに連結する上記連結
   機構との作動方向を互いに逆方向に設定したことを特徴
   とするＶ形エンジンの燃料噴射装置。
2. 【請求項２】各ユニットインジェクタを対応するシリン
   ダの中心線に対して他方のバンク寄りに位置させた特許
   請求の範囲第１項に記載のＶ形エンジンの燃料噴射装
   置。
3. 【請求項３】全てのユニットインジェクタの仕様を同一
   にし、一方のバンクのユニットインジェクタの被駆動部
   と他方のバンクのユニットインジェクタの被駆動部と
   を、両バンク間のエンジン中心面に対して、互いに逆の
   位置関係に設定し、上記両連結機構をガバナの出力部に
   対して互いに逆の位置関係で取り付けた特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載のＶ形エンジンの燃料噴射装
   置。