JPH1172052A

JPH1172052A - 筒内燃料噴射式エンジンの燃料供給装置

Info

Publication number: JPH1172052A
Application number: JP9223822A
Authority: JP
Inventors: Senju Saito; 千寿斉藤; Masahiko Kato; 雅彦加藤; Masafumi Sagawa; 雅史寒川
Original assignee: Sanshin Kogyo KK
Current assignee: Yamaha Marine Co Ltd
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】気泡の発生を少なくすると共に燃料配管系を簡
素化する。【解決手段】気液分離装置３５内で分離された燃料を気
筒７ａ〜７ｃ内に噴射する筒内燃料噴射式エンジンにお
いて、気液分離装置内の燃料を予圧する予圧燃料ポンプ
３６と、予圧された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ３７
と、高圧燃料を前記気筒に供給する燃料供給レール４０
と、該燃料供給レールの上流側又は下流側に配設され、
加圧された高圧燃料を設定圧に調圧するとともに余剰の
燃料を前記気液分離装置に戻す高圧圧力調整弁３８とを
備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒内燃料噴射式エ
ンジンの燃料供給装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、船外機用エンジンにおいては、
エンジンがカウリング（ハウジング）という制約された
スペースの中に配置されており、自動車のような大がか
りな冷却系を設けることが困難なため、エンジンの雰囲
気温度が高く燃料中に気泡が発生し易くなり、この気泡
が燃料噴射弁に流入すると燃料供給にばらつきが生じて
しまう。そのため、船体側に設けた主燃料タンク内の燃
料を船外機側に設けた気液分離用のベーパーセパレータ
タンクに供給し、このベーパーセパレータタンク内の燃
料を燃料ポンプにより吸気管内に設けた燃料噴射弁に供
給し、燃料噴射弁に流入せずに残った余剰分の燃料を高
圧圧力調整弁を介してベーパーセパレータタンクに戻
し、また、ベーパーセパレータタンク内で分離された気
泡を吸気管内に供給する構成を採用している。

【０００３】一方、例えば、２サイクルエンジンにおい
ては、掃気ポートと排気ポートが同時に連通するタイミ
ングがあるためＨＣ等の未燃ガスが排気されやすく、ま
た、低速、低負荷で残留ガスが多いため失火を起こし未
燃ガスが排気されやすい。そこで、排気ポートが閉じた
後、高圧燃料を筒内に直接噴射することにより燃料を霧
化して燃焼を改善させると共に、低速、低負荷では新気
を多く供給するようにして失火を防ぐことにより未燃ガ
スの排出を低減する方式が知られている。この場合、単
に新気を多く供給するとトルクが増大すると共に燃費が
悪化するが、燃料を少なめに供給させて成層燃焼をさせ
ることにより、トルクを下げると共に燃費を上げること
ができ、或いは新気に見合う燃料を供給し点火時期を遅
らせることによりトルクを下げることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した高圧燃料を筒
内に直接噴射しようとする場合、燃料供給系に高圧燃料
ポンプを設けることが必要になるが、前述した気液分離
用のベーパーセパレータタンクを備える燃料供給系に予
圧せずに高圧燃料ポンプを設けると、高圧燃料ポンプま
での管路で気泡が発生してしまう。また、不要な燃料を
流すと燃料が高圧のため燃料供給系の配管抵抗、フィル
タによる圧力損失が増大し、筒内に必要な燃料を供給す
るために高圧燃料ポンプを高回転にする必要があり、燃
料温度が上昇し気泡が発生してしまうという問題を有し
ている。さらに、船外機に適用する場合には、燃料供給
系に水が混入するため燃料噴射弁のノズルに錆は発生し
てしまうという問題を有している。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、気液分離装置を備える燃料供給系に高圧燃料ポンプ
を設ける場合に、気泡の発生を少なくすると共に燃料配
管系を簡素化することができ、さらに燃料噴射弁の錆の
発生を防止することができる筒内燃料噴射式エンジンの
燃料供給装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、例えば図４、図８、図９に示
すように、気液分離装置３５内で分離された燃料を気筒
内に噴射する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、気液分
離装置３５内の燃料を予圧する予圧燃料ポンプ３６と、
予圧された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ３７と、加圧
された高圧燃料を設定圧に調圧するとともに余剰の燃料
を前記気液分離装置に戻す高圧圧力調整弁３８と、該高
圧圧力調整弁の上流側から分岐し高圧燃料を前記気筒に
供給する燃料供給レール４０とを備えたことを特徴と
し、請求項２記載の発明は、例えば図４、図８、図９に
示すように、請求項１において、燃料供給レール４０の
終端を閉口させたことを特徴とし、請求項３記載の発明
は、例えば図１０に示すように、気液分離装置３５内で
分離された燃料を気筒内に噴射する筒内燃料噴射式エン
ジンにおいて、気液分離装置３５内の燃料を予圧する予
圧燃料ポンプ３６と、予圧された燃料を加圧する高圧燃
料ポンプ３７と、高圧燃料を前記気筒に供給する燃料供
給レール４０と、該燃料供給レールの上流側又は下流側
に配設され、加圧された高圧燃料を設定圧に調圧すると
ともに余剰の燃料を前記気液分離装置に戻す高圧圧力調
整弁３８とを備えたことを特徴とし、請求項４記載の発
明は、例えば図１４に示すように、請求項１〜３におい
て、エンジンの吸気管２５ａ内にオイルを供給し該オイ
ルの一部を上記気液分離装置３５に供給するとともに、
気液分離装置で分離された燃料ガスを前記吸気管に供給
することを特徴とし、請求項５記載の発明は、例えば図
１４に示すように、請求項１〜４において、上記気液分
離装置に予圧圧力調整弁４２を設け、上記予圧燃料ポン
プ３６と前記予圧圧力調整弁４２を通路Ｃ″にて接続す
るともに、該通路を高圧燃料ポンプ３７に接続すること
を特徴とし、請求項６記載の発明は、例えば図１０に示
すように、請求項３において、上記燃料供給レール４０
の上端に高圧圧力調整弁３８を配設したことを特徴と
し、請求項７記載の発明は、請求項１〜６において、複
数の気筒７ａ〜７ｃを縦置状態に配設すると共に上記燃
料供給レール４０を縦置状態に配設することを特徴と
し、請求項８記載の発明は、請求項１〜７において、上
記燃料供給レールへの配管の途中にフィルタ３９を配設
したことを特徴とし、請求項９記載の発明は、例えば図
８〜図１０に示すように、請求項１〜８において、上記
予圧燃料ポンプ３６と高圧燃料ポンプ３８の間に燃料冷
却器４１を配設したことを特徴とし、請求項１０記載の
発明は、例えば図２０に示すように、請求項１〜８にお
いて、上記高圧圧力調整弁３８と気液分離装置３５の間
に燃料冷却器４１を配設したことを特徴とし、請求項１
１記載の発明は、例えば図９に示すように、請求項１〜
１０において、上記予圧燃料ポンプ３６で予圧した燃料
を高圧燃料ポンプ３８の入口側を循環させた後、上記気
液分離装置３５に戻すことを特徴とし、請求項１２記載
の発明は、例えば、図４、図２２に示すように、請求項
１〜１２において、上記予圧燃料ポンプ３６で予圧した
燃料の一部を燃料冷却器４１で冷却し上記気液分離装置
に戻すことを特徴とし、請求項１３記載の発明は、例え
ば図２１に示すように、気液分離装置３５内で分離され
た燃料を気筒内に噴射する筒内燃料噴射式エンジンにお
いて、気液分離装置３５内の燃料を予圧する予圧燃料ポ
ンプ３６と、予圧された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ
３７と、加圧された高圧燃料を設定圧に調圧するととも
に余剰の燃料を前記予圧燃料ポンプの下流側に戻す高圧
圧力調整弁３８と、高圧燃料ポンプの下流側に配設され
た燃料冷却器４１と、該高圧圧力調整弁の上流側から分
岐し高圧燃料を前記気筒に供給する燃料供給レール４０
とを備えたことを特徴とし、請求項１４記載の発明は、
請求項１〜１３において、エンジン低回転時に予圧燃料
ポンプを低回転に制御することを特徴とする。なお、上
記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易にするた
めに図面と対比させるもので、これにより本発明が何ら
限定されるものではない。

【０００７】

【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船外
機用エンジンの縦断面図、図２は図１の要部断面図、図
３は図１の要部模式図である。

【０００８】図１において、１は船外機であり、クラン
ク軸縦置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及びスクリュー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７ａ〜７ｆが平面視でＶバンクをなす
ように形成されたシリンダブロック７に、図２に示すシ
リンダヘッド８及びヘッドカバー９が図１の紙面垂直方
向手前側に順次積層接続し、ヘッドボルト１０により固
定されている。また、シリンダブロック７の図１裏面側
には図３に示すクランクケース２３が形成されている。

【０００９】上記気筒７ａ〜７ｆ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はコンロッド
１２ａを介してクランク軸１２ｂに連結されている。ピ
ストン１１の頭部には、窪み状のキャビティ１１ａが形
成されており、キャビティ１１ａは、シリンダヘッド８
側に形成された窪み状の凹部８ａとで燃焼室を構成して
いる。上記シリンダヘッド８には、燃料噴射弁１３及び
点火プラグ１４が挿入配置されている。燃料噴射弁１３
は磁力で開閉作動されるソレノイド開閉式であり、その
噴射軸線はシリンダボア軸線ａと一致しており、また、
点火プラグの電極１４ａは前記凹部８ａ内に突出されて
いる。

【００１０】気筒７ａ〜７ｆは、それぞれ掃気ポート１
７ａ、１７ｂによりクランク室７ｇに連通され、また、
気筒７ａ〜７ｆには、排気ポート１８ａ〜１８ｆが掃気
ポート１７ａに対向するように接続されている。図１の
左バンクの排気ポート１８ａ〜１８ｃは左集合ポート１
９ａに、右バンクの排気ポート１８ｄ〜１８ｆは右集合
ポート１９ｂに合流されており、左集合ポート１９ａ及
び右集合ポート１９ｂの下流端にはそれぞれガイドエキ
ゾースト部３内の左排気通路３ａ及び右排気通路３ｂを
介してアッパケース４内の左排気管２０ａ及び右排気管
２０ｂが接続されている。

【００１１】左右の排気管２０ａ、２０ｂは、アッパケ
ース４内のマフラー２１内に配置されており、このマフ
ラー２１は隔壁２２により左右の排気管２０ａ、２０ｂ
が開口する左膨張室２１ａ及び右膨張室２１ｂを備えて
いる。この膨張室２１ａ、２１ｂは、左右バンクの気筒
７ａ〜７ｃ、７〜７ｆからの排気ガスの圧力波が略大気
圧状態に解放されるのに必要な容積を有している。ま
た、マフラー２１の下端には、ロアケース５内に形成さ
れた排気通路５ａが接続されており、この排気通路５ａ
は、左右の排気管２０ａ、２０ｂからの排気を合流させ
ている。

【００１２】図３に示すように、エンジン２のクランク
ケース２３には吸気マニホールド２５の各分岐吸気管２
５ａが接続されており、該分岐吸気管２５ａのクランク
ケース２３への接続部には、逆流防止用のリード弁２４
が配設され、また、リード弁２４の上流側には吸気量を
制御するためのスロットル弁２６が配設されている。

【００１３】図４〜図７は、本発明の筒内燃料噴射式エ
ンジンの燃料供給装置の１実施形態を示し、図４は全体
構成図である。図４には、図１で説明したＶ型６気筒エ
ンジン２の左バンクの気筒７ａ〜７ｃのみが示され、ク
ランク軸１２ｂ、気筒７ａ〜７ｃ及び燃料供給レール４
０が縦置状態に配置された構成が示されている。３０、
３１は船体側に配設された主燃料タンク及び第１の低圧
燃料ポンプであり、本発明に係わるベーパーセパレータ
タンク３５、予圧燃料ポンプ３６、高圧燃料ポンプ３
７、高圧圧力調整弁３８、燃料供給レール４０及びこれ
らを接続する配管は、船外機のカウリング３２内に配設
されている。

【００１４】主燃料タンク３０内の燃料は、手動式の第
１の低圧燃料ポンプ３１によりフィルタ３３を経て第２
の低圧燃料ポンプ３４に送られる。この第２の低圧燃料
ポンプ３４は、エンジン２のクランク室７ｇ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
気液分離装置であるベーパーセパレータタンク３５に送
る。該ベーパーセパレータタンク３５内には、電動モー
タにより駆動される予圧燃料ポンプ３６が配設されてお
り、燃料を加圧し予圧配管Ｃを経て高圧燃料ポンプ３７
に送る。高圧燃料ポンプ３７の吐出側は、高圧配管Ａ、
高圧圧力調整弁３８、リターン配管Ｂを介してベーパー
セパレータタンク３５に接続されると共に、高圧配管Ａ
は燃料供給レール４０に接続されている。

【００１５】燃料供給レール４０の上部終端は閉口され
ており、燃料を各気筒７ａ〜７ｃに装着した燃料噴射弁
１３に供給するように構成している。また、高圧配管Ａ
の途中にはフィルタ３９が配設され、さらに、配管Ｃに
は燃料冷却器４１の一端が接続され、その他端はリター
ン配管Ｃ′、予圧圧力調整弁４２を介してベーパーセパ
レータタンク３５に接続されている。また、クランク軸
１２ｂには駆動プーリ４３が固定され、高圧燃料ポンプ
３７の回転軸には従動プーリ４４が固定され、駆動プー
リ４３と従動プーリ４４間には駆動ベルト４５が張設さ
れ、高圧燃料ポンプ３７がクランク軸１２ｂの回転によ
り駆動される構成となっている。

【００１６】図５及び図６は、図４の燃料供給装置の具
体的配置例を示す模式図であり、図５は側面図、図６は
平面図である。船体５１の後部には船の駆動装置である
船外機１が着脱自在に装着されている。船外機１は、船
体５１の後部に着脱自在に取り付けられるクランプブラ
ケット５２と、クランプブラケット５２に枢支軸５３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５
４と、このスイベルブラケット５４を上下方向に回動さ
せる油圧シリンダ５５と、スイベルブラケット５４に支
持される推進ユニット５６とを備えている。前記推進ユ
ニット５６は、スイベルブラケット５４に支持されるケ
ース４を有し、このケース４の上部にエンジン２が取り
付けられ、エンジン２をその上方から覆うカウリング１
４が設けられている。図６において、２ａはクランクケ
ース、２ｂはシリンダボディ、２ｃはシリンダヘッドを
示している。

【００１７】そして、エンジン２の側面にベーパーセパ
レータタンク３５、予圧燃料ポンプ３６、低圧燃料ポン
プ３４、フィルタ３３、燃料冷却器４１が配置され、エ
ンジン２の後面に燃料供給レール４０、フィルタ３９、
高圧圧力調整弁３８が配置され、エンジン２の上面に高
圧燃料ポンプ３７が配置されている。また、クランク軸
１２ｂにはフライホイール４６及び駆動プーリ４３が固
定されている。

【００１８】図７は、図４の高圧圧力調整弁３８の例を
示す断面図である。高圧圧力調整弁３８は、ハウジング
５７を有し、ハウジング５７内にはＯリング５８を介し
て受圧バルブ５９が挿入配置され、受圧バルブ５９の一
側はスプリング６０を介してリテーナ６１に支持され、
リテーナ６１は調節ハンドル６２に連結され、調節ハン
ドル６２を調節することによりスプリング６０を介して
受圧バルブ５９に作用する圧力を調整可能にしている。
受圧バルブ５９の他側には高圧燃料が流入する入口孔６
３、燃料供給レール４０に燃料を供給する供給孔６４が
形成され、また、ベーパーセパレータタンク３５に燃料
を戻す戻り管６５が設けられている。

【００１９】上記構成からなる本発明の作用について説
明する。ベーパーセパレータタンク３５内の燃料は、予
圧燃料ポンプ３６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３７
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３
８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３５に戻され、必要な高圧燃料分のみを配管Ａを経
て燃料供給レール４０に供給するようにしている。従っ
て、燃料を予圧して高圧燃料ポンプ３７に送るため、高
圧燃料ポンプ３７までの管路の気泡の発生を抑えること
ができ、また、配管Ａ及びフィルタ３９には必要な燃料
分のみが流れるため、高圧燃料の全量を流す場合と比較
してその分だけ配管抵抗、フィルタによる圧力損失を低
減することができる。また、フィルタ３９には必要な燃
料分だけが通過するため、フィルタの交換時期を延ばす
ことができる。

【００２０】また、必要な燃料分のみが流れるため気泡
の発生も少なくなり、且つ燃料が高圧であるため発生す
る気泡の径が微小となり燃料噴射弁１３から抜け易くな
るため、縦置きの燃料供給レール４０の終端を閉口させ
ることが可能となり、燃料供給レール４０からベーパー
セパレータタンク３５に戻す配管が不要となり、燃料配
管系を簡素化することができる。さらに、燃料が高圧で
あるため配管抵抗による圧力損失が熱エネルギーに変換
され、ベーパーセパレータタンク３５内の燃料温度が上
昇する恐れがあるが、燃料の一部を燃料冷却器４１に流
すことにより燃料を冷却しその温度上昇を防止すること
ができる。

【００２１】さらに、予圧燃料ポンプ３６をベーパーセ
パレータタンク３５内に配設しているため、予圧燃料ポ
ンプ３６とベーパーセパレータタンク３５間の配管が不
要となり簡素化できるとともに、予圧燃料ポンプ３６が
ベーパーセパレータタンク３５内の燃料により冷却され
るため、ポンプの効率が良くなり又ポンプの発熱を少な
くすることができる。

【００２２】図８〜図１０は、本発明の燃料供給装置の
他の実施形態を示す全体構成図である。図８の実施形態
においては、燃料冷却器４１を予圧燃料ポンプ３６と高
圧燃料ポンプ３７の間に、好ましくは高圧燃料ポンプ３
７に近接して配設し、この構成により高圧燃料ポンプ３
７の入口温度が低くなり、キャビテーションの発生を防
止することができる。

【００２３】図９の実施形態では、予圧燃料ポンプ３６
で加圧した燃料を高圧燃料ポンプ３７の入口側を循環さ
せた後、予圧圧力調整弁４２で調圧しベーパーセパレー
タタンク３５に戻すようにしている。本実施形態によれ
ば、高圧燃料ポンプ３７の入口に空気や気泡の溜まりが
できず安定して高圧燃料を生成することができる。

【００２４】図１０の実施形態では、高圧圧力調整弁３
８を燃料供給レール４０の上端に配設し、調圧された後
の余剰燃料をベーパーセパレータタンク３５に戻すよう
にしている。なお、高圧圧力調整弁３８を燃料供給レー
ル４０の下流側に配設するようにしてもよい。これによ
れば、高圧圧力調整弁３８が燃料供給レール４０の下流
側にあるため、高圧配管Ａと燃料供給レール４０の中の
気泡を除去しやすいという効果を奏する。なお、本実施
形態においても、燃料冷却器４１を図４に示すように配
設してもよいし、また、図９に示すように、予圧燃料ポ
ンプ３６で加圧した燃料を高圧燃料ポンプ３７の入口側
を循環させた後、配管Ｃ′を経て予圧圧力調整弁４２で
調圧しベーパーセパレータタンク３５に戻すようにして
もよい。

【００２５】図１１は、図８の燃料供給装置の具体的配
置例を示す模式図である。なお、前述の説明と同一の構
成には同一番号を付けて説明を省略する。図中、６６は
駆動軸、６７は駆動軸６６により駆動されるウォーター
ポンプであり、このウォーターポンプ６７により冷却水
取入口６８から吸入された水は、ウォーターチューブ６
９、冷却水通路７０を経て燃料冷却器４１を循環し、排
水口７１から排水される。

【００２６】図１２及び図１３は、本発明の変形例を示
し、図１２はベーパーセパレータタンクの断面図、図１
３は、燃料供給装置の具体的配置例を示す模式図であ
る。図１２において、ベーパーセパレータタンク３５
は、ハウジング７２内に装着された予圧燃料ポンプ３６
と、予圧燃料ポンプ３６の吸入側に設けられたフィルタ
７３と、ハウジング７２の外壁に配設され、予圧配管Ｃ
からベーパーセパレータタンク３５内に戻る燃料圧力を
調整する予圧圧力調整弁４２と、ハウジング７２内に揺
動自在に枢支され、ニードル弁７４を摺動させることに
より燃料供給口７５を開閉するフロート７６とを備え、
また、ハウジング７２の外壁にはウォータージャケット
７７が設けられ、このウォータージャケット７７に冷却
水入口７７ａ、冷却水出口７７ｂが設けられている。

【００２７】図１３において、ウォーターポンプ６７に
より冷却水取入口６８から吸入された水は、ウォーター
チューブ６９、冷却水通路７０を経てベーパーセパレー
タタンク３５のウォータージャケット７７を循環し、排
水口７１から排水される。本変形例においては、ベーパ
ーセパレータタンク３５がウォータージャケット７７を
通る冷却水により冷却されるため、高圧燃料ポンプ３７
の入口温度が低くなり、キャビテーションの発生を防止
することができる。また、燃料冷却器を新たに設置する
必要がなく、レイアウトを簡素化することができる。従
って、図４〜図６及び図８〜図１１において燃料冷却器
４１を省略することができる。

【００２８】図１４〜図１９は、本発明のさらに他の実
施形態を示している。図１４は全体構成図を示し、エン
ジン２の各分岐吸気管２５ａにおけるリード弁２４とス
ロットル弁２６の間には、オイルポンプ７９からのオイ
ル供給管７９ａが接続されている。また、リード弁２４
近傍のオイル溜まり部８０は、オイル供給管８１により
ベーパーセパレータタンク３５の上部に接続されてい
る。また、ベーパーセパレータタンク３５の上部は燃料
ガス供給管８２により各分岐吸気管２５ａのリード弁２
４とスロットル弁２６の間に接続されている。

【００２９】図１５及び図１６は、図１４におけるオイ
ル溜まり部の構成を示し、図１５は全体構成を示す模式
図、図１６は図１５の要部拡大断面図である。図１５に
おいて、７ａ〜７ｃは気筒、１２ｂはクランク軸、１３
は燃料噴射弁、２５は吸気マニホールド、３２はカウリ
ング、４９はドライブシャフトであり、６組の分岐吸気
管２５ａとリード弁２４が示され、リード弁２４の近傍
にオイル溜まり部８０が形成され、各オイル溜まり部８
０は、上段、中段及び下段の気筒毎にオイル通路８０ａ
にて連通され、各オイル通路８０ａの一端がオイル供給
管８１に接続されている。

【００３０】図１６において、リード弁２４は、分岐吸
気管２５ａの壁面に固定された断面略三角形状の弁支持
部材２４ａと、上下の弁支持部材２４ａ上にネジ２４ｂ
により固定された弁部材２４ｃとを備え、各リード弁２
４の下方２箇所に溝状のオイル溜まり部８０が形成さ
れ、各オイル溜まり部８０を連通するオイル通路８０ａ
はエンジンボディ２ａ内に形成されている。

【００３１】上記構成からなる本実施形態においては、
エンジン２のクランク室７ｇが負圧になると、ベーパー
セパレータタンク３５内の燃料ガスは燃料ガス供給管８
２により各分岐吸気管２５ａに供給され、同時に、ベー
パーセパレータタンク３５内が負圧になるため、各分岐
吸気管２５ａに溜まる余剰のオイルはオイル供給管８１
を経てベーパーセパレータタンク３５内に供給される。
その結果、燃料中にオイルが混合され、オイル含有の燃
料が燃料噴射弁１３に供給されるので、燃料噴射弁１３
のノズル部における錆の発生を防止することができる。

【００３２】図１７は、図１４のベーパーセパレータタ
ンク３５の構成を示す断面図である。なお、図１１と同
一の構成には同一番号を付けて説明を省略する。ベーパ
ーセパレータタンク３５は容器本体３５ａと蓋部材３５
ｂを有し、蓋部材３５ｂには、予圧燃料ポンプ３６の出
力ポートに連結された出力用ニップル３６ａ、燃料ガス
供給管８２が接続される燃料ガス出口用ニップル８２
ａ、予圧圧力調整弁４２に連結された三方接続用ニップ
ル４２ａ、オイル供給管８１が接続されるオイル入口用
ニップル８１ａ、高圧圧力調整弁３８から戻るリターン
配管Ｂが連結された燃料戻し用ニップル３８ａ及び燃料
供給管８３が接続される燃料入口用ニップル８３ａが設
けられている。

【００３３】また、前述の実施形態においては予圧燃料
ポンプ３６から配管Ｃを経て高圧燃料ポンプ３７に燃料
を送り、配管Ｃの途中から配管Ｃ′、予圧圧力調整弁４
２を経てベーパーセパレータタンク３５に燃料を戻すよ
うにしているが、本実施形態においては、予圧燃料ポン
プ３６の出力用ニップル３６ａと予圧圧力調整弁４２の
三方接続用ニップル４２ａを通路Ｃ″により直接、接続
し、三方接続用ニップル４２ａと高圧燃料ポンプ３７を
配管Ｃにより接続するようにしている。なお、通路Ｃ″
としてはアルミ管、ホース等を接続して形成するように
してもいし、通路Ｃ″を蓋部材３５ｂと一体に形成する
ようにしてもよい。以上の構成により配管Ｃを短縮する
ことができ配管構成を簡素化できる。

【００３４】図１８及び図１９は、上記実施形態の具体
的配置例を示し、図１８は側面図、図１９は平面図であ
る。なお、前述と同一の構成には同一番号を付けて説明
を省略する。図１８において、２つの低圧ポンプ３４が
並列に接続され能力アップを図っている。図１９におい
て、配管Ｃ及び配管Ｄは、フライホイール４６に沿って
配設している。なお、４７はベルト４５に張力を付与す
るためのテンションプーリである。

【００３５】次に、図２０〜図２２により本発明の他の
実施形態について説明する。図２０〜図２２は、本発明
に係わる船外機の全体構成を示す模式図であり、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を示している。なお、図１
〜図４で説明した構成には同一番号を付けて説明を省略
する。

【００３６】制御装置２９には、エンジン２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。すなわち、センサとして、クランク軸
１２ｂの回転角（回転数）を検出するクランク角センサ
９０、クランクケース２３内の圧力を検出するクランク
室内圧センサ９１、各気筒７ａ〜７ｆ内の圧力を検出す
る筒内圧センサ９２、吸気通路２５ａ内の温度を検出す
る吸気温センサ９３、シリンダボディ７の温度を検出す
るエンジン温度センサ９４、各気筒７ａ〜７ｆ内の背圧
を検出する背圧センサ９５、スロットル弁２６の開度を
検出するスロットル開度センサ９６、冷却水の温度を検
出する冷却水温度センサ９７、エンジン２の振動数を検
出するエンジン振動センサ９８、エンジン２のマウント
高さを検出するエンジンマウント高さ検出センサ９９、
船外機１のニュートラル状態を検出するニュートラルセ
ンサ１００、船外機１の上下回動位置を検出するトリム
角検出センサ１０１、船速を検出する船速センサ１０
２、船の姿勢を検出する船姿勢センサ１０３、大気圧を
検出する大気圧センサ１０４が設けられ、さらに、気筒
７ｄに空燃比検出装置１０５が設けられている。制御装
置２９は、これら各種センサの検出信号を演算処理し、
制御信号を点火プラグ１４、燃料噴射弁１３、オイルポ
ンプ２７、予圧燃料ポンプ３６に伝送する。

【００３７】図２０の実施形態においては、図（Ｄ）に
示すように、高圧圧力調整弁３８のリターン配管Ｂの途
中に燃料冷却器４１を配設している。これにより、高圧
圧力調整弁３８を出た最も高い温度の燃料を燃料冷却器
４１で冷却しベーパーセパレータタンク３５に戻すた
め、予圧ポンプ３６の入口温度をより効果的に低下させ
ることができると共に、燃料冷却器４１を圧力の低いリ
ターン配管中に配設するため、冷却水とのシール性能が
向上される。なお、本例では、高圧燃料ポンプ３７の高
圧燃料を燃料分配レール２８を介して左右の燃料供給レ
ール４０、４０に分配するようにしている。

【００３８】図２１の実施形態においては、図（Ｄ）に
示すように、高圧圧力調整弁３８のリターン配管Ｂの途
中に燃料冷却器４１を配設し、リターン配管Ｂを予圧配
管Ｃに接続するようにしている。これにより、高圧圧力
調整弁３８を出た高圧の燃料をエネルギー解放度合いが
小さい予圧系に戻すので、その分だけ温度上昇を防止す
ることができる。

【００３９】図２２の実施形態においては、図（Ｄ）に
示すように、予圧圧力調整弁４２を予圧配管Ｃと燃料冷
却器４１間に設け、高圧圧力調整弁３８と予圧圧力調整
弁４２の両方のリターン燃料を冷却し、ベーパーセパレ
ータタンク３５に戻すようにし、温度上昇を防止するよ
うにしている。

【００４０】なお、以上全ての実施形態において、エン
ジン低回転時には、予圧燃料ポンプ３６を低回転に制御
し、リターン燃料量を下げて温度上昇を防止をするよう
にしてもい。

【００４１】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、６
気筒エンジンに適用した例について説明しているが、こ
れに限定されるものではなく単気筒以上の気筒を有する
ものであればよい。また、上記実施形態においては、２
サイクルエンジンに適用した例について説明している
が、４サイクルエンジンへの適用も可能であり、さら
に、上記実施形態においては、船外機に適用した例につ
いて説明しているが、定置式エンジンなど要するに気液
分離装置を備える燃料供給系に高圧燃料ポンプを設ける
エンジンに適用可能である。

【００４２】

【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、気液分離装置を備える燃料供給
系に、予圧された燃料を加圧する高圧燃料ポンプを設け
ることにより、高圧燃料ポンプまでの管路の気泡の発生
を抑えることができ、また、気筒に必要な燃料分だけを
供給するため、配管抵抗、フィルタによる圧力損失を低
減させると共に、気泡の発生を少なくすることができ
る。

【００４３】また、請求項２記載の発明によれば、燃料
供給レールの終端を閉口することができ燃料配管系を簡
素化することができる。

【００４４】また、請求項３、６記載の発明によれば、
高圧圧力調整弁が燃料供給レールの下流側にあるため、
高圧燃料配管と燃料供給レールの中の気泡を除去しやす
いという効果を奏する。

【００４５】また、請求項４記載の発明によれば、燃料
中にオイルが混合され、オイル含有の燃料が燃料噴射弁
に供給されるので、燃料噴射弁のノズル部における錆の
発生を防止することができる。

【００４６】また、請求項５記載の発明によれば、予圧
燃料ポンプと予圧圧力調整弁との配管を短縮させること
ができる。

【００４７】また、請求項７記載の発明によれば、複数
の気筒を縦置状態に配設すると共に上記燃料供給レール
を縦置状態に配設する場合に、各気筒に必要な燃料分だ
けを供給するため、配管抵抗、フィルタによる圧力損失
を低減させると共に、気泡の発生を少なくすることがで
きる。

【００４８】また、請求項８記載の発明によれば、フィ
ルタには必要な燃料分だけが通過するため、フィルタの
交換時期を延ばすことができる。

【００４９】また、請求項９記載の発明によれば、高圧
燃料ポンプの入口温度が低くなり、さらにキャビテーシ
ョンの発生を防止することができる。

【００５０】また、請求項１０記載の発明によれば、高
圧燃料ポンプの入口に空気や気泡の溜まりができず安定
して高圧燃料を生成することができる。また、高圧圧力
調整弁を出た最も高い温度の燃料を燃料冷却器で冷却し
するため、予圧ポンプの入口温度をより効果的に低下さ
せることができると共に、燃料冷却器を圧力の低いリタ
ーン配管中に配設するため、冷却水とのシール性能を向
上することができる。

【００５１】また、請求項１１記載の発明によれば、燃
料の高圧化に伴い生じる燃料の温度上昇を防止すること
ができる。また、請求項１２記載の発明によれば、高圧
燃料と予圧燃料の両方のリターン燃料を冷却するため、
温度上昇をさらに防止することができる。

【００５２】また、請求項１３記載の発明によれば、高
圧圧力調整弁を出た高圧の燃料をエネルギー解放度合い
が小さい予圧系に戻すので、その分だけ温度上昇を防止
することができる。

【００５３】また、請求項１４記載の発明によれば、エ
ンジン低回転時には、予圧燃料ポンプを低回転に制御す
るので、リターン燃料量を下げて温度上昇を防止をする
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エンジンの縦断面図であ
る。

【図２】図１の要部断面図である。

【図３】図１の要部模式図である。

【図４】本発明の筒内燃料噴射式エンジンの燃料供給装
置の１実施形態を示す全体構成図である。

【図５】図４の燃料供給装置の具体的配置例を示す模式
的側面図である。

【図６】図４の燃料供給装置の具体的配置例を示す模式
的平面図である。

【図７】図４の高圧圧力調整弁の例を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の燃料供給装置の他の実施形態を示す全
体構成図である。

【図９】本発明の燃料供給装置の他の実施形態を示す全
体構成図である。

【図１０】本発明の燃料供給装置の他の実施形態を示す
全体構成図である。

【図１１】図８の燃料供給装置の具体的配置例を示す模
式図である。

【図１２】本発明の変形例を示しベーパーセパレータタ
ンクの断面図である。

【図１３】本発明の変形例を示す燃料供給装置の具体的
配置例を示す模式図である。

【図１４】本発明の燃料供給装置の他の実施形態を示す
全体構成図である。

【図１５】図１４におけるオイル溜まり部の構成を示す
模式図である。

【図１６】図１５の要部拡大断面図である。

【図１７】図１４のベーパーセパレータタンクの構成を
示す断面図である

【図１８】図１４の実施形態の具体的配置例を示す側面
図である。

【図１９】図１４の実施形態の具体的配置例を示す平面
図である。

【図２０】本発明の他の実施形態である船外機の全体構
成を示す模式図であり、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２１】本発明の他の実施形態を示す図２０と同様の
図である。

【図２２】本発明の他の実施形態を示す図２０と同様の
図である。

【符号の説明】

２…エンジン７ａ〜７ｃ…気筒３５…気液分離装置３６…予圧燃料ポンプ３７…高圧燃料ポンプ３８…高圧圧力調整弁３９…フィルタ４０…燃料供給レール４１…燃料冷却器４２…予圧圧力調整弁８１…オイル供給管８２…燃料ガス供給管Ｃ″…通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気液分離装置内で分離された燃料を気筒内
に噴射する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、気液分離
装置内の燃料を予圧する予圧燃料ポンプと、予圧された
燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、加圧された高圧燃料
を設定圧に調圧するとともに余剰の燃料を前記気液分離
装置に戻す高圧圧力調整弁と、該高圧圧力調整弁の上流
側から分岐し高圧燃料を前記気筒に供給する燃料供給レ
ールとを備えたことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】燃料供給レールの終端を閉口させたことを
特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】気液分離装置内で分離された燃料を気筒内
に噴射する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、気液分離
装置内の燃料を予圧する予圧燃料ポンプと、予圧された
燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、加圧された高圧燃料
を設定圧に調圧するとともに余剰の燃料を前記気液分離
装置に戻す高圧圧力調整弁と、該高圧圧力調整弁の上流
側に配設された燃料供給レールとを備えたことを特徴と
する燃料供給装置。
【請求項４】エンジンの吸気管内にオイルを供給し該オ
イルの一部を上記気液分離装置に供給するとともに、気
液分離装置で分離された燃料ガスを前記吸気管に供給す
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃
料供給装置。
【請求項５】上記気液分離装置に予圧圧力調整弁を設
け、上記予圧燃料ポンプと前記予圧圧力調整弁を通路に
て接続するともに、該通路を高圧燃料ポンプに接続する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料
供給装置。
【請求項６】上記燃料供給レールの上端に高圧圧力調整
弁を配設したことを特徴とする請求項３記載の燃料供給
装置。
【請求項７】複数の気筒を縦置状態に配設すると共に上
記燃料供給レールを縦置状態に配設することを特徴とす
る請求項１〜６のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項８】上記燃料供給レールへの配管の途中にフィ
ルタを配設したことを特徴とする請求項１〜７のいずれ
かに記載の燃料供給装置。
【請求項９】上記予圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプの間
に燃料冷却器を配設したことを特徴とする請求項１〜８
のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項１０】上記高圧圧力調整弁と気液分離装置の間
に燃料冷却器を配設したことを特徴とする請求項１〜８
のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項１１】上記予圧燃料ポンプで予圧した燃料を高
圧燃料ポンプの入口側を循環させた後、上記気液分離装
置に戻すことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに
記載の燃料供給装置。
【請求項１２】上記予圧燃料ポンプで予圧した燃料の一
部を燃料冷却器で冷却し上記気液分離装置に戻すことを
特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の燃料供給
装置。
【請求項１３】気液分離装置内で分離された燃料を気筒
内に噴射する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、気液分
離装置内の燃料を予圧する予圧燃料ポンプと、予圧され
た燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、加圧された高圧燃
料を設定圧に調圧するとともに余剰の燃料を前記予圧燃
料ポンプの下流側に戻す高圧圧力調整弁と、高圧燃料ポ
ンプの下流側に配設された燃料冷却器と、該高圧圧力調
整弁の上流側から分岐し高圧燃料を前記気筒に供給する
燃料供給レールとを備えたことを特徴とする燃料供給装
置。
【請求項１４】エンジン低回転時に予圧燃料ポンプを低
回転に制御することを特徴とする請求項１〜１３のいず
れかに記載の燃料供給装置。