JP4010961B2

JP4010961B2 - エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JP4010961B2
Application number: JP2003040242A
Authority: JP
Inventors: 薫塙
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2023-02-18
Also published as: CN1530535A; JP2004251156A; CN1312398C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気とともに燃料を燃焼室に直接噴射するインジェクタと、該インジェクタに圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、該圧縮空気供給源および前記インジェクタ間を結ぶ圧縮空気供給路の途中に介設されるリリーフ弁とを備えるエンジンの燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気ポンプからインジェクタに供給される圧縮空気の余剰分をリリーフ弁で逃がすようにした燃料噴射装置が、たとえば特許文献１等で既に知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１５９９９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものではリリーフ弁から排出される余剰空気が、エンジンからの排ガスを導く排気管に導かれる構成となっている。しかるにインジェクタに供給される圧縮空気中には、空気ポンプで用いられる潤滑油が含まれる可能性がある。またリリーフ弁から排出される余剰空気中には、インジェクタ側から混入した燃料成分が含まれる可能性がある。このため、潤滑油や混入燃料成分を含む可能性がある余剰空気が、リリーフ弁の開弁時に排気管に導かれることになり、特にエンジン始動直後や、停止後における潤滑油や燃料成分のエバポレーション処理に課題が残ることになる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、リリーフ弁から排出される余剰空気中に含まれる可能性がある潤滑油や混入燃料成分のエバポレーション処理をきわめて容易としたエンジンの燃料噴射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、圧縮空気とともに燃料を燃焼室に直接噴射するインジェクタと、該インジェクタに圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、該圧縮空気供給源および前記インジェクタ間を結ぶ圧縮空気供給路の途中に介設されるリリーフ弁とを備えるエンジンの燃料噴射装置において、エンジン本体の一部を構成するシリンダヘッドと、そのシリンダヘッドに結合されるヘッドカバーとの間に形成した動弁室に、前記リリーフ弁から排出される余剰空気が導入されることを特徴とする。
【０００７】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、リリーフ弁から排出される余剰空気が、潤滑油や混入燃料成分を含むものであったとしても、リリーフ弁から排出される余剰空気が、被潤滑部収容室としての動弁室に導入されるので、リリーフ弁から排出される余剰空気に関連した排気系での潤滑油や混入燃料成分のエバポレーション処理に特別の注意を払わなくてすみ、その潤滑油や混入燃料成分のエバポレーション処理がきわめて容易となる。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記シリンダヘッドに前記インジェクタが配設され、前記リリーフ弁が前記動弁室に臨んで前記シリンダヘッドに直接取付けられることを特徴とし、かかる構成によれば、リリーフ弁から動弁室までの余剰空気の排出通路を形成することを不要とし、加工工数や部品点数の増大を回避することができると共に、燃料供給系の構造の簡略化を図ることができる。
【０００９】
さらに請求項３記載の発明は、上記請求項２記載の発明の構成に加えて、前記シリンダヘッドに結合されるシリンダブロックに、前記圧縮空気供給源である圧縮空気ポンプが配設され、該圧縮空気ポンプおよび前記インジェクタ間を結ぶ圧縮空気通路の少なくとも一部を構成する通路が前記シリンダヘッドに直接設けられ、該シリンダヘッドに取り付けられる前記インジェクタの近傍で前記通路に通じる前記リリーフ弁がシリンダヘッドに取付けられることを特徴とし、かかる構成によれば、圧縮空気供給路を極力短くして圧縮空気供給路での圧力損失を小さく抑えつつ、圧縮空気の流通抵抗によるリリーフ弁およびインジェクタ間の圧力差および応答遅れを低減し、エンジン性能を向上せしめることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図９は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの一部縦断側面図、図２はヘッドカバーを取り外した状態での図１の２−２線矢視図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図、図８は図２の８−８線に沿うエンジンの縦断側面図、図９は図２の９−９線拡大断面図である。
【００１２】
先ず図１において、頭上弁式の４サイクル水冷式である単気筒エンジンのエンジン本体１１は、クランクケース１２と、該クランクケース１２に結合されるシリンダブロック１３と、前記クランクケース１２とは反対側でシリンダブロック１３に結合されるシリンダヘッド１４と、シリンダブロック１３とは反対側でシリンダヘッド１４に結合されるヘッドカバー１５とを備え、シリンダヘッド１４側をわずかに前上がりとした姿勢で自動二輪車等の車両に搭載される。
【００１３】
図２〜図４を併せて参照して、シリンダブロック１３に設けられたシリンダボア１６に摺動可能に嵌合されるピストン１７は、クランクケース１２で回転自在に支承されるクランクシャフト１０（図１参照）にコンロッド１８およびクランクピン（図示せず）を介して連結されており、このピストン１７の頂部を臨ませる燃焼室１９がシリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４間に形成される。
【００１４】
シリンダヘッド１４には、燃焼室１９の天井面に開口する第１および第２の吸気弁口２０，２１と、それらの吸気弁口２０，２１に共通に連なってシリンダヘッド１４の上部側面に開口する吸気ポート２３と、燃焼室１９の天井面に開口する単一の排気弁口２２と、該排気弁口２２に連なってシリンダヘッド１４の下部側面に開口する排気ポート２４とが設けられるとともに、圧縮空気とともに燃料を燃焼室１９に直接噴射するインジェクタ２５が、シリンダボア１６の軸線すなわちシリンダ軸線Ｃ上に配置されるようにして配設される。
【００１５】
シリンダ軸線Ｃに直交する平面への投影図上で前記シリンダ軸線Ｃすなわちインジェクタ２５の両側に第１の吸気弁口２０および排気弁口２２が配置され、第１の吸気弁口２０および排気弁口２２を結ぶ直線Ｌ１とほぼ直交する他の直線Ｌ２上でシリンダ軸線Ｃすなわちインジェクタ２５の一側に第２の吸気弁口２１が配置される。また第１の吸気弁口２０、第２の吸気弁口２１および排気弁口２２を避けた位置で燃焼室１９に臨むようにして点火プラグ２６がシリンダヘッド１４に取付けられる。
【００１６】
シリンダヘッド１４には、第１および第２の吸気弁口２０，２１をそれぞれ開閉可能な第１および第２の吸気弁２７，２８が開閉作動可能に配設されるとともに排気弁口２２を開閉可能な排気弁２９が開閉作動可能に配設される。
【００１７】
このようなインジェクタ２５、第１および第２の吸気弁口２０，２１、排気弁口２２および点火プラグ２６の配置によれば、インジェクタ２５を燃焼室１９の中央部に配置して燃焼室１９内の火炎伝播距離に偏りがなくなるようにし、燃焼効率を向上することができ、第１および第２の吸気弁口２０，２１を備えることにより空気充填効率の向上およびポンピングロスの低減を図ることができ、しかも第１および第２の吸気弁２７，２８および１つの排気弁２９との干渉を容易に回避して点火プラグ２６を配置することができ、点火プラグ２６のインジェクタ２５への近接配置を可能として燃焼効率を向上することができる。
【００１８】
第１および第２の吸気弁２７，２８はシリンダヘッド１４に固着されたガイド筒３０…にそれぞれ摺動可能に嵌合され、ガイド筒３０…から突出した両吸気弁２７，２８の上端部にそれぞれ固定されるリテーナ３１…およびシリンダヘッド１４間に弁ばね３２…がそれぞれ設けられ、それらの弁ばね３２…が発揮するばね力により両吸気弁２７，２８は閉弁方向に付勢される。また排気弁２９はシリンダヘッド１４に固着されたガイド筒３３に摺動可能に嵌合され、ガイド筒３３から突出した排気弁２９の上端部に固定されるリテーナ３４およびシリンダヘッド１４間に弁ばね３５が設けられ、その弁ばね３５が発揮するばね力により排気弁２９は閉弁方向に付勢される。
【００１９】
図５〜図７をさらに併せて参照して、第１および第２の吸気弁２７，２８ならびに排気弁２９は、動弁装置３８により開閉駆動されるものであり、この動弁装置３８は、吸気側および排気側カム３９，４０を有して回転するカムシャフト４１と、前記吸気側カム３９に従動して揺動する吸気側第１ロッカアーム４２と、前記排気側カム４０に従動して揺動する排気側第１ロッカアーム４３と、第１および第２の吸気弁２７，２８に接触する一対の押圧腕部４４ａ，４４ｂを有する吸気側第２ロッカアーム４４と、排気弁２９に接触する押圧腕部４５ａを有する排気側第２ロッカアーム４５と、吸気側第１ロッカアーム４２の揺動運動を吸気側第２ロッカアーム４４に伝達するようにして吸気側第１および第２ロッカアーム４２，４４間に設けられる吸気側プッシュロッド４６と、排気側第１ロッカアーム４３の揺動運動を排気側第２ロッカアーム４５に伝達するようにして排気側第１および第２ロッカアーム４３，４５間に設けられる排気側プッシュロッド４７とを備える。
【００２０】
シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間には、前記動弁装置３８のうち吸気側および排気側第２ロッカアーム４４，４５、ならびに吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７の上部を収容、配置する被潤滑部収容室としての動弁室４８が形成されており、動弁装置３８のうち動弁室４８内に収容された部分を潤滑するために、ヘッドカバー１５には、オイル噴出孔３６が設けられる。
【００２１】
エンジン本体１１のうちクランクケース１２、シリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４には、動弁装置３８のうち動弁室４８内に収容された部分を潤滑したオイルをクランクケース１２の下部に形成されるオイルパン１２ａ（図１参照）に戻すオイル戻し通路４９が、シリンダボア１６の側方でシリンダ軸線Ｃと平行に延びるようにして設けられる。
【００２２】
動弁装置３８のうちカムシャフト４１は、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間の動弁室４８を避けてオイル戻し通路４９に収容されるようにしてシリンダブロック１３に配置されるものであり、シリンダブロック１３と、オイル戻し通路４９の外側面を形成するようにしてシリンダブロック１３に締結されるカバー５０とに、クランクシャフトと平行な軸線を有するカムシャフト４１の両端部がボールベアリング５１，５１を介して回転自在に支承される。
【００２３】
しかもカムシャフト４１には、吸気側および排気側カム３９，４０と、吸気側第１ロッカアーム４２および排気側第１ロッカアーム４３との摺接部に潤滑用のオイルを供給するためのオイル供給路３７が設けられる。
【００２４】
オイル戻し通路４９には、クランクシャフト１０からの動力を１／２に減速して伝達するために、第１被動スプロケット５２、第１駆動スプロケット６０（図１参照）および無端状のカムチェーン５３が収容されており、第１被動スプロケット５２はカムシャフト４１に相対回転不能に結合され、第１駆動スプロケット６０はクランクシャフト１０に相対回転不能に結合され、カムチェーン５３は第１駆動スプロケット６０および第１被動スプロケット５２に巻き掛けられる。
【００２５】
吸気側および排気側第１ロッカアーム４２，４３は、吸気側および排気側カム３９，４０にシリンダヘッド１４側から転がり接触するローラ５４，５５をそれぞれ有するものであり、前記カムシャフト４１と平行な軸線を有してシリンダブロック１３およびカバー５０間に設けられる吸気側および排気側第１ロッカシャフト５６，５７で揺動可能に支承される。これらの吸気側および排気側第１ロッカアーム４２，４３には、前記ローラ５４，５５と反対側に位置する椀状の押圧部４２ａ，４３ａがシリンダヘッド１４側に開くようにしてそれぞれ一体に設けられる。
【００２６】
一方、動弁室４８内でシリンダヘッド１４には、前記カムシャフト４１と平行な軸線を有する吸気側および排気側第２ロッカシャフト５８，５９が、前記インジェクタ２５の両側に配置されるようにして支持されており、二股状に分岐した一対の押圧腕部４４ａ，４４ｂを有する吸気側第２ロッカアーム４４が吸気側第２ロッカシャフト５８で揺動自在に支承され、排気側第２ロッカアーム４５が排気側第２ロッカシャフト５９で揺動自在に支承される。
【００２７】
しかも吸気側第２ロッカシャフト５８に関して両押圧腕部４４ａ，４４ｂとは反対側で吸気側第２ロッカアーム４４にはシリンダブロック１３側に開いた椀状の受圧部４４ｃが一体に設けられ、排気側第２ロッカシャフト５９に関して押圧腕部４５ａとは反対側で排気側第２ロッカアーム４５にはシリンダブロック１３側に開いた椀状の受圧部４５ｂが一体に設けられる。
【００２８】
吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７は、動弁室４８からオイル戻し通路４９内の一部間にわたって延びるものであり、吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７の一端側の球状端部は吸気側および排気側第１ロッカアーム４２，４３の押圧部４２ａ，４３ａに首振り可能に嵌合され、吸気側および排気側プッシュロッド４６，４７の他端側の球状端部は吸気側および排気側第２ロッカアーム４４，４５の受圧部４４ｃ，４５ｂに首振り可能に嵌合される。
【００２９】
このような動弁装置３８では、クランクシャフトから１／２の減速比で回転動力が伝達されるカムシャフト４１の回転に応じて、吸気側カム３９により吸気側第１ロッカアーム４２が揺動することによって吸気側プッシュロッド４６がその軸方向に作動し、それに応じて吸気側第２ロッカアーム４４が揺動することで第１および第２の吸気弁２７，２８が開閉駆動され、また排気側カム４０により排気側第１ロッカアーム４３が揺動することによって排気側プッシュロッド４７がその軸方向に作動し、それに応じて排気側第２ロッカアーム４５が揺動することで排気弁２９が開閉駆動されることになる。
【００３０】
ところで、インジェクタ２５には、圧縮空気供給源としての圧縮空気ポンプ６１からの圧縮空気が供給されるものであり、この圧縮空気ポンプ６１は、シリンダ軸線Ｃと平行な方向にピストン６６を往復動させるレシプロ式に構成され、シリンダヘッド１４に設けられた排気ポート２４に対応する側でシリンダブロック１３の下部に配設される。しかもシリンダブロック１３には、シリンダ軸線Ｃに直交する平面内では前記オイル戻し通路４９に略Ｌ字状に連なるようにしてシリンダボア１６の下方に配置される作動室６２が形成されており、前記圧縮空気ポンプ６１は、オイル戻し通路４９よりも下方でオイル戻し通路４９および作動室６２の連設部に配置される。
【００３１】
図８を併せて参照して、圧縮空気ポンプ６１のポンプケース６３は、シリンダ軸線Ｃと平行な軸線を有するとともにシリンダヘッド１４側を開放した有底円筒状にしてシリンダブロック１３に一体に形成されるものであり、このポンプケース６３の前記シリンダヘッド１４側開口部を気密に閉じる蓋部材６４がシリンダブロック１３に締結される。
【００３２】
ピストン６６はポンプケース６３に摺動可能に嵌合されており、ピストン６６の一端および蓋部材６４間には、容積収縮に応じた圧縮空気を生成するようにしてシリンダヘッド１４側に配置されるポンプ室６５が形成され、ピストン６６の他端およびポンプケース６３の閉塞端間には、オイルパン１２ａ側に配置される大気圧室８８が形成される。
【００３３】
一方、作動室６２には、カムシャフト４１の軸線と平行であって前記ピストン６６の軸線を通る軸線を有する円筒状の軸受部材６９が配置されており、該軸受部材６９は、シリンダブロック１３に突設された複数本たとえば４本の締結ボス７０…にボルト７１…でそれぞれ締結される。しかも作動室６２の外部側面を形成するカバー７２がシリンダブロック１３に締結され、カバー７２の開放時に前記ボルト７１…の締めつけおよび緩め作業が可能となる。
【００３４】
前記軸受部材６９にはポンプ駆動軸７３が同軸に挿通されており、軸受部材６９の一端部およびポンプ駆動軸７３間にはローラベアリング７４が介装され、軸受部材６９の他端部およびポンプ駆動軸７３間にはボールベアリング７５が介装される。すなわちポンプ駆動軸７３はシリンダブロック１３に締結される軸受部材６９で回転自在に支承される。
【００３５】
前記軸受部材６９の一端部から突出した部分でポンプ駆動軸７３には、カムシャフト４１からの動力が動力伝達手段８９を介して伝達されるものであり、該動力伝達手段８９は、ポンプ駆動軸７３に固定された第２被動スプロケット７８と、カムシャフト４１に結合される第１被動スプロケット５２と一体である第２駆動スプロケット７９と、第２被動および駆動スプロケット７８，７９に巻き掛けられる無端状のチェーン８０とから成る。
【００３６】
ポンプ駆動軸７３は、スコッチ・ヨーク式クランク８４を介して圧縮空気ポンプ６１のピストン６６に連結されており、スコッチ・ヨーク式クランク８４は、ピストン６６に摺動可能に嵌合される摺動駒６８に、ポンプ駆動軸７３の一端の偏心位置から突出する偏心軸７３ａの先端が連結されて成るものである。而してポンプ駆動軸７３がカムシャフト４１から伝達される動力で回転するのに応じて偏心軸７３ａがポンプ駆動軸７３の軸線まわりに回転し、圧縮空気ポンプ６１のピストン６６がポンプ室６５の容積を増減するようにポンプケース６３内で軸方向に往復駆動される。
【００３７】
ピストン６６には、その一直径線に沿うとともに前記カムシャフト４１の軸線と直交する平面に軸線を配置した摺動孔６７が設けられ、該摺動孔６７に前記摺動駒６８が摺動可能に嵌合される。また偏心軸７３ａはポンプ駆動軸７３の一端に一体に突設される。
【００３８】
而してポンプケース６３には、ポンプ駆動軸７３の一端部を挿入させる開口部７６が設けられ、ピストン６６には、ポンプ駆動軸７３の回転に応じて偏心軸７３ａが摺動孔６７の軸線に沿う方向で移動することを許容するようにして偏心軸７３ａを挿入せしめる挿入孔７７が、摺動孔６７の長手方向中央部に通じるようにして設けられる。
【００３９】
ボールベアリング７５およびローラベアリング７４間の中央部で軸受部材６９の両側部には透孔８１，８２がそれぞれ設けられており、一方の透孔８１に対応する位置で軸受部材６９には、作動室６２内に落下してくるオイルの一部を軸受部材６９およびポンプ駆動軸７３間に導くためのオイルガイド８３が一体に設けられる。すなわち動弁室４８内の下部に溜まったオイルの一部を導くようにしてシリンダヘッド１４に設けられた通路１３４がシリンダヘッド１４に設けられ、その通路１３４に通じて作動室６２に開口する通路１３５がシリンダブロック１３に設けられるのであるが、通路１３５から落下してくるオイルを透孔８１に導くようにしてオイルガイド８３が軸受部材６９に一体に設けられる。また軸受部材６９およびポンプ駆動軸７３間に導入されたオイルの一部はローラベアリング７４およびボールベアリング７５の潤滑に用いられ、残部は透孔８２から作動室６２内の下部に落下することになり、作動室６２の下部に溜まったオイルは、作動室６２の下部に通じるようにしてシリンダブロック１３に設けられる戻り通路１３６からオイルパン１２ａ側に戻される。
【００４０】
前記軸受部材６９に関して圧縮空気ポンプ６１とは反対側でシリンダブロック１３には、ポンプ駆動軸７３と同軸の回転軸線を有するウォータポンプ９０が取付けられており、シリンダ軸線Ｃを含んでポンプ駆動軸７３と直交する平面ＰＬに関して面対称となる位置に圧縮空気ポンプ６１およびウォータポンプ９０が配置される。
【００４１】
ウォータポンプ９０のポンプハウジング９１は、ポンプ駆動軸７３側を閉じた有底円筒部９２ａの開放端に皿状部９２ｂが一体に連設されて成るハウジング主体９２と、ハウジング主体９２の開放端を閉じるポンプカバー９３とで構成され、ポンプカバー９３は、ハウジング主体９２の開放端外周部をシリンダブロック１３との間に挟持するようにしてシリンダブロック１３に締結される。
【００４２】
有底円筒部９２ａの閉塞端中央部およびポンプカバー９３の中央部にはポンプ駆動軸７３と同軸であるポンプ軸９４の両端部が回転自在に支承されており、このポンプ軸９４と一体に回転するようにして有底円筒部９２ａ内に挿入されているロータ９５に複数のマグネット９６…が固着される。一方、軸受部材６９の他端から突出したポンプ駆動軸７３の他端部には、前記ハウジング主体９２の有底円筒部９２ａを同軸に囲繞する円筒部９７ａを有する回転部材９７が固定されており、前記円筒部９７ａの内面に複数のマグネット９８…が固着される。これにより回転部材９７がポンプ駆動軸７３とともに回転するのに応じてロータ９５がポンプ軸９４とともに回転することになる。
【００４３】
ところでハウジング主体９２およびポンプカバー９３間には渦室９９が形成されており、この渦室９９に収納されるインペラ１００がロータ９５に設けられる。
【００４４】
ポンプカバー９３には渦室９７の中央部に開口する複数の吸入口１０１…が設けられ、この吸入口１０１…から渦室９９に吸入された冷却水はインペラ１００の回転によって加圧される。而してウォータポンプ９０から吐出される冷却水は、シリンダブロック１３に設けられたブロック側水ジャケット１０２、ならびに該ブロック側水ジャケット１０２に通じてシリンダヘッド１４に設けられたヘッド側水ジャケット１０３に供給されるものであり、ヘッド側水ジャケット１０３から排出される冷却水を図示しないラジエータ等に導く状態と、ラジエータ等を迂回して吸入口１０１…に戻す状態とが冷却水の温度に応じてサーモスタット１０４によって切換えられ、このサーモスタット１０４のサーモスタットハウジング１０５は前記ウォータポンプ９０のポンプカバー９３に一体に形成される。
【００４５】
圧縮空気ポンプ６１におけるポンプケース６３の上部側壁には、オイル戻し通路４９を流通するオイルの一部を潤滑用としてポンプケース６３内に導くためのオイル導入孔８５がオイル戻し通路４９に通じるようにして設けられる。ところでオイル戻し通路４９内での回転によってカムシャフト４１の吸気側カム３９および排気側カム４０は、オイル戻し通路４９内を流通するオイルの一部をかき揚げるとともに遠心力の作用によって分離、飛散させ、またオイル供給路３７から供給されるオイルの一部を遠心力の作用によって分離、飛散させるが、分離したオイル飛沫がオイル導入孔８５に導かれるように、カムシャフト４１およびオイル導入孔８５の相対位置が設定されている。
【００４６】
ところで、オイル戻し通路４９のうち動弁装置３８に対応する部分の幅は、それ以外の部分よりも大きく形成されるものであり、カムシャフト４１のうち吸気側カム３９および排気側カム４０に対応する部分を略半円状に囲む突壁８６が、オイル戻し通路４９内でのオイル流通方向１３７と対向するようにしてシリンダブロック１３に一体に突設されており、前記圧縮空気ポンプ６１のオイル戻し孔８５は、オイル流通方向１３７に沿って前記突壁８６の直上流位置に配置される。すなわち突壁８６は、オイル戻し通路４９内を流通してきたオイルをオイル導入孔８５に導く働きをする。
【００４７】
しかもオイル戻し孔８５は、ピストン６６の外周に装着されてポンプケース６３の内周に摺接するピストンリング１３８よりも大気圧室８８側でポンプケース６３の内周に開口するようにしてポンプケース６３に設けられており、ピストン６６の軸方向移動にかかわらずオイル戻し孔８５は、ピストン６６に設けられた摺動孔６７の一端に常時連通する。またピストン６６の外周には、ピストン６６の大気圧室８８側の端部および摺動孔６７の両端間を結ぶ一対の溝１３９…が設けられており、オイル戻し孔８５からポンプケース６３に導入されるオイルの一部はピストン６６およびポンプケース６３間の潤滑に用いられ、残部は前記溝１３９…を経て大気圧室８８側に流れる。しかも前記溝１３９…は、摺動孔６７内のオイルを逃がすことで、スコッチ・ヨーク式クランク８４における摺動駒６８のポンピング作用が生じることを防止する働きをも果たす。
【００４８】
而して大気圧室８８に流れたオイルは、開口部７６から作動室６２側に流れ、さらに戻り通路１３６からオイルパン１２ａ側に流れることになる。
【００４９】
図７に特に注目して、インジェクタ２５は、燃焼室１９に突入するノズル１０６を有してシリンダヘッド１４に取付けられる空気燃料噴射弁１０７と、該空気燃料噴射弁１０７内に後方から燃料を噴出するようにして空気燃料噴射弁１０７に接続される燃料噴射弁１０８とで構成されるものであり、空気燃料噴射弁１０７は、圧縮空気とともに燃料を燃焼室１９に直接噴射する。
【００５０】
シリンダヘッド１４には、前記ノズル１０６を気密に嵌合せしめる嵌合孔１０９と、該嵌合孔１０９よりも大径の内径を有して嵌合孔１０９に同軸に連なる挿入筒１１０とが、シリンダ軸線Ｃと同軸にして設けられており、空気燃料噴射弁１０７はそのノズル１０６を嵌合孔１０９に気密に嵌合するとともに嵌合孔１０９および挿入筒１１０間に形成されている環状の段部１１１にウェーブスプリングワッシャ１２３を介して当接するまで挿入筒１１０に挿入される。
【００５１】
しかも空気燃料噴射弁１０７がその後部に備える導線接続部１０７ａは、挿入筒１１０の後端に設けられた切欠き１１０ａに配置されており、挿入筒１１０外で導線接続部１０７ａから導出される一対の導線１１２…が、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の合わせ面間に挟まれるグロメット１１３を貫通して外部に引き出される。
【００５２】
一方、ヘッドカバー１５には、燃料噴射弁１０８を嵌合、保持するとともに前記空気燃料噴射弁１０７をシリンダヘッド１４との間に挟持する円筒状のインジェクタハウジング１１４が一体に形成されており、ヘッドカバー１５のシリンダヘッド１４への結合時に、インジェクタハウジング１１４の先端が空気燃料噴射弁１０７の後端に当接する。またインジェクタハウジング１１４の後端には、燃料噴射弁１０８の後端部をインジェクタハウジング１１４との間に挟む挟持板１１５が締結される。
【００５３】
ところで、インジェクタハウジング１１４および燃料噴射弁１０８間には、燃料噴射弁１０８内に通じる環状の燃料室１１６が形成されており、この燃料室１１６を両側から挟む一対のシール部材１１７，１１８が燃料噴射弁１０８およびインジェクタハウジング１１４間に介装される。
【００５４】
しかもヘッドカバー１５には前記燃料室１１６に通じる燃料供給通路１１９が直接設けられており、図示しない燃料供給源から燃料を導くホース１２０が継ぎ手１２１を介して燃料供給通路１１９に接続される。
【００５５】
また燃料噴射弁１０８の先端部および空気燃料噴射弁１０７の後端部と、インジェクタハウジング１１４との間には、空気燃料噴射弁１０７内に通じる環状の空気室１２２が形成されており、この空気室１２２に、前記圧縮空気ポンプ６１からの圧縮空気が供給される。
【００５６】
図２および図８に注目して、圧縮空気ポンプ６１における蓋部材６４には、図示しないエアクリーナから空気を導くホースが接続される吸入管１２４が設けられており、この吸入管１２４は蓋部材６４に内蔵されるリード弁（図示せず）を介してポンプ室６５に接続される。
【００５７】
また前記蓋部材６４には、ポンプ室６５の圧力増大に応じて開弁するポペット弁１２５が内蔵されており、圧縮空気ポンプ６１から吐出される圧縮空気は前記ポペット弁１２５および圧縮空気供給路１２６を介して空気室１２２に供給される。
【００５８】
圧縮空気供給路１２６は、前記ポペット弁１２５に連なるようにして蓋部材６４に一端が接続される管部材１２７と、該管部材１２７の他端に接続されるようにしてシリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８と、該通路１２８に通じるとともに空気室１２２に通じるようにしてヘッドカバー１５に直接設けられる通路１２９とで構成される。
【００５９】
またシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の合わせ面を跨ぐ円筒状のノックピン１３０の両端部がシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５に挿入されており、圧縮空気通路１２６の一部を構成してシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５に直接設けられた通路１２８，１２９は、前記ノックピン１３０を介して連通される。しかもノックピン１３０を囲繞するＯリング１３３がシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５の合わせ面間に挟まれる。
【００６０】
またノックピン１３０内にはオリフィス１３１が形成されており、このオリフィス１３１よりも上流側の前記通路１２８に接続されるリリーフ弁１３２がシリンダヘッド１４に取付けられる。
【００６１】
このようにノックピン１３０をシリンダヘッド１４の通路１２８およびヘッドカバー１５の通路１２９の接続部材として用いることにより、通路接続のための専用部品を不要とし、部品点数の低減に寄与することができる。しかもノックピン１３０内にオリフィス１３１が形成されるので、インジェクタ２５に供給される圧縮空気の圧力調整が可能となり、しかもその圧力調整にあたって専用の部品を不要として部品点数の低減に寄与することができる。
【００６２】
前記リリーフ弁１３２は、エンジン本体１１におけるシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間に形成される動弁室４８に臨んでシリンダヘッド１５に直接取付けられるものであり、圧縮空気ポンプ６１およびインジェクタ２５間を結ぶ圧縮空気通路１２６の少なくとも一部（この実施例では一部）を構成してシリンダヘッド１４に直接設けられる通路１２８に通じるようにして、インジェクタ２５の近傍でシリンダヘッド１４に取付けられる。
【００６３】
図９において、動弁室４８に臨む部分でシリンダヘッド１４には、通路１２８に通じるリリーフ通路１４２と、該リリーフ通路１４２に同軸に連なるねじ孔１４３とを有する取付けボス１４４が、前記動弁室４８側に突出するようにして一体に設けられる。
【００６４】
リリーフ弁１３２の弁ハウジング１４５は、前記リリーフ通路１４２に同軸に連なる弁孔１４６を内端閉塞部に有して有底円筒状に形成されるものであり、前記取付けボス１４４の先端との間に環状のシール部材１４７を介在させてねじ孔１４３に螺合される。しかも弁ハウジング１４５の内端閉塞部内面には、前記弁孔１４６を中央部に臨ませた弁座１４８が形成されており、その弁座１４８に着座可能として弁ハウジング１４５に収容される弁体１４９と、弁ハウジング１４５の外端に固定されるばね受け部材１５０との間にばね１５１が縮設される。
【００６５】
而して、圧縮空気供給路１２６における通路１２８の圧力が、ばね１５１のばね荷重で定まる値を超えると、弁体１４９が弁座１４８から離れ、通路１２８からの余剰空気が、弁孔１４６、弁体１４９および弁ハウジング１４５間の間隙、ならびにばね受け部材１５０に設けられた開放孔１５２を経て動弁室４８に導かれることになる。
【００６６】
次にこの実施例の作用について説明すると、クランクケース１２、シリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４には、動弁装置３８のうち動弁室４８内に収容された部分を潤滑したオイルをクランクケース１２の下部に形成されるオイルパン１２ａに戻すオイル戻し通路４９が、シリンダボア１６の側方でシリンダ軸線Ｃと平行に延びるようにして形成される。しかもオイル戻し通路４９よりも下方に配置される圧縮空気ポンプ６１のポンプケース６３に、オイル戻し通路４９を流通するオイルの一部を潤滑用としてポンプケース内に導入するためのオイル導入孔８５が、オイル戻し通路４９に通じるようにして設けられている。
【００６７】
したがって動弁装置３８の一部を潤滑してからオイルパン１２ａに戻るオイルの一部を、圧縮空気ポンプ６１のオイル導入孔８５に確実に導くようにし、簡単な構造で圧縮空気ポンプ６１の潤滑を確実に果たすことができる。
【００６８】
しかもエンジン本体１１を協働して構成するシリンダヘッド１４やクランクケース１２に比べて外形の小さなシリンダブロック１３に、ポンプケース６３が一体に形成されるので、部品点数を低減しつつエンジン全体の小型化を図ることができ、オイル戻し通路４９およびオイル導入孔８５の連通を容易とし、圧縮空気ポンプ６１へのオイル供給構造を簡素化することができる。
【００６９】
またオイル戻し通路４９には、動弁装置３８のカムシャフト４１にクランクシャフト１０からの動力を伝達するための第１被動スプロケット５２、第１駆動スプロケット６０およびカムチェーン５３が収容されており、第１被動スプロケット５２、第１駆動スプロケット６０およびカムチェーン５３を収容する部分をオイル戻し通路４９として用いることで、エンジンの小型化および圧縮空気ポンプ６１へのオイル供給構造の簡素化を図ることができる。
【００７０】
またカムシャフト４１はオイル戻し通路４９内に収容、配置され、該カムシャフト４１の回転に伴い遠心力の作用によって分離したオイル飛沫がオイル導入孔８５側に導かれるように、カムシャフト４１およびオイル導入孔８５の相対位置が設定されるので、カムシャフト４１がオイル戻し通路４９内を流通するオイルで良好に潤滑されることになるとともに、カムシャフト４１の回転によって飛散するオイル飛沫を圧縮空気ポンプ６１に効果的に導いて圧縮空気ポンプ６１の潤滑を良好にすることができる。
【００７１】
圧縮空気ポンプ６１に連なるポンプ駆動軸７３およびカムシャフト４１間には、カムシャフト４１の動力をポンプ駆動軸７３に伝達する動力伝達手段８９が設けられており、圧縮空気ポンプ６１を駆動するカムシャフト４１を圧縮空気ポンプ６１に近接配置して、動力伝達手段８９の構造を簡素化し、エンジンの小型化を図ることができる。
【００７２】
しかもカムシャフト４１も、外形の比較的小さなシリンダブロック１３に配置されるので、エンジンの小型化により一層寄与することができ、またカムシャフト４１からの動力を圧縮空気ポンプ６１に伝達する動力伝達手段８９をコンパクトに構成することができるとともに、圧縮空気ポンプ６１の変速比設定の自由度も高くなる。それに加えて、動力伝達手段８９は無端状のチェーン８０で動力を伝達するように構成されているので、カムシャフト４１およびポンプ駆動軸７３間の距離にかかわらず、シリンダブロック１３の大型化を防止し、部品点数を少なく抑えることができる。
【００７３】
またシリンダブロック１３には、オイル戻し通路４９内のオイル流通方向１３７に対向する突壁３６が、オイル戻し通路４９内の下部のオイルをオイル導入孔８５に導くようにして突設されており、突壁８６でオイル導入孔８５にオイルを効果的に導くようにして圧縮空気ポンプ６１の潤滑をより良好なものとすることができる。
【００７４】
ところで、圧縮空気ポンプ６１はレシプロ式に構成されており、比較的高い空気圧を得ることが可能である。しかもシリンダ軸線Ｃと平行な方向にピストン６６を往復動させるカムシャフト４１からの動力が伝達されるポンプ駆動軸７３がスコッチ・ヨーク式クランク８４を介してピストン６６に連結されるので、圧縮空気ポンプ６１の作動軸線およびシリンダ軸線Ｃを平行とするとともにスコッチ・ヨーク式クランク８４を採用してコンロッドを不要とすることで、エンジンの小型化が可能となる。
【００７５】
また圧縮空気ポンプ６１は、容積収縮に応じた圧縮空気を生成するようにして前記シリンダヘッド１４側に配置されるポンプ室６５と、オイルパン１２ａに通じて該オイルパン１２ａ側に配置される大気圧室８８とに両端を臨ませるピストン６６がポンプケース６３に摺動自在に嵌合されて成り、ピストン６６の外周に装着されてポンプケース６３の内周に摺接するピストンリング１３８よりも大気圧室８８側で、オイル導入孔８５がポンプケース６３の内周に開口するものであるので、圧縮空気ポンプ６１内の潤滑を終えたオイルがピストン６６のポンピング作用によって大気圧室８８からオイルパン１２ａ側へと円滑に排出されることになり、圧縮空気ポンプ６１の作動効率および潤滑を良好なものとすることができる。
【００７６】
さらにシリンダ軸線Ｃを含んでポンプ駆動軸７３と直交する平面ＰＬに関して面対称となる位置に、ポンプ駆動軸７３の両端部に連結される圧縮空気ポンプ６１およびウォータポンプ９０が配置されるので、圧縮空気ポンプ６１に連なるポンプ駆動軸７３でウォータポンプ９０を駆動するようにして、部品点数の低減および軽量化を可能とし、加工および組立の簡素化によるコスト低減が可能となる。またシリンダブロックからのウォータポンプ９０の突出を抑え、シリンダブロック１３全体の大型化を回避することができる。
【００７７】
しかも水冷すべきシリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４の近傍にウォータポンプ９０を配置することができ、水配管を短くし、配管の煩雑化を回避することができるとともに配管内での圧力損失を小さく抑えることができる。
【００７８】
さらに圧縮空気ポンプ６１で得られた圧縮空気とともに燃料を燃焼室１９に直接噴射するインジェクタ２５がシリンダヘッド１４に配設されるので、圧縮空気ポンプ６１がシリンダヘッド１４には配設されないことで、レイアウト自由度の増大およびエンジンの小型化を図りつつ、インジェクタ２５やその配管をリンダヘッド１４に配設することができる。特に、圧縮空気ポンプ６１のポンプ室６５をシリンダヘッド１４側に配置しているので、ポンプ室６５およびインジェクタ２５間を比較的短くし、圧縮空気ポンプ６１からインジェクタ２５に圧縮空気を導く圧縮空気供給路１２６を含む管路構造の複雑化を回避し、前記管路構造での圧力損失も小さく抑えることができる。
【００７９】
またインジェクタ２５のうち燃料噴射弁１０８はインジェクタハウジング１１４に嵌合、保持されるのであるが、このインジェクタハウジング１１４がヘッドカバー１５に一体に形成されるので、シリンダヘッド１４の周辺にインジェクタハウジング１１４を構成する部材を配置する必要がなく、部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００８０】
またインジェクタハウジング１１４に燃料および圧縮空気をそれぞれ供給するための燃料供給通路１１９と、圧縮空気供給路１２６の一部である通路１２９とが、ヘッドカバー１５に直接設けられているので、インジェクタハウジング１１４に燃料および圧縮空気をそれぞれ供給するための管路等をインジェクタハウジング１１４の周囲に配置する必要がなく、これによっても部品点数を低減することができるとともにエンジンの大型化ならびにエンジン周辺部の構造の煩雑化を回避することができる。
【００８１】
ところで、シリンダヘッド１４に配設される第１の吸気弁２７、第２の吸気弁２８および排気弁２９を駆動する動弁装置３８の一部を構成するカムシャフト４１が、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間を避けてシリンダブロック１３に配置されている。このため、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間にカムシャフト４１が配置されないようにして、インジェクタハウジング１１４のレイアウトの自由度を増大することができ、ヘッドカバー１５に直接設けられている燃料供給通路１１９および通路１２９のレイアウトの自由度を増大することができる。
【００８２】
また圧縮空気供給路１２６の途中に設けられるリリーフ弁１３２から排出される余剰空気は、被潤滑部すなわち動弁装置３８のうち動弁室４８内に収容された部分を臨ませてエンジン本体１１のシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間に形成される動弁室４８に導入されるものであり、リリーフ弁１３２から排出される余剰空気が、潤滑油や混入燃料成分を含むものであったとしても、リリーフ弁１３２から排出される余剰空気に関連した排気系での潤滑油や混入燃料成分のエバポレーション処理に特別の注意を払わなくてすみ、その潤滑油や混入燃料成分のエバポレーション処理がきわめて容易となる。
【００８３】
またリリーフ弁１３２が、動弁室４８に臨んでエンジン本体１１のシリンダヘッド１４に直接取付けられるものであるので、リリーフ弁１３２から動弁室４８までの余剰空気の排出通路を形成することを不要とし、加工工数や部品点数の増大を回避することができる。
【００８４】
さらにシリンダヘッド１４にインジェクタ２５が配設され、リリーフ弁１３２が動弁室４８に臨んでシリンダヘッド１４に取付けられるので、燃料供給系の構造の簡略化を図ることができる。
【００８５】
しかもシリンダヘッド１４に結合されるシリンダブロック１３に、圧縮空気ポンプ６１が配設され、該圧縮空気ポンプ６１およびインジェクタ２５間を結ぶ圧縮空気通路１２６の一部を構成する通路１２８がシリンダヘッド１４に直接設けられ、インジェクタ２５の近傍で前記通路１２８に通じるリリーフ弁１３２がシリンダヘッド１４に取付けられるので、圧縮空気供給路１２６を極力短くして圧縮空気供給路１２６での圧力損失を小さく抑えつつ、圧縮空気の流通抵抗によるリリーフ弁１３２およびインジェクタ２５間の圧力差および応答遅れを低減し、エンジン性能を向上せしめることができる。
【００８６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、リリーフ弁から排出される余剰空気が、潤滑油や混入燃料成分を含むものであったとしても、リリーフ弁から排出される余剰空気が、シリンダヘッドとヘッドカバー間に形成した動弁室に導入されるので、リリーフ弁から排出される余剰空気に関連した排気系での潤滑油や混入燃料成分のエバポレーション処理に特別の注意を払わなくてすみ、その潤滑油や混入燃料成分のエバポレーション処理がきわめて容易となる。
【００８８】
また請求項２記載の発明によれば、リリーフ弁から動弁室までの余剰空気の排出通路を形成することを不要とし、加工工数や部品点数の増大を回避することができ、また燃料供給系の構造の簡略化を図ることができる。
【００８９】
さらに請求項３記載の発明によれば、圧縮空気供給路を極力短くして圧縮空気供給路での圧力損失を小さく抑えつつ、圧縮空気の流通抵抗によるリリーフ弁およびインジェクタ間の圧力差および応答遅れを低減し、エンジン性能を向上せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの一部縦断側面図である。
【図２】ヘッドカバーを取り外した状態での図１の２−２線矢視図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図２の５−５線断面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】図５の７−７線断面図である。
【図８】図２の８−８線に沿うエンジンの縦断側面図である。
【図９】図２の９−９線拡大断面図である。
【符号の説明】
１１・・・エンジン本体
１４・・・シリンダヘッド
１３・・・シリンダブロック
１５・・・ヘッドカバー
１９・・・燃焼室
２５・・・インジェクタ
４８・・・動弁室
６１・・・圧縮空気供給源としての圧縮空気ポンプ
１２６・・・圧縮空気供給路
１２８・・・通路
１３２・・・リリーフ弁

Claims

圧縮空気とともに燃料を燃焼室（１９）に直接噴射するインジェクタ（２５）と、該インジェクタ（２５）に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源（６１）と、該圧縮空気供給源（６１）および前記インジェクタ（２５）間を結ぶ圧縮空気供給路（１２６）の途中に介設されるリリーフ弁（１３２）とを備えるエンジンの燃料噴射装置において、
エンジン本体（１１）の一部を構成するシリンダヘッド（１４）と、そのシリンダヘッド（１４）に結合されるヘッドカバー（１５）との間に形成した動弁室（４８）に、前記リリーフ弁（１３２）から排出される余剰空気が導入されることを特徴とする、エンジンの燃料噴射装置。
前記シリンダヘッド（１４）に前記インジェクタ（２５）が配設され、前記リリーフ弁（１３２）が前記動弁室（４８）に臨んで前記シリンダヘッド（１４）に直接取付けられることを特徴とする、請求項１記載のエンジンの燃料噴射装置。
前記シリンダヘッド（１４）に結合されるシリンダブロック（１３）に、前記圧縮空気供給源である圧縮空気ポンプ（６１）が配設され、該圧縮空気ポンプ（６１）および前記インジェクタ（２５）間を結ぶ圧縮空気通路（１２６）の少なくとも一部を構成する通路（１２８）が前記シリンダヘッド（１４）に直接設けられ、該シリンダヘッド（１４）に取り付けられる前記インジェクタ（２５）の近傍で前記通路（１２８）に通じる前記リリーフ弁（１３２）がシリンダヘッド（１４）に取付けられることを特徴とする、請求項２記載のエンジンの燃料噴射装置。