JP2000120504A - 筒内直噴式内燃機関の燃料供給系 - Google Patents

筒内直噴式内燃機関の燃料供給系

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JP2000120504A JP10290824A JP29082498A JP2000120504A JP 2000120504 A JP2000120504 A JP 2000120504A JP 10290824 A JP10290824 A JP 10290824A JP 29082498 A JP29082498 A JP 29082498A JP 2000120504 A JP2000120504 A JP 2000120504A
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靖之 佐藤
Tokio Kohama
時男 小浜
Kimitaka Saito
公孝 斎藤
Masaaki Yano
正明 矢野
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Nippon Soken Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料圧力の上昇に伴うデリバリパイプ1の変
形や、デリバリパイプ1とシリンダヘッド5との温度差
に起因した熱膨張差によるインジェクタ4とデリバリパ
イプ1との相対位置変化(軸のズレ等)に起因する、イ
ンジェクタ4とデリバリパイプ1とを結合しているゴム
製Oリング3のシール性の低下を防止してシール部から
の燃料漏れを無くする。 【解決手段】 インジェクタ4への燃料供給系のデリバ
リパイプ1を、各インジェクタ4毎、もしくは複数イン
ジェクタ4毎に分割し、分割したデリバリパイプ11、
12の各部分をデリバリパイプ1の燃料流路径とほぼ同
径の連結部の燃料流路径を有するフレキシブルな構造で
連結したので、燃料圧力による燃料供給系のデリバリパ
イプ1の撓みを連結部で小さな撓みに分散して吸収する
ことができると共に、燃料供給系の容積が各デリバリパ
イプの各部分を絞り無く連結した大きな容積となるた
め、燃料噴射を行った場合にもほぼ変動の無い安定した
圧力を保つことができる。このため、燃料シール部から
の燃料漏れを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料のシール性を改
善した筒内直噴式内燃機関の燃料供給系に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の筒内直噴式内燃機関の燃料
供給系に関するもので、(A)はデリバリパイプ及びイ
ンジェクタの中心軸に沿う断面図、(B)はデリバリパ
イプに燃料噴射圧力をかけた時のデリバリパイプの変形
を模式的に誇張して描いた模式図である。
【0003】環境意識の高まりの中、自動車用ガソリン
内燃機関についても、高効率なエンジンとして、図6
(A)に示すように筒内直噴式のものが検討されてい
る。この中で燃料噴射系については高圧力での燃料噴射
による噴霧改善が図られつつあり、デリバリパイプ1、
燃料パイプ2等の燃料供給系についても、高圧力下にお
けるシール性の確保が重要となっている。
【0004】また、コスト削減のため、簡易なシール構
造として、Oリング3等のゴムを用いたシール法への転
換も検討されている。
【0005】しかしながら、これらのゴムは、材料の特
性上温度による特性の変化が大きく、また図6(B)に
示すように高圧の燃料圧力によるデリバリパイプ1の反
りによる撓みδの変形とあいまって、使用条件(燃料圧
力、使用温度) が制限されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は燃料圧力の上
昇に伴うデリバリパイプ1の変形や、デリバリパイプ1
とシリンダヘッド5との温度差に起因した熱膨張差によ
るインジェクタ4とデリバリパイプ1との相対位置変化
(軸のズレ等)に起因する、インジェクタ4とデリバリ
パイプ1とを結合しているゴム製Oリング3のシール性
の低下を防止してシール部からの燃料漏れを無くするこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、請求項1ないし請求項4に記載の技術的手段
を採用する。
【0008】請求項1に記載の発明によれば、インジェ
クタへの燃料供給系のデリバリパイプを、各インジェク
タ毎、もしくは複数インジェクタ毎に分割し、分割した
デリバリパイプの各部分をデリバリパイプの燃料流路径
とほぼ同径の連結部の燃料流路径を有するフレキシブル
な構造で連結したので、燃料圧力による燃料供給系のデ
リバリパイプの撓みを連結部で小さな撓みに分散して吸
収することができると共に、燃料供給系の容積が各デリ
バリパイプの各部分を絞り無く連結した大きな容積とな
るため、燃料噴射を行った場合にもほぼ変動の無い安定
した圧力を保つことができる。このため、燃料シール部
からの燃料漏れを防止することができる。
【0009】また、請求項2に記載の発明によれば、デ
リバリパイプとインジェクタとの結合部に、デリバリパ
イプとインジェクタとの両方に対してフレキシブルに結
合する結合体を挿入したので、結合体はデリバリパイプ
とインジェクタとの両方に対してフレキシブルに結合
し、デリバリパイプの撓みは結合体とデリバリパイプと
の間、結合体とインジェクタとの間の両方に分散して吸
収することができ、燃料シール部からの燃料漏れを防止
することができる。
【0010】また、請求項3に記載の発明によれば、イ
ンジェクタとシリンダヘッドとの間にシール性を有する
緩衝材を挿入し、フレキシブルに結合させたので、デリ
バリパイプの撓みを緩衝材の変形で吸収することがで
き、燃料シール部からの燃料漏れを防止することができ
る。
【0011】また、請求項4に記載の発明によれば、高
圧ポンプからの燃料流路をシリンダヘッド内に形成し、
シリンダヘッドの熱により暖められた燃料をインジェク
タに供給するので、インジェクタ及び燃料流路の両方
共、同じシリンダヘッドに配設され、シリンダヘッドは
十分な剛性を持ち、燃料流路からインジェクタに燃料が
供給されるので、燃料流路に撓みが生ぜず、またシリン
ダヘッドの熱膨張による撓みへの影響も無いため、撓み
の問題は起こらない。さらに、シリンダヘッドの熱によ
り暖められた燃料がインジェクタに供給されるので、特
に極低温始動時において硬化してシール性が著しく低下
したシール部材の柔軟性を早期に回復させることがで
き、燃料シール部からの燃料漏れを防止することに大き
な効果がある。また、シリンダヘッドの熱により燃料が
早期に暖められるので、燃料の霧化が良くなり、低温始
動性が著しく改善される。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施形態に関
するものであり、(A)はデリバリパイプ及びインジェ
クタの中心軸に沿う断面図、(B)はデリバリパイプに
燃料噴射圧力をかけた時のデリバリパイプの変形を模式
的に誇張して描いた模式図である。
【0013】図1(A)に示すように、本来一本であっ
たデリバリパイプ1をデリバリパイプA部11及びデリ
バリパイプB部12の2つの部分に分割し、その間をゴ
ム製の材料でできたシール部材、例えばOリング6など
で連結することにより、この連結部に柔軟性が生ずる。
こうすることで、図6(B)にあるように、一本のデリ
バリパイプ1 で生じていた反りによる撓みδの変形が、
図1(B)に示すように部分的に連結部で吸収され、変
形量を抑制することができ、シール性の悪化を低減でき
る。
【0014】図2は本発明の第2実施形態に関するもの
であり、6気筒のエンジンの場合のデリバリパイプ及び
インジェクタの中心軸に沿う断面図を示す。図1では4
気筒のエンジンの場合について説明したが、6気筒のエ
ンジンの場合には図2に示すようにデリバリパイプ1を
3つの部分に分割し、デリバリパイプC部13が追加さ
れる。
【0015】また、この説明では2気筒ずつにデリバリ
パイプ1を分割したが、各気筒毎に分割すればさらに変
形を吸収することができ、シール性の悪化を最小に留め
ることも可能である。
【0016】図3は本発明の第3実施形態に関するもの
であり、(A)はデリバリパイプ1が変形していない時
のOリング3と緩衝材8の状態を示す横断面図、(B)
はデリバリパイプ1が変形した時のOリング3と緩衝材
8の状態を示す横断面図である。
【0017】図6に示すような通常の一本デリバリパイ
プ1を用いて、インジェクタ4とデリバリパイプ1の接
続部に、図3(A)に示すように略円筒形状の結合体7
を入れ、Oリング3の入れられた2箇所のフレキシブル
なシール部を設けることで、結合体はデリバリパイプ1
とインジェクタ4との両方に対してフレキシブルに結合
しているので、デリバリパイプ1の撓みは図3(B)に
示すように結合体7とデリバリパイプ1との間、結合体
7とインジェクタ4との間の両方に分散して吸収するこ
とができ、燃料シール部からの燃料漏れを防止すること
ができ、シール性の悪化を抑制することが可能である。
【0018】また、本発明の第3実施形態ではインジェ
クタ4とシリンダヘッド5との間にシール性を有する緩
衝材8を挿入し、フレキシブルに結合させているので、
デリバリパイプ1の撓みを緩衝材8の変形で吸収するこ
とができ、燃料シール部からの燃料漏れを防止すること
ができる。
【0019】図4は本発明の第4実施形態を示すシリン
ダヘッド5の長手方向に直角な方向のインジェクタ4の
中心軸に沿う断面図であり、図5は本発明の第5実施形
態を示すシリンダヘッド5の長手方向に直角な方向のイ
ンジェクタ4の中心軸に沿う断面図である。
【0020】図4に示す第4実施形態、図5に示す第5
実施形態は共にデリバリパイプを無くしてシリンダヘッ
ド5の長手方向に沿ってあけられた燃料流路9を設けて
いる点が共通であり、第4実施形態では燃料流路9から
インジェクタ4の燃料流路9への連通路がシリンダヘッ
ド5内に設けられているのに対し、第5実施形態では燃
料流路9からインジェクタ4の燃料流路9への連通路が
シリンダヘッド5の外部に隣接する接続パイプ10によ
り形成されている点が異なる。燃料のシールは第4実施
形態、第5実施形態共にOリング3とシール性を有する
緩衝材8により達成される。
【0021】第4実施形態、第5実施形態共にインジェ
クタ4および燃料流路9の両方共、同じシリンダヘッド
5に配設され、シリンダヘッド5は十分な剛性を持ち、
燃料流路9からインジェクタ4に燃料が供給されるの
で、燃料流路9に撓みが生ぜず、またシリンダヘッド5
の熱膨張による撓みへの影響も無いので、撓みの問題は
起こらない。
【0022】更に、シリンダヘッド5の熱により暖めら
れた燃料がインジェクタ4に供給されるので、特に極低
温始動時において硬化してシール性が著しく低下したシ
ール部材であるOリング3、緩衝材8の柔軟性を回復さ
せることができ、燃料シール部からの燃料漏れを防止す
ることに大きな効果がある。
【0023】また、シリンダヘッドの熱により燃料が早
期に暖められるので、燃料の霧化が良くなり低温始動性
が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に関するものであり、
(A)はデリバリパイプ及びインジェクタの中心軸に沿
う断面図、(B)はデリバリパイプに燃料噴射圧力をか
けた時のデリバリパイプの変形を模式的に誇張して描い
た模式図である。
【図2】本発明の第2実施形態に関するものであり、6
気筒のエンジンの場合のデリバリパイプ及びインジェク
タの中心軸に沿う断面図を示す。
【図3】本発明の第3実施形態に関するものであり、
(A)はデリバリパイプ1が変形していない時のOリン
グ3と緩衝材8の状態を示す横断面図、(B)はデリバ
リパイプ1が変形した時のOリング3と緩衝材8の状態
を示す横断面図である。
【図4】本発明の第4実施形態を示すシリンダヘッド5
の長手方向に直角な方向のインジェクタ4の中心軸に沿
う断面図である。
【図5】本発明の第5実施形態を示すシリンダヘッド5
の長手方向に直角な方向のインジェクタ4の中心軸に沿
う断面図である。
【図6】従来の筒内直噴式内燃機関の燃料供給系に関す
るもので、(A)はデリバリパイプ及びインジェクタの
中心軸に沿う断面図、(B)はデリバリパイプに燃料噴
射圧力をかけた時のデリバリパイプの変形を模式的に誇
張して描いた模式図である。
【符号の説明】
1、11、12、13 デリバリパイプ 3 シール部材(Oリング) 4 インジェクタ 5 シリンダヘッド 7 結合体 8 緩衝材 9 燃料流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小浜 時男 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 斎藤 公孝 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 矢野 正明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G066 AA02 AC09 AD05 AD07 BA03 BA35 BA36 CB03 CD03 CD04 CD22 CE22 DB01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の気筒を有し、該各気筒毎に噴射孔
    が燃焼室内に臨むようにシリンダヘッドに配置されたイ
    ンジェクタを備え、前記燃焼室内に直接燃料を噴射供給
    する筒内直噴式内燃機関であり、前記各インジェクタに
    高圧ポンプからの燃料を供給するためのデリバリパイプ
    を有し、該デリバリパイプの挿入穴にシール部材を介し
    て前記各インジェクタが接続される筒内直噴式内燃機関
    の燃料供給系において、 前記インジェクタへの燃料供給系の前記デリバリパイプ
    を、前記各インジェクタ毎、もしくは複数インジェクタ
    毎に分割し、分割した前記デリバリパイプの各部分を前
    記デリバリパイプの燃料流路径とほぼ同径の連結部の燃
    料流路径を有するフレキシブルな構造で連結したことを
    特徴とする筒内直噴式内燃機関の燃料供給系。
  2. 【請求項2】 複数の気筒を有し、該各気筒毎に噴射孔
    が燃焼室内に臨むようにシリンダヘッドに配置されたイ
    ンジェクタを備え、前記燃焼室内に直接燃料を噴射供給
    する筒内直噴式内燃機関であり、前記各インジェクタに
    高圧ポンプからの燃料を供給するためのデリバリパイプ
    を有し、該デリバリパイプの挿入穴にシール部材を介し
    て前記各インジェクタが接続される筒内直噴式内燃機関
    の燃料供給系において、 前記デリバリパイプと前記インジェクタとの結合部に、
    前記デリバリパイプと前記インジェクタとの両方に対し
    てフレキシブルに結合する結合体を挿入したことを特徴
    とする筒内直噴式内燃機関の燃料供給系。
  3. 【請求項3】 複数の気筒を有し、該各気筒毎に噴射孔
    が燃焼室内に臨むようにシリンダヘッドに配置されたイ
    ンジェクタを備え、前記燃焼室内に直接燃料を噴射供給
    する筒内直噴式内燃機関であり、前記各インジェクタに
    高圧ポンプからの燃料を供給するためのデリバリパイプ
    を有し、該デリバリパイプの挿入穴にシール部材を介し
    て前記各インジェクタが接続される筒内直噴式内燃機関
    の燃料供給系において、 前記インジェクタと前記シリンダヘッドとの間にシール
    性を有する緩衝材を挿入し、フレキシブルに結合させた
    ことを特徴とする筒内直噴式内燃機関の燃料供給系。
  4. 【請求項4】 複数の気筒を有し、該各気筒毎に噴射孔
    が燃焼室内に臨むようにシリンダヘッドに配置されたイ
    ンジェクタを備え、前記燃焼室内に直接燃料を噴射供給
    する筒内直噴式内燃機関であり、前記各インジェクタに
    高圧ポンプからの燃料を供給する筒内直噴式内燃機関の
    燃料供給系において、 前記高圧ポンプからの燃料流路を前記シリンダヘッド内
    に形成し、該シリンダヘッドの熱により暖められた燃料
    を前記インジェクタに供給することを特徴とする筒内直
    噴式内燃機関の燃料供給系。
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