JP2000186615A - 直噴火花点火式内燃機関 - Google Patents

直噴火花点火式内燃機関

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JP2000186615A
JP2000186615A JP10361294A JP36129498A JP2000186615A JP 2000186615 A JP2000186615 A JP 2000186615A JP 10361294 A JP10361294 A JP 10361294A JP 36129498 A JP36129498 A JP 36129498A JP 2000186615 A JP2000186615 A JP 2000186615A
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gasket
internal combustion
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Yoshihisa Jingu
宣久 神宮
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射弁とシリンダヘッドとのガスシール
部を効果的に冷却し、燃料噴射弁のノズルにデポジット
が堆積することを抑止し、高精度な燃料噴射が行える直
噴火花点火式内燃機関を提供する。 【解決手段】 燃焼室２１内部に直接燃料を噴射する燃
料噴射弁４を図示されない２本の吸気ポート間でかつ該
吸気ポートより下側に備える。シリンダブロック１は、
内壁１１と外壁１２との間にウォータジャケット１３を
備えている。燃料噴射弁４とシリンダヘッド２との接合
部に介挿される燃料噴射弁ガスケット５をシリンダヘッ
ド底面２７に接近するように配設し、燃料噴射弁ガスケ
ット５の近傍のシリンダヘッドガスケット３に水孔３２
を設け、この水孔３２を介してシリンダヘッド底面２７
に接するウォータジャケット１３の冷却水により燃料噴
射弁４が冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直噴火花点火式内
燃機関に係り、特に、燃料噴射弁の冷却性能を改善した
直噴火花点火式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、直噴火花点火式内燃機関におい
ては、燃料噴射弁のノズルが燃焼室内に露出するため、
燃料噴射弁の放熱性が悪いと該燃料噴射弁が高温とな
り、そのノズルに付着した燃料の揮発成分が着火前に蒸
発し、残ったガム成分が熱の為に炭化してデポジットと
して堆積するため、燃料の高精度な噴射が不可能となっ
て安定な燃焼を妨げるということが知られている。
【０００３】このため、シリンダヘッド底面に燃料噴射
弁取付孔の下側に近接する凹部を設けて冷却水通路とす
ることで、燃料噴射弁を冷却する第１従来技術が特開平
９−３４９０７３号公報に開示されている。
【０００４】この第１従来技術を図４を参照して説明す
る。図４によれば、シリンダヘッド１０１には、その底
面中央部の凹部により燃焼室１０２が形成され、燃焼室
１０２の中心近傍に位置させて、点火プラグ取付孔１０
３が形成され、ここに図示しない点火プラグが装着され
るようになっている。
【０００５】またシリンダヘッド１０１には、点火プラ
グ取付孔１０３を囲むように燃焼室１０２に連ねて、各
２本の吸気ポート１０４及び排気ポート１０５が形成さ
れ、それぞれの燃焼室開口部に吸気弁及び排気弁が装着
されるようになっている。
【０００６】さらにシリンダヘッド１０１には、２本の
吸気ポート１０４間で、かつ吸気ポート１０４より下側
（燃焼室１０２周縁部側）に、燃料噴射弁取付孔１０８
が形成され、ここに燃料噴射弁が装着されて、燃焼室１
０２内に直接、燃料を噴射するようになっている。
【０００７】燃料噴射弁の冷却用としては、点火プラグ
取付孔１０３の下部の周囲に配設された冷却水通路１０
９の一部を燃料噴射弁取付孔１０８側に膨出させた冷却
水通路膨出部１１０と、燃料噴射弁下側の第１下側冷却
水通路１１１及び第２下側冷却水通路１１２が設けられ
ている。
【０００８】そして、冷却水通路膨出部１１０と、第１
下側冷却水通路１１１とは、砂中子により形成され、シ
リンダヘッド１０１底面に凹部として設けられた第２下
側冷却水通路１１２は、鋳抜きにより形成されている。
【０００９】また、シリンダヘッド底面に形成した凹部
と冷却水通路とを連通路を介して連通させて、燃料噴射
弁を冷却する第２従来技術が特開平９−１１９３４４号
公報に開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１、第２の従来技術による燃料噴射弁の冷却構造におい
ては、鋳造砂型に設けた凸部による鋳抜きによってシリ
ンダヘッド底面に凹部を形成していたので、シリンダヘ
ッドの鋳造精度上、少なくとも４ｍｍ程度以上の壁厚と
しなければならず、燃料噴射弁と冷却水との距離が離
れ、燃料噴射弁とシリンダヘッドとのガスシール部を効
果的に冷却することができないという問題点があった。
【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、燃料噴射弁とシリンダ
ヘッドとのガスシール部を効果的に冷却し、燃料噴射弁
のノズルにデポジットが堆積することを抑止し、高精度
な燃料噴射が行える直噴火花点火式内燃機関を提供する
ことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、燃焼室内部に直接燃料を噴射
する燃料噴射弁を備えた直噴火花点火式内燃機関におい
て、前記燃料噴射弁とシリンダヘッドとの接合部に介挿
される燃料噴射弁ガスケットを前記シリンダヘッドの底
面に接近するように配設し、前記燃料噴射弁ガスケット
の近傍の前記シリンダヘッド底面を平面に形成し、前記
燃料噴射弁ガスケットの近傍のシリンダヘッドガスケッ
トに水孔を設け、該水孔を介して前記シリンダヘッド底
面に接する冷却水により前記燃料噴射弁ガスケット部が
冷却されることを要旨とする直噴火花点火式内燃機関で
ある。
【００１３】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項１記載の直噴火花点火式内燃機関におい
て、前記水孔のクランク軸方向の長さは、前記燃料噴射
弁ガスケットの径と略同等以上であることを要旨とす
る。
【００１４】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項１記載の直噴火花点火式内燃機関におい
て、前記燃料噴射弁ガスケットのシリンダヘッド底面側
端部と、シリンダヘッド底面との距離は、略３ｍｍ以下
であることを要旨とする。
【００１５】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、燃焼室
内部に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた直噴火花
点火式内燃機関において、前記燃料噴射弁とシリンダヘ
ッドとの接合部に介挿される燃料噴射弁ガスケットを前
記シリンダヘッドの底面に接近するように配設し、前記
燃料噴射弁ガスケットの近傍の前記シリンダヘッド底面
を平面に形成し、前記燃料噴射弁ガスケットの近傍のシ
リンダヘッドガスケットに水孔を設けることで、該水孔
を介して前記シリンダヘッド底面に接する冷却水により
前記燃料噴射弁が冷却されるようにしているので、効果
的に燃料噴射弁を冷却し、燃料噴射弁のノズルにデポジ
ットが堆積することを防止し、高精度な燃料噴射を行う
ことができるという効果を有する。
【００１６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、前記水孔のクランク軸方向の
長さは、前記燃料噴射弁ガスケットの径と略同等以上で
あるようにしたので、燃料噴射弁直下のシリンダヘッド
底面と冷却水との接触面積がさらに増加し、燃料噴射弁
の冷却効果をさらに高めることができる。
【００１７】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、前記燃料噴射弁ガスケットの
シリンダヘッド底面側端部と、シリンダヘッド底面との
距離は、略３ｍｍ以下であるようにしたので、燃料噴射
弁からシリンダヘッドへの熱伝導経路であるガスシール
部即ちガスケット部と冷却水に接するシリンダヘッド底
面との距離が短縮され、燃料噴射弁の冷却効果をさらに
高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明に係る直噴火花点火
式内燃機関の第１実施形態の構成を示す要部断面図
（ａ）およびシリンダヘッドガスケットの要部平面図
（ｂ）である。
【００１９】図１に示すように、第１実施形態の直噴火
花点火式内燃機関は、シリンダブロック１と、シリンダ
ヘッド２と、シリンダヘッドガスケット３と、燃料噴射
弁４と、シリンダヘッド２と燃料噴射弁４との間に介挿
されガスシール部分を形成する燃料噴射弁ガスケット５
とを備えて構成される。
【００２０】シリンダブロック１は、特に限定されない
が本実施形態では、オープンデッキ式を採用していて、
シリンダブロック１の内壁１１と外壁１２とはヘッド取
付面において分離されている。また内壁１１と外壁１２
との間にはウォータジャケット１３が形成され、冷却水
が還流するようになっている。この冷却水の流速は、シ
リンダブロック上端部が最も速く、シリンダブロック下
方へ下がるに従って遅くなるように流路が設定されてい
る。
【００２１】シリンダヘッド２は、燃焼室２１の中心線
２２より排気側にずらして配設された点火プラグ取付孔
２３と、点火プラグ取付孔２３の周囲に配設された第１
のウォータジャケット２４と、図示されない吸気ポート
の下方（シリンダブロック側）に配設された燃料噴射弁
取付孔２５と、燃料噴射弁４の本体部４２を冷却する第
２のウォータジャケット２６と、シリンダブロック１と
の接合面であるシリンダヘッド底面２７とを備えてい
る。
【００２２】燃料噴射弁取付孔２５は、中心線２５ａ上
に配列され燃焼室２１からシリンダヘッド２の外側へ向
かって４段階に順次径が大きくなる円孔２５ｂ，２５
ｃ，２５ｄ，２５ｅからなる。これらの円孔２５ｂ〜２
５ｅは、切削加工により形成され、燃料噴射弁４がシリ
ンダヘッド底面２７に可能な限り接近するように配設さ
れている。
【００２３】燃料噴射弁４は、大径の本体部４２の先端
に小径のノズル部４１を有しており、ノズル部４１に形
成された図示しない燃料噴射口が燃焼室２１に開口して
いる。また燃料噴射弁４の本体部４２の軸方向中間部に
一体成形されたフランジ部４３は、シリンダヘッド２に
設けられた燃料噴射弁取付孔２５の円孔２５ｅの底面に
直接接して燃料噴射弁４の軸方向位置決めがなされてい
る。
【００２４】燃料噴射弁４の本体部４２の側面と、円孔
２５ｄの側面とは僅かの径方向隙間があり、燃料噴射弁
４の径方向の位置決めがなされている。本体部４２の底
面と円孔２５ｃの底面との間には軸方向隙間が形成され
るとともに、この軸方向隙間には燃料噴射弁ガスケット
５が介挿され、シリンダヘッド２と燃料噴射弁４とのガ
スシール部分を形成している。
【００２５】シリンダヘッドガスケット３は、シリンダ
ブロック１の上端面とシリンダヘッド底面２７との間に
介挿されている。燃料噴射弁ガスケット５の下方に相当
するシリンダヘッドガスケット３の部分には、水孔３２
が設けられ、ウォータジャケット１３中の流速の最も速
い冷却水が燃料噴射弁ガスケット５の近傍のシリンダヘ
ッド底面に接することによって、燃料噴射弁４を冷却
し、これによりノズルに炭化物等のデポジットの堆積を
防止し、精密な燃料噴射を行うことができる。
【００２６】シリンダヘッド底面２７も円孔２５Ｃと同
様に切削加工により形成されているので、シリンダヘッ
ド底面側の円孔２５Ｃの底面端部とシリンダヘッド底面
２７との距離は、切削加工精度と所要の強度により定め
ることができる。そしてこの距離は、従来の鋳抜きによ
る加工精度を考慮した４ｍｍ程度以上の壁厚より小さ
く、３ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍ程度に短くする
ことができる。これにより、円孔２５Ｃの底面に配設さ
れる燃料噴射弁ガスケット５を冷却水に接するシリンダ
ヘッド底面２７に近づけることができ、燃料噴射弁４か
ら効果的に放熱することができる。
【００２７】図２は、第１実施形態のシリンダヘッドガ
スケットの全体の形状を示す平面図であり、Ｖ型６気筒
エンジンの右バンク用シリンダヘッドガスケットを示し
ている。図２において、図中下方がエンジン前方であ
り、図中上方がエンジン後方となっている。シリンダヘ
ッドガスケット３は、中心線上にエンジン前後方向に等
間隔に配列された３つの円形の燃焼室孔３１ａ，３１
ｂ，３１ｃと、各燃焼室孔３１毎にその右方に配設され
た２つの長円形の水孔３２及び円弧状の水孔３３と、燃
焼室３１ｃの左方及び後方に配設された３つの長円形の
水孔３４と、ボルト孔３５、オイル供給孔３６、オイル
落とし孔３７とを備えている。
【００２８】水孔３２及び３３は、燃料噴射弁４を冷却
するために燃料噴射弁ガスケット５近傍のシリンダヘッ
ド底面がシリンダブロック１のウォータジャケット１３
に露出するための孔である。水孔３２、３３の幅は、図
１に示したシリンダブロック１の上端部における内壁１
１と外壁１２との間隙幅に略等しく、その長さは、燃料
噴射弁ガスケット５の直径程度以上が好ましい。水孔３
４は、シリンダブロック１を冷却した冷却水がシリンダ
ヘッド２を冷却した冷却水と合流するための孔である。
【００２９】またシリンダヘッドガスケット３の周辺部
には、６つのボルト孔３５、図外のシリンダヘッドにオ
イルを供給するためのオイル供給孔３６、シリンダヘッ
ドを潤滑した後のオイルがシリンダブロックを介してオ
イルパンへ戻るための３つのオイル落し孔３７が設けら
れているが、これらは本発明と直接関係がないので、こ
れ以上の説明は省略する。
【００３０】（第２の実施形態）図３は、本発明に係る
直噴火花点火式内燃機関の第２実施形態の構成を示す要
部断面図（ａ）およびシリンダヘッドガスケットの要部
平面図（ｂ）である。
【００３１】図３に示すように、第２実施形態の直噴火
花点火式内燃機関は、シリンダブロック１と、シリンダ
ヘッド２と、シリンダヘッドガスケット３と、燃料噴射
弁４と、シリンダヘッド２と燃料噴射弁４との間に介挿
されガスシール部分を形成する燃料噴射弁ガスケット５
とを備えて構成される。
【００３２】本実施形態と第１の実施形態との相違は、
本実施形態におけるシリンダヘッドガスケット３に設け
られた水孔３２が燃料噴射弁ガスケット５の直下にな
く、燃焼室半径方向に外側にずれて配置されていること
である。
【００３３】燃焼室の寸法形状や、燃料噴射弁ノズルの
寸法形状によっては、本実施形態のように、シリンダヘ
ッドガスケットに設ける水孔の位置が燃料噴射弁ガスケ
ットの直下ではなく、燃焼室半径方向に外側または内側
にずれて配置されても燃料噴射弁の十分な冷却効果を期
待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直噴火花点火式内燃機関の第１の
実施形態を説明する要部縦断面図（ａ）及びシリンダヘ
ッドガスケットの要部平面図（ｂ）である。
【図２】本発明をＶ型６気筒エンジンに適用した場合の
片バンクのシリンダヘッドガスケットの平面図である。
【図３】本発明に係る直噴火花点火式内燃機関の第２の
実施形態を説明する要部縦断面図（ａ）及びシリンダヘ
ッドガスケットの要部平面図（ｂ）である。
【図４】従来例の直噴火花点火式内燃機関のシリンダヘ
ッドの構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダブロック ２ シリンダヘッド ３ シリンダヘッドガスケット ４ 燃料噴射弁 ５ 燃料噴射弁ガスケット １１ シリンダブロック内壁 １２ シリンダブロック外壁 １３ シリンダブロックウォータジャケット ２１ 燃焼室 ２２ 燃焼室中心線 ２３ 点火プラグ取付孔 ２４ ウォータジャケット ２５ 燃料噴射弁取付孔 ２６ ウォータジャケット ２７ シリンダヘッド底面 ３１ 燃焼室孔 ３２ 水孔 ４１ ノズル部 ４２ 本体部 ４３ フランジ部
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/14 ３２０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３２０Ａ 61/16 61/16 Ｖ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室内部に直接燃料を噴射する燃料噴
    射弁を備えた直噴火花点火式内燃機関において、 前記燃料噴射弁とシリンダヘッドとの接合部に介挿され
    る燃料噴射弁ガスケットを前記シリンダヘッドの底面に
    接近するように配設し、 前記燃料噴射弁ガスケットの近傍の前記シリンダヘッド
    底面を平面に形成し、 前記燃料噴射弁ガスケットの近傍のシリンダヘッドガス
    ケットに水孔を設け、 該水孔を介して前記シリンダヘッド底面に接する冷却水
    により前記燃料噴射弁ガスケット部が冷却されることを
    特徴とする直噴火花点火式内燃機関。
  2. 【請求項２】 前記水孔のクランク軸方向の長さは、前
    記燃料噴射弁ガスケットの径と略同等以上であることを
    特徴とする請求項１記載の直噴火花点火式内燃機関。
  3. 【請求項３】 前記燃料噴射弁ガスケットのシリンダヘ
    ッド底面側端部と、シリンダヘッド底面との距離は、略
    ３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の直噴
    火花点火式内燃機関。
JP10361294A 1998-12-18 1998-12-18 直噴火花点火式内燃機関 Pending JP2000186615A (ja)

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JP10361294A JP2000186615A (ja) 1998-12-18 1998-12-18 直噴火花点火式内燃機関
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DE19959951A DE19959951A1 (de) 1998-12-18 1999-12-13 Ottomotor mit Direkteinspritzung

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