JP2001234822A

JP2001234822A - インテークマニホールドおよびインジェクタの取り付け構造

Info

Publication number: JP2001234822A
Application number: JP2000050935A
Authority: JP
Inventors: Takushi Nomura; 宅志野村
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】筒内噴射エンジンにおけるインジェクタまたは
燃料供給系を強固に保護するとともに、構成部品点数を
削減し、生産性の向上を図る。【解決手段】噴射部から燃料を筒内に直接噴射するイン
ジェクタ４が取り付けられるインテークマニホールドに
おいて、インテークマニホールドの一部を構成するデリ
バリホルダ５に一体形成されているとともに、インジェ
クタ４に燃料を供給する燃料供給通路５ｄ〜５ｆと、燃
料供給通路５ｄ〜５ｆと連通するように、デリバリホル
ダ５のシリンダヘッド側に一体形成されているととも
に、インジェクタ４の噴射部側がシリンダヘッド１２に
取り付けられた状態において、インジェクタ４の噴射部
の反対側が収納される取り付け部５ｃとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒内に燃料を直接
噴射するインジェクタが取り付けられるインテークマニ
ホールド、およびインジェクタの取り付け構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平８−３１２５０２号公報
には、筒内噴射エンジンにおけるインジェクタの取り付
け構造が開示されている。具体的には、インジェクタの
噴射部が燃焼室に臨むように、各気筒のインジェクタを
シリンダヘッドの取り付け部に嵌入する。そして、これ
らの嵌入されたインジェクタの後端側に、燃料通路が形
成されたデリバリパイプを配置する。このデリバリパイ
プには複数の嵌入孔が形成されており、各インジェクタ
の後端部を各嵌入孔に嵌入した状態で、デリバリパイプ
をシリンダヘッドにボルトで固定する。したがって、イ
ンジェクタは、ボルトの締め付け力によって、デリバリ
パイプを介して、燃焼室側へ向けて押圧される。これに
より、圧縮・膨張（爆発）行程において、大きな燃焼室
圧力（以下、筒内圧という）が生じ、燃焼室外へ押し出
すような力がインジェクタに作用した場合においても、
インジェクタを確実に固定することができる。

【０００３】なお、筒内噴射エンジンに関するものでは
ないが、特開昭６４−３５０７２号公報には、マルチポ
イント・インジェクション（ＭＰＩ）方式におけるイン
ジェクタの取り付け構造が開示されている。具体的に
は、インテークマニホールドには気筒毎に取り付け孔が
形成されており、各取り付け孔にインジェクタが嵌入さ
れる。そして、嵌入された各インジェクタの後端面に固
定部材（取り付けカバー）を配置し、これをインテーク
マニホールドにネジ止めする。これにより、インジェク
タの噴射部が吸気通路に臨む状態で、インジェクタはイ
ンテークマニホールドに固定される。また、このインテ
ークマニホールドには、フューエルレイルが一体形成さ
れている。フューエルレイルにおける燃料供給通路は、
各取り付け孔と直接連通するように直線状に延在してお
り、この通路を介してインジェクタに燃料が供給され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】インジェクタの噴射孔
が筒内に臨んでいる筒内噴射エンジンでは、大きな筒内
圧が生じる膨張行程等においても、取り付けのガタ付き
等を招くことなく、インジェクタを確実に固定する必要
がある。また、このタイプのエンジンでは、燃焼特性上
の要求から燃料噴霧を微細化する必要があるため、イン
ジェクタには高圧化された燃料が供給される。したがっ
て、高圧燃料の漏れが生じないように、インジェクタに
燃料を供給する燃料供給通路（特に高圧燃料ギャラリ
ー）は、従来のエンジンの燃料供給通路と比べて、強固
なものでなければならない。

【０００５】従来技術のように、デリバリパイプや取り
付けカバーといった固定部材をインジェクタの後端部側
に固設してインジェクタを固定した場合、インジェクタ
や燃料供給通路に大きな外力が直接加わるおそれがあ
る。なぜなら、インジェクタ周りに存在する周辺部材が
大きく変形または変位してしまった場合において、周辺
部材がインジェクタ等と直接接触し得るからである。こ
のような外力がインジェクタや燃料供給通路に加わる
と、インジェクタの破損や燃料漏れが生じる可能性があ
る。また、固定部材としてのデリパリパイプや取り付け
カバー等を別個の部品として構成した場合、構成部品点
数の削減や取り付け工程の効率化を図る上で限界があ
る。

【０００６】そこで、本発明の目的は、筒内噴射エンジ
ンにおけるインジェクタまたは燃料供給系を強固に保護
することできる、インテークマニホールドの形状および
インジェクタの取り付け構造を提供することである。

【０００７】また、本発明の別の目的は、インジェクタ
の取り付け構造に関する構成部品点数を削減し、生産性
の向上を図ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、第１の発明は、噴射部から燃料を筒内に直接噴
射するインジェクタが取り付けられるインテークマニホ
ールドにおいて、インテークマニホールドに一体形成さ
れているとともに、インジェクタに燃料を供給する燃料
供給通路と、燃料供給通路と連通するように、インテー
クマニホールドのシリンダヘッド側に一体形成されてい
るとともに、インジェクタの噴射部側がシリンダヘッド
に取り付けられた状態において、インジェクタの噴射部
の反対側が収納される取り付け部とを有するインテーク
マニホールドを提供する。

【０００９】ここで、上記の燃料供給通路は、取り付け
部から延在した第１の通路と、第１の通路の中心軸線上
以外の位置に形成されたギャラリーと、第１の通路とギ
ャラリーとを連通する第２の通路とを有していてもよ
い。

【００１０】また、第２の発明は、燃料を筒内に直接噴
射するインジェクタが取り付けられ、インジェクタに燃
料を供給する燃料供給通路が一体形成されたインテーク
マニホールドにおいて、燃料供給通路は、インジェクタ
の取り付け位置から、直線的に延在した第１の通路と、
第１の通路の中心軸線上以外の位置に形成されたギャラ
リーと、第１の通路とギャラリーとを連通する第２の通
路とを有するインテークマニホールドを提供する。

【００１１】さらに、第３の発明は、噴射部から燃料を
筒内に直接噴射するインジェクタの取り付け構造におい
て、シリンダヘッドと、シリンダヘッドに取り付けられ
たインテークマニホールドと、噴射部側がシリンダヘッ
ドに収納されているとともに、噴射部の反対側がインテ
ークマニホールドに収納されたインジェクタとを有する
インジェクタの取り付け構造を提供する。

【００１２】ここで、第３の発明において、上記のイン
テークマニホールドには、インジェクタに燃料を供給す
る燃料供給通路が一体形成されていることが好ましい。
この場合、この燃料供給通路は、インジェクタから延在
した第１の通路と、第１の通路の中心軸線上以外の位置
に形成されたギャラリーと、第１の通路とギャラリーと
を連通する第２の通路とで構成されていてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、第１の実施形態に係る水
平対向４気筒の筒内噴射エンジンの吸気系を示した概略
図である。一例として示したこのエンジンのシリンダブ
ロックにおける左バンクには、シリンダヘッドが設けら
れ、このシリンダヘッドとシリンダブロックとによって
気筒＃１，＃３が形成される。一方、右バンクに設けら
れたシリンダヘッドとシリンダブロックとによって気筒
＃２，＃４が形成される。各気筒＃１〜＃４は、２つの
吸気ポート１ａ，１ｂと２つの排気ポート２ａ，２ｂと
を有している。これらの吸気ポート１ａ，１ｂには、図
示しない吸気バルブがそれぞれ介装されているととも
に、排気ポート２ａ，２ｂには、図示しない排気バルブ
がそれぞれ介装されている。また、各気筒＃１〜＃４に
おける燃焼室の上部中央には、混合気を着火する点火プ
ラグの放電電極３が位置する。さらに、吸気ポート１
ａ，１ｂに介装された吸気バルブ近傍には、燃焼室内に
燃料（ガソリン）を直接噴射する第１のインジェクタ４
（筒内インジェクタ）が設けられている。筒内噴射エン
ジンでは、燃焼特性上の要求から燃料噴霧を微細化する
必要があり、また、圧縮行程で燃焼室内に燃料を直接噴
射する必要があるため、後述する燃料供給通路を介し
て、第１のインジェクタ４には高圧化された燃料が供給
される。

【００１４】左バンク側の気筒＃１，＃３の吸気ポート
１ａ，１ｂは、インテークマニホールドの一部を構成す
る左側のデリバリホルダ５に形成された吸気通路（吸気
ポート毎に形成）を介して、インテークマニホールド本
体６（以下、「本体部」という）と連通している。ま
た、右バンク側の気筒＃２，＃４の吸気ポート１ａ，１
ｂは、右側のデリバリホルダ５に形成された吸気通路
（吸気ポート毎に形成）を介して、本体部６と連通して
いる。なお、図１には示していないが、実際には、各気
筒＃１〜＃４の吸気ポート１ａ側の吸気通路には、燃焼
室でのスワール生成を促進するための制御バルブ（スワ
ールコントロールバルブ）が介装されている。

【００１５】本体部６には、気筒＃１〜＃４に吸入空気
を供給する４つの吸気通路６ａ〜６ｄ、これらが集合す
るエアチャンバ６ｅ等が一体的に形成されている。本体
部６における隣接した吸気通路（６ａと６ｃ，６ｂと６
ｄ）の間に存在するスペースには、低圧燃料が供給され
る第２のインジェクタ９（筒外インジェクタ）が配設さ
れている。第２のインジェクタ９は、燃料を２方向に同
時に噴射でき、隣接した気筒＃１，＃３（＃２，＃４）
における吸気ポート１ｂ側の吸気通路に向けて燃料を噴
射する。このインジェクタ９は、エンジン始動時におけ
る燃焼性を確保するために補助的に設けられている。す
なわち、エンジン始動直後は、第１のインジェクタ４へ
供給される燃料の圧力が低いため、充分な燃料噴射量が
得られず、また、第１のインジェクタ４から噴射される
燃料噴霧の粒径が大きくなる。この状態で成層燃焼を行
うと、放電電極３の周囲に着火可能な混合気を十分に形
成することが困難となり、燃焼性の悪化を招く。そこ
で、エンジン始動時は、第１のインジェクタ４に加え、
筒外に配設された第２のインジェクタ９によって燃料噴
射を行うようにしている（エンジン始動後、高圧燃料系
の燃料圧力が規定値に達した後は、第１のインジェクタ
４のみで燃料噴射を行う）。

【００１６】また、本体部６の上流には、吸入空気量を
調整する電動スロットルバルブ１０が介装されている。
このスロットルバルブ１０は、アクセルペダルと機械的
にリンクしておらず、電動モータ等のアクチュエータ１
１の駆動力で開閉する。アクチュエータ１１とリンクし
たスロットル開度は、アクセル開度等に基づいて決定さ
れる。

【００１７】つぎに、本体部６と左右のデリバリホルダ
５とで構成されるインテークマニホールド６の形状、お
よび第１のインジェクタ４の取り付け構造について、図
２から図４を参照しながら説明する。ここで、図２は、
第１のインジェクタ４の取り付け構造の説明図である。
また、図３はデリバリホルダ５の上面図であり、図４は
その側面図である。なお、図２は、一方のバンク側にお
けるインジェクタの取り付け構造のみ示しているが、他
方のバンク側も同様の構成を有している。デリバリホル
ダ５および本体部６のそれぞれは、高剛性のアルミ合金
等で形成されている。

【００１８】インテークマニホールドの一方の構成部材
である本体部６は、吸気通路６ａ〜６ｄおよびエアチャ
ンバ６ｅ等を有する。エアチャンバ６ｅの正面側には、
電動スロットルバルブ１０を経た吸入空気を取り入れる
ための開口部６ｆが形成されている。また、エアチャン
バ６ｅの左バンク側からは吸気通路６ａ，６ｃが延在し
ており、これらの吸気通路６ａ，６ｃの端部には左側の
プレート部６ｇが設けられている。一方、エアチャンバ
６ｅ右バンク側からは、吸気通路６ｂ，６ｄが延在して
おり、これらの吸気通路６ｂ，６ｄの端部には右側のプ
レート部６ｇが設けられている。左右のプレート部６ｇ
の下面は、吸気通路と位置的に対応する箇所が開口して
いる。プレート部６ｇの下面とデリバリホルダ５の上面
とが当接した状態で、本体部６および左右のデリバリホ
ルダ５はボルトで固定されている。

【００１９】インテークマニホールドの他方の構成部材
であるデリバリホルダ５には、隣接した気筒＃１，＃３
（または＃２，＃４）毎の吸気ポート１ａ，１ｂに連通
する吸気通路５ａ，５ｂが形成されている。図４に示し
たように、一対の吸気通路５ａ，５ｂは、デリバリホル
ダ５の上下を貫通しており、下側へ向かうに従い両通路
５ａ，５ｂの間隔が徐々に広がっている。デリバリホル
ダ５の下面とシリンダヘッド１２の上面とを当接し、吸
気通路５ａ，５ｂがシリンダヘッド１２側の吸気ポート
１ａ，１ｂに連通した状態で、デリバリホルダ５はシリ
ンダヘッド１２にボルトで固定されている。

【００２０】図４に示したように、デリバリホルダ５の
下側（シリンダヘッド１２側）における吸気通路５ａ，
５ｂの間には、第１のインジェクタ４の後端側を収納す
るための取り付け部５ｃが形成されている。この取り付
け部５ｃは、嵌入孔５ｈを有するとともに、デリバリホ
ルダ５の下面から円筒状に突出した部分を有する。嵌入
孔５ｈは、第１のインジェクタ４の後端部（噴射部とは
反対側の端部）を嵌入可能な径を有する。また、突出し
た円筒部分は、シリンダヘッド１２に形成された収納部
に嵌入可能な外径を有する。

【００２１】また、デリバリホルダ５には、第１のイン
ジェクタ４に高圧燃料を供給する燃料供給通路が一体形
成されている。この燃料供給通路は、デリバリホルダ５
にドリルで複数の孔を穿設し、必要に応じて、その開口
部にめくら栓（プラグ）を圧入・溶接することによって
形成され、ギャラリー５ｄ、第１の通路５ｅおよび第２
の通路５ｆ等で構成される。ここで、第１の通路５ｅ
は、第１のインジェクタ４の後端部が取り付けられる取
り付け部５ｃから、嵌入孔５ｈの中心軸線（第１のイン
ジェクタ４の中心軸線）の方向に直線状に延在してい
る。また、ギャラリー５ｄは、容積を稼いでガソリンの
脈動を抑えるために、他の通路５ｅ，５ｆよりも太く形
成された通路であり、本実施形態においては、隣接した
気筒＃１，＃３（または＃２，＃４）方向に直線状に延
在している。このギャラリー５ｄは、レイアウト上の理
由から、第１の通路５ｅの中心軸線上以外の位置に（換
言すれば、ギャラリー５ｄの中心軸が第１の通路５ｅの
中心軸線と交差しないようにオフセットして）形成され
ている。そのため、第１の通路５ｅとギャラリー５ｄと
は、直線状に延在する第２の通路５ｆを介して連通して
いる。高圧燃料は、ギャラリー５ｄの一端の燃料供給口
５ｇからギャラリー５ｄに供給される。なお、ギャラリ
ー５ｄの略中央に設けられた燃料取り出し口５ｉは、左
右のバンクの燃料通路を連通するために設けられてい
る。

【００２２】シリンダヘッド１２の収納部に第１のイン
ジェクタ４を収納した状態で、上述した構成を有するデ
リバリホルダ５を、ボルトによってシリンダヘッド１２
の上部に固定する。これにより、ボルトの締め付け力に
よって、第１のインジェクタ４はシリンダヘッド１２に
固定される。また、固定された第１のインジェクタ４の
大半の部分（コネクタ接続部等を除く）は、シリンダヘ
ッド１２とデリバリホルダ５とで覆われる。すなわち、
第１のインジェクタ４の先端側は、噴射部が燃焼室に臨
んだ状態でシリンダヘッド１２の収納孔に収納されてい
るとともに、その後端側はデリバリホルダ５の嵌入孔５
ｈに収納される。また、高圧燃料は、デリバリホルダ５
に一体形成されたギャラリー５ｄ、第２の通路５ｆ、第
１の通路５ｅを介して、第１のインジェクタ４の後端部
に供給される。

【００２３】上述したインジェクタの取り付け構造にお
いて、第１のインジェクタ４の大半の部分（コネクタの
接続部等を除く）は、シリンダヘッド１２とインテーク
マニホールドの一部を構成するデリバリホルダ５とで覆
われた状態となる。なぜなら、第１のインジェクタ４の
先端側は、噴射部が燃焼室に臨んだ状態でシリンダヘッ
ド１２の収納孔に収納されおり、その後端側はデリバリ
ホルダ５の嵌入孔５ｈに収納されているからである。し
たがって、筒内圧によって筒外に押し出すような力が第
１のインジェクタ４に作用した場合においても、強固に
固設されたデリバリホルダ５によって、第１のインジェ
クタ４を確実に固定することができる。

【００２４】また、万一の衝突時等において、吸気系周
辺に配置された車体部材が第１のインジェクタ４側へ変
形または変位したとしても、このインジェクタ４の周囲
を覆う高剛性のインテークマニホールド等が外力を吸収
する。これにより、第１のインジェクタ４に外力が直接
加わる可能性を低減することができ、インジェクタ４を
有効に保護することができる。

【００２５】また、ギャラリーを含む燃料供給通路を、
高剛性のインテークマニホールドに一体形成しているた
め、これを別部材として取り付けた場合と比較して、外
力による燃料供給通路の破損、または燃料漏れの発生を
防ぐことができる。特に、インテークマニホールドのレ
イアウト上の理由から、ギャラリー５ｄの中心軸が第１
の通路５ｅの中心軸線と交差しないようにオフセットさ
せる必要がある場合、別部材として構成されたギャラリ
ーの強度の確保は容易ではない。これに対して、本実施
形態のように、ギャラリー５ｄをインテークマニホール
ドに一体形成すれば、このようなオフセットしたレイア
ウトにおいても、十分な強度を確保することができる。

【００２６】さらに、シリンダヘッド１２に取り付けら
れた第１のインジェクタ４の後端部にインテークマニホ
ールドを固設することによって、第１のインジェクタ４
を固定している。したがって、従来技術のように、第１
のインジェクタ４を固定するための固定部材（例えば、
従来の技術におけるデリバリパイプや取り付けカバー）
を別個に用いる必要がない。その結果、第１のインジェ
クタ４の取り付けに関する構成部品点数を削減すること
ができるとともに、取り付け工程の一層の効率化を図る
ことができる。

【発明の効果】このように、本発明によれば、シリンダ
ヘッドとインテークマニホールドとでインジェクタの大
半を覆うとともに、ギャラリーを含む燃料供給通路をイ
ンテークマニホールドに一体形成している。このような
構成では、吸気系近傍の周辺部材が変形または変位した
場合においても、インテークマニホールド等によってイ
ンジェクタや燃料供給系を有効に保護することができ
る。それとともに、インジェクタの取り付け構造に関す
る構成部品点数を削減し、生産性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るエンジンの吸気系の概
略図

【図２】第１のインジェクタの取り付け構造の説明図

【図３】デリバリホルダの上面図

【図４】デリバリホルダの側面図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ吸気ポート２ａ，２ｂ排気ポート３放電電極４第１のインジェクタ（筒内インジェクタ）５デリバリホルダ５ａ，５ｂ吸気通路５ｃ取り付け部５ｄギャラリー５ｅ第１の通路５ｆ第２の通路５ｇ燃料供給口５ｈ嵌入孔５ｉ燃料取り出し口６インテークマニホールド本体（本体部）６ａ〜６ｄ吸気通路６ｅエアチャンバ６ｆ開口部６ｇプレート部９第２のインジェクタ（筒外インジェクタ）１０電動スロットルバルブ１１アクチュ
エータ１２シリンダヘッド

───────────────────────────────────────────────────── 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 ３２０Ｆ０２Ｍ 35/10 １０２Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噴射部から燃料を筒内に直接噴射するイン
ジェクタが取り付けられるインテークマニホールドにお
いて、前記インテークマニホールドに一体形成されているとと
もに、前記インジェクタに燃料を供給する燃料供給通路
と、前記燃料供給通路と連通するように、前記インテークマ
ニホールドのシリンダヘット側に一体形成されていると
ともに、前記インジェクタの噴射部側が前記シリンダヘ
ッドに取り付けられた状態において、前記インジェクタ
の噴射部の反対側が収納される取り付け部とを有するこ
とを特徴とするインテークマニホールド。
【請求項２】前記燃料供給通路は、前記取り付け部から延在した第１の通路と、前記第１の通路の中心軸線上以外の位置に形成されたギ
ャラリーと、前記第１の通路と前記ギャラリーとを連通する第２の通
路とを有することを特徴とする請求項１に記載されたイ
ンテークマニホールド。
【請求項３】燃料を筒内に直接噴射するインジェクタが
取り付けられ、前記インジェクタに燃料を供給する燃料
供給通路が一体形成されたインテークマニホールドにお
いて、前記燃料供給通路は、前記インジェクタの取り付け位置から、直線的に延在し
た第１の通路と、前記第１の通路の中心軸線上以外の位置に形成されたギ
ャラリーと、前記第１の通路と前記ギャラリーとを連通する第２の通
路とを有することを特徴とするインテークマニホール
ド。
【請求項４】噴射部から燃料を筒内に直接噴射するイン
ジェクタの取り付け構造において、シリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに取り付けられたインテークマニホ
ールドと、噴射部側が前記シリンダヘッドに収納されているととも
に、前記噴射部の反対側が前記インテークマニホールド
に収納されたインジェクタとを有することを特徴とする
インジェクタの取り付け構造。
【請求項５】前記インテークマニホールドには、前記イ
ンジェクタに燃料を供給する燃料供給通路が一体形成さ
れていることを特徴とする請求項４に記載されたインテ
ークマニホールドの取り付け構造。
【請求項６】前記燃料供給通路は、前記インジェクタから延在した第１の通路と、前記第１の通路の中心軸線上以外の位置に形成されたギ
ャラリーと、前記第１の通路と前記ギャラリーとを連通する第２の通
路とを有することを特徴とする請求項５に記載されたイ
ンテークマニホールドの取り付け構造。