JP2005030346A - エンジンのインジェクタ取付部 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタの温度上昇を抑制でき、又一見してオイル漏れを認識できるように、インジェクタの取付部を簡単な構造で構成することを課題とする。
【解決手段】コモンレール式燃料噴射機構を備えたエンジン１のインジェクタ取付部において、シリンダヘッド９に固定したノズルスリーブ１６にインジェクタ５を挿入して固定するとともに、ボンネット７にインジェクタ挿入凹部７ｃを形成し、該挿入凹部７ｃの一部をノズルスリーブ１６の上部にインロー嵌合した。
【選択図】図１

Description

本発明は、コモンレール式燃料噴射機構を備えたエンジンのインジェクタ取付部の構造に関する。

近年、ディーゼルエンジンにおいては、排気エミッション規制が厳しくなる傾向にあり、ＮＯｘおよびＳＰＭ等の低減が望まれている。そこで、これに対応するため、燃焼効率を向上すべく燃料噴射圧の高圧化を図るとともに、エンジンの回転速度にかかわらず噴射制御を行うことを可能とするコモンレール式燃料噴射機構がエンジンに適用されている。
このコモンレール式燃料噴射機構においては、燃料を燃料タンクからフィードポンプにて高圧ポンプへと供給し、高圧ポンプによりコモンレール内に燃料を高圧で蓄える。そして、コモンレールと高圧管を介して接続されたインジェクタを気筒毎に配設してシリンダヘッドに固定するとともに、電子制御装置と接続し、該電子制御装置によりインジェクタにおける燃焼噴射時期を制御するようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−７０６９５号公報

従来のコモンレール式燃料噴射機構を備えたエンジンのインジェクタ取付部において、インジェクタは、吸気弁や排気弁等からなる動弁機構とともに、シリンダヘッドに取り付けられたボンネットやシリンダヘッドカバーにより覆われているので、オイルや動弁機構等からインジェクタに熱が伝導し易くなり、インジェクタの温度が上昇する傾向にあった。また、燃料が漏れた際には、一見しただけでは認識できないため、漏れた燃料によりオイルが希釈されて、エンジンの焼付けが発生する恐れがあった。
そこで本発明は、インジェクタの温度上昇を抑制でき、又一見してオイル漏れを認識できるように、インジェクタの取付部を簡単な構造で構成することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、コモンレール式燃料噴射機構を備えたエンジンのインジェクタ取付部において、シリンダヘッドに固定したノズルスリーブにインジェクタを挿入して固定するとともに、ボンネットにインジェクタ挿入凹部を形成し、該挿入凹部の一部をノズルスリーブの上部にインロー嵌合したものである。

請求項２においては、前記挿入凹部を、インジェクタと動弁機構との隔壁としたものである。

請求項３においては、前記インロー嵌合部のノズルスリーブと挿入凹部の間にシール部材を介装したものである。

請求項４においては、前記挿入凹部の一部を、ノズルスリーブに外嵌するとともに、シリンダヘッドカバーに開口した挿入孔に嵌合したものである。

請求項５においては、コモンレール式燃料噴射機構を備えたエンジンのインジェクタ取付部において、シリンダヘッドに固定したノズルスリーブにインジェクタを挿入し、該インジェクタをノズル押えを嵌合してシリンダヘッドに固定する構成であって、該ノズル押えを、正面視円弧状に構成し、左右中央の上下に筒状のボス部を形成し、左右一側にノズル嵌合部を形成し、他側に支え部を形成したものである。

請求項６においては、前記支え部とシリンダヘッドの間に、着脱可能にスペーサを配置したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、インジェクタをボンネットの外側に配置することができ、燃料漏れの発見が容易となるとともに、インジェクタの温度上昇を抑えることができる。さらに、インジェクタ側の電気系統をボンネット内の動弁系と分離できるため、電気系統の温度上昇やショート等を防止できる。
また、インロー嵌合によりボンネットの組み付けが容易にできて、位置決めもできる。

請求項２においては、隔壁となる挿入凹部により動弁系からインジェクタへの熱伝導を防いで、インジェクタの温度上昇を抑えることができる。また、動弁機構とインジェクタを挿入凹部により分離することができるため、燃料が漏れてオイルを希釈することがなくなり、エンジンの焼きつきもなくすことができる。

請求項３においては、ボンネットとノズルスリーブとの間をシールしてオイルが漏れることを確実に防止できる。

請求項４においては、ボンネットとシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーを同時に固定することができる。また、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの間の位置決めができる。

請求項５においては、円弧状に構成することでノズル押えに剛性を持たせてインジェクタを押え付けることができる。
また、ボス部により応力がかかる部分を補強でき、ノズル押えを上下方向に延設することで、狭い空間に配置することができる。

請求項６においては、スペーサによりノズル押えを水平方向にバランスさせて、インジェクタをその軸芯に沿って押えてシリンダヘッドに固定することができる。
また、スペーサを交換することで、インジェクタを押え付ける高さや仕様を容易に変更できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明のインジェクタ取付部を示す断面図、図２は本発明に係るエンジンの全体的な構成を示した平面図、図３はインジェクタ取付部の平面図、図４は図３におけるＡ―Ａ矢視断面図、図５は図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

図２及び図４に示すように、エンジン１の一側面（以下、図２における右側を前方とし、その場合、右側面）にはコモンレール２が配設されており、該コモンレール２と高圧ポンプ３の間に配管４・４・・・が配設されて接続されている。該高圧ポンプ３は図示しないフィードポンプと接続されており、該フィードポンプにて燃料タンクから高圧ポンプ３へと燃料が供給されて、該高圧ポンプ３により燃料が圧送されてコモンレール２内に高圧の燃料が蓄えられる。そして、該コモンレール２と気筒毎に配設されるインジェクタ５・５・・・とが配管６・６・・・を介して接続されている。各インジェクタ５は、コモンレール２の側方（左側、つまり、エンジン左右中央側）に配設されるボンネット７より突出して配置されており、その上端部が二股に分かれてＹ字状に形成されて、その一方の燃料供給部５ａが前記配管６を介してコモンレール２と接続されてインジェクタ５に高圧の燃料を供給可能とし、他方の燃料排出部５ｂが配管８と接続されて余剰な燃料を燃料タンクへ戻すことができるようにしている。
こうして、これらのインジェクタ５・５・・・に電子制御装置が接続され、該電子制御装置によりインジェクタ５における燃焼噴射時期を制御することでコモンレール式噴射機構が構成されている。

本実施例におけるエンジン１は、各気筒毎に２つの吸気弁１１・１１及び２つの排気弁１２・１２が設けられる所謂４弁式のエンジンであり、これらの吸気弁１１・１１及び排気弁１２・１２の上端部や、弁腕１４等が、シリンダヘッド９上方に配設されたシリンダヘッドカバー１０及びボンネット７により形成される弁腕室１５内に配設されている。

図１、図３乃至図５に示すように、前記インジェクタ５は、略垂直（上下）方向に平行に配置される一対の吸気弁１１・１１及び排気弁１２・１２で囲まれたスペースの略中央位置に平行に配置され、ノズルスリーブ１６を介してシリンダヘッド９に固定されている。該ノズルスリーブ１６は、パイプ状に構成してシリンダヘッド９に上下方向に貫通開口した挿入孔に挿入されて固定され、該ノズルスリーブ１６の下端は、シリンダヘッド９下端に位置し、上部はシリンダヘッド９上に固定したシリンダヘッドカバー１０の高さ位置まで延出されている。そして、該ノズルスリーブ１６にインジェクタ５の下部が挿入され、ノズルスリーブ１６内側底面に配設されたワッシャ１７を介してインジェクタ５がノズルスリーブ１６に固定されている。

また、前記インジェクタ５は、その上下略中央部分にノズル押え２０が嵌合されて、シリンダヘッド９に固定されている。図３及び図５に示すように、ノズル押え２０は剛性を有する金属材等で構成され、正面視において左右中央部が上方へ突出するように湾曲されて正面視円弧状に形成されている。該ノズル押え２０の左右中央部から上方及び下方に筒状のボス部２０ａ・２０ｅが形成され、左右一側にノズル嵌合部２０ｂが形成され、他側に支え部２０ｃが形成されている。

前記ノズル押え２０の支え部２０ｃは、スペーサ２１を介してシリンダヘッド９に支持されている。該スペーサ２１は支え部２０ｃとシリンダヘッド９の間に着脱可能に配置され、ノズル押え２０を略水平方向にバランスさせて、インジェクタ５をその軸芯に沿って押えて固定することができるようにしている。また、高さの異なるスペーサ２１と交換することで、ノズル押え２０のインジェクタ５に対する押え付ける高さや仕様を容易に変更可能としている。

一方、前記ノズル押え２０の支え部２０ｃのボス部２０ａに対して反対側、つまり、インジェクタ５側にノズル嵌合部２０ｂが形成されている。該ノズル嵌合部２０ｂは、平面視半円状に形成されてインジェクタ５の上下略中央部の外周に嵌合され、インジェクタ５の外周に形成した鍔状の当接部５ｃと当接されている。該当接部５ｃは、ノズルスリーブ１６より上方でインジェクタ５に設けられ、ノズル嵌合部２０ｂの下方に当接するように配置されている。このように、該ノズル嵌合部２０ｂと当接部５ｃとを当接させて、ノズル嵌合部２０ｂにより当接部５ｃをシリンダヘッド９側へ押え付けることで、シリンダヘッド９にインジェクタ５を固定できるようにしている。

さらに、円弧状に構成された前記ノズル押え２０の突出部分、つまり前記支え部２０ｃとノズル嵌合部２０ｂの間の略中央部分にボス部２０ａ・２０ｅが上下に形成されている。該ボス部２０ａ・２０ｅは、応力のかかる部分を補強するものであり、上下方向に延設されている。これにより、ノズル押え２０の中央部分のみ左右や前後方向でなく上下方向に肉厚を増加させて、ノズル押えにかかる応力に対して必要とされる強度を確保し、更に、大型化される傾向にある従来のノズル押えに比べて、ノズル押え２０を、剛性を高めた上で小型化することができ、狭い空間に配置することが可能となっている。
該ボス部２０ａ・２０ｅの中心には上下方向に螺子孔２０ｄが貫通開口されており、該螺子孔２０ｄと軸芯が一致するように、ボス部２０ａの下方に配置されたボンネット７の後述する凹部７ａに孔７ｂが設けられている。そして、該螺子孔２０ｄと孔７ｂにボス部２０ａ上方からボルト２２が挿入されて螺子孔２０ｄを貫通し、該ボルト２２にノズル押え２０が支持されている。さらに、ボンネット７の孔７ｂを貫通したボルト２２の下端がシリンダヘッド９側に延出されて、シリンダヘッド９上に穿設した螺子孔に締結されている。つまり、ノズル押え２０がシリンダヘッド９にボルト２２を介して支持されるとともに、ボルト２２を締め付けることによりノズル押え２０が下方のシリンダヘッド９側へ押え付けられて、ノズル嵌合部２０ｂが当接部５ｃを下方へ押してインジェクタ５をノズルスリーブ１６内に押し込むことになる。こうして、ノズル押え２０によりインジェクタ５をシリンダヘッド９に固定することができるのである。

また、図１、図４及び図５に示すように、前記インジェクタ５を固定するノズルスリーブ１６の上部とボンネット７の上部にインロー嵌合部が形成されている。つまり、ノズルスリーブ１６の上部外周に他の部分よりも外径を小さくしたインロー部１６ａが形成されており、一方、ボンネット７を装着したときにインジェクタ５が位置する部分にパイプ状の凹部が形成され、この凹部を挿入凹部７ｃとして、該挿入凹部７ｃと前記インロー部１６ａをインロー嵌合する構成としている。すなわち、前記インジェクタ５や、吸気弁１１・１１及び排気弁１２・１２等からなる動弁機構を覆うボンネット７には、インジェクタ５を挿入するためにその位置に合わせて挿入凹部７ｃが円筒形状に上下方向に構成されており、該挿入凹部７ｃの内径がノズルスリーブ１６のインロー部１６ａの外径と略同一となるように形成されて、挿入凹部７ｃの下端部がインロー部１６ａに上側からインロー嵌合されている。このように、外径が挿入凹部７ｃの内径と略同一に形成されたノズルスリーブ１６のインロー部１６ａに、ボンネット７の挿入凹部７ｃを嵌入する構成とすることで、シリンダヘッド９に対するボンネット７の組付けが容易になるとともに、その位置決めができるのである。

さらに、前記ボンネット７の挿入凹部７ｃの一部がノズルスリーブ１６に外嵌されるとき、該挿入凹部７ｃはシリンダヘッドカバー１０に開口された挿入孔１０ａに嵌合されている。該挿入孔１０ａは、その内径が挿入凹部７ｃの外径と略同一となるように形成されて、シリンダヘッドカバー１０とシリンダヘッド９との間の位置決めができるようにしている。
つまり、ボンネット７の挿入凹部７ｃをノズルスリーブ１６に外嵌する一方、シリンダヘッドカバー１０に開口した挿入孔１０ａに内嵌するように構成したので、ボンネット７とシリンダヘッド９とシリンダヘッドカバー１０を同時に固定することができ、シリンダヘッド９に対するボンネット７及びシリンダヘッドカバー１０の組み付けが容易となる。

また、前記ノズルスリーブ１６とボンネット７とのインロー嵌合部において、インロー部１６ａと挿入凹部７ｃとの間にシール部材が介装されている。本実施例ではインロー部１６ａの外周にリング状の凹部を形成してＯリング２５を外嵌してシールする構成としている。但し、挿入凹部７ｃ側にＯリング２５を配置することもできる。これにより、ボンネット７とノズルスリーブ１６との間をシールしてオイルがボンネット７の外側に漏れることを確実に防止している。

以上のように構成することにより、インジェクタ５はボンネット７の挿入凹部７ｃとノズルスリーブ１６とにより、弁腕室１５内において吸気弁１１・１１や排気弁１２・１２等からなる動弁機構とが分離されて配置されることとなる。すなわち、前記挿入凹部７ｃがインジェクタ５と動弁機構との間を隔絶する隔壁の役割を果たすこととなり、インジェクタ５の一部がボンネット７の外側に配置されるのである。

したがって、隔壁となる挿入凹部７ｃにより、インジェクタ５が弁腕室１５内ではなくボンネット７の外側に配置され、弁腕機構と分離されるので、燃料が漏れて弁腕室１５内に浸入するのを防止することができる。そのため、漏れた燃料によりオイルが希釈されることもなくなり、従来漏れた燃料によりオイルが希釈されて発生する恐れがあったエンジンの焼きつきをなくすことができる。
また、挿入凹部７ｃにより動弁機構からのインジェクタ５への熱伝導を防ぎ、インジェクタ５の温度上昇を抑えることができるため、インジェクタ５側の電気系統の温度上昇やショート等も防止することができる。

また、図４、図５に示すように、前記ボンネット７に形成した挿入凹部７ｃに連続して、前記ノズル押え２０を配置するための凹部７ａが、外側の吸気弁１１と排気弁１２の間を通過して外側に向かって溝状に形成されている。このように構成することにより、前記インロー嵌合により位置決めされて、インジェクタ５やノズル押え２０の組み立てが容易にできるようになり、ボンネット７を外すことなくインジェクタ５のメンテナンス等も容易に行うことができるのである。そして、この凹部７ａ及び前記挿入凹部７ｃはインジェクタ５と動弁機構との隔壁とすることができ、ボンネット７内の動弁機構から外側のインジェクタ５への熱伝導を防いで、インジェクタの温度上昇を抑えることができる。また、動弁機構とインジェクタを挿入凹部により分離することができるため、燃料が漏れても外側から認識することができ、内部のオイルを希釈することもない。

本発明のインジェクタ取付部を示す断面図。 本発明に係るエンジンの全体的な構成を示した平面図。 インジェクタ取付部の平面図。 図３におけるＡ―Ａ矢視断面図。 図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図。

符号の説明

１ エンジン
２ コモンレール
５ インジェクタ
７ ボンネット
７ｃ 挿入凹部
９ シリンダヘッド
１６ ノズルスリーブ

Claims (6)

1. コモンレール式燃料噴射機構を備えたエンジンのインジェクタ取付部において、シリンダヘッドに固定したノズルスリーブにインジェクタを挿入して固定するとともに、ボンネットにインジェクタ挿入凹部を形成し、該挿入凹部の一部をノズルスリーブの上部にインロー嵌合したことを特徴とするエンジンのインジェクタ取付部。
2. 前記挿入凹部を、インジェクタと動弁機構との隔壁としたことを特徴とする請求項１記載のエンジンのインジェクタ取付部。
3. 前記インロー嵌合部のノズルスリーブと挿入凹部の間にシール部材を介装したことを特徴とする請求項１記載のエンジンのインジェクタ取付部。
4. 前記挿入凹部の一部を、ノズルスリーブに外嵌するとともに、シリンダヘッドカバーに開口した挿入孔に嵌合したことを特徴とする請求項１記載のエンジンのインジェクタ取付部。
5. コモンレール式燃料噴射機構を備えたエンジンのインジェクタ取付部において、シリンダヘッドに固定したノズルスリーブにインジェクタを挿入し、該インジェクタをノズル押えを嵌合してシリンダヘッドに固定する構成であって、該ノズル押えを、正面視円弧状に構成し、左右中央の上下に筒状のボス部を形成し、左右一側にノズル嵌合部を形成し、他側に支え部を形成したことを特徴とするエンジンのインジェクタ取付部。
6. 前記支え部とシリンダヘッドの間に、着脱可能にスペーサを配置したことを特徴とする請求項５記載のエンジンのインジェクタ取付部。
   

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