JP2011247105A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧デリバリパイプに取付けられた筒内噴射用インジェクタをシリンダヘッドに組付ける際の組付性を向上させる。
【解決手段】高圧デリバリパイプ９とシリンダヘッド６の吸気ポート形成部６４との間には、筒内噴射用インジェクタ８の先端部８１をシリンダヘッド６に形成されたインジェクタ取付孔６１に挿入する際に、互いに嵌合しながら、高圧デリバリパイプ９に基部が接続された状態の筒内噴射用インジェクタ８の先端部８１をインジェクタ取付孔６１に案内する、凸曲面部６１と凹曲面部６４１とからなる案内嵌合部が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、気筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタを備える内燃機関に関し、特に筒内噴射用インジェクタの組付性の向上を図った内燃機関に関する。

特許文献１に開示されているように、気筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと、吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射用インジェクタを備えたＶ型多気筒エンジンが知られている。特許文献１に開示されているＶ型多気筒エンジンでは、高圧デリバリパイプおよび筒内噴射用インジェクタがバンク間に配置されており、その高圧デリバリパイプとシリンダヘッドの吸気ポート形成部（特許文献１では「吸気管接続部」と称している。）との間に隙間が設けられている。この隙間は、作業者が高圧デリバリパイプに取付けられた筒内噴射用インジェクタをシリンダヘッドに組付け易くするため（組付性を向上させるため）に設けられている。

国際公開第ＷＯ０６／１００８４９号

ところが、例えばＶ型多気筒エンジンなどエンジンの種類によっては、高圧デリバリパイプとシリンダヘッドの吸気ポート形成部との間に十分な隙間を確保できない場合があり、このようなエンジンでは、筒内噴射用インジェクタをシリンダヘッドに組付ける際の組付性が悪化してしまう。

本発明はかかる問題に鑑みて創案されたものであり、筒内噴射用インジェクタをシリンダヘッドに組付ける際の組付性の向上が図られる内燃機関を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するための手段として、本発明の内燃機関は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明の内燃機関は、内部に吸気ポートが形成された吸気ポート形成部と、インジェクタ取付孔とを有するシリンダヘッドと、前記インジェクタ取付孔に先端部を挿入した状態で前記シリンダヘッドに取付けられ、気筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと、前記筒内噴射用インジェクタに燃料を供給するために、前記筒内噴射用インジェクタの基部に接続された筒内噴射用デリバリパイプと、を備えるものを前提としており、前記筒内噴射用デリバリパイプと前記シリンダヘッドの吸気ポート形成部との間には、前記筒内噴射用インジェクタの先端部を前記インジェクタ取付孔に挿入する際に、互いに嵌合しながら、前記筒内噴射用デリバリパイプに基部が接続された状態の筒内噴射用インジェクタの先端部を前記インジェクタ取付孔に案内する案内嵌合部が形成されている、ものである。

かかる構成を備える内燃機関によれば、案内嵌合部を互いに嵌合させた状態で、筒内噴射用インジェクタがその先端側に進むように筒内噴射用デリバリパイプに形成された案内嵌合部を吸気ポート形成部に形成された案内嵌合部に対して摺動させることにより、筒内噴射用インジェクタの先端部がインジェクタ取付孔に案内されるため、組付性が向上する。

前記案内嵌合部は、嵌合状態にあるとき、前記筒内噴射用インジェクタの軸線と前記インジェクタ取付孔の中心線とが一致するように形成されていることが望ましい。

かかる構成を備える内燃機関によれば、案内嵌合部を互いに嵌合させることで、筒内噴射用インジェクタの軸線とインジェクタ取付孔の中心線とが一致するので、筒内噴射用インジェクタの先端部がインジェクタ取付孔内を円滑に通過し易くなる。

前記案内嵌合部は、例えば、前記筒内噴射用デリバリパイプにおいて筒内噴射用インジェクタの軸線回りに凸曲面状に湾曲して形成された凸曲面部と、前記吸気ポート形成部において前記凸曲面部に嵌合するように形成された凹曲面部とで構成される。

前記内燃機関は、２つのバンクを有するＶ型多気筒エンジンであり、前記筒内噴射用デリバリパイプおよび前記筒内噴射用インジェクタは、前記２つのバンク間に設けられたものであることが望ましい。

前記内燃機関は、吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射用インジェクタをさらに備えるものであることが望ましい。

本発明の内燃機関によれば、筒内噴射用インジェクタをシリンダヘッドに組付ける際の組付性を向上させることが可能である。

本発明の実施の形態に係るエンジンの一部を断面化した図である。 本発明の実施の形態に係るエンジンのインマニフランジ、高圧デリバリパイプ等を筒内噴射用インジェクタの軸線方向から視た図である。吸気マニホールドは図示を省略している。 筒内噴射用インジェクタをシリンダヘッドに取付ける際の状態を示す工程図である。 従来のエンジンのインマニフランジ、高圧デリバリパイプ等を筒内噴射用インジェクタの軸線方向から視た図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関１（以下「エンジン１」という。）をクランクシャフト１１方向から視た図である。この図１に例示するエンジン１は、自動車に搭載されるＶ型６気筒エンジンであり、第１バンク２と第２バンク３を備えている。各バンク２，３は、シリンダブロック４に突設された一対のシリンダ部５，５と、各シリンダ部５，５上に設置されたシリンダヘッド６，６と、各シリンダヘッド６，６上に設置されたカムハウジング７１，７１およびヘッドカバー７２，７２などで構成されている。

図１に示すように、シリンダヘッド６には、吸気ポート６２および排気ポート６３が形成されている。吸気ポート６２には、その流路を開閉する吸気弁１３が設けられ、排気ポート６３には、その流路を開閉する排気弁１４が設けられている。これらの吸気弁１３および排気弁１４は、シリンダヘッド６の上部に設けられた図示しない動弁装置によって開閉駆動される。

シリンダヘッド６のバンク２，３間の位置には、筒内噴射用インジェクタ８が取付けられている。詳細には、筒内噴射用インジェクタ８は、シリンダヘッド６に形成されたインジェクタ取付孔６１にその先端部８１が挿入されており、当該先端部８１から気筒内に向かって燃料を噴射する。この筒内噴射用インジェクタ８は、図１に示すように、内部に吸気ポート６２が形成されたシリンダヘッド６の吸気管接続部（吸気ポート形成部）６４が延びる方向と略平行に取付けられている。

なお、図１において、符号６５はシリンダボアを示し、符号１２はピストンを示している。このピストン１２とクランクシャフト１１とは図示しないコンロッドによって連結されている。

筒内噴射用インジェクタ８の基部には、この筒内噴射用インジェクタ８に燃料を供給する高圧デリバリパイプ（筒内噴射用デリバリパイプ）９が接続されている。この高圧デリバリパイプ９は、バンク２，３間に各バンク２，３毎に設けられており、それぞれクランクシャフト１１の軸線と平行な方向に延びている。高圧デリバリパイプ９は、筒内噴射用インジェクタ８の基部に接続した状態で外れることがないように、シリンダヘッド６にスタットボルト９３、ナット９４等にて締結されている（図２参照）。高圧デリバリパイプ９は、図示しない高圧燃料ポンプに接続されており、高圧燃料ポンプから加圧された燃料が供給される。

シリンダヘッド６には、既述したように、吸気管接続部６４が形成されている。この吸気管接続部６４の端部にはインマニフランジ６４２が形成されており、このインマニフランジ６４２に吸気マニホールド６６が接続される。

図１に示すように、吸気マニホールド６６には、吸気ポート６２内に向かって燃料を噴射するポート噴射インジェクタ１０が取付けられている。ポート噴射インジェクタ１０の基部には、クランクシャフト１１と平行な方向に延びた低圧デリバリパイプ６７が接続されている。

以上に説明したエンジン１においては、図１および図２に示すように、高圧デリバリパイプ９と、シリンダヘッド６の吸気管接続部６４との間に、案内嵌合部９１，６４１が形成されている。この案内嵌合部９１，６４１は、高圧デリバリパイプ９において、筒内噴射用インジェクタ８の軸線回りに凸曲面状に湾曲して形成された凸曲面部９１（以下「案内嵌合部９１」ともいう。）と、シリンダヘッド６の吸気管接続部６４において、上記凸曲面部９１に嵌合するように凹曲面状に形成された凹曲面部６４１（以下「案内嵌合部６４１」ともいう。）とで構成されている。

筒内噴射用インジェクタ８の先端部８１をシリンダヘッド６に形成されたインジェクタ取付孔６１に組付挿入する際は、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態になるように、組付作業者などにより、凸曲面部９１と凹曲面部６４１とを互いに嵌合させながら、筒内噴射用インジェクタ８が先端側に進むように筒内噴射用デリバリパイプ９側の案内嵌合部９１（凸曲面部９１）を吸気管接続部６４側の案内嵌合部６４１（凹曲面部６４１）に対して摺動させる。すると、筒内噴射用デリバリパイプ９に基部が接続された状態の筒内噴射用インジェクタ８の先端部８１がインジェクタ取付孔６１に案内される。本実施形態では、案内嵌合部９１，６４１を互いに嵌合させている状態では、筒内噴射用インジェクタ８の軸線とインジェクタ取付孔６１の中心線とが常時一致するようになっており、筒内噴射用インジェクタ８の先端部８１は、インジェクタ取付孔６１内で円滑に挿入完了位置まで案内される。

以上に説明した本実施形態に係るエンジン１によれば、案内嵌合部９１，６４１同士を互いに嵌合させた状態で、筒内噴射用インジェクタ８が先端側に進むように案内嵌合部９１を案内嵌合部６４１に対して摺動させることにより、当該筒内噴射用インジェクタ８の先端部８１がインジェクタ取付孔６１に案内されるので、筒内噴射用インジェクタ８をシリンダヘッド６に組付ける際の組付性が向上する。また、組付時に筒内噴射用インジェクタ８の先端部８１をシリンダヘッド６のインジェクタ取付孔６１が形成されていない部分にぶつけて損傷してしまうことも防止される。

なお、上記筒内噴射用インジェクタ８の組付作業は、吸気マニホールド６６がシリンダヘッド６の吸気管接続部６４に接続される前の状態、つまり、インマニフランジ６４２の上方に十分な作業スペースがある状態でなされることが望ましい。

ところで、シリンダヘッドの吸気ポート形成部と筒内噴射用デリバリパイプとの間に隙間が確保されていた従来のＶ型多気筒エンジンでは、上記隙間を十分に確保するために、吸気ポートの起立角を大きくしたり、バンク間に配設された２つの筒内噴射用デリバリパイプを互いに接近させなければならないことがあった。吸気ポートの起立角を大きくすると、吸気ポートの流路断面積を縮小しなければならず、また、バンク間に配設された２つの筒内噴射用デリバリパイプを互いに近づけ過ぎると、メンテナンス時に筒内噴射用デリバリパイプが取り外し不能あるいは取り外し困難になるおそれがあった。

しかし、本実施形態に係るエンジン１によれば、シリンダヘッド６の吸気ポート形成部（吸気管接続部６４）と筒内噴射用デリバリパイプ（高圧デリバリパイプ９）との間に隙間を設ける必要がないことから、上記問題を生じることなく組付性を向上させることが可能である。

また、図４に示すように、従来のシリンダヘッド６Ａの吸気ポート形成部６４Ａと筒内噴射用デリバリパイプ９Ａとの間に隙間Ｓが確保されていたＶ型多気筒エンジンでは、シリンダヘッド６Ａの吸気ポート形成部６４Ａと筒内噴射用デリバリパイプ９Ａとの間に隙間Ｓを確保し、かつ、インマニフランジ６４２Ａと吸気マニホールド（不図示）との間に介装するガスケットのシール幅を確保するために、高圧デリバリパイプ９Ａと吸気ポート６２Ａとの間でインマニフランジ６４２Ａを吸気ポート６２Ａ側に凹ませなければならなかった。その結果、吸気効率の面で不利になる場合があった。

しかし、本実施形態に係るエンジン１によれば、上記隙間Ｓを確保することが不要となるため、図２に示すように、高圧デリバリパイプ９と吸気ポート６２との間でインマニフランジ６４２を吸気ポート６２側に凹ませなくてもガスケットのシール幅を十分に確保でき、必要な吸気効率を容易に確保することができるようになる。

−他の実施形態−
既述の実施形態では、Ｖ型多気筒エンジンを本発明の適用例として説明した。このＶ型多気筒エンジン（特に、筒内噴射用インジェクタ８およびポート噴射用インジェクタ１０を備えるＶ型多気筒エンジン）では、バンク間のスペース上の制約が多いため、バンク間に取付けられる筒内噴射用インジェクタ８の組付性の向上が顕著に見込まれるが、本発明をその他の形式のエンジン（例えば直列エンジン、水平対向エンジン）に適用しても筒内噴射用インジェクタの組付性の向上が図られる。

また、既述の実施形態では、高圧デリバリパイプ９側に凸曲面部９１を形成し、シリンダヘッド６の吸気管接続部６４側に凹曲面部６４１を形成してこれらを案内嵌合部としているが、高圧デリバリパイプ９に凹曲面部を形成し、シリンダヘッド６の吸気管接続部６４に凸曲面部を形成してこれらを案内嵌合部としても、同様の作用効果が奏される。

本発明は、例えば、気筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタをバンク間に備えるＶ型多気筒エンジンに適用可能である。

１ エンジン（内燃機関）
６ シリンダヘッド
６１ インジェクタ取付孔
６２ 吸気ポート
６４ 吸気管接続部（吸気ポート形成部）
８ 筒内噴射用インジェクタ
８１ 先端部
９ 高圧デリバリパイプ（筒内噴射用デリバリパイプ）
９１ 凸曲面部（案内嵌合部）
６４１ 凹曲面部（案内嵌合部）

Claims (5)

1. 内部に吸気ポートが形成された吸気ポート形成部と、インジェクタ取付孔とを有するシリンダヘッドと、
   前記インジェクタ取付孔に先端部を挿入した状態で前記シリンダヘッドに取付けられ、気筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと、
   前記筒内噴射用インジェクタに燃料を供給するために、前記筒内噴射用インジェクタの基部に接続された筒内噴射用デリバリパイプと、
   を備える内燃機関において、
   前記筒内噴射用デリバリパイプと前記シリンダヘッドの吸気ポート形成部との間には、前記筒内噴射用インジェクタの先端部を前記インジェクタ取付孔に挿入する際に、互いに嵌合しながら、前記筒内噴射用デリバリパイプに基部が接続された状態の筒内噴射用インジェクタの先端部を前記インジェクタ取付孔に案内する案内嵌合部が形成されていることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、
   前記案内嵌合部は、嵌合状態にあるとき、前記筒内噴射用インジェクタの軸線と前記インジェクタ取付孔の中心線とが一致するように形成されていることを特徴とする内燃機関。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関において、
   前記案内嵌合部は、前記筒内噴射用デリバリパイプにおいて筒内噴射用インジェクタの軸線回りに凸曲面状に湾曲して形成された凸曲面部と、前記吸気ポート形成部において前記凸曲面部に嵌合するように形成された凹曲面部とで構成されることを特徴とする内燃機関。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の内燃機関において、
   前記内燃機関は、２つのバンクを有するＶ型多気筒エンジンであり、
   前記筒内噴射用デリバリパイプおよび前記筒内噴射用インジェクタは、前記２つのバンク間に設けられたものであることを特徴とする内燃機関。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の内燃機関において、
   吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射用インジェクタをさらに備えることを特徴とする内燃機関。

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