JP2019120246A - Packing and attachment structure - Google Patents
Packing and attachment structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019120246A JP2019120246A JP2018002826A JP2018002826A JP2019120246A JP 2019120246 A JP2019120246 A JP 2019120246A JP 2018002826 A JP2018002826 A JP 2018002826A JP 2018002826 A JP2018002826 A JP 2018002826A JP 2019120246 A JP2019120246 A JP 2019120246A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- packing
- fuel injection
- injection valve
- cylinder head
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Description
本開示はパッキンおよび取付構造に係り、特に、内燃機関のシリンダヘッドに燃料噴射弁を気密に取り付けるためのパッキンおよび取付構造に関する。 The present disclosure relates to a packing and a mounting structure, and more particularly to a packing and a mounting structure for airtightly mounting a fuel injection valve on a cylinder head of an internal combustion engine.
一般に内燃機関、特に直噴式エンジンにおいては、内燃機関のシリンダヘッドに設けられた軸部挿入穴に燃料噴射弁の軸部を挿入すると共に、シリンダヘッドにおいて軸部挿入穴の周囲に形成された座面に、パッキンを挟んで、燃料噴射弁の軸部の周囲に形成された肩部を押し付けて、燃料噴射弁をシリンダヘッドに気密に取り付けるようになっている。軸部挿入穴はシリンダ内の燃焼室に連通され、軸部の先端に形成された複数の噴孔は燃焼室内に臨まされている。これら複数の噴孔から比較的高圧の燃料が噴霧状かつ放射状に燃焼室内に噴射供給される。 Generally, in an internal combustion engine, particularly a direct injection engine, a shaft of a fuel injection valve is inserted into a shaft insertion hole provided in a cylinder head of the internal combustion engine, and a seat formed in the cylinder head around the shaft insertion hole The fuel injection valve is airtightly attached to the cylinder head by pressing the shoulder formed on the periphery of the shaft of the fuel injection valve with the packing interposed therebetween. The shaft insertion hole is in communication with the combustion chamber in the cylinder, and a plurality of injection holes formed at the tip of the shaft are exposed to the combustion chamber. Fuel of relatively high pressure is injected and supplied radially and radially into the combustion chamber from the plurality of injection holes.
ところで、燃料噴射弁の軸部とシリンダヘッドの軸部挿入穴との間には半径方向の僅かな隙間がある。この隙間に、燃焼ガスや吸気に含まれる水蒸気や細かい水滴が、エンジンの運転に伴って浸入する場合がある。この場合、その後エンジンが停止されると、燃料噴射弁の軸部の温度が低下し、挿入穴内に位置する軸部の表面が結露し、その表面に結露水が発生するおそれがある。この結露水に起因して、軸部が錆びたり腐食したりするなどの損傷が生じる可能性がある。 There is a slight radial gap between the shaft of the fuel injection valve and the shaft insertion hole of the cylinder head. The combustion gas and water vapor and fine water droplets contained in the intake air may intrude into the gap as the engine operates. In this case, when the engine is subsequently stopped, the temperature of the shaft portion of the fuel injection valve decreases, condensation may occur on the surface of the shaft portion located in the insertion hole, and condensation water may be generated on the surface. Due to the dew condensation water, damage such as rusting or corrosion of the shaft may occur.
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、燃料噴射弁表面での結露水の発生を抑制可能なパッキンおよび取付構造を提供することにある。 Therefore, the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a packing and an attachment structure capable of suppressing the generation of dew condensation water on the surface of a fuel injection valve.
本開示の一の態様によれば、
内燃機関のシリンダヘッドと燃料噴射弁との間に挟まれて設置されるよう適合されたパッキンであって、
パッキン本体と、
前記パッキン本体の内部に形成された密閉の空洞部と、
前記空洞部内に封入され前記空洞部の容量よりも小容量の熱媒液と、
を備えたことを特徴とするパッキンが提供される。
According to one aspect of the present disclosure,
A packing adapted to be placed between a cylinder head of an internal combustion engine and a fuel injection valve, the packing comprising:
Packing body,
A closed cavity formed inside the packing body;
Heat solvent having a volume smaller than the volume of the cavity enclosed in the cavity;
A packing is provided, characterized in that it comprises:
好ましくは、前記パッキンは、前記空洞部内に設けられ、前記パッキン本体の上面部と下面部の間に挟まれる補強部材をさらに備える。 Preferably, the packing further includes a reinforcing member provided in the hollow portion and sandwiched between an upper surface and a lower surface of the packing body.
好ましくは、前記パッキン本体が上側分割片と下側分割片に分割され、その分割片同士が両端縁部において互いに固着される。 Preferably, the packing main body is divided into an upper divided piece and a lower divided piece, and the divided pieces are fixed to each other at both end edges.
好ましくは、前記分割片同士が溶接またはカシメによって固着される。 Preferably, the divided pieces are fixed by welding or caulking.
好ましくは、前記上側分割片が断面蓋板状に形成され、前記下側分割片が断面皿状に形成され、前記上側分割片が前記下側分割片にインロー嵌合され、嵌合部が溶接によって固着される。 Preferably, the upper divided piece is formed in a cross-sectional lid plate shape, the lower divided piece is formed in a cross-sectional plate shape, the upper divided piece is inlay fitted to the lower divided piece, and the fitting portion is welded Fixed by
好ましくは、前記熱媒液が水、アルコールまたはその混合液により形成される。 Preferably, the heat transfer fluid is formed of water, alcohol or a mixture thereof.
本開示の他の態様によれば、
内燃機関のシリンダヘッドに燃料噴射弁を気密に取り付けるための取付構造であって、
前記シリンダヘッドに設けられた軸部挿入穴と、
前記シリンダヘッドに設けられ前記軸部挿入穴の周囲に形成された座面と、
前記燃料噴射弁に設けられ前記軸部挿入穴に半径方向の隙間を隔てて挿入される軸部と、
前記燃料噴射弁に設けられ前記軸部の周囲に形成される肩部と、
前記座面および前記肩部の間に挟まれて設置されるパッキンと、
を備え、
前記パッキンが、
パッキン本体と、
前記パッキン本体の内部に形成された密閉の空洞部と、
前記空洞部内に封入され前記空洞部の容量よりも小容量の熱媒液と、
を備える
ことを特徴とする取付構造が提供される。
According to another aspect of the present disclosure,
An attachment structure for airtightly attaching a fuel injection valve to a cylinder head of an internal combustion engine,
A shaft insertion hole provided in the cylinder head;
A seating surface provided on the cylinder head and formed around the shaft insertion hole;
A shaft portion provided in the fuel injection valve and inserted into the shaft insertion hole with a radial gap therebetween;
A shoulder provided on the fuel injection valve and formed around the shaft;
A packing disposed between the seat and the shoulder;
Equipped with
The packing is
Packing body,
A closed cavity formed inside the packing body;
Heat solvent having a volume smaller than the volume of the cavity enclosed in the cavity;
A mounting structure is provided, characterized in that it comprises:
好ましくは、前記パッキンが前記軸部に接触されている。 Preferably, the packing is in contact with the shaft.
本開示によれば、燃料噴射弁表面での結露水の発生を抑制できる。 According to the present disclosure, the generation of condensed water on the surface of the fuel injection valve can be suppressed.
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments.
図1は、本実施形態に係る取付構造を示す縦断面図である。かかる取付構造は、内燃機関(エンジン)のシリンダヘッド1に燃料噴射弁2を気密に取り付けるためのものである。本実施形態のエンジンは車両用ディーゼルエンジンであるが、その種類、用途等に特に限定はなく、例えばエンジンはガソリンエンジンであってもよい。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a mounting structure according to the present embodiment. Such a mounting structure is for airtightly mounting the
図の上方および下方は鉛直方向の上方および下方を意味する。Cは燃料噴射弁2の中心軸(バルブ軸という)であり、バルブ軸Cは鉛直方向に延びる。燃料噴射弁2は、その先端を下方に向けた下向き状態でシリンダヘッド1に取り付けられている。シリンダヘッド1の下側には、シリンダ(図示せず)内の燃焼室3が形成されている。燃料噴射弁2は、例えばコモンレール式燃料噴射システムに適用されて燃焼室3内に高圧燃料を噴射する。
The upper and lower parts of the figure mean the upper and lower parts in the vertical direction. C is a central axis (referred to as a valve axis) of the
以下、特に断らない限り、バルブ軸Cを基準とした軸方向、半径方向および周方向を単に軸方向、半径方向および周方向という。本実施形態の場合、バルブ軸Cは、図示しないシリンダの中心軸(シリンダ軸という)と同軸である。 Hereinafter, unless otherwise specified, the axial direction, radial direction and circumferential direction based on the valve axis C will be simply referred to as axial direction, radial direction and circumferential direction. In the case of this embodiment, the valve axis C is coaxial with a central axis (referred to as a cylinder axis) of a cylinder not shown.
燃料噴射弁2は、バルブボディ4と、バルブボディ4の下側(先端側)に隣接して配置された燃料噴射ノズル5と、燃料噴射ノズル5をバルブボディ4に密接して取り付ける略円筒状のリテーニングナット6とを備える。リテーニングナット6は、その下端面7から上端面8まで軸方向に延びる。燃料噴射ノズル5は軸部9を有し、軸部9は、リテーニングナット6の下方の位置で軸方向に延びる。軸部9はリテーニングナット6より小径である。軸部9の周囲すなわち半径方向外側に、燃料噴射弁2の肩部10が、リテーニングナット6の下端部によって形成されている。
The
シリンダヘッド1には、燃料噴射弁2が上方から同軸に挿入されるバルブ挿入穴11が設けられている。バルブ挿入穴11はシリンダ軸と同軸である。バルブ挿入穴11は、バルブボディ4およびリテーニングナット6が挿入される大径のボディ挿入穴12と、軸部9が挿入される小径の軸部挿入穴13とを有する。軸部挿入穴13は、ボディ挿入穴12から連続して下方かつ軸方向に延びると共に、シリンダヘッド1の下面14の位置で開口する。これにより軸部挿入穴13は、燃焼室3に連通されると共に、ボディ挿入穴12を燃焼室3に連通させる。
The
ボディ挿入穴12の下端と軸部挿入穴13の上端とは、座面15によって段差状に接続される。座面15は、シリンダヘッド1に設けられ軸部挿入穴13の上端の周囲に形成された、全周に延びる上向きの円環状面である。座面15は軸方向に垂直(すなわち水平)な平面により形成されている。この座面15にパッキン16を介して肩部10が上方から押し付けられることにより、燃料噴射弁2はシリンダヘッド1に気密に取り付けられる。なお燃料噴射弁2は図外上方の位置において図示しないフォーク状の部材により軸方向下方に押圧される。
The lower end of the
図2には図1のII部詳細を示す。燃料噴射ノズル5は、燃料の実質的な噴射部分をなすもので、略円筒状のノズルボディ17と、ノズルボディ17内に同軸かつ昇降可能に収容されたニードル弁18(仮想線で示す)とを備える。
FIG. 2 shows the details of part II of FIG. The
ノズルボディ17は、上方から順に、外径がD1の第1部分19と、外径がD2(<D1)の第2部分20と、外径がD3(<D2)の前述の軸部9と、外径が下方に向かうにつれ順次縮小されるテーパ部21と、テーパ部21の下端部から軸方向下方に突出された略半球状の突出部22とを一体的に有する。
The
第1部分19からテーパ部21までの間の部分の中心部に、ニードル弁18を昇降可能に収容するためのニードル弁穴23が、軸方向に延びて形成される。また突出部22内には、ニードル弁穴23に連通されたサック室24が形成される。突出部22には、燃料出口である複数(本実施形態では四つ)の噴孔25が周方向等間隔で貫通形成される。周知のように、ニードル弁18の下降時にはニードル弁18の先端部がテーパ部21内面に押し付けられて噴孔25への燃料供給が停止され、燃料噴射が停止される。そしてニードル弁18の上昇時には、ニードル弁18の先端部がテーパ部21内面から離間されて噴孔25へ燃料が供給され、燃料噴射が実行される。このとき燃料は噴孔25を通じ、燃焼室3内に斜め下向きかつ放射状に噴射される。
A
第1部分19の下端と第2部分20の上端とは、軸方向に垂直なノズル押圧面26によって段差状に接続される。また第2部分20の下端と軸部9の上端とは、下方に向かうにつれ縮径するテーパ面27によって段差状に接続される。軸部9は、一定の外径D3を有して軸方向に所定長さ延びている。軸部9の下端部(先端部)に形成されたテーパ部21の下半部と、突出部22の全体とは、シリンダヘッド1の下面14より下方に位置され、燃焼室3内に露出されている。
The lower end of the
リテーニングナット6は、第1部分19にほぼ隙間無くぴったりと嵌合される第1嵌合部分28と、第2部分20に半径方向の僅かな隙間29を隔てて嵌合される第2嵌合部分30とを有する。第1嵌合部分28の内周面下端と第2嵌合部分30の内周面上端とは、軸方向に垂直なナット押圧面31によって段差状に接続される。上記隙間29を含む、第2部分20の半径方向内側のノズルボディ17との隙間をナット内隙間といい、便宜上同一の符合29で表す。
The retaining
リテーニングナット6は、図外上方の位置に雌ネジを有する。この雌ネジが、バルブボディ4の雄ネジに締め付けられることにより、ナット押圧面31がノズル押圧面26を押し上げ、ノズルボディ17を上方のバルブボディ4に密着させる。これにより燃料噴射ノズル5がバルブボディ4に一体的に取り付けられる。
The retaining
図示する燃料噴射弁2の取付状態において、軸部9と軸部挿入穴13の間には半径方向の僅かな隙間(穴内隙間という)32が形成される。パッキン16と軸部9の間にも、半径方向の僅かな隙間(パッキン内隙間という)33が形成される。これら穴内隙間32およびパッキン内隙間33と前述のナット内隙間29とは、互いに連通され、かついずれも燃焼室3に連通される。
In the mounted state of the
パッキン16は、全体として、所定の厚さtを有しかつ全周に延びる円環状ないしドーナツ状の部材であり、軸部9の半径方向外側に隙間33を持って嵌合配置される。そしてパッキン16は、シリンダヘッド1の座面15と、燃料噴射弁2の肩部10との間に挟まれて固定される。肩部10は、リテーニングナット6の第2嵌合部分30の下端部によって形成される。肩部10の下端面、すなわちリテーニングナット6の第2嵌合部分30の下端面が、パッキン16の上面に押し付けられる。
The packing 16 is an annular toroidal member having a predetermined thickness t and extending around the entire circumference, and is fitted with a
一般的に用いられる通常のパッキンは、単なる円環状の金属板である。これに対し本実施形態のパッキン16は、より複雑な構造であり、十分なシール性能に加え、後述するような優れた伝熱特性を発揮する。以下、本実施形態のパッキン16について詳細に説明する。 The usual packing generally used is a simple annular metal plate. On the other hand, the packing 16 of the present embodiment has a more complicated structure, and in addition to sufficient sealing performance, exhibits excellent heat transfer characteristics as described later. Hereinafter, the packing 16 of the present embodiment will be described in detail.
図3に示すように、パッキン16は、パッキン本体41と、パッキン本体41の内部に形成された密閉の空洞部42と、空洞部42内に封入され空洞部42の容量よりも小容量の熱媒液43とを備える。またパッキン16は、空洞部42内に設けられ、パッキン本体41の上面部47と下面部48の間に挟まれる補強部材44をさらに備える。
As shown in FIG. 3, the packing 16 includes a packing
パッキン本体41は、シール性と熱伝導性に優れた金属材料(例えば銅)で作られる。パッキン本体41は、厚さtとそれより大きい幅wを有し、横長長方形かつ中空箱状の断面形状を有する。
The packing
パッキン本体41は、上側分割片45Aと下側分割片45Bに分割される。その分割片45A,45B同士が両端縁部、すなわち半径方向内側(図中右側)および外側(図中左側)の端縁部、もしくは幅wの両端縁部において互いに固着される。
The packing
本実施形態において、上側分割片45Aは断面蓋板状に形成され、下側分割片45Bは断面皿状に形成される。上側分割片45Aが下側分割片45Bに嵌合された後、両分割片45A,45Bはその嵌合部において溶接によって固着される。
In the present embodiment, the upper divided
上側分割片45Aは、全体として円環板状に形成される。下側分割片45Bは、全体として円環状に形成され、その断面が、上方が開放された角張ったU字状に形成される。下側分割片45Bの両端縁部は鉛直方向に起立し、それらの上端部に、段差状の嵌合穴46,46が形成される。これら嵌合穴46,46に上側分割片45Aがインロー嵌合され、下側分割片45Bの上端開口部が上側分割片45Aにより閉止される。嵌合後、嵌合部がロウ付け等の溶接によって固着封止される。これによりパッキン本体41の内部に密閉の空洞部42が形成される。固着後、上側分割片45Aと下側分割片45Bの上面同士は面一状に配置される。
The upper divided
熱媒液43は、水、アルコールまたはその混合液により形成される。アルコールはメタノールまたはエタノールとすることができる。熱媒液43の容量は空洞部42の容量よりも少なくされる。これにより熱媒液43は図示するように、空洞部42内には満たされず、通常状態において空洞部42の底部に重力により溜まり、パッキン本体41の上面部47をなす上側分割片45Aには触れない。言い換えれば熱媒液43の液面は、上側分割片45Aの下面より低い位置に位置される。なお熱媒液43の容量は、空洞部42の容量よりもかなり少なくすることができ、例えば空洞部42の容量の1/2以下、1/3以下、1/4以下、または1/5以下等とすることができる。
The
なお熱媒液43の封入は、例えば熱媒液43の加熱蒸気雰囲気中でパッキン本体41を封止することにより行われる。よって熱媒液43の封入は空気を追い出した状態で行われる。
The
補強部材44は、パッキン16が上下から挟まれたときにパッキン16の圧壊を防ぐために設けられる。補強部材44は、パッキン本体41より硬い材料で作られるのが好ましく、例えばステンレス鋼で作られる。補強部材44は、板材により全体として円環状に形成され、その断面が上下に長い長方形状とされる。本実施形態の場合、複数(具体的には二つ)の補強部材44が幅方向に並列されている。
The reinforcing
補強部材44が空洞部42内の所定位置に位置決めされた後、上側分割片45Aが下側分割片45Bに嵌合、固着される。これにより補強部材44は、上側分割片45Aと下側分割片45Bに挟まれてその位置が固定される。なお代替的または付加的に、補強部材44を空洞部42内に溶接等により予め固着してもよい。
After the reinforcing
こうして二つの補強部材44が設けられると、空洞部42内は実質的に幅方向の三つの空間に仕切られる。これら各空間に同一レベルで熱媒液43が封入される。なお各空間の熱媒液43の液面レベルをより積極的に等しく保持できるよう、補強部材44に、隣接空間同士を連通させるための連通穴を設けてもよい。
Thus, when the two reinforcing
次に、本実施形態の作用効果を説明する。 Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
例えば寒冷地等の外気温が低い場所において、エンジンが停止状態で放置され、冷え切った状態からエンジンが始動されたとする。この場合、十分低温となっているシリンダヘッド1および燃料噴射弁2が、燃焼室3内の燃焼ガスにより加熱され、両者の温度が次第に上昇していく。
For example, it is assumed that the engine is stopped and the engine is started from the cold state at a place where the outside air temperature is low, such as a cold area. In this case, the
このエンジン運転中、燃焼ガスや吸気(EGRガスやブローバイガスを含む)に含まれる水蒸気や細かい水滴が、燃焼室3から穴内隙間32、パッキン内隙間33、ひいてはナット内隙間29へと、順次浸入していく。特に、筒内圧上昇時に燃焼室3内の水蒸気等が穴内隙間32等に押し込まれること、筒内圧の上昇・下降の繰り返しにより燃焼室3内の水蒸気等が穴内隙間32等へ徐々に浸入していくこと、穴内隙間32等が狭いため毛細管現象の助けもあって一旦浸入した水蒸気等が抜けづらいことなどの理由により、穴内隙間32等には水蒸気等が浸入し、滞留しがちである。
During operation of the engine, water vapor and fine water droplets contained in combustion gas and intake air (including EGR gas and blowby gas) sequentially infiltrate from the
次に、始動後短時間のうちにエンジンが停止された場合(始動後即停止運転という)、シリンダヘッド1および燃料噴射弁2が外気により急速に冷却され、やがて穴内隙間32に面する燃料噴射弁2の軸部9の表面の温度が、露点温度を下回り、穴内隙間32内の水蒸気等が凝縮して表面が結露し、表面に結露水が発生する。この結露水に起因して、軸部9の表面が錆びたり腐食したりするなどの損傷が生じる可能性がある。この損傷の問題は、パッキン内隙間33およびナット内隙間29に面する燃料噴射弁2の表面にも同様に発生する。
Next, when the engine is stopped within a short time after the start (referred to as an immediate stop operation after start), the
他方、軸部9に対向する軸部挿入穴13の内周面にも同様に結露水が発生することがある。しかし、当該内周面が比較的厚肉のシリンダヘッド1に形成されていること、シリンダヘッド1が軽量で耐腐食性の金属材料、具体的にはアルミニウムにより形成されていること、シリンダヘッド1の表面には既に酸化被膜ができていることなどの理由により、当該内周面での結露水発生は実際上殆ど問題にならない。また、ナット内隙間29に面するリテーニングナット6の第2嵌合部分30の内周面にも同様に結露水が発生することがある。しかし、リテーニングナット6の表面全体には防錆用の表面処理がなされているため、当該内周面での結露水発生も実際上殆ど問題にならない。
On the other hand, dew condensation water may be generated similarly on the inner peripheral surface of the
ノズルボディ17は、そのような表面処理がなされておらず、材料としての鉄が剥き出しの状態で使用されている。しかもその軸部9は肉厚が比較的薄い。従って錆や腐食が生じ易く、かつそれが生じると短期間のうちに亀裂等の二次損傷につながる可能性がある。このため、かかる結露水への対策が非常に重要である。
The
そこで本実施形態では、上述のようなパッキン16を用いることとした。これを用いると、エンジンの運転時と停止時で熱の挙動を次のように改善することができる。 Therefore, in the present embodiment, the packing 16 as described above is used. Using this, it is possible to improve the behavior of heat during engine operation and shutdown as follows.
すなわち、エンジンが冷え切った状態から始動されたとき、シリンダヘッド1および燃料噴射弁2が燃焼ガスにより加熱され、昇温される。このとき図4に矢印aで示すように、シリンダヘッド1の熱が、座面15からパッキン本体41の下面部48、下面部48から熱媒液43へと順次伝達され、熱媒液43が加熱され、蒸発される。熱媒液43の蒸気は上昇してパッキン本体41の上面部47に接触し、上面部47を加熱する。こうして熱媒液43から上面部47、上面部47から燃料噴射弁2の肩部10へと伝わる熱の流れが生じ、パッキン16は、シリンダヘッド1の熱を燃料噴射弁2に積極的に伝達し、燃料噴射弁2の加熱を促進する。
That is, when the engine is started from the cold state, the
パッキン本体41の上面部47に接触した熱媒液43の蒸気は、その上面部47に熱を奪われて凝縮し、液化する。するとその液化した蒸気が重力の作用により落下し、空洞部42の底部に戻される。これにより、空洞部42の底部と上端部の間を連続的に往復する熱媒液43の循環サイクルが生成される。なおエンジンの振動も液化蒸気の落下に有利に働く。上面部47に付着した液化蒸気の塊を振動により引き剥がすことができるからである。
The vapor of the
次に、始動後短時間のうちにエンジンが停止された場合(始動後即停止運転された場合)、シリンダヘッド1および燃料噴射弁2が外気により急速に冷却される。このとき、シリンダヘッド1が熱伝導率の高いアルミニウムにより形成されていること、シリンダヘッド1内部に形成されたウォータジャケット(図示せず)内の冷却水がまだ暖らないうちにエンジンが停止されてしまったことなどの理由により、シリンダヘッド1の温度は燃料噴射弁2の温度より急速に低下する傾向がある。
Next, when the engine is stopped within a short time after the start (when the immediate stop operation is performed after the start), the
一方このとき、パッキン16も冷却され、パッキン16内部の熱媒液43の温度が低下する。このため、熱媒液43の蒸気はほぼ全て液化され、図3に示したように、熱媒液43はほぼ全量液体となって空洞部42の底部に溜まる。
Meanwhile, at this time, the packing 16 is also cooled, and the temperature of the
こうなると、パッキン本体41の上面部47と熱媒液43の間に、空洞部42内の低圧層ができ、この低圧層が断熱層となって、燃料噴射弁2からパッキン16を通じシリンダヘッド1へと流れる熱の流れが大幅に抑制される。
In this case, a low pressure layer in the
これにより、燃料噴射弁2の冷却および温度低下を抑制すると共に、燃料噴射弁2の温度を比較的高温に維持でき、燃料噴射弁2の結露水発生箇所における結露水の発生を抑制し、結露水に起因した錆びや腐食等の損傷を確実に抑制できる。ここで、結露水発生箇所とは、主に穴内隙間32に面する軸部9の表面である。しかしながら副次的に、パッキン内隙間33に面する軸部9の表面、ならびに、ナット内隙間29に面する軸部9、テーパ面27および第2部分20の表面も、結露水発生箇所に含まれる。
As a result, the cooling and temperature decrease of the
このように本実施形態のパッキン16および取付構造によれば、シリンダヘッド1から燃料噴射弁2に向かう熱の流れを許容する一方で、逆方向の流れは阻止もしくは抑制する熱ダイオードを提供することができる。また、始動後即停止運転が行われたとき、燃料噴射弁2の温度低下をシリンダヘッド1の温度低下より遅らせることができ、燃料噴射弁2の温度をシリンダヘッド1の温度より高く維持できる。こうすることで、結露を専らシリンダヘッド1側に発生させ、その分、燃料噴射弁2側での結露発生を抑制することができる。上述の理由により、シリンダヘッド1側での結露は実際上殆ど問題にならないので、燃料噴射弁2側での結露発生を抑制したことで、結露に起因する問題を一挙に解決することが可能である。
As described above, according to the packing 16 and the mounting structure of the present embodiment, it is possible to provide a thermal diode that allows the flow of heat from the
なお、単なる金属板により作製された通常のパッキンの場合だと、始動後即停止運転が行われたとき、燃料噴射弁の熱がパッキンを通じてシリンダヘッドに積極的に伝達されるため、燃料噴射弁がシリンダヘッドと同等かそれよりも早い速度で温度低下する。こうなると、結露は燃料噴射弁側で多く発生し、上記問題が発生することとなる。 In the case of a normal packing made of a simple metal plate, the heat of the fuel injection valve is actively transmitted to the cylinder head through the packing when the immediate stop operation is performed after the start, so the fuel injection valve Decreases at a speed equal to or faster than that of the cylinder head. In such a case, dew condensation occurs a lot on the fuel injection valve side, and the above problem occurs.
ところで本実施形態では、補強部材44を設けたため、パッキン16の圧壊を確実に抑制することができる。補強部材44は、上面部47および下面部48の間で突っ張ってパッキン16が厚さt方向に変形、圧壊するのを防ぐ。なお変形例に関し、補強部材44の数を1個または3個以上に変更してもよい。補強部材44の形状(断面形状を含む)を変更してもよく、例えばその断面形状をテーパ状等としてもよい。パッキン本体41の剛性が十分であれば、補強部材44を省略してもよい。
By the way, in the present embodiment, since the reinforcing
またパッキン本体41を上側分割片45Aと下側分割片45Bに分割し、分割片45A,45B同士を両端縁部において固着したため、各分割片45A,45Bを適宜加工した板材で形成できると共に、容易な組み立てで確実に密閉された空洞部42を形成できる。
Further, since the packing
分割片45A,45B同士を溶接によって固着したので、両者の組み立てを容易かつ確実に行える。
Since the
特に、上側分割片45Aを断面蓋板状に形成し、下側分割片45Bを断面皿状に形成し、上側分割片45Aを下側分割片45Bに嵌合し、嵌合部を溶接によって固着した。これにより、両者の組み立てを容易かつ確実に行えると共に、確実に密閉された空洞部42を容易に形成できる。なお嵌合の態様はインロー嵌合に限られない。
In particular, the
熱媒液43を水、アルコールまたはその混合液により形成したため、熱媒液43を容易に入手できる安価な材料により形成することができる。
Since the
次に、パッキンの変形例を説明する。なお上記の基本例と同様の部分には図中同一符号を付して説明を割愛し、以下、基本例との相違点を主に説明する。 Next, modifications of the packing will be described. The same parts as those in the basic example described above are denoted by the same reference numerals in the drawings, and a description thereof will be omitted. Hereinafter, differences from the basic example will be mainly described.
図5に示すように、変形例のパッキン16Aも、パッキン本体41と、空洞部42と、熱媒液43と、補強部材44とを備える。パッキン本体41は、厚さtとそれより大きい幅wを有し、上側分割片45Aと下側分割片45Bに分割される。その分割片45A,45B同士が両端縁部において、互いにカシメによって固着される。
As shown in FIG. 5, the packing 16 </ b> A of the modification also includes a packing
上側分割片45Aと下側分割片45Bは略上下対称の断面形状に形成される。上側分割片45Aと下側分割片45Bの両端縁部は、厚さt方向の中心部で互いに密着かつ面接触するよう、略S字状もしくは略クランク状に折曲されている。下側分割片45Bの両端縁部は、上側分割片45Aの両端縁部よりも幅w方向に長くされる。そして上側分割片45Aの両端縁部から幅w方向に突出した下側分割片45Bの両端縁部が、図示するように、上側分割片45Aの両端縁部にカシメられる。これによってパッキン本体41の両端縁部にカシメ部50,50が形成される。カシメの際、下側分割片45Bの両端縁部の突出部は、上側分割片45Aの両端縁部の上面に重なるよう180°折り返され、同時に上側分割片45Aの上下面に圧接される。パッキン本体41が完成するのと同時に、その内部には密閉の空洞部42が形成される。
The upper divided
なお基本例と同様、熱媒液43と複数(二つ)の補強部材44とは、カシメ前に予め上側分割片45Aと下側分割片45Bの間(特に下側分割片45Bの上側)に配置される。
As in the basic example, the
このように分割片45A,45Bをカシメによって固着しても、パッキン本体41の組み立てを容易にすることが可能になる。なお、カシメに加えまたはそれに代わり、溶接を行ってもよい。
Thus, even if the
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure can be other embodiments as follows.
(1)例えば、熱媒液の材料は水、アルコールまたはその混合液以外のものであってもよく、アルコールもメタノールまたはエタノール以外のものであってよい。実機試験等の結果に基づいて最適な材料が選択可能である。 (1) For example, the material of the heat transfer fluid may be other than water, alcohol or a mixture thereof, and the alcohol may be other than methanol or ethanol. The optimum material can be selected based on the results of the actual machine test and the like.
(2)パッキン本体の構造は上記に限らず、例えば分割構造ではない、単一の中空構造であってもよい。この場合、パッキン本体に熱媒液を封入するための穴を設け、封入後、穴を閉止すればよい。 (2) The structure of the packing main body is not limited to the above, and may be, for example, a single hollow structure which is not a divided structure. In this case, the packing body may be provided with a hole for sealing the heat transfer fluid, and after sealing, the hole may be closed.
(3)パッキン内隙間33およびナット内隙間29の少なくとも一方がない実施形態も可能である。
(3) An embodiment without at least one of the packing
図6には、パッキン内隙間33がない他の実施形態を示す。この場合、パッキン16が燃料噴射弁2の軸部9に接触されている。具体的には、パッキン本体41の内周面部51が軸部9の外周面に接触されている。本実施形態では、パッキン本体41の内径が軸部9の外径D3と等しくされ、パッキン本体41の内周面部51が軸部9の外周面に全周接触されている。しかしながら、周方向の一部のみ接触させるようにしてもよい。
FIG. 6 shows another embodiment in which there is no
これによると、エンジン始動後の運転中には、矢印aで示すように前記同様の経路を通じて肩部10を加熱できるほか、矢印bで示すような熱媒液43の蒸気→内周面部51→軸部9という経路を通じて軸部9を直接加熱できる。よって軸部9の加熱を促進できる。
According to this, during the operation after the start of the engine, the
また、始動後即停止運転された場合、熱媒液43の蒸気が液化されるため、矢印cで示すように、軸部9→内周面部51→熱媒液43の蒸気→熱媒液43という経路が実質的に存在しなくなる。よって軸部9の冷却を抑制でき、その温度を比較的高温に維持して結露水の発生を抑制できる。
In addition, since the steam of the
(4)本開示に係るパッキンおよび取付構造は、寒冷地等で始動後即停止運転された場合以外でも有用である。その場合以外でも、エンジンが始動後停止されれば、燃料噴射弁の軸部に結露が発生する可能性があるからである。 (4) The packing and the mounting structure according to the present disclosure are useful even in the cold district or the like except for the case of immediate stop operation after start. Even in such a case, if the engine is started and then stopped, dew condensation may occur on the shaft portion of the fuel injection valve.
(5)シリンダヘッドはアルミニウム製に限らず、その材質は任意である。例えば鉄製であってもよい。またリテーニングナット6も、防錆用表面処理がなされていなくてもよい。
(5) The cylinder head is not limited to aluminum, and the material is arbitrary. For example, it may be made of iron. Further, the retaining
(6)前記実施形態では、バルブ軸Cが鉛直方向に沿うような燃料噴射弁2の配置例を説明した。しかしながら、燃料噴射弁2の配置例はこれに限らず、例えばエンジンの仕様や車両等への搭載状態に応じて、バルブ軸Cが鉛直方向に対し傾斜するように、燃料噴射弁2を配置しても構わない。またバルブ軸Cはシリンダ軸と非同軸または非平行であっても構わない。
(6) In the said embodiment, the example of arrangement | positioning of the
本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The embodiment of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and all variations, applications, and equivalents included in the concept of the present disclosure defined by the claims are included in the present disclosure. Accordingly, the present disclosure should not be construed as limiting, and can be applied to any other technology falling within the scope of the present disclosure.
1 シリンダヘッド
2 燃料噴射弁
16 パッキン
41 パッキン本体
42 空洞部
43 熱媒液
44 補強部材
45A 上側分割片
45B 下側分割片
Claims (8)
パッキン本体と、
前記パッキン本体の内部に形成された密閉の空洞部と、
前記空洞部内に封入され前記空洞部の容量よりも小容量の熱媒液と、
を備えたことを特徴とするパッキン。 A packing adapted to be placed between a cylinder head of an internal combustion engine and a fuel injection valve, the packing comprising:
Packing body,
A closed cavity formed inside the packing body;
Heat solvent having a volume smaller than the volume of the cavity enclosed in the cavity;
Packing characterized by having.
請求項1に記載のパッキン。 The packing according to claim 1, further comprising a reinforcing member provided in the hollow portion and sandwiched between an upper surface portion and a lower surface portion of the packing main body.
請求項1または2に記載のパッキン。 The packing according to claim 1 or 2, wherein the packing main body is divided into an upper divided piece and a lower divided piece, and the divided pieces are fixed to each other at both end edges.
請求項3に記載のパッキン。 The packing according to claim 3, wherein the divided pieces are fixed to each other by welding or caulking.
請求項3に記載のパッキン。 The upper divided piece is formed in a lid plate shape in cross section, the lower divided piece is formed in a dish shape in cross section, the upper divided piece is fitted in the lower divided piece, and the fitting portion is fixed by welding The packing according to claim 3.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のパッキン。 The packing according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat transfer fluid is formed of water, an alcohol or a mixture thereof.
前記シリンダヘッドに設けられた軸部挿入穴と、
前記シリンダヘッドに設けられ前記軸部挿入穴の周囲に形成された座面と、
前記燃料噴射弁に設けられ前記軸部挿入穴に半径方向の隙間を隔てて挿入される軸部と、
前記燃料噴射弁に設けられ前記軸部の周囲に形成される肩部と、
前記座面および前記肩部の間に挟まれて設置されるパッキンと、
を備え、
前記パッキンが、
パッキン本体と、
前記パッキン本体の内部に形成された密閉の空洞部と、
前記空洞部内に封入され前記空洞部の容量よりも小容量の熱媒液と、
を備える
ことを特徴とする取付構造。 An attachment structure for airtightly attaching a fuel injection valve to a cylinder head of an internal combustion engine,
A shaft insertion hole provided in the cylinder head;
A seating surface provided on the cylinder head and formed around the shaft insertion hole;
A shaft portion provided in the fuel injection valve and inserted into the shaft insertion hole with a radial gap therebetween;
A shoulder provided on the fuel injection valve and formed around the shaft;
A packing disposed between the seat and the shoulder;
Equipped with
The packing is
Packing body,
A closed cavity formed inside the packing body;
Heat solvent having a volume smaller than the volume of the cavity enclosed in the cavity;
Mounting structure characterized by comprising.
請求項7に記載の取付構造。 The mounting structure according to claim 7, wherein the packing is in contact with the shaft portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018002826A JP6981263B2 (en) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | Packing and mounting structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018002826A JP6981263B2 (en) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | Packing and mounting structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019120246A true JP2019120246A (en) | 2019-07-22 |
JP6981263B2 JP6981263B2 (en) | 2021-12-15 |
Family
ID=67307035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018002826A Active JP6981263B2 (en) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | Packing and mounting structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6981263B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021241374A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | いすゞ自動車株式会社 | Fuel injection valve, and method for manufacturing same |
KR20230037283A (en) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 주식회사 현대케피코 | Fuel injector for prevention leakage and assembling method of the fuel injector |
-
2018
- 2018-01-11 JP JP2018002826A patent/JP6981263B2/en active Active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021241374A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | いすゞ自動車株式会社 | Fuel injection valve, and method for manufacturing same |
JP2021188550A (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-13 | いすゞ自動車株式会社 | Fuel injection valve and method of manufacturing the same |
JP7338562B2 (en) | 2020-05-28 | 2023-09-05 | いすゞ自動車株式会社 | Fuel injection valve and manufacturing method thereof |
KR20230037283A (en) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 주식회사 현대케피코 | Fuel injector for prevention leakage and assembling method of the fuel injector |
KR102605656B1 (en) | 2021-09-09 | 2023-11-23 | 주식회사 현대케피코 | Fuel injector for prevention leakage and assembling method of the fuel injector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6981263B2 (en) | 2021-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100441813B1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
JP5464167B2 (en) | Fuel injection valve | |
JP2019120246A (en) | Packing and attachment structure | |
BRPI0902826A2 (en) | fuel injector unit to inject fuel into an internal combustion engine, and, internal combustion engine | |
US20140284398A1 (en) | Heated fuel injector | |
US20060157034A1 (en) | Direct injection valve in a cylinder head | |
JP2016114021A (en) | Internal combustion engine intake port heat insulation structure | |
US3822680A (en) | Isothermal valve seat for internal combustion engine | |
US8196565B2 (en) | Fluid injector assembly | |
US9488143B2 (en) | Fuel injector | |
CN201884087U (en) | Oil pan with heat sink | |
JP5928407B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP2011064142A (en) | Water jacket structure | |
US6453867B1 (en) | Valve for combustion engines | |
US2175450A (en) | Internal combustion engine | |
JP2013185452A (en) | Cooling structure of fuel injection valve | |
JP4778536B2 (en) | PCV valve | |
JP2008069677A (en) | Fuel injection valve | |
US20110067675A1 (en) | Fuel injection assembly with optimized heat coupling between fuel injection device and cylinder head | |
JP7350533B2 (en) | Fuel injection valve and internal combustion engine equipped with the fuel injection valve | |
JPS58128588A (en) | Electromagnetic hydrogen gas injection valve | |
CN110651110A (en) | Cylinder head and internal combustion engine | |
JPH0236941Y2 (en) | ||
WO2009101879A1 (en) | Fuel injection valve device | |
JP3924970B2 (en) | INJECTION NOZZLE ASSEMBLY SEALING MEMBER AND FUEL INJECTION DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180111 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201229 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211019 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211101 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6981263 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |