JP2019163738A - 多気筒内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】車両衝突時に圧力センサが壊れてしまうことを抑制することができる多気筒内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関１００は、横置き前方吸気の多気筒内燃機関である。この内燃機関１００は、それぞれが低圧デリバリパイプ７１に接続されていて吸気ポート２１に燃料を噴射する複数のポート噴射弁７０と、それぞれが高圧デリバリパイプ８１に接続されていて燃焼室１３内に燃料を噴射する複数の筒内噴射弁８０と、樹脂製のコネクタ部９１を有する圧力センサ９０と、を備えている。そして、内燃機関１００では、圧力センサ９０が低圧デリバリパイプ７１の長手方向における端部にコネクタ部９１を露出させた状態で取り付けられており、金属製の高圧側燃料パイプ８２がコネクタ部９１の前方であり且つインテークマニホールド４０の集合部４１よりも後方側の位置を通過して高圧デリバリパイプ８１と高圧燃料ポンプ６０とを接続している。【選択図】図１

Description

この発明は車両に搭載される多気筒内燃機関に関するものである。

特許文献１には、複数の気筒を備えた多気筒内燃機関の各燃料噴射弁に燃料を供給するデリバリパイプが開示されている。このデリバリパイプには、デリバリパイプ内の燃料の圧力を検出する圧力センサが取り付けられている。

特開２０１７−８９３８８号公報

デリバリパイプの周辺には、インテークマニホールドなど、内燃機関を構成する他の部品が配設されている。そのため、車両が衝突した際に、周辺に配設されている部品が変形したりすると、デリバリパイプに取り付けられている圧力センサにぶつかることがある。圧力センサにおけるコネクタ部は樹脂製であるため、このコネクタ部に周辺の部品がぶつかると、圧力センサが壊れてしまうおそれがある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための多気筒内燃機関は、シリンダヘッドの吸気ポートに接続されたインテークマニホールドがシリンダブロックよりも車両前方側に位置し且つクランクシャフトの回転軸が車両幅方向を向いている状態で車両に搭載される横置き前方吸気の多気筒内燃機関である。この多気筒内燃機関は、前記シリンダヘッドにおける、前記吸気ポートよりも前記シリンダブロック側の位置に取り付けられており、それぞれが高圧デリバリパイプに接続されていて燃焼室内に燃料を噴射する複数の筒内噴射弁と、前記シリンダヘッドにおける、前記吸気ポートよりもヘッドカバー側の位置に取り付けられており、それぞれが低圧デリバリパイプに接続されていて前記吸気ポートに燃料を噴射する複数のポート噴射弁と、樹脂製のコネクタ部を有する圧力センサと、を備えている。そして、この多気筒内燃機関では、前記インテークマニホールドの集合部から分岐して各吸気ポートに接続している枝管が、前記高圧デリバリパイプと前記低圧デリバリパイプとの間を通り抜けて前記シリンダヘッドに接続しており、前記圧力センサが前記低圧デリバリパイプの長手方向における端部に前記コネクタ部を露出させた状態で取り付けられており、金属製の燃料パイプが、前記コネクタ部の前方であり且つ前記集合部よりも後方側の位置を通過して前記高圧デリバリパイプと高圧燃料ポンプとを接続している。

上記構成によれば、車両が前方から衝突し、コネクタ部よりも前方側に位置している集合部がコネクタ部に近づくようにインテークマニホールドが変形したりしたとしても、インテークマニホールドはコネクタ部の前方に位置している金属製の燃料パイプに当接するようになる。そのため、車両が前方から衝突することによってインテークマニホールドが変形したりしても、圧力センサのコネクタ部に衝突しにくくなる。すなわち、樹脂製のコネクタ部を金属製の燃料パイプによって保護し、圧力センサが壊れてしまうことを抑制することができる。

多気筒内燃機関の一実施形態の概略構成を示す部分断面図。 同実施形態にかかる多気筒内燃機関における燃料供給系を車両前方側から車両後方側に向かって見たときの圧力センサと燃料パイプとの位置関係を示す模式図。

以下、多気筒内燃機関の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示されているように、内燃機関１００のシリンダブロック１０には、気筒１１が設けられている。なお、内燃機関１００は直列４気筒の多気筒内燃機関であり、４つの気筒１１を備えている。各気筒１１にはピストン１２がそれぞれ１つずつ収容されている。

また、シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられている。そして、シリンダヘッド２０の上部にはヘッドカバー３０が組み付けられている。
内燃機関１００では、シリンダブロック１０の上部にシリンダヘッド２０が組み付けられていることにより、各気筒１１の内周面、各気筒１１に収容されている各ピストン１２の上面及びシリンダヘッド２０の下面によって４つの燃焼室１３が区画されている。

シリンダヘッド２０には、各燃焼室１３と連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２が設けられている。そして、シリンダヘッド２０には、吸気ポート２１内に燃料を噴射するポート噴射弁７０と燃焼室１３内に燃料を噴射する筒内噴射弁８０とが、それぞれ４つずつ取り付けられている。

より詳細には、図１に示されているように、シリンダブロック１０における、吸気ポート２１よりもシリンダブロック１０側の位置に筒内噴射弁８０が取り付けられており、吸気ポート２１よりもヘッドカバー３０側の位置にポート噴射弁７０が取り付けられている。すなわち、シリンダヘッド２０には、ポート噴射弁７０と筒内噴射弁８０とが各吸気ポート２１を上下に挟むように配設されている。

図１及び図２に示されているように、各ポート噴射弁７０は、低圧デリバリパイプ７１に接続されている。低圧デリバリパイプ７１には低圧側燃料チューブ７２が接続されている。そして、この低圧側燃料チューブ７２を通じて低圧デリバリパイプ７１に燃料が供給される。なお、低圧側燃料チューブ７２はゴムや樹脂で構成されている。

また、各筒内噴射弁８０は、高圧デリバリパイプ８１に接続されている。高圧デリバリパイプ８１は高圧側燃料パイプ８２によって高圧燃料ポンプ６０の吐出口と接続されている。高圧側燃料パイプ８２は、金属製の燃料パイプであり、低圧側燃料チューブ７２よりも変形しにくい。より具体的には、高圧側燃料パイプ８２は、高張力鋼からなる単層の鋼管である。

図１に示されているように、ヘッドカバー３０には、高圧燃料ポンプ６０が取り付けられている。ヘッドカバー３０内には、吸気カムシャフトと排気カムシャフトが収容されている。高圧燃料ポンプ６０は、排気カムシャフトによって駆動されるプランジャポンプであり、排気カムシャフトの上方に取り付けられている。

高圧燃料ポンプ６０はフィードポンプによって燃料タンクから汲み上げられて燃料供給チューブ６１を通じて供給された燃料を加圧して高圧側燃料パイプ８２を通じて高圧デリバリパイプ８１に供給する。なお、燃料供給チューブ６１は低圧側燃料チューブ７２と同様にゴムや樹脂で構成されている。低圧側燃料チューブ７２は、高圧燃料ポンプ６０に接続している部分よりも上流側の部分で燃料供給チューブ６１から分岐し、低圧デリバリパイプ７１に接続している。したがって、高圧燃料ポンプ６０に供給されなかった燃料が低圧側燃料チューブ７２を通じて低圧デリバリパイプ７１に供給される。

また、図１に示されているように、シリンダヘッド２０には、樹脂製のインテークマニホールド４０が取り付けられている。インテークマニホールド４０はスロットルボディーが取り付けられる集合部４１と、集合部４１から分岐して各吸気ポート２１に繋がる枝管４２と、を備えている。なお、各枝管４２は内部の通路が集合部４１から分岐して他の枝管４２の内部の通路と別れており、外部では他の枝管４２と一体に繋がっている。枝管４２は、シリンダヘッド２０における吸気ポート２１の開口部を挟んで上下に位置している低圧デリバリパイプ７１と高圧デリバリパイプ８１との間を通り抜けてシリンダヘッド２０に接続している。なお、シリンダヘッド２０における排気ポート２２の開口部には排気管５０が接続されている。

内燃機関１００では、インテークマニホールド４０及び吸気ポート２１を通過して燃焼室１３に導入される空気に対して、ポート噴射弁７０や筒内噴射弁８０から燃料が噴射される。噴射された燃料と空気との混合気が燃焼室１３内で燃焼するとピストン１２が押し下げられ、クランクシャフト１４が回転する。そして、燃焼後の排気は排気ポート２２及び排気管５０を通じて排出される。なお、図１では、クランクシャフト１４の回転軸を「回転軸Ｘｃｓ」として図示している。

内燃機関１００は、車両に搭載される車載内燃機関であり、インテークマニホールド４０がシリンダブロック１０よりも車両前方側に位置し且つクランクシャフト１４の回転軸Ｘｃｓが車両幅方向を向いている状態で車両に搭載される。換言すれば、図１における左側が車両前方となり、図１における紙面と垂直な方向が車両幅方向になるような姿勢で車両に搭載される。すなわち、内燃機関１００は横置き前方吸気の車載内燃機関である。

図２に示されているように、低圧デリバリパイプ７１の長手方向における端部には低圧デリバリパイプ７１内の燃料の圧力を検出する圧力センサ９０が取り付けられている。なお、図２は、内燃機関１００の燃料供給系を車両前方側から見たときの高圧燃料ポンプ６０と低圧デリバリパイプ７１と高圧デリバリパイプ８１との位置関係を示す図である。図２では、高圧燃料ポンプ６０と低圧デリバリパイプ７１と高圧デリバリパイプ８１との位置関係を把握しやすくするために、シリンダヘッド２０やシリンダブロック１０、ヘッドカバー３０などを省略して示している。また、図２では、高圧デリバリパイプ８１よりも手前にあるインテークマニホールド４０を破線で示している。

圧力センサ９０は先端側が低圧デリバリパイプ７１内に差し込まれている一方で、配線が接続される後端側のコネクタ部９１が露出した状態で低圧デリバリパイプ７１に取り付けられている。なお、圧力センサ９０のコネクタ部９１は樹脂で形成されている。

図１及び図２に示されているように、内燃機関１００では、金属製の燃料パイプである高圧側燃料パイプ８２が、コネクタ部９１の前方であり且つ集合部４１よりも後方側の位置を通過して高圧デリバリパイプ８１と高圧燃料ポンプ６０とを接続している。

図１に示されているように、高圧側燃料パイプ８２は、コネクタ部９１の前方におけるコネクタ部９１と数ミリメートルから数センチメートル離れた位置において、コネクタ部９１を内側にして湾曲した状態で配策されている。これにより、この内燃機関１００では、コネクタ部９１の前方においては、高圧側燃料パイプ８２とコネクタ部９１との間には他の部品は介在していない。

本実施形態の作用について説明する。
車両が前方から衝突し、コネクタ部９１よりも前方側に位置しているインテークマニホールド４０の集合部４１がコネクタ部９１に近づくようにインテークマニホールド４０が変形したりしたとしても、インテークマニホールド４０はコネクタ部９１の前方に位置している金属製の高圧側燃料パイプ８２に当接する。そのため、車両が前方から衝突することによってインテークマニホールド４０が変形したりしても、圧力センサ９０のコネクタ部９１に衝突しにくい。

本実施形態の効果について説明する。
（１）樹脂製のコネクタ部９１を金属製の高圧側燃料パイプ８２によって保護し、圧力センサ９０が壊れてしまうことを抑制することができる。

（２）コネクタ部９１を保護する方法としては、コネクタ部９１と他の部品との間を遮蔽するプロテクタを設けることが考えられるが、上記の構成によれば燃料パイプにプロテクタの機能を持たせることができるため、別途プロテクタを設ける必要がない。つまり、プロテクタを取り付ける必要がなくなるため、コストの低減を図ることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記の構成は、４気筒の内燃機関に限らず、横置き前方吸気の多気筒内燃機関であれば、同様に適用することができる。例えば３気筒や５気筒などの内燃機関に適用することもできる。

・樹脂製のインテークマニホールド４０が衝突することによる衝撃からコネクタ部９１を保護する機能を実現することができるのであれば、金属製の燃料パイプの素材は高張力鋼に限らない。例えば、高張力鋼ではない一般的な鋼材やアルミニウムであってもよい。

１０…シリンダブロック、１１…気筒、１２…ピストン、１３…燃焼室、１４…クランクシャフト、２０…シリンダヘッド、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、３０…ヘッドカバー、４０…インテークマニホールド、４１…集合部、４２…枝管、５０…排気管、６０…高圧燃料ポンプ、６１…燃料供給チューブ、７０…ポート噴射弁、７１…低圧デリバリパイプ、７２…低圧側燃料チューブ、８０…筒内噴射弁、８１…高圧デリバリパイプ、８２…高圧側燃料パイプ、９０…圧力センサ、９１…コネクタ部、１００…内燃機関。

Claims (1)

1. シリンダヘッドの吸気ポートに接続されたインテークマニホールドがシリンダブロックよりも車両前方側に位置し且つクランクシャフトの回転軸が車両幅方向を向いている状態で車両に搭載される横置き前方吸気の多気筒内燃機関であり、
   前記シリンダヘッドにおける、前記吸気ポートよりも前記シリンダブロック側の位置に取り付けられており、それぞれが高圧デリバリパイプに接続されていて燃焼室内に燃料を噴射する複数の筒内噴射弁と、前記シリンダヘッドにおける、前記吸気ポートよりもヘッドカバー側の位置に取り付けられており、それぞれが低圧デリバリパイプに接続されていて前記吸気ポートに燃料を噴射する複数のポート噴射弁と、樹脂製のコネクタ部を有する圧力センサと、を備え、
   前記インテークマニホールドの集合部から分岐して各吸気ポートに接続している枝管が、前記高圧デリバリパイプと前記低圧デリバリパイプとの間を通り抜けて前記シリンダヘッドに接続しており、前記圧力センサが前記低圧デリバリパイプの長手方向における端部に前記コネクタ部を露出させた状態で取り付けられており、金属製の燃料パイプが、前記コネクタ部の前方であり且つ前記集合部よりも後方側の位置を通過して前記高圧デリバリパイプと高圧燃料ポンプとを接続している多気筒内燃機関。