JP2022054889A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を低減する。【解決手段】エンジンは、シリンダブロック１１に沿って配され、燃料が流通する燃料配管３１と、シリンダブロック１１に沿って配され、冷却水が流通する冷却水配管３２と、燃料配管に臨むように冷却水配管に形成されるレゾネータ５２と、を備える。これにより、燃料配管３１から発せられる騒音をレゾネータにより減衰する。かくして、エンジンは、燃料配管から発せられる騒音を低減するための部品を別途設ける場合と比して、部品点数を減らしながら騒音を低減することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンに関する。

例えば特許文献１に記載されているように、エンジンでは、高圧燃料ポンプによって昇圧された燃料をインジェクタにより燃焼室に噴射するようになされている。

特開平１０－７３０６２号公報

ところで、昇圧された燃料が流通する燃料配管では、インジェクタから燃料が噴射されることに起因して所定の周波数の圧力波が発生する。そして、燃料配管では、圧力波による音が騒音として外部に伝達されてしまうといった問題があった。

そこで、本発明は、騒音を低減することが可能なエンジンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のエンジンは、エンジンブロックに沿って配され、燃料が流通する燃料配管と、前記エンジンブロックに沿って配され、冷却水が流通する冷却水配管と、前記燃料配管に臨むように前記冷却水配管に形成されるレゾネータと、を備える。

前記冷却水配管は、前記エンジンブロック側に窪み部が形成され、前記窪み部に前記燃料配管が配されてもよい。

前記冷却水配管は、前記燃料配管よりも前記エンジンブロックから離隔した位置に配され、前記窪み部によって前記燃料配管を覆ってもよい。

前記レゾネータは、前記燃料配管から発せられる特定の周波数の騒音を減衰させる形状に形成されてもよい。

前記レゾネータは、前記燃料配管の延在方向に沿って複数設けられてもよい。

本発明によれば、騒音を低減することができる。

エンジンシステムの概略図である。 エンジンシステムの燃料系を説明する概略図である。 高圧配管および冷却水配管の構造を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、エンジンシステム１の概略図である。図１に示すように、エンジンシステム１は、エンジン２を備える。エンジン２は、クランクシャフト１０を挟んで２つのシリンダブロック１１が設けられる。エンジン２は、２つのシリンダブロック１１にそれぞれ形成されたシリンダボア１２がクランクシャフト１０を挟んで対向して配された４気筒の水平対向エンジンである。なお、エンジン２は、水平対向エンジンに限らず、直列エンジンまたはＶ字型エンジン等であってもよい。

シリンダブロック１１には、クランクケース１３が一体形成されるとともに、クランクケース１３とは反対側にシリンダヘッド１４が接続される。クランクシャフト１０は、クランクケース１３によって形成されたクランク室１５内に回転自在に支持される。

シリンダボア１２には、コンロッド１６を介してクランクシャフト１０に連結されたピストン１７が摺動可能に収容される。エンジン２では、シリンダボア１２と、シリンダヘッド１４と、ピストン１７の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室１８として形成される。

シリンダヘッド１４には、吸気ポート１９および排気ポート２０が燃焼室１８に連通するように形成される。吸気ポート１９と燃焼室１８との間には、吸気弁２１の弁体が位置し、排気ポート２０と燃焼室１８との間には、排気弁２２の弁体が位置している。

また、エンジン２には、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー２３に囲まれたカム室内に、吸気弁用カム２４および排気弁用カム２５が設けられる。吸気弁用カム２４は、吸気弁２１の末端にロッカーアーム２６を介して当接されており、一体的に形成される吸気カムシャフト２４ａ（図２参照）の回転に伴って回転することで吸気弁２１を軸方向に移動させる。これにより、吸気弁２１は、吸気ポート１９を開閉する。

排気弁用カム２５は、排気弁２２の末端にロッカーアーム２６を介して当接されており、一体的に形成される排気カムシャフト２５ａ（図２参照）の回転に伴って回転することで排気弁２２を軸方向に移動させる。これにより、排気弁２２は、排気ポート２０を開閉する。

なお、吸気カムシャフト２４ａおよび排気カムシャフト２５ａには、タイミングベルト４０（図２参照）が巻き掛けられる。タイミングベルト４０は、クランクシャフト１０にも巻き掛けられる。そして、吸気カムシャフト２４ａおよび排気カムシャフト２５ａは、クランクシャフト１０の回転と連動して回転する。

また、シリンダヘッド１４には、インジェクタ２７および点火プラグ２８が設けられる。インジェクタ２７は、噴射孔が燃焼室１８に望むようにシリンダヘッド１４に設けられる。図１中、右側のインジェクタ２７は、第１燃料ギャラリ２９に接続される。図１中、左側のインジェクタ２７は、第２燃料ギャラリ３０に接続される。インジェクタ２７は、第１燃料ギャラリ２９または第２燃料ギャラリ３０を介して供給される燃料を燃焼室１８に噴射する。

第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０は、燃料配管３１を介して接続される。燃料配管３１は、シリンダブロック１１、クランクケース１３およびシリンダヘッド１４を含むエンジンブロックの上面に沿って配される。

点火プラグ２８は、先端が燃焼室１８に望むようにシリンダヘッド１４に設けられ、所定のタイミングで点火する。

また、エンジンブロックの上面には、エンジン２の各部に冷却水を供給するための冷却水配管３２が配される。なお、冷却水配管３２について詳しくは後述する。

吸気ポート１９の上流側には、インテークマニホールド３３を含む吸気流路３４が連通される。また、排気ポート２０の下流側には、エキゾーストマニホールド３５を含む排気流路３６が連通される。

吸気流路３４には、エアクリーナ３７およびスロットルバルブ３８が上流側から順に設けられる。エアクリーナ３７は、吸気流路３４に取り込まれる吸気から塵や埃などの異物を除去する。スロットルバルブ３８は、不図示のアクチュエータによって開度が調整されることで、燃焼室１８に供給される吸気の流量を可変する。

燃焼室１８に導かれた吸気と、インジェクタ２７から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ２８によって所定のタイミングで点火されることによって燃焼する。かかる燃焼により、ピストン１７がシリンダボア１２内で往復運動を行い、その往復運動が、コンロッド１６を通じてクランクシャフト１０の回転運動に変換される。また、燃焼により発生した排気ガスは、排気流路３６に設けられた触媒３９で浄化され、車外へ排出される。

図２は、エンジンシステム１の燃料系を説明する概略図である。図２に示すように、エンジンシステム１は、燃料タンク４１、供給路４２、フィードポンプ４３、高圧燃料ポンプ４４、第１燃料ギャラリ２９、第２燃料ギャラリ３０、燃料配管３１および還流路４５を備える。

燃料タンク４１は、エンジン２に供給する燃料を貯留する。燃料は、例えば、ガソリンである。供給路４２は、フィードポンプ４３と、第１燃料ギャラリ２９とを接続する。フィードポンプ４３は、燃料タンク４１内に配置される。フィードポンプ４３は、燃料タンク４１内に貯留された燃料を吸い上げる。

高圧燃料ポンプ４４は、供給路４２に設けられる。高圧燃料ポンプ４４は、吸気カムシャフト２４ａに接続されており、吸気カムシャフト２４ａが回転することにより駆動する。高圧燃料ポンプ４４は、フィードポンプ４３が吸い上げた燃料の圧力をより高い圧力に昇圧させる。高圧燃料ポンプ４４は、圧力を上昇させた高圧燃料を、第１燃料ギャラリ２９に供給するとともに、燃料配管３１を介して第２燃料ギャラリ３０に供給する。

第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０は、高圧燃料ポンプ４４から供給された高圧燃料を保持する。また、第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０は、インジェクタ２７に接続され、インジェクタ２７に高圧燃料を供給する。

還流路４５は、第２燃料ギャラリ３０と燃料タンク４１とを接続する。還流路４５には、不図示のバルブが設けられ、高圧燃料の圧力が閾値以上になったとき、不図示のバルブが閉状態から開状態に制御される。不図示のバルブが開状態になると、第２燃料ギャラリ３０内の高圧燃料は、還流路４５を通って、燃料タンク４１に還流される。

ここで、インジェクタ２７から高圧燃料が燃焼室１８に噴射されると、第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０の圧力は低下する。そして、高圧燃料ポンプ４４から新たに第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０に高圧燃料が供給される。したがって、第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０では、所定の周波数の圧力波が発生する。また、燃料配管３１は、第２燃料ギャラリ３０に供給される高圧燃料が流通するため、第２燃料ギャラリ３０と同様の圧力波が発生する。そして、燃料配管３１に発生した圧力波による音が騒音として外部に伝達されることになる。そのため、本実施形態のエンジンシステム１では、燃料配管３１に近接して配される冷却水配管３２にレゾネータ５２（図３参照）を設けることで、燃料配管３１から発せられる騒音を低減している。

図３は、燃料配管３１および冷却水配管３２の構造を説明する図である。図３（ａ）は、図１のＩＩＩａ－ＩＩＩａ線における断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線における断面図である。

図１および図３に示すように、燃料配管３１および冷却水配管３２は、エンジンブロック（図では、シリンダブロック１１）の上面に沿って配される。燃料配管３１は、冷却水配管３２よりも、エンジンブロックに近接して配される。燃料配管３１は、円筒形状に形成されており、内部に高圧燃料が流通する。

冷却水配管３２は、燃料配管３１よりも、エンジンブロックから離隔して配される。冷却水配管３２は、断面が略長方形に形成されるとともに、下面に半円柱状の窪み部５０が延在方向に沿って形成される。窪み部５０の中には、燃料配管３１の上側半分が配される。換言すると、燃料配管３１は、冷却水配管３２に上半分が覆われるようにして、冷却水配管３２と並行して配される。

冷却水配管３２には、断面が長方形に形成された冷却水流路５１が、延在方向に沿って形成される。冷却水流路５１には、冷却水が流通する。また、冷却水配管３２には、窪み部５０に臨むように複数のレゾネータ５２が形成される。レゾネータ５２は、燃料配管３１側が開口したサイドブランチ型のレゾネータである。レゾネータ５２は、鉛直方向に沿った略円柱形状に形成される。レゾネータ５２は、例えば、冷却水配管３２の延在方向に所定間隔ごとに多数並んで配置されるとともに、延在方向に直交する方向に２つずつ並んで配置される。

レゾネータ５２は、燃料配管３１から発される騒音の特定の周波数を減衰させる形状に形成される。なお、複数のレゾネータ５２は、全て同一の形状に形成されていてもよく、また、複数の周波数の騒音を減衰させるように、異なる複数の形状に形成されていてもよい。また、レゾネータ５２は、配置される場所ごとに、その近傍で発される騒音の周波数に合わせた形状に形成されていてもよい。

このように、燃料配管３１とともにエンジンブロックの上面に配される冷却水配管３２にレゾネータ５２を設けることにより、燃料配管３１から発せられる騒音を低減するための部品を別途設ける場合と比して、部品点数を減らしながら騒音を低減することができる。

また、燃料配管３１を覆うように冷却水配管３２を配置し、燃料配管３１に臨むようにレゾネータ５２を冷却水配管３２に形成することで、効率よく騒音を低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態では、レゾネータ５２が円柱形状に形成されるようにしたが、円柱形状に限らず、騒音を低減することができるのであれば、他の形状であってもよい。

上記実施形態では、燃料配管３１を冷却水配管３２で覆うように配置するようにしたが、燃料配管３１に沿って冷却水配管３２が配置されているのであれば覆うようにしなくてもよい。ただし、燃料配管３１を冷却水配管３２で覆うように配置することで、騒音をより低減することができる。

本発明は、エンジンに利用できる。

２ エンジン
３１ 燃料配管
３２ 冷却水配管
５２ レゾネータ

Claims (5)

1. エンジンブロックに沿って配され、燃料が流通する燃料配管と、
   前記エンジンブロックに沿って配され、冷却水が流通する冷却水配管と、
   前記燃料配管に臨むように前記冷却水配管に形成されるレゾネータと、
   を備えるエンジン。
2. 前記冷却水配管は、前記エンジンブロック側に窪み部が形成され、前記窪み部に前記燃料配管が配される請求項１に記載のエンジン。
3. 前記冷却水配管は、前記燃料配管よりも前記エンジンブロックから離隔した位置に配され、前記窪み部によって前記燃料配管を覆う請求項２に記載のエンジン。
4. 前記レゾネータは、前記燃料配管から発せられる特定の周波数の騒音を減衰させる形状に形成される請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジン。
5. 前記レゾネータは、前記燃料配管の延在方向に沿って複数設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジン。

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