JP2023066040A - エンジンの側部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の衝突時に燃料配管が破損するのを抑制する。【解決手段】シリンダヘッド３における、気筒列方向と上下方向との両方に直交する所定方向の一側の部分に、気筒列方向に並んで設けられた複数の吸気ポート３１と、シリンダブロック２における所定方向の一側の側壁部に取り付けられた燃料ポンプ５と、燃料ポンプ５とフューエルレール５１とを接続する第１燃料配管５２と、を備え、各吸気ポート３１の所定方向の一側の面は、吸気マニホールドが取り付けられる取付面３２であり、第１燃料配管５２は、吸気ポート３１の位置においては、気筒列方向に相隣接する吸気ポート３１の間でありかつ取付面３２よりも所定方向の他側の位置で、上下方向に延びている。【選択図】図２

Description

ここに開示された技術は、エンジンの側部構造に関する技術分野に属する。

近年では、エンジンは一般に複数の気筒を有している。エンジンは、複数の気筒のそれぞれに燃料を供給するためのフューエルレールを有している。気筒の上側から燃料を噴射するタイプのエンジンでは、フューエルレールと各インジェクタとの間の距離を出来る限り短くするために、フューエルレールがエンジンの上側の部分に設けられる。

例えば、特許文献１では、エンジンルームに縦置きされたエンジンの上側でかつ吸気側の位置にフューエルレールを配置し、そこから各気筒に対応して設けられた各インジェクタのそれぞれとフューエルレールとを燃料供給管により接続した構成が開示されている。フューエルレールに燃料を供給するための燃料ポンプと燃料配管とは、エンジンにおける吸気側の側部にそれぞれ配置されている。

特開２０１９－１３２２４９号公報

ところで、特許文献１のように、燃料ポンプ及び燃料配管を、エンジンにおける吸気側の側部に配置すると、車両の衝突時に、吸気マニホールドが変位して、燃料配管と干渉するおそれがある。吸気マニホールドと燃料配管とが干渉すると、燃料配管に荷重が入力されて、燃料ポンプと燃料配管との接続部分において、燃料配管が破損するおそれがある。

ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の衝突時に燃料配管が破損するのを抑制することにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、直列に並ぶ複数の気筒を有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの上側に設けられたシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの上側に前記気筒列方向に沿って延びるようにフューエルレールが配設されたエンジンの側部構造を対象として、前記シリンダヘッドにおける、気筒列方向と上下方向との両方に直交する所定方向の一側の部分に、前記複数の気筒に対応して前記気筒列方向に並んでそれぞれ設けられ、該各気筒にそれぞれ吸気を導入する複数の吸気ポートと、前記シリンダブロックにおける前記所定方向の前記一側の側壁部に取り付けられた燃料ポンプと、前記燃料ポンプと前記フューエルレールとを接続する燃料配管と、を備え、前記各吸気ポートの前記所定方向の前記一側の面は、吸気マニホールドが取り付けられる取付面となっており、前記燃料配管は、前記吸気ポートの位置においては、前記気筒列方向に相隣接する前記吸気ポートの間でありかつ前記取付面よりも前記所定方向の他側の位置に位置するとともに、当該位置で上下方向に延びている、という構成とした。

この構成によると、燃料配管は吸気ポートの位置において、吸気マニホールドと吸気ポートとの取付面よりも所定方向の他側、すなわちエンジンに近い側を通る。吸気マニホールドは、吸気ポートへの取付部分がエンジンに最も接近する部分であるため、燃料配管が取付面よりもエンジンに近い側に位置していれば、車両の衝突時に吸気マニホールドが変位したとしても、燃料配管と吸気マニホールドとが干渉しにくい。これにより、車両の衝突時に燃料配管が破損するのを抑制することができる。

前記エンジンの側部構造の一実施形態では、記燃料配管と前記燃料ポンプとの接続部は、該燃料ポンプと前記エンジンの前記一側の側壁部との間に位置する。

この構成によると、接続部と吸気マニホールドとの直接干渉を出来る限り抑制することができる。また、接続部とエンジンとの間の距離が短くなることで、燃料配管をエンジンに出来る限り近い位置から延ばすことができる。これにより、車両の衝突時に燃料配管が破損するのをより効果的に抑制することができる。

前記一実施形態において、前記燃料配管は、前記接続部の位置から前記所定方向の前記他側に向かって、前記取付面よりも前記他側に延びた後、前記隣り合う前記吸気ポートの間を通るように上側に延びている、という構成でもよい。

この構成によると、吸気ポートの下側の位置においても、燃料配管をシリンダブロックに出来る限り近い位置に配置することができる。これにより、車両の衝突時に燃料配管が破損するのをより効果的に抑制することができる。

前記エンジンの側部構造において、前記気筒列方向における前記燃料ポンプの近傍において、隣り合う前記吸気ポートの間には、前記所定方向の前記他側に向かって凹む凹部が形成され、前記燃料配管は、前記凹部内を通って上側に向かって延びている、という構成でもよい。

この構成によると、燃料ポンプと凹部とを出来る限り接近させることができ、凹部に到達するまでの燃料配管の長さを出来る限り短くすることができる。これにより、吸気マニホールドと燃料配管とが干渉するのを抑制することができ、車両の衝突時に燃料配管が破損するのをより効果的に抑制することができる。

また、該燃料配管を吸気ポートの取付面よりもエンジンに近い側に配置する際に、燃料配管を所定方向の一側から凹部に侵入させるだけでよくなる。これにより、燃料配管の組付性を向上させることができる。

シリンダヘッドに凹部が形成された前記エンジンの側部構造において、前記凹部の底部には、前記所定方向の前記他側に向かって窪んだ窪み部が設けられている、という構成でもよい。

この構成によると、燃料配管を、吸気ポートの取付面から出来る限り離すことができる。これにより、車両の衝突時に燃料配管が破損するのをより効果的に抑制することができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、車両の衝突時に燃料配管が破損するのを抑制することができる。

図１は、例示的な実施形態に係る上部構造が適用されたエンジンの平面図である。 図２は、エンジンを左側から見た側面図である。 図３は、エンジンの左側側壁部を斜め上側から見た斜視図である。 図４は、凹部を通りかつ上下方向に広がる平面で切断した断面図である。 図５は、凹部を通りかつ上下方向に広がる平面で切断した断面を後下側から見た断面斜視図である。

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明では、車両に対する前、後、左、右、上及び下を、それぞれ単に前、後、左、右、上及び下という。左右方向は、後側から前側を見たときの左側を左といい、右側を右という。

図１は、本実施形態に係る上部構造が適用されたエンジン１を示す。このエンジン１は、６つの気筒が直列に並んだ直列６気筒エンジンである。エンジン１は、気筒列方向が前後方向となるように、エンジンルーム内に縦置きされている。エンジン１は、エンジンルームに配置された状態で、左側が吸気側、右側が排気側となる。

エンジン１は、複数の気筒を有するシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上側に設けられたシリンダヘッド３と、該シリンダヘッド３の上側に配置されたシリンダヘッドカバー４（以下、ヘッドカバー４という）とを有する。ヘッドカバー４は、シリンダヘッド３上に複数のボルトで固定されている。シリンダブロック２、シリンダヘッド３、及びヘッドカバー４は、アルミニウム合金で構成されている。

シリンダヘッド３は、各気筒にそれぞれ吸気を導入する複数（ここでは６つ）の吸気ポート３１を有する。吸気ポート３１は、各気筒に対応して、気筒列方向に並んで形成されている。図４及び図５に示すように、各吸気ポート３１は、一部がシリンダヘッド３の左側側壁部３９（以下、第１左側側壁部３９という）から左側に突出している。本実施形態では、各吸気ポート３１は、それぞれ２つの通路を有している。各吸気ポート３１の左側端部には、各通路の入口部３４が形成されている。吸気ポート３１における入口部３４の周囲の面、すなわち、吸気ポート３１の左側の端面は、不図示の吸気マニホールドが取り付けられる取付面３２となっている。以下の説明において、複数の吸気ポート３１を前側から、第１吸気ポート３１ａ、第２吸気ポート３１ｂ、第３吸気ポート３１ｃ、第４吸気ポート３１ｄ、第５吸気ポート３１ｅ、及び第６吸気ポート３１ｆという。これらを区別しないときには、単に吸気ポート３１という。
図１に示すように、吸気ポート３１のうち、前側の第１～第５吸気ポート３１ａ～３１ｅは、前後方向に相隣接する取付面３２が互いに連結されている。一方で、最も後側に位置する第６吸気ポート３１ｆは、隣接する第５吸気ポート３１ｅと取付面３２が連結されていない。これにより、第５吸気ポート３１ｅと第６吸気ポート３１ｆとの間には、右側に向かって凹んだヘッド側凹部３３(図２等参照)が形成される。ヘッド側凹部３３は、第１左側側壁部３９を底部とし、第５吸気ポート３１ｅの後壁部及び第６吸気ポート３１ｆの前壁部を側壁部とする凹部である。ヘッド側凹部３３の底部は、第１左側側壁部３９におけるヘッド側凹部３３の上下の部分と連続している。ヘッド側凹部３３の底部は、第１左側側壁部３９におけるヘッド側凹部３３の上下の部分に対して、僅かに凹んでいたり（右側に位置したり）、僅かに突出していたり（左側に位置したり）してもよい。

図１に示すように、ヘッドカバー４は、左右方向の中央に、前後方向に延びかつ下側に凹むカバー凹部４１を有する。カバー凹部４１の左側において、シリンダヘッド３とヘッドカバー４との間の空間には吸気弁を開閉させるための吸気カムシャフト（図示省略）が配設される。カバー凹部４１の右側において、シリンダヘッド３とヘッドカバー４との間の空間には、排気弁を開閉させるための排気カムシャフト（図示省略）が配設されている。

カバー凹部４１の位置には、気筒列方向に沿って延びるようにフューエルレール５１が配設されている。つまり、フューエルレール５１は、シリンダヘッド３の上側に気筒列方向に沿って延びるように配設されている。フューエルレール５１は、エンジン１の左側側面に取り付けられた燃料ポンプ５から圧送された燃料を、気筒毎に配設されたインジェクタに分配する燃料分配管である。図示は省略しているが、各インジェクタは凹部４１に気筒列方向に沿って配設される。フューエルレール５１の長手方向の両側端部は、それぞれ閉塞されている。フューエルレール５１は、カバー凹部４１内に配置されたブラケットに支持されている。図１に示すように、フューエルレール５１の前側の部分には、燃料の圧力を検知する燃圧センサ５９が設けられている。燃圧センサ５９には、不図示の配線が接続される。

フューエルレール５１は、第１燃料配管５２を介して燃料ポンプ５と接続されている。燃料ポンプ５は、シリンダブロック２の左側側壁部２９（以下、第２左側側壁部２９という）に取付固定されている。図１～図３に示すように、燃料ポンプ５は、第６吸気ポート３１ｆの下側の位置に配置されている。このため、前後方向における燃料ポンプ５の近傍には、ヘッド側凹部３３が位置するようになる。燃料ポンプ５は、第２左側側壁部２９に取り付けられた状態で、上側に向かって第２左側壁部２９から離れるように傾斜している。燃料ポンプ５には、該燃料ポンプ５に燃料を供給するための第２燃料配管５４が接続されている。燃料ポンプ５と第２燃料配管５４との接続部５４ａは、燃料ポンプ５の前側に設けられている。

図２～図４に示すように、第１燃料配管５２と燃料ポンプ５との接続部５５は、燃料ポンプ５とエンジン１の左側側壁部との間の位置でかつ吸気ポート３１の下側の位置に位置する。具体的には、接続部５５は、第１左側側壁部３９と第２左側側壁部２９との境界付近と燃料ポンプ５との間に位置する。接続部５５は、前後方向においては、ヘッド側凹部３３の位置に位置している。接続部５５は、右側に向かって上側に傾斜した状態となっている。接続部５５の右側端部は、取付面３２の下端よりも右側に位置する。接続部５５は、フレアナットで構成されている。

図４及び図５に示すように、第１燃料配管５２は、接続部５５の位置からヘッド側凹部３３に向かうように、右側に向かって上側に傾斜して延びる下側傾斜部５２ａを有する。下側傾斜部５２ａは、吸気ポート３１よりも下側に位置する。下側傾斜部５２ａの左側端部は、取付面３２の下端部よりも右側に位置する。下側傾斜部５２ａの右側端部は、取付面３２の上側端部よりも右側に位置する。つまり、下側傾斜部５２ａは、全体が、取付面３２よりもエンジン１に近い側に位置する。第１燃料配管５２は、下側傾斜部５２ａの右側端部から上側に向かって延びる縦延び部５２ｂを有する。縦延び部５２ｂは、ヘッド側凹部３３内、つまり、第５吸気ポート３１ｅと第６吸気ポート３１ｆ（図２参照）との間の位置で、第１左側側壁部３９に沿って上側に向かって延びる。縦延び部５２ｂは、ヘッド側凹部３３の上下方向の中間まで延びている。第１燃料配管５２は、縦延び部５２ｂの上端部から左側かつ上側に向かって延びる上側傾斜部５２ｃを有する。上側傾斜部５２ｃは、吸気ポート３１の上端付近で、取付面３２よりも左側に位置する。第１燃料配管５２は、図１及び図２に示すように、上側傾斜部５２ｃの上端部からは、シリンダヘッド３及びヘッドカバー４を左側から迂回するように延びて、ヘッドカバー４の上側を右側に向かって延びた後、フューエルレール５１に接続される。

ヘッド側凹部３３内において、第１左側側壁部３９には、上側傾斜部５２ｃの位置において、右側に向かって窪んだ窪み部３３ａが形成されている。この窪み部３３ａは、上側傾斜部５２ｃを出来る限り右側、すなわち、取付面３２から遠い側に位置させるための窪みである。

ここで、本実施形態のように、第１燃料配管５２を吸気側の側部に配置した場合、車両の衝突時、特に前突時に、吸気マニホールドが変位して、第１燃料配管５２と干渉するおそれがある。吸気マニホールドと第１燃料配管５２とが干渉すると、第１燃料配管５２に荷重が入力されて、燃料ポンプ５と第１燃料配管５２との接続部分において、第１燃料配管５２が破損するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、第１燃料配管５２の一部、特に、燃料ポンプ５との接続部５５に近い部分を、前後方向に隣り合う吸気ポート３１の間でありかつ吸気ポート３１の取付面３２よりも右側の位置で、上下方向に延びるように配置した。特に、本実施形態では、第１燃料配管５２の縦延び部５２ｂを、前後方向に相隣接する吸気ポート３１の間に形成されたヘッド側凹部３３内に位置するようにした。これにより、吸気ポート３１における吸気マニホールドとの取付面３２よりも右側、すなわちエンジン１に近い側を通る。第１燃料配管５２が取付面３２よりもエンジン１に近い側に位置していれば、車両の衝突時に吸気マニホールドが変位したとしても、第１燃料配管５２と吸気マニホールドとが干渉しにくい。この結果、車両の衝突時に第１燃料配管５２が破損するのを抑制することができる。

特に、本実施形態では、エンジン１はエンジンルーム内に縦置きされており、ヘッド側凹部３３は、複数の吸気ポート３１のうち最も後側に位置する第６吸気ポート３１ｆと、該第６吸気ポート３１ｆに前後方向で相隣接する第５吸気ポート３１ｅとの間に形成されている。これにより、第１燃料配管５２をできる限り後側に配置することができる。これにより、前突時に第１燃料配管５２に衝突荷重が直接かかるのを出来る限り抑制することができる。

また、本実施形態では、ヘッド側凹部３３は、燃料ポンプ５の近傍位置に形成されている。これにより、燃料ポンプ５からヘッド側凹部３３に進入させるまでの第１燃料配管５２の長さを出来る限り短くすることができる。これにより、車両の衝突時において、第１燃料配管５２と吸気マニホールドとを干渉しにくくすることができ、車両の衝突時に第１燃料配管５２が破損するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１燃料配管５２と燃料ポンプ５との接続部５５は、燃料ポンプ５とエンジン１の左側側壁部との間に位置する。これにより、接続部５５と吸気マニホールドとの直接干渉を出来る限り抑制することができる。また、接続部５５とシリンダブロック２との間の距離が短くなることで、第１燃料配管５２をシリンダブロック２に出来る限り近い位置から延ばすことができる。これにより、車両の衝突時に第１燃料配管５２が破損するのをより効果的に抑制することができる。

特に、本実施形態では、接続部５５の右側端部は、取付面３２の下端よりも右側に位置する。これにより、第１燃料配管５２における吸気ポート３１の下側に位置する部分は、取付面３２の下端、すなわち、取付面３２のうち第１燃料配管５２の当該部分に最も近い部分よりも右側に位置するようになる。この結果、車両の衝突時に吸気マニホールドと第１燃料配管５２との干渉をより効果的に抑制することができ、第１燃料配管５２が破損するのをより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、第１燃料配管５２は、接続部５５の位置から右側に向かって、取付面３２よりも右側に延びた後、第５吸気ポート３１ｅ及び第６吸気ポート３１ｆの間を通るように上側に向かって延びている。吸気ポート３１の下側の位置においても、第１燃料配管５２をシリンダブロック２に出来る限り近い位置に配置することができる。これにより、車両の衝突時に第１燃料配管５２が破損するのをより効果的に抑制することができる。

特に、本実施形態では、第１燃料配管５２の下側傾斜部５２ａは、接続部５５の位置からヘッド側凹部３３に向かうように、右側に向かって上側に傾斜して延びている。これにより、接続部５５からヘッド側凹部３３に到達するまでの間の第１燃料配管５２の長さを出来る限り短くすることができる。この結果、車両の衝突時に吸気マニホールドと第１燃料配管５２との干渉をより効果的に抑制することができ、第１燃料配管５２が破損するのをより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、ヘッド側凹部３３内には、右側に向かって窪んだ窪み部３３ａが設けられている。これにより、第１燃料配管５２を、吸気ポート３１の取付面３２から出来る限り離すことができるため、車両の衝突時に第１燃料配管５２が破損するのをより効果的に抑制することができる。

ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、前述の実施形態では、第１燃料配管５２は、シリンダヘッド３における、気筒列方向に相隣接する吸気ポート３１の間に形成されたヘッド側凹部３３内で上下方向に延びていた。これに限らず、例えば、気筒列方向に相隣接する吸気ポート３１の間に上下方向に貫通する孔を設けて、第１燃料配管５２を、該孔を通すように配設してもよい。

また、前述の実施形態では、エンジン１は、エンジンルームに縦置きされていたが、気筒列方向が左右方向となるように、横置きにしてもよい。このときには、前後方向が所定方向に相当する。

また、前述の実施形態では、エンジン１は、６つの気筒を有するエンジンであったが、気筒数は７つ以上でも良いし、５つ以下でもよい。

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

ここに開示された技術は、直列に並ぶ複数の気筒を有するシリンダブロックと、シリンダブロックの上側に設けられたシリンダヘッドと、シリンダヘッドの上側に気筒列方向に沿って延びるようにフューエルレールが配設されたエンジンの側部構造として有用である。

１ エンジン
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
５ 燃料ポンプ
３１ 吸気ポート
３２ 取付面
３３ａ 窪み部
５１ フューエルレール
５５ 接続部

Claims (5)

1. 直列に並ぶ複数の気筒を有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの上側に設けられたシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの上側に前記気筒列方向に沿って延びるようにフューエルレールが配設されたエンジンの側部構造であって、
   前記シリンダヘッドにおける、気筒列方向と上下方向との両方に直交する所定方向の一側の部分に、前記複数の気筒に対応して前記気筒列方向に並んでそれぞれ設けられ、該各気筒にそれぞれ吸気を導入する複数の吸気ポートと、
   前記シリンダブロックにおける前記所定方向の前記一側の側壁部に取り付けられた燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプと前記フューエルレールとを接続する燃料配管と、を備え、
   前記各吸気ポートの前記所定方向の前記一側の面は、吸気マニホールドが取り付けられる取付面となっており、
   前記燃料配管は、前記吸気ポートの位置においては、前記気筒列方向に相隣接する前記吸気ポートの間でありかつ前記取付面よりも前記所定方向の他側の位置に位置するとともに、当該位置で上下方向に延びていることを特徴とするエンジンの側部構造。
2. 請求項１に記載のエンジンの側部構造において、
   前記燃料配管と前記燃料ポンプとの接続部は、該燃料ポンプと前記エンジンの前記一側の側壁部との間に位置することを特徴とするエンジンの側部構造。
3. 請求項２に記載のエンジンの側部構造において、
   前記燃料配管は、前記接続部の位置から前記所定方向の前記他側に向かって、前記取付面よりも前記他側に延びた後、前記隣り合う前記吸気ポートの間を通るように上側に延びていることを特徴とするエンジンの側部構造。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載のエンジンの側部構造において、
   前記気筒列方向における前記燃料ポンプの近傍において、隣り合う前記吸気ポートの間には、前記所定方向の前記他側に向かって凹む凹部が形成され、
   前記燃料配管は、前記凹部内を通って上側に向かって延びていることを特徴とするエンジンの側部構造。
5. 請求項４に記載のエンジンの側部構造において、
   前記凹部の底部には、前記所定方向の前記他側に向かって窪んだ窪み部が設けられていることを特徴とするエンジンの側部構造。
   

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