JP3846436B2

JP3846436B2 - Cylinder head structure of direct injection diesel engine

Info

Publication number: JP3846436B2
Application number: JP2003062891A
Authority: JP
Inventors: 直秀磯; 隆迫野; 良治阿部
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: DE602004008127D1; DE602004008127T2; EP1457657A3; EP1457657B1; EP1457657A2; JP2004270561A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒内に臨ませた噴射ノズルから極めて高い圧力状態の燃焼室に直接、燃料を噴射させるようにした直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド部の構造としては、例えば特許文献１に開示されるように、気筒中心線と略平行になるように配置した吸気及び排気弁を、それぞれスイングアーム式のロッカーアーム（以下、単にスイングアームともいう）を介してカムシャフトにより駆動するようにしたものがある。このものでは、吸気側及び排気側の２本のカムシャフトをシリンダヘッド上面に載置した別体のカムホルダーに保持することによって、該カムホルダーとヘッドボルトとの干渉の問題を回避している。
【０００３】
すなわち、一般的に直噴ディーゼルエンジンの燃焼圧は非常に高く、シリンダヘッドに加わる負荷も極めて大きいことから、副室式のものやガソリンエンジン等に比べて気筒毎のヘッドボルトの本数を多くしたり、或いは、より太いボルトを用いる必要があるが、この結果として、シリンダヘッドにおけるヘッドボルト貫通孔やそのボス部のためのスペースが大きくなって、カムホルダーを一体に設けるスペースが確保し難くなるのである。
【０００４】
また、特許文献２に開示される直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッドでは、ヘッドカバー（バルブカバー）の幅方向の略中央部に下方のシリンダヘッドに向かうように凹陥部を形成し、その底部を厚み方向に貫通する開口部に各気筒毎の噴射ノズルの上端側を挿通させるとともに、該各噴射ノズルに対応するように、ヘッドカバーの上面に前記凹陥部の付近から吸気側に向かって延びる溝部を形成し、そこに各気筒毎の燃料供給管を配置している。すなわち、ヘッドカバー上面を凹ませて燃料供給管の配置スペースとすることで、エンジン全高の増大を抑制するようにしている。
【０００５】
さらに、前記両文献に開示される直噴エンジンでは、いずれも、シリンダヘッドの外周から上方に延びるように周壁部が設けられていて、その周壁部上にヘッドカバーが取り付けられるようになっている。これは、直噴式のディーゼルエンジンの大きな燃焼音が噴射ノズル等を介してシリンダヘッドに伝達され、これによりエンジン上方への放射騒音が大きくなり易いことを考慮したものであり、ヘッドカバーに比べれば剛性の高い鋳造製シリンダヘッドの周壁部を高くして、その分、ヘッドカバーの表面積を小さくすることにより、放射音の低減を図るものである。
【０００６】
【特許文献１】
欧州特許出願公開第１０９４２１３号明細書
【０００７】
【特許文献２】
欧州特許第０８１９８４１号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献１に記載のものでは、スイングアームのエンドピボット部には油圧式のラッシュアジャスターが設けられている。これは、油圧力によってバルブクリアランスを自動調整するためのものであり、メンテナンスフリーになるという利点がある一方で、コスト高になってしまうのが難点である。この点について、近年、エンジンの動弁系全体の軽量化や潤滑部の材料置換、さらには潤滑に係る技術の進歩等によって動弁系摺動部分の耐摩耗性が向上しており、その分、バルブクリアランス調整の間隔が長くなったことから、再び機械式ラッシュアジャスターを採用しようという動向がある。
【０００９】
しかし、前記従来例（特許文献１，２）のようにシリンダヘッドの上部外周に高い周壁を設けた場合には、機械式アジャスターの調整作業が非常に困難なものとなる。すなわち、一般的に直噴ディーゼルエンジンの吸排気弁は気筒軸心に対して略平行に設けられるので、前者の文献の図５に示されるようにエンジン前後方向に見ると、スイングアームのエンドピボットはシリンダヘッド上の左右両側の周壁部近くに配置されることになり、このエンドピボットに機械式ラッシュアジャスターを配置すると、直近の周壁部が邪魔になってアジャスターの調整作業が極めて難しくなるのである。
【００１０】
本発明は、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、スイングアーム式動弁機構を備えたＤＯＨＣ直噴ディーゼルエンジンにおいて、そのコンパクト化の要請等に反することなく、スイングアームのエンドピボット部に機械式アジャスタ機構を備える場合でも、バルブクリアランスの調整作業を容易に行えるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、この発明では、直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド外周部とヘッドカバーとの間のシール部の位置、即ちシリンダヘッドの外周壁部の高さを所定以下とすることで、その直近に設けた機械式ラッシュアジャスタ機構の調整作業を容易に行えるようにした。
【００１２】
具体的に、請求項１の発明は、シリンダヘッドの各気筒中心部にインジェクターを立設するとともに、該インジェクターと略平行に吸気弁及び排気弁を配置して、それぞれ、スイングアーム式のロッカーアームを介してカムシャフトにより駆動するようにした直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド部構造を対象とする。
【００１３】
そして、前記吸気弁及び排気弁の各ロッカーアームのエンドピボットをそれぞれ気筒列方向に見てシリンダヘッドの左右両端側に位置付けるとともに、該各エンドピボットには各々機械式ラッシュアジャスタ機構を備える。また、前記吸気及び排気カムシャフトは、それぞれ気筒列方向に延びるように設けて、シリンダヘッドの上面に載置したカムホルダーにより回転自在に支承するとともに、そのカムホルダーは、気筒列方向に延びる本体部と、隣接する２つの気筒間で前記本体部から分岐して延びるように一体形成されたカムジャーナル部と、該カムジャーナル部の上部に取り付けられたカムキャップとからなるものとする。
【００１４】
さらに、前記シリンダヘッドの上部を覆うように取り付けたヘッドカバーの外周部には、該シリンダヘッドの外周部に設けた第１のシール面に当接させる第１のシール部を設ける一方、前記ヘッドカバーの中央寄りの部位には、前記カムホルダーの本体部上面と対向するようにして前記複数のインジェクターの貫通する開口部を気筒列方向に長く形成し、このインジェクター開口部の周縁部の下側に、前記カムホルダーの本体部上面に設けられた第２のシール面に当接される第２のシール部を設ける。そして、前記第１シール面を、前記カムホルダーのカムジャーナル部とカムキャップとの合わせ面よりも下方に位置づけるものとする。
【００１５】
その上で、前記複数のインジェクターは、それぞれ前記インジェクター開口部内でカムホルダーの本体部に対しクランプ部材を介してボルトにより固定するととものに、そのクランプ部材を、インジェクターをその軸心周りに位置決めして固定するように構成する。また、前記クランプ部材を固定するボルトの頭部を、インジェクター開口部内でヘッドカバー外部に露出させる一方、該ボルトの軸部はカムホルダーに設けた貫通孔を上下に貫通させて、その軸部の先端をシリンダーヘッドに設けたボルト孔に螺入させる。そして、前記ボルトの軸部に外挿させてクランプ部材とカムホルダーの本体部との間に介在させたワッシャに、該カムホルダーの本体部に当接する第１のシールリングと、前記ボルトの軸部外周とカムホルダーの貫通孔内周との間をシールする第２のシールリングとを配設する。
【００１６】
前記の構成により、まず、吸排気弁の弁間隙（バルブクリアランス）を調整するための機械式ラッシュアジャスタ機構を採用したことで、油圧式のものと比べてコストの低減が図られる。また、カムホルダーをシリンダヘッドとは別体のものとすることで、シリンダヘッド上でのヘッドボルトとの干渉の問題を考慮する必要がなくなり、レイアウトの自由度が高くなることによってシリンダヘッド、ひいてはエンジンのコンパクト化が可能になる。
【００１７】
さらに、前記シリンダヘッド外周の第１シール面の高さ、即ちシリンダヘッドの外周壁部の高さを、カムホルダーのカムジャーナル部とカムキャップとの合わせ面よりも低くしたことで、ディーゼルエンジンに特有の吸排気弁の直立配置に伴い、スイングアームのエンドピボット部、即ち前記機械式ラッシュアジャスタ機構が前記シリンダヘッド外周壁部の直近に位置することになっても、その外周壁部が低いのでアジャスタ機構の調整作業は容易に行える。
【００１８】
つまり、この発明によれば、直噴ディーゼルエンジンのコンパクト化を図りつつ、機械式ラッシュアジャスタ機構の採用によってコストを低減し、しかも、そのことによって吸排気弁のクリアランス調整が困難になることは回避できる。
【００１９】
その上に、前記の構成では、クランプ部材によってインジェクターをその軸心周りに位置決めして固定するようにしたから、マルチホールタイプのノズルを用いた場合でも、その噴孔をグロープラグの位置に対応して適切に位置付けることが可能になり、人為的な組み付けミスの発生を未然に防止して、エンジンの冷間始動性を確保することができる。
【００２０】
加えて、前記の構成では、前記インジェクターのクランプ部材をカムホルダーに固定するためのボルトの頭部がヘッドカバーの外部に露出しているので、そのボルトの締め付けを容易に行うことができ、インジェクタの取り付けに係る作業性が良好なものとなる。ここで、高圧の燃料を噴射する前記インジェクターの反力はかなり大きなものとなるので、これをカムホルダーに締結したのでは不十分であり、ボルトの軸部はカムホルダーを貫通させて、シリンダーヘッドに締結する必要があるが、そうすると、ボルトの軸部を伝ってエンジンオイルがヘッドカバー外に漏れ出る虞れがある。
【００２１】
これに対し、前記の構成では、前記ボルトの軸部に外挿させるワッシャをクランプ部材とカムホルダーの本体部との間に介在させて、このワッシャと前記カムホルダー本体部との間をシールするように第１のシールリングを設けるとともに、ボルトの軸部外周とカムホルダーの貫通孔内周との間をシールする第２のシールリングをさらに設ける、という２重のシール構造によって、エンジンオイルのリークを確実に防止することができる。
【００２２】
請求項２の発明では、ヘッドカバーの第２のシール部を、インジェクター開口部の周縁部から下方に延びる環状延出部の下端部に設けるとともに、該ヘッドカバーをシリンダヘッドに固定するための複数の締結部材を該ヘッドカバーの第１シール部に沿って配設し、この各締結部材による締結力を、前記第２シール部には締結部材を配設しなくても、当該第２シール部及びカムホルダーの第２シール面との間を油密に保持し得るように設定する。
【００２３】
このことで、まず、ヘッドカバーのインジェクター開口部の周縁から下方に延びる環状延出部を設けたことで、該開口部周縁の剛性を高めることができる。そして、ヘッドカバーをその外周部に配設した複数の締結部材によってシリンダヘッドに締結して、前記環状延出部の下端部をカムホルダーの本体部上面に十分に強い力で押しつけるようにすれば、第２シール部には締結部材を設けなくても、或いは締結部材の数を大幅に減らしても、第１及び第２シール部の両方を確実にシールすることが可能になる。
【００２４】
請求項３の発明では、前記請求項１又は２のいずれかの発明におけるヘッドカバーを、インジェクター開口部よりも吸気側寄りの部分が排気側寄りの部分よりも低くなるように形成して、その吸気側寄りの部分の上方に、エンジンのコモンレールから複数のインジェクターへ個別に燃料を供給する独立燃料管を配置した。このことで、ヘッドカバーの上方に独立燃料管を配置することによるエンジン全高の増大を抑制できる。
【００２５】
請求項４の発明では、前記請求項２又は３のいずれかの発明において、インジェクターから余剰の燃料を燃料供給系統に戻すための燃料戻し管を、ヘッドカバーのインジェクター開口部に沿って気筒列方向に延びるように配設した。このことで、各インジェクターを繋ぐ燃料戻し管のレイアウトが容易になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る筒内直噴式ディーゼルエンジン１を上方から見て示す平面図である。このエンジン１は、その本体部の長手方向であるエンジン前後方向（図の左右方向）に第１、第２、第３及び第４の４つの気筒２，２，…が前側（図の左側）から後側（図の右側）に向かって順番に並設された直列４気筒エンジンである。また、このエンジン１は、図示しない車両のエンジンルームに車体前後方向に延びるように縦置きに搭載されるものであり、その右側（図の上側）にはエンジン１の吸気系が、また、左側（図の下側）には排気系がそれぞれ設けられている。尚、この明細書中では、以下、原則として前記エンジン１の前後方向を単に前後方向と略称する。
【００２８】
すなわち、前記エンジン１の吸気側には、各気筒２内の燃焼室に吸気を供給するための吸気マニホールド３と、当該各気筒２毎のインジェクター４，４，…に高圧の燃料を分配して供給するためのコモンレール５とが配設されている。前記吸気マニホールド３は、エンジン前後方向に延びるように配置されて、図示しない独立吸気通路部を介して各気筒２に連通されるサージタンク部３ａと、その前端部から前方に向かってやや斜め外方に延びる円筒状の上流側吸気通路部３ｂとからなり、この吸気通路部３ｂの先端側には電動アクチュエータによって作動される吸気絞り弁６が配設されている。また、前記サージタンク部３ａの後端部には、ＥＧＲパイプ７によって還流される排気（ＥＧＲガス）の流量を調節するための電磁式のＥＧＲ弁８が配設されている。
【００２９】
前記インジェクター４，４，…はそれぞれ電磁作動式のものであり、詳しくは後述するが、各気筒２毎にその中心線ｚに沿うように配置されて（図２参照）シリンダヘッド１０に対し直立に支持されており、その先端の噴孔が気筒２内を臨む一方、図示しない電磁ソレノイドの収容されている基端側の部分は、シリンダヘッドカバー１１の幅方向の略中央部に形成された共通の開口部１２を貫通して、上方に突出している。
【００３０】
前記コモンレール５は、吸気マニホールド３のサージタンク部３ａの上方にエンジン前後方向に延びるように配置されていて、吸気マニホールド３の下方の高圧供給ポンプ（図示せず）から高圧燃料の供給を受ける一方、各気筒２毎に設けられた独立燃料管１３，１３，…によって前記インジェクター４，４，…にそれぞれ燃料を送給する。また、前記４つのインジェクター４，４，…の各基端部を繋いで、エンジン前後方向に長いヘッドカバー１１の開口部１２に沿って燃料戻し管１４が配設されており、この燃料戻し管１４によって各インジェクター４からの余剰の燃料が前記高圧供給ポンプよりも上流側の燃料供給系統に戻されるようになっている。
【００３１】
一方、前記エンジン１の排気側には、気筒２内の燃焼室から既燃ガスを排出するための排気マニホールド１５と、この排気マニホールド１５からの排気流を受けて駆動される排気過給機１６とが配設されている。この排気マニホールド１５は、シリンダヘッド１０の排気側側壁に近接してエンジン前後方向に延びるように配置され、その後端側のエンジン外方に前記排気過給機１６のタービン１６ａが取り付けられている。また、排気過給機１６は、前記タービン１６ａと同軸に設けられたコンプレッサ１６ｂにより吸気を圧縮して、図示しない吸気ダクトにより前記吸気マニホールド３に圧送するものである。
【００３２】
尚、図１に示す符号１７は、排気過給機１５による過給圧の上昇を制限するためのリリーフ弁である。また、符号１８は、前記排気マニホールド１５の上方に配設され、ＥＧＲパイプ７によって吸気系に還流される排気（ＥＧＲガス）を冷却するためのＥＧＲクーラである。さらに、符号１９は、図示しないベルト等を介してエンジン１のクランクシャフトにより駆動されるオルタネータである。
【００３３】
前記図２及び図３，４には、前記シリンダヘッド１０に搭載された動弁系の構成を示す。すなわち、まず、図３にのみ示すが、シリンダヘッド１０には各気筒２毎に吸気ポート２１及び排気ポート２２が２つずつ形成されていて（同図には１つずつ示す）、それら各ポート２１，２２，…が気筒２内の燃焼室に臨んで開口しており、この開口部が吸気及び排気弁２３，２３によって開閉されるようになっている。前記吸気及び排気弁２３，２３は気筒中心線ｚと略平行に、即ちインジェクター４とも略平行に配置されていて、それぞれ、コイルスプリング２４によって上方（弁を閉じる方向）に押圧付勢されている一方、スイングアーム式のロッカーアーム２５（以下、単にスイングアームともいう）を介してカムシャフト２６，２６により駆動されると、前記スプリング２４の押圧力に抗して押し下げられる。
【００３４】
前記各スイングアーム２５は、図示の如くエンジン前後方向に見て、左右方向（シリンダヘッド１０の幅方向）に延びるように配置されていて、その長手方向の両端部のうち、気筒２中心寄りの端部（図示の左側に位置する吸気側のものでは右端部であり、反対の排気側のものでは左端部である）が吸気及び排気弁２３，２３の軸端に連結される一方、反対側の端部はシリンダヘッド１０の左右両端側に位置して、それぞれエンドピボット２７により枢支されている。
【００３５】
より詳しくは、前記エンドピボット２７は、シリンダヘッド１０に固定されて上部に半球状の凹部を有する受部２７ａと、下端部に設けられた半球状の凸部が前記受部２７ａの凹部により摺動自在に保持された枢軸部２７ｂとからなり、この枢軸部２７ｂがスイングアーム２５の端部に形成された上下方向の貫通穴に螺入されて、ロックナット２８により締結されている。従って、そのロックナット２８を緩めて前記枢軸部２７ｂを軸心周りに回転させることで、スイングアーム２５の高さを調整することができ、このことで、吸気及び排気弁２３，２３の弁間隙（バルブクリアランス）を調整することができる。つまり、前記エンドピボット２７には、吸気及び排気弁２３，２３の弁間隙を調整するための機械式ラッシュアジャスタ機構が備えられている。
【００３６】
尚、前記図３にのみ示すが、各スイングアーム２３の長手方向略中央部には、カムシャフト２６の各カム山と摺接するようにローラーベアリング２９が配設されており、これにより、動弁系の摺動摩擦抵抗の低減が図られている。また、同図に仮想線で示す符号３０は、先端部が気筒２内の燃焼室に突出するように配設されたグロープラグである。さらに、前記図２及び図３において、符号ｗは、シリンダヘッド１０の内部に形成されたウォータジャケットである。
【００３７】
前記吸気及び排気カムシャフト２６，２６は、それぞれ、図４に示すようにエンジン前後方向に延びていて、シリンダヘッド１０のミドルデッキ上に載置されたカムホルダー３１により回転自在に支承されている（同図には、吸排気弁２３やスイングアーム２５等は省略して、カムシャフト２６，２６及びカムホルダー３１を示す）。このカムホルダー３１は、エンジン前後方向に延びるように形成された本体部３２と、この本体部３２の途中から左右両側（吸気及び排気側）に分岐して延びる計１０個のカムジャーナル部３３，３３，…と、該各カムジャーナル部３３の上部にそれぞれ取り付けられたカムキャップ３４，３４，…とからなる。
【００３８】
すなわち、前記カムホルダー３１の本体部３２及びカムジャーナル部３２，３２，…は、図５に単体で示すように一体に形成されたものであり、全体としては魚の骨のような形状をなす。そのカムホルダー本体部３２には、長手方向の略全体に亘って上面に開口する溝部３２ａが形成されるとともに、その溝部３２ａの底部を上下方向に貫通して、それぞれインジェクー４の挿通される４つの丸穴３５，３５，…（以下、インジェクタ挿通孔ともいう）が形成され、さらに、このインジェクタ挿通孔３５のエンジン後側には、後述するが、インジェクター４を固定するためのクランプ部材５７をシリンダヘッド１０に対して締結するボルト５８の貫通孔３６が形成されている。
【００３９】
また、前記溝部３２ａを除いたカムホルダー本体部３２の上面外周側は、前記図２及び図３に示すように、ヘッドカバー１１に配設されたシール部材３７（第２シール部）が当接するシール面３２ｂ（第２シール面）とされている。すなわち、ヘッドカバー１１に設けられたインジェクター開口部１２の周縁部は、該開口部１２の内側に向かって徐々に低くなるように傾斜していて、その下端部からさらに下方に延出するようにして、該開口部１２の略全周に亘る環状の延出部３８が形成され、この延出部３８の下端面に開口するように凹設された細溝に前記シール部材３７が埋設されている。言い換えると、前記開口部１２の周縁部の下側には、カムホルダー本体部３２のシール面３２ｂに当接されるようにシール部材３７が配設されている。
【００４０】
一方、前記複数のカムジャーナル部３３，３３，…は、前記図４に示すようにシリンダヘッド１０上に搭載された状態で、吸気側及び排気側に１つずつ対をなし、且つその吸気側及び排気側でそれぞれエンジン前後方向に５つずつ、間に各気筒２毎の２つのカム山を挟むようにして配置されている。これらの各ジャーナル部３３には、それぞれカムシャフト２６のジャーナル面を摺接状態で受けるジャーナル受け面の下半分が形成され、そこに取り付けられるカムキャップ３４には該ジャーナル受け面の上半分が形成されている。
【００４１】
尚、エンジン前端部に位置する吸気側及び排気側のジャーナル部３３，３３は、それ以外のものと比べて大きな下向きの荷重を受けることから、下側ジャーナル受け面の面積が特に大きくされるとともに、その上部に取り付けられるカムキャップ３４は吸気側及び排気側で一体とされている。
【００４２】
次に、前記カムシャフト２６やカムホルダー３１を取り除いて、シリンダヘッド１０のミドルデッキ上面を上方から見ると、図６に示すように、そのミドルデッキには、第１〜第４の各気筒２毎にその中心部に対応して上下に貫通するインジェクターホール４１，４１，…が形成され、これを囲むようにして、吸気及び排気弁２３，２３の各弁軸が挿通される貫通孔４２，４２，…が各気筒２毎に４つずつ形成されている。また、前記各インジェクータホール４１の後側には、それぞれ、インジェクター４のクランプ部材５７（図９参照）を締結するためのボルト５８の軸部が螺入されるボルト孔４３が開口している。
【００４３】
さらに、前記第１〜第４の各気筒２を取り囲むようにして、シリンダヘッド１０をシリンダブロック（図示せず）に締結するヘッドボルト４４，４４，…の貫通孔４５，４５，…（図２及び３を参照）が形成されている。このヘッドボルト４４，４４，…は第１〜第４の各気筒２を囲んで周方向に概ね同じ間隔となるよう６カ所に配置されていて、そのうちの気筒間に位置する２つのヘッドボルト４４，４４が隣り合う２つの気筒２で共用されている。
【００４４】
そして、図示の如くエンジン上方から見ると、前記隣り合う２つの気筒２，２間で共用されるヘッドボルト４４，４４やエンジン後端部に位置する２本のヘッドボルト４４，４４は、いずれも、カムホルダー３１のカムジャーナル部３３，３３，…が締結される締結座４６，４６，…に食い込むように配置されている。つまり、この実施形態では、シリンダヘッド１０のミドルデッキ上で気筒２間に位置するヘッドボルト貫通孔４５，４５，…がカムホルダー３１の締結座４６，４６，…と干渉しており、当該ミドルデッキ上にカムホルダー３１を一体形成するのは難しいことが分かる。
【００４５】
換言すれば、この実施形態のシリンダヘッド１０では、直噴ディーゼルエンジン１の高い燃焼圧を考慮して比較的多数のヘッドボルト４４，４４，…を用いており、そのためにヘッドボルト貫通孔４５やそのボス部の配置スペースが比較的大きくなっているにも拘わらず、これとは別体にカムホルダー３１を設けるようにしたことで、ミドルデッキ上でカムホルダー３１の取付座４６やヘッドボルト貫通孔４５のレイアウトの自由度が高くなり、それらをコンパクトなシリンダヘッド１０上に適切に配置することができるものである。
【００４６】
上述の如くエンジン１の動弁系が配設されたシリンダヘッド１０のミドルデッキは、前記図２，３に示すように、その上方をヘッドカバー１１により覆われて外部から遮蔽されている。すなわち、前記図４や図６にも示すように、シリンダヘッド１０の外周側には上方に延びる壁部４７が全周に亘って一体形成されていて、その周壁部４７の上端面に、ヘッドカバー１１の外周部から下方に垂下する周壁部５０の下端面が油密に接合されるようになっている。詳しくは、前記シリンダヘッド１０の周壁部４７の上端面には、ヘッドカバー１１の周壁部５０下端と接合されるシール面４７ａ（第１のシール面）が形成されるとともに、そのシール面４７ａに周方向に概ね一定の間隔を空けて開口する複数のボルト穴４８，４８，…が周壁部４７に沿って設けられている。
【００４７】
一方、前記ヘッドカバー１１の周壁部５０は、吸気側では外側ほど下方を向くように緩やかに湾曲して延びており、また、排気側及びエンジン後端側ではヘッドカバー１１の外周縁部から略直角に折れ曲がって下方に延びている。さらに、エンジン前端側の周壁部５０は、図７に示すように、カムホルダー３１前端のカムキャップ３４の外形状に対応するように切り欠かれていて、この部分では、前記周壁部５０の下端面が前記カムキャップ３４の上端面に接合されるようになる。このため、該カムキャップ３４の上端面とその左右両側に連続する両側面とには前記シリンダヘッド１０のシール面４７ａと同様のシール面が形成されている。
【００４８】
そして、前記図２，３に示すように、前記ヘッドカバー周壁部５０の下端面には、略全周に亘って細溝が凹設されていて、ここに埋設されたシール部材５１（第１シール部）がシリンダヘッド１０の周壁部４７上端のシール面４７ａに当接されている。つまり、ヘッドカバー１１外周の周壁部５０の下端には、シリンダヘッド１０側のシール面４７ａに当接されるようにシール部材５１が配設されている。また、図８に示すように、ヘッドカバー１１の外周部には、前記シリンダヘッド１０の周壁部４７のボルト穴４８，４８，…に対応するように複数のフランジ部５２，５２，…が形成され、この各フランジ部５２に各々上下方向に貫通する丸穴５３が形成されている。
【００４９】
そうして、前記図１〜３に示すように、前記ヘッドカバー１１が、その外周の周壁部５０をシリンダヘッド１０の周壁部４７に重ね合わせて取り付けられると、該ヘッドカバー周壁部５０の下端面とシリンダヘッド周壁部４７の上端面（第１シール面）４７ａとが接合されるとともに、当該ヘッドカバー１１外周の複数のフランジ部５２，５２，…にそれぞれ設けられた丸穴５３がシリンダヘッド１０外周の各ボルト穴４８に連通するようになる。また、同様にして、当該ヘッドカバー１１のインジェクター開口部１２周縁から下方に延出する環状延出部３８の下端面とカムホルダー本体部３２のシール面３２ｂ（第２シール面）とが接合される。この状態で、前記ヘッドカバー１１外周の各フランジ部５２，５２，…の丸穴５３，５３，…にそれぞれ上方からボルト５４，５４，…を挿通して、このボルト５４の軸部をボルト孔４８に螺入させることで、ヘッドカバー１１をシリンダヘッド１０に締結することができる。
【００５０】
換言すれば、この実施形態のシリンダヘッド１０では、ヘッドカバー１１の締結ボルト５４，５４，…（締結部材）を該ヘッドカバー１１外周の第１のシール部に沿うように配設しており、インジェクター開口部１２に沿う第２のシール部には配設していないが、そのように第２のシール部には締結部材を設けることなく、このシール部、即ち前記インジェクター開口部１２の周縁部とシリンダヘッド１０上のカムホルダー本体部３２のシール面３２ｂとの間をシール部材３７によって液密に保持し得るように、ヘッドカバー１１の外周に配設した複数のボルト５４，５４，…の締結力を所定以上に大きくなるように設定している。
【００５１】
こうすることで、ヘッドカバー１１の外周壁部５０とシリンダヘッド１０の外周壁部４７とを、その接合部（第１シール部）に配設した複数の締結ボルト５４，５４，…によって確実に接合させて、シール部材５１により油密に保持することができるとともに、該ヘッドカバー１１のインジェクター開口部１２周縁から下方に延びる環状延出部３８の下端部を、シリンダヘッド１０上に配設したカムホルダー本体部３２の上面に十分に強い力で押しつけて、その接合部（第２シール部）に配設したシール部材３７によって油密に保持することができる。尚、前記締結ボルト５４は、ヘッドカバー１１の周壁部５０の前側部分にも配設されており、これにより、該周壁部５０の前側部分と前端カムキャップ３４との間がシール部材５１により油密に保持されるようになる。
【００５２】
そして、この実施形態に係るシリンダヘッド１０の最も大きな特徴として、前記図２及び図３に示すように、シリンダヘッド１０とヘッドカバー１１とをその外周側で接合する第１シール部の高さ、即ち、シリンダヘッド１０の外周壁部４７の高さは、該周壁部４７の直近に配設されているエンドピボット２７の機械式ラッシュアジャスタ機構の調整作業を邪魔しないよう、所定以下に設定されている。すなわち、この実施形態では、前記周壁部４７のシール面４７ａの高さを、カムホルダー３１のカムジャーナル部３３，３３，…とカムキャップ３４，３４，…との合わせ面よりも低く設定している。
【００５３】
より詳しくは、前記図３にのみ示すが、前記周壁部４７の高さは吸気側及び排気側で略等しく、それぞれ、近接するスイングアーム２５のエンドピボット２７の枢軸部２７ｂに螺合するロックナット２８よりも低くなっている。このことで、前記シリンダヘッド１０からヘッドカバー１１を取り外せば、吸気側及び排気側の各エンドピボット２７の枢軸部２７ｂ上端側及びロックナット２８がシリンダヘッド１０の周壁部４７上面よりも上方に突出することになり、そのロックナット２８を緩めたり、枢軸部２７ｂを回転させたりして、スイングアーム２５の高さを調整することが容易に行える。つまり、エンドピボット２７の機械式ラッシュアジャスタ機構を用いたバルブクリアランスの調整作業が容易に行える。
【００５４】
ところで、前記ヘッドカバー１１には、前記図２，３及び図８にも示すように、インジェクター開口部１２よりも排気側寄りの部位において、エンジン前後方向の中間部位（図の例では第１及び第２気筒２，２の略中央部）からエンジン後側にかけて一段、高くなるように上方に膨出した第１の膨出部１１ａと、エンジン後端側において当該第１の膨出部５５からさらに一段、高くなるように上方に膨出した第２の膨出部１１ｂとが設けられ、それらの内部には図示しないがオイルセパレータ室が形成されている。
【００５５】
このことを言い換えると、ヘッドカバー１１のインジェクター開口部１２よりも吸気側寄りの部分は、排気側寄りの部分よりも低くなっていて、図２に仮想線で示すように、その吸気側寄りの部分の上方にコモンレール５から各インジェクター４への独立燃料管１３が配置されている。つまり、ヘッドカバー１１の中でも比較的、低い部位の上方に独立燃料管１３を配置するようにしているので、その独立燃料管１３の配置に起因するエンジン全高の増大を抑制できる。
【００５６】
（インジェクターの支持構造）
次に、前記シリンダヘッド１０におけるインジェクター４，４，…の支持構造について、前記図２及び図９，１０に基づいて詳細に説明すると、まず、上述したように、各気筒２毎のインジェクター４は、それぞれ、カムホルダー３１の本体部３２に形成されたインジェクタ挿通孔３５とその下方に連通するインジェクタホール４１に上方から挿通されて、気筒中心線ｚに沿うように配置され、その状態で、前記カムホルダー本体部３２に対してクランプ部材５７によって固定されている。このクランプ部材５７は、カムホルダー本体部３２の溝部３２ａ内にその長手方向に延びるように収容されていて、上下方向に貫通するボルト５８により、前記カムホルダー本体部３２を介してシリンダヘッド１０のミドルデッキ上に締結されている。
【００５７】
また、前記クランプ部材５７の長手方向の先端側は二股状に分かれて２本の爪部５７ａ，５７ａが形成されており、この２本の爪部５７ａ，５７ａの間に挟持したインジェクター４を下向きに押さえ付けて、保持するようになっている。すなわち、前記インジェクター４は、全体として円筒状をなすとともに、その長手方向の中間部には断面が略矩形状となるように凹んだ細頸部４ａが形成されていて、この細頸部４ａが前記クランプ部材５７の爪部５７ａ，５７ａによって挟持される。
【００５８】
そのように、インジェクター４の細頸部４ａをクランプ部材５７の爪部５７ａ，５７ａにより挟持することで、該インジェクター４の軸心周りの回動変位を阻止することができる。すなわち、前記インジェクター４をカムホルダー本体部３２の上方からシリンダヘッド１０に取り付けて、前記クランプ部材５７によって固定すれば、そのことによって該インジェクター４の軸心周りの位置決めがなされる。
【００５９】
ここで、この実施形態のエンジン１では、前記インジェクター４として、その先端のノズルに複数の噴孔を有する周知のマルチホールタイプのものを用いており、その噴孔のうちのいずれかをグロープラグ３０に対して適切な位置に開口させる必要がある。すなわち、一般に、混合気を自己着火により燃焼させるディーゼルエンジンの場合は、所定の低温環境下での冷間始動性を確保するためにグロープラグを備えており、気筒２内の燃焼室に突き出したグロープラグの先端部に燃料噴霧の一部を直接的に接触させることで、低温環境下でも確実な自着火を可能としている。
【００６０】
このことから、この実施形態のようにマルチホールタイプのインジェクター４を用いる場合には、その噴孔のうちのいずれかからの燃料噴霧が前記グロープラグ３０の先端部（図２参照）に接触するよう、該インジェクター４をその軸心周りに位置決めしなくてはならず、この点で、前記のようなクランプ部材５７を用いることが極めて有効である。つまり、この実施形態では、各気筒４毎のインジェクター４をそれぞれクランプ部材５７によって位置決めして固定するようにしたことで、組み付け時の人為的なミスの発生を未然に防止して、エンジンの良好な冷間始動性を確保することができる。
【００６１】
前記図９に示すように、前記クランプ部材５７を固定するボルト５８の頭部は、ヘッドカバー１１のインジェクター開口部１２内に位置し、当該ヘッドカバー１１の外部に露出している。一方、そのボルト５８の軸部は、前記クランプ部材５７の長手方向略中央部を上下方向に貫通する丸穴５７ｂに上方から挿通され、その丸穴５７ｂに連通するカムホルダー本体部３２のボルト貫通孔３６を貫いて、ヘッドカバー１１の内部に位置し、このボルト５８の軸部の先端側が、シリンダヘッド１０のミドルデッキ上面に開口するボルト孔４３に螺入されている。
【００６２】
そのようにボルト５８の頭部がヘッドカバー１１の外部に露出しているため、ボルト５８の締め付け作業を容易に行うことができ、このことでインジェクター４の取り付けに係る作業性が良好なものとなる。一方で、ボルト５８の軸部はカムホルダー本体部３２を貫通させて、シリンダーヘッド１０に締結しているので、高圧の燃料噴射によるインジェクター４の反力がかなり大きなものであっても、該インジェクター４２を確実に保持することができる。
【００６３】
但し、そのようなボルト５８の配設構造においては、当該ボルト５８の軸部を伝ってエンジンオイルがヘッドカバー１１の内部から外部に漏れ出る虞れがあるので、この実施形態では、当該ボルト５８の軸部の所定位置にワッシャ５９を外挿するとともに、このワッシャ５９を利用して２カ所にシールリング６０，６１を配設することにより、前記のようなオイルリークの問題を解消している。
【００６４】
すなわち、前記ワッシャ５９は、図１０に拡大して示すように、ボルト５８の軸部外周面に遊嵌される円筒部５９ａと、該円筒部５９ａの一方の端部から外方に拡がる鍔部５９ｂとからなり、その鍔部５９ｂにはゴム製の第１シールリング６０が例えば加硫接着により一体的に設けられており、また、前記円筒部５９ａの他方の端部にも同様にしてゴム製の第２シールリング６１が設けられている。そして、前記図９に示すように、前記ワッシャ５９をボルト５８の軸部に外挿させて、クランプ部材５７の下面とカムホルダー本体部３２の溝部３２ａの底面との間に介在させることで、該溝部３２ａの底面とワッシャ５９の鍔部５９ｂの下面との間（図の上下方向の間隙）が前記第１シールリング６０により油密に保持されるとともに、前記カムホルダー本体部３２に形成されたボルト貫通孔３６の内周面とボルト５８の軸部外周面との間（図の左右方向の間隙）が前記第２シールリング６１により油密に保持される。
【００６５】
すなわち、前記第１シールリング６０によってボルト５８の軸心方向の間隙をシールするとともに、第２シールリング６１によってボルト５８の径方向の間隙をシールするという、２重のシール構造とすることで、各部の公差や組み付け誤差等によっていずれかのシールリングによるシール性が低下したとしても、ヘッドカバー１１外へのエンジンオイルの漏出を確実に防止することができる。
【００６６】
したがって、この実施形態に係る直噴ディーゼルエンジン１のシリンダヘッド部構造によると、ミドルデッキ上に吸気及び排気カムシャフト２６，２６を独立して備え、該各カムシャフト２６によりそれぞれスイングアーム２５を介して吸気及び排気弁２３，２３を駆動するようにしたＤＯＨＣ直噴ディーゼルエンジン１において、まず、前記カムシャフト２６，２６を保持するカムホルダー３１をシリンダヘッド１０とは別体のものとして、ヘッドボルト４４等との干渉の問題を解消したことで、シリンダヘッド１０、ひいてはエンジン１のコンパクト化が可能になる。
【００６７】
また、前記吸排気弁２３，２３をそれぞれ駆動するスイングアーム２５，２５の各エンドピボット２７に機械式の位置調整機構（機械式ラッシュアジャスタ機構）を設けて、バルブクリアランスの調整を行うようにしたので、油圧式のラッシュアジャスターを採用する場合に比べて、コストの低減が図られる。
【００６８】
さらに、直噴ディーゼルエンジンに特有の吸排気弁２３，２３の直立配置に伴い、各スイングアーム２５のエンドピボット２７がシリンダヘッド１０外周の周壁部４７の直近に位置することを考慮して、この周壁部４７の高さを所定以下としたことで、前記機械式ラッシュアジャスタ機構によるバルブクリアランス調整の作業を容易に行える。
【００６９】
つまり、この発明によれば、直噴ディーゼルエンジンのコンパクト化を図りつつ、機械式ラッシュアジャスタ機構の採用によってコストを低減することができ、しかも、そのことによって吸排気弁のクリアランス調整作業が困難なものとなることは回避することができる。
【００７０】
尚、この実施形態では、本発明に係るシリンダヘッド部構造を、車両のエンジンルームに縦置きに搭載する直列４気筒ディーゼルエンジンに適用しているが、これに限るものではなく、本発明は、エンジンルームに横置きに搭載する直噴ディーゼルエンジンにも適用できるし、例えば３気筒又は５気筒以上の直列型直噴ディーゼルエンジン、或いは、片バンクに３つ以上の気筒が直列に並ぶＶ型の直噴ディーゼルエンジンにも適用できる。
【００７１】
また、前記実施形態の直噴ディーゼルエンジン１のシリンダヘッド１０では、熱負荷の低減を図るために、ウォータジャケットｗ内の冷却水の流れを各気筒２の天井部に向かうよう下向きに指向させるようにしている。すなわち、図１１にシリンダヘッド１０の水平断面を示し、また、図１２には第３及び第４気筒２，２間のシリンダヘッド１０の横断面を示すように、ウォータジャケットｗの内部には隣り合う２つの気筒２，２間でシリンダヘッド１０のミドルデッキとロワデッキとを連結する補強ビーム６２が設けられており、この補強ビーム６２の左右両側にはそれぞれ左右方向に延びる一対のリブ６３，６３がミドルデッキから下方に延出して設けられている。
【００７２】
前記のように隣り合う気筒２，２間にリブ６３，６３が設けられていることで、ウォータジャケットｗ内をエンジン後端から前端に向かう冷却水の流れ（図１１に太線の矢印で示す）が気筒２，２間で下向きに指向されて、各気筒２の天井部に向かうようになる。このことで、特に熱負荷の大きい各気筒２天井部の冷却効率を高めることができる。
【００７３】
一方で、そのようにすると、ウォータジャケットｗの上側部分の冷却水の流れがリブ６３により遮られることになるから、その冷却水中に含まれる気泡がリブ６３の付近に溜まって、その付近の冷却効率を局所的に低下させるという問題を生じる虞れがある。この点について、前記実施形態のエンジン１のシリンダヘッド１０では、図示の如くリブ６３の上流側と下流側とを連通するバイパス通路６４が形成されており、この通路６４によって冷却水中の気泡をリブ６３の上流側から下流側に流すことで、ウォータジャケットｗ内の気泡の滞留を防止することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願の請求項１の発明に係る直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド部構造によると、各気筒毎の吸気及び排気弁をスイングアームにより駆動するようにしたＤＯＨＣ直噴ディーゼルエンジン１において、カムホルダーをシリンダヘッドとは別体に設けるとともに、前記スイングアームのエンドピボット部に機械式ラッシュアジャスタ機構を備え、その直近に位置する周壁部の高さを前記カムホルダーのカムジャーナル部とカムキャップとの合わせ面よりも下方に位置づけたことで、エンジンのコンパクト化とコスト低減とを図りつつ、そのことによってバルブクリアランスの調整作業が困難になることを回避できる。
【００７５】
さらに、インジェクターを固定するためのクランプ部材によって、該インジェクターを軸心周りに位置決めできるようにしたので、マルチホールタイプのノズルを用いた場合でも人為的な組み付けミスの発生を予防して、エンジンの冷間始動性を確保することができる。
【００７６】
加えて、クランプ部材の固定ボルトの頭部をヘッドカバーの外部に露出させることで、そのボルトの締め付けを容易に行えるとともに、当該ボルトの軸部に外挿させたワッシャに第１及び第２の２つのシールリングを備えた２重のシール構造によって、エンジンオイルの漏出を確実に防止することができる。
【００７７】
請求項２の発明によると、シリンダヘッド及びヘッドカバーの外周側に設けた第１のシール部を複数の締結部材によって締結する一方、該ヘッドカバーのインジェクター開口部周縁から下方に延びるように環状の延出部を形成して、その部分の剛性を高めることにより、この環状延出部の下端部をカムホルダーの本体部上面に十分に強い力で押しつけることが可能となり、この部分には締結部材を設けなくても、或いは締結部材の数を大幅に減らしても、確実なシールを行える。
【００７８】
請求項３の発明によると、ヘッドカバーの吸気側寄りの部分を相対的に低くして、そこに独立燃料管を配置することにより、独立燃料管の配置によるエンジン全高の増大を抑制することができる。
【００７９】
請求項４の発明によると、ヘッドカバーのインジェクター開口部に沿って、各気筒毎のインジェクターを繋ぐ燃料戻し管を容易にレイアウトできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る筒内直噴式ディーゼルエンジンを上方から見て示す平面図である。
【図２】エンジン前方から見て、インジェクターを中心にシリンダヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】エンジン前方から見て、動弁系を中心にシリンダヘッドの構成を示す断面図である。
【図４】ヘッドカバーを取り外し、スイングアーム等を省略してシリンダヘッドの構成を示す上面図である。
【図５】カムホルダーの構成を示す部品図である。
【図６】カムシャフト及びカムホルダーを取り外して、シリンダヘッドのミドルデッキの構成を示す図４相当図である。
【図７】エンジン前端部におけるシリンダヘッドとヘッドカバーとの組み付け状態を示す説明図である。
【図８】ヘッドカバーを上方から見た部品図である。
【図９】シリンダヘッドに対するインジェクターの支持構造を示す拡大断面図である。
【図１０】ボルトに外挿されるワッシャの構造を示す正面図(a)及び底面図(b)である。
【図１１】シリンダヘッドのウォータジャケットの概略構造を示す水平断面図である。
【図１２】ウォータジャケット内で気筒間に設けられたリブをエンジン前方から見て示すシリンダヘッドの横断面図である。
【符号の説明】
１エンジン
２シリンダ（気筒）
４インジェクター
５コモンレール
１０シリンダヘッド
１１ヘッドカバー
１２インジェクター開口部
１３独立燃料管
１４燃料戻し管
２３吸気弁、排気弁
２５スイングアーム（ロッカーアーム）
２６カムシャフト
２７エンドピボット
２７ｂ枢軸部（機械式ラッシュアジャスタ機構）
２８ロックナット（機械式ラッシュアジャスタ機構）
３１カムホルダー
３２本体部
３２ｂシール面（第２のシール面）
３３カムジャーナル部
３４カムキャップ
３５インジェクター貫通孔
３６ボルト貫通孔
３７シール部材（第２のシール部）
３８ヘッドカバーの環状延出部
４３シリンダヘッドのボルト孔
４４ヘッドボルト
４７シリンダヘッドの外周壁部
４７ａシール面（第１のシール面）
５０ヘッドカバーの外周壁部
５１シール部材（第１のシール部）
５４ボルト（締結部材）
５７クランプ部材
５８ボルト
５９ワッシャ
６０第１のシールリング
６１第２のシールリング
ｚ気筒中心線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a structure of a cylinder head portion of a direct injection diesel engine in which fuel is directly injected from an injection nozzle facing a cylinder into a combustion chamber in an extremely high pressure state.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as a structure of a cylinder head portion of this type of direct injection diesel engine, for example, as disclosed in Patent Document 1, an intake and an exhaust valve arranged so as to be substantially parallel to a cylinder center line are respectively swung. Some are driven by a camshaft via an arm-type rocker arm (hereinafter also simply referred to as a swing arm). In this case, the problem of interference between the cam holder and the head bolt is avoided by holding the two camshafts on the intake side and the exhaust side on separate cam holders mounted on the upper surface of the cylinder head. .
[0003]
  In other words, since the combustion pressure of a direct injection diesel engine is generally very high and the load applied to the cylinder head is extremely large, the number of head bolts per cylinder is increased compared to the sub-chamber type and gasoline engines. Or thicker bolts need to be used, but as a result, the space for the head bolt through hole and its boss portion in the cylinder head becomes large, and it is difficult to secure a space for integrally installing the cam holder. It is.
[0004]
  Further, in the cylinder head of the direct injection diesel engine disclosed in Patent Document 2, a concave portion is formed at a substantially central portion in the width direction of the head cover (valve cover) so as to go to the lower cylinder head, and the bottom portion is formed in the thickness direction. The upper end side of the injection nozzle for each cylinder is inserted into the opening penetrating the cylinder, and a groove portion extending from the vicinity of the recessed portion toward the intake side is formed on the upper surface of the head cover so as to correspond to each injection nozzle. The fuel supply pipe for each cylinder is arranged there. In other words, the upper surface of the head cover is recessed to provide an arrangement space for the fuel supply pipe, thereby suppressing an increase in the overall engine height.
[0005]
  Further, in each of the direct injection engines disclosed in both documents, a peripheral wall portion is provided so as to extend upward from the outer periphery of the cylinder head, and a head cover is attached on the peripheral wall portion. This is because the loud combustion noise of a direct injection type diesel engine is transmitted to the cylinder head via an injection nozzle or the like, and this tends to increase the radiated noise above the engine, which is more rigid than the head cover. The radiated sound is reduced by increasing the peripheral wall portion of the high cast cylinder head and reducing the surface area of the head cover correspondingly.
[0006]
[Patent Document 1]
        European Patent Application No. 1094213
[0007]
[Patent Document 2]
        European Patent No. 0819841
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, in the thing of the said patent document 1, the hydraulic lash adjuster is provided in the end pivot part of the swing arm. This is for automatically adjusting the valve clearance by the oil pressure, and has the advantage of being maintenance-free, but it is difficult to increase the cost. In recent years, the wear resistance of the sliding part of the valve system has been improved by reducing the weight of the entire valve system of the engine, replacing the material of the lubrication part, and improving the technology related to lubrication. There is a trend to adopt the mechanical lash adjuster again because the interval of valve clearance adjustment has become longer.
[0009]
  However, when a high peripheral wall is provided on the upper outer periphery of the cylinder head as in the conventional example (Patent Documents 1 and 2), the adjustment work of the mechanical adjuster becomes very difficult. That is, since the intake and exhaust valves of a direct injection diesel engine are generally provided substantially parallel to the cylinder axis, when viewed in the longitudinal direction of the engine as shown in FIG. 5 of the former document, the end pivot of the swing arm Will be placed near the peripheral wall on both the left and right sides of the cylinder head. If a mechanical lash adjuster is placed on this end pivot, the adjustment work of the adjuster will be extremely difficult because the nearest peripheral wall will be in the way. .
[0010]
  The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is a DOHC direct-injection diesel engine equipped with a swing arm type valve operating mechanism, without violating the demand for compactness, etc. Even when a mechanical adjuster mechanism is provided at the end pivot portion of the swing arm, the valve clearance adjustment work can be easily performed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, in the present invention, by setting the position of the seal portion between the cylinder head outer peripheral portion of the direct injection diesel engine and the head cover, that is, the height of the outer peripheral wall portion of the cylinder head to a predetermined value or less, Adjustment work of the mechanical lash adjuster mechanism provided in the immediate vicinity can be easily performed.
[0012]
  Specifically, according to the first aspect of the present invention, an injector is erected at the center of each cylinder of a cylinder head, and an intake valve and an exhaust valve are disposed substantially in parallel with the injector, respectively, and a swing arm type rocker arm is provided. The cylinder head part structure of the direct-injection diesel engine made to drive with a camshaft via is provided.
[0013]
  The end pivots of the rocker arms of the intake valve and the exhaust valve are positioned on the left and right ends of the cylinder head when viewed in the cylinder row direction, and each end pivot is provided with a mechanical lash adjuster mechanism. The intake and exhaust camshafts are provided so as to extend in the cylinder row direction, and are rotatably supported by a cam holder placed on the upper surface of the cylinder head, and the cam holder extends in the cylinder row direction. And a cam journal portion integrally formed to extend from the main body portion between two adjacent cylinders, and a cam cap attached to an upper portion of the cam journal portion.
[0014]
  Furthermore, a first seal portion that is in contact with a first seal surface provided on the outer peripheral portion of the cylinder head is provided on the outer peripheral portion of the head cover that is attached so as to cover the upper portion of the cylinder head. The central portion is provided with openings through which the plurality of injectors pass so as to face the upper surface of the main body of the cam holder.Longer in the cylinder row directionA second seal portion that is formed and is in contact with a second seal surface provided on the upper surface of the main body of the cam holder is provided below the peripheral edge of the injector opening. The first seal surface is positioned below the mating surface between the cam journal portion and the cam cap of the cam holder.
[0015]
  In addition, each of the plurality of injectors is fixed to the main body portion of the cam holder by a bolt via a clamp member in the injector opening, and the injector is positioned around the axis of the clamp member. To be fixed. In addition, the head of the bolt that fixes the clamp member is connected to the head cap within the injector opening. While being exposed to the outside of the bar, the shaft portion of the bolt vertically penetrates a through hole provided in the cam holder, and the tip of the shaft portion is screwed into the bolt hole provided in the cylinder head. And a first seal ring that abuts against the main body of the cam holder, a washer inserted between the clamp member and the main body of the cam holder, and a shaft of the bolt. A second seal ring is provided for sealing between the outer periphery of the part and the inner periphery of the through hole of the cam holder.
[0016]
  With the above-described configuration, first, a mechanical lash adjuster mechanism for adjusting the valve clearance (valve clearance) of the intake / exhaust valves is adopted, so that the cost can be reduced as compared with the hydraulic type. Also, by making the cam holder separate from the cylinder head, there is no need to consider the problem of interference with the head bolt on the cylinder head, and the freedom of layout increases, so the cylinder head and thus The engine can be made compact.
[0017]
  Further, the height of the first seal surface on the outer periphery of the cylinder head, that is, the height of the outer peripheral wall portion of the cylinder head is made lower than the mating surface between the cam journal portion of the cam holder and the cam cap, so that Even if the end pivot part of the swing arm, that is, the mechanical lash adjuster mechanism is located in the immediate vicinity of the cylinder head outer peripheral wall part due to the upright arrangement of the specific intake and exhaust valves, the outer peripheral wall part is low. Adjustment of the adjuster mechanism can be performed easily.
[0018]
  In other words, according to the present invention, while reducing the size of the direct injection diesel engine, it is possible to reduce the cost by adopting a mechanical lash adjuster mechanism, and to avoid the difficulty in adjusting the clearance of the intake and exhaust valves. it can.
[0019]
  In addition, in the above configuration, the injector is positioned and fixed around the axis by the clamp member, so even when a multi-hole type nozzle is used, the nozzle hole corresponds to the position of the glow plug. Thus, it is possible to appropriately position the engine, and it is possible to prevent the occurrence of an artificial assembly error and to ensure the cold startability of the engine.
[0020]
  In addition, in the above configuration, since the head of the bolt for fixing the injector clamp member to the cam holder is exposed to the outside of the head cover, the bolt can be easily tightened. The workability related to the mounting is improved. Here, since the reaction force of the injector for injecting high-pressure fuel becomes considerably large, it is not sufficient to fasten this to the cam holder. The bolt shaft penetrates the cam holder and the cylinder head In this case, engine oil may leak out of the head cover along the bolt shaft.
[0021]
  On the other hand, in the above-described configuration, a washer that is externally inserted into the shaft portion of the bolt is interposed between the clamp member and the main body portion of the cam holder, and the gap between the washer and the cam holder main body portion is sealed. A double seal structure that provides a first seal ring and a second seal ring that seals between the outer periphery of the shaft portion of the bolt and the inner periphery of the through hole of the cam holder. Leakage can be reliably prevented.
[0022]
  In the invention of claim 2, the second seal portion of the head cover is provided at the lower end portion of the annular extending portion extending downward from the peripheral portion of the injector opening, and a plurality of fastenings for fixing the head cover to the cylinder head A member is disposed along the first seal portion of the head cover, and the fastening force by each of the fastening members can be determined by the second seal portion and the cam holder without the fastening member being disposed on the second seal portion. The second sealing surface is set so as to be oil-tight.
[0023]
  Thus, first, by providing an annular extension extending downward from the periphery of the injector opening of the head cover, the rigidity of the periphery of the opening can be increased. Then, the head cover is fastened to the cylinder head by a plurality of fastening members disposed on the outer peripheral portion thereof, and the lower end portion of the annular extending portion is pressed against the upper surface of the main body of the cam holder with a sufficiently strong force. Even if the second seal portion is not provided with a fastening member or the number of fastening members is greatly reduced, both the first and second seal portions can be reliably sealed..
[0024]
  Claim3In the invention of claim1 or 2ofAnyThe head cover according to the invention is formed so that the portion closer to the intake side than the injector opening is lower than the portion closer to the exhaust side, and is individually provided from the common rail of the engine to a plurality of injectors above the portion closer to the intake side. An independent fuel pipe for supplying fuel was arranged. As a result, an increase in the overall engine height due to the arrangement of the independent fuel pipe above the head cover can be suppressed.
[0025]
  Claim4In the invention of claim2 or 3In any of the inventions, a fuel return pipe for returning surplus fuel from the injector to the fuel supply system is disposed so as to extend in the cylinder row direction along the injector opening of the head cover. This facilitates the layout of the fuel return pipe that connects the injectors..
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
  FIG. 1 is a plan view showing an in-cylinder direct injection diesel engine 1 according to an embodiment of the present invention as viewed from above. In the engine 1, the first, second, third, and fourth four cylinders 2, 2,... Are in front (left side in the figure) in the longitudinal direction of the main body (the left and right direction in the figure). Are in-line four-cylinder engines arranged in order from the rear toward the rear (the right side in the figure). The engine 1 is mounted vertically in an engine room of a vehicle (not shown) so as to extend in the longitudinal direction of the vehicle body. The intake system of the engine 1 is on the right side (upper side in the figure), and the left side An exhaust system is provided on each (lower side of the figure). In the following description, the front-rear direction of the engine 1 is simply abbreviated as the front-rear direction in principle.
[0028]
  That is, on the intake side of the engine 1, high-pressure fuel is distributed to the intake manifold 3 for supplying intake air to the combustion chamber in each cylinder 2 and the injectors 4, 4,. A common rail 5 for supply is provided. The intake manifold 3 is disposed so as to extend in the longitudinal direction of the engine, and includes a surge tank portion 3a that communicates with each cylinder 2 via an independent intake passage portion (not shown), and a slightly obliquely outwardly forward front end portion. An intake throttle valve 6 that is actuated by an electric actuator is disposed at the front end side of the intake passage portion 3b. An electromagnetic EGR valve 8 for adjusting the flow rate of exhaust gas (EGR gas) recirculated by the EGR pipe 7 is disposed at the rear end portion of the surge tank portion 3a.
[0029]
  The injectors 4, 4,... Are electromagnetically actuated, and will be described in detail later, but are arranged along the center line z of each cylinder 2 (see FIG. 2) and stand upright with respect to the cylinder head 10. The nozzle hole at the tip of the cylinder 2 faces the inside of the cylinder 2, while the base end side portion in which an electromagnetic solenoid (not shown) is accommodated is formed in a substantially central portion in the width direction of the cylinder head cover 11. And projecting upward.
[0030]
  The common rail 5 is disposed above the surge tank portion 3a of the intake manifold 3 so as to extend in the longitudinal direction of the engine, and receives supply of high-pressure fuel from a high-pressure supply pump (not shown) below the intake manifold 3. The fuel is fed to the injectors 4, 4,... By the independent fuel pipes 13, 13,. Further, a fuel return pipe 14 is disposed along the opening 12 of the head cover 11 that is long in the longitudinal direction of the engine, connecting the base ends of the four injectors 4, 4,. Thus, surplus fuel from each injector 4 is returned to the fuel supply system upstream of the high-pressure supply pump.
[0031]
  On the other hand, on the exhaust side of the engine 1, an exhaust manifold 15 for discharging burned gas from the combustion chamber in the cylinder 2 and an exhaust supercharger 16 driven by receiving an exhaust flow from the exhaust manifold 15 are provided. Are arranged. The exhaust manifold 15 is disposed so as to extend in the longitudinal direction of the engine near the exhaust side wall of the cylinder head 10, and the turbine 16 a of the exhaust supercharger 16 is attached to the outside of the engine on the rear end side. The exhaust supercharger 16 compresses intake air by a compressor 16b provided coaxially with the turbine 16a, and pumps the intake air to the intake manifold 3 through an intake duct (not shown).
[0032]
  In addition, the code | symbol 17 shown in FIG. 1 is a relief valve for restrict | limiting the raise of the supercharging pressure by the exhaust supercharger 15. FIG. Reference numeral 18 denotes an EGR cooler that is disposed above the exhaust manifold 15 and cools the exhaust gas (EGR gas) recirculated to the intake system by the EGR pipe 7. Reference numeral 19 denotes an alternator driven by the crankshaft of the engine 1 via a belt (not shown).
[0033]
  2 and 3 and 4 show the configuration of the valve operating system mounted on the cylinder head 10. That is, as shown only in FIG. 3, the cylinder head 10 is formed with two intake ports 21 and two exhaust ports 22 for each cylinder 2 (shown one by one in the figure). Are opened to the combustion chamber in the cylinder 2, and the opening is opened and closed by intake and exhaust valves 23, 23. The intake and exhaust valves 23 and 23 are disposed substantially parallel to the cylinder center line z, that is, substantially parallel to the injector 4, and are respectively urged upward by the coil spring 24 (the valve closing direction). On the other hand, when driven by the camshafts 26 and 26 via a swing arm type rocker arm 25 (hereinafter also simply referred to as a swing arm), it is pushed down against the pressing force of the spring 24.
[0034]
  Each of the swing arms 25 is arranged so as to extend in the left-right direction (the width direction of the cylinder head 10) when viewed in the engine longitudinal direction as shown in the figure. The end (the right end on the intake side located on the left side of the figure is the right end and the left end on the opposite exhaust side) is connected to the shaft ends of the intake and exhaust valves 23, 23, on the opposite side These end portions are located on the left and right ends of the cylinder head 10 and are pivotally supported by end pivots 27, respectively.
[0035]
  More specifically, the end pivot 27 includes a receiving portion 27a that is fixed to the cylinder head 10 and has a hemispherical concave portion at the top, and a hemispherical convex portion provided at the lower end portion that slides on the concave portion of the receiving portion 27a. The pivot 27b is movably held. The pivot 27b is screwed into a vertical through hole formed at the end of the swing arm 25 and fastened by a lock nut 28. Therefore, the height of the swing arm 25 can be adjusted by loosening the lock nut 28 and rotating the pivot portion 27b around the axis, and thereby the valve gap between the intake and exhaust valves 23, 23. (Valve clearance) can be adjusted. That is, the end pivot 27 is provided with a mechanical lash adjuster mechanism for adjusting the valve gap between the intake and exhaust valves 23 and 23.
[0036]
  Although shown only in FIG. 3, a roller bearing 29 is disposed at a substantially central portion in the longitudinal direction of each swing arm 23 so as to be in sliding contact with each cam crest of the cam shaft 26. The sliding frictional resistance of the system is reduced. Further, a reference numeral 30 indicated by an imaginary line in the drawing is a glow plug disposed so that the tip portion projects into the combustion chamber in the cylinder 2. Further, in FIG. 2 and FIG. 3, the symbol w is a water jacket formed inside the cylinder head 10.
[0037]
  The intake and exhaust camshafts 26 and 26 extend in the longitudinal direction of the engine as shown in FIG. 4, and are rotatably supported by a cam holder 31 placed on the middle deck of the cylinder head 10. (In the figure, the intake / exhaust valve 23, the swing arm 25, etc. are omitted, and the camshafts 26 and 26 and the cam holder 31 are shown). The cam holder 31 includes a main body portion 32 formed so as to extend in the longitudinal direction of the engine, and a total of ten cam journal portions 33 extending from the middle of the main body portion 32 to the left and right sides (intake and exhaust sides). And cam caps 34, 34,... Attached to the upper portions of the cam journal portions 33, respectively.
[0038]
  That is, the main body portion 32 and the cam journal portions 32, 32,... Of the cam holder 31 are integrally formed as shown in FIG. 5 as a single body, and as a whole have a shape like a fish bone. The cam holder main body 32 is formed with a groove portion 32a that opens to the upper surface over substantially the entire length direction, and passes through the bottom portion of the groove portion 32a in the vertical direction. Two round holes 35, 35,... (Hereinafter also referred to as injector insertion holes) are formed, and a clamp member 57 for fixing the injector 4 is provided on the rear side of the injector insertion hole 35, as will be described later. A through hole 36 of a bolt 58 that is fastened to the cylinder head 10 is formed.
[0039]
  Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a seal member 37 (second seal portion) disposed in the head cover 11 is in contact with the outer peripheral side of the upper surface of the cam holder main body portion 32 excluding the groove portion 32 a. The surface 32b (second seal surface) is used. That is, the peripheral edge portion of the injector opening 12 provided in the head cover 11 is inclined so as to be gradually lowered toward the inside of the opening 12 and extends further downward from the lower end thereof. An annular extending portion 38 is formed over substantially the entire circumference of the opening 12, and the sealing member 37 is embedded in a narrow groove that is recessed to open at the lower end surface of the extending portion 38. . In other words, the seal member 37 is disposed below the peripheral edge of the opening 12 so as to be in contact with the seal surface 32 b of the cam holder main body 32.
[0040]
  On the other hand, the plurality of cam journal portions 33, 33,... Are mounted on the cylinder head 10 as shown in FIG. And five on the exhaust side in the longitudinal direction of the engine, with two cam peaks for each cylinder 2 interposed therebetween. Each of these journal portions 33 is formed with a lower half of a journal receiving surface that receives the journal surface of the camshaft 26 in a sliding state, and a cam cap 34 attached thereto has an upper half of the journal receiving surface. Has been.
[0041]
  The intake and exhaust journal portions 33, 33 located at the front end of the engine receive a large downward load as compared with the other journal portions, so that the area of the lower journal receiving surface is particularly increased. The cam cap 34 attached to the upper part is integrated on the intake side and the exhaust side.
[0042]
  Next, when the camshaft 26 and the cam holder 31 are removed and the upper surface of the middle deck of the cylinder head 10 is viewed from above, as shown in FIG. 6, the middle deck includes the first to fourth cylinders 2. Each of the injector holes 41, 41,... Is formed so as to penetrate the upper and lower portions corresponding to the central portion of each of the through holes 42, 42,. Are formed for each cylinder 2. Also, on the rear side of each injector hole 41, a bolt hole 43 into which a shaft portion of a bolt 58 for fastening a clamp member 57 (see FIG. 9) of the injector 4 is screwed is opened. .
[0043]
  Further, through holes 45, 45,... Of head bolts 44, 44,... For fastening the cylinder head 10 to a cylinder block (not shown) so as to surround each of the first to fourth cylinders 2 (FIG. 2). And 3). These head bolts 44, 44,... Are disposed at six locations so as to surround each of the first to fourth cylinders 2 and have substantially the same spacing in the circumferential direction, and two head bolts 44 positioned between the cylinders. , 44 are shared by two adjacent cylinders 2.
[0044]
  When viewed from above the engine as shown in the figure, the head bolts 44, 44 shared between the two adjacent cylinders 2, 2 and the two head bolts 44, 44 located at the rear end of the engine are both The cam journal portions 33, 33,... Of the cam holder 31 are arranged so as to bite into the fastening seats 46, 46,. That is, in this embodiment, the head bolt through holes 45, 45,... Positioned between the cylinders 2 on the middle deck of the cylinder head 10 interfere with the fastening seats 46, 46,. It can be seen that it is difficult to integrally form the cam holder 31 on the deck.
[0045]
  In other words, in the cylinder head 10 of this embodiment, a relatively large number of head bolts 44, 44,... Are used in consideration of the high combustion pressure of the direct injection diesel engine 1. Despite the fact that the boss has a relatively large space, the cam holder 31 is provided separately from this, so that the mounting seat 46 and the head bolt of the cam holder 31 pass through the middle deck. The degree of freedom of layout of the holes 45 is increased, and they can be appropriately arranged on the compact cylinder head 10.
[0046]
  As described above, the middle deck of the cylinder head 10 provided with the valve train of the engine 1 is covered with the head cover 11 and shielded from the outside as shown in FIGS. That is, as shown in FIGS. 4 and 6, a wall portion 47 extending upward is integrally formed on the outer peripheral side of the cylinder head 10 over the entire circumference, and a head cover is formed on the upper end surface of the peripheral wall portion 47. The lower end surface of the peripheral wall portion 50 that hangs downward from the outer peripheral portion of 11 is joined in an oil-tight manner. Specifically, a seal surface 47a (first seal surface) joined to the lower end of the peripheral wall portion 50 of the head cover 11 is formed on the upper end surface of the peripheral wall portion 47 of the cylinder head 10, and the seal surface 47a has a peripheral surface. A plurality of bolt holes 48, 48,... Opened along the circumferential wall portion 47 at substantially constant intervals in the direction.
[0047]
  On the other hand, the peripheral wall portion 50 of the head cover 11 is gently curved and extended so as to face downward on the intake side, and is substantially perpendicular to the outer peripheral edge portion of the head cover 11 on the exhaust side and the rear end side of the engine. It bends and extends downward. Further, as shown in FIG. 7, the peripheral wall portion 50 on the engine front end side is notched so as to correspond to the outer shape of the cam cap 34 at the front end of the cam holder 31. The end surface is joined to the upper end surface of the cam cap 34. For this reason, a sealing surface similar to the sealing surface 47a of the cylinder head 10 is formed on the upper end surface of the cam cap 34 and on both side surfaces continuous to the left and right sides thereof.
[0048]
  As shown in FIGS. 2 and 3, a narrow groove is formed in the lower end surface of the head cover peripheral wall portion 50 over substantially the entire circumference, and a seal member 51 (first seal) embedded therein is provided. Part) is in contact with the seal surface 47 a at the upper end of the peripheral wall 47 of the cylinder head 10. That is, the seal member 51 is disposed at the lower end of the peripheral wall portion 50 on the outer periphery of the head cover 11 so as to be in contact with the seal surface 47a on the cylinder head 10 side. Further, as shown in FIG. 8, a plurality of flange portions 52, 52,... Are formed on the outer peripheral portion of the head cover 11 so as to correspond to the bolt holes 48, 48,. Each of the flange portions 52 is formed with a round hole 53 penetrating in the vertical direction.
[0049]
  1 to 3, when the head cover 11 is attached with the peripheral wall portion 50 of the outer periphery thereof overlapped with the peripheral wall portion 47 of the cylinder head 10, the lower end surface of the head cover peripheral wall portion 50 is The upper end surface (first seal surface) 47a of the cylinder head peripheral wall portion 47 is joined, and the round holes 53 provided in the plurality of flange portions 52, 52,. The bolt holes 48 communicate with each other. Similarly, the lower end surface of the annular extension 38 extending downward from the periphery of the injector opening 12 of the head cover 11 and the seal surface 32b (second seal surface) of the cam holder main body 32 are joined. . In this state, bolts 54, 54,... Are inserted into the round holes 53, 53,... Of the flange portions 52, 52,. The head cover 11 can be fastened to the cylinder head 10 by being screwed into the cylinder head 10.
[0050]
  In other words, in the cylinder head 10 of this embodiment, the fastening bolts 54, 54,... (Fastening members) of the head cover 11 are arranged along the first seal portion on the outer periphery of the head cover 11, and the injector opening Although not provided in the second seal portion along the portion 12, the seal portion, that is, the peripheral portion of the injector opening portion 12 and the cylinder are provided in the second seal portion without providing a fastening member. The fastening force of a plurality of bolts 54, 54,... Disposed on the outer periphery of the head cover 11 is such that the seal member 37 can hold the space tightly with the seal surface 32 b of the cam holder main body 32 on the head 10. It is set to be larger than a predetermined value.
[0051]
  By doing so, the outer peripheral wall portion 50 of the head cover 11 and the outer peripheral wall portion 47 of the cylinder head 10 are securely joined by the plurality of fastening bolts 54, 54,... Disposed at the joint portion (first seal portion). The lower end of the annular extension 38 that extends downward from the periphery of the injector opening 12 of the head cover 11 and can be held oil-tight by the seal member 51 is provided on the cylinder head 10. It can be pressed against the upper surface of the main body 32 with a sufficiently strong force and can be oil-tightly held by the seal member 37 disposed at the joint (second seal portion). The fastening bolt 54 is also disposed on the front side portion of the peripheral wall portion 50 of the head cover 11, whereby an oil-tight seal is provided between the front side portion of the peripheral wall portion 50 and the front end cam cap 34 by the seal member 51. Will be held in.
[0052]
  As the greatest feature of the cylinder head 10 according to this embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the height of the first seal portion that joins the cylinder head 10 and the head cover 11 on the outer peripheral side, that is, The height of the outer peripheral wall 47 of the cylinder head 10 is set to a predetermined value or less so as not to interfere with the adjustment work of the mechanical lash adjuster mechanism of the end pivot 27 disposed in the immediate vicinity of the peripheral wall 47. . That is, in this embodiment, the height of the sealing surface 47a of the peripheral wall portion 47 is set lower than the mating surface of the cam journal portions 33, 33,... Of the cam holder 31 and the cam caps 34, 34,. Yes.
[0053]
  More specifically, as shown in FIG. 3 only, the height of the peripheral wall portion 47 is substantially equal on the intake side and the exhaust side, and each is a lock nut that is screwed into the pivot portion 27b of the end pivot 27 of the adjacent swing arm 25. It is lower than 28. Thus, when the head cover 11 is removed from the cylinder head 10, the upper end side of the pivot portion 27 b of each end pivot 27 on the intake side and the exhaust side and the lock nut 28 protrude above the upper surface of the peripheral wall portion 47 of the cylinder head 10. As a result, it is possible to easily adjust the height of the swing arm 25 by loosening the lock nut 28 or rotating the pivot portion 27b. That is, the adjustment work of the valve clearance using the mechanical lash adjuster mechanism of the end pivot 27 can be easily performed.
[0054]
  By the way, as shown in FIGS. 2, 3 and 8, the head cover 11 has an intermediate portion in the front-rear direction of the engine (first and second in the example in the figure) at a portion closer to the exhaust side than the injector opening 12. A first bulging portion 11a that bulges upward from the substantially central portion of the two cylinders 2 and 2 to the rear side of the engine, and further from the first bulging portion 55 on the rear end side of the engine. A second bulging portion 11b bulging upward so as to be higher is provided, and an oil separator chamber (not shown) is formed inside them.
[0055]
  In other words, the portion closer to the intake side than the injector opening 12 of the head cover 11 is lower than the portion closer to the exhaust side, and as shown by the phantom line in FIG. An independent fuel pipe 13 from the common rail 5 to each injector 4 is arranged above the. That is, since the independent fuel pipe 13 is arranged above a relatively low portion in the head cover 11, an increase in the overall engine height due to the arrangement of the independent fuel pipe 13 can be suppressed.
[0056]
  (Injector support structure)
  Next, the support structure of the injectors 4, 4,... In the cylinder head 10 will be described in detail with reference to FIGS. 2, 9, and 10. First, as described above, the injector 4 for each cylinder 2 is These are inserted from above into an injector insertion hole 35 formed in the main body portion 32 of the cam holder 31 and an injector hole 41 communicating with the injector hole 41, and are arranged along the cylinder center line z. The cam holder main body 32 is fixed by a clamp member 57. The clamp member 57 is accommodated in the groove portion 32a of the cam holder main body 32 so as to extend in the longitudinal direction thereof, and the bolt 58 that penetrates in the vertical direction of the cylinder head 10 via the cam holder main body portion 32. It is concluded on the middle deck.
[0057]
  Further, the front end side in the longitudinal direction of the clamp member 57 is bifurcated to form two claw portions 57a and 57a, and the injector 4 sandwiched between the two claw portions 57a and 57a faces downward. Press and hold on. That is, the injector 4 has a cylindrical shape as a whole, and a narrow neck portion 4a is formed in a middle portion in the longitudinal direction so as to have a substantially rectangular cross section. It is clamped by the claw portions 57a and 57a of the clamp member 57.
[0058]
  As described above, by pinching the narrow neck portion 4a of the injector 4 by the claw portions 57a and 57a of the clamp member 57, the rotational displacement around the axial center of the injector 4 can be prevented. That is, if the injector 4 is attached to the cylinder head 10 from above the cam holder main body 32 and is fixed by the clamp member 57, the injector 4 is positioned around the axial center.
[0059]
  Here, in the engine 1 of this embodiment, as the injector 4, a known multi-hole type having a plurality of nozzle holes at the nozzle at the tip is used, and any one of the nozzle holes is a glow plug. It is necessary to open at an appropriate position with respect to 30. That is, in general, in the case of a diesel engine that burns an air-fuel mixture by self-ignition, a glow plug is provided to ensure cold startability in a predetermined low-temperature environment and protrudes into a combustion chamber in the cylinder 2 By making a part of the fuel spray directly contact the tip of the glow plug, reliable self-ignition is possible even in a low temperature environment.
[0060]
  From this, when the multi-hole type injector 4 is used as in this embodiment, the fuel spray from any one of the nozzle holes contacts the tip of the glow plug 30 (see FIG. 2). Thus, it is necessary to position the injector 4 around its axis, and in this respect, it is very effective to use the clamp member 57 as described above. In other words, in this embodiment, the injector 4 for each cylinder 4 is positioned and fixed by the clamp member 57, so that it is possible to prevent the occurrence of human error during assembly and improve the engine. Cold startability can be ensured.
[0061]
  As shown in FIG. 9, the head of the bolt 58 that fixes the clamp member 57 is located in the injector opening 12 of the head cover 11 and is exposed to the outside of the head cover 11. On the other hand, the shaft portion of the bolt 58 is inserted from above into a round hole 57b penetrating the substantially central portion in the longitudinal direction of the clamp member 57 in the vertical direction, and the bolt through the cam holder main body portion 32 communicating with the round hole 57b. The front end side of the shaft portion of the bolt 58 is screwed into a bolt hole 43 that is located in the head cover 11 through the hole 36 and opens on the upper surface of the middle deck of the cylinder head 10.
[0062]
  Since the head of the bolt 58 is exposed to the outside of the head cover 11 as described above, the tightening operation of the bolt 58 can be easily performed, and thus the workability related to the attachment of the injector 4 is improved. . On the other hand, since the shaft portion of the bolt 58 penetrates the cam holder main body portion 32 and is fastened to the cylinder head 10, even if the reaction force of the injector 4 due to high-pressure fuel injection is quite large, the injector 42 can be held securely.
[0063]
  However, in such an arrangement structure of the bolt 58, there is a possibility that the engine oil leaks from the inside of the head cover 11 to the outside through the shaft portion of the bolt 58. The washer 59 is extrapolated to a predetermined position of the shaft portion, and the seal rings 60 and 61 are disposed at two locations using the washer 59, thereby eliminating the above-described problem of oil leakage.
[0064]
  That is, as shown in FIG. 10 in an enlarged manner, the washer 59 includes a cylindrical portion 59a that is loosely fitted on the outer peripheral surface of the shaft portion of the bolt 58, and a flange portion that extends outward from one end portion of the cylindrical portion 59a. 59b, and a rubber first seal ring 60 is integrally provided on the flange portion 59b by, for example, vulcanization adhesion, and the other end portion of the cylindrical portion 59a is similarly rubber. A second seal ring 61 made of metal is provided. Then, as shown in FIG. 9, the washer 59 is extrapolated to the shaft portion of the bolt 58 and interposed between the lower surface of the clamp member 57 and the bottom surface of the groove portion 32 a of the cam holder main body portion 32. The space between the bottom surface of the groove portion 32a and the lower surface of the flange portion 59b of the washer 59 (the vertical gap in the figure) is oil-tightly held by the first seal ring 60 and is formed in the cam holder main body portion 32. The second seal ring 61 holds the space between the inner peripheral surface of the bolt through hole 36 and the outer peripheral surface of the shaft portion of the bolt 58 in the left-right direction in the drawing.
[0065]
  That is, a double seal structure in which the axial seal direction gap of the bolt 58 is sealed by the first seal ring 60 and the radial gap of the bolt 58 is sealed by the second seal ring 61, Even if the sealing performance due to any of the seal rings is reduced due to tolerance of each part, assembly error, etc., leakage of engine oil to the outside of the head cover 11 can be reliably prevented.
[0066]
  Therefore, according to the cylinder head portion structure of the direct injection diesel engine 1 according to this embodiment, the intake and exhaust camshafts 26 and 26 are independently provided on the middle deck, and the camshafts 26 respectively pass through the swing arms 25. In the DOHC direct-injection diesel engine 1 configured to drive the intake and exhaust valves 23 and 23, first, the cam holder 31 that holds the cam shafts 26 and 26 is separated from the cylinder head 10, and the head bolt By eliminating the problem of interference with 44 and the like, the cylinder head 10 and thus the engine 1 can be made compact.
[0067]
  Further, a mechanical position adjusting mechanism (mechanical lash adjuster mechanism) is provided on each end pivot 27 of the swing arms 25 and 25 for driving the intake and exhaust valves 23 and 23, respectively, to adjust the valve clearance. Therefore, the cost can be reduced as compared with the case where a hydraulic lash adjuster is employed.
[0068]
  Further, in consideration of the fact that the end pivot 27 of each swing arm 25 is positioned in the immediate vicinity of the peripheral wall portion 47 on the outer periphery of the cylinder head 10 due to the upright arrangement of the intake and exhaust valves 23 and 23 peculiar to the direct injection diesel engine By setting the height of the peripheral wall portion 47 to a predetermined value or less, it is possible to easily perform the valve clearance adjustment work by the mechanical lash adjuster mechanism.
[0069]
  That is, according to the present invention, it is possible to reduce the cost by adopting the mechanical lash adjuster mechanism while reducing the size of the direct injection diesel engine, and it is difficult to adjust the clearance of the intake and exhaust valves. It can be avoided.
[0070]
  In this embodiment, the cylinder head structure according to the present invention is applied to an in-line four-cylinder diesel engine mounted vertically in an engine room of a vehicle. However, the present invention is not limited to this. It can also be applied to a direct injection diesel engine mounted horizontally in the engine room, for example, a three-cylinder or five-cylinder or more in-line direct injection diesel engine, or a V-type with three or more cylinders arranged in series in one bank It can also be applied to direct injection diesel engines.
[0071]
  Further, in the cylinder head 10 of the direct injection diesel engine 1 of the embodiment, the flow of the cooling water in the water jacket w is directed downward toward the ceiling of each cylinder 2 in order to reduce the thermal load. I have to. That is, FIG. 11 shows a horizontal cross section of the cylinder head 10, and FIG. 12 shows a cross section of the cylinder head 10 between the third and fourth cylinders 2, 2. A reinforcing beam 62 for connecting the middle deck and the lower deck of the cylinder head 10 between the two cylinders 2 and 2 is provided, and a pair of ribs 63, 63 extending in the left-right direction on the left and right sides of the reinforcing beam 62, respectively. Is extended downward from the middle deck.
[0072]
  By providing the ribs 63 and 63 between the adjacent cylinders 2 and 2 as described above, the flow of the cooling water in the water jacket w from the rear end of the engine toward the front end (indicated by a thick arrow in FIG. 11). Is directed downward between the cylinders 2 and 2 and heads toward the ceiling of each cylinder 2. Thus, the cooling efficiency of the ceiling portion of each cylinder 2 having a particularly large heat load can be increased.
[0073]
  On the other hand, when doing so, the flow of the cooling water in the upper portion of the water jacket w is blocked by the rib 63, so that bubbles contained in the cooling water accumulate in the vicinity of the rib 63, and cooling in the vicinity thereof There is a risk of causing a problem of locally reducing the efficiency. With respect to this point, in the cylinder head 10 of the engine 1 of the above-described embodiment, a bypass passage 64 that communicates the upstream side and the downstream side of the rib 63 is formed as shown in the figure. By flowing from the upstream side of 63 to the downstream side, retention of bubbles in the water jacket w can be prevented.
[0074]
【The invention's effect】
  As described above, according to the cylinder head portion structure of the direct injection diesel engine according to the first aspect of the present invention, the DOHC direct injection diesel engine in which the intake and exhaust valves for each cylinder are driven by the swing arm. 1, the cam holder is provided separately from the cylinder head, the end pivot portion of the swing arm is provided with a mechanical lash adjuster mechanism, and the height of the peripheral wall portion positioned in the vicinity thereof is set to the cam journal portion of the cam holder. Positioning below the mating face between the cam cap and the cam cap makes it possible to reduce the engine size and reduce the cost, thereby avoiding the difficulty in adjusting the valve clearance.
[0075]
  Furthermore, since the injector can be positioned around the axial center by a clamp member for fixing the injector, even when a multi-hole type nozzle is used, it is possible to prevent the occurrence of human assembly errors and Cold startability can be ensured.
[0076]
  In addition, by exposing the head of the fixing bolt of the clamp member to the outside of the head cover, the bolt can be easily tightened, and the first and second 2 are attached to the washer that is extrapolated to the shaft portion of the bolt. Engine oil leakage can be reliably prevented by the double seal structure including two seal rings.
[0077]
  According to the second aspect of the invention, the first seal portion provided on the outer peripheral side of the cylinder head and the head cover is fastened by the plurality of fastening members, and the annular extension is extended so as to extend downward from the peripheral edge of the injector opening of the head cover. By forming a part and increasing the rigidity of that part, it becomes possible to press the lower end part of this annular extension part against the upper surface of the main part of the cam holder with a sufficiently strong force, and this part is provided with a fastening member Even if there is no or the number of fastening members is greatly reduced, reliable sealing can be performed.
[0078]
  Claim3According to the present invention, the increase in the total engine height due to the arrangement of the independent fuel pipe can be suppressed by relatively lowering the portion of the head cover closer to the intake side and arranging the independent fuel pipe there.
[0079]
  Claim4According to the invention, the fuel return pipe that connects the injectors of each cylinder can be easily laid out along the injector opening of the head cover..
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an in-cylinder direct injection diesel engine according to an embodiment of the present invention as viewed from above.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a cylinder head centered on an injector as viewed from the front of the engine.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a cylinder head with a valve train as a center as viewed from the front of the engine.
FIG. 4 is a top view showing the configuration of the cylinder head with the head cover removed and the swing arm and the like omitted.
FIG. 5 is a component diagram showing the configuration of the cam holder.
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 4 showing the structure of the middle deck of the cylinder head with the camshaft and cam holder removed.
FIG. 7 is an explanatory view showing an assembled state of the cylinder head and the head cover at the front end of the engine.
FIG. 8 is a part view of the head cover as viewed from above.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the injector support structure for the cylinder head.
FIG. 10 is a front view (a) and a bottom view (b) showing a structure of a washer extrapolated to a bolt.
FIG. 11 is a horizontal sectional view showing a schematic structure of a water jacket of a cylinder head.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a cylinder head showing ribs provided between cylinders in a water jacket as viewed from the front of the engine.
[Explanation of symbols]
  1 engine
  2 cylinders
  4 Injector
  5 Common rail
  10 Cylinder head
  11 Head cover
  12 Injector opening
  13 Independent fuel pipe
  14 Fuel return pipe
  23 Intake and exhaust valves
  25 Swing arm (Rocker arm)
  26 Camshaft
  27 End pivot
  27b Pivot (mechanical lash adjuster mechanism)
  28 Lock nut (mechanical lash adjuster mechanism)
  31 Cam holder
  32 Body
  32b Seal surface (second seal surface)
  33 Cam Journal
  34 Cam cap
  35 Injector through hole
  36 Bolt through hole
  37 Seal member (second seal part)
  38 Annular extension of head cover
  43 Bolt hole in cylinder head
  44 head bolt
  47 Cylinder head outer peripheral wall
  47a Seal surface (first seal surface)
  50 Outer wall of head cover
  51 Seal member (first seal part)
  54 Bolt (fastening member)
  57 Clamp member
  58 volts
  59 Washer
  60 first seal ring
  61 Second seal ring
  z Cylinder center line

Claims

An injector is installed at the center of each cylinder of the cylinder head, and an intake valve and an exhaust valve are arranged substantially in parallel with the injector, and each is driven by a camshaft via a swing arm type rocker arm. A cylinder head structure of an injection diesel engine,
The end pivots of the rocker arms of the intake valve and the exhaust valve are respectively positioned on the left and right ends of the cylinder head when viewed in the cylinder row direction, and each end pivot is provided with a mechanical lash adjuster mechanism,
The intake and exhaust camshafts are each provided so as to extend in the cylinder row direction, and are rotatably supported by a cam holder placed on the upper surface of the cylinder head.
The cam holder is attached to a main body portion extending in a cylinder row direction, a cam journal portion integrally formed to extend from the main body portion between two adjacent cylinders, and an upper portion of the cam journal portion. Consisting of a cam cap,
On the outer periphery of the head cover attached so as to cover the upper part of the cylinder head, a first seal portion that comes into contact with a first seal surface provided on the outer periphery of the cylinder head is provided,
In the portion near the center of the head cover, an opening that penetrates the plurality of injectors is formed to extend in the cylinder row direction so as to face the upper surface of the main body of the cam holder, and the peripheral portion of the injector opening On the lower side, a second seal portion that is in contact with a second seal surface provided on the upper surface of the main body of the cam holder is provided,
The first seal surface is located below the mating surface of the cam journal portion and the cam cap of the cam holder ;
Further, each of the plurality of injectors is fixed to the main body of the cam holder by a bolt via a clamp member in the injector opening, and the clamp member positions and fixes the injector around its axis. Is configured as
While the head of the bolt for fixing the clamp member is exposed outside the head cover in the injector opening, the shaft portion of the bolt vertically penetrates a through hole provided in the cam holder, and the tip of the shaft portion is It is screwed into a bolt hole provided in the cylinder head,
A washer is externally attached to the shaft portion of the bolt so as to be interposed between the clamp member and the main body portion of the cam holder, and the first seal that contacts the main body portion of the cam holder is attached to the washer. A direct-injection diesel engine cylinder characterized in that a ring and a second seal ring that seals between the outer periphery of the shaft portion of the bolt and the inner periphery of the through hole of the cam holder are disposed. Head structure.

In claim 1,
The second seal portion of the head cover is provided at the lower end portion of the annular extension portion extending downward from the peripheral edge portion of the injector opening,
A plurality of fastening members for fixing the head cover to the cylinder head are disposed along the first seal portion of the head cover, and a fastening force by each fastening member is applied to the second seal portion. A cylinder head part structure of a direct injection diesel engine characterized in that it is set so as to be able to keep oil tightly between the second seal part and the second seal surface of the cam holder without being arranged. .

In either claim 1 or 2,
The head cover is formed so that the portion closer to the intake side than the injector opening is lower than the portion closer to the exhaust side. Above the portion closer to the intake side, fuel is individually supplied from the engine common rail to the multiple injectors. A cylinder head part structure of a direct-injection diesel engine, characterized in that an independent fuel pipe for supplying is disposed .

In either claim 2 or 3,
Fuel return pipe for returning excess fuel to the fuel supply system from the injectors, the direct-injection diesel engine, characterized by being arranged to extend in the cylinder row direction along the injector opening in the head cover over the cylinder Head structure .