JP3950447B2 - 燃料噴射弁の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造に関する。

気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造として、特許文献１及び２に記載されたものが知られている。
特開２００２−１８８５４７号公報 特開２００３−２０１９３６号公報

特許文献１に記載されたものでは、燃料噴射弁の先端部が燃焼室内に突出していることから、燃料噴射弁が燃焼室内の高温雰囲気に強く曝露されるため過熱され易く、そのため噴口の近傍にカーボンが堆積し易いという問題がある。またシールチューブと呼ばれる燃料噴射弁を外囲する保持部材の燃焼室側先端部と燃料噴射弁先端部との間に段差があり、保持部材の先鋭な先端部が燃焼室内に突出することとなるため、同じく同部分が過熱され易く、カーボンが堆積し易い。特許文献２に記載されたものでは、燃料噴射弁の先端面が、比較的広い面積をもって燃焼室内に面しているため、燃焼室内からそれだけ大量の熱が燃料噴射弁に流入し、やはり燃料噴射弁が過熱され易いという問題がある。

このような従来技術の問題に鑑み、本発明の主な目的は、燃料噴射弁或いはその周囲の部材が過熱され易くなることの無いようにした燃料噴射弁の取付構造を提供することにある。

本発明の第２の目的は、燃料噴射弁或いはその周囲にカーボンが堆積し易いことの無いようにした燃料噴射弁の取付構造を提供することにある。

本発明のこのような目的は、気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造であって、シリンダヘッド（１）の外側から燃焼室（２）内に向けて開かれた貫通孔（７）に筒状の保持部材（２４）が嵌入され、該保持部材の内孔内に燃料噴射弁が挿入されており、前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の先端部が先細の円錐台形をなし、前記保持部材の前記燃焼室側の端部は内向フランジ（３７）をなし、当該内向フランジの内周面が、前記円錐台形先端部（２９）に沿った円錐面（３０）をなして空隙を介して前記燃料噴射弁先端部を囲繞し、前記保持部材の内周部に圧入され且つ内部に前記燃料噴射弁の突入端部を受容する第１環状ガスケット（２６）が、前記内向フランジの上面が画定する第１上向き肩面（３８）と前記燃料噴射弁に形成された第１下向き肩面（３５）との間に介在し、前記第１下向き肩面より基端側に形成された前記燃料噴射弁の第２下向き肩面（３６）と前記保持部材に形成された第２上向き肩面（３９）との間に第２環状ガスケット（３２）が挟持され、前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の先端面及び前記保持部材の前記燃焼室側の先端面が概ね平滑な共通の輪郭面（３４）を画定することを特徴とする燃料噴射弁の取付構造を提供することにより達成される。

このようにすることにより、燃料噴射弁の受熱部分が削減され、しかも燃焼室内に突出する先鋭な部分がなくなるため、過熱される部分がなくなり、噴口の近傍にカーボンが堆積するという問題を回避することができる。また、燃料噴射弁の近傍の燃焼室内壁を平滑化することにより、噴射燃料或いは混合気の円滑な流れが促進される。特に、前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の先端面及び前記保持部材の前記燃焼室側の先端面により画定される前記共通輪郭面が、前記燃焼室の内面に沿う緩やかな円弧面をなすものとすることにより、噴射燃料或いは混合気の円滑な流れが一層好適に達成されると共に、燃料噴射弁回りの受熱を均一化することができる。

図１は本発明による気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。シリンダヘッド１の外側から燃焼室２内に向けて、貫通孔７が開かれ、シリンダヘッド１の外側の、貫通孔７を囲撓する部分には環状突部８が一体に設けられている。環状突部８内には、筒状のスリーブ９が圧入され、その内孔が、貫通孔７の延長部分を画定している。シリンダヘッド１はアルミニウム合金からなり、その内部に、燃焼室２に向けて開かれた吸気ポート５及び排気ポート６が設けられ、それぞれ、公知の要領をもって、吸気弁３及び排気弁４により開閉されるようになっている。スリーブ９の上端は、シリンダヘッド１の上面を覆うシリンダヘッドカバー（またはカムケースカバー）１１の開口に突入し、リップシール１０によりシールされている。

燃料噴射弁１２は、スリーブ９の上端側から、貫通孔７内に挿入され、噴口を有するその先端が燃焼室２を臨むようになっている。燃料噴射弁１２の基端（上端）側とスリーブ９の内周との間には、ゴム状のエラストマからなる環状のシール部材１７が設けられ、燃料噴射弁１２に至るリード線１８がシール部材１７を貫通している。また、シール部材１７には、燃料噴射弁１２と貫通孔７及びスリーブ９の内周との間の空室を外気と連通させる呼吸孔１９が設けられている。本実施例の場合、呼吸孔１９は、シール部材１７の上面から外向きに延出する突出部に設けられ、その外側開口は突出部２０の上端部に位置している。即ち、呼吸孔１９は、シール部材１７の上面から離間した位置にて外気と連通している。

燃料噴射弁１２の上端は外向フランジ（または接続フランジ）１４をなし、その上面に、燃料供給管１６に接続されたカバー部材１５が螺着され、図示外のポンプから送られた燃料が燃料噴射弁１２内に達するようになっている。燃料噴射弁１２の外向フランジ１４の直下には上向きの肩面が画定され、二股のクランプ部材１３が、外向フランジ１４の下側の小径部の両側から、この肩面に係合し、燃料噴射弁１２を貫通孔７内に不動に固定している。

図２は、燃料噴射弁１２の先端部を拡大して示す。貫通孔７の燃焼室２側の端部は、円錐面２１、軸線に直交する環状肩面２２及び小径部２３を介して燃焼室２に達している。小径部２３には内ねじ２３ａが形成されている。円錐面２１、軸線に直交する環状肩面２２及び小径部２３に沿う先細の円筒形状をなす保持部材２４が、小径部２３にねじ込まれることにより固定されている。このとき、第３環状ガスケット３３が、保持部材２４と環状肩面２２との間に挟持され、保持部材２４の外周と貫通孔７の内周とのシールが実現される。

燃料噴射弁１２の先端部は、保持部材２４の内周に対して補完的な先細形状をなして、その内部に突入している。小径部２３に対応する保持部材２４の内周部には、平面状の第１環状ガスケット２６が圧入され、その内部に燃料噴射弁１２の突入端部が受容されている。燃料噴射弁１２の突入端部の外周に設けられた環状溝２８に、第１環状ガスケット２６から一体に延設する爪部２７に設けられる切起し片２７ａが係合している。この係合により、組み付け時に、燃料噴射弁１２を貫通孔７内に保持することができる。このとき、第２環状ガスケット３２が、燃料噴射弁１２の第２下向き肩面３６と対応する保持部材２４の第２上向き肩面３９との間に挟持され、保持部材２４の内周と燃料噴射弁１２の外周とのシールが実現される。

保持部材２４の燃焼室２側の端部は内向フランジ３７をなし、その内周縁が、燃料噴射弁１２の突入端部を外囲している。特に、燃料噴射弁１２の突入端部は、先細の円錐台形をなし、その外周面に対して、保持部材２４の内向フランジ３７の内周縁が、小さな空隙を介して対峙し、円錐台形先端部２９に沿った円錐面或いは斜面３０をなしている。内向きフランジ３７の上面は第１上向き肩面３８を画定し、第１上向き肩面３８と燃料噴射弁１２に形成された第１下向き肩面３５との間に第１環状ガスケット２６が介在している。更に、保持部材２４の燃焼室２側の端面及び燃料噴射弁１２の突入端部の端面は、共通の円滑な円弧面を画定し、その輪郭が想像線３４により示されるように、燃焼室２の内面に円滑に接続している。

このように、保持部材２４の燃焼室２側の端面及び燃料噴射弁１２の突入端部の端面は、それに隣接する燃焼室２の内周面と円滑に接続することから、燃焼室２内に突出する先鋭な端部がなく、局部的な過熱を回避し、カーボンの堆積を防止することができる。また、燃料噴射弁１２の燃焼室２に暴露された受熱面積を極小化することができ、燃料噴射弁１２に対する燃焼室２からの熱の影響を極小化することができる。また、シリンダヘッド１が通常アルミニウム合金からなり、燃料噴射弁１２がステンレス鋼からなるのに対し、保持部材２４をステンレス鋼からなるものとすれば、シリンダヘッド１から燃料噴射弁１２に至る熱の流入を抑制できることも、燃料噴射弁１２の過熱を防止する上で有効である。

上述したように、本発明に係る燃料噴射弁の取付構造は、燃料噴射弁或いはその周囲の部材が過熱され易くなることの無いようにし、また、燃料噴射弁或いはその周囲にカーボンが堆積し易いことの無いようにする上で有用である。

本発明による気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造の一例を示す縦断面図である。 図１の要部を拡大して示す一部破断側面図である。

符号の説明

１ シリンダヘッド
２ 燃焼室
７ 貫通孔
１２ 燃料噴射弁
２２ 環状肩面
２３ 小径部
２３ａ 内ねじ
２４ 保持部材
２６ 第１環状ガスケット
２７ 爪部
２７ａ 切起し片
２８ 環状溝
２９ 円錐台形先端部
３０ 円錐面（斜面）
３２ 第２環状ガスケット
３３ 第３環状ガスケット
３４ 輪郭面
３５ 第１下向き肩面（第１下向き肩面）
３６ 第２下向き肩面（第２下向き肩面）
３７ 内向きフランジ
３８ 第１上向き肩面（第１上向き肩面）
３９ 第２上向き肩面（第２上向き肩面）

Claims (4)

1. 気筒内直接噴射式内燃機関のシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付構造であって、
   シリンダヘッドの外側から燃焼室内に向けて開かれた貫通孔に筒状の保持部材が嵌入され、該保持部材の内孔内に燃料噴射弁が挿入されており、
   前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の先端部が先細の円錐台形をなし、前記保持部材の前記燃焼室側の端部は内向フランジをなし、当該内向フランジの内周面が、前記円錐台形先端部に沿った円錐面をなして空隙を介して前記燃料噴射弁先端部を囲繞し、
   前記保持部材の内周部に圧入され且つ内部に前記燃料噴射弁の突入端部を受容する第１環状ガスケットが、前記内向フランジの上面が画定する第１上向き肩面と前記燃料噴射弁に形成された第１下向き肩面との間に介在し、
   前記第１下向き肩面より基端側に形成された前記燃料噴射弁の第２下向き肩面と前記保持部材に形成された第２上向き肩面との間に第２環状ガスケットが挟持され、
   前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の先端面及び前記保持部材の前記燃焼室側の先端面が概ね平滑な共通の輪郭面を画定することを特徴とする燃料噴射弁の取付構造。
2. 前記燃料噴射弁の前記燃焼室側の先端面及び前記保持部材の前記燃焼室側の先端面により画定される前記共通輪郭面が、前記燃焼室の内面に沿う緩やかな円弧面をなすことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁の取付構造。
3. 前記貫通孔は環状肩面と内ねじが形成された小径部とを介して前記燃焼室に達し、前記保持部材は前記小径部に螺嵌され、前記環状肩面と前記保持部材との間に第３環状ガスケットが挟持されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料噴射弁の取付構造。
4. 前記第１環状ガスケットは一体に延設された爪部を有し、該爪部に設けられた切り起し片が、前記突入端部の外周に設けられた環状溝に係合することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料噴射弁の取付構造。

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