JP4151147B2 - 筒内噴射式エンジンの吸気系構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃焼室側方に臨むようにインジェクタを配設するとともに、その上方に気筒毎に一対の吸気ポートを配設した筒内噴射式エンジンの吸気系構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、エンジンの気筒内燃焼室にインジェクタにより直接、燃料を噴射供給するようにした筒内噴射式エンジンにおいては、インジェクタに供給する燃料の圧力が極めて高圧になることから、燃料分配供給管の配設構造に種々の工夫がなされている。例えば、特開平8−246992号公報に開示されるエンジンでは、インジェクタに燃料を分配供給するデリバリパイプ(燃料分配供給管)を、シリンダヘッドに取り付けたインジェクタの軸心上に位置づけて、該シリンダヘッドにボルト固定するとともに、インジェクタの基端側にOリングを介装してデリバリパイプの燃料供給穴に内嵌合させて、インジェクタをデリバリパイプそのものによって押圧固定している。つまり、デリバリパイプを強度部材として用いて、インジェクタをシリンダヘッドに対し位置決めしながら、インジェクタの燃料導入口とデリバリパイプの燃料供給穴とを気密にシールした状態で連通させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガソリンエンジンの各気筒毎に吸気弁及び排気弁を2つずつ設けたいわゆる4弁式エンジンでは、それらの4つの弁が気筒中心線を囲んで配置され、その中心に点火プラグが配設される構造が一般に採用されている。この構造では、インジェクタは通常、前記4つの弁や点火プラグと干渉しないように燃焼室周縁部に配置され、排気熱の影響を低減する等の理由で吸気ポート側が好ましいので、結局、インジェクタは2つの吸気ポートに挟まれるようにそれらの下方に配置されて、燃焼室に側方から燃料を噴射するようになる。
【0004】
そのように燃焼室に側方から燃料を噴射供給する場合、噴射した燃料の壁面付着による問題を軽減しようとすれば、インジェクタの気筒中心線に対する傾斜角度を小さくして、燃料をピストン頂面に向けて上方から噴射させるようにする必要がある。つまり、インジェクタはできるだけ立てて、上方の吸気ポートに近づけて配置しなくてはならない。
【0005】
しかし、前記従来の燃料噴射装置のようにインジェクタの軸心上にデリバリパイプを配置したものでは、インジェクタを吸気ポートに近接配置しようとすると、デリバリパイプがシリンダヘッドや吸気マニホルドに干渉してしまうので、インジェクタを適切な角度で配置することができないという不具合がある。そして、この結果として燃料の壁面付着を十分に減らすことができなければ、燃費悪化や排気有害成分の増大等を招くことになる。
【0006】
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、気筒毎に一対の吸気ポートがエンジンの一側面に並んで開口していて、その一対の吸気ポートの中間かつ下方にインジェクタが配設されている筒内噴射式エンジンにおいて、吸気ポートや燃料分配供給管の配置構造に工夫を凝らすことで、インジェクタを適切な角度で配置できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、インジェクタに対し燃料を分配供給する燃料分配供給管の主供給管部を、エンジンの出力軸方向から見てインジェクタ軸心に対し吸気ポートと反対側にオフセットさせるとともに、吸気ポートの一方をエンジン一側面で他方の吸気ポートよりも上側に開口させ、その下方のスペースに、前記燃料分配供給管を締結する締結部材を出力軸方向から見てインジェクタに重なるように配設した。
【0008】
具体的に、請求項1の発明では、エンジンの気筒内燃焼室に臨むインジェクタを、該エンジンの出力軸を挟む左右いずれか一側に配設し、そのインジェクタにエンジン外方から燃料分配供給管を接続するとともに、前記燃焼室に連通する第1及び第2吸気ポートを、前記インジェクタを挟むようにその上方に形成した筒内噴射式エンジンの吸気系構造を前提とする。そして、前記燃料分配供給管は、前記エンジンの出力軸の延びる方向である出力軸方向から見て、インジェクタの軸心に対し吸気ポートと反対側で出力軸方向に延びる主供給管部と、該主供給管部から分岐してインジェクタに接続された分配管部とを有し、前記第2吸気ポートは、その上流端部がエンジンの一側面で第1吸気ポートよりも上側に開口するように形成され、前記燃料分配供給管は前記エンジンの一側面に締結部材により締結されていて、その締結部材は、前記第2吸気ポートの下側に配設され、かつ、出力軸方向から見ると、インジェクタに重なるように当該インジェクタの軸心方向に延びている構成とする。
【0009】
前記の構成によれば、燃料分配供給管の主供給管部がエンジンの出力軸方向から見て、インジェクタ軸心に対し吸気ポートと反対側にオフセットしているので、インジェクタをできるだけ立てて、上方の吸気ポートに近づけて配置しても、主供給管部はシリンダヘッド等に干渉しない。そのため、インジェクタを従来例よりも立てて、適切な角度で配置することが可能になるので、燃料の壁面付着を軽減して、燃費悪化や排気有害成分の増大等の問題を解消できる。
【0010】
また、前記主供給管部内の燃料は分配管部を経てインジェクタに供給され、そのインジェクタの先端側噴孔からエンジンの燃焼室に直接噴射されるが、このときの燃圧が極めて高いことから、通常、分配管部には強い反力が作用する。このため、前記のように主供給管部がインジェクタ軸心に対しオフセットしていると、分配管部がインジェクタから浮き上がって燃料漏れを招く虞れがあり、さらに、主供給管部に対し強いねじりモーメントが作用して、信頼性が低下することも考えられる。
【0011】
これに対し、この発明では、第2吸気ポートの上流端部をエンジン一側面で第1吸気ポートよりも上側に開口させ、その第2吸気ポートの下方に、前記燃料分配供給管をエンジン一側面に締結する締結部材を配置するとともに、この締結部材を、出力軸方向から見てインジェクタと重なるようにして当該インジェクタの軸心方向に延びるように配置している。このことで、分配管部をインジェクタ側に十分に強く押圧して、それらの間の燃料漏れを確実に防止できる。また、前記締結部材により分配管部を直接、エンジン一側面に固定するようにすれば、主供給管部にねじりモーメントが作用することを防止できる。
【0012】
請求項2の発明では、第1及び第2吸気ポートにはそれぞれ第1及び第2の上流側吸気通路が連通しており、その第2の吸気通路には吸気流動調節弁が配設されているものとする。このことで、吸気流動調節弁を閉じれば、第1吸気ポートからの吸気の流れが強まるので、燃焼室における吸気スワールを強化できる一方、前記吸気流動調節弁を開けば、両方の吸気ポートの吸気流量が略同じになって、燃焼室における吸気タンブルを強化できる。
【0013】
請求項3の発明では、請求項2における吸気流動調節弁をバタフライバルブからなるものとし、その弁軸を、第2の吸気通路の周壁を貫通して、第1の吸気通路の上方をエンジンの出力軸方向に延びるように配置した。このことで、第2の吸気通路に配設されいている吸気流動調節弁の弁軸が、隣り合う第1の吸気通路を通らないので、その第1の吸気通路における吸気の流れが弁軸により乱されて、吸気抵抗が増大することを回避できる。
【0014】
請求項4の発明では、第1及び第2吸気ポートの断面を、それぞれインジェクタの軸心方向から見てそのインジェクタとの干渉を避けるような異形断面とする。このことで、インジェクタを第1及び第2吸気ポートにさらに近接させて配置できるので、その分インジェクタを立てて、適切な角度で配置できる。
【0015】
請求項5の発明では、インジェクタを固定部材によりエンジンの一側面に固定するとともに、その固定部材をエンジンの出力軸と直交する方向から見てインジェクタと略同じ位置に配設するものとする。このことで、インジェクタをエンジンの一側面に確実に固定でき、また、そのための固定部材を締結部材と干渉しないように配置できる。
【0016】
請求項6の発明では、請求項5における固定部材を、インジェクタの軸心に平行に延びるボルトによりエンジンの一側面に固定するとともに、燃料分配供給管の主供給管部を、前記インジェクタの軸心方向から見て、前記ボルトの頭部上に位置づけるものとする。このことで、燃料分配供給管の主供給管部を出力軸方向から見てインジェクタにできるだけ近接させて、コンパクトに配置できる。
【0017】
請求項7の発明では、請求項5の発明におけるインジェクタには、出力軸と直交する方向から見て締結部材と反対側に接続用カプラが設けられているものとする。このことで、インジェクタに対し出力軸方向について第2吸気ポートのある側に締結部材が配置される一方、その反対側に接続用カプラが配置されるので、スペースの有効利用によってコンパクトな配置が可能になる。
【0018】
請求項8の発明では、請求項7の発明において、吸気ポートの上流端部の開口面はエンジンの一側面から突出しており、インジェクタのカプラ及び固定部材は、そのインジェクタの軸心と直交する方向から見て前記開口面よりもインジェクタ先端側に配置されているものとする。このことで、インジェクタの接続用カプラや固定部材を、吸気ポートの開口面よりもエンジン内方にコンパクトに配置できる。
【0019】
請求項9の発明では、請求項7の発明における燃料分配供給管の主供給管部の両端部のうち、インジェクタに対し締結部材が位置する側の端部に燃圧センサを配設するものとする。このことで、燃圧センサと締結部材との間の距離が短くなるので、重い燃圧センサを燃料分配供給管を介し安定して支持できる。
【0020】
請求項10の発明では、エンジンは、複数の気筒が一列に並んだ直列多気筒エンジンであり、各気筒毎に燃焼室に連通する排気ポートが2つずつ設けられ、吸気及び排気ポートを開閉する吸気及び排気弁が気筒の中心線を囲むように配設されるとともに、前記吸気及び排気弁に囲まれるように点火プラグが配設されているものとする。
【0021】
すなわち、このような構成のエンジンでは、インジェクタの配置場所は概ね吸気ポートの下方に限定されるので、請求項1の発明の如く燃料分配供給管の主供給管部がエンジン側と干渉することを避けながら、インジェクタをできるだけ立てて適切な角度で配置できることが、特に有効な作用効果を奏する。
【0022】
【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。
【0023】
図1は本発明の実施形態に係る筒内噴射式エンジン1について、主に燃焼室周りの概略構成を示したものであり、2はシリンダブロック3上に配置されたシリンダヘッド、4はシリンダブロック3に形成された気筒、5はその気筒4に摺動自在に嵌挿されているピストンである。前記シリンダヘッド2の下面には、気筒4に対応する位置に凹陥部が形成されていて、この凹陥部とピストン5の頂面と気筒4の側壁とによって、燃焼室6が区画されている。
【0024】
前記燃焼室6の上面に相当するシリンダヘッド2の凹陥部には、略中央部から図の左右両側に向かってシリンダヘッド2の下端面(シリンダブロック3との合わせ面)近傍まで延びる2つの傾斜面が形成されている。そして、その右側の傾斜面に第1及び第2の一対の吸気ポート7,8が開口する一方、左側の傾斜面には一対の排気ポート9,9が開口していて、その各開口端に、それぞれ吸気弁及び排気弁10,10,…が設けられている。この吸気弁及び排気弁10、10は、気筒毎にそれぞれ2つずつ合計4つが平面視で気筒中心線xを囲むように配置されており、さらに、それら4つの弁10,10,…に囲まれて、上方から燃焼室6を臨む点火プラグ11が気筒中心線xに沿って配設されている。
【0025】
前記第1及び第2吸気ポート7,8は、いずれも燃焼室6から図の右側斜め上方に延びていて、シリンダヘッド2の右側面(図の右側面)において、その上方側に斜めに突出するように形成された吸気マニホルドとの接合面(開口面)2aに開口している。また、前記排気ポート9は燃焼室6から左側に略水平に延びて、エンジン1の左側面に開口している。
【0026】
前記第1及び第2吸気ポート7,8は互いに上下にずれていて、第2吸気ポート(一方の吸気ポート)8がシリンダヘッド2の接合面2aにおいて第1吸気ポート(他方の吸気ポート)7よりも上側に開口するとともに、その第1吸気ポート7よりも上側から大きな入射角度で燃焼室6に連通するように形成されている。このことで、前記第1吸気ポート7からの吸気流が燃焼室6へ図の水平方向に対し相対的に小さな角度で流入する一方、第2吸気ポート8からの吸気流は相対的に大きな角度で流入するようになるので、両吸気ポート7,8は、それぞれスワール、タンブルの生成に適したものになる。
【0027】
また、エンジン1の右側面には2分割式の吸気マニホルドが取り付けられており、その下流側部材12は、下流端のフランジ面をシリンダヘッド2の接合面2aに接合された状態で、ボルト13,13,…がこの接合面2aに開口したネジ孔15,15,…に締結されることにより、該シリンダヘッド2に固定され、エンジン外方に向かって略水平に延びている。また、その下流側部材12の上流端に連結された上流側部材14は、下方に向かって大きく湾曲して、後述のフューエルディスパイプ30を囲むようにシリンダヘッド2の下方まで延びている。
【0028】
前記吸気マニホルドの下流側部材12には、各気筒毎に第1及び第2吸気ポート7,8にそれぞれ連通する第1及び第2の2つの独立通路12a、12bが設けられ、そのうちの第2通路12bには、この通路を開閉することで燃焼室6の吸気流動状態を調節するバタフライバルブからなる吸気流動調節弁16が設けられている。この吸気流動調節弁16は各気筒4毎にそれぞれ配設されていて、共通の弁軸16aにより互いに連結されており、この弁軸16aが第2通路12bの周壁を貫通し、第1通路12aの上方をエンジン前後方向に延びていて、図示しないアクチュエータにより軸回りに回動されるようになっている。このように弁軸16aが第1通路12aを通らないように配置されているので、その第1通路12aにおける吸気の流れが乱されることがなく、また、吸気抵抗が増大することもない。
【0029】
尚、前記下流側部材12を固定するボルト13,13,…は、気筒列方向に設けられたボス部12c,12c,…に収容されており、前記弁軸16aは、そのボス部12c,12c,…と干渉しないように配置されている。
【0030】
そして、前記吸気流動調節弁16が閉じられると、吸気の大部分が第1通路12aと第1吸気ポート7とから流入して、燃焼室6に強い吸気スワールが生成される一方、吸気流動調節弁16が開くに連れて、両方の通路12a,12bから同じように吸気が流入するようになり、吸気のタンブル成分が強まるとともに、スワール成分が弱まるようになっている。この吸気流動調節弁16の制御は、図示しない制御装置によりエンジン1の運転状態に応じて行われる。例えば、後述の成層燃焼状態とされる運転領域の低負荷側では、噴霧の過拡散や曲がりを避けるために、吸気流動調節弁16をある程度開いてスワールを弱める一方、負荷が高くなるに連れて吸気流動調節弁16を閉じて、スワールを強化する。また、後述の均一燃焼状態とされる運転領域のエンジン高回転転側では、吸気流動調節弁16の開度を大きくして、吸気充填量を確保するようにしている。
【0031】
このエンジン1は例えば図2に示すように、4つの気筒4,4,4,4がクランク軸の延びるエンジン前後方向(出力軸方向:図2における左右方向)に1列に配置された直列4気筒エンジンである。そして、前記吸気マニホルド12との接合面2aはシリンダヘッド2の前端から後端に亘って形成されていて、図3にも示すように、各気筒4毎に2つずつ合計8つの吸気ポート7,8,…が千鳥状に並んで開口している。
【0032】
また、前記シリンダヘッド2の上部には、吸気側及び排気側の2本のカム軸17,18がそれぞれ回転自在に配設されている。この2本のカム軸17,18は、図示しないタイミングベルト等によりエンジン1のクランク軸に駆動連結されていて、そのクランク軸の回転に同期して吸気側カム軸17が回転されると、そのカム軸17に形成されたカムによりバルブリフタ19(図1及び図2参照)を介して、各吸気弁10が弁軸方向に往復動作されて、気筒毎に所定のタイミングで吸気ポート7,8,…が開閉される。同様に、排気側カム軸18が回転されることにより、排気弁10が往復動作されて、排気ポート9,9,…が開閉されるようになっている。
【0033】
前記図1及び図3に示すように、シリンダヘッド2の右側面には、各気筒4毎に燃焼室6に連通する孔部21が開口しており、その内部にインジェクタ22が収容されている。このインジェクタ22の先端側噴孔は吸気弁10の傘部に近接して燃焼室6の周縁部に臨み、該燃焼室6に側方から燃料を噴射する。このように側方から燃料を噴射するようにした場合、噴射した燃料ができるだけ気筒壁面に付着しないように、インジェクタ22はできるだけ立てて配置することが好ましいので、この実施形態では、第1及び第2吸気ポート7、8の断面形状をインジェクタ22の外周に沿うような異形のものとし、インジェクタ22を特に第1吸気ポート7の内側に入り込むように近接させて配置している(図8参照)。このことで、インジェクタ軸心yの気筒中心線xに対する傾斜角度は約45°になり、燃料の壁面付着は十分に軽減されている。尚、前記傾斜角度は50°以下にすればよい。
【0034】
そして、エンジン1が低負荷低回転の所定領域にあるときには、前記インジェクタ22により各気筒4の圧縮行程後期に燃料が噴射され、点火プラグ11の近傍に混合気が偏在する成層燃焼状態とされる。一方、エンジン1が高負荷ないし高回転領域にあれば、燃料噴射は各気筒4の吸気行程前期に行われて、均一燃焼状態とされる。このような燃料噴射制御は図示しない制御装置により行われるようになっていて、その制御装置との間の信号ケーブル(図示せず)は、インジェクタ22の外周部に設けられた接続用カプラ23を介して接続されている。
【0035】
尚、前記インジェクタ22としては、例えば高圧スワールインジェクタを用いることが好ましい。この高圧スワールインジェクタは、燃料噴霧にスワールを生じさせて微粒化を促進するとともに、燃焼室6の圧力が高い圧縮行程後期での噴射では噴霧角が30°以下の狭角になり、一方、燃焼室6の圧力が低い吸気行程での噴射では、それよりも噴霧角が広がるものである。
【0036】
前記図3に示すシリンダヘッド2の右側面には、インジェクタ22を収容する孔部21の下方に各気筒4毎に台座25が突出形成されており、その台座25には、図4に示すように、インジェクタ22を固定するノズルホルダ(固定部材)26がボルト27で締結されるようになっている。このノズルホルダ26は、詳しくは図5に示すように、矩形状本体部の中心にボルト孔26aが貫通形成され、その本体部から前方斜め下側に向かって2本のアーム26b,26bが延びているもので、本体部がボルト27により台座25に締結された状態で、2本のアーム26b,26bの先端下側がそれぞれインジェクタ22のフランジ部に当接して、該インジェクタ22をその軸心y方向下側に押圧し、燃焼室6の高圧に抗してシリンダヘッド2に確実に固定できるようになっている。尚、前記ボルト27はインジェクタ軸心yに平行に延びている。
【0037】
また、前記各孔部21のエンジン前側(図3の右側)には、前記台座25よりも一段、高い別の台座28が形成され、この台座28の上面に開口するようにボルト穴29が設けられていて、このボルト穴29に、フューエルディスパイプ(燃料分配供給管)30の締結ボルト31が螺合締結されるようになっている。すなわち、図6に示すように、エンジン1の右側面には、各インジェクタ22に燃料(ガソリン)を分配供給するフューエルディスパイプ30が配設され、このフューエルディスパイプ30はエンジン前後方向に延びていて、各気筒4毎にインジェクタ22のエンジン前側(図6の右側)に隣接する部位で、締結ボルト(締結部材)31,31,…によりシリンダヘッド2に固定されている。
【0038】
前記フューエルディスパイプ30は、詳細を図7に示すように、シリンダヘッド2の右側に平行に延びるメインパイプ(主供給管部)33と、そのメインパイプ33からそれぞれ垂直に突出するように一体的に形成され、各気筒4のインジェクタ22に向かって延びる4つのインジェクタホルダ(分配管部)34,34,34,34とにより構成されている。また、前記メインパイプ33の後端側(図6及び図7の左端側)には、上流側の燃料供給パイプ35が気密に取り付けられる取付座33aが設けられていて、その燃料供給パイプ35によって、図示しない高圧供給ポンプから燃料が供給されるようになっている。
【0039】
一方、前記メインパイプ33の前端部(図6及び図7の右端部)にはフランジ部33bが設けられ、ここに燃圧センサ36が取り付けられるようになっている。すなわち、前記燃圧センサ36は、フューエルディスパイプ30の前後両端部のうち、各気筒4毎のインジェクタ22に対しそれぞれ締結ボルト31が配設されているエンジン前側の端部に配置されている。このことで、エンジン前端側の第1気筒4に配置された締結ボルト31と前記燃圧センサ36との距離は極めて短くなるので、重い燃圧センサ36をフューエルディスパイプ30によって安定して支持することができる。
【0040】
前記各インジェクタホルダ34の先端部には、インジェクタ22の基端側を収容する収容孔37が設けられており、図4に示すように、インジェクタ22の基端側嵌合軸が、その嵌合軸に嵌装されたOリングを介して、前記収容孔37に気密に嵌合されるようになっている。また、その収容孔37には、メインパイプ33内の燃料通路33cから分岐する分配通路38の先端が開口しており、前記のように燃料供給パイプ35により高圧供給ポンプからメインパイプ33に圧送された燃料は、燃料通路33aから各気筒4毎に分配されて、分配通路38を流通して収容孔37に至り、この収容孔37に臨むインジェクタ22の燃料導入口に供給される。さらに、前記各インジェクタホルダ34には、シリンダヘッド2の台座28に対応する位置に貫通孔39が形成されていて、この貫通孔39に締結ボルト31が挿通されるようになっている。
【0041】
本発明の第1の特徴は、前記フューエルディスパイプ30のメインパイプ33が、図1及び図4に示すようにエンジン前後方向から見て、インジェクタ22の軸心yに対し吸気ポート7,8と反対側に位置づけられていることである。すなわち、メインパイプ33は、インジェクタ軸心yに対しシリンダヘッド2から離れる側にオフセットされていて、各インジェクタホルダ34において収容孔37と分配通路38とがL字状をなしている。このため、インジェクタ22をその上方の吸気ポート7,8にできるだけ近づけて、立てて配置していても、メインパイプ33はシリンダヘッド2や吸気マニホルド12に干渉することはない。言い換えると、この実施形態では各気筒4毎のインジェクタ22を従来例に較べて立てて配置することができる。
【0042】
また、本発明の第2の特徴は、図8に示すように、各気筒4毎の第1及び第2吸気ポート7,8、インジェクタ22、ノズルホルダ26、締結ボルト31等の配置関係にある。すなわち、まず、締結ボルト31は、シリンダヘッド2の接合面2aにおいて第2吸気ポート8が第1吸気ポート7よりも上側にずれて開口していることを利用して、その第2吸気ポート8の下側に近接させて、インジェクタ22のエンジン前側(図8の右側)に隣り合わせに配置している。このため、図1及び図4に示すようにエンジン前後方向から見ると、締結ボルト31はインジェクタ22に重なるように配設されており、このことで、インジェクタホルダ34に対し燃料噴射の反力が強く作用しても、その反力に負けないようにインジェクタホルダ34を十分に強くシリンダヘッド2に固定することができる。
【0043】
また、前記図8に示すようにインジェクタ軸心yに沿って見ると、インジェクタ22の接続用カプラ23は、該インジェクタ22のエンジン後側(図8の左側)に位置し、ノズルホルダ26はインジェクタ22の下方、即ちエンジン前後方向についてインジェクタ22と略同じ位置に配置されている。そして、この方向から見ると、フューエルディスパイプ30のメインパイプ33は、ノズルホルダ26を固定するボルト27の頭上に位置している。つまり、前記接続用カプラ23、ノズルホルダ26及び締結ボルト31は、インジェクタ22の周囲のスペースを有効利用して、互いに干渉することなくコンパクトに配置され、それらにできるだけ寄せて、メインパイプ33もコンパクトに配置されている。
【0044】
さらに、図1に示すように、前記接続用カプラ23及びノズルホルダ26は、インジェクタ軸心y方向について、シリンダヘッド2の接合面2aよりもインジェクタ22の先端側、即ち該接合面2aよりもエンジン内方に配置されているので、エンジン1に対し燃料噴射装置をコンパクトに配置できる。
【0045】
したがって、この実施形態によれば、フューエルディスパイプ30のメインパイプ33を吸気ポート7,8から離れるようにオフセットさせることで、フューエルディスパイプ30とシリンダヘッド2等との干渉を避けながら、インジェクタ22を立てて、適切な角度で配置することができ、このことで、インジェクタ22から燃焼室6に噴射した燃料の気筒壁面への付着を十分に軽減して、燃費悪化や排気有害成分の増大等の問題を解消できる。
【0046】
また、第1及び第2吸気ポート7,8が、それぞれスワール、タンブルの生成に適するように上下にずれて形成されていることを利用して、フューエルディスパイプ30の締結ボルト31,31,…を、各気筒4毎に上側にずれている第2吸気ポート8の下方に、エンジン前後方向から見てインジェクタ22に重なるように配置したので、インジェクタホルダ34に対し燃料噴射の反力が強く作用しても、その反力に負けないようにインジェクタホルダ34を十分に強くシリンダヘッド2に固定することができる。このことで、インジェクタ22とインジェクタホルダ34との間の燃料漏れを確実に防止することができる。しかも、前記締結ボルト31は、各インジェクタホルダ34を直接シリンダヘッド2に締結するものなので、該インジェクタホルダ34からメインパイプ33にねじりモーメントが作用することもなく、よって、フューエルディスパイプ30の信頼性も高まる。
【0047】
さらに、この実施形態のエンジン1は、気筒中心線xに沿って点火プラグ11が配設された4弁式のものであり、インジェクタ22の配置場所は概ね吸気ポート7の下方に限定されるので、このような場合に、上述の如くフューエルディスパイプ30のシリンダブロック2等との干渉を避けながら、インジェクタ22をできるだけ立てて配置できることは、極めて有効である。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明における筒内噴射式エンジンの吸気系構造によれば、燃料分配供給管の主供給管部をエンジンの出力軸方向から見てインジェクタ軸心に対し吸気ポートと反対側にオフセットさせることで、主供給管部とシリンダヘッド等との干渉を避けつつ、インジェクタをできるだけ立てて適切な角度で配置することが可能になり、このことで、燃料の壁面付着を軽減して、燃費悪化や排気有害成分の増大等の問題を解消できる。また、吸気ポートの一方を他方の吸気ポートよりも上側にずらして形成し、その一方の吸気ポートの下方に、前記燃料分配供給管をエンジンに締結する締結部材を出力軸方向から見てインジェクタと重なるように配置することで、分配管部とインジェクタとの間の燃料漏れを確実に防止できる。
【0049】
請求項2の発明によると、吸気流動調節弁により燃焼室における吸気スワールやタンブルをそれぞれ強化できる。
【0050】
請求項3の発明によると、一方の吸気通路に設けられた吸気流動調節弁の弁軸が、隣り合う他方の吸気通路の吸気抵抗を増大させることがない。
【0051】
請求項4の発明によると、各気筒毎のインジェクタを吸気ポートにさらに近接させて、さらに適切な角度で配置できる。
【0052】
請求項5の発明によると、インジェクタを固定部材によりエンジンの一側面に確実に固定でき、また、その固定部材を締結部材と干渉しないように配置できる。
【0053】
請求項6の発明によると、燃料分配供給管の主供給管部をできるだけインジェクタに近づけて、コンパクトに配置できる。
【0054】
請求項7の発明によると、インジェクタの周りのスペースを有効利用して、締結部材や接続用カプラをコンパクトに配置できる。
【0055】
請求項8の発明によると、インジェクタのカプラや固定部材をエンジン周りにコンパクトに配置できる。
【0056】
請求項9の発明によると、燃圧センサを燃料分配供給管を介して安定して支持できる。
【0057】
請求項10の発明に係るエンジンでは、インジェクタの配置場所が吸気ポート下方に限定されるので、請求項1の発明の効果が特に有効なものになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る筒内噴射式エンジンの概略構成を示す部分断面図である。
【図2】 シリンダヘッドの上面図である。
【図3】 シリンダヘッドの右側面図である。
【図4】 インジェクタの配設構造を示す拡大断面図である。
【図5】 ノズルホルダの構成を示す上面図(a)、及びその z-z 線における断面図(b)である。
【図6】 図1に矢印で示すようにエンジンの右側上方からインジェクタ軸心に沿って見て、シリンダヘッドに対するフューエルディスパイプの配設構造を示す図である。
【図7】 フューエルディスパイプの正面図(a)、右側面図(b)及び上面図(c)である。
【図8】 各気筒毎の吸気ポート、インジェクタ、ノズルホルダ、締結ボルト等の配置関係を示す図6の拡大図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 シリンダヘッド
2a 接合面(開口面)
4 気筒
x 気筒中心線
6 燃焼室
7 第1吸気ポート
8 第2吸気ポート
9 排気ポート
10 吸気弁、排気弁
11 点火プラグ
12,14 吸気マニホルド
12a,12b 吸気通路
16 吸気流動調節弁
16a 弁軸
21 孔部
22 インジェクタ
y インジェクタ軸心
23 接続用カプラ
26 ノズルホルダ(固定部材)
30 フューエルディスパイプ(燃料分配供給管)
31 締結ボルト(締結部材)
33 メインパイプ(主供給管部)
34 インジェクタホルダ(分配管部)
36 燃圧センサ
Claims (10)
- エンジンの気筒内燃焼室に臨むインジェクタを、該エンジンの出力軸を挟む左右いずれか一側に配設し、そのインジェクタにエンジン外方から燃料分配供給管を接続するとともに、前記燃焼室に連通する第1及び第2吸気ポートを、前記インジェクタを挟むようにその上方に形成した筒内噴射式エンジンの吸気系構造において、
前記燃料分配供給管は、前記エンジンの出力軸の延びる方向である出力軸方向から見て、インジェクタの軸心に対し吸気ポートと反対側で出力軸方向に延びる主供給管部と、
前記主供給管部から分岐してインジェクタに接続された分配管部とを有し、
前記第2吸気ポートは、その上流端部がエンジンの一側面で第1吸気ポートよりも上側に開口するように形成され、
前記燃料分配供給管は、前記エンジンの一側面に締結部材により締結されていて、その締結部材は、前記第2吸気ポートの下側に配設され、かつ、出力軸方向から見ると、インジェクタに重なるように当該インジェクタの軸心方向に延びていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項1において、
第1及び第2吸気ポートにはそれぞれ第1及び第2の上流側吸気通路が連通しており、
前記第2の吸気通路には吸気流動調節弁が配設されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項2において、
吸気流動調節弁はバタフライバルブからなり、その弁軸は第2の吸気通路の周壁を貫通して、第1の吸気通路の上方をエンジンの出力軸方向に延びるように配置されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項1において、
第1及び第2吸気ポートの断面は、それぞれインジェクタの軸心方向から見てそのインジェクタとの干渉を避けるような異形断面とされていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項1において、
インジェクタは固定部材によりエンジンの一側面に固定されていて、
前記固定部材は、インジェクタに対しエンジンの出力軸と直交する方向から見て略同じ位置に配設されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項5において、
固定部材は、インジェクタの軸心に平行に延びるボルトによりエンジンの一側面に固定されており、
燃料分配供給管の主供給管部は、前記インジェクタの軸心方向から見て、前記ボルトの頭部上に位置していることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項5において、
インジェクタには、エンジンの出力軸と直交する方向から見て締結部材と反対側に接続用カプラが設けられていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項7において、
第1及び第2吸気ポートの上流端部の開口面は、エンジンの一側面から突出しており、
インジェクタのカプラ及び固定部材は、そのインジェクタの軸心と直交する方向から見て前記開口面よりもインジェクタ先端側に配置されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項7において、
燃料分配供給管の主供給管部の両端部のうち、インジェクタに対し締結部材が位置する側の端部に燃圧センサが配設されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。 - 請求項1において、
エンジンは、複数の気筒が一列に並んだ直列多気筒エンジンであり、
各気筒毎に燃焼室に連通する排気ポートが2つずつ設けられ、
吸気及び排気ポートを開閉する吸気及び排気弁が気筒の中心線を囲むように配設されるとともに、
前記吸気及び排気弁に囲まれるように点火プラグが配設されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。
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