JP4288762B2

JP4288762B2 - 筒内噴射式エンジンの吸気系構造

Info

Publication number: JP4288762B2
Application number: JP17656999A
Authority: JP
Inventors: 昌宏立石; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: JP2001003809A

Description

【０００１】
【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ように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】
エンジンとして、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がある。この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燃料分配供給管（デリバリパイプ）を、シリンダヘツドに取り付けるインジェクタの軸心上に位置づけて、該シリンダヘツドに締結部材（例えばボルト）により固定するとともに、インジェクタの基端側（接続頭部側）をＯリングを介装して燃料分配供給管の燃料供給穴（接続凹部）内に嵌合させることにより、インジェクタを燃科分配供給管そのものによって保持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記締結部材によるインジェクタの保持は、インジェクタの基端側のシール性をより向上させる観点からは、できるだけインジェクタに対して該インジェクタの軸心方向に作用させるようにすることが好ましく、これらのことを考慮することなく、単に、締結部材をもって燃料分配供給管をシリンダヘッドに固定するだけでは、供給される燃料圧力が、吸気ポートに配置されるインジェクタに対して２０〜３０倍程度高いこの種のインジェクタと燃料分配供給管との接続部においては、シール性向上の観点から好ましくはない。
【０００４】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その技術的課題は、限られた配置空間内で、燃料分配供給管によりインジェクタを適正に保持することができる筒内噴射式エンジンの吸気系構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明（請求項１の発明）にあっては、
シリンダヘッドの一方の側壁に、各気筒における一対の吸気ポートの上流端を開口する吸気マニホールド接合面が気筒列方向に延びるようにして形成され、前記吸気マニホールド接合面の幅方向一方側外方に、前記各気筒における燃焼室にそれぞれ臨むインジェクタと、該各インジェクタに対応する接続凹部をそれぞれ有して気筒列方向に延びる燃料分配供給管とが配設され、該燃料分配供給管が、前記各接続凹部に前記各インジェクタの接続頭部を嵌合するようにして前記シリンダヘッドに締結部材により締結されている筒内噴射式エンジンの吸気系構造において、
前記一対の吸気ポートのうちの一方の吸気ポートの上流端開口が、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向において、該一対の吸気ポートのうちの他方の吸気ポートの上流端開口よりも短くされて、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側縁部を含む前記シリンダヘッドの一方の側壁のうち、前記一方の吸気ポートの存在域、及び該一方の吸気ポートと該他方の吸気ポートとの間域が、該他方の吸気ポートの存在域よりも該吸気マニホールド接合面の略幅方向他方側に寄るようにして形成され、
前記インジェクタが、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側外方に、前記一方の吸気ポートと前記他方の吸気ポートとの間域に対向する対向領域において配置され、
前記締結部材が、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側外方に、前記一方の吸気ポートの対向領域において配置されて、該締結部材と前記インジェクタとが気筒列方向に近接状態をもって並ぶように設定され、
前記他方の吸気ポートを含む吸気通路に開閉弁が設けられ、
前記開閉弁の弁軸が、前記他方の吸気ポートを含む吸気通路のみを貫通して気筒列方向に延びている構成としてある。この請求項１の発明の好ましい態様としては、請求項２以下の記載の通りとなる。
【０００６】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、一方の吸気ポートの上流端開口が、吸気マニホールド接合面の略幅方向において他方の吸気ポートの上流端開口よりも短くされて、シリンダヘッドの一方の側壁が、一方の吸気ポートの存在域、及び一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとの間域において他方の吸気ポートの存在域よりも吸気マニホールド接合面の略幅方向他方側に寄るようにして形成されていることから、吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側外方に新たに所定の配設空間を確保できることになり、その所定の配設空間にインジェクタと締結部材とを気筒列方向において近接状態をもって並ぶように配置することによって、締結部材をインジェクタに気筒列方向においてできるだけ近づけることができることになる。このため、燃料分配供給管の接続凹部を介してインジェクタの接続頭部に適正な状態（インジェクタと締結部材とを気筒列方向においてできるだけ近づけて、インジェクタ軸心と締結部材の軸心との距離が小さいことによる両軸心間の寸法公差を縮小し、接続凹部の軸心と該インジェクタの軸心とのずれを極力なくすこと）をもって接続凹部とインジェクタの接続頭部との軸心のずれを極力少なくすることができ、このセンタリングの向上によって、高圧燃料通路を兼ねるこの接続凹部と接続頭部とのシール性を一段と向上できることになる。
また、シリンダヘッドの一方の側壁が、一方の吸気ポートの存在域、及び一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとの間域において他方の吸気ポートの存在域よりも吸気マニホールド接合面の略幅方向他方側に寄るように形成されて、吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側外方に所定の配設空間が確保されるに伴い、その所定の配設空間を利用して、燃料分配供給管の接続凹部（インジェクタ）、締結部材等がシリンダヘッド等に干渉しない範囲を広げることができることになり、インジェクタ及び燃料分配供給管の接続凹部等を吸気ポートに近づくように傾斜配置を高める（より立てる）ことができることになり、燃料のシリンダ壁面付着を低減して、燃費悪化や排気有害成分の増大等の問題を解消できることになる。しかもこのとき、インジェクタ等の上記配置に基づき、燃料分配供給管等が吸気ポート側に近づくことになり、燃料分配供給管を含めた吸気系構造をコンパクトにすることができることになる。
さらに、上記作用効果を得るために、一方の吸気ポートの存在域、及び一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとの間域において吸気マニホールド接合面の幅を短くする構成を採ることから、吸気マニホールド接合面の幅を最大でも、他方の吸気ポートの存在域における吸気マニホールド接合面の幅に抑えることができることになり、コンパクトにすることができるばかりか、一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとをずらして前述のような所定の配設空間を得る場合に比べて、シリンダヘッド上部における周辺補機等の配設自由度を高めることができることになる。
さらにまた、他方の吸気ポートを含む吸気通路に開閉弁が設けられ、開閉弁の弁軸が、他方の吸気ポートを含む吸気通路のみを貫通して気筒列方向に延びていることから、弁軸が存在しない一方の吸気ポートを含む吸気通路において、弁軸によって吸気が乱されて吸気抵抗が増大することを回避することができることになる。
【０００７】
請求項２に記載された発明によれば、シリンダヘッドにインジェクタ自身が固定部材をもって固定され、固定部材が、気筒列方向において、インジェクタと略同じ位置に位置されていることから、固定部材を前述の締結部材と干渉させることなく配置しつつ、シリンダヘッドにインジェクタをより確実に固定できることになる。
【０００８】
請求項３に記載された発明によれば、シリンダヘッドにインジェクタ自身が固定部材をもって固定され、固定部材、インジェクタ、締結部材が、その各軸心が平行となるように配置され、固定部材の軸心方向領域に燃料分配供給管が臨んでいることから、インジェクタに対して固定部材、締結部材を近づけ、その押圧力を効果的に付与してインジェクタを適正に押圧固定し、かつインジェクタ頭部のシール性をより向上することができる一方、固定部材の軸心方向領域の頭上空間を有効に利用して、燃料分配供給管をインジェクタの軸心ないし締結部材に近づけた状態（気筒列方向に延びる燃料分配供給管がインジェクタの軸心に対してオフセットするものの、オフセット量を少なくした状態）にすることができ、燃料分配供給管を含む吸気系構造を、よりコンパクトにすることができることになる。しかも、このような燃料分配供給管の配置により、燃料分配供給管がシリンダヘッドないしはそのシリンダヘッドに連なる吸気マニホルドに干渉しない範囲が拡大されることになり、これに伴い、シリンダヘッドとシリンダブロックとの合わせ面に対するインジェクタの傾斜角度を高めて（気筒の軸心に対するインジェクタの傾斜角度を少なくして）、燃料のシリンダ壁面付着を、より抑制することができることになる。
【０００９】
請求項４に記載された発明によれば、インジェクタに、該インジェクタを締結部材とで挟む配置関係をもって接続用カプラが設けられていることから、インジェクタを基準として、締結部材と反対側の空間を、接続用カプラの配設空間として有効に利用して、コンパクトにまとめることができることになる。
【００１０】
請求項５に記載された発明によれば、一方の吸気ポートがスワール生成用ポートとされ、他方の吸気ポートがタンブル生成用ポートとされ、他方の吸気ポートを含む吸気通路に、所定運転域で閉じる開閉弁が設けられていることから、開閉弁を閉じるだけにより、一方の吸気ポートにおける吸気流れを強めて燃焼室における吸気スワールを強めることができる。また、吸気マニホールド接合面の略幅方向において、一方の吸気ポートの上流端開口が他方の吸気ポートの上流端開口よりも短くされている形状自体を利用して、燃焼室において、吸気スワールを得ることも可能になり、吸気スワールを効果的に生成させることが可能になる。勿論この場合、開閉弁を開くことにより、燃焼室において、吸気タンブルを得ることもできることになる。
【００１１】
【００１２】
請求項６に記載された発明によれば、一方の吸気ポートの開口断面積が他方の吸気ポートの開口断面積よりも小さくされ、吸気マニホールド接合面の幅方向一方側の縁部が、該吸気マニホールド接合面の幅方向他方側の縁部よりも下方位置に位置され、インジェクタ先端が、燃焼室の周縁部に臨むようにされていることから、燃焼室側方から燃料を噴射するタイプにおいて、インジェクタに対する適正且つ十分な押圧力の付与、インジェクタの接続頭部のシール性、インジェクタの傾斜配置、吸気系構造のコンパクト性等の観点から、具体的で好ましい態様の吸気系構造を提供できることになる。また、他方の吸気ポートを含む吸気通路に開閉弁を設けて、この開閉弁を閉じるように構成すれば、一方の吸気ポートの開口断面積が小さい分だけ、該吸気ポートの吸気流速を高めることができ、吸気スワールを強化することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１において、符号１は、本実施形態に係る筒内噴射式エンジン本体であり、このエンジン本体１は直列４気筒式とされている。このエンジン本体１においては、既知の如く、シリンダブロック３と、該シリンダブロック３上に配置されるシリンダヘッド２と、前記シリンダブロック３の各気筒４内に嵌挿されたピストン５とにより、燃焼室６がそれぞれ画成されており、シリンダヘッド２内部には、その各燃焼室６に開口するようにして一対の吸気ポート８、７と一対の排気ポート９とが形成されている。
【００１４】
前記シリンダヘッド２には、図１に示すように、その下部において、各気筒４毎に、燃焼室６上面を構成する凹陥部４１がそれぞれ形成されている。凹陥部４１は、気筒４の軸心ｘを基準として、エンジン本体１の幅方向（図１中、左右方向）両側において傾斜方向を相異ならせた傾斜面４１ａ、４１ｂにより形成されており、その各傾斜面４１ａ（４１ｂ）は、エンジン本体１の幅方向外方に向かうに従って下方に向かうように傾斜されている。
その一方の傾斜面４１ａには、前記一対の吸気ポート７、８の下流端開口が気筒列方向に並ぶように開口され、他方の傾斜面４１ｂには、前記一対の排気ポート９の上流端開口が気筒列方向に並ぶように開口されており、その４つの開口は、気筒４の軸心を囲むように形成されている。その４つの開口には吸気弁及び排気弁１０がそれぞれ設けられており、各ポート７〜９は、吸気弁及び排気弁１０により、気筒４毎にエンジン出力軸と同期して周知のタイミングで開閉されることになっている。このため、シリンダヘッド２の上部には、図１、図２に示すように、吸気弁及び排気弁１０をバルブリフタ１９を介して往復動させる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、その２本のカム軸１７、１８には、図示しないタイミングベルト等を介してエンジン本体１の出力軸が駆動連結されている。
また、このような各気筒４における吸気弁及び排気弁１０に囲まれている部分（凹陥部４１）には、点火プラグ１１がそれぞれ設けられており、各点火プラグ１１は、気筒４の軸心ｘに沿いつつ燃焼室６に臨まされている。
【００１５】
前記シリンダヘッド２の一方の側壁４３（図１中、右壁）には、その上部において、図１〜図３に示すように、ポート開口領域面としての吸気マニホールド接合面２ａが形成されている。吸気マニホールド接合面２ａは、所定の幅をもって、エンジン本体１の幅方向外方側（図１中、右側）に向かうに従って下方に向かうように傾斜されており（図１参照）、その吸気マニホールド接合面２ａは、略エンジン本体１全長に亘って気筒列方向に延ばされている（図２、図３参照）。この吸気マニホールド接合面２ａには、各気筒４の一対の吸気ポート８、７の上流端開口が並ぶようにして気筒列方向に順次、開口されており、このため、各吸気ポート８（７）は、その各上流端開口から各下流端開口に向けて斜め下方に延ばされている。この各一対の吸気ポート８（７）は、一方の吸気ポート８がスワール生成用ポートとされ、他方の吸気ポート７がタンブル生成用ポートとされており、一方の吸気ポート８の通路断面積は他方の吸気ポート７の通路断面積よりも小さくされている。具体的には、図２、図３、図８、図１２に示すように、各吸気ポート８（７）の上流端開口から下流側にかけて、各一方の吸気ポート８が、吸気マニホールド接合面２ａの略幅方向ｍにおいて各他方の吸気ポート７よりも短くされており、これに伴い、シリンダヘッド２の一方の側壁４３は、各一方の吸気ポート８の存在域において、各他方の吸気ポート７の存在域よりも吸気マニホールド接合面２ａの略幅方向ｍの他方側（図８の上側）に引っ込むようにして形成され、その各一方の吸気ポート８の存在域における吸気マニホールド接合面２ａの略幅方向ｍの一方側外方（図８の下側）に新たに所定の配設空間４２が形成されることになっている。
【００１６】
前記吸気マニホールド接合面２ａには、図１に示すように、吸気マニホールド１２が接続されている。吸気マニホールド１２は、各気筒４毎の一対の吸気ポート８（７）の上流端開口に対応した独立通路１２ａ、１２ｂをそれぞれ備えており、その各独立通路１２ａ（１２ｂ）は、該当する吸気ポート８（７）に連なって、これらは吸気通路を構成することになっている。この場合、作業性を考慮して、吸気マニホールド１２には、ボルト挿通孔が形成された複数のボス部１２ｃが設けられており、このボス部１２ｃとボルト１３を用いて吸気マニホールド１２は吸気マニホールド接合面２ａに接合されることになっている。
【００１７】
上記各他方の吸気ポート７に連なる独立通路１２ｂ内には、燃焼室６の吸気流動状態を調節する開閉弁としてのバタフライバルブ１６がそれぞれ配設されている。この各バタフライバルブ１６は、共通の弁軸１６ａによって連結されており、その弁軸１６ａは、図１、図４に示すように、各他方の吸気ポート７に連なる独立通路１２ｂのみを貫通して気筒列方向に延び、各一方の吸気ポート８に連なる独立通路１２ａを貫通しないことになっている。これは、各一方の吸気ポート８の上流端開口が各他方の吸気ポート７の上流端開口よりも小さくされていることと、それらに連なる吸気マニホールド１２の独立通路１２ａ、１２ｂを、多少、上下方向にずらした配置を利用してなされているものであり、これにより、一方の吸気ポート８に連なる独立通路１２ａにおいて、弁軸１６ａが存在しないことにより、吸気が乱されて吸気抵抗が増大することが回避されることなっている。
この弁軸１６ａには、図外のアクチュエータが連結されており、このアクチュエータにより、弁軸１６ａが該弁軸１６ａの軸心を中心として回転駆動されて、バタフライバルブ１６が開閉動されることになっている。このバタフライバルブ１６の開閉制御は、図外の制御装置によるアクチュエータの制御により行われることになっており、所定運転域（スワール生成時）においてはバタフライバルブ１６は閉とされ、タンブル流生成を強化する時においてはバタフライバルブ１６は開とされることになっている。
【００１８】
前記シリンダヘッド２の一方の側壁４３には、図３に示すように、前記吸気マニホールド接合面２ａの下方側において、複数の孔部２１、台座２５、２９が各気筒４毎にそれぞれ設けられている。
【００１９】
上記各孔部２１は、各気筒４毎に燃焼室６に連通されおり、その内部にはインジェクタ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、図１に示すように、吸気弁１０の傘部に近接して燃焼室６の周縁部に臨んでおり、このインジェクタ２２の該インジェクタ２２軸心ｙと同一方向に軸心を持つ先端側噴孔により、燃焼室６に側方から燃料が噴射されることになっている。このように側方から燃料を噴射するようにする場合において、噴射した燃料ができるだけ気筒４壁面（シリンダ壁面）に付着しないようにするためには、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。このため、この実施形態では、一対の吸気ポート７、８の断面形状がインジェクタ２２の外周に沿うような異形のものとされると共に所定の配設空間４２の一部をも利用して、インジェクタ２２は、他方の吸気ポート７の内側に入り込むようにしつつ該吸気ポート７（８）に近接させて配置されている（図１２参照）。これにより、インジェクタ２２軸心ｙの気筒４軸心ｘに対する傾斜角度は約４５°になリ、燃料のシリンダ壁面付着は十分に低減されることになっている。尚、前記傾斜角度は５０°以下にすればよい。
【００２０】
前記インジェクタ２２としては、先端側噴孔の軸心がインジェクタ２２軸心ｙと同一方向ゆえに、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、燃焼室圧力が高い圧縮行程後期での噴射では噴霧角が４０°以下の狭角になり、一方、燃焼室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（約１０°程度広がる）機能を発揮する。
【００２１】
このようなインジェクタ２２を用いた燃料噴射制御に関しては、エンジン本体１が低負荷低回転の所定領域にあるときには、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すべく、各気筒４の圧縮行程後期に燃料が噴射され、ピストン５の頂部のインジェクタ２２側に偏位して形成された凹状のキャビティとの協同で、点火時点において点火プラグ１１の近傍に混合気層を生成する。また、エンジン本体１が高負荷ないし高回転領域にあるときには、均一燃焼状態とすべく、燃料噴射は各気筒４の吸気行程前期に行われ、燃焼室６内に均一に混合気を生成するように設定されている。この燃料噴射制御は図示しない制街装置により行われることになっており、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を介してインジェクタ２２に接続されることになっている。この各接続用カプラ２３は、気筒列方向において、各インジェクタ２２からエンジン後側に向くようにして配置されている。
【００２２】
前記各台座２５は、図３に示すように、前記各孔部２１の下方においてそれぞれ突出形成されている。この各台座２５には、図１、図５に示すように、ノズルホルダ（固定部材）２６がボルト２７により締結されており、このノズルホルダ２６によりインジェクタ２２は、軸心ｙ方向の先端噴孔側に押付けられ、ワッシャ４５（図５参照）を押圧してシリンダヘッド２に固定されている。このノズルホルダ２６は、詳しくは図６、図７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の先端部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ことになっている。尚、前記ボルト２７はインジェクタ２２の軸心ｙに平行に延びている。
【００２３】
前記各台座２８は、図３に示すように、前記各台座２５よりも一段高い位置に位置されている。この台座２８にはボルト穴２９が形成されており、そのボルト穴２９は、その軸心が前記インジェクタ２２の軸心ｙと平行となるように形成され、そのボルト穴２９とインジェクタ２２（孔部２１）とは、気筒列方向において近接した状態で並ぶように配置されている。
【００２４】
前記シリンダヘッド２の一方の側壁４３上部ないしは前記吸気マニホールド１２の下方には、図１に示すように、各インジェクタ２２に燃料（ガソリン）を分配供給する燃料分配供給管としてのフューエルディスパイプ３０が配設されている。このフューエルディスパイプ３０は、図９〜図１１に示すように、エンジン本体１の略全体に亘って気筒列方向に延びるメインパイプ部３３と、そのメインパイプ部３３からそれぞれ突出するように一体的に形成される４つのインジェクタホルダ部３４とにより構成されている。
【００２５】
上記各インジェクタホルダ部３４には、図９〜図１１に示すように、収容孔３７（接続凹部）及びボルト挿通孔３９がそれぞれ形成されている。各収容孔３７は、各インジェクタホルダ部３４の先端面から開口するように形成されており、その各収容孔３７には、前記インジェクタ２２の基端側嵌合軸（接続頭部（燃料導入口））が、その嵌合軸に嵌装されたＯリング２４（図５参照）を介して気密にそれぞれ嵌合されている。
各ボルト挿通孔３９は、その軸心を上記収容孔３７の軸心と平行な状態にしてインジェクタホルダ部３４を貫通しており、各ボルト挿通孔３９と各収容孔３７とは、メインパイプ部３３の延び方向において並ぶように配置されている。この各ボルト挿通孔３９は、各インジェクタ２２の基端側嵌合軸が各収容孔３７に嵌合されたとき、前記各ボルト穴２９にそれぞれ臨むことになっており、その各ボルト挿通孔３９に締結ボルト３１（締結部材）をそれぞれ挿通させて該各締結ボルト３１を各ボルト穴２９に螺合することにより、フューエルディスパイプ３０はシリンダヘッド２の側壁４３に固定されることになっている。
【００２６】
このとき、各インジェクタホルダ部３４は、前記インジェクタ２２の傾斜配置に対応すべく、前記所定の配設空間４２を利用して、吸気マニホールド接合面２ａの略幅方向ｍの一方側にできるだけ近づくように傾斜配置されることになっており、各気筒４毎にインジェクタ２２の傾斜配置を高めた状態で、該インジェクタ２２と締結ボルト３１とは、気筒列方向において近接した状態で並ぶことになっている。
【００２７】
上記メインパイプ部３３は、本実施形態においては、気筒列方向に延びつつ吸気ポート７、８から離れるようにオフセット配置されており、このメインパイプ部３３は前記各ボルト２７の軸心領域の該ボルト２７頭部側に臨むことになっている（図１参照）。この場合、吸気マニホールド１２等に対するメインパイプ部３３の干渉しない範囲が拡大されることになるが、これをも考慮して、前述のインジェクタ２２等の傾斜配置が設定されることになっている。
また、このメインパイプ部３３の後端側（図８、図１０〜図１１中、左端側）には取付座３３ａが設けられている。その取付座３３ａには燃料供給パイプ３５が気密に取り付けられており、その燃料供給パイプ３５を介してメインパイプ部３３に、図示しない高圧供給ポンプに基づき燃料が供給されることになっている。一方、メインパイプ部３３の前端部（図８、図１０〜図１１中、右端部）にはフランジ部３３ｂが設けられており、そのフランジ部３３ｂに燃圧センサ３６が取り付けられるようになっている（図８参照）。この場合、気筒４毎に、締結ボルト３１がインジェクタ２２よりもエンジン本体１前側に配置されて、エンジン本体１最前端部において、締結ボルト３１と燃圧センサ３６との距離が極めて短くできることを利用し、重い燃圧センサ３６をフューエルディスバイブ３０によって安定して支持することができることになっている。
【００２８】
前記フューエルディスパイプ３０内部には、図５、図９に示すように、複数の分配通路３８が形成されている。各分配通路３８は、メインパイプ部３３の燃料通路３３ｃと前記各収容孔内３７とをそれぞれ連通しており、これにより、高圧供給ポンプに基づき燃料供給パイプ３５からメインパイプ部３３に圧送された燃料は、燃料通路３３ａから各分配通路３８を介して各収容孔３７に至り、その各収容孔３７に臨むインジェクタ２２の燃料導入口（接続頭部）に供給されることになっている。
【００２９】
したがって、このような構造においては、シリンダヘッド２の一方の側壁４３（図１中、右側壁４３）が、前記一方の吸気ポート８の存在域において他方の吸気ポート７の存在域よりも吸気マニホールド接合面２ａの略幅方向ｍの他方側に引っ込むようにして形成されて、吸気マニホールド接合面２ａの略幅方向ｍの一方側外方に新たに所定の配設空間４２を確保できることになり、その所定の配設空間４２を利用して、インジェクタ２２と締結ボルト３１とを気筒列方向においてできるだけ近づけるように配置することができることになる。このため、インジェクタ２２と締結ボルト３１とを気筒列方向においてできるだけ近づけて、インジェクタ２２の軸心と締結ボルト３１との軸心間距離が小さいことによる両軸心間の寸法公差を縮小し、収容孔３７の軸心と該インジェクタ２２の軸心とのずれを極力なくすことができることになり、頭部の基端側嵌合軸と収容孔３７のセンタリング（両軸心の一致）度合が向上し、基端側嵌合軸に嵌装されたＯリング２４の周方向における面圧のばらつきが少なくなって、例えば、Ｏリング２４が硬い冷間時においてエンジンが始動された時など、Ｏリング２４に作用する動圧が大きい一方で、Ｏリング２４の弾性変形が少ない時においても、該インジェクタ２２頭部のシール性を十分に確保でき、長期的にシール性を高めることができる。これにより、インジェクタ２２とインジェクタホルダ部３４との間の高圧燃料通路（約８〜１０ＭＰａの高い燃料圧力が作用する通路）の接続部のシール性を一段と向上させつつ、フューエルディスパイプ３０をエンジン本体１に固定できることになる。
【００３０】
また、新たな所定の配設空間４２を利用して、インジェクタ２２、締結ボルト３１等がシリンダヘッド２等に干渉しない範囲を広げることができることになり、インジェクタ２２及びフューエルディスパイプ３０のインジェクタホルダ部３４等を吸気ポート８（７）に近づくように傾斜配置を高めることができることになり、燃料の気筒４壁面付着を低減して、燃費悪化や排気有害成分の増大等の問題を解消できることになる。しかもこのとき、インジェクタ２２等の上記配置に基づき、フューエルディスパイプ３０等が吸気ポート８（７）側に近づくことになり、フューエルディスパイプ３０を含めた吸気系構造をコンパクトにすることができることになる。
特に本実施形態においては、ボルト２７の軸心方向領域の頭上空間を有効に利用して、フューエルディスパイプ３０をインジェクタ２２、ないし締結ボルト３１に近づけた状態（フューエルディスパイプ３０のメインパイプ部３３が、インジェクタ２２の軸心ｙに対してオフセットするものの、そのオフセット量を少なくした状態）にすることができ、フューエルディスパイプ３０を含む吸気系構造を、よりコンパクトにすることができる。しかも、このようなフューエルディスパイプ３０の配置により、フューエルディスパイプ３０がシリンダヘッド２ないしは吸気マニホルド１２に干渉しない範囲を拡大できることになり、これに伴い、気筒４軸心ｘに対するインジェクタ２２軸心ｙの傾斜角度を小さくし、インジェクタ２２を立て、燃料の気筒４壁面付着を、より抑制することができることにもなる。
【００３１】
さらに、一方の吸気ポート８の存在域において吸気マニホールド接合面２ａの幅を短くする構成を採り、吸気マニホールド接合面２ａの幅を最大でも、他方の吸気ポート７の存在域における吸気マニホールド接合面２ａの幅に抑えることができることになり、コンパクトにすることができるばかりか、一方の吸気ポート８と他方の吸気ポート７とをずらして所定の配設空間４２を得る場合に比べて、シリンダヘッド２上部における周辺補器等の配設自由度を高めることができることになる。
【００３２】
さらにまた、一方の吸気ポート８がスワール生成用ポートとされ、他方の吸気ポート７がタンブル生成用ポートとされ、他方の吸気ポート７を含む吸気通路に、所定運転域で閉じるバタフライバルブ１６が設けられていることから、バタフライバルブ１６を閉じるだけにより、一方の吸気ポート８における吸気流れを強めて燃焼室６における吸気スワールを強めることができるだけでなく、吸気マニホールド接合面２ａの略幅方向において、一方の吸気ポート８の断面積が他方の吸気ポート７の断面積よりも小さいこと、ないし一方の吸気ポート８が他方の吸気ポート７よりも短くされている形状自体を利用して、燃焼室６において、吸気スワールを得ることができることになり、吸気スワールを効果的に生成させることができることになる。
【００３３】
加えて、他方の吸気ポート７に連なる吸気通路にバタフライバルブ１６が設けられ、バタフライバルブ１６の弁軸１６ａが、他方の吸気ポート７に連なる吸気通路のみを貫通して気筒列方向に延びていることから、一方の吸気ポート８に連なる吸気通路において、弁軸１６ａが存在しないことにより、この弁軸１６ａによって吸気が乱されて吸気抵抗が増大することを回避することができることになる。
【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各構成を示す部分断面図。
【図２】シリンダヘッドの上面図。
【図３】シリンダヘッドの右側面図。
【図４】図１のIV-IV線断面図。
【図５】インジェクタの配設構造を示す拡大断面図。
【図６】ノズルホルダの構成を示す図。
【図７】図６のｚ−ｚ線断面図
【図８】図１のVIII−VIII線断面図。
【図９】フューエルディスパイプの正面図。
【図１０】フューエルディスパイプの右側面図。
【図１１】フューエルディスパイプの上面図。
【図１２】各気筒４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８の拡大図。
【符号の説明】
１エンジン本体
２シリンダヘッド
２ａ吸気マニホールド接合面
４気筒
６燃焼室
７他方の吸気ポート
８一方の吸気ポート
１２吸気マニホールド
１２ｂ吸気マニホールドの独立通路
１６バタフライバルブ
２２インジェクタ
２３接続用カプラ
２７ボルト
３０フュエールディスパイプ
３１締結ボルト
３４インジェクタホルダ部
４３側壁
ｍ吸気マニホールド接合面の幅方向

Claims

シリンダヘッドの一方の側壁に、各気筒における一対の吸気ポートの上流端を開口する吸気マニホールド接合面が気筒列方向に延びるようにして形成され、前記吸気マニホールド接合面の幅方向一方側外方に、前記各気筒における燃焼室にそれぞれ臨むインジェクタと、該各インジェクタに対応する接続凹部をそれぞれ有して気筒列方向に延びる燃料分配供給管とが配設され、該燃料分配供給管が、前記各接続凹部に前記各インジェクタの接続頭部を嵌合するようにして前記シリンダヘッドに締結部材により締結されている筒内噴射式エンジンの吸気系構造において、
前記一対の吸気ポートのうちの一方の吸気ポートの上流端開口が、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向において、該一対の吸気ポートのうちの他方の吸気ポートの上流端開口よりも短くされて、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側縁部を含む前記シリンダヘッドの一方の側壁のうち、前記一方の吸気ポートの存在域、及び該一方の吸気ポートと該他方の吸気ポートとの間域が、該他方の吸気ポートの存在域よりも該吸気マニホールド接合面の略幅方向他方側に寄るようにして形成され、
前記インジェクタが、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側外方に、前記一方の吸気ポートと前記他方の吸気ポートとの間域に対向する対向領域において配置され、
前記締結部材が、前記吸気マニホールド接合面の略幅方向一方側外方に、前記一方の吸気ポートの対向領域において配置されて、該締結部材と前記インジェクタとが気筒列方向に近接状態をもって並ぶように設定され、
前記他方の吸気ポートを含む吸気通路に開閉弁が設けられ、
前記開閉弁の弁軸が、前記他方の吸気ポートを含む吸気通路のみを貫通して気筒列方向に延びている、
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、
前記シリンダヘッドに前記インジェクタ自身が固定部材をもって固定され、
前記固定部材が、気筒列方向において、前記インジェクタと略同じ位置に位置されている、
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、
前記シリンダヘッドに前記インジェクタ自身が固定部材をもって固定され、
前記固定部材、前記インジェクタ、前記締結部材が、その各軸心が平行となるように配置され、
前記固定部材の軸心方向領域に前記燃料分配供給管が臨んでいる、
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、
前記インジェクタに、該インジェクタを前記締結部材とで挟む配置関係をもって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１において、
前記一方の吸気ポートがスワール生成用ポートとされ、
前記他方の吸気ポートがタンブル生成用ポートとされ、
前記他方の吸気ポートを含む吸気通路に、所定運転域で閉じる開閉弁が設けられている、
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１において、
前記一方の吸気ポートの開口断面積が前記他方の吸気ポートの開口断面積よりも小さくされ、
前記吸気マニホールド接合面の幅方向一方側の縁部が、該吸気マニホールド接合面の幅方向他方側の縁部よりも下方位置に位置され、
前記インジェクタ先端が、燃焼室の周縁部に臨むようにされている、
ことを特徴とする筒内噴射式エンジンの吸気系構造。