JP5120212B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両に搭載される内燃機関に関する。この内燃機関は、その燃焼室に高圧燃料を直接噴射するインジェクタに高圧燃料を供給するプランジャ式の高圧燃料ポンプと、この高圧燃料ポンプを、内燃機関のクランクシャフトの回転動力を利用して駆動するための駆動機構とを有する。高圧燃料ポンプは、内燃機関のシリンダヘッド後部に搭載される構成が本発明の前提となる。 The present invention relates to an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile. In this internal combustion engine, a plunger-type high-pressure fuel pump that supplies high-pressure fuel to an injector that directly injects high-pressure fuel into its combustion chamber, and this high-pressure fuel pump are driven using the rotational power of the crankshaft of the internal combustion engine. And a drive mechanism. A configuration in which the high-pressure fuel pump is mounted on the rear portion of the cylinder head of the internal combustion engine is a prerequisite of the present invention.
従来から、内燃機関のシリンダヘッドに設置されるカムシャフトの長手方向途中の外径側に、高圧燃料ポンプを駆動するためのポンプカムを設け、クランクシャフトの駆動力によりカムシャフトと共に回転駆動されるポンプカムによって高圧燃料ポンプを駆動することが行われている(例えば特許文献1参照。)。 Conventionally, a pump cam for driving a high-pressure fuel pump is provided on the outer diameter side in the longitudinal direction of a camshaft installed in a cylinder head of an internal combustion engine, and the pump cam is driven to rotate together with the camshaft by the driving force of the crankshaft. Is used to drive a high-pressure fuel pump (see, for example, Patent Document 1).
また、カムシャフトの一方軸端にオルダムカップリングを介してポンプカムを連結した構成が知られている(例えば特許文献2参照。)
このような構成では、カムシャフトに対し、吸気バルブまたは排気バルブの駆動トルクに加えて、高圧燃料ポンプの駆動トルクが作用するため、例えばカムシャフトにクランクシャフトからの動力を伝達するためのタイミングチェーンを、高強度対策品とする必要があることが懸念される。
Further, a configuration in which a pump cam is connected to one shaft end of a camshaft via an Oldham coupling is known (for example, see Patent Document 2).
In such a configuration, the driving torque of the high-pressure fuel pump acts on the camshaft in addition to the driving torque of the intake valve or the exhaust valve. For example, a timing chain for transmitting power from the crankshaft to the camshaft There is a concern that it is necessary to make the product a high strength countermeasure product.
この他にも、例えばカムシャフトに可変バルブタイミング機構を取り付けている場合には、前記高圧燃料ポンプの駆動トルクが、可変バルブタイミング機構の作動負荷となるために、高圧燃料ポンプの駆動トルクの変動により可変バルブタイミング機構の動作が不安定になることが懸念される。 In addition, for example, when a variable valve timing mechanism is attached to the camshaft, the driving torque of the high-pressure fuel pump becomes an operating load of the variable valve timing mechanism. Therefore, there is a concern that the operation of the variable valve timing mechanism becomes unstable.
これに対し、例えば特許文献3に示されているように、吸気カムシャフトと排気カムシャフトとの間に、ポンプ駆動シャフトを設置し、このポンプ駆動シャフトといずれか一方のカムシャフトとをクランクシャフトの回転動力を利用して回転駆動させるようにし、ポンプ駆動シャフトの回転動力で残り他方のカムシャフトを駆動させるようにした構成が知られている。
On the other hand, as shown in
また、例えば特許文献4に示されているように、カムシャフトの前端の外径側に、ポンプカムシャフトを相対回転可能に取り付け、このポンプカムシャフトに設けたスプロケットとクランクシャフトとにタイミングチェーンを巻き掛け、クランクシャフトの駆動力によりポンプカムシャフトを回転駆動させることにより、内燃機関の前部に配置した高圧燃料ポンプを駆動するようにした構成が知られている。
上記特許文献3,4に係る従来例では、カムシャフトに対し高圧燃料ポンプの駆動トルクが作用しなくなるものの、それぞれ以下のような不具合がある。
In the conventional examples according to
まず、特許文献3に係る従来例では、2つのカムシャフトの間にポンプ駆動シャフトを配置している関係より、内燃機関が幅方向で大型化することが指摘される。
First, in the conventional example according to
また、特許文献4に係る従来例では、内燃機関の前部に高圧燃料ポンプを設置することが必須となっており、この高圧燃料ポンプを内燃機関の後部に設置することができないことが指摘される。というのは、近年では、内燃機関の前部に多種類の補機を設置する必要があって高圧燃料ポンプを設置するスペースを確保できない場合があり、高圧燃料ポンプを内燃機関の後部に設置することが望まれている。
Moreover, in the conventional example which concerns on
このような事情に鑑み、本発明は、内燃機関のカムシャフト後部に設置される高圧燃料ポンプやその駆動機構を有する内燃機関において、高圧燃料ポンプの駆動トルクがカムシャフトに作用することや、内燃機関の外形が大型化することを回避可能とすることを目的としている。 In view of such circumstances, the present invention relates to a high-pressure fuel pump installed at a rear portion of a camshaft of an internal combustion engine and an internal combustion engine having a drive mechanism thereof, wherein the drive torque of the high-pressure fuel pump acts on the camshaft, The purpose is to make it possible to avoid an increase in the size of the engine.
本発明は、内燃機関の燃焼室に高圧燃料を直接噴射するインジェクタに高圧燃料を供給するプランジャ式の高圧燃料ポンプを、内燃機関のクランクシャフトの回転動力を利用して駆動するための駆動機構を有し、前記内燃機関の動弁機構は、吸気カムシャフトと排気カムシャフトとを有し、排気カムシャフトが中空形状とされ、前記駆動機構が、前記中空の排気カムシャフトの内孔に挿通されるポンプ駆動シャフトと、このポンプ駆動シャフトの後端側に一体回転可能に設けられかつ前記排気カムシャフトの後端側に設置される高圧燃料ポンプを駆動するためのポンプカムシャフトとを含み、前記ポンプ駆動シャフトの前端側に設けられるポンプスプロケットと、前記吸気カムシャフトの前端側に設けられる吸気カムスプロケットと、前記クランクシャフトの前端側に設けられるクランクスプロケットとにタイミングチェーンが巻き掛けられることにより、前記ポンプ駆動シャフトおよび前記吸気カムシャフトが前記クランクシャフトの回転動力を受けて同じ向きに回転駆動され、前記吸気カムスプロケットと前記排気カムシャフトとに互いに噛合するギヤがそれぞれ設けられることにより、前記排気カムシャフトが前記吸気カムシャフトの回転動力を受けて逆向きに回転駆動される、ことを特徴としている。 The present invention provides a drive mechanism for driving a plunger-type high-pressure fuel pump that supplies high-pressure fuel to an injector that directly injects high-pressure fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine using the rotational power of the crankshaft of the internal combustion engine. The valve mechanism of the internal combustion engine has an intake camshaft and an exhaust camshaft, the exhaust camshaft has a hollow shape, and the drive mechanism is inserted into an inner hole of the hollow exhaust camshaft. that includes a pump drive shaft, the pump camshaft for driving the high-pressure fuel pump installed in the rear end side of the integrally rotatably provided and the exhaust camshaft to the rear end side of the pump drive shaft, said A pump sprocket provided on the front end side of the pump drive shaft; an intake cam sprocket provided on the front end side of the intake camshaft; When the timing chain is wound around a crank sprocket provided on the front end side of the crankshaft, the pump drive shaft and the intake camshaft are rotated in the same direction by receiving the rotational power of the crankshaft, and the intake cam The sprocket and the exhaust camshaft are provided with gears that mesh with each other, whereby the exhaust camshaft is rotationally driven in the opposite direction by receiving the rotational power of the intake camshaft .
この構成では、要するに、内燃機関の前方に多数の補機類が配置されることを考慮して、高圧燃料ポンプを内燃機関の後部に設置しながら、クランクシャフトの回転動力を、内燃機関の前方に配置されるタイミングチェーンや、前記駆動機構を介して前記高圧燃料ポンプに伝達させるように工夫している。 In short, in consideration of the fact that a large number of auxiliary machines are arranged in front of the internal combustion engine, the rotational power of the crankshaft is supplied to the front of the internal combustion engine while installing the high-pressure fuel pump at the rear part of the internal combustion engine. It is devised to transmit to the high-pressure fuel pump via the timing chain arranged in the cylinder or the drive mechanism.
特に、高圧燃料ポンプを駆動するためのポンプ駆動シャフトをカムシャフトとは無関係にクランクシャフトの回転動力で駆動させるようにしていて、従来例のように、動弁機構のカムシャフトに高圧燃料ポンプを駆動するためのポンプカムを設ける形態、あるいは動弁機構のカムシャフトに高圧燃料ポンプを駆動するためのポンプカムを連結する形態にしていない。 In particular, the pump drive shaft for driving the high pressure fuel pump is driven by the rotational power of the crankshaft independently of the camshaft, and the high pressure fuel pump is attached to the camshaft of the valve mechanism as in the conventional example. There is no configuration in which a pump cam for driving or a pump cam for driving a high-pressure fuel pump is connected to the camshaft of the valve mechanism.
これにより、高圧燃料ポンプの駆動トルクが動弁機構のカムシャフトに作用することを回避できるので、カムシャフトに駆動力を伝達する手段の負荷を軽減することが可能になる。 As a result, it is possible to avoid the drive torque of the high-pressure fuel pump from acting on the camshaft of the valve operating mechanism, thereby reducing the load on the means for transmitting the drive force to the camshaft.
また、前記のような内燃機関の前方から後方へ回転動力を伝達するための駆動機構のポンプ駆動シャフトを、中空のカムシャフトの内孔に挿通させるようにしているから、ポンプ駆動シャフトを吸気カムシャフトと排気カムシャフトとの間に設置していた従来例のように、内燃機関を幅広に設計する必要がない等、内燃機関を幅方向にコンパクトに保つことができる。 Further, since the pump drive shaft of the drive mechanism for transmitting rotational power from the front to the rear of the internal combustion engine as described above is inserted into the inner hole of the hollow cam shaft, the pump drive shaft is inserted into the intake cam. Unlike the conventional example installed between the shaft and the exhaust camshaft, the internal combustion engine can be kept compact in the width direction, for example, because it is not necessary to design the internal combustion engine to be wide.
また、本発明では、前記ポンプ駆動シャフトの前端側に設けられるポンプスプロケットと、前記吸気カムシャフトの前端側に設けられる吸気カムスプロケットと、前記クランクシャフトの前端側に設けられるクランクスプロケットとにタイミングチェーンが巻き掛けられることにより、前記ポンプ駆動シャフトおよび前記吸気カムシャフトが前記クランクシャフトの回転動力を受けて同じ向きに回転駆動されるようにしている。 In the present invention, the timing chain is connected to the pump sprocket provided on the front end side of the pump drive shaft, the intake cam sprocket provided on the front end side of the intake camshaft, and the crank sprocket provided on the front end side of the crankshaft. Is wound so that the pump drive shaft and the intake camshaft are rotationally driven in the same direction by receiving the rotational power of the crankshaft.
なお、スプロケットはギヤであってもよく、また、タイミングチェーンはタイミングベルトであってもよい。 The sprocket may be a gear, and the timing chain may be a timing belt.
このような構成では、例えばクランクシャフトの回転動力を増速または減速してポンプ駆動シャフトに伝達する必要がある場合であっても、ポンプスプロケットの直径や歯数を、クランクスプロケットの直径や歯数に対して適宜に設定することが可能であり、増速や減速のための変速ギヤ等を用いる必要がない。そのため、例えば変速ギヤを用いるような場合にはタイミングチェーンを高強度品とする必要があるが、前記した構成では、そのような必要がないので、無駄な設備コストの増加や設置スペースの増大を回避できる。このように、クランクシャフトに対するポンプ駆動シャフトの回転比を、余分な部品追加なしに任意に設定することが可能になる。 In such a configuration, for example, even when it is necessary to increase or decrease the rotational power of the crankshaft and transmit it to the pump drive shaft, the pump sprocket diameter and the number of teeth are set to the crank sprocket diameter and the number of teeth. However, it is not necessary to use a transmission gear for speeding up or decelerating. Therefore, for example, when using a transmission gear, it is necessary to make the timing chain a high-strength product. However, in the above-described configuration , such a need is not required, which increases useless equipment costs and installation space. Can be avoided. Thus, the rotation ratio of the pump drive shaft to the crankshaft can be arbitrarily set without adding extra parts.
好ましくは、前記ポンプ駆動シャフトと前記ポンプカムシャフトとは、オルダムカップリングにより一体回転可能に連結される。 Preferably, the pump drive shaft and the pump camshaft are coupled together by an Oldham coupling so as to be integrally rotatable.
この構成では、ポンプ駆動シャフトとポンプカムシャフトとを連結するカップリングの種類を特定している。このオルダムカップリングは、公知のように、連結対象となる前記2つのシャフト間の軸心ずれを吸収する能力が高い。そのため、前記2つのシャフトの支持位置の精度が低い場合であっても、支障なく前記2つのシャフトを連結させることが可能になる。 In this configuration, the type of coupling that connects the pump drive shaft and the pump camshaft is specified. As is well known, this Oldham coupling has a high ability to absorb axial misalignment between the two shafts to be connected. Therefore, even when the accuracy of the support position of the two shafts is low, the two shafts can be connected without hindrance.
本発明は、内燃機関のカムシャフト後部に設置される高圧燃料ポンプの駆動機構において、高圧燃料ポンプの駆動トルクがカムシャフトに作用することを回避することが可能になり、しかも、内燃機関の外形が大型化することを回避することが可能になる。 The present invention makes it possible to avoid the drive torque of the high-pressure fuel pump from acting on the camshaft in the drive mechanism of the high-pressure fuel pump installed at the rear portion of the camshaft of the internal combustion engine. It is possible to avoid an increase in size.
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1から図4に本発明の一実施形態を示している。これらの図において、1は内燃機関(エンジン)である。この実施形態での内燃機関1は、例えば直列4気筒DOHCタイプの筒内直接燃料噴射(いわゆる筒内直噴)エンジンとされている。
1 to 4 show an embodiment of the present invention. In these drawings,
なお、内燃機関1の基本構成や作動原理は一般的に公知であるので、この実施形態では、本発明の特徴に関係する部分について詳細に説明し、本発明の特徴と直接的に関係しない部分についての詳細な説明は割愛する。
Since the basic configuration and operating principle of the
この内燃機関1の上部(シリンダヘッド)には、図示していないが、吸気ポートを開閉する吸気バルブや、排気ポートを開閉する排気バルブが搭載されているとともに、前記吸気バルブを開閉するための吸気カムシャフト2や、前記排気バルブを開閉するための排気カムシャフト3が搭載されている。これら吸気弁、排気弁、吸気側カムシャフト2、排気側カムシャフト3等を含めて、動弁機構と言う。
Although not shown, an upper portion (cylinder head) of the
この実施形態の内燃機関1では、クランクシャフト4の回転動力により吸気カムシャフト2を駆動し、この吸気カムシャフト2の回転動力で排気カムシャフト3を回転駆動するように構成されている。これにより、吸気カムシャフト2は、クランクシャフト4と同じ向きに回転し、排気カムシャフト3は、吸気カムシャフト2ならびにクランクシャフト4と逆向きに回転する。
The
クランクシャフト4の前端側にはクランクスプロケット5が、また、吸気カムシャフト2の前端側には吸気カムギヤ7付の吸気カムスプロケット6が、さらに、排気カムシャフト3の前端側には排気カムギヤ8が、それぞれ取り付けられている。
A
クランクスプロケット5と吸気カムスプロケット6とにはタイミングチェーン(あるいはタイミングベルト)9が巻き掛けられており、吸気カムギヤ7と排気カムギヤ8とが噛み合わされている。タイミングチェーン9の張力は、ダンパ10とテンショナ11とにより調整される。
A timing chain (or timing belt) 9 is wound around the
そして、クランクシャフト4が2回転する度に、吸気カムシャフト2および排気カムシャフト3が1回転するように設定されている。つまり、クランクスプロケット5、吸気カムスプロケット6ならびにタイミングチェーン9が、クランクシャフト4から吸気カムシャフト2への動力伝達機構を構成している。
The
一般的に、自動車などの車両に搭載される内燃機関1においては、言うまでもないが、タイミングチェーン9が配置される側が前と表現される。したがって、内燃機関1においては前および後が明確になっている。
In general, in the
なお、図示していないが、一般的に、クランクスプロケット5よりも前方に、サーペンタインベルトによって駆動されるエアコンプレッサやオルタネータやウォータポンプ等の補機が設置される。
Although not shown, generally, an auxiliary machine such as an air compressor, an alternator, or a water pump driven by a serpentine belt is installed in front of the
この実施形態で例示している内燃機関1は、4気筒としている関係上、内燃機関1の1サイクル中、つまりクランクシャフト4が2回転する間に、気筒毎に設けられたインジェクタ(図示省略)から各1回ずつ、合計4回の燃料噴射が行われることになる。
Since the
また、この実施形態に例示している内燃機関は、筒内直噴型エンジンとしている関係上、一般的に、燃料圧力を内燃機関1の燃焼室(図示省略)内の圧力よりも高くして燃料噴射を行う必要がある。そのため、燃料タンク(図示省略)から送られてきた燃料を高圧燃料ポンプ12で加圧してデリバリパイプ(図示省略)に貯留させて、必要に応じてインジェクタ(図示省略)から燃焼室へ供給させるようになっている。
In addition, the internal combustion engine illustrated in this embodiment is a cylinder direct injection engine, so that the fuel pressure is generally higher than the pressure in the combustion chamber (not shown) of the
この高圧燃料ポンプ12は、例えばプランジャ式と呼ばれる公知の構成(例えば特開2007−285209号公報参照)とされており、その詳細な構成の図示や説明を割愛する。この高圧燃料ポンプ12の動作を簡単に言うと、図示していないプランジャを直線的に往復変位させることによって燃料を加圧して吐出させるようになっている。
The high-
この高圧燃料ポンプ12は、内燃機関1の後部、詳しくは排気カムシャフト3の後端側に設置されており、このような場所に設置されている高圧燃料ポンプ12を駆動するための駆動機構について、以下で詳細に説明する。
The high-
前記の駆動機構は、主として、ポンプカムシャフト21と、ポンプ駆動シャフト22と、カップリング23とを含んで構成されている。
The drive mechanism mainly includes a
ポンプカムシャフト21は、高圧燃料ポンプ12のプランジャ(図示省略)を昇降駆動するためのポンプカム21aを備えている。このポンプカムシャフト21は、排気カムシャフト3の後端側に設置されており、ポンプカム21aが高圧燃料ポンプ12のプランジャの外端部に当接されるようになっている。その関係より、高圧燃料ポンプ12は、ポンプカム21aの上方、つまり例えば内燃機関1のシリンダヘッドカバー(図示省略)に取り付けられるようになっている。
The
ポンプ駆動シャフト22は、排気カムシャフト3の内孔に相対回転可能な状態で挿通されており、排気カムシャフト3の前端および後端の両方から突出する状態とされている。つまり、排気カムシャフト3は、中空形状に形成されており、その内孔にポンプ駆動シャフト22が挿通されているのである。
The
このポンプ駆動シャフト22の前端側には、ポンプスプロケット24が取り付けられており、このポンプスプロケット24には、前記したタイミングチェーン9が巻き掛けられている。これにより、クランクシャフト4の回転動力がタイミングチェーン9を介してポンプ駆動シャフト22に伝達されるようになる。したがって、クランクシャフト4によりポンプ駆動シャフト22が直接駆動されるようになるとともに、クランクシャフト4の回転方向と同じ向きにポンプ駆動シャフト22が回転駆動されるようになる。
A
なお、ポンプスプロケット24の直径および歯数は、例えばクランクスプロケット5の直径および歯数と同数とされている。その理由は、高圧燃料ポンプ12からの吐出動作を、例えばクランクシャフト4の1回転毎に1回にさせるためである。言い換えれば、内燃機関1の1サイクル中に、高圧燃料ポンプ12からの高圧燃料の吐出動作を2回行わせて、気筒毎に設けられた各インジェクタ(図示省略)から各1回の燃料噴射を行わせるためである。但し、このポンプスプロケット24の直径および歯数は、任意であり、高圧燃料ポンプ12からの高圧燃料の吐出動作の要求数に応じて適宜に変更することが可能である。
The
カップリング23は、ポンプカムシャフト21とポンプ駆動シャフト22とを一体回転可能に連結するものであり、いわゆるオルダムカップリングと呼ばれるものとされている。このオルダムカップリングは、公知のように、連結対象となる前記2つのシャフト21,22間の軸心ずれを吸収する能力が高い。
The
具体的に、このカップリング23は、例えば図4に示すように、楕円形の板の中央にその板厚方向に貫通する長方形の貫通孔23aが設けられているとともに、楕円形の板における直線の2辺に外向きに突出する突片23b,23cが設けられた形状になっている。
Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the
そして、ポンプカムシャフト21の一端には、前記カップリング23の貫通孔23aに嵌合しうる長方形状の凸部21aが設けられている。さらに、ポンプ駆動シャフト22の後端には、円筒部22aが設けられており、この円筒部22aの180度対向する位置には、カップリング23の突片23b,23cが係合しうる切り欠き22b,22cが設けられている。この円筒部22aの内孔には、カップリング23の楕円形本体部分が嵌め入れられるようになっている。
At one end of the
つまり、ポンプカムシャフト21の凸部21aにカップリング23の貫通孔23aを嵌合させて、このカップリング23の突片23b,23cをポンプ駆動シャフト22の切り欠き22b,22cに係合させるとともに、カップリング23のそのものをポンプ駆動シャフト22の円筒部22aの内孔に嵌入させる。これにより、ポンプカムシャフト21とポンプ駆動シャフト22とがカップリング23により一体に連結されることになって、一体回転可能になる。
That is, the through
次に、動作を説明する。ここでは、クランクシャフト4およびタイミングチェーン9の回転方向を図2の矢印で示すように時計回り方向とし、吸気カムシャフト2をタイミングチェーン9の動力伝達方向の上流側に配置し、ポンプ駆動シャフト22を下流側に配置するようになっている。
Next, the operation will be described. Here, the rotation direction of the
内燃機関1の運転に伴いクランクシャフト4が回転駆動されると、クランクシャフト4の回転動力がタイミングチェーン9を介してまず吸気カムシャフト2に伝達され、吸気カムシャフト2がクランクシャフト4の回転方向と同じ向きに回転駆動されるようになり、その後、ポンプ駆動シャフト22に伝達され、ポンプ駆動シャフト22がクランクシャフト4の回転方向と同じ向きに回転駆動されるようになる。
When the
そして、吸気カムシャフト2の回転動力は、吸気カムギヤ7から排気カムギヤ8に伝達され、排気カムギヤ8および排気カムシャフト3が吸気カムシャフト2の回転方向と逆向きに回転駆動されることになる。
Then, the rotational power of the
また、ポンプ駆動シャフト22の回転に伴いそれと一体にポンプカムシャフト21が回転駆動されるので、このポンプカムシャフト21のポンプカム21aによって高圧燃料ポンプ12のプランジャ(図示省略)が昇降変位されることになり、高圧燃料ポンプ12から高圧燃料が所定のタイミングで吐出されることになる。
Further, as the
ところで、内燃機関1の運転中は、動弁機構に供給される潤滑油が排気カムシャフト3とポンプ駆動シャフト22との対向隙間に供給されるようになっている。そのため、これら両者の摺動部分が潤滑油で潤滑、冷却されるようになっている。
Incidentally, during the operation of the
この排気カムシャフト3とポンプ駆動シャフト22とは、逆向きに回転するために、それら両者間に介在される潤滑油の粘性による引き摺り抵抗が双方の回転運動に対して減衰特性を与えることになる。これにより、排気カムシャフト3とポンプ駆動シャフト22との回転トルク変動を減衰するようになるので、吸気カムギヤ7と排気カムギヤ8との歯打ち音を低減することが可能になる。したがって、前記の歯打ち音を防止するために、例えばギヤを幅広化したり、シザースギヤを用いたり、するといった対策を施す必要がなくなるので、設備コストの低減ならびに設置スペースの縮小化を図るうえで有利となる。
Since the
以上説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態では、内燃機関1の前方に多数の補機類が配置されることを考慮して、高圧燃料ポンプ12を内燃機関1の後部に設置しながら、クランクシャフト4の回転動力を、内燃機関1の前方に配置されるタイミングチェーン9や、前記した駆動機構を介して高圧燃料ポンプ12に伝達させるように工夫しており、以下のような効果が得られる。
As described above, in the embodiment to which the features of the present invention are applied, the high
まず、この実施形態では、クランクスプロケット5に巻き掛けられるタイミングチェーン9で、高圧燃料ポンプ12を駆動するためのポンプ駆動シャフト22を駆動するようにしており、従来例のように、動弁機構のカムシャフト(2,3)に高圧燃料ポンプ12を駆動するためのポンプカムを設ける形態、あるいは前記カムシャフト(2,3)に高圧燃料ポンプ12を駆動するためのポンプカムを連結する形態にしていない。
First, in this embodiment, the
これにより、高圧燃料ポンプ12の駆動トルクが動弁機構のカムシャフト(2,3)に作用することを回避できるので、カムシャフト(2,3)に駆動力を伝達する手段(タイミングチェーン9等)の負荷を軽減することが可能になる。
As a result, it is possible to avoid the drive torque of the high
また、前記のような内燃機関1の前方から後方へ回転動力を伝達するための駆動機構のポンプ駆動シャフト22を、中空の排気カムシャフト3の内孔に挿通させるようにしているから、ポンプ駆動シャフト22を吸気カムシャフト2と排気カムシャフト3との間に設置していた従来例のように、内燃機関1を幅広に設計する必要がない等、内燃機関1の外形をコンパクトに保つことができる。
Further, since the
さらに、クランクシャフト4の回転動力を増速または減速してポンプ駆動シャフト22に伝達する必要がある場合であっても、ポンプ駆動シャフト22に取り付けるポンプスプロケット24の直径や歯数を、クランクスプロケット4の直径や歯数に対して適宜に設定することが可能であり、増速や減速のための変速ギヤ等を用いる必要がない。そのため、例えば変速ギヤを用いるような場合にはタイミングチェーン9を高強度品とする必要があるが、この実施形態では、そのような必要がないので、無駄な設備コストの増加や設置スペースの増大を回避できる。
Further, even when the rotational power of the
このように、本発明の特徴を適用した実施形態では、高圧燃料ポンプ12の駆動トルクがカムシャフト(2,3)に作用することや内燃機関1の外形が大型化することを回避したうえで、クランクシャフト4に対するポンプ駆動シャフト22の回転比を、余分な部品追加なしに任意に設定することが可能になる。
Thus, in the embodiment to which the features of the present invention are applied, it is possible to avoid the drive torque of the high-
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, All the deformation | transformation and application included in the range equivalent to the claim and the said range are possible. Examples are given below.
(1)上記実施形態では、排気カムシャフト3を中空にして、その内孔にポンプ駆動シャフト22を挿通する形態にした例を挙げているが、吸気カムシャフト2を中空にして、その内孔にポンプ駆動シャフト22を挿通する形態とすることも可能である。
(1) In the above embodiment, the
(2)上記実施形態では、吸気カムシャフト2を駆動した後でポンプ駆動シャフト22を駆動するようにレイアウトした例を挙げているが、その逆でもよい。
(2) In the above embodiment, an example is given in which the
(3)上記実施形態では、ポンプカムシャフト21とポンプ駆動シャフト22とを連結するカップリング23をオルダムカップリングとした例を挙げているが、このカップリング23の種類については任意であり、公知のいろいろなタイプの継手を用いることが可能である。
(3) In the above embodiment, an example in which the
(4)上記実施形態では、本発明の適用対象となる内燃機関1を直列4気筒DOHCエンジンとした例を挙げているが、気筒数や動弁機構の形式は任意である。
(4) In the above embodiment, an example is given in which the
(5)上記実施形態において、各カムシャフト2,3に可変バルブタイミング機構を付設した構成であっても本発明を適用することができる。
(5) In the above-described embodiment, the present invention can be applied even if the
1 内燃機関
2 吸気カムシャフト
3 排気カムシャフト
4 クランクシャフト
5 クランクスプロケット
6 吸気カムスプロケット
7 吸気カムギヤ
8 排気カムギヤ
9 タイミングチェーン
12 高圧燃料ポンプ
21 ポンプカムシャフト
21a ポンプカム
22 ポンプ駆動シャフト
23 カップリング
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記内燃機関の動弁機構は、吸気カムシャフトと排気カムシャフトとを有し、排気カムシャフトが中空形状とされ、
前記駆動機構が、前記中空の排気カムシャフトの内孔に挿通されるポンプ駆動シャフトと、このポンプ駆動シャフトの後端側に一体回転可能に設けられかつ前記排気カムシャフトの後端側に設置される高圧燃料ポンプを駆動するためのポンプカムシャフトとを含み、
前記ポンプ駆動シャフトの前端側に設けられるポンプスプロケットと、前記吸気カムシャフトの前端側に設けられる吸気カムスプロケットと、前記クランクシャフトの前端側に設けられるクランクスプロケットとにタイミングチェーンが巻き掛けられることにより、前記ポンプ駆動シャフトおよび前記吸気カムシャフトが前記クランクシャフトの回転動力を受けて同じ向きに回転駆動され、
前記吸気カムスプロケットと前記排気カムシャフトとに互いに噛合するギヤがそれぞれ設けられることにより、前記排気カムシャフトが前記吸気カムシャフトの回転動力を受けて逆向きに回転駆動される、ことを特徴とする内燃機関。 A plunger-type high-pressure fuel pump that supplies high-pressure fuel to an injector that directly injects high-pressure fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, using a rotational power of a crankshaft of the internal combustion engine;
The valve mechanism of the internal combustion engine has an intake camshaft and an exhaust camshaft, and the exhaust camshaft is hollow.
The drive mechanism is provided on the rear end side of the pump drive shaft, and is provided on the rear end side of the exhaust camshaft. The pump drive shaft is inserted into the inner hole of the hollow exhaust camshaft. A pump camshaft for driving the high-pressure fuel pump
A timing chain is wound around a pump sprocket provided on the front end side of the pump drive shaft, an intake cam sprocket provided on the front end side of the intake camshaft, and a crank sprocket provided on the front end side of the crankshaft. The pump drive shaft and the intake camshaft are rotationally driven in the same direction by receiving the rotational power of the crankshaft,
The intake cam sprocket and the exhaust camshaft are provided with gears that mesh with each other, so that the exhaust camshaft is rotated in the reverse direction by receiving the rotational power of the intake camshaft. Internal combustion engine.
前記ポンプ駆動シャフトと前記ポンプカムシャフトとは、オルダムカップリングにより一体回転可能に連結される、ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine, wherein the pump drive shaft and the pump camshaft are connected together by an Oldham coupling so as to be integrally rotatable .
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