JP5243922B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する噴射ノズルは、気筒を形成するシリンダに連結されたシリンダヘッドに取り付けられている。排気通路中に燃料を噴射して添加する燃料添加ノズル(以下においては、前記噴射ノズル及び燃料添加ノズルを共に燃料噴射ノズルと言うことにする)のうちにはシリンダヘッドに取り付けられているものがある。この種の燃料噴射ノズルは、シリンダヘッドに貫設された取り付け孔に挿入して取り付けられている。 An injection nozzle for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine is attached to a cylinder head connected to a cylinder forming the cylinder. Among the fuel addition nozzles that inject and add fuel into the exhaust passage (hereinafter, both the injection nozzle and the fuel addition nozzle will be referred to as fuel injection nozzles) are those attached to the cylinder head. is there. This type of fuel injection nozzle is attached by being inserted into an attachment hole penetrating the cylinder head.
燃料噴射ノズルを取り付け孔に挿入して取り付ける構成は、例えば特許文献1に開示されている。挿入孔(取り付け孔)は、シリンダヘッドを貫通する小径孔部と、小径孔部の径よりも大きく、且つ小径孔部に接続する中径孔部と、中径孔部の径よりも大きく、且つ中径孔部に接続してシリンダヘッドの外側に開口する大径孔部とからなる。大径孔部に入るノズルボディにはシールリングが取り付けられており、中径孔部と小径孔部との段差には銅製の段付きリングが設けられている。シールリングは、インジェクタ(燃料噴射ノズル)と挿入孔との間を封止する。シリンダヘッドとインジェクタとの熱膨張差に基づく相対的な軸方向の変化は、段付きリングの小径部が段付きリングの小円筒部に対してスライドすることによって吸収され、針弁の所定のリフト動作が確保される。
しかし、シリンダヘッドの熱的変形により挿入孔の孔径が大きくなり、インジェクタ(燃料噴射ノズル)が挿入孔に対して傾くおそれがある。インジェクタ(燃料噴射ノズル)が挿入孔に対して傾くと、シールリングによるシール性が低下する。 However, due to thermal deformation of the cylinder head, the hole diameter of the insertion hole becomes large, and the injector (fuel injection nozzle) may be inclined with respect to the insertion hole. When the injector (fuel injection nozzle) is inclined with respect to the insertion hole, the sealing performance by the seal ring is lowered.
本発明は、取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間のシール性の低下を抑制することを目的とする。 An object of this invention is to suppress the fall of the sealing performance between an attachment hole and a fuel-injection nozzle.
本発明は、気筒を形成するシリンダブロックに連結されたシリンダヘッドに取り付け孔が貫設されており、前記取り付け孔は、前記シリンダヘッドを貫通する小径孔部と、前記小径孔部の径よりも大きく、且つ前記小径孔部に第1孔段差を介して接続する中径孔部と、前記中径孔部の径よりも大きく、且つ前記中径孔部に第2孔段差を介して接続して前記シリンダヘッドの外側に開口する大径孔部とを備えており、燃料噴射ノズルが前記取り付け孔に挿入して取り付けられており、前記燃料噴射ノズルは、前記第1孔段差に対向する第1ノズル段差と、前記第2孔段差に対向する第2ノズル段差とを備えており、前記第1孔段差と前記第1ノズル段差との間には第1シール部材が介在されている内燃機関の燃料噴射装置を対象とし、請求項1の発明では、前記第2孔段差と前記第2ノズル段差との間には環状の第2シール部材が介在されており、前記第2シール部材は、前記第2孔段差と前記第2ノズル段差との間に介在される段差対置部と、前記大径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間、又は前記中径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間に介在されるとともに、前記段差対置部から前記燃料噴射ノズルの軸方向に延びる周対置部とを備えている。 In the present invention, a mounting hole is provided in a cylinder head connected to a cylinder block forming a cylinder, and the mounting hole has a small diameter hole portion penetrating the cylinder head and a diameter of the small diameter hole portion. A medium-diameter hole portion that is large and connected to the small-diameter hole portion via a first hole step, and is larger than a diameter of the medium-diameter hole portion and connected to the medium-diameter hole portion via a second hole step. A large-diameter hole that opens to the outside of the cylinder head, and a fuel injection nozzle is inserted and attached to the attachment hole. The fuel injection nozzle is opposed to the first hole step. An internal combustion engine comprising a one nozzle step and a second nozzle step facing the second hole step, and a first seal member interposed between the first hole step and the first nozzle step A fuel injection device of claim In the present invention, an annular second seal member is interposed between the second hole step and the second nozzle step, and the second seal member includes the second hole step and the second nozzle step. and the step opposed portion which is interposed between said interposed between, or between the outer peripheral portion of the fuel injection nozzle and the in-diameter portion of the outer peripheral portion of the fuel injection nozzle and the large-diameter hole portion Rutotomoni , and a circumferential opposing portions of Ru extending from said stepped opposed portions in the axial direction of the fuel injection nozzle.
段差対置部を備えた第2シール部材は、取り付け孔に対する燃料噴射ノズルの傾きを抑制し、取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間のシール性の低下を抑制する。
好適な例では、前記第2シール部材は、基板と、前記基板に面結合された弾性部とを備え、前記弾性部は、前記第2シール部材の基礎厚よりも大きい厚みを有する膨大部を備えている。
The 2nd seal member provided with the level | step difference installation part suppresses the inclination of the fuel injection nozzle with respect to an attachment hole, and suppresses the fall of the sealing performance between an attachment hole and a fuel injection nozzle.
In a preferred example, the second seal member includes a substrate and an elastic portion surface-bonded to the substrate, and the elastic portion includes a huge portion having a thickness larger than a basic thickness of the second seal member. I have.
膨大部は、弾性変形して取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間をシールする。
好適な例では、前記周対置部に設けられた前記弾性部には、複数の突条が周方向に等間隔に設けられている。
好適な例では、前記膨大部は、前記基板の周縁から外側に外れた位置に設けられている。
The enormous portion is elastically deformed to seal between the mounting hole and the fuel injection nozzle.
In a preferred example, a plurality of protrusions are provided at equal intervals in the circumferential direction on the elastic portion provided on the circumferentially opposed placement portion.
In a preferred example, the enormous portion is provided at a position outside the periphery of the substrate.
基板の周縁から外側に外れた位置に膨大部を設けた構成は、膨大部の変形量を大きくする上で好適である。
好適な例では、前記膨大部は、前記段差対置部に設けられている。
A configuration in which the enormous portion is provided at a position outside the peripheral edge of the substrate is suitable for increasing the deformation amount of the enormous portion.
In a preferred example, the enormous portion is provided in the stepped portion.
段差対置部に膨大部を設けた構成は、第2孔段差と第2ノズル段差との間のシール性能を高める。
好適な例では、前記膨大部は、前記周対置部に設けられている。
The configuration in which the enormous portion is provided in the step-facing portion improves the sealing performance between the second hole step and the second nozzle step.
In a preferred example, the enormous portion is provided in the circumferentially opposed portion.
周対置部に膨大部を設けた構成は、取り付け孔の内周と燃料噴射ノズルとの間のシール性能を高める。 The structure which provided the enormous part in the circumference | surroundings placement part improves the sealing performance between the inner periphery of an attachment hole, and a fuel-injection nozzle.
本発明は、取り付け孔と燃料噴射ノズルとの間のシール性の低下を抑制することができるという優れた効果を奏する。 The present invention has an excellent effect that a decrease in sealing performance between the mounting hole and the fuel injection nozzle can be suppressed.
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。
図1(a)に示すように、ディーゼルエンジン10(内燃機関)は、図示しないピストンを収容する複数の気筒11,12,13,14を備えており、ピストンは、気筒11,12,13,14内に燃焼室を区画する。複数の気筒11,12,13,14を形成するシリンダブロック(図示略)に連結されたシリンダヘッド15には燃料噴射ノズル16,17,18,19が気筒11,12,13,14毎に取り付けられている。燃料(軽油)は、燃料ポンプ20及びコモンレール21を経由して燃料噴射ノズル16,17,18,19へ供給され、燃料噴射ノズル16,17,18,19は、各気筒11,12,13,14内の燃焼室に燃料を噴射する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1 (a), the diesel engine 10 (internal combustion engine) includes a plurality of
シリンダヘッド15にはインテークマニホールド22が接続されている。インテークマニホールド22には吸気管23が接続されており、吸気管23にはエアクリーナ24が接続されている。吸気管23の途中には過給機25のコンプレッサ部251が設けられている。過給機25は、排気ガス流によって作動される公知の可変ノズル式ターボチャージャーである。
An
吸気管23の途中にはスロットル弁26が設けられている。スロットル弁26は、エアクリーナ24を経由して吸気管23に吸入される空気流量を調整するためのものである。
シリンダヘッド15にはエキゾーストマニホールド28が接続されている。エキゾーストマニホールド28には排気管29が接続されている。排気管29上には後処理装置30が設けられている。後処理装置30としては、吸蔵還元型NOx触媒又は選択還元型NOx触媒が使用されている。気筒11,12,13,14から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド28、過給機25のタービン部252、排気管29及び後処理装置30を経由して大気に放出される。
A
An
シリンダヘッド15には吸気ポート31及び排気ポート32が燃焼室に通じるように形成されている。吸気ポート31にはインテークマニホールド22の枝管部33が接続されており、排気ポート32にはエキゾーストマニホールド28の枝管部34が接続されている。
An
シリンダヘッド15には燃料添加ノズル35が取り付けられている。燃料添加ノズル35は、気筒11の排気ポート32に臨むように設けられている。燃料添加ノズル35には添加ポンプ36が接続されている。添加ポンプ36は、燃料添加ノズル35に燃料を供給する。燃料添加ノズル35は、供給された燃料を気筒11の排気ポート32内に噴射する。燃料添加ノズル35からの燃料噴射は、後処理装置30におけるNOx吸蔵効率が低下した時、または低下する前に行われ、NOx触媒に吸蔵したNOxの還元浄化が行なわれる。燃料噴射ノズルとしての添加ポンプ36及び燃料添加ノズル35は、後処理装置30へ燃料を添加する燃料添加手段を構成する。
A
図1(b)に示すように、シリンダヘッド15には取り付け孔37が貫設されており、取り付け孔37には燃料添加ノズル35が挿入して取り付けられている。取り付け孔37は、シリンダヘッド15を貫通する小径孔部38と、小径孔部38の径よりも大きい径の中径孔部39と、中径孔部39の径よりも大きい径の大径孔部40とを備えている。中径孔部39は、第1孔段差41を介して小径孔部38に接続しており、シリンダヘッド15の外側に開口する大径孔部40は、第2孔段差42を介して中径孔部39に接続している。
As shown in FIG. 1B, the
燃料添加ノズル35は、第1孔段差41に対向する第1ノズル段差43と、第2孔段差42に対向する第2ノズル段差44とを備えている。第1孔段差41と第1ノズル段差43との間にはゴム製の環状の第1シール部材45が介在されている。第1シール部材45は、弾性変形した状態で第1孔段差41と第1ノズル段差43との間をシールしている。
The
第2孔段差42と第2ノズル段差44との間には環状の第2シール部材46が介在されている。第2シール部材46は、第2孔段差42と第2ノズル段差44との間に介在される段差対置部47と、大径孔部40と燃料添加ノズル35の外周部との間に介在される周対置部48とを備えている。
An annular
図2(a)に示すように、第2シール部材46は、鉄系の基板49と、基板49の片面に面結合されたゴム製の弾性部50とを備えている。弾性部50は、第2シール部材46の基礎厚tよりも大きい厚みTを有する膨大部501を備えている。膨大部501は、基板49の周縁から外側に外れた位置に設けられており、且つ段差対置部47の外端に設けられている。膨大部501は、弾性変形した状態で第2孔段差42と第2ノズル段差44との間をシールしている。
As shown in FIG. 2A, the
図2(b)に示すように、周対置部48にある弾性部50は、基板49と燃料添加ノズル35との間にあり、弾性部50には複数(本実施形態では4つ)の突条502が周方向に等間隔に設けられている。燃料添加ノズル35の軸方向に延びる複数の突条502は、弾性変形して燃料添加ノズル35の外周部に接触している。
As shown in FIG. 2B, the
第1の実施形態では以下の効果が得られる。
(1)シリンダヘッド15の熱変形によって第2孔段差42と第2ノズル段差44とのクリアランスが拡大しても、弾性変形している膨大部501が前記クリアランスの拡大に追随する。従って、シリンダヘッド15の熱変形に伴う取り付け孔37に対する燃料添加ノズル35の傾きが抑制され、取り付け孔37と燃料添加ノズル35との間のシール性の低下が抑制される。
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Even if the clearance between the
(2)金属製の基板49上に膨大部を設けた場合には、膨大部を押しつぶし変形しても段差対置部47の厚みを基板49の厚み以下にはできない。しかし、基板49の周縁から外側に外れた位置に膨大部501を設けた構成では、押しつぶし変形した膨大部501の厚みを基板49の厚み以下にすることもできる。つまり、基板49の周縁から外側に外れた位置に膨大部501を設けた構成は、膨大部501の弾性変形量を大きくして、第2孔段差42と第2ノズル段差44とのクリアランスの拡大に対する膨大部501の追随性を高める上で好適である。
(2) When the enormous portion is provided on the
(3)弾性変形して燃料添加ノズル35の外周部に接触している複数の突条502は、シリンダヘッド15の熱変形に伴う取り付け孔37に対する燃料添加ノズル35の傾きの抑制に寄与する。
(3) The plurality of
次に、図3の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
第2シール部材46Aのゴム製の弾性部50に設けられた膨大部501Aは、基板49の周縁から外側に外れた位置に設けられており、且つ周対置部48の外端に設けられている。膨大部501Aは、弾性変形した状態で大径孔部40と燃料添加ノズル35の外周部との間をシールしている。
Next, a second embodiment of FIG. 3 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
The
シリンダヘッド15の熱変形によって大径孔部40と燃料添加ノズル35の外周部とのクリアランスが拡大しても、弾性変形している膨大部501Aが前記クリアランスの拡大に追随する。従って、シリンダヘッド15の熱変形に伴う取り付け孔37に対する燃料添加ノズル35の傾きが抑制され、取り付け孔37と燃料添加ノズル35との間のシール性の低下が抑制される。
Even if the clearance between the large-
又、第1の実施形態における(2)項と同様の効果が得られる。
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第1の実施形態における膨大部501と第2の実施形態における膨大部501Aとを備えた第2シール部材を用いてもよい。
Further, the same effect as the item (2) in the first embodiment can be obtained.
In the present invention, the following embodiments are also possible.
-You may use the 2nd sealing member provided with the
○周対置部が中径孔部と燃料添加ノズルの外周部との間にあるような第2シール部を用いてもよい。
○膨大部のない第2シール部材を用いてもよい。
O You may use the 2nd seal | sticker part which a circumference | surroundings facing part exists between a medium diameter hole and the outer peripheral part of a fuel addition nozzle.
-You may use the 2nd seal member without a huge part.
○段差対置部と周対置部とを備えたシール部材を第1孔段差41と第1ノズル段差43との間に設けてもよい。
○気筒11,12,13,14内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル16〜19に本発明を適用してもよい。
A sealing member including a stepped portion and a circumferentially disposed portion may be provided between the
The present invention may be applied to the
11〜14…気筒。15…シリンダヘッド。35…燃料添加ノズル。351…外周部。37…取り付け孔。38…小径孔部。39…中径孔部。40…大径孔部。41…第1孔段差。42…第2孔段差。43…第1ノズル段差。44…第2ノズル段差。45…第1シール部材。46,46A…第2シール部材。47…段差対置部。48…周対置部。49…基板。50…弾性部。501,501A…膨大部。t…基礎厚。T…厚み。 11-14 ... cylinders. 15 ... Cylinder head. 35 ... Fuel addition nozzle. 351 ... outer periphery. 37: Mounting hole. 38: Small diameter hole. 39: Medium diameter hole. 40: Large diameter hole. 41 ... 1st hole level | step difference. 42: Second hole step. 43: First nozzle step. 44: Second nozzle level difference. 45. First seal member. 46, 46A, second seal member. 47: A stepped portion. 48. Circumferential placement part. 49. Substrate. 50: Elastic part. 501, 501A: Enormous parts. t: Base thickness. T: Thickness.
Claims (6)
前記第2孔段差と前記第2ノズル段差との間には環状の第2シール部材が介在されており、前記第2シール部材は、前記第2孔段差と前記第2ノズル段差との間に介在される段差対置部と、前記大径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間、又は前記中径孔部と前記燃料噴射ノズルの外周部との間に介在されるとともに、前記段差対置部から前記燃料噴射ノズルの軸方向に延びる周対置部とを備えている内燃機関の燃料噴射装置。 A mounting hole is provided in a cylinder head connected to a cylinder block forming a cylinder. The mounting hole has a small-diameter hole that penetrates the cylinder head, a diameter larger than the diameter of the small-diameter hole, and the A medium diameter hole portion connected to the small diameter hole portion through a first hole step, and a cylinder head larger than the diameter of the medium diameter hole portion and connected to the medium diameter hole portion via a second hole step. A large-diameter hole opening on the outer side of the fuel injection nozzle, and a fuel injection nozzle is inserted and attached to the attachment hole, and the fuel injection nozzle has a first nozzle step facing the first hole step, And a second nozzle step opposite to the second hole step, and a fuel injection device for an internal combustion engine, wherein a first seal member is interposed between the first hole step and the first nozzle step. In
An annular second seal member is interposed between the second hole step and the second nozzle step, and the second seal member is interposed between the second hole step and the second nozzle step. and the step opposing portion interposed, the interposed between the large-diameter hole portion and between the outer peripheral portion of the fuel injection nozzle, or the in-diameter portion and the outer peripheral portion of the fuel injection nozzle Rutotomoni, the step fuel injection device for an internal combustion engine from the opposing portion and a circumferential opposing portions of Ru extending in the axial direction of the fuel injection nozzle.
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