JP5480053B2 - インジェクタの取付構造及びシリンダヘッド構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料直噴式のエンジンのシリンダヘッドを貫通して燃焼室に連通するインジェクタ取付孔にインジェクタを挿入して固定すると共に、それらインジェクタ取付孔とインジェクタとの嵌合面間に、その間をシールするシール部材を介装したインジェクタの取付構造に関する。

燃料直噴式のエンジンのシリンダヘッドに形成した穿孔（インジェクタ取付孔）内に、インジェクタの大径の弁箱（アクチュエータ部）と小径の弁先端（バルブ収納部）とを嵌合して弁先端と穿孔との間をシール部材でシールし、弁先端の外周と穿孔との間に形成された釣合い空間を圧力軽減管を介してエンジンの吸気管に接続したものが、下記特許文献１により公知である。

独国公開第１９８０９６５４Ａ１号明細書

ところで上記従来のものは、インジェクタの弁先端がエンジンの燃焼室に臨んでいるため、エンジンの停止後の冷却に伴って燃焼室の内部が負圧になると、シリンダヘッドの外部の水や塵がシリンダヘッドの穿孔とインジェクタの弁箱との隙間を通過して釣合い空間に吸い込まれる場合がある。このような場合に、釣合い空間は圧力軽減管を介してエンジンの吸気管に接続しているため、水や塵が吸気管に吸い込まれてエンジンを不調にさせる可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シリンダヘッドのインジェクタ取付孔と、そこに挿入されたインジェクタとの間の空間に水や塵が滞留しないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、燃料直噴式のエンジンのシリンダヘッドを貫通して燃焼室に連通するインジェクタ取付孔にインジェクタを挿入して固定すると共に、それらインジェクタ取付孔とインジェクタとの嵌合面間に、その間をシールするシール部材を介装したインジェクタの取付構造において、前記インジェクタ取付孔と前記インジェクタとの間に形成されて前記シール部材で前記燃焼室から区画された空間を、連通孔を介して前記シリンダヘッドの外面に連通させたことを特徴とするインジェクタの取付構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記空間は、前記シール部材と、そのシール部材から前記インジェクタの長手方向に離間した位置で前記嵌合面間に設けられた第２のシール部材との間に区画されることを特徴とする、請求項１に記載のインジェクタの取付構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記連通孔は前記空間から略鉛直方向下向きに延びて前記シリンダヘッドの下面に連通することを特徴とするインジェクタの取付構造が提案される。

さらに請求項４に記載された発明によれば、燃料直噴式のエンジンのシリンダヘッドに、燃焼室と、該シリンダヘッドを貫通して前記燃焼室に一端が連通するインジェクタ取付孔とを形成し、そのインジェクタ取付孔にインジェクタを挿入して固定すると共に、それらインジェクタ取付孔とインジェクタとの嵌合面間に、その間をシールするシール部材を介装したシリンダヘッド構造において、前記インジェクタ取付孔と前記インジェクタとの間に形成されて前記シール部材で前記燃焼室から区画された空間を、連通孔を介して前記シリンダヘッドの外面に連通させたことを特徴とするシリンダヘッド構造が提案される。

請求項１，４の各構成によれば、燃料直噴式のエンジンのシリンダヘッドを貫通して燃焼室に連通するインジェクタ取付孔にインジェクタを挿入して固定すると共に、それらインジェクタ取付孔とインジェクタとの嵌合面間に、その間をシールするシール部材を介装したエンジン構造では、例えばエンジンの運転停止時に吸気バルブおよび排気バルブが共に閉弁状態にあると、エンジンが冷却するに伴って燃焼室の内部が強い負圧になって、インジェクタ取付孔とインジェクタとの間に形成された空間に水や塵のような異物が吸い込まれる場合があるが、その空間を連通孔を介してシリンダヘッドの外面に連通させたので、インジェクタを取り外すことなく空間に溜まった異物を排出することができる。しかも空間はエンジンの吸気系に接続されていないので、空間の異物が吸気系に吸い込まれてエンジンを不調にする虞がない。

また請求項２の構成によれば、インジェクタ取付孔とインジェクタとの間に形成された空間が、インジェクタの長手方向に離間した二つの位置に設けられた一対のシール部材の相互間に区画されるので、その空間に異物が入り難くすることができる。

また請求項３の構成によれば、連通孔は空間から略鉛直方向下向きに延びてシリンダヘッドの下面に連通するので、空間に溜まった異物を重力によって自然に排出することができる。

エンジンのシリンダヘッドの縦断面図。 図１の２部拡大図。

以下、図１および図２に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、燃料直噴式の多気筒エンジンＥのシリンダブロック１１に形成されたシリンダ１２にピストン１３が摺動自在に嵌合しており、シリンダブロック１１に結合されたシリンダヘッド１４の下面とピストン１３の上面との間に燃焼室１５が区画される。シリンダヘッド１４には燃焼室１５に連通する吸気ポート１６および排気ポート１７が形成されており、カムシャフト１８で駆動される吸気バルブ１９および排気バルブ２０で、吸気ポート１６および排気ポート１７がそれぞれ開閉される。燃焼室１５の頂部の吸気バルブ１９および排気バルブ２０に挟まれた位置に点火プラグ２１が臨んでいる。

図１および図２から明らかなように、シリンダヘッド１４の吸気ポート１６に沿うように延びて燃焼室１５の外周部に連通するインジェクタ取付孔２２が、シリンダ軸線Ｌに対して傾斜して形成される。インジェクタ取付孔２２は、燃焼室１５側に向かって拡径する第１部分２２ａと、第１部分２２ａに連なって燃焼室１５と反対側にテーパー状に拡径する第２部分２２ｂと、第２部分２２ｂに連なってシリンダヘッド１４の壁面１４ａに開放する等径の第３部分２２ｃとを備える。

シリンダヘッド１４の吸気側側面に沿ってデリバリパイプ２３が配置されており、デリバリパイプ２３に４個のシリンダ１２…に対応して設けられた４個のインジェクタカップ２３ａ…がボルト２４…でシリンダヘッド１４の壁面１４ｂ固定される。

燃焼室１５の内部に燃料を直接噴射するインジェクタ２５は、燃焼室１５側からデリバリパイプ２３側に向かって、バルブ収納部２５ａと、アクチュエータ部２５ｂと、カプラ２５ｃと、燃料導入部２５ｄとを備える。円筒状のバルブ収納部２５ａはインジェクタ取付孔２２の第２部分２２ｂに嵌合し、そのバルブ収納部２５ａの先端部外周に設けたＯリングよりなる第１シール部材２６によって第２部分２２ｂの内周面との間をシールされる。円筒状のアクチュエータ部２５ｂの先端は、Ｏリングよりなる第２シール部材２７を介してインジェクタ取付孔２２の第３部分２２ｃに嵌合する。また円筒状の燃料導入部２５ｄは、Ｏリングよりなる第３シール部材２８を介してデリバリパイプ２３のインジェクタカップ２３ａに嵌合する。

インジェクタ２５のバルブ収納部２５ａの外面とシリンダヘッド１４のインジェクタ取付孔２２の第２部分２２ｂの内面との間には、第１シール部材２６および第２シール部材２７によって挟まれた空間２９が区画される。シリンダヘッド１４には、前記空間２９から略鉛直方向下向きに延びて大気に開放する連通孔１４ｃが形成される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

高圧燃料ポンプ（図示せず）で加圧された燃料はデリバリパイプ２３からインジェクタカップ２３ａを経てインジェクタ２５の燃料導入部２５ｄに供給される。このとき、インジェクタ２５の燃料導入部２５ｄの外周に設けた第３シール部材２８により、インジェクタカップ２３および燃料導入部２５ｄの隙間から燃料が漏れることが防止される。カプラ２５ｃから供給される制御電流でアクチュエータ部２５ｂが作動し、バルブ収納部２５ａに収納したバルブを所定の燃料噴射タイミングに合わせて開弁することで、高圧の燃料がインジェクタ取付孔２２の第１部分２２ａに噴射され、そこから燃焼室１５の内部に拡散する。

ところで、インジェクタ２５のバルブ収納部２５ａとインジェクタ取付孔２２との間に区画される空間２９は第１シール部材２６および第２シール部材２７によってシールされており、そこに水や塵が侵入することが防止される。しかしながら、空間２９は第１シール部材２６を介して燃焼室１５に連通しており、かつ第２シール部材２７を介してシリンダヘッド１４の外部の大気に連通しているため、エンジンＥの運転停止時に吸気バルブ１９および排気バルブ２０が共に閉弁状態にあると、エンジンＥが冷却するに伴って燃焼室１５の内部が強い負圧になり、その燃焼室１５に第１シール部材２６を介して連通する空間２９が負圧になる場合がある。このような場合に、シリンダヘッド１４の外壁面に付着した水や塵が第２シール部材２７を通過して空間２９の内部に吸い込まれてしまう可能性がある。

このような場合、インジェクタ２５をインジェクタ取付孔２２から取り外して水や塵の除去を行うことができるが、そのためには多くの時間と労力を必要とする問題がある。しかしながら、本実施の形態によれば、前記空間２９が連通孔１４ｃを介してシリンダヘッド１４の外部の大気に連通しているので、インジェクタ２５をインジェクタ取付孔２２から取り外すことなく、空間２９から水や塵を自動的に排出することが可能となってメンテナンス性が向上する。特に、連通孔１４ｃは空間２９から略鉛直方向下向きに延びてシリンダヘッド１４の下面に開口しているため、水や塵は空間２９に溜まることなくスムーズに排出される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではインジェクタ２５をシリンダ軸線Ｌに対して傾斜させて燃焼室１５の外周部に燃料を噴射しているが、インジェクタ２５をシリンダ軸線Ｌ上に配置して燃焼室１５の中央部に燃料を噴射しても良い。

Ｅ エンジン
１４ シリンダヘッド
１４ｃ 連通孔
１５ 燃焼室
２２ インジェクタ取付孔
２５ インジェクタ
２６ 第１シール部材（シール部材）
２７ 第２シール部材（第２のシール部材）
２９ 空間

Claims (4)

1. 燃料直噴式のエンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（１４）を貫通して燃焼室（１５）に連通するインジェクタ取付孔（２２）にインジェクタ（２５）を挿入して固定すると共に、それらインジェクタ取付孔（２２）とインジェクタ（２５）との嵌合面間に、その間をシールするシール部材（２６）を介装したインジェクタの取付構造において、
   前記インジェクタ取付孔（２２）と前記インジェクタ（２５）との間に形成されて前記シール部材（２６）で前記燃焼室（１５）から区画された空間（２９）を、連通孔（１４ｃ）を介して前記シリンダヘッド（１４）の外面に連通させたことを特徴とするインジェクタの取付構造。
2. 前記空間（２９）は、前記シール部材（２６）と、そのシール部材（２６）から前記インジェクタ（２５）の長手方向に離間した位置で前記嵌合面間に設けられた第２のシール部材（２７）との間に区画されることを特徴とする、請求項１に記載のインジェクタの取付構造。
3. 前記連通孔（１４ｃ）は前記空間（２９）から略鉛直方向下向きに延びて前記シリンダヘッド（１４）の下面に連通することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のインジェクタの取付構造。
4. 燃料直噴式のエンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（１４）に、燃焼室（１５）と、該シリンダヘッド（１４）を貫通して前記燃焼室（１５）に一端が連通するインジェクタ取付孔（２２）とを形成し、そのインジェクタ取付孔（２２）にインジェクタ（２５）を挿入して固定すると共に、それらインジェクタ取付孔（２２）とインジェクタ（２５）との嵌合面間に、その間をシールするシール部材（２６）を介装したシリンダヘッド構造において、
   前記インジェクタ取付孔（２２）と前記インジェクタ（２５）との間に形成されて前記シール部材（２６）で前記燃焼室（１５）から区画された空間（２９）を、連通孔（１４ｃ）を介して前記シリンダヘッド（１４）の外面に連通させたことを特徴とするシリンダヘッド構造。

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