JP6332776B2 - エンジン - Google Patents
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Description
そして、特許文献1に開示されたエンジンは、吸気ポートのシリンダ径方向外側にダイレクトインジェクタを備える一方、吸気ポートを挟んでダイレクトインジェクタと反対側となるインテークマニホールドのシリンダ径方向内側にポートインジェクタを備えている。
一方、特許文献2に開示されたエンジンは、吸気ポートのシリンダ径方向外側にダイレクトインジェクタを備えるとともに、吸気ポートに対してダイレクトインジェクタと同一側となるインテークマニホールドのシリンダ径方向外側にポートインジェクタを備えている。
一方、特許文献2に開示されたエンジンは、吸気ポートに対してダイレクトインジェクタと同一側となるインテークマニホールドのシリンダ径方向外側にポートインジェクタを備えているが、吸気ポートが直線状に形成されるため、ポートインジェクタを吸気弁から離れた位置に設けなければポートインジェクタから噴射された燃料が吸気ポートを流れる空気に十分に混合されない。
本発明は、上記実情を鑑みて、ダイレクトインジェクタとポートインジェクタを効率的に配置することができ、ポートインジェクタから噴射された燃料が空気に良好に混合されるエンジンを提供することを課題とする。
上記(2)の構成によれば、ポートインジェクタから噴射された燃料が弧状部の下方域を通過するので、燃料の弧状部への付着を抑制することができる。
上記(3)の構成によれば、二つに分岐した吸気ポートの下方域にダイレクトインジェクタを配置することができるので、ダイレクトインジェクタを効率的に配置することができる。
上記(4)の構成によれば、ポートインジェクタから噴射された燃料をダイレクトインジェクタの中心を通る平面の両側に均等に分配することができる。
上記(5)の構成によれば、ダイレクトインジェクタから噴射された燃料がシリンダ内に生成されるタンブル流に逆らって拡散される。これにより、シリンダ内で燃料と空気の混合が促進される。
上記(6)の構成によれば、ポートインジェクタから噴射された燃料が吸気ポートの内壁面に付着するのを抑制することができ、ダイレクトインジェクタから噴射された燃料がシリンダの内壁面に付着するのを抑制することができる。
上記(7)の構成によれば、ダイレクトインジェクタとポートインジェクタとがシリンダの配列方向と直交するので、ダイレクトインジェクタに燃料を供給する高圧デリバリパイプをシリンダの配列方向に配管することができ、ポートインジェクタに燃料を供給する低圧デリバリパイプをシリンダの配列方向に配管することができる。
上記(8)の構成によれば、ポートインジェクタがインテークマニホールドに固定された状態でインテークマニホールドをシリンダヘッドに固定することができる。
上記(9)の構成によれば、ポートインジェクタのノズル部が接合面よりもインテークマニホールド側に位置する場合に比べてポートインジェクタ用取付座の厚みを薄く形成することができる。
上記(10)の構成によれば、ポートインジェクタから噴射された燃料が吸気弁の傘中心に向かって流れ、吸気ポートの内壁面への燃料の付着を抑制することができる。
上記(11)の構成によれば、ダイレクトインジェクタとポートインジェクタとをシリンダブロックのバンク内側に集約して配置することができる。
上記(12)の構成によれば、ポートインジェクタをシリンダブロックのバンク内側に効率的に配置することができる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また、例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1に示すように、本発明の一実施形態であるV型エンジン1は、エンジン本体10のほか、吸気系3、及び燃料供給系7の各装置を備えて構成されている。
本実施形態に係るエンジン本体10は、4サイクルのV型六気筒のSOHC(Single Over Head Camshaft)のガソリンエンジンであって、バンク角(バンク狭角)が60度のものである。
図1に示すように、エンジン本体10は、気筒列(バンク)12A,12BがV型に形成されたシリンダブロック11と、左右の各バンク12A,12Bの上に接合されるシリンダヘッド2A,2Bと、シリンダブロック11の下に接合されるクランクケース13と、を備えて構成されている。
吸気ポート27は、シリンダ14A,14Bの軸線L3,L4を通り、シリンダ14A,14Bの配列方向と直交する方向(以下、「吸排気方向」という)に沿って設けられ、燃焼室21に開口する二つの吸気口23に連通している。吸気ポート27は、上流側ポート271と下流側ポート272とを有している。
一般的なV型エンジン(左右の各バンクがクランク軸の回転方向と同一方向にオフセットしていないエンジン)は、左右の各バンク12A,12Bにおけるシリンダ14A,14Bの軸線L1,L2がクランク軸15の中心Pを通る位置にあり、左右の各バンクは図1において二点鎖線で示す位置にある。
一方、オフセットクランク構造を採用した本実施形態に係るエンジン本体10(V型エンジン1)は、クランク軸15の中心Pからシリンダヘッド2A,2Bの上面までの距離を保ったまま、左右の各バンク12A,12Bにおけるシリンダ14A,14Bの軸線L1,L2をクランク軸15の中心Pに対してクランク軸15の回転方向(矢印E方向)と同一方向に平行移動したものである。これにより、左右の各バンク12A,12Bは、バンク角を維持したまま、シリンダ14A,14Bの軸線L1,L2がL3,L4にオフセットされ、シリンダ14A,14Bの軸線L1,L2はδ(オフセット量)だけ移動する。
これにより、本実施形態に係るエンジン本体10は、右側のバンク12Aが左側のバンク12Bよりも前で、かつ、右側のバンク12Aが左側のバンク12Bよりも高い、関係に配置される。
図7は、図1及び図2に示した吸気系3を示す正面図である。図8は、図1及び図2に示した吸気系3を示す側面図であって、一部を断面で表した図である。
本実施形態に係る吸気系3は、左右の各バンク12A,12Bのシリンダヘッド2A,2Bに燃焼室21ごとに設けられた吸気ポート27に空気を過給するものである。
スーパーチャージャ6は、ハウジング61と、ハウジング61に回転可能に支持され、ハウジング61の前方に突出する入力回転軸62(図8参照)と、ハウジング61に収容され、入力回転軸62の回転により互いに反対方向に回転する一対のロータ63A,63Bと、を備えて構成されている。
したがって、本実施形態に係る左右の各インテークマニホールド4A,4Bでも、右側のバンク12Aと左側のバンク12Bとにおいて取付高さ(吸気ポート27の入口開口)にも同じ高さの差(H2−H2)が生じている。
図9は、図1に示した筒内噴射装置及びポート噴射装置を示す正面図であり、図10は、図9に示したコネクタ装着部に電気コネクタを装着した状態を示す平面図である。図11は、図9に示したダイレクトインジェクタ及びポートインジェクタを示す正面図である。図12は、図9に示したダイレクトインジェクタ及びポートインジェクタを示す平面図である。
本実施形態に係る燃料供給系は、シリンダ14A,14Bごとに設けられた燃焼室21内に燃料を直接噴射する筒内噴射系と燃焼室21ごとに設けられた吸気ポート27に燃料を噴射するポート噴射系の二系統の燃料噴射装置8,9を備えている。
したがって、本実施形態に係るダイレクトインジェクタ81でも、右側のバンク12Aと左側のバンク12Bとにおいて取付高さにも同じ高さの差が生じ、コネクタ装着部81dにも同じ高さの差が生じている。
同様に、本実施形態に係る高圧デリバリパイプ82A,82Bでも、右側のバンク12Aと左側のバンク12Bとにおいて取付高さに同じ高さの差が生じている。
したがって、本実施形態に係るポートインジェクタ91でも、右側のバンク12Aと左側のバンク12Bとにおいて取付高さにも同じ高さの差が生じ、コネクタ装着部91dにも同じ高さの差が生じている。
同様に、本実施形態に係る低圧デリバリパイプ92Aでも、右側のバンク12Aと左側のバンク12Bとにおいて取付高さに同じ高さの差が生じている。
10 エンジン本体
11 シリンダブロック
12A,12B バンク
13 クランクケース
14A,14B シリンダ(気筒)
15 クランク軸
16 ピストン
162 ピストンピン
17 コネクティングロッド
2A,2B シリンダヘッド
21 燃焼室
22 点火プラグ
23 吸気口
231 バルブシート(着座面)
24 排気口
241 バルブシート
25 吸気弁
26 排気弁
27 吸気ポート
271 上流側ポート
272 下流側ポート
273 上流側ポート開口
274 接合面
275 フランジ(ポートインジェクタ用取付座)
276 弧状部
28 排気ポート
281 上流側ポート
29 ロッカーカバー
3 吸気系
31 アウトレットハウジング
32 分配通路
32A 天井面
32A1 稜
33 中央開口
34A 開口(右開口)
34B 開口(左開口)
4A,4B インテークマニホールド
5A,5B インタークーラ
51 ケース
52 インタークーラコア
53 カラー
54A 入口側(管)
54B 出口側(管)
55 カラー
6 スーパーチャージャ
61 ハウジング
61A ハウジング本体
61A1 上面前方域開口
61B インレットハウジング
61C 軸受ハウジング
62 入力回転軸
63A 駆動ロータ(ロータ)
63B 従動ロータ(ロータ)
64 スロットルボディ
64A 吸入口
66 バイパスバルブ
67 プーリ
68 ベルト
69 バイパスハウジング
691 バイパス通路
7 燃料供給系
8 筒内噴射装置
81 ダイレクトインジェクタ
81a ノズル部
81b 胴部
81d コネクタ装着部
82A,82B 高圧デリバリパイプ
82A1,82B1 後端部
83 電気コネクタ
84a,84b 燃料配管
9 ポート噴射装置
91 ポートインジェクタ
91a ノズル部
91b 胴部
91d コネクタ装着部
92A1,94B1 前端部
92A,92B 低圧デリバリパイプ
93 電気コネクタ
94a,94b 燃料配管
Claims (12)
- 複数のシリンダを有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの上に取り付けられ、前記シリンダごとに燃焼室からシリンダの軸線に対して斜め上方に延びる吸気ポートを有するシリンダヘッドと、
前記吸気ポートのシリンダ径方向外側となる位置に配置され、前記燃焼室内に燃料を直接噴射するダイレクトインジェクタと、
前記吸気ポートに対して前記ダイレクトインジェクタと同一側となる位置に配置され、前記吸気ポート内に燃料を噴射するポートインジェクタと、
を備え、
前記吸気ポートは、前記ポートインジェクタの下流側に下流側ポートを有し、
前記下流側ポートは、前記燃焼室に開口する吸気口にバルブシートを有するとともに、前記バルブシートの上流となる前記下流側ポートで下方に凸となる弧状部を有する一方、
前記ポートインジェクタの噴射方向は、前記ポートインジェクタから噴射された燃料が前記弧状部の下方域を通過する方向を指向し、前記ポートインジェクタの噴射軸線は、前記弧状部の下方域において前記下流側ポートの断面中心を通る軸線と交差する
ことを特徴とするエンジン。 - 前記ポートインジェクタの噴射方向が前記シリンダヘッドの下面に対して成す角度は、前記ポートインジェクタの噴射位置を通り前記弧状部の最下面に接する直線が前記シリンダヘッドの下面に対して成す角度よりも大であることを特徴とする請求項1に記載のエンジン。
- 前記吸気ポートは、前記ポートインジェクタの下流側で二つに分岐することを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジン。
- 前記ダイレクトインジェクタと前記ポートインジェクタとは、それぞれの中心軸が前記シリンダの軸線を通る同一平面に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のエンジン。
- 前記ダイレクトインジェクタの中心軸と前記ポートインジェクタの中心軸とが平行又は燃料噴射方向前方で交差することを特徴とする請求項4に記載のエンジン。
- 前記ポートインジェクタの中心軸が前記シリンダヘッドの下面に対して成す角度が前記ダイレクトインジェクタの中心軸が前記シリンダヘッドの下面に対して成す角度以上であることを特徴とする請求項4又は5に記載のエンジン。
- 前記シリンダの軸線を通る平面が前記シリンダの配列方向と直交することを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載のエンジン。
- 前記シリンダヘッドに接続され、枝状に分岐して形成された吸気通路が前記吸気ポートに連通するインテークマニホールドを備え、
前記ポートインジェクタは、前記インテークマニホールドに固定されることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のエンジン。 - 前記吸気ポートは、前記シリンダヘッドの上面で水平方向に延びる平坦面に開口する一方、
前記インテークマニホールドは、前記シリンダヘッドの平坦面に接合され、前記吸気通路が連通する接合面を有し、
前記ポートインジェクタのノズル部が前記接合面よりも吸気ポート側に突出することを特徴とする請求項8に記載のエンジン。 - 前記ポートインジェクタは、その噴射軸線が前記吸気ポートを閉塞した吸気弁の傘中心を指向するように配置されることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のエンジン。
- 前記シリンダブロックは、前記複数のシリンダが左右交互に配置されたV型であって、前記ダイレクトインジェクタと前記ポートインジェクタが前記シリンダブロックのバンク内側に配置されることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のエンジン。
- 前記ポートインジェクタは、前記吸気ポートが前記シリンダブロックのバンク内側に最も張り出した位置に配置されることを特徴とする請求項11に記載のエンジン。
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