JP6894462B2

JP6894462B2 - 車両用内燃機関

Info

Publication number: JP6894462B2
Application number: JP2019061236A
Authority: JP
Inventors: 前田　直紀; 直紀前田; 美幸西口
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: MY201399A; JP2020159319A

Description

本願発明は、燃料が燃料デリバリ管を介して吸気ポート等に供給される車両用内燃機関に関するものである。

火花点火式の車両用内燃機関では、燃料はインジェクタによって吸気ポートや燃焼室に噴射されており、インジェクタは、クランク軸線方向に長い（すなわちカム軸と略平行な）姿勢の燃料デリバリ管に接続されている。

燃料デリバリ管には燃料が充満しているため、衝突事故が起きたときに破損を防止する保護手段を設けるのが好ましい。そこで、専用のカバーで保護することが行われているが、専用のカバーを設けると、それだけ重量が嵩むのみならず、コストも嵩んでしまう。従って、内燃機関の構成部材で燃料デリバリ管を保護できると、燃費及びコストの両面において有利である。

この点について特許文献１には、気体燃料と液体燃料とを使用できるバイフューエルエンジンにおいて、気体燃料デリバリ管をサージタンクとエアクリーナとの間の空間に配置して、エアクリーナとサージタンクとを気体燃料デリバリ管の保護部材として利用することが開示されている。

特開２０１３−２３４６０９号公報

特許文献１では、衝突事故に際してエアクリーナもサージタンクも相対位置が変化しないことを前提にしているが、エアクリーナは機関本体に強固に固定されているとは限らず、例えばグロメットなどで係止されているに過ぎない場合もあるため、衝突事故によってずれ動いて、燃料デリバリ管がエアクリーナとサージタンクとの間に狭まって破損してしまうことが懸念される。

また、エアクリーナは一般にヘッドカバーよりも高い位置に配置されることが多いため、特許文献１では、サージタンクの高さも高くせねばならず、すると、エンジンをコンパクト化できなくなるという問題もある。

本願発明はこのような現状を背景に成されたものであり、レアイウトの大幅な変更をもたらすことなく、既存の部材を利用して燃料デリバリ管を保護せんとするものである。

本願発明は、
「クランク軸線を車幅方向に長い姿勢にして横置きされていると共に、吸気側面を車体の後ろ側に向けて配置されており、かつ、シリンダヘッドの後ろ側に、燃料噴射インジェクタが直接に接続された燃料デリバリ管を、前記シリンダヘッドに固定されたヘッドカバーの上面よりも低い高さ位置においてクランク軸線方向に長い姿勢で配置している」
という基本構成において、
「前記シリンダヘッドの吸気側面に、サージタンクを備えた吸気マニホールドが、前記燃料デリバリ管の後ろに大きくはみ出しつつ上端は前記燃料デリバリ管と略同じ高さになるように配置されており、
かつ、前記燃料デリバリ管の真後ろで前記吸気マニホールドの上端よりも手前の位置に、ＶＳＶに接続された燃料パージホースが、前記燃料デリバリ管に沿って延びるように配置されている」
という特徴を有している。

さて、内燃機関を搭載した車両では、燃料タンク内で気化した燃料をパージ通路によって吸気系に逃がすことにより、燃料タンクの破損を防止しており、パージ燃料が通るパージホースを電磁式のＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）に接続して、エンジンの回転数や負荷やスロットルバルブの開度などを変数としてＶＳＶを開閉制御することにより、パージ燃料を吸気系に供給している。

そして、パージ燃料が流れるパージホースはゴム質等の可撓性の素材で構成されているため、クッション性を有すると共に取り回しの自由性は高い。また、パージ燃料は一般にサージタンクに放出されているため、パージホースのうちＶＳＶよりも下流側に位置している部分は、必然的にサージタンクや燃料デリバリ管の近くに配管されることになる。

本願発明はこのパージホースの材質と配置位置に着目してこれを有効利用したものであり、衝突事故によって燃料デリバリ管が内燃機関と一緒に後退してダッシュボードに当たる事態に至ると、燃料デリバリ管とダッシュボードとの間に軟質のパージホースが挟まることにより、燃料デリバリ管に強い衝撃がかかることを大幅に抑制できる。その結果、燃料デリバリ管が破損して燃料が漏洩することを防止又は抑制できる。

そして、パージホースはエンジンに必要な部材であるためコストアップをもたらすことはない。また、パージホースはサージタンク（吸気マニホールド）に接続されるものであるから、燃料デリバリ管の後ろにパージホースを配置することはごく自然に行えるし、パージホースの長さが長くなるような不具合も生じない。

従って、本願発明では、衝突事故に際して燃料デリバリ管がダッシュボードに衝突して破損することを、コストアップや設計変更の手間を招来することなく抑制できる。

実施形態の平面図である。図１のII-II 視側面図である。作用を示す図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、この方向は運転者を基準にした方向である。従って、車両の前進方向が前で、車幅方向が左右方向である。念のため、各図に方向を明示している。

本実施形態のエンジン（内燃機関）は３気筒であり、クランク軸を左右長手の姿勢にした横置き姿勢でエンジンルーム１に配置されていると共に、排気側面を前に向けて吸気側面を後ろに向けた前排気・後ろ吸気の姿勢で配置されている。また、若干の角度で前傾している。図２に示すように、エンジンルーム１は、ダッシュボード２を介して室内と区分されている。

図２に部分的に示すように、エンジンを構成する機関本体３は、シリンダブロック４とその上面に固定されたシリンダヘッド５、及び、シリンダヘッド５の上面に固定されたヘッドカバー６とを備えている。図１に示すように、ヘッドカバー６には、点火プラグに高電圧を供給する変圧ユニット７が、クランク軸線方向に並べて３つ配置されている。

エンジンは前排気方式であるため、機関本体３の手前には、インシュレータ８で覆われた触媒ケース９が配置されている。図１において符号１０で示すのはＥＧＲパイプであり、符号１１で示すのは、オイル分離後のブローバイガスを吸気系に戻すＰＣＶパイプである。また、符号１２で示すのは、オイル注入口を塞ぐオイルキャップである。

シリンダヘッド５の吸気側面には、吸気マニホールド１３が固定されている。図２に示すように、吸気マニホールド１３は、サージタンク１４とこれを下方からぐるりと巻いた姿勢の枝管１５とを有しており、各枝管１５の先端はフランジ１５ａに一体化されていて、フランジ１５ａがシリンダヘッド２の吸気側面に固定されている。

また、図１のとおり、サージタンク１４の左端部にはスロットルボデー１６が固定されており、スロットルボデー１６に吸気ダクト１７が接続されている。図２では、スロットルボデー１６は仮想線で表示している。

シリンダヘッド５の後ろでかつ吸気マニホールド１５におけるフランジ１５ａの上方部には、燃料デリバリ管１８が左右長手の姿勢で配置されており、燃料デリバリ管１８に、各気筒に対応して一対ずつの燃料噴射インジェクタ１９が直接に接続されている。各燃料噴射インジェクタ１９の先端は、それぞれ吸気ポート２０に向いている。また、各燃料噴射インジェクタ１９には、燃料の吐出量を制御するソレノイドバルブ１９ａを上向き姿勢で設けている。燃料デリバリ管１８は、ブラケット１８ａ（図１参照）を介してシリンダヘッド５に固定されている。
図２に示すように、吸気マニホールド１３の上端は燃料デリバリ管１８よりも後ろに位置している。そして、図２の一点鎖線から理解できるように、燃料デリバリ管１８は、吸気マニホールド１５の上端と略同じ高さでかつヘッドカバー６の上端よりも低い高さには配置されている。

図１のとおり、エンジンの右端部の後ろにＶＳＶ２１が配置されている。ＶＳＶ２１は、図示しないブラケットによってヘッドカバー６又はシリンダヘッド５に固定されており（固定しなくてもよい）、入口ポートには上流側パージホース２２が接続されて、出口ポートには下流側パージホース２３が接続されている。上流側パージホース２２の始端は、キャニスタ（図示せず）に接続されている。

ＶＳＶ２１は、平面視で燃料デリバリ管１８の右側方に配置されている一方、下流側パージホース２３の終端は、サージタンク１４の左端部に接続されている。そして、下流側パージホース２３を、燃料デリバリ管１８の真後ろでかつ吸気マニホールド１３の上端よりも手前において左右方向に延びる左右長手部２３ａと、左右長手部２３ａの左端からサージタンク１４に向かう後ろ向き部２３ｂとで構成している。

燃料デリバリ管１８には、その右端部から燃料が供給される。図２において、燃料パイプ２４を部分的に表示している。燃料パイプ２４はコネクタ２５に接続されており、コネクタと燃料デリバリ管１８の右端部とが別のパイプで接続されている。

さて、車両が衝突事故を起こして機関本体３が後ろに移動し、図３に示すように、ダッシュボード２が吸気マニホールド１３で突き破られたり大きく凹み変形したりして、ダッシュボード２が燃料デリバリ管１８に当たることが有り得る。しかし、本実施形態では、燃料デリバリ管１８の真後ろに下流側パージホース２３の左右長手部２３ａが存在しているため、可撓性を有する下流側パージホース２３の左右長手部２３ａがクッション材となって、燃料デリバリ管１８がダッシュボード２に直接当たることを防止できる。その結果、燃料デリバリ管１８の破損を防止又は抑制できる。

この場合、下流側パージホース２３は、後ろ向き部２３ｂを有していて全長が燃料デリバリ管１８の長さよりも遥かに長くなっているため、衝突事故によって左右長手部２３ａにテンションが掛かることはない。従って、左右長手部２３ａは、千切れることなく燃料デリバリ管１８と密着した状態が保持される。すなわち、上流側パージホース２２が余長部分を持っていることにより、燃料デリバリ管１８に対するクッション作用を保持できる。

このように、エンジンに必要な下流側パージホース２３を利用して燃料デリバリ管１８の破損を抑制するものであるため、衝突事故時の燃料デリバリ管１８の保護を、コストアップを招来することなく実現できる。また、サージタンク１４のような部材のレイアウトを変更するものではないため、設計に手間を掛ける必要はなくて汎用性も高い。

なお、下流側パージホース２３は、ＶＳＶ２１が開いたときだけパージ燃料は流れるものであり、衝突事故が起きるとＶＳＶ２１は閉じるため、仮に、下流側パージホース２３が破損しても燃料漏れの危険はない。従って、下流側パージホース２３は、安全な状態で燃料デリバリ管１８のクッション材として機能する。

実施形態では、下流側パージホース２３の左右長手部２３ａを燃料デリバリ管１８から少し離して配置しているが、左右長手部２３ａを燃料デリバリ管１８に後面に重ねて、クリップなどで止めておくことも可能である。

本願発明は、車両用内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１エンジンルーム
２ダッシュボード
３機関本体
５シリンダヘッド
６ヘッドカバー
１３吸気マニホールド
１４サージタンク
１６スロットルボデー
１８燃料デリバリ管
１９燃料噴射インジェクタ
２１ＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）
２３下流側パージホース
２３ａ左右長手部

Claims

クランク軸線を車幅方向に長い姿勢にして横置きされていると共に、吸気側面を車体の後ろ側に向けて配置されており、かつ、シリンダヘッドの後ろ側に、燃料噴射インジェクタが直接に接続された燃料デリバリ管を、前記シリンダヘッドに固定されたヘッドカバーの上面よりも低い高さ位置においてクランク軸線方向に長い姿勢で配置している構成であって、
前記シリンダヘッドの吸気側面に、サージタンクを備えた吸気マニホールドが、前記燃料デリバリ管の後ろに大きくはみ出しつつ上端は前記燃料デリバリ管と略同じ高さになるように配置されており、
かつ、前記燃料デリバリ管の真後ろで前記吸気マニホールドの上端よりも手前の位置に、ＶＳＶに接続された燃料パージホースが、前記燃料デリバリ管に沿って延びるように配置されている、
車両用内燃機関。