JPH10176627A

JPH10176627A - 燃料噴射ノズルの取付構造

Info

Publication number: JPH10176627A
Application number: JP33807496A
Authority: JP
Inventors: Akira Nakagome; 章中込; Kenji Watanabe; 健治渡辺; Akira Kumagai; 章熊谷; Makoto Tsuji; 誠辻
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】シリンダヘッド及びノズルスリーブの腐食を
防止し、冷却水洩れ等の不具合を解消する。【解決手段】本発明は、アルミニウム又はその合金で
シリンダヘッド１を一体に形成し、シリンダヘッド１の
内部にウォータジャケット部２を区画形成すると共に、
ウォータジャケット部２を、シリンダヘッド下面を区画
する下壁部３と、下壁部３から上方に離間された上壁部
４とで区画し、これら下壁部３と上壁部４とに同軸の貫
通孔６，７を設け、これら貫通孔６，７にノズルスリー
ブ８を挿通し、ノズルスリーブ８に燃料噴射ノズル１８
を挿入した燃料噴射ノズル１８の取付構造にあって、上
記ノズルスリーブ８をアルミニウム又はその合金で形成
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等のシリンダヘッドに燃料噴射ノズルを取り付ける際
の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料噴射ノズルの取付構造として
は図５に示すようなものが一般的に知られている。図示
するように、シリンダヘッドａは、その内部に冷却水を
流通させるためのウォータジャケット部ｂを有してい
る。ウォータジャケット部ｂはシリンダヘッドａに一体
に形成された種々の隔壁で所々仕切られており、図示例
にあってはシリンダヘッド下面を区画する下壁部ｃと、
下壁部ｃから上方に離間された上壁部ｄとで下面と上面
とが区画されている。下壁部ｃと上壁部ｄとには同軸の
貫通孔ｅ，ｆが設けられ、これら貫通孔ｅ，ｆにはノズ
ルスリーブｇが挿通される。ノズルスリーブｇには燃料
噴射ノズルｈが挿入され、燃料噴射ノズルｈは図示しな
いクランプ部材により上方から押さえ付けられてノズル
スリーブｇ内に固定されている。燃料噴射ノズルｈとノ
ズルスリーブｇとの間にはシール部材ｉが介在される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ノズルスリ
ーブｇは一般に鉄鋼材料を用いたプレス成形品である
が、これをいわゆるアルミ製シリンダヘッドと組み合わ
せると、ノズルスリーブｇとシリンダヘッドａとが異種
金属の為、冷却水中で互いの金属間に電位差が生じ、そ
の電池作用によりノズルスリーブｇとシリンダヘッドａ
の接触部のシリンダヘッド側に接触腐食が発生する問題
がある。そして腐食が発生すれば当然に冷却水洩れ等の
不具合が発生する。

【０００４】また、ノズルスリーブｇとシリンダヘッド
ａとの接触部或いは近接部において冷却水の滞流により
すきま腐食が発生し易い。

【０００５】図２（ｂ）には、上壁部貫通孔ｆとノズル
スリーブｇとの嵌合部を拡大して示しているが、貫通孔
ｆの内面とノズルスリーブｇとの間にはＯリングｊが設
けられ、互いの表面間には微小な隙間ｋが形成されてい
る。よってノズルスリーブｇのうち、Ｏリングｊの下部
の上記隙間ｋを形成する部分が腐食を生じることにな
る。

【０００６】このように、シリンダヘッドａとノズルス
リーブｇ間の接触腐食並びにすきま腐食を防止し得る構
造が待ち望まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
又はその合金でシリンダヘッドを一体に形成し、シリン
ダヘッドの内部にウォータジャケット部を区画形成する
と共に、ウォータジャケット部を貫通させてノズルスリ
ーブを挿通し、ノズルスリーブに燃料噴射ノズルを挿入
した燃料噴射ノズルの取付構造にあって、上記ノズルス
リーブをアルミニウム又はその合金で形成したものであ
る。

【０００８】この構成によれば、ノズルスリーブがシリ
ンダヘッドと同種の材料となるため、互いの間の電位差
が極めて小さくなり、シリンダヘッドとノズルスリーブ
の接触腐食を防止できる。

【０００９】また、本発明は、アルミニウム又はその合
金でシリンダヘッドを形成し、シリンダヘッドの内部に
ウォータジャケット部を区画形成すると共に、ウォータ
ジャケット部を、シリンダヘッド下面を区画する下壁部
と、下壁部から上方に離間された上壁部とで区画し、こ
れら下壁部と上壁部とに同軸の貫通孔を設け、これら貫
通孔にノズルスリーブを挿通し、ノズルスリーブに燃料
噴射ノズルを挿入した燃料噴射ノズルの取付構造にあっ
て、上記上壁部の貫通孔の内面と上記ノズルスリーブと
の間にシール部材を設け、シール部材を、上記上壁部の
下面と上記貫通孔の内面とがなす角部に位置させたもの
である。

【００１０】この構成によれば、ノズルスリーブと上壁
部貫通孔との隙間への冷却水の浸入が抑制されるため、
すきま腐食を防止できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１２】図１は本発明に係る燃料噴射ノズルの取付
構造を示し、かかる構成は例えばＤＯＨＣ４弁センター
ノズル式直噴ディーゼルエンジンに適用される。図示す
るように、シリンダヘッド１は、軽量化のためアルミニ
ウム又はその合金で鋳造により一体に形成され、シリン
ダヘッド１の内部には冷却水を流通させるためのウォー
タジャケット部２が区画形成されている。ウォータジャ
ケット部２は、図示する部分においてその下面が下壁部
３で、その上面が上壁部４でそれぞれ区画されている。
下壁部３及び上壁部４はシリンダヘッド１の一部で、互
いに上下方向に離間されると共に、下壁部３はその下面
によってシリンダヘッド下面を区画し、上壁部４はシリ
ンダヘッド１の高さ方向中間部でシリンダヘッド１内部
の隔壁をなし、その内部を上下に仕切って下部にウォー
タジャケット部２を区画している。なお下壁部３の下方
には燃焼室５が形成される。

【００１３】下壁部３及び上壁部４には同軸の貫通孔、
即ち下壁部貫通孔６及び上壁部貫通孔７が設けられてい
る。下壁部貫通孔６は上壁部貫通孔７より小径に形成さ
れる。これら貫通孔６，７には上方からノズルスリーブ
８が挿通され、下壁部貫通孔６には、ノズルスリーブ８
の下端部に形成された縮径部９が挿通されている。ここ
で縮径部９は下壁部貫通孔６に焼嵌め、冷嵌め等の方法
で圧入固定されている。そして縮径部９の下端の位置は
下壁部３の下面に一致されている。さらに図３（ａ）に
も詳細に示すように、縮径部９の上側には拡径による段
部１０が形成され、段部１０は、下壁部３の上面に若干
突出形成された座面部１１に直接的に当接され、密着さ
れている。これら段部１０と座面部１１とはここでは平
面に形成されている。なお段部１０の径方向外側の部分
は傾斜状に切り欠かれている。

【００１４】ノズルスリーブ８の上端部には、上壁部貫
通孔７への挿通部分となる挿通部１２が形成され、挿通
部１２には上下に離間された一対の周溝１３が形成され
ている。図２（ａ）にも詳しく示すが、これら周溝１３
にはそれぞれ下部Ｏリング１４及び上部Ｏリング１５が
装着され、これらＯリング１４，１５により、上壁部貫
通孔７の内面と挿通部１２の外面とがなす微小な隙間１
６がシールされる。

【００１５】ここで、下部Ｏリング１４及び上部Ｏリン
グ１５は、上壁部貫通孔７の内面とノズルスリーブ８と
の間に設けられたシール部材及び別のシール部材をな
す。特に下部Ｏリング１４は、上壁部４の下面と上壁部
貫通孔７の内面とがなす角部１７に位置される。また上
部Ｏリング１５は下部Ｏリング１４より大きな締め代を
有し、換言すれば、Ｏリング１４，１５装着後は上部Ｏ
リング１５のなす外径が下部Ｏリング１４のなす外径よ
り大きくなり、Ｏリング１４，１５装着後の挿通部１２
を上壁部貫通孔７に挿通させる際、上部Ｏリング１５の
ある部分の方が下部Ｏリング１４のある部分より嵌め合
いがきつくなっている。

【００１６】さらに、ノズルスリーブ８には燃料噴射ノ
ズル１８が挿入されている。燃料噴射ノズル１８は、ノ
ズルホルダ１９、ノズルボディ２０及びリテーニングナ
ット２１を有し、内部には針弁やリターンスプリング等
が収容されている。燃料噴射ノズル１８は、ノズルホル
ダ１９の突起部２２及びリテーニングナット２１が、ノ
ズルスリーブ８の内周面２３に当接してノズルスリーブ
８と同軸に位置決めされ、ノズルボディ２０はノズルス
リーブ８の縮径部９に、極僅かな径方向の隙間をもって
挿入されている。ノズルボディ２０の下端はノズルスリ
ーブ８から燃焼室５内に突出され、その下端には図示し
ない複数の噴孔が開口されている。

【００１７】燃料噴射ノズル１８は図示しないクランプ
部材により上方から押圧され、シール部材２４を介して
ノズルスリーブ８内の斜面部２５に押し付けられ、軸方
向に位置決めされる。シール部材２４は熱伝導率のよい
銅等の金属材料からなり、ノズルボディ２０と縮径部９
との隙間に浸入してきた燃焼ガスを遮断ないしシールす
る。またシール部材２４は、燃焼によりノズルボディ２
０が受ける熱を、ノズルスリーブ８に伝達してウォータ
ジャケット部２内の冷却水に放散させる。つまりシール
部材２４は、燃料噴射ノズル１８を冷却して所定の噴霧
性能を維持させる。同様にノズルボディ２０と縮径部９
との間の隙間は遮熱用として設けられている。

【００１８】特に、かかる構成にあっては、ノズルスリ
ーブ８の全体が、シリンダヘッド１と同種の金属である
アルミニウム又はその合金で一体に形成される点に特徴
がある。こうするとシリンダヘッド１の壁面との間の電
位差が極めて小さくなり、電池作用もなくなり、これに
よってシリンダヘッド１とノズルスリーブ８の接触腐食
を防止し、冷却水洩れ等の不具合を防止することができ
る。なおノズルスリーブ８の製作方法としてはプレス成
形がコスト的に有利であるが、他にも切削加工等あらゆ
る製作方法が可能である。

【００１９】さらに、下部Ｏリング１４を上述の位置に
設けたため、隙間１６への冷却水の浸入を皆無としてす
きま腐食の発生を防止することができる。尚、下部Ｏリ
ング１４は角部１７に位置する為に、シールに対する信
頼性の低下が懸念されるが、上部Ｏリング１５を設けた
ことで、二重シールが達成されてシール性も向上する。
また上部Ｏリング１５の締め代を下部Ｏリング１４より
大きくしたため、シール性能の向上とともに、Ｏリング
１４，１５装着後の挿通部１２を上方から差し込む際の
作業が容易化し、ノズルスリーブ８の組付作業を容易化
できる。さらに上部Ｏリング１５を設けたことで、下部
Ｏリング１４のみの場合に比べノズルスリーブ８を正確
に位置決めでき、位置ずれによるシール不良等も防止で
きる。

【００２０】なお、図２（ｂ），図５を参照して、従来
の鋼製ノズルスリーブｇにおいて、小隙間を形成する盛
上部ｌの近傍部分とＯリングｊの下部の部分とに、或い
は全体にアルマイト処理を施して防蝕を行う方法もあ
る。しかしながら、この方法では比較的多大なコストア
ップを避けられないため、この点、低コストでできる本
願の構成は有利である。

【００２１】加えて、ノズルスリーブ８の取り付けを上
述の如く圧入により行ったため、熱回りが良くなってシ
リンダヘッド下壁部３の温度を低下させることができ
る。

【００２２】即ち、図５を参照して、従来の構成では下
壁部貫通孔ｅとノズルスリーブｇとの間に遮熱のための
小隙間が形成され、下壁部ｃ上面の座面部と、ノズルス
リーブｇの段部との間にはパッキンｎが介在されてい
た。そしてノズルスリーブｇは燃料噴射ノズルｈからの
押し付け力によって固定されていた。

【００２３】しかしこれだと、下壁部ｃはその上面が冷
却水で冷却されるだけで、ノズルスリーブｇとは実質的
に断熱されていたため、熱回りが悪く、冷却され難かっ
た。

【００２４】かかる構成においては、ノズルスリーブ８
が縮径部９と段部１０とで下壁部３に密着しているた
め、下壁部３の熱をノズルスリーブ８に伝え、さらに冷
却水中へ放散できる。特に縮径部９と段部１０とが下壁
部３に全面密着しており、ノズルスリーブ８が比較的長
く冷却水に没入しているため、効率的な熱伝達が達成さ
れる。これにより、熱回りは大巾に改善され、燃焼ガス
に晒され温度的に厳しいシリンダヘッド下壁部３の温度
を効率的に低下させることができる。

【００２５】また、この構成によってノズルスリーブ８
の温度も下げられ、燃料噴射ノズル１８の温度も低下で
きる。特に燃料噴射ノズル１８の下端部のノズル部付近
が所定の限界温度を越えると、噴孔近辺に燃料が炭化し
て付着し正規の噴射性能を維持できなくなり、また材料
の機械的強度が低下し、圧力に耐えきれずに破壊に至る
虞があるが、かかる構成はこれを防止し得るものであ
る。

【００２６】さらにこの圧入方式の場合、シール性能も
格段に向上され、冷却水圧より遥かに高圧の燃焼ガスの
ウォータジャケット部２への浸入も確実に防止できる。
即ち図５に示すように、従来はパッキンｎのみでシール
を行っており、パッキンｎへの押圧力がシール性能に直
接影響していたが、かかる構成ではその押圧力とは無関
係に一定のシール性能を保持でき、これによって高い信
頼性を得られるようになる。

【００２７】尚、図３（ｂ）に示すように段部１０と座
面部１１とは傾斜或いはテーパ状としても構わないし、
図３（ｃ）に示すように断面円形としても構わない。こ
うすると接触面積を大きく取れ熱伝達に有利となると同
時に位置決めも行えるようになる。

【００２８】一方、上記構成にあっては図４（ａ）に示
すように、縮径部９の下端が単なる切断形状で下壁部３
の下面に面一とされているが、その下端に燃料噴霧Ｆが
干渉するようであれば、図４（ｂ）に示すようにその下
端の内周縁部を面取りし、傾斜状に取り除いてもよい。
また図４（ｃ）に示すように、その下端の位置を下壁部
３の下面から所定距離Ｈだけ上方に位置させることもで
きる。そしてこの例では下壁部貫通孔６の下端の内周縁
部も面取りにより傾斜状に取り除かれている。こうする
ことで良好な噴霧性能を常に安定して得られ、エンジン
性能、エミッション、スモーク性能等を良好に保てる。
なお、面取り形状としては傾斜状の他アール状等として
もよい。

【００２９】さらに、上述の如きノズルスリーブ８を用
いた燃料噴射ノズル１８の取付構造にあっては、シリン
ダヘッド１に下壁部貫通孔６及び上壁部貫通孔７を設け
るため、これら孔を鋳造後の砂抜きに使えてシリンダヘ
ッド１の鋳造、ウォータジャケット部２の造形及び中子
の造形が容易となる。

【００３０】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されず
他の様々な実施の形態を採ることが可能で、例えばＯリ
ング１４，１５を別のシール部材に変更することなども
可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３２】（１）異種金属接触によるシリンダヘッ
ドの接触腐食を防止でき、冷却水洩れ等の不具合を解消
できる。

【００３３】（２）ノズルスリーブのすきま腐食も防
止することができる。

【００３４】（３）ノズルスリーブの組付けが容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料噴射ノズルの取付構造を示す
縦断面図である。

【図２】上壁部貫通孔のシール部分を示す拡大縦断面図
である。

【図３】下壁部貫通孔へのノズルスリーブの取付部を示
す拡大縦断面図である。

【図４】ノズルスリーブの下端部の構造を示す拡大縦断
面図である。

【図５】従来の燃料噴射ノズルの取付構造を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１シリンダヘッド２ウォータジャケット部３下壁部４上壁部６下壁部貫通孔７上壁部貫通孔８ノズルスリーブ１４下部Ｏリング１５上部Ｏリング１７角部１８燃料噴射ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 61/16 Ｆ０２Ｍ 61/16 ＦＫＭ 61/18 ３６０ 61/18 ３６０Ｂ (72)発明者辻誠神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム又はその合金でシリンダヘ
ッドを形成し、該シリンダヘッドの内部にウォータジャ
ケット部を区画形成すると共に、該ウォータジャケット
部を貫通させてノズルスリーブを挿通し、該ノズルスリ
ーブに燃料噴射ノズルを挿入した燃料噴射ノズルの取付
構造にあって、上記ノズルスリーブをアルミニウム又は
その合金で形成したことを特徴とする燃料噴射ノズルの
取付構造。
【請求項２】アルミニウム又はその合金でシリンダヘ
ッドを形成し、該シリンダヘッドの内部にウォータジャ
ケット部を区画形成すると共に、該ウォータジャケット
部を、シリンダヘッド下面を区画する下壁部と、下壁部
から上方に離間された上壁部とで区画し、これら下壁部
と上壁部とに同軸の貫通孔を設け、これら貫通孔にノズ
ルスリーブを挿通し、該ノズルスリーブに燃料噴射ノズ
ルを挿入した燃料噴射ノズルの取付構造にあって、上記
上壁部の貫通孔の内面と上記ノズルスリーブとの間にシ
ール部材を設け、該シール部材を、上記上壁部の下面と
上記貫通孔の内面とがなす角部に位置させたことを特徴
とする燃料噴射ノズルの取付構造。
【請求項３】上記上壁部の貫通孔の内面と上記ノズル
スリーブとの間に上記シール部材の上方に位置された別
のシール部材が設けられ、該別のシール部材が上記シー
ル部材より大きな締め代を有する請求項２記載の燃料噴
射ノズルの取付構造。