JPH11287167A

JPH11287167A - 筒内噴射エンジン

Info

Publication number: JPH11287167A
Application number: JP10090480A
Authority: JP
Inventors: Shoji Ito; 正二伊藤; Daisuke Takasu; 大輔高須; Yuichi Suzuki; 裕一鈴木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】フューエルレールの支持ステー部分に大きな
曲げモーメントが作用するのを防止できるとともに、レ
イアウト上の自由度を拡大できる、また燃料と空気との
成層化を促進して希薄空燃比燃焼を安定化できるように
した筒内噴射エンジンを提供する。【解決手段】筒内に燃料を直接噴射供給する燃料噴射
弁１５と、該燃料噴射弁１５に燃料を供給するフューエ
ルレール１６とを備えた筒内噴射エンジンにおいて、上
記燃料噴射弁１５を、カム軸方向に見たとき吸気ポート
３ｄと略平行に、かつ該吸気ポート３ｄの下側に位置す
るようにシリンダヘッド３に取り付け、上記フューエル
レール１６を、上記燃料噴射弁１５の噴射弁軸線方向に
見たとき該燃料噴射弁１５を挟んで上記吸気ポート３ｄ
の反対側にオフセットするように配設し、上記フューエ
ルレール１６の支持ステー１６ｂがボルト締め固定され
るレール取付ボス部３ｍを上記シリンダヘッド３の、上
記噴射弁軸線Ｂ方向に見たとき吸気ポート３ｄとフュー
エルレール１６との間から外方に臨む部分に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射エンジン
に関し、特に筒内に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁
及び該燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルレールの
取付構造の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、出力の増大，燃費の向上，及び排
気ガスの清浄化が期待できるエンジンとして、筒内（シ
リンダボア内）に燃料を直接噴射供給するようにした筒
内噴射エンジンが注目されている。この種の筒内噴射エ
ンジンは、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁をシリ
ンダヘッドに取付け、該燃料噴射弁に燃料を供給するフ
ューエルレールを該燃料噴射弁に接続した構造となって
いる。

【０００３】上記燃料噴射弁及びフューエルレールをシ
リンダヘッドに取り付けるための構造として、従来例え
ば特開平８−３１２５０３号公報に記載されたものがあ
る。この従来構造は、フューエルレールを燃料噴射弁の
燃料導入部に被せるように配置するとともに、該フュー
エルレールに該レールから軸直角方向に突出するように
形成された支持ステーをシリンダヘッドにボルト締め固
定するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記フューエ
ルレールには燃料噴射弁の開閉動作に伴って内部の高圧
の燃料圧力による大きな反力が噴射弁軸線方向外方に向
かって作用する。上記公報に記載された従来構造の場
合、上記支持ステーがフューエルレールから離れるよう
に突出しており、該フューエルレールから離れた部分を
シリンダヘッドに固定するようにしていることから、上
記反力により曲げモーメントが作用し、従って該曲げモ
ーメントに耐えるべく支持ステー部分の剛性を高める必
要があり、それだけ重くなるという問題点がある。

【０００５】また燃料噴射弁と支持ステーとがフューエ
ルレールの軸直角方向に離れていることから、必要な配
置スペースが大きくなり、特に燃料噴射弁を吸気ポート
近傍にかつ該ポートと略平行に配置する等の最適配置を
行う場合に必要なスペースの確保が困難であり、レイア
ウト上の自由度が制約されるという問題がある。

【０００６】ところで上記筒内噴射エンジンは、空燃比
を理論空燃比よりはるかに希薄とする点に特徴を有する
が、この種の希薄燃焼を安定化するには、噴射供給され
た燃料と空気とを成層化し、該成層化された、従って点
火し易い燃料層を点火プラグの周囲に導くことが必要で
ある。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、フューエルレールの支持ステー部分に大き
な曲げモーメントが作用するのを防止できるとともに、
レイアウト上の自由度を拡大できる、また燃料と空気と
の成層化を促進して希薄空燃比燃焼を安定化できるよう
にした筒内噴射エンジンを提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、筒内
に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁
に燃料を供給するフューエルレールとを備えた筒内噴射
エンジンにおいて、上記燃料噴射弁を、カム軸方向に見
たとき吸気ポートと略平行に、かつ該吸気ポートの下側
に位置するようにシリンダヘッドに取り付け、上記フュ
ーエルレールを、上記燃料噴射弁の噴射弁軸線方向に見
たとき該燃料噴射弁を挟んで上記吸気ポートの反対側に
オフセットするように配設し、上記フューエルレールの
支持ステーがボルト締め固定されるレール取付ボス部を
上記シリンダヘッドの、上記噴射弁軸線方向に見たとき
吸気ポートとフューエルレールとの間から外方に臨む部
分に形成したことを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明は、上記噴射弁軸線方向に
見たとき、該噴射弁軸線と交差しカム軸と平行な直線上
又は該直線の近傍でかつ上記燃料噴射弁の一側に上記レ
ール取付ボス部が配置され、他側に上記燃料噴射弁をシ
リンダヘッドにボルト締め固定するための弁取付ボス部
が形成されていることを特徴としている。

【００１０】請求項３の発明は、請求項２において、上
記吸気ポートが気筒当たり２つ設けられており、該両吸
気ポートの境界部に、該両吸気ポートの底壁部分を吸気
ポート内に食い込むように変形させてなる配置スペース
が形成されており、該配置スペースに上記燃料噴射弁が
挿入配置され、上記噴射弁軸線方向に見たとき、燃料噴
射弁が上記レール取付ボス部及び弁取付ボス部より吸気
ポート側寄りにオフセット配置されていることを特徴と
している。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１ないし３の何
れかにおいて、上記レール取付ボス部が上記噴射弁軸線
方向に突出しており、上記フューエルレール側の支持ス
テーの上記噴射弁軸線方向の長さが上記レール取付ボス
部とフューエルレールとの上記噴射弁軸線方向の間隔に
設定されていることを特徴としている。

【００１２】請求項５の発明は、請求項２〜４の何れか
において、フューエルレール取付ボルト及び燃料噴射弁
取付ボルトが上記噴射弁軸線と平行な方向に螺挿されて
いることを特徴としている。

【００１３】請求項６の発明は、上記同様の筒内噴射エ
ンジンにおいて、上記燃料噴射弁を、カム軸方向に見た
とき吸気ポートと略平行に、かつ該吸気ポートの下側に
位置するようにシリンダヘッドに取り付けるとともに、
噴射ノズルを燃焼凹部に開口させ、ピストンの頭部に、
上記燃料噴射弁から噴射された燃料が導入される噴霧凹
部を形成し、該噴霧凹部をカム軸方向に見たとき上記噴
射ノズル側寄りに偏位配置するともに噴射された燃料を
気筒軸線と略同軸配置された点火プラグの電極に導く形
状に形成したことを特徴としている。

【００１４】請求項７の発明は、請求項６において、上
記噴霧凹部を、気筒軸方向に燃焼室側から見たとき、噴
射方向後側部分より前側部分を細くなる大略卵形に形成
したことを特徴としている。

【００１５】請求項８の発明は、請求項６又は７におい
て、上記噴霧凹部の、上記燃料噴射弁の軸線を含むカム
軸直角方向の断面形状を、上記燃料噴射弁の軸線と略平
行な傾斜面からなる導入面と、該導入面に続いて僅かに
噴射方向前方が高くなる底面と、該底面に続いて曲面を
介して上方に起立する案内面とかなるものとしたことを
特徴としている。

【００１６】請求項９の発明は、請求項６ないし８の何
れかにおいて、２つの吸気ポートを備え、上記燃料噴射
弁は両吸気ポートの境界部に配置されており、上記両吸
気ポートの何れか一方を低吸入空気量運転域において閉
じるようにしたことを特徴としている。

【００１７】請求項１０の発明は、請求項６ないし９の
何れかにおいて、上記噴霧凹部の、気筒軸を含むカム軸
と平行な断面形状を、大略円弧状で起立した左，右側壁
を有するものとしたことを特徴としている。

【００１８】

【発明の作用効果】請求項１の発明に係る筒内噴射エン
ジンによれば、上記フューエルレールを燃料噴射弁を挟
んで吸気ポートの反対側にオフセット配置し、レール取
付ボス部を吸気ポートとフューエルレールとの間から外
方に臨む部分に形成したので、燃料噴射弁の位置及びフ
ューエルレール用支持ステーのシリンダヘッド側取付位
置がフューエルレールの軸直角方向に略同じ位置にくる
こととなり、それだけ上述の燃料圧力の反力による曲げ
モーメントが小さくなり、支持ステー部分の剛性を高め
るために重量が増加するといった問題を回避できる。

【００１９】また支持ステー及び燃料噴射弁のフューエ
ルレール軸直角方向位置が略同じ位置となることから、
支持ステー及び燃料噴射弁のフューエルレール軸直角方
向における配置スペースが小さくて済み、シリンダヘッ
ドの燃料噴射弁回りをコンパクト化しながら、燃料噴射
弁を吸気ポートと略平行にかつ該吸気ポートに近接させ
て配置する等レイアウト上の自由度を拡大できる。また
燃料噴射弁を吸気ポートに略平行に配置できることか
ら、燃料と空気とを同じ方向に気筒内に流入させて燃料
と空気の成層化を促進でき、希薄空燃比での燃焼を安定
化できる。

【００２０】さらにまた支持ステーをボルト締め固定す
るためのレール取付ボス部を吸気ポートとフューエルレ
ールとの間から外方に臨むように配置したので、フュー
エルレールの取付作業時にフューエルレール自体が邪魔
になることはなく、該取付作業性が良好となる。

【００２１】請求項２の発明によれば、噴射弁軸線方向
に見たとき、燃料噴射弁の一側にレール取付ボス部を配
置し、他側に上記燃料噴射弁をシリンダヘッドにボルト
締め固定するための弁取付ボス部を配設したので、支持
ステー，燃料噴射弁及び弁取付ボス部全体のフューエル
レール軸直角方向における配置スペースが小さくて済
み、この場合もシリンダヘッドの燃料噴射弁回りをコン
パクト化しながら、燃料噴射弁のレイアウト上の自由度
を拡大できる。

【００２２】請求項３の発明によれば、左右一対の吸気
ポートの境界部に、吸気ポート内側に食い込むように配
置スペースを設け、該配置スペースに上記燃料噴射弁を
挿入配置したので、シリンダヘッドの燃料噴射弁回りを
コンパクト化しながら燃料噴射弁を吸気ポートに略平行
に配置することができ、空気と燃料を気筒内に同じ方向
に供給して空気と燃料との成層化を促進でき、希薄空燃
比燃焼を安定化でき、燃費の向上，排気ガスの清浄化を
促進できる。

【００２３】請求項４の発明によれば、上記レール取付
ボス部を上記噴射弁軸線方向に突出させたので、上記フ
ューエルレール側の支持ステーの上記噴射弁軸線方向の
長さを短縮でき、該支持ステー部分の重量軽減を図りな
がら剛性を高めることができる。

【００２４】請求項５の発明によれば、フューエルレー
ル取付ボルト及び燃料噴射弁取付ボルトが上記噴射弁軸
線と平行な方向に螺挿したので、該ボルトのねじ込み時
に工具がフューエルレールに当たる等の問題を回避で
き、組み付け作業性をより一層向上できる。

【００２５】請求項６の発明によれば、上記燃料噴射弁
を、カム軸方向に見たとき吸気ポートと略平行に、かつ
該吸気ポートの下側に位置するようにシリンダヘッドに
取り付けるとともに、噴射ノズルを燃焼凹部に開口させ
たので、吸気ポートから導入される空気流と燃料噴射弁
から噴射供給される燃料流とが略同じ方向に、つまり交
差が抑制される方向に流れることとなり、従って空気と
燃料との混合が抑制されて成層化が促進される。

【００２６】またピストンの頭部に、上記燃料噴射弁か
ら噴射された燃料が導入される噴霧凹部を形成するとと
もに、該噴霧凹部をカム軸方向に見たとき上記噴射ノズ
ル側寄りに偏位配置するともに噴射された燃料を気筒軸
線と略同軸配置された点火プラグの電極に導く形状に形
成したので、上記成層化により比較的高濃度となってい
る燃料雲塊が点火プラグの電極に導かれ、希薄空燃比の
燃焼を安定化させることができる。

【００２７】また請求項７の発明によれば、上記噴霧凹
部を、気筒軸方向に燃焼室側から見たとき、噴射方向後
側部分より前側部分が細くなる大略卵形に形成したの
で、上記噴射供給された燃料が該噴霧凹部の噴射方向前
側にて絞られて濃度が濃くなり、その状態で点火プラグ
側に導かれ、より一層希薄空燃比燃焼を安定化させるこ
とができる。

【００２８】請求項８の発明によれば、燃料噴射弁から
噴霧凹部に向けて噴射供給された燃料は、該燃料噴射弁
の軸線と略平行な傾斜面からなる導入面によりスムーズ
に噴霧凹部内に導入され、続いて僅かに噴射方向前方が
高くなる底面及び該底面に続いて曲面を介して上方に起
立する案内面により上方の点火プラグの電極部分に案内
され、さらにより一層確実に希薄空燃比燃焼を安定かさ
せることができる。

【００２９】請求項９の発明によれば、２つの吸気ポー
トの何れか一方を低吸入空気量運転域において閉じるよ
うにしたので、低吸入空気量運転域では、空気は一方の
吸気ポートのみから導入され、そのため気筒内において
スワール（横渦）が発生し、上記燃料噴射弁により噴霧
凹部内に向けて噴射供給された燃料はこのスワールによ
って該噴霧凹部内のスワール下流側に押し付けられ、該
押し付けにより燃料濃度がより一層高くなり、該高濃度
の燃料が点火プラグに導かれることから、さらに希薄空
燃比燃焼を安定化させることができる。

【００３０】請求項１０の発明によれば、上記噴霧凹部
の、気筒軸を含むカム軸と平行な断面形状を、大略円弧
状で起立した左，右側壁を有するものとしたので、上記
スワールにより一方に押された燃料を噴霧凹部内に集中
させておくことができ、上述の希薄空燃比燃焼の安定化
をより一層促進できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図１〜図１３は本発明の一実施
形態による燃料噴射式ガソリンエンジンを説明するため
の図であり、図１は断面側面図、図２は図１の矢印II方
向矢視図、図３は図１におけるシリンダヘッド単体の矢
印II方向矢視図、図４は図１における矢印IV方向矢視
図、第５図，第６図，第７図は図２のV-V 線,VI-VI線,V
II-VII線断面図、図８は燃料噴射弁，フューエルレール
の取付状態を示す断面模式図、図９は燃料噴射状態を示
す断面側面図、図１０はピストンの平面図、図１１はピ
ストン頭部の断面側面図（図１０のXI-XI 線断面図）、
図１２，図１３は燃料噴射弁取付状態を示す平面図，断
面側面図である。

【００３２】図において、１は水冷式４サイクル直列３
気筒４バルブエンジンであり、該エンジン１は、シリン
ダブロック２上にシリンダヘッド３，ヘッドカバー４を
積層し、シリンダブロック２のシリンダボア２ａ内にピ
ストン５を摺動自在に挿入し、該ピストン５をコンロッ
ド６により図示しないクランク軸に連結した概略構造の
ものである。

【００３３】図９〜図１１に示すように、上記ピストン
５の頭部５ａはペントルーフ状に突設されており、かつ
該頭部５ａには後述する燃料噴射弁１５から燃料が噴射
供給される噴霧凹部５ｂが凹設されている。該噴霧凹部
５ｂは、平面視（図１０）で、噴射方向前側（図示左
側）部分が噴射方向後側（図示右側）部分より少し細く
なるように狭められた略卵形を成している。

【００３４】また上記噴霧凹部５ｂは、気筒軸線及び燃
料噴射弁を含むカム軸直角方向の断面（図９）で見る
と、上記燃料噴射弁１５の軸線Ｂと略平行な傾斜面から
なる導入面５ｄと、該導入面５ｄに続いて僅かに噴射方
向前方が高くなる斜面状の底面と、該底面に続いて比較
的大きなＲを有する曲面を介して上方に起立する案内面
５ｃとを有する形状となっている。さらにまた上記噴霧
凹部５ｂは、気筒軸を含むカム軸と平行な断面（図１
１）で見ると、起立した左，右側壁５ｅ，５ｅを有する
大略半円状を成している。

【００３５】アイドリング運転域では、ピストン５が図
９に実線で示す位置、即ち圧縮行程における上死点前約
６０°（クランク角度）から一点鎖線で示す位置（上死
点前約５５°）付近を上昇する間に燃料が噴射供給され
る。そして上記ピストン５が同図に二点鎖線で示す上死
点に上昇すると上記燃焼凹部３ａ内に上記頭部５ａが位
置し、また該頭部５ａの噴霧凹部５ｂ内に点火プラグ１
１の電極１１ａが位置するようになっている。

【００３６】このように本実施形態では、上記燃料噴射
弁１５を、カム軸方向に見たとき吸気ポート３ｄと略平
行に、かつ該吸気ポート３ｄの下側に位置するようにシ
リンダヘッドに取り付けるとともに、噴射ノズル１５ａ
を燃焼凹部３ａに開口させたので、吸気ポート３ｄから
導入される空気流と燃料噴射弁１５から噴射供給される
燃料流とが略同じ方向に、つまり交差が抑制される方向
に流れることとなり、従って空気と燃料との混合が抑制
されて成層化が促進される。

【００３７】またピストン５の頭部５ａに、上記燃料噴
射弁１５から噴射された燃料Ｆが導入される噴霧凹部５
ｂを形成するとともに、該噴霧凹部５ｂをカム軸方向に
見たとき上記噴射ノズル１５ａ側寄りに偏位配置すると
もに噴射された燃料を気筒軸線と略同軸配置された点火
プラグ１１の電極１１ａに導く形状に形成したので、上
記成層化により比較的高濃度となっている燃料雲塊が点
火プラグの電極１１ａに導かれ、その結果、希薄空燃比
の燃焼を安定化させることができる。

【００３８】即ち、具体的には、上記噴霧凹部５ｂを、
気筒軸方向に燃焼室側から見たとき、噴射方向後側（図
１０右側）部分より噴射方向前側（図１０左側）部分が
細くなる大略卵形に形成したので、上記噴射供給された
燃料Ｆが該噴霧凹部５ｂの先細の噴射方向前側で絞られ
て濃度が濃くなり、その状態で点火プラグ１１側に導か
れ、より一層希薄空燃比燃焼を安定化させることができ
る。

【００３９】また上記燃料噴射弁１５から噴霧凹部５ｂ
に向けて噴射供給された燃料Ｆは、該燃料噴射弁１５の
軸線Ｂと略平行な傾斜面からなる導入面５ｄによりスム
ーズに噴霧凹部５ｂ内に導入され、続いて僅かに噴射方
向前方が高くなる底面及び該底面に続く大きなＲの曲面
を介して上方に起立する案内面５ｃにより上方の点火プ
ラグ１１の電極１１ａ部分に案内され、その結果、さら
により一層確実に希薄空燃比燃焼を安定化させることが
できる。

【００４０】さらにまた本実施形態では、アイドリング
運転域のような低吸入空気量運転域では、２つの吸気ポ
ート３ｄのうちの左側の吸気ポート３ｄが後述する切替
弁１３ａで閉じられるので、空気は右側の吸気ポート３
ｄのみから導入され、そのため気筒内において図１０に
矢印で示すように反時計回りのスワール（横渦）が発生
し、上記燃料噴射弁１５により噴霧凹部５ｂ内に向けて
噴射供給された燃料Ｆはこのスワールによって該噴霧凹
部５ｂ内のスワール下流側に押し付けられる。この場
合、上記スワールにより一方に押された燃料Ｆを噴霧凹
部５ｂの起立する右側壁５ｅ（図１０上側の側壁）によ
り噴霧凹部５ｂ内に集中させ、該押し付けにより高濃度
となった燃料を点火プラグ１１に導びくことができ、こ
の点からも希薄空燃比燃焼を安定化させることができ
る。

【００４１】上記シリンダヘッド３のシリンダブロック
側合面にはピストン５の頭部５ａとで燃焼室を構成する
燃焼凹部３ａが凹設されている。該燃焼凹部３ａには、
吸気弁開口３ｂ，排気弁開口３ｃが２つずつ開口してい
る。該吸気弁開口３ｂは吸気ポート３ｄによりシリンダ
ヘッド３の前壁３ｅに導出されており、排気弁開口３ｃ
は排気ポート３ｆにより後壁３ｇに導出されている。

【００４２】上記吸気ポート３ｄはその軸線Ｃｉがシリ
ンダ軸線Ｃに対して時計回りに４０〜６０°をなすよう
に前上がりに延びており、また上記排気ポート３ｆはそ
の軸線Ｃｅがシリンダ軸線Ｃに対して反時計回りに７５
〜９５°をなすよう略水平に延びている。

【００４３】上記吸気ポート３ｄの外部接続口３ｄ′に
は吸気系１３が、上記排気ポート３ｇの外部接続口３
ｇ′には排気系１４がそれぞれ接続されている。上記吸
気系１３は、上記外部接続口３ｄ′に車両前方から見て
左側の吸気ポート３ｄを開閉する切替弁１３ａを内蔵す
る接続管路１３ｂを接続し、さらに吸気管１３ｃ，サー
ジタンク１３ｄ及び図示しないエアクリーナを順次接続
した構成となっている。なお、３ｐは接続管路１３ｂ用
の固定ボルト孔である。また上記排気系１４は上記外部
接続口３ｇ′に排気マニホールド１４ａ，排気管１４ｂ
及び図示しないマフラ等を接続した構成となっている。

【００４４】また上記各吸気弁開口３ｂには吸気弁７
が、上記各排気弁開口３ｃには排気弁８が配置されてお
り、該吸気弁７，排気弁８は吸気側動弁機構９，排気側
動弁機構１０により開閉駆動される。上記吸気側，排気
側動弁機構９，１０は、吸気弁７，排気弁８を、弁ばね
９ａ，１０ａで閉側に付勢するとともに、上端に装着さ
れたリフタ９ｂ，１０ｂを介して吸気，排気カム軸９
ｃ，１０ｃにより開閉するように構成されている。

【００４５】本エンジン１の燃料供給装置１２は、気筒
毎に１本ずつ配設された燃料噴射弁１５と、３本の燃料
噴射弁１５に共通の１本のフューエルレール１６と、該
フューエルレール１６に高圧燃料を供給する高圧燃料ポ
ンプ２７，及び図示しない燃料配管からなる燃料供給系
とを備えている。

【００４６】上記燃料噴射弁１５は、車両前方から見て
左右の吸気ポート３ｄ，３ｄのカム軸方向中央（境界
部）に配置され、カム軸方向に見たときその軸線Ｂが上
記吸気ポート３ｄの軸線Ｃｉと略平行でかつ吸気ポート
３ｄの軸線Ｃｉ側により接近するように配置されてい
る。即ち、左右の吸気ポート３ｄ，３ｄの底壁の境界寄
り部分は吸気ポート内方に食い込むように形成されてお
り、該食い込み部３ｎを設けたことにより得られた配置
スペースａ部分に上記燃料噴射弁１５が配置されてい
る。

【００４７】本実施形態では、上述の燃料噴射弁１５の
吸気ポート３ｄ側への偏位配置を採用したので、シリン
ダヘッド３の燃料噴射弁回りをコンパクト化しながら該
燃料噴射弁１５を吸気ポート３ｄと略平行に配置し、か
つ噴射ノズルを上記燃焼凹部３ａ内に臨ませることがで
きる。そしてこの燃料噴射弁１５の吸気ポート３ｄとの
平行配置により、上述した燃料と空気との成層化を実現
できるものである。

【００４８】上記燃料噴射弁１５は、噴射口を有する小
径筒状のノズル部１５ａと、電磁コイル等を収容する大
径筒状の本体部１５ｂと、上記フューエルレール１６が
接続される筒状の燃料導入部１５ｃとを備えている。ま
た上記大径の本体部１５ｂと上記燃料導入部１５ｃとの
段部は該燃料噴射弁１５をエンジン側に押圧固定するた
めのフランジ部１５ｄとなっており、さらにまた上記本
体部１５ｂとノズル部１５ａとの境界部にはテーパ状の
弁側位置決部１５ｅが形成されている。

【００４９】上記ノズル部１５ａはシリンダヘッド３の
上記燃焼凹部３ａに開口するノズル孔３ｈ内に挿入さ
れ、該ノズル部１５ａの先端は燃焼凹部３ａの内面近傍
に位置している。またシリンダヘッド３側のノズル孔３
ｈと燃料噴射弁１５側のノズル部１５ａとの間はシール
部材１５ｇによりシールされている。また上記本体部１
５ｂはシリンダヘッド３に形成された保持穴３ｉ内に挿
入され、弁側位置決部１５ｅはシリンダヘッド３に形成
されたテーパ穴状のヘッド側位置決部３ｊに当接してお
り、このようにして燃料噴射弁１５のシリンダヘッド３
に対する位置決めを行うとともに、燃焼圧力が外部に逃
げるのを防止している。

【００５０】ここで上記燃料噴射弁１５をシリンダヘッ
ド３の保持穴３ｉ内に挿入し、弁側位置決部１５ｅをヘ
ッド側位置決部３ｊに当接させると、本体部１５ｂの上
記フランジ部１５ｄの高さとシリンダヘッド３側の弁取
付座３ｋの高さとの差寸法Ｈが所定の基準寸法±公差内
に収まるようになっている。そして上記弁取付座３ｋに
は弁押圧部材１８がボルト１９で押圧固定されており、
該弁押圧部材１８の先端部が上記フランジ部１５ｄを押
圧し、これにより燃料噴射弁１５はシリンダヘッド３に
固定されている。

【００５１】上記弁押圧部材１８は、板ばね２０と、該
板ばね２０を押圧するワッシャ部材２１とから構成さ
れ、両者はロー付けにより固定されている。上記ワッシ
ャ部材２１は、板厚３mm以上と板ばねより厚い高剛性の
鋼板からなり、ボルト固定部２１ａと上記板ばね２０の
円弧状に形成された当接縁２０ｃの左，右端部２０ｃ
´，２０ｃ´に均等に押圧力を作用させるための延長部
２１ｂとを有している。

【００５２】上記板ばね２０は、板厚０．５〜３．０ｍ
ｍ好ましくは１．５ｍｍ程度のばね鋼板製であり、平面
視で上記ワッシャ部材２１と同じ形状の固定部２０ａと
ワッシャ部材２１から前方に突出する押圧部２０ｂを備
えている。上記板ばね２０の上記押圧部２０ｂはワッシ
ャ部材２１の先端縁２１ｃのラインに沿って下方に折り
曲げられている。該押圧部２０ｂの上記折り曲げ量Ａ
は、上記燃料噴射弁１５のフランジ部１５ｄの高さとシ
リンダヘッド側の弁取付座３ｋの高さの差寸法Ｈが（基
準寸法＋公差）側に振れた場合、つまり上記差寸法Ｈが
基準寸法より大きくなった場合には、該板ばね２０によ
り燃料噴射弁１５を正規状態に固定したときに、該板ば
ね２０に弾性変形が生じ、また上記差寸法Ｈが（基準寸
法−公差）側に振れた場合、つまり上記差寸法Ｈが基準
寸法より小さくなった場合には、該板ばね２０に弾性変
形が生じさらに塑性変形が生じるように設定されてい
る。もって上記寸法公差を吸収して燃料噴射弁１５を確
実にエンジン側に固定でき、また本実施形態の板ばね２
０は０．５〜３．０ｍｍ程度の薄板製であり、上記塑性
変形が生じる程度に板ばね２０を締め込んでも燃料噴射
弁１５に損傷が生じる程度の過剰な押圧力が作用するこ
とはない。

【００５３】本実施形態の場合、上記折り曲げ量Ａは具
体的には、例えば以下の要領で設定されている。即ち上
記燃料噴射弁１５を保持穴３ｉ内に挿入して弁側位置決
部１５ｅをヘッド側位置決部３ｊに当接させた際にフラ
ンジ部１５ｄの高さと弁取付座３ｋの高さの差寸法Ｈ
は、基準寸法０．３ｍｍ±公差０．３ｍｍ内に収まるよ
うになっている。従って、上記差寸法Ｈは公差が−側最
大値に振れた場合は０ｍｍとなり、この場合には板ばね
２０は０．９５ｍｍ程度変形することとなり、約０．４
ｍｍ程度塑性変形することとなる。なお、図１２の寸法
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はそれぞれ１６，２０，９ｍｍ程度に
設定されている。

【００５４】上記フューエルレール１６はカム軸と平行
に延びる丸パイプ状のものであり、上記燃料噴射弁１５
の前方に、該燃料噴射弁１５の軸線Ｂ方向に見たとき
（図４参照）、該燃料噴射弁１５の燃料導入部１５ｃが
該フューエルレール１６の下方に隠れることのない位置
まで離間させて配置されている。

【００５５】上記フューエルレール１６には３つの燃料
供給部１６ａと３つの支持ステー１６ｂが一体形成され
ている。上記燃料供給部１６ａは上記燃料噴射弁１５の
燃料導入部１５ｃを覆うようにエンジン前壁３ｅ側に向
かって後方に延長され、該燃料供給部１６ａの延長端部
に形成された嵌合穴１６ｃが燃料噴射弁１５の燃料導入
部１５ｃに嵌合しており、該導入部１５ｃと嵌合穴１６
ｃとの間はオーリング１５ｆでシールされている。な
お、１６ｅはフューエルレール１６と上記嵌合孔１６ｃ
とを連通させる連通孔である。

【００５６】また上記支持ステー１６ｂはエンジン前壁
３ｅ側に向かって後方に延び、シリンダヘッド３に燃料
噴射弁１５の軸線Ｂ方向に突出するように形成されたエ
ンジン側のレール取付ボス部３ｍに該ステー部１６ｂの
先端のフランジ部１６ｄがボルト２２で締め付け固定さ
れている。ここで上記弁押圧部材１８の固定用ボルト１
９及びフューエルレール１６の固定用ボルト２２は、燃
料噴射弁１５の噴射弁軸線Ｂと平行に螺挿され、かつ該
噴射弁軸線Ｂを通るカム軸と平行な直線ＤからＤ１，Ｄ
２だけ反吸気ポート３ｄ側に偏位しており、かつ燃料噴
射弁１５の左右両側に振り分け配置されている。

【００５７】本実施形態に係る筒内噴射式ガソリンエン
ジン１によれば、噴射弁軸線Ｂ方向に見たとき、上記フ
ューエルレール１６を燃料噴射弁１５を挟んで吸気ポー
ト３ｄの反対側にオフセット配置し、シリンダヘッド３
側のレール取付ボス部３ｍを吸気ポート３ｄとフューエ
ルレール１６との間から外方に臨む部分に形成したの
で、燃料噴射弁１５の位置及びフューエルレール用支持
ステー１６ｂのシリンダヘッド側取付位置がフューエル
レール１６の軸直角方向に略同じ位置にくることとな
り、それだけ燃料圧力の反力による曲げモーメントが小
さくなり、支持ステー１６ｂ部分の剛性を高めるために
重量が増加するといった問題を回避できる。

【００５８】また支持ステー１６ｂ及び燃料噴射弁１５
のフューエルレール１６からの軸直角方向位置が略同じ
位置となることから、支持ステー１６ｂ及び燃料噴射弁
１５の上記軸直角方向における配置スペースが小さくて
済み、シリンダヘッド３の燃料噴射弁１５回りをコンパ
クト化しながら、燃料噴射弁１５を吸気ポート３ｄと略
平行にかつ該吸気ポート３ｄに近接させて配置する等レ
イアウト上の自由度を拡大できる。

【００５９】また噴射弁軸線Ｂ方向に見たとき、燃料噴
射弁１５の一側にフューエルレール１６をシリンダヘッ
ド３にボルト締め固定するためのレール取付ボス部３ｍ
を、他側に上記燃料噴射弁１５をシリンダヘッド３にボ
ルト締め固定するための弁取付座３ｋをそれぞれ配設
し、かつこれらが吸気ポート３ｄとフューエルレール１
６との間から外方に臨むようにしたので、フューエルレ
ール１６の取付作業時にフューエルレール１６自体が邪
魔になることはなく、該取付作業性が良好となる。また
フューエルレール１６の支持ステー１６ｂ，燃料噴射弁
１５及び弁取付座３ｋ全体のフューエルレール軸直角方
向における配置スペースが小さくて済み、シリンダヘッ
ド３の燃料噴射弁１５回りをコンパクト化しながら、燃
料噴射弁１５のレイアウト上の自由度を拡大できる。

【００６０】また左右一対の吸気ポート３ｄ，３ｄの境
界部に、該吸気ポート３ｄ内側に食い込むように配置ス
ペースａを設け、該配置スペースａに上記燃料噴射弁１
５を挿入配置したので、シリンダヘッド３の燃料噴射弁
１５回りをコンパクト化しながら燃料噴射弁１５を吸気
ポート３ｄに略平行に配置することができ、その結果上
述のように、空気と燃料を気筒内に同じ方向に供給して
空気と燃料との成層化を促進でき、希薄空燃比燃焼を安
定化でき、燃費の向上，排気ガスの清浄化を促進でき
る。

【００６１】また、上記レール取付ボス部３ｍを上記噴
射弁軸線Ｂ方向に突出させたので、上記フューエルレー
ル１６側の支持ステー１６ｂの上記噴射弁軸線Ｂ方向の
長さを短縮でき、該支持ステー１６ｂ部分の重量軽減を
図るとともにその剛性を高めることができる。

【００６２】またフューエルレール取付ボルト２２及び
燃料噴射弁取付ボルト１９を上記噴射弁軸線Ｂと平行な
方向に螺挿したので、該ボルト２２，１９のねじ込み時
に工具がフューエルレール１６に当たる等の問題を回避
でき、組み付け作業性をより一層向上できる。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による筒内噴射式ガソリン
エンジンの断面側面図である。

【図２】図１の矢印II方向から見た正面図である。

【図３】図１のシリンダヘッド単体を矢印II方向から見
た正面図である。

【図４】図１の矢印IV方向から見たフューエルレール回
りの正面図である。

【図５】図２のV-V 線断面図である。

【図６】図２のVI-VI 線断面図である。

【図７】図２のVII-VII 線断面図である。

【図８】上記エンジンの燃料噴射弁，フューエルレール
の取付状態を示す模式図である。

【図９】上記エンジンの燃料噴射状態を示す模式断面側
面図である。

【図１０】上記エンジンのピストンの平面図である。

【図１１】図１０のXI-XI 線断面図である。

【図１２】上記エンジンの燃料噴射弁取付状態を示す平
面図である。

【図１３】上記エンジンの燃料噴射弁取付状態を示す断
面側面図である。

【符号の説明】

１筒内噴射式ガソリンエンジン３シリンダヘッド３ｄ吸気ポート３ｋ弁取付ボス部（弁取付座）３ｍレール取付ボス部５ａピストンの頭部５ｂ噴霧凹部５ｃ案内面５ｄ導入面５ｅ左，右側壁１１ａ点火プラグの電極１５燃料噴射弁１５ａノズル部（噴射ノズル）１６フューエルレール１６ｂ支持ステー１９燃料噴射弁取付ボルト２２フューエルレール取付ボルトａ配置スペースＢ噴射弁軸線Ｄ噴射弁軸線と交差しカム軸と平行な直線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/04 ３２０Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２０Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 ＪＦ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ａ３１０Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒内に燃料を直接噴射供給する燃料噴射
弁と、該燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルレール
とを備えた筒内噴射エンジンにおいて、上記燃料噴射弁
を、カム軸方向に見たとき吸気ポートと略平行に、かつ
該吸気ポートの下側に位置するようにシリンダヘッドに
取り付け、上記フューエルレールを、上記燃料噴射弁の
噴射弁軸線方向に見たとき該燃料噴射弁を挟んで上記吸
気ポートの反対側にオフセットするように配設し、上記
フューエルレールの支持ステーがボルト締め固定される
レール取付ボス部を上記シリンダヘッドの、上記噴射弁
軸線方向に見たとき吸気ポートとフューエルレールとの
間から外方に臨む部分に形成したことを特徴とする筒内
噴射エンジン。
【請求項２】請求項１において、上記噴射弁軸線方向
に見たとき、該噴射弁軸線と交差しカム軸と平行な直線
上又は該直線の近傍でかつ上記燃料噴射弁の一側に上記
レール取付ボス部が配置され、他側に上記燃料噴射弁を
シリンダヘッドにボルト締め固定するための弁取付ボス
部が形成されていることを特徴とする筒内噴射エンジ
ン。
【請求項３】請求項２において、上記吸気ポートが気
筒当たり２つ設けられており、該両吸気ポートの境界部
に、該両吸気ポートの底壁部分を吸気ポート内に食い込
むように変形させてなる配置スペースが形成されてお
り、該配置スペースに上記燃料噴射弁が挿入配置され、
上記噴射弁軸線方向に見たとき、燃料噴射弁が上記レー
ル取付ボス部及び弁取付ボス部より吸気ポート側寄りに
オフセット配置されていることを特徴とする筒内噴射エ
ンジン。
【請求項４】請求項１ないし３の何れかにおいて、上
記レール取付ボス部が上記噴射弁軸線方向に突出してお
り、上記フューエルレール側の支持ステーの上記噴射弁
軸線方向の長さが上記レール取付ボス部とフューエルレ
ールとの上記噴射弁軸線方向の間隔に設定されているこ
とを特徴とする筒内噴射エンジン。
【請求項５】請求項２〜４の何れかにおいて、フュー
エルレール取付ボルト及び燃料噴射弁取付ボルトが上記
噴射弁軸線と平行な方向に螺挿されていることを特徴と
する筒内噴射エンジン。
【請求項６】筒内に燃料を直接噴射供給する燃料噴射
弁と、該燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルレール
とを備えた筒内噴射エンジンにおいて、上記燃料噴射弁
を、カム軸方向に見たとき吸気ポートと略平行に、かつ
該吸気ポートの下側に位置するようにシリンダヘッドに
取り付けるとともに、噴射ノズルを燃焼凹部に開口さ
せ、ピストンの頭部に、上記燃料噴射弁から噴射された
燃料が導入される噴霧凹部を形成し、該噴霧凹部をカム
軸方向に見たとき上記噴射ノズル側寄りに偏位配置する
ともに噴射された燃料を気筒軸線と略同軸配置された点
火プラグの電極に導く形状に形成したことを特徴とする
筒内噴射エンジン。
【請求項７】請求項６において、上記噴霧凹部を、気
筒軸方向に燃焼室側から見たとき、噴射方向後側部分よ
り前側部分が細くなる大略卵形に形成したことを特徴と
する筒内噴射エンジン。
【請求項８】請求項６又は７において、上記噴霧凹部
の、上記燃料噴射弁の軸線を含むカム軸直角方向の断面
形状を、上記燃料噴射弁の軸線と略平行な傾斜面からな
る導入面と、該導入面に続いて僅かに噴射方向前方が高
くなる底面と、該底面に続いて曲面を介して上方に起立
する案内面とからなるものとしたことを特徴とする筒内
噴射エンジン。
【請求項９】請求項６ないし８の何れかにおいて、２
つの吸気ポートを備え、上記燃料噴射弁は両吸気ポート
の境界部に配置されており、上記両吸気ポートの何れか
一方を低吸入空気量運転域において閉じるようにしたこ
とを特徴とする筒内噴射エンジン。
【請求項１０】請求項６ないし９の何れかにおいて、
上記噴霧凹部の、気筒軸を含むカム軸と平行な断面形状
を、大略円弧状で起立した左，右側壁を有するものとし
たことを特徴とする筒内噴射エンジン。