JP2007231897A - Direct injection type engine - Google Patents

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Kenichi Sakurai
健一 桜井
Yuichi Suzuki
裕一 鈴木
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a direct injection type engine capable of sufficiently cooling a tip part of a direct injector. <P>SOLUTION: This direct injection type engine is provided with a cylinder body 5 having a cooling water passage 9 in which cooling water is supplied from a radiator side and a cylinder head 1 having a main cooling water passage 12. The direct injector 14 is provided in a section sandwiched by an intake port 3 in the cylinder head 1 and the cylinder body 5. An auxiliary cooling water passage connected with the cooling water passage in the cylinder body 5 and partitioned from the main cooling water passage 12 is formed in the vicinity of the injector 14 in the cylinder head 1. A cooling device 32 forming a cooling water passage 33 in the inside is mounted on the injector 14. An inlet for cooling water of the cooling device 32 is connected with the auxiliary cooling water passage, and an outlet for cooling water is connected with the main cooling water passage 12. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタを備えた筒内燃料噴射式エンジンに関するものである。   The present invention relates to an in-cylinder fuel injection engine provided with an injector that directly injects fuel into a combustion chamber.

従来のこの種の筒内燃料噴射式エンジンとしては、例えば特許文献１に示されているように、シリンダブロックの一側部に筒内燃料噴射インジェクタ（以下、単にインジェクタという）を装備したものがある。
この特許文献１に開示されているシリンダヘッドの吸気ポートは、１気筒当たり２つ設けられている。 As this type of conventional in-cylinder fuel injection type engine, for example, as shown in Patent Document 1, one in which a cylinder block is equipped with an in-cylinder fuel injection injector (hereinafter simply referred to as an injector). is there.
Two intake ports of the cylinder head disclosed in Patent Document 1 are provided for each cylinder.

前記インジェクタは、シリンダの軸線方向から見て前記２つの吸気ポートどうしの間であって、クランク軸の軸線方向から見て吸気ポートとシリンダブロックとの間に位置付けられている。このインジェクタは、燃焼室内に一端が開口するインジェクタ孔に挿入されている。   The injector is positioned between the two intake ports when viewed from the axial direction of the cylinder and between the intake port and the cylinder block when viewed from the axial direction of the crankshaft. This injector is inserted into an injector hole whose one end opens into the combustion chamber.

また、この筒内燃料噴射式エンジンは、水冷式のもので、シリンダヘッドの内部に主冷却水通路が形成されている。この主冷却水通路は、燃焼室の天井壁や、吸・排気ポートおよびインジェクタの先端部（燃料噴射部分）などを上方（シリンダブロックとは反対側）から覆うように形成されている。この主冷却水通路の主冷却水入口はシリンダヘッドの一側部に形成され、冷却水出口は他側部に形成されている。前記主冷却水入口は、シリンダブロック内の冷却水通路に接続されており、この冷却水通路から冷却水が供給される。   The in-cylinder fuel injection engine is a water-cooled engine, and a main cooling water passage is formed in the cylinder head. The main cooling water passage is formed so as to cover the ceiling wall of the combustion chamber, the intake / exhaust port, the tip of the injector (fuel injection portion), and the like from above (the side opposite to the cylinder block). The main cooling water inlet of the main cooling water passage is formed on one side of the cylinder head, and the cooling water outlet is formed on the other side. The main cooling water inlet is connected to a cooling water passage in the cylinder block, and cooling water is supplied from the cooling water passage.

また、主冷却水通路は、主冷却水入口と冷却水出口との間において、調整された流量をもってシリンダブロック側から冷却水が流入するように構成されている。すなわち、シリンダヘッド内への冷却水は、主に前記主冷却水入口から主冷却水通路内に流入し、他の入口から流入した冷却水と合流しながら、他側部の冷却水出口に向けてシリンダヘッドを縦断するように流れる。
特開２００１−３２９９３０号公報 The main cooling water passage is configured such that the cooling water flows from the cylinder block side with an adjusted flow rate between the main cooling water inlet and the cooling water outlet. That is, the cooling water into the cylinder head mainly flows into the main cooling water passage from the main cooling water inlet, and merges with the cooling water flowing in from the other inlets toward the cooling water outlet on the other side. The cylinder head flows longitudinally.
JP 2001-329930 A

燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタの先端部は、燃焼室の天井壁に取付けられており、しかも燃焼ガスに晒されるために高温になり易い。このため、従来の筒内燃料噴射式エンジンにおいては、出力をさらに高めると、前記インジェクタの先端部の温度が過度に高くなってしまうおそれがある。   The tip of the injector that directly injects fuel into the combustion chamber is attached to the ceiling wall of the combustion chamber and is exposed to the combustion gas, so that it tends to be hot. For this reason, in the conventional in-cylinder fuel injection engine, if the output is further increased, the temperature at the tip of the injector may become excessively high.

インジェクタの先端部が高温になると、この先端部にカーボンや他の燃焼生成物などからなるいわゆる燃料デポジットが付着し易くなることが知られている。この燃料デポジットがインジェクタの先端部に付着すると、燃料デポジットにより燃料噴射口が狭められたり閉塞されたりして燃料の噴射が妨げられることがある。また、燃料が燃料噴射口から噴射されるときに燃料デポジットに当たると、噴射された燃料の形状（噴霧形状）が変わってしまう。   It is known that when the tip of the injector becomes hot, so-called fuel deposits made of carbon, other combustion products, or the like are likely to adhere to the tip. If this fuel deposit adheres to the tip of the injector, the fuel injection port may be narrowed or blocked by the fuel deposit, preventing fuel injection. Further, when the fuel hits the fuel deposit when being injected from the fuel injection port, the shape of the injected fuel (spray shape) changes.

従来の前記インジェクタの先端部は、シリンダヘッド内の主冷却水通路を流れる冷却水によって冷却されている。しかし、この主冷却水通路を流れる冷却水は、燃焼室の天井壁や排気ポートを冷却するものであるから温度が高くなり易い。しかも、インジェクタは、シリンダヘッドの端部に位置しているため、前記冷却水によって上側からしか冷却することができない。このため、従来の筒内燃料噴射式エンジンは、インジェクタを充分に冷却することができないことが原因となって出力向上を図ることができないという問題があった。   The tip of the conventional injector is cooled by cooling water flowing through a main cooling water passage in the cylinder head. However, since the cooling water flowing through the main cooling water passage cools the ceiling wall and exhaust port of the combustion chamber, the temperature tends to increase. Moreover, since the injector is located at the end of the cylinder head, it can be cooled only from above by the cooling water. For this reason, the conventional in-cylinder fuel injection engine has a problem that the output cannot be improved because the injector cannot be sufficiently cooled.

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、インジェクタの先端部を充分に冷却可能な筒内燃料噴射式エンジンを提供することを目的とする。     The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an in-cylinder fuel injection engine that can sufficiently cool the tip of an injector.

この目的を達成するために、本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンは、ラジエータ側から冷却水が供給される冷却水通路を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの冷却水通路から冷却水が供給される主冷却水通路を有するシリンダヘッドと、シリンダヘッドにおけるクランク軸の軸線方向から見て吸気ポートとシリンダブロックとによって挟まれた部位に設けられた筒内燃料噴射インジェクタとを備えた筒内燃料噴射式エンジンにおいて、前記シリンダヘッドにおける前記インジェクタの近傍に、前記シリンダブロックの冷却水通路に接続されかつ前記主冷却水通路とは画成された副冷却水通路を形成し、前記インジェクタに、内部に冷却水通路が形成された冷却器を装着し、この冷却器の冷却水入口を前記副冷却水通路に接続するとともに、冷却水出口を前記主冷却水通路に接続したものである。   In order to achieve this object, an in-cylinder fuel injection engine according to the present invention includes a cylinder block having a cooling water passage to which cooling water is supplied from the radiator side, and cooling water is supplied from the cooling water passage of the cylinder block. In-cylinder fuel comprising: a cylinder head having a main cooling water passage, and a cylinder fuel injection injector provided in a portion of the cylinder head sandwiched between the intake port and the cylinder block as viewed from the axial direction of the crankshaft In the injection engine, a sub-cooling water passage connected to the cooling water passage of the cylinder block and defined by the main cooling water passage is formed in the vicinity of the injector in the cylinder head. A cooler with a cooling water passage is attached to the cooling water passage, and the cooling water inlet of this cooling device is connected to the sub cooling water passage. Rutotomoni is a cooling water outlet which is connected to the main cooling water passage.

請求項２に記載した発明に係る筒内燃料噴射式エンジンは、請求項１に記載した筒内燃料噴射式エンジンにおいて、副冷却水通路と主冷却水通路とを筒内燃料噴射インジェクタの軸線の方向から見て互いに隣接するように形成し、前記副冷却水通路内に一端が開口しかつ他端がシリンダヘッドの外面に開口する第１の連通孔をシリンダヘッドに前記インジェクタの軸線と平行に穿設し、前記主冷却水通路内に一端が開口しかつ他端がシリンダヘッドの外面に開口する第２の連通孔をシリンダヘッドに前記インジェクタの軸線と平行に穿設し、インジェクタ用冷却器の冷却水入口を前記インジェクタの軸線と平行に延びるパイプによって形成して前記第１の連通孔にシリンダヘッドの外側から挿入し、インジェクタ用冷却器の冷却水出口を前記インジェクタの軸線と平行に延びるパイプによって形成して前記第２の連通孔にシリンダヘッドの外側から挿入したものである。   The in-cylinder fuel injection engine according to the invention described in claim 2 is the in-cylinder fuel injection engine according to claim 1, wherein the auxiliary cooling water passage and the main cooling water passage are connected to the axis of the in-cylinder fuel injection injector. A first communication hole, which is formed so as to be adjacent to each other when viewed from the direction and has one end opened in the sub-cooling water passage and the other end opened on the outer surface of the cylinder head, is formed in the cylinder head parallel to the axis of the injector. A second communication hole having one end opened in the main cooling water passage and the other end opened on the outer surface of the cylinder head is formed in the cylinder head in parallel with the axis of the injector; The cooling water inlet is formed by a pipe extending parallel to the axis of the injector and is inserted into the first communication hole from the outside of the cylinder head, and the cooling water outlet of the injector cooler is connected to the first cooling hole. Formed by the axis and extends parallel pipe Njekuta is obtained by inserting from the outside of the cylinder head to the second communication hole.

冷却水ポンプから冷却水が供給されるシリンダブロックの冷却水通路内の圧力は、その下流のシリンダヘッドの主冷却水通路内の圧力より高い。また、副冷却水通路は、主冷却水通路とは仕切られているから、この副冷却水通路内に主冷却水通路から冷却水が流入することはない。このため、本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンにおいては、シリンダブロックの冷却水通路内の圧力と、前記主冷却水通路内の圧力との差によって、シリンダブロックの冷却水通路内の冷却水が副冷却水通路と、インジェクタ用冷却器の冷却水通路とを通って主冷却水通路に流れるようになる。このように冷却水が冷却器内を流れることにより、この冷却器によってインジェクタが冷却される。   The pressure in the cooling water passage of the cylinder block to which the cooling water is supplied from the cooling water pump is higher than the pressure in the main cooling water passage of the downstream cylinder head. Further, since the sub cooling water passage is partitioned from the main cooling water passage, the cooling water does not flow into the sub cooling water passage from the main cooling water passage. Therefore, in the in-cylinder fuel injection engine according to the present invention, the cooling water in the cooling water passage of the cylinder block is caused by the difference between the pressure in the cooling water passage of the cylinder block and the pressure in the main cooling water passage. Flows into the main cooling water passage through the auxiliary cooling water passage and the cooling water passage of the injector cooler. As the cooling water flows in the cooler as described above, the injector is cooled by the cooler.

シリンダブロックの冷却水通路内の冷却水温度は、主冷却水通路内の冷却水温度より低い。したがって、本発明によれば、この相対的に温度が低い冷却水が副冷却水通路と前記冷却器内の冷却水通路とを流れることにより、インジェクタを効率よく冷却することができる。
この結果、本発明によれば、インジェクタの先端部を充分に冷却できるようになるから、インジェクタに燃料デポジットが付着するのを防ぎながら、より一層の出力向上が図られた筒内燃料噴射式エンジンを提供することができる。 The cooling water temperature in the cooling water passage of the cylinder block is lower than the cooling water temperature in the main cooling water passage. Therefore, according to the present invention, the cooling water having a relatively low temperature flows through the sub cooling water passage and the cooling water passage in the cooler, whereby the injector can be efficiently cooled.
As a result, according to the present invention, since the tip of the injector can be sufficiently cooled, the in-cylinder fuel injection engine in which the output is further improved while preventing the fuel deposit from adhering to the injector. Can be provided.

請求項２記載の発明によれば、インジェクタ用冷却器の冷却水入口を構成するパイプを第１の連通孔に挿通するとともに、冷却水出口を構成するパイプを第２の連通孔に挿通することによって冷却器内の冷却水通路が副冷却水通路と主冷却水通路とに接続される。
このため、この発明によれば、冷却器を備えたインジェクタをシリンダヘッドに取付けることによって、冷却器のシリンダヘッドへの装着と、冷却水通路どうしを接続する配管作業とが一度に完了する。したがって、この発明によれば、冷却器をシリンダヘッドに容易に取付けることができる。 According to the second aspect of the present invention, the pipe constituting the cooling water inlet of the injector cooler is inserted into the first communication hole, and the pipe constituting the cooling water outlet is inserted into the second communication hole. Thus, the cooling water passage in the cooler is connected to the sub cooling water passage and the main cooling water passage.
For this reason, according to this invention, by attaching the injector provided with the cooler to the cylinder head, the mounting of the cooler to the cylinder head and the piping work for connecting the cooling water passages are completed at once. Therefore, according to the present invention, the cooler can be easily attached to the cylinder head.

以下、本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンの一実施の形態を図１ないし図７によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンの要部を示す断面図、図２はシリンダヘッドの一部を示す底面図、図３はヘッドガスケットの一部を示す底面図、図４は冷却器が取付けられた筒内燃料噴射インジェクタの正面図、図５は図１におけるV−V線断面図、図６は図１におけるVI−VI線断面図である。なお、図５と図６は筒内燃料噴射インジェクタの先端部を省略した状態で描いてある。図７はシリンダヘッドの筒内燃料噴射インジェクタ取付部分を拡大して示す斜視図である。 Hereinafter, an embodiment of an in-cylinder fuel injection engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part of an in-cylinder fuel injection engine according to the present invention, FIG. 2 is a bottom view showing a part of a cylinder head, FIG. 3 is a bottom view showing a part of a head gasket, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 1, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5 and 6 are drawn in a state where the tip of the in-cylinder fuel injection injector is omitted. FIG. 7 is an enlarged perspective view showing an in-cylinder fuel injection injector mounting portion of the cylinder head.

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による筒内燃料噴射式エンジン２のシリンダヘッド１を示す。この実施の形態による筒内燃料噴射式エンジン２は、図示してはいないが、車両用の水冷式Ｖ型６気筒エンジンで、２つの気筒列によって挟まれた内側に吸気装置を備えるとともに、両気筒列の外側に排気装置を備えている。   In these drawings, reference numeral 1 indicates a cylinder head 1 of an in-cylinder fuel injection engine 2 according to this embodiment. An in-cylinder fuel injection engine 2 according to this embodiment is a water-cooled V-type 6-cylinder engine for a vehicle, which is not shown in the drawings, and has an intake device on the inner side sandwiched between two cylinder rows, and both An exhaust device is provided outside the cylinder row.

前記シリンダヘッド１は、図１に示すように、クランク軸（図示せず）の軸線方向から見て同図において右側に吸気ポート３が形成されているとともに、左側に排気ポート４が形成されている。また、このシリンダヘッド１は、シリンダブロック５の上にヘッドガスケット６を介して載せられ、ヘッドボルト７（図２参照）によってシリンダブロック５に取付けられている。このシリンダブロック５は、図１においてはシリンダの軸線ＣＬが上下方向に延びるように描いてあるが、実際にはシリンダの軸線ＣＬが同図において左上がりに傾斜するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the cylinder head 1 has an intake port 3 formed on the right side and an exhaust port 4 formed on the left side when viewed from the axial direction of a crankshaft (not shown). Yes. The cylinder head 1 is mounted on the cylinder block 5 via a head gasket 6 and is attached to the cylinder block 5 by a head bolt 7 (see FIG. 2). Although the cylinder block 5 is drawn such that the cylinder axis CL extends in the vertical direction in FIG. 1, the cylinder block 5 is actually configured such that the cylinder axis CL is inclined upward in the drawing.

このシリンダブロック５には、気筒毎のシリンダ孔８と、このシリンダ孔８を側方から覆う形状の冷却水通路９とが形成されている。この冷却水通路９の冷却水は、図示していないラジエータにより冷却され、その後に冷却水ポンプによって供給されたものである。   The cylinder block 5 is formed with a cylinder hole 8 for each cylinder and a cooling water passage 9 having a shape that covers the cylinder hole 8 from the side. The cooling water in the cooling water passage 9 is cooled by a radiator (not shown) and then supplied by a cooling water pump.

前記シリンダヘッド１には、図１および図２に示すように、前記シリンダ孔８と対向する位置に形成された凹部１１と、この凹部１１に一端が開口する前記吸気ポート３および排気ポート４と、これらの凹部１１や吸・排気ポート３，４を上方から覆うような形状を呈する主冷却水通路１２などが形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder head 1 includes a recess 11 formed at a position facing the cylinder hole 8, and the intake port 3 and the exhaust port 4 having one end opened in the recess 11. A main cooling water passage 12 having such a shape as to cover the concave portion 11 and the intake / exhaust ports 3 and 4 from above is formed.

また、このシリンダヘッド１は、点火プラグ１３と、筒内燃料噴射インジェクタ１４と、吸・排気弁（図示せず）と、これらの吸・排気弁を駆動する動弁装置（図示せず）などを備えている。   The cylinder head 1 includes an ignition plug 13, an in-cylinder fuel injection injector 14, an intake / exhaust valve (not shown), a valve operating device (not shown) for driving these intake / exhaust valves, and the like. It has.

前記凹部１１は、各気筒の燃焼室Ｓを形成するためのもので、シリンダヘッド１におけるシリンダ孔８を閉塞する天井壁１６の下面を上方に凹ませるようにして形成されている。
前記吸気ポート３は、図１において前記燃焼室Ｓから他方の気筒列（図示せず）側に向けて延びるように、すなわちシリンダの軸線ＣＬに対して右上がりに傾斜するように形成されている。前記排気ポート４は、図１において、シリンダの軸線ＣＬに対して左上がりに傾斜するように形成されている。 The recess 11 is used to form the combustion chamber S of each cylinder, and is formed so that the lower surface of the ceiling wall 16 that closes the cylinder hole 8 in the cylinder head 1 is recessed upward.
The intake port 3 is formed so as to extend from the combustion chamber S toward the other cylinder row (not shown) in FIG. 1, that is, to incline to the right with respect to the cylinder axis CL. . In FIG. 1, the exhaust port 4 is formed so as to incline to the left with respect to the cylinder axis CL.

前記吸気ポート３の下流側端部と排気ポート４の上流側端部は、図２に示すように、仕切壁２１，２２により互いに仕切られた第１の分岐ポート３ａ，４ａと第２の分岐ポート３ｂ，４ｂとに分岐されてそれぞれ二股状（サイアミーズポート）に形成されている。前記吸気弁と排気弁とは、これらの第１の分岐ポート３ａ，４ａと、第２の分岐ポート３ｂ，４ｂとをそれぞれ開閉するように１気筒当たり２本ずつ設けられている。   As shown in FIG. 2, the downstream end portion of the intake port 3 and the upstream end portion of the exhaust port 4 are separated from each other by first partition ports 3a and 4a and second branches. It is branched into ports 3b and 4b and each has a bifurcated shape (Siamese port). Two intake valves and two exhaust valves are provided per cylinder so as to open and close the first branch ports 3a and 4a and the second branch ports 3b and 4b, respectively.

図２において、吸気ポート３の第１、第２の分岐ポート３ａ，３ｂ内に設けられた符号２３で示すものは、吸気弁用のバルブステムガイドである。また、排気ポート４の第１、第２の分岐ポート４ａ，４ｂ内に設けられた符号２４で示すものは、排気弁用のバルブステムガイドである。
前記点火プラグ１３は、図１に示すように、シリンダヘッド１内に形成された筒状部２５に挿入され、前記天井壁１６の中央近傍に螺着されている。 In FIG. 2, the reference numeral 23 provided in the first and second branch ports 3a and 3b of the intake port 3 is a valve stem guide for the intake valve. The reference numeral 24 provided in the first and second branch ports 4a and 4b of the exhaust port 4 is a valve stem guide for the exhaust valve.
As shown in FIG. 1, the spark plug 13 is inserted into a cylindrical portion 25 formed in the cylinder head 1 and screwed to the vicinity of the center of the ceiling wall 16.

前記筒内燃料噴射インジェクタ１４は、燃料を燃焼室Ｓ内に直接噴射するもので、図４に示すように、燃料を噴射する先端部３１の近傍に冷却器３２が取付けられている。以下においては、この筒内燃料噴射インジェクタを単にインジェクタという。
前記冷却器３２の内部には、インジェクタ１４を囲む環状の冷却水通路３３が形成されている。また、この冷却器３２には、インジェクタ１４の軸線と平行に燃焼室側へ向けて突出する入口パイプ３４および出口パイプ３５が設けられている。 The in-cylinder fuel injection injector 14 directly injects fuel into the combustion chamber S. As shown in FIG. 4, a cooler 32 is attached in the vicinity of the tip 31 for injecting fuel. In the following, this in-cylinder fuel injection injector is simply referred to as an injector.
An annular cooling water passage 33 surrounding the injector 14 is formed in the cooler 32. Further, the cooler 32 is provided with an inlet pipe 34 and an outlet pipe 35 that protrude toward the combustion chamber side in parallel with the axis of the injector 14.

これらの入口パイプ３４と出口パイプ３５とは、冷却器３２内の冷却水通路３３に接続されており、インジェクタ１４をシリンダヘッド１に取付ける際にシリンダヘッド１の後述する第１、第２の連通孔３６，３７（図６および図７参照）に挿通される。
前記冷却器３２は、冷却水が入口パイプ３４から冷却水通路３３内に流入して出口パイプ３５から流出することによってインジェクタ１４を冷却する。 The inlet pipe 34 and the outlet pipe 35 are connected to a cooling water passage 33 in the cooler 32, and when the injector 14 is attached to the cylinder head 1, first and second communication of the cylinder head 1, which will be described later. The holes 36 and 37 (see FIGS. 6 and 7) are inserted.
The cooler 32 cools the injector 14 by cooling water flowing from the inlet pipe 34 into the cooling water passage 33 and flowing out from the outlet pipe 35.

この冷却器３２が装着されたインジェクタ１４は、図２に示すように、シリンダの軸線方向から見て前記仕切壁２１と重なる位置であって、図１に示すように、クランク軸の軸線方向から見て吸気ポート３とシリンダブロック５とに挟まれた位置に位置付けられている。このインジェクタ１４は、先端部３１がシリンダヘッド１のインジェクタ孔４１に挿通され、吸気ポート３と略並行に延びるようにシリンダヘッド１に取付けられている。   As shown in FIG. 2, the injector 14 to which the cooler 32 is mounted is located at a position overlapping the partition wall 21 when viewed from the axial direction of the cylinder, and from the axial direction of the crankshaft as shown in FIG. As seen, it is positioned at a position sandwiched between the intake port 3 and the cylinder block 5. The injector 14 is attached to the cylinder head 1 so that the tip end portion 31 is inserted into the injector hole 41 of the cylinder head 1 and extends substantially in parallel with the intake port 3.

前記インジェクタ孔４１の燃焼室Ｓ側の端部は、図２に示すように、前記凹部１１の外周部分に開口している。このインジェクタ孔４１に挿通されるインジェクタ１４の先端部３１には、図４に示すように、インジェクタ孔４１との間をシールするためのＯリング４２が装着されている。   As shown in FIG. 2, the end of the injector hole 41 on the combustion chamber S side opens in the outer peripheral portion of the recess 11. As shown in FIG. 4, an O-ring 42 for sealing between the injector hole 41 is attached to the distal end portion 31 of the injector 14 that is inserted into the injector hole 41.

また、インジェクタ孔４１のシリンダヘッド外側の開口部は、図１および図７に示すように、前記冷却器３２が嵌合可能な形状、寸法に形成されている。この開口部には、冷却器３２をシール部材４３を介して支承する取付座４４が形成されている。この取付座４４には、図７に示すように、後述する第１の連通孔３６と第２の連通孔３７とが開口している。   Further, the opening on the outside of the cylinder head of the injector hole 41 is formed in a shape and size that allow the cooler 32 to be fitted, as shown in FIGS. A mounting seat 44 for supporting the cooler 32 via the seal member 43 is formed in the opening. As shown in FIG. 7, a first communication hole 36 and a second communication hole 37 described later are opened in the mounting seat 44.

前記主冷却水通路１２は、図２中に破線で示すように、シリンダヘッド１の一端部１ａ（クランク軸の軸線方向の一端部）から他端部に向けて延在するように形成されており、前記天井壁１６と、吸気ポート３および排気ポート４を形成する壁部分の周囲近傍にシリンダヘッド１を縦断するように冷却水が流れる構成が採られている。   The main cooling water passage 12 is formed so as to extend from one end 1a (one end in the axial direction of the crankshaft) of the cylinder head 1 toward the other end, as indicated by a broken line in FIG. In addition, a configuration is adopted in which cooling water flows so as to cut the cylinder head 1 in the vicinity of the ceiling wall 16 and the periphery of the wall portion forming the intake port 3 and the exhaust port 4.

詳述すると、この主冷却水通路１２は、図１に示すように、天井壁１６の上面と、点火プラグ１３が挿入された筒状部２５と、吸気ポート３を形成する壁の上部４６と、排気ポート４を形成する壁の上部４７とを冷却するための中央部４８と、排気ポート４を形成する壁の下部４９を冷却するための排気ポート側延在部５０と、吸気ポート３の仕切壁２１を貫通するように形成された吸気ポート側延在部５１とから構成されている。   More specifically, as shown in FIG. 1, the main cooling water passage 12 includes an upper surface of the ceiling wall 16, a cylindrical portion 25 into which the ignition plug 13 is inserted, and an upper portion 46 of the wall forming the intake port 3. The central portion 48 for cooling the upper portion 47 of the wall forming the exhaust port 4, the exhaust port side extending portion 50 for cooling the lower portion 49 of the wall forming the exhaust port 4, and the intake port 3 The intake port side extending portion 51 is formed so as to penetrate the partition wall 21.

この吸気ポート側延在部５１は、図５に示すように、インジェクタ孔４１（インジェクタ１４の先端部３１）を一側方と斜め上方（図５においては右上方）とから覆うように形成されている。詳述すると、吸気ポート側延在部５１は、インジェクタ孔４１と隣接する位置において上下方向に延び、シリンダヘッド１の下面に開口する上下方向延在部５１ａと、この上下方向延在部５１ａの上端からインジェクタ孔４１の上方に延びる湾曲部５１ｂと、前記上下方向延在部５１ａからインジェクタ孔４１とは反対側に延びて前記中央部２９に接続された連通部５１ｃとから構成されている。   As shown in FIG. 5, the intake port side extending portion 51 is formed so as to cover the injector hole 41 (the tip portion 31 of the injector 14) from one side and obliquely upward (upper right in FIG. 5). ing. More specifically, the intake port side extending portion 51 extends in a vertical direction at a position adjacent to the injector hole 41, and extends in a vertical direction extending portion 51a that opens to the lower surface of the cylinder head 1, and the vertical direction extending portion 51a. A curved portion 51b extending from the upper end to the upper side of the injector hole 41 and a communicating portion 51c extending from the vertical extending portion 51a to the opposite side of the injector hole 41 and connected to the central portion 29 are configured.

前記上下方向延在部５１ａは、図１に示すように、クランク軸の軸線方向から見てインジェクタ孔４１と重なるような位置に形成されている。この上下方向延在部５１ａの下端の開口は、ヘッドガスケット６によって閉塞されている。また、この上下方向延在部５１ａにおけるインジェクタ孔４１と同じ高さの部位であって、燃焼室Ｓとは反対側においてインジェクタ孔４１に近接する部位には、図７に示すように、シリンダヘッド１に穿設された第２の連通孔３７が接続されている。   As shown in FIG. 1, the vertical extending portion 51 a is formed at a position that overlaps the injector hole 41 when viewed from the axial direction of the crankshaft. The opening at the lower end of the vertically extending portion 51 a is closed by the head gasket 6. Further, as shown in FIG. 7, a cylinder head is disposed in a portion of the vertical extending portion 51 a that is the same height as the injector hole 41 and is close to the injector hole 41 on the side opposite to the combustion chamber S. A second communication hole 37 drilled in 1 is connected.

この第２の連通孔３７は、インジェクタ孔４１の軸線と平行に形成されており、一端が前記上下方向延在部５１ａ内に開口するとともに、他端がシリンダヘッド１の外面に開口している。この実施の形態においては、第２の連通孔３７の前記他端は、前記筒内燃料噴射インジェクタ取付用の取付座４４に開口している。この第２の連通孔３７には、図６に示すように、前記冷却器３２の出口パイプ３５が挿通されている。この出口パイプ３５の先端部３１は、図５に示すように、前記上下方向延在部５１ａ内に挿入されている。   The second communication hole 37 is formed in parallel with the axis of the injector hole 41, and one end opens into the vertical extending portion 51 a and the other end opens on the outer surface of the cylinder head 1. . In this embodiment, the other end of the second communication hole 37 opens to the mounting seat 44 for mounting the in-cylinder fuel injection injector. As shown in FIG. 6, the outlet pipe 35 of the cooler 32 is inserted into the second communication hole 37. As shown in FIG. 5, the distal end portion 31 of the outlet pipe 35 is inserted into the vertically extending portion 51a.

主冷却水通路１２におけるシリンダヘッド１の前記一端部１ａ内に形成された端部は、図２に示すように、シリンダヘッド１の下面（シリンダブロック５側の端面）に開口する２つの主冷却水入口５２，５２と、これらの主冷却水入口５２，５２と対向するようにヘッドガスケット６に形成された主連通孔５３，５３（図３参照）とを介してシリンダブロック５の冷却水通路９に接続されている。   As shown in FIG. 2, the end portion formed in the one end portion 1a of the cylinder head 1 in the main cooling water passage 12 has two main cooling openings opened on the lower surface of the cylinder head 1 (end surface on the cylinder block 5 side). The cooling water passage of the cylinder block 5 through the water inlets 52 and 52 and main communication holes 53 and 53 (see FIG. 3) formed in the head gasket 6 so as to face the main cooling water inlets 52 and 52. 9 is connected.

また、主冷却水通路１２は、前記主冷却水入口５２と主連通孔５３とからなる主入口通路５４の他に、シリンダヘッド１の吸気ポート３側の側部および排気ポート４側の側部に形成された副冷却水入口５５と、この副冷却水入口５５と対向するようにヘッドガスケット６に穿設された通水用の孔５６とからなる副入口通路５７を介してシリンダブロック５の冷却水通路９に接続されている。さらに、主冷却水通路１２は、シリンダヘッド１の他端部に形成された冷却水出口を介して冷却水戻り通路に接続されている。この冷却水戻り通路に戻された冷却水は、ラジエータ（図示せず）によって冷却された後に冷却水ポンプに吸い込まれる。   The main cooling water passage 12 includes a side portion on the intake port 3 side and a side portion on the exhaust port 4 side of the cylinder head 1, in addition to the main inlet passage 54 including the main cooling water inlet 52 and the main communication hole 53. Of the cylinder block 5 through a sub-inlet passage 57 including a sub-cooling water inlet 55 formed in the head gasket 6 and a water passage hole 56 formed in the head gasket 6 so as to face the sub-cooling water inlet 55. The cooling water passage 9 is connected. Further, the main cooling water passage 12 is connected to the cooling water return passage through a cooling water outlet formed at the other end of the cylinder head 1. The cooling water returned to the cooling water return passage is sucked into the cooling water pump after being cooled by a radiator (not shown).

すなわち、冷却水は、シリンダブロック５の冷却水通路９内から前記主入口通路５４と副入口通路５７とを通ることによってシリンダヘッド１内の主冷却水通路１２に流入する。主冷却水通路１２内に流入した冷却水は、シリンダヘッド１の一端部１ａから図示していない他端部側へシリンダヘッド１を縦断するように流れ、冷却水出口から冷却水戻り通路に排出される。
ヘッドガスケット６には、図３に示すように、前記主連通孔５３および通水用の孔５６の他にヘッドボルト７挿通用の円形孔５８と、後述する副連通孔５９と、部品挿入用の孔６０とが穿設されている。 That is, the cooling water flows into the main cooling water passage 12 in the cylinder head 1 by passing through the main inlet passage 54 and the sub inlet passage 57 from the cooling water passage 9 of the cylinder block 5. The cooling water that has flowed into the main cooling water passage 12 flows from the one end portion 1a of the cylinder head 1 to the other end portion (not shown) so as to cross the cylinder head 1, and is discharged from the cooling water outlet to the cooling water return passage. Is done.
As shown in FIG. 3, the head gasket 6 has a circular hole 58 for inserting the head bolt 7, a sub-communication hole 59, which will be described later, and a component insertion hole, in addition to the main communication hole 53 and the water passage hole 56. The hole 60 is drilled.

シリンダヘッド１の下面（ヘッドガスケット６と対向する端面）におけるインジェクタ１４の近傍には、図２および図５に示すように、副冷却水通路６１が形成されている。この副冷却水通路６１は、シリンダヘッド１の下面に開口する凹部からなり、図５および図６に示すように、前記主冷却水通路１２の吸気ポート側延在部５１とはインジェクタ孔４１を挟んで対向する位置に形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 5, a sub-cooling water passage 61 is formed in the vicinity of the injector 14 on the lower surface of the cylinder head 1 (the end surface facing the head gasket 6). The sub-cooling water passage 61 is formed of a recess opening in the lower surface of the cylinder head 1, and as shown in FIGS. 5 and 6, the inlet port side extending portion 51 of the main cooling water passage 12 is connected to the injector hole 41. It is formed in the position which opposes on both sides.

言い換えれば、副冷却水通路６１と主冷却水通路１２の吸気ポート側延在部５１とは、インジェクタ１４の軸線の方向から見て（図５参照）互いに隣接するように形成されている。
副冷却水通路６１のヘッドガスケット６側の開口部分は、ヘッドガスケット６によって覆われている。 In other words, the auxiliary cooling water passage 61 and the intake port side extending portion 51 of the main cooling water passage 12 are formed adjacent to each other when viewed from the direction of the axis of the injector 14 (see FIG. 5).
The opening portion of the sub cooling water passage 61 on the head gasket 6 side is covered with the head gasket 6.

この副冷却水通路６１の深さ（シリンダの軸線方向の高さ）は、図５に示すように、副冷却水通路６１の上端が前記インジェクタ孔４１と略同じ高さに位置するように形成されている。
また、副冷却水通路６１は、その周囲の全域にわたって壁で囲まれるように形成されており、この壁によって主冷却水通路１２とは画成されている。 The depth of the auxiliary cooling water passage 61 (the height in the axial direction of the cylinder) is formed so that the upper end of the auxiliary cooling water passage 61 is located at substantially the same height as the injector hole 41 as shown in FIG. Has been.
Further, the sub-cooling water passage 61 is formed so as to be surrounded by a wall over the entire periphery thereof, and the main cooling water passage 12 is defined by this wall.

前記ヘッドガスケット６に穿設された前記副連通孔５９は、図２に示すように、シリンダの軸線方向から見て副冷却水通路６１の中央部と対向する位置に位置付けられている。このため、副冷却水通路６１は、図５に示すように、ヘッドガスケット６の副連通孔５９を介してシリンダブロック５内の冷却水通路９に接続されている。   As shown in FIG. 2, the sub-communication hole 59 formed in the head gasket 6 is positioned at a position facing the central portion of the sub-cooling water passage 61 when viewed from the axial direction of the cylinder. Therefore, the sub cooling water passage 61 is connected to the cooling water passage 9 in the cylinder block 5 via the sub communication hole 59 of the head gasket 6 as shown in FIG.

また、副冷却水通路６１におけるインジェクタ孔４１と同じ高さの部位であって、燃焼室とは反対側でインジェクタ孔４１に近接する部位には、図７に示すように、シリンダヘッド１に穿設された第１の連通孔３６が接続されている。
この第１の連通孔３６は、インジェクタ孔４１の軸線と平行に形成されており、一端が前記副冷却水通路６１内に開口するとともに、他端がシリンダヘッド１の外面に開口している。この実施の形態においては、第１の連通孔３６の前記他端は、前記筒内燃料噴射インジェクタ取付用の取付座４４に開口している。 Further, as shown in FIG. 7, a portion of the sub cooling water passage 61 that is the same height as the injector hole 41 and is close to the injector hole 41 on the side opposite to the combustion chamber is formed in the cylinder head 1. The provided first communication hole 36 is connected.
The first communication hole 36 is formed in parallel with the axis of the injector hole 41, and one end opens in the sub-cooling water passage 61 and the other end opens on the outer surface of the cylinder head 1. In this embodiment, the other end of the first communication hole 36 opens to a mounting seat 44 for mounting the in-cylinder fuel injection injector.

また、この第１の連通孔３６と前記第２の連通孔３７とは、クランク軸の軸線方向から見て重なるような位置に位置付けられている。
この第１の連通孔３６には、図６に示すように、前記冷却器３２の入口パイプ３４が挿通されている。この入口パイプ３４の先端部は、図５に示すように、副冷却水通路６１内に挿入されている。 The first communication hole 36 and the second communication hole 37 are positioned so as to overlap each other when viewed from the axial direction of the crankshaft.
As shown in FIG. 6, the inlet pipe 34 of the cooler 32 is inserted into the first communication hole 36. The tip of the inlet pipe 34 is inserted into the sub-cooling water passage 61 as shown in FIG.

上述したように構成された筒内燃料噴射式エンジン２においては、冷却水ポンプの運転により冷却水がシリンダブロック５の冷却水通路９からシリンダヘッド１の主冷却水通路１２に流入する。このとき、シリンダブロック５の冷却水通路９内の圧力は、シリンダヘッド１の主冷却水通路１２内の圧力より高くなる。   In the in-cylinder fuel injection engine 2 configured as described above, cooling water flows from the cooling water passage 9 of the cylinder block 5 into the main cooling water passage 12 of the cylinder head 1 by the operation of the cooling water pump. At this time, the pressure in the cooling water passage 9 of the cylinder block 5 becomes higher than the pressure in the main cooling water passage 12 of the cylinder head 1.

また、副冷却水通路６１は、主冷却水通路１２とは仕切られているから、このときに副冷却水通路６１内に主冷却水通路１２から冷却水が流入することはなく、シリンダブロック５の冷却水通路９の圧力が作用する。すなわち、主冷却水通路１２内の圧力と副冷却水通路６１内の圧力とに圧力差が生じる。   Further, since the sub cooling water passage 61 is partitioned from the main cooling water passage 12, the cooling water does not flow from the main cooling water passage 12 into the sub cooling water passage 61 at this time, and the cylinder block 5 The pressure of the cooling water passage 9 acts. That is, a pressure difference is generated between the pressure in the main cooling water passage 12 and the pressure in the sub cooling water passage 61.

一方、副冷却水通路６１には冷却器３２の入口パイプ３４が接続され、主冷却水通路１２（吸気ポート側延在部５１）には冷却器３２の出口パイプ３５が接続されている。
このため、この実施の形態による筒内燃料噴射式エンジン２においては、上記圧力差によって、冷却水がシリンダブロック５の冷却水通路９内から副連通孔５９と、副冷却水通路６１と、入口パイプ３４と、冷却器３２内の冷却水通路３３と、出口パイプ３５とを通って主冷却水通路１２に流れるようになる。このように冷却器３２に冷却水が流れることによって、インジェクタ１４が冷却される。 On the other hand, the inlet pipe 34 of the cooler 32 is connected to the sub-cooling water passage 61, and the outlet pipe 35 of the cooler 32 is connected to the main cooling water passage 12 (intake port side extending portion 51).
For this reason, in the in-cylinder fuel injection engine 2 according to this embodiment, due to the pressure difference, the cooling water flows from the inside of the cooling water passage 9 of the cylinder block 5 to the auxiliary communication hole 59, the auxiliary cooling water passage 61, and the inlet. It flows to the main cooling water passage 12 through the pipe 34, the cooling water passage 33 in the cooler 32, and the outlet pipe 35. Thus, the injector 14 is cooled by the cooling water flowing through the cooler 32.

シリンダブロック５の冷却水通路９内の冷却水温度は、主冷却水通路１２内の冷却水温度より低い。したがって、この筒内燃料噴射式エンジン２によれば、この相対的に温度が低い冷却水が副冷却水通路６１と前記冷却器３２内の冷却水通路とを流れることにより、インジェクタ１４を効率よく冷却することができる。
この結果、この筒内燃料噴射式エンジン２においては、インジェクタ１４を充分に冷却できるようになった。 The cooling water temperature in the cooling water passage 9 of the cylinder block 5 is lower than the cooling water temperature in the main cooling water passage 12. Therefore, according to the in-cylinder fuel injection engine 2, the cooling water having a relatively low temperature flows through the sub cooling water passage 61 and the cooling water passage in the cooler 32, so that the injector 14 can be efficiently operated. Can be cooled.
As a result, in the in-cylinder fuel injection engine 2, the injector 14 can be sufficiently cooled.

この実施の形態による冷却器３２の冷却水入口は入口パイプ３４によって形成され、冷却水出口は出口パイプ３５によって形成されている。この冷却器３２は、これらのパイプ３４，３５を第１、第２の連通孔３６，３７にシリンダヘッド１の外側から挿通させることによって、主冷却水通路１２と副冷却水通路６１とに接続される。このため、この実施の形態による筒内燃料噴射式エンジン２においては、冷却器３２をシリンダヘッド１に容易に取付けることができる。   The cooling water inlet of the cooler 32 according to this embodiment is formed by the inlet pipe 34, and the cooling water outlet is formed by the outlet pipe 35. The cooler 32 is connected to the main cooling water passage 12 and the sub cooling water passage 61 by inserting these pipes 34 and 35 into the first and second communication holes 36 and 37 from the outside of the cylinder head 1. Is done. Therefore, in the in-cylinder fuel injection engine 2 according to this embodiment, the cooler 32 can be easily attached to the cylinder head 1.

本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンの要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the cylinder fuel injection type engine which concerns on this invention. シリンダヘッドの一部を示す底面図である。It is a bottom view which shows a part of cylinder head. ヘッドガスケットの一部を示す底面図である。It is a bottom view which shows a part of head gasket. 冷却器が取付けられた筒内燃料噴射インジェクタの正面図である。It is a front view of the cylinder fuel injection injector with which the cooler was attached. 図１におけるV−V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line in FIG. 図１におけるVI−VI線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line in FIG. シリンダヘッドの筒内燃料噴射インジェクタ取付部分を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the cylinder fuel-injection injector attachment part of a cylinder head.

符号の説明Explanation of symbols

１…シリンダヘッド、２…筒内燃料噴射式エンジン、３…吸気ポート、５…シリンダブロック、９，３３…冷却水通路、１２…主冷却水通路、１４…筒内燃料噴射インジェクタ、３２…冷却器、３４…入口パイプ、３５…出口パイプ、３６…第１の連通孔、３７…第２の連通孔、４１…インジェクタ孔、６１…副冷却水通路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head, 2 ... In-cylinder fuel injection type engine, 3 ... Intake port, 5 ... Cylinder block, 9, 33 ... Cooling water passage, 12 ... Main cooling water passage, 14 ... In-cylinder fuel injection injector, 32 ... Cooling 34 ... inlet pipe, 35 ... outlet pipe, 36 ... first communication hole, 37 ... second communication hole, 41 ... injector hole, 61 ... sub-cooling water passage.

Claims (2)

ラジエータ側から冷却水が供給される冷却水通路を有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの冷却水通路から冷却水が供給される主冷却水通路を有するシリンダヘッドと、
シリンダヘッドにおけるクランク軸の軸線方向から見て吸気ポートとシリンダブロックとによって挟まれた部位に設けられた筒内燃料噴射インジェクタとを備えた筒内燃料噴射式エンジンにおいて、
前記シリンダヘッドにおける前記インジェクタの近傍に、前記シリンダブロックの冷却水通路に接続されかつ前記主冷却水通路とは画成された副冷却水通路を形成し、
前記インジェクタに、内部に冷却水通路が形成された冷却器を装着し、
この冷却器の冷却水入口を前記副冷却水通路に接続するとともに、冷却水出口を前記主冷却水通路に接続したことを特徴とする筒内燃料噴射式エンジン。 A cylinder block having a cooling water passage to which cooling water is supplied from the radiator side;
A cylinder head having a main cooling water passage to which cooling water is supplied from the cooling water passage of the cylinder block;
In the in-cylinder fuel injection engine including the in-cylinder fuel injection injector provided in the portion sandwiched between the intake port and the cylinder block as viewed from the axial direction of the crankshaft in the cylinder head,
In the vicinity of the injector in the cylinder head, a sub cooling water passage connected to the cooling water passage of the cylinder block and defined by the main cooling water passage is formed.
The injector is equipped with a cooler having a cooling water passage formed therein,
An in-cylinder fuel injection engine characterized in that a cooling water inlet of the cooler is connected to the auxiliary cooling water passage and a cooling water outlet is connected to the main cooling water passage. 請求項１記載の筒内燃料噴射式エンジンにおいて、
副冷却水通路と主冷却水通路とをインジェクタの軸線の方向から見て互いに隣接するように形成し、
前記副冷却水通路内に一端が開口しかつ他端がシリンダヘッドの外面に開口する第１の連通孔をシリンダヘッドにインジェクタの軸線と平行に穿設し、
前記主冷却水通路内に一端が開口しかつ他端がシリンダヘッドの外面に開口する第２の連通孔をシリンダヘッドにインジェクタの軸線と平行に穿設し、
インジェクタ用冷却器の冷却水入口をインジェクタの軸線と平行に延びるパイプによって形成して前記第１の連通孔にシリンダヘッドの外側から挿入し、
インジェクタ用冷却器の冷却水出口をインジェクタの軸線と平行に延びるパイプによって形成して前記第２の連通孔にシリンダヘッドの外側から挿入したことを特徴とする筒内燃料噴射式エンジン。
The in-cylinder fuel injection engine according to claim 1,
The sub cooling water passage and the main cooling water passage are formed so as to be adjacent to each other when viewed from the direction of the axis of the injector,
A first communication hole having one end opened in the sub-cooling water passage and the other end opened on the outer surface of the cylinder head is formed in the cylinder head in parallel to the axis of the injector;
A second communication hole having one end opened in the main coolant passage and the other end opened on the outer surface of the cylinder head is formed in the cylinder head in parallel with the axis of the injector;
A cooling water inlet of the injector cooler is formed by a pipe extending in parallel with the axis of the injector and inserted into the first communication hole from the outside of the cylinder head;
An in-cylinder fuel injection engine characterized in that a cooling water outlet of an injector cooler is formed by a pipe extending in parallel with an axis of the injector and is inserted into the second communication hole from the outside of a cylinder head.
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