JP2019183781A - 車両用内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】水などがインジェクタ装着穴へと流れ込むことを抑制するように改良された車両用内燃機関を提供する。【解決手段】直噴インジェクタ４０は、ガスケット２８およびインジェクタチューブ２３に刺し通されている。直噴インジェクタ４０の根本部に、つば状に出張った第一フランジ４０ａが設けられている。第一フランジ４０ａとガスケット２８とが接する特定シール位置Ｓを、シリンダヘッドカバー３０開口における第二フランジ３２の上面よりも、高く配置する。これにより、直噴インジェクタ４０が取り外されたとしても、ガスケット２８がインジェクタチューブ２３の周りに、水流入を防ぐ防壁を設けた状態をつくり出すことができる。この防壁によって、インジェクタホルダ２６の周りに溜まった水がインジェクタチューブ２３へと流れ込むことを抑制することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用内燃機関に関するものである。

従来、例えば特開２００５−１８０２７７号公報に開示されているように、インジェクタがシリンダヘッドカバーおよびシリンダヘッドを貫通するように配設された内燃機関が知られている。この従来技術にかかる内燃機関では、インジェクタに設けたフランジとインジェクタホルダとの間にシール部材が設けられている。シール部材の搭載位置は、シリンダヘッドカバーよりも下側とされている。

特開２００５−１８０２７７号公報 特開昭６０−０３３３３８号公報

上記従来の技術において、インジェクタホルダとシリンダヘッドカバーとの間のオイルシールにより、インジェクタ装着穴の周辺が窪地となることがある。このような場合にシール面が低い位置にあると、窪地にたまった水などが直噴インジェクタを取り外したときにインジェクタ装着穴から燃焼室へと侵入する恐れがある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、水などがインジェクタ装着穴へと流れ込むことを抑制するように改良された車両用内燃機関を提供することを目的とする。

本発明にかかる車両用内燃機関は、
燃焼室を形成する燃焼室天井面と、前記燃焼室天井面の反対側の部位である上側部位から前記燃焼室天井面に達するように貫通して伸びるインジェクタ装着穴と、を有するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの前記上側部位において前記インジェクタ装着穴の周縁を囲むインジェクタホルダと、
前記インジェクタホルダの内周面に沿って取り付けられた環状の部材であるガスケットと、
前記シリンダヘッドの前記上側部位に取り付けられ、前記インジェクタホルダの少なくとも一部および前記ガスケットを露出させる開口を有するシリンダヘッドカバーと、
前記ガスケットおよび前記インジェクタ装着穴に刺し通され、ノズル先端が前記燃焼室天井面に連通し、根本部に第一フランジが設けられ、前記第一フランジの下面と前記ガスケットとが接する直噴インジェクタと、
を備え、
前記シリンダヘッドカバーの前記開口の縁に、前記開口の中心側へ出張る第二フランジが設けられ、
前記ガスケットと前記第一フランジの前記下面とが接する位置をシール位置とし、
内燃機関の車両設置状態における鉛直上方向を高さ方向としたときに、前記第二フランジにおける前記シール位置と隣接する部分の上面よりも、前記シール位置が高くなるように構築されている。

本発明によれば、第一フランジとガスケットとが接する特定シール位置を、シリンダヘッドカバー開口における第二フランジ上面よりも、高く配置することができる。これにより、直噴インジェクタが取り外されたとしても、ガスケットがインジェクタ装着穴の周りに壁を作った状態を作り出すことができる。この壁によって、インジェクタホルダの周りに溜まった水がインジェクタ装着穴へと流れ込むことを抑制することができる。

実施の形態にかかる車両用内燃機関の斜視図である。 実施の形態にかかる車両用内燃機関の断面図である。 実施の形態にかかる車両用内燃機関の断面図である。 実施の形態にかかる車両用内燃機関の拡大断面図である。 実施の形態に対する比較例にかかる車両用内燃機関の斜視図である。 実施の形態に対する比較例にかかる車両用内燃機関の断面図である。 実施の形態に対する比較例にかかる車両用内燃機関の断面図である。

図１は、実施の形態にかかる車両用内燃機関１０の斜視図である。図２および図３は、実施の形態にかかる車両用内燃機関１０の断面図である。図３は、図２における直噴インジェクタ４０の周辺構造を拡大したものである。図４は、実施の形態にかかる車両用内燃機関１０の拡大断面図である。図４は、図３における破線Ｑの部位を拡大したものである。車両用内燃機関１０を、以下、単に「内燃機関１０」とも称す。図１などに示す「基準面」および「高さ方向」は、内燃機関１０を車両に設置した状態における内燃機関１０の各部位の相対的な位置関係を表すための基準である。「基準面」は、平地では水平面と平行な仮想平面である。「高さ方向」は、平地においては鉛直上方向である。

図１に示すように、内燃機関１０は、シリンダヘッド２０と、インジェクタホルダ２６と、ガスケット２８と、シリンダヘッドカバー３０と、直噴インジェクタ４０と、を備えている。シリンダヘッドカバー３０は、シリンダヘッド２０の上側部位に取り付けられている。シリンダヘッドカバー３０は、インジェクタホルダ２６の少なくとも一部およびガスケット２８を露出させる開口を有する。

図２および図３は、図１における構造で直噴インジェクタ４０が取り付けられた後の断面構造を図示したものである。図１の構成に加えて、インジェクタチューブ２３と、インジェクタクランプ２７と、高圧デリバリ４４と、点火プラグ４２と、が追加的に図示されている。シリンダヘッド２０は、燃焼室天井面２２と、インジェクタチューブ２３と、を有する。燃焼室天井面２２は、燃焼室２を形成する。インジェクタチューブ２３は、シリンダヘッド２０に形成された「インジェクタ装着穴」に挿入されている。インジェクタ装着穴は、燃焼室天井面２２の反対側の部位である上側部位から燃焼室天井面２２に達するように、シリンダヘッド２０を貫通して伸びている。

図４に示すように、インジェクタホルダ２６は、シリンダヘッド２０の上側部位においてインジェクタチューブ２３の周縁を囲んでいる。ガスケット２８は、インジェクタホルダ２６の内周面に沿って取り付けられた環状の部材である。ゴム製のガスケット２８は、インジェクタホルダ２６に圧入されている。

インジェクタクランプ２７は、図４に示すように、直噴インジェクタ４０を保持している。実施の形態のように、直噴インジェクタ４０の第一フランジ４０ａは、インジェクタクランプ２７の下方に形成されることが好ましい。

図２および図３から把握される通り、直噴インジェクタ４０は、ガスケット２８およびインジェクタチューブ２３に刺し通されている。直噴インジェクタ４０のノズル先端が、燃焼室天井面２２に連通している。直噴インジェクタ４０の根本部に、つば状に出張った第一フランジ４０ａが設けられている。直噴インジェクタ４０の上方には、直噴インジェクタ４０に燃料を供給する高圧デリバリ４４が設けられている。

図４に示すように、第一フランジ４０ａの下面とガスケット２８の上端部２８ａとが接することでシール構造が構築される。図４には、「特定シール位置Ｓ」が図示されている。「特定シール位置Ｓ」は、ガスケット２８の上端部２８ａと第一フランジ４０ａの下面とが接する位置のうちの最も低い部位である。シリンダヘッドカバー３０の開口の縁が、開口の中心側へ出張る第二フランジ３２を備えている。高さ方向において、図４の一点鎖線Ｃで示したように、第二フランジ３２における特定シール位置Ｓと隣接する部分の上面よりも、特定シール位置Ｓのほうが高くなるように構築されている。

実施の形態によれば、第一フランジ４０ａとガスケット２８とが接する特定シール位置Ｓを、シリンダヘッドカバー３０開口における第二フランジ３２の上面よりも、高く配置している。これにより、直噴インジェクタ４０が取り外されたとしても、ガスケット２８がインジェクタチューブ２３の周りに、水流入を防ぐ防壁を設けた状態をつくり出すことができる。この防壁によって、インジェクタホルダ２６の周りに溜まった水がインジェクタチューブ２３へと流れ込むことを抑制することができる。

シリンダヘッド２０およびシリンダヘッドカバー３０を貫通して直噴インジェクタ４０が搭載される構造では、エンジン上方から直噴インジェクタ４０が挿入搭載される。車両走行中および車両の高圧洗浄中には、シリンダヘッドカバー３０の第二フランジ３２の上面あるいは直噴インジェクタ４０の搭載部周辺に、水および砂塵が堆積することがある。

直噴インジェクタ４０の付近に塩水および酸性水が堆積すると、樹脂と金属部との界面に腐食が起きる恐れがある。もし何らのシール対策が施されない場合には、インジェクタチューブ２３に堆積した水および砂塵が、直噴インジェクタ４０の交換時にインジェクタチューブ２３を伝って燃焼室２の内部に侵入する恐れもある。

この点、実施の形態によれば、インジェクタホルダ２６に設置したゴム製のガスケット２８と、直噴インジェクタ４０に設けた第一フランジ４０ａの下面とで、面シール構造を作り出すことができる。これにより、水および砂塵が燃焼室２に流れ込むことを防止できる。この面シール構造のシール合わせ面は、シリンダヘッドカバー３０の第二フランジ３２の上面よりも高い位置にくるように構築されている。これにより、直噴インジェクタ４０の取り外しの際にも、水などが燃焼室２に侵入することを抑制できる。

なお、図４に示すように、面シール構造の位置が第二フランジ３２の上面より高いかどうかは、高さ方向軸を基準に決定される。実施の形態では、直噴インジェクタ４０の中心軸は、高さ方向軸に対してわずかに傾けられている。もし、直噴インジェクタ４０の中心軸が高さ方向軸つまり平地における鉛直方向と平行とされる場合には、図４の構造よりもガスケット２８の上端部２８ａをより一層上方に突き出すことで面シール構造の位置を第二フランジ３２の上面より高くすればよい。

なお、図４に示すように、第一フランジ４０ａの下面とガスケット２８は上端との間のシール構造の面圧は、矢印Ｆ１で示した燃圧反力および矢印Ｆ２で示したクランプ荷重によって担保される。

図５は、実施の形態に対する比較例にかかる車両用内燃機関１１０の斜視図である。図６および図７は、実施の形態に対する比較例にかかる車両用内燃機関１１０の断面図である。図７は、図６の破線Ｐの部位を拡大したものである。比較例のようなサイド噴射の直噴インジェクタ１４０を備える構造では、シリンダヘッドを垂直貫通するインジェクタ装着穴を設けないので、実施の形態で言及した課題が生じない。

２ 燃焼室
１０、１１０ 内燃機関（車両用内燃機関）
２０ シリンダヘッド
２２ 燃焼室天井面
２３ インジェクタチューブ
２６ インジェクタホルダ
２７ インジェクタクランプ
２８ ガスケット
２８ａ 上端部
３０ シリンダヘッドカバー
３２ 第二フランジ
４０、１４０ 直噴インジェクタ
４０ａ 第一フランジ
４２ 点火プラグ
４４ 高圧デリバリ
Ｓ 特定シール位置

Claims (1)

1. 燃焼室を形成する燃焼室天井面と、前記燃焼室天井面の反対側の部位である上側部位から前記燃焼室天井面に達するように貫通して伸びるインジェクタ装着穴と、を有するシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドの前記上側部位において前記インジェクタ装着穴の周縁を囲むインジェクタホルダと、
   前記インジェクタホルダの内周面に沿って取り付けられた環状の部材であるガスケットと、
   前記シリンダヘッドの前記上側部位に取り付けられ、前記インジェクタホルダの少なくとも一部および前記ガスケットを露出させる開口を有するシリンダヘッドカバーと、
   前記ガスケットおよび前記インジェクタ装着穴に刺し通され、ノズル先端が前記燃焼室天井面に連通し、根本部に第一フランジが設けられ、前記第一フランジの下面と前記ガスケットとが接する直噴インジェクタと、
   を備え、
   前記シリンダヘッドカバーの前記開口の縁に、前記開口の中心側へ出張る第二フランジが設けられ、
   前記ガスケットと前記第一フランジの前記下面とが接する位置をシール位置とし、
   内燃機関の車両設置状態における鉛直上方向を高さ方向としたときに、前記第二フランジにおける前記シール位置と隣接する部分の上面よりも、前記シール位置が高くなるように構築された車両用内燃機関。

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