JP3314619B2 - V型エンジンの燃料分配管 - Google Patents

V型エンジンの燃料分配管

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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、V型エンジンの燃
料分配管に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関においては、各気筒
の燃料噴射弁と連なる燃料分配管を備え、その一端に燃
料ポンプからの燃料供給管を接続し、他端にプレッシャ
レギュレータを介して燃料タンクへの燃料戻り管を接続
している。そして、V型エンジンでは、燃料分配管を、
一方のバンクの燃料分配用メインパイプと他方のバンク
の燃料分配用メインパイプとに分けて構成し、これらを
バンク間でサブパイプを介して連通させるようにしてい
る(実開平2−59259号公報参照)。
【0003】ここで、前記サブパイプとしては、ゴムホ
ースを用いたり、あるいは前記メインパイプと同じく金
属製としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、V型エンジ
ンにおいては、左右のバンクの高さ方向(上下方向)の
部品公差により、一方の燃料分配用メインパイプの取付
位置と他方の燃料分配用メインパイプの取付位置とに高
さ方向のずれを生じることがあり、金属製のサブパイプ
で連結した場合は、取付け時に発生する取付応力が過大
となることが考えられる。
【0005】ゴムホースを用いれば、この問題は解消す
るが、ゴムホースの他、抜け止め用のクランパー等も必
要となり、部品点数の増加や部品コストの増加を招く。
また、金属製として、アイジョイント等を用いて寸法誤
差を吸収する場合も、部品点数の増加や部品コストの増
加を招く。更に、実開平2−59259号公報では、2
つのメインパイプをバンク間の水平面内にてM字形状に
屈曲させたサブパイプにより接続しているように見受け
られるが、左右のバンク間での取付誤差は高さ方向に生
じるので、サブパイプを水平面内にて屈曲させるので
は、誤差を吸収することはできない。このため、メイン
パイプとサブパイプとの接合部に応力が集中することが
考えられ、実用上、耐久性の向上に課題が残されてい
た。
【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、V型エンジンの燃料分配管において、部品点数の増
加や部品コストの増加を招くことなく、左右のバンクの
高さ方向のバラツキに起因する取付応力を緩和すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明では、一方のバンクの燃料分配用メインパイプと
他方のバンクの燃料分配用メインパイプとをバンク間で
サブパイプを介して連通させるようにしたV型エンジン
の燃料分配管において、前記サブパイプを前記メインパ
イプと同じく金属製とする一方、前記サブパイプを屈曲
させて、上に凸、下に凸、上の凸の3つのアールを連ね
たM字構造としたことを特徴とする。
【0008】請求項2に係る発明では、前記サブパイプ
のM字構造の両端部をアールを持たせて前記各メインパ
イプの延在方向に屈曲させてあることを特徴とする。請
求項3に係る発明では、前記サブパイプは前記メインパ
イプより小径で低剛性に形成されていることを特徴とす
る。請求項4に係る発明では、前記サブパイプと前記メ
インパイプとはロー付けにより一体的に連結されている
ことを特徴とする。
【0009】請求項5に係る発明では、前記サブパイプ
はそのM字構造全体がクランク軸前後方向に湾曲してい
ることを特徴とする。請求項6に係る発明では、前記M
字構造のアールを12〜15mmの範囲にしたことを特徴とす
る。
【0010】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、サブパイ
プをメインパイプと同じく金属製として、部品コストの
低減を図る一方、サブパイプを屈曲させて、上に凸、下
に凸、上の凸の3つのアールを連ねたM字構造としたこ
とにより、左右のバンクの高さ方向(上下方向)の寸法
誤差を吸収しつつ、各部の曲げアールにより均等に内部
応力の拡散が図られ、特にメインパイプとサブパイプと
の接合部での内部応力が緩和することから、燃料分配管
全体としても取付応力を緩和することができ、燃料分配
管の耐久性を向上できるという効果が得られる。
【0011】請求項2に係る発明によれば、サブパイプ
のM字構造の両端部をアールを持たせて各メインパイプ
の延在方向に屈曲させることにより、内部応力の拡散を
図る曲げアールの数を増やして、取付応力をより緩和す
ることができるという効果が得られる。請求項3に係る
発明によれば、サブパイプをメインパイプより小径で低
剛性に形成することにより、サブパイプにより大きな寸
法誤差吸収効果を持たせることができる。
【0012】請求項4に係る発明によれば、サブパイプ
とメインパイプとをロー付けにより一体的に連結するこ
とにより、部品点数低減、部品コスト低減を図ることが
できる。請求項5に係る発明によれば、サブパイプのM
字構造全体をクランク軸前後方向に湾曲させることによ
り、左右のバンクのクランク軸前後方向のバラツキにも
対処できる。
【0013】請求項6に係る発明によれば、M字構造の
アールを12〜15mmの範囲にしたことにより、小さい方が
効果が大きく、大きい方が燃料の流れを阻害しないとい
うという観点から、実用上の調和を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1及び図2は本発明の一実施例
を示し、図1は燃料分配管の平面図、図2はの正面図
(図1のA矢視図)である。11は一方のバンク上でシリ
ンダ列方向に延在する燃料分配用メインパイプであり、
中間に各気筒の燃料噴射弁の取付用ホルダ13a〜13cが
設けられていて、このパイプ内を流れる燃料が燃料噴射
弁に分配されるようになっている。また、一方のバンク
への取付用ブラケット14a,14bがロー付けされてい
る。
【0015】12は他方のバンク上でシリンダ列方向に延
在する燃料分配用メインパイプであり、同じく、中間に
各気筒の燃料噴射弁の取付用ホルダ13d〜13fが設けら
れていて、このパイプ内を流れる燃料が燃料噴射弁に分
配されるようになっている。また、他方のバンクへの取
付用ブラケット14c,14dがロー付けされている。15は
2つの燃料分配用メインパイプ11,12の各一方の端部を
連通するサブパイプである。このサブパイプ15の形状等
については後に詳述する。
【0016】ここで、一方の燃料分配用メインパイプ11
の他方の端部は閉塞され、その端部付近に導管16が接続
されていて、その開口部フランジ17に図示しない燃料ポ
ンプからの燃料供給管が接続されるようになっている。
18は導管16の位置決め用のクランパーである。また、他
方の燃料分配用メインパイプ12の他方の端部にある開口
部フランジ19には図示しないプレッシャレギュレータを
介して燃料タンクへの燃料戻し管が接続されるようにな
っている。
【0017】次に2つの燃料分配用メインパイプ11,12
を一体的に連結しているサブパイプ15について詳しく説
明する。サブパイプ15は、メインパイプ11,12と同じく
金属製で、メインパイプ11,12より小径で低剛性に形成
され、これらはサブパイプ15の両端部をメインパイプ1
1,12内に挿入した状態でロー付けにより接合される。
【0018】そして、サブパイプ15は、屈曲させて、図
2に示されるように、上に凸(21)、下に凸(22)、上
の凸(23)の3つのアール(21〜23)を連ねたM字構造
としてある。ここで、アールの大きさは12〜15mm程度と
する。そしてまた、サブパイプ15のM字構造の両端部を
アール(24,25)を持たせて各メインパイプ11,12の延
在方向に屈曲させてある。
【0019】そしてまた、サブパイプ15はそのM字構造
全体が、図1からわかるように、クランク軸前後方向
(矢印A方向)に湾曲している。このように、サブパイ
プ15をメインパイプ11,12と同じく金属製として、サブ
パイプ15とメインパイプ11,12とをロー付けにより一体
的に連結することにより、部品点数低減、部品コスト低
減を図ることができる。
【0020】また、サブパイプ15を屈曲させて、上に
凸、下に凸、上の凸の3つのアール(21〜23)を連ねた
M字構造としたことにより、左右のバンクの高さ方向
(上下方向)の寸法誤差を吸収しつつ、各部の曲げアー
ルが均等に内部応力の拡散を図り、部品破壊の要因とな
る取付応力を緩和することができる。また、サブパイプ
15のM字構造の両端部をアール(24,25)を持たせて各
メインパイプ11,12の延在方向に屈曲させることによ
り、内部応力の拡散を図る曲げアールの数を増やして、
取付応力をより緩和することができる。
【0021】特に、後述する実験結果からも明らかなよ
うに、サブパイプ15の両端部、すなわちメインパイプ1
1,12とサブパイプ15との接合部における内部応力の緩
和が顕著に得られ、実用上、耐久性が向上する。更に、
サブパイプ15のM字構造全体をクランク軸前後方向に湾
曲させることにより、左右のバンクのクランク軸前後方
向のバラツキにも対処できる。
【0022】次に本発明者らの行った実験結果について
説明する。図3に示すように、燃料分配管のサブパイプ
15の図示〜の曲げアール部及び両端部に歪ゲージを
貼付けた。尚、,はサブパイプの両端部、〜は
アール21〜23に対応し、,はアール24,25に対応す
る。そして、可動チャック31と固定チャック32とを用い
て、メインパイプ11,12側をチャックし、可動チャック
31を上下方向に移動させて、変位量を与えつつ、各変位
量での静的応力を〜の歪ゲージにより測定した。
【0023】この結果、図4に示すように、変位量−応
力特性が得られ、の部分(曲げアール23)で応力が最
大となった。一方、上記のサブパイプ15と同じ長さで曲
がり部のないストレートなサブパイプで連結した燃料分
配管をつくって、変位量を与えつつ、各変位量でのサブ
パイプ端部での静的応力を測定した結果、図4に「スト
レート」と記して示す特性が得られた。
【0024】この結果、変位量 1.0mmで比較すると、ス
トレートな場合は、最も応力が大となる端部での静的応
力が11.4kgf/mm2 であるのに対し、本発明で応力が最大
となるの曲げアールでの静的応力は 7.392kgf/mm2
あり、−35%程度応力を低減できることが確認された。
また同様に、変位量 2.0mmで比較すると、ストレートな
場合は、22.9kgf/mm2であるのに対し、本発明では13.96
5kgf/mm2 であり、−39%程度応力を低減できることが
確認された。
【0025】次に曲げアールの大きさについて考察す
る。応力の拡散を図るためには曲げアールを小さくする
方がよく、この点から15mm以下とするのが望ましいが、
曲げ加工により管断面が扁平化して、燃料の流れを阻害
するので、この点から制限がある。このため、外径8m
m、肉厚0.7mm のパイプについて、曲げアール毎の扁平
率を評価した。扁平率とは、元の外径をD、曲げ後の扁
平な管断面での短径方向の外径dとすると、(1−d/
D)× 100(%)で表される。
【0026】この結果、 R=10mm →扁平度19%以上 R=12mm →扁平度14〜19% R=18mm →扁平度9〜12% R=20mm →扁平度8〜9% という結果が得られた。
【0027】曲げアールが小さい程、扁平度が大とな
り、扁平度が20%を超えると圧力損失が大きくなるた
め、燃料が平滑に流れなくなる。一般にプレッシャレギ
ュレータは燃料分配管の末端で燃料圧力を調整するが、
例えばプレッシャレギュレータで3kgf/cm2 に調圧して
も、燃料ポンプ側ではそれよりも高い圧力を吐出しなけ
ればならなくなる。よって、扁平部の上流側と下流側と
で燃料圧力が異なってくるため、噴射量がばらついてし
まう。この点を踏まえて、扁平率が20%を超えないよう
にする必要がある。
【0028】以上より、扁平率を20%より小さくするた
めに、曲げアールは12mm以上にする必要がある。よっ
て、曲げアールは12〜15mmの範囲とするのがよい。図5
及び図6は本発明の他の実施例を示し、図5は燃料分配
管の平面図、図6は正面図(図5のA矢視図)である。
本実施例でのサブパイプ15’は、上に凸、下に凸、上に
凸の3つのアール(21〜23)を連ねたM字構造とする
が、M字構造の両端部を屈曲させることなく、メインパ
イプ11,12の周壁面に連通状態でロー付け接合してあ
る。
【0029】前述の実施例に比べ、曲げアールの数が少
なくなる不利はあるが、基本的効果については実用上十
分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す燃料分配管の平面図
【図2】 同上の正面図
【図3】 実験装置を示す図
【図4】 実験結果を示す図
【図5】 本発明の他の実施例を示す燃料分配管の平面
【図6】 同上の正面図
【符号の説明】
11,12 燃料分配用メインパイプ 13a〜13f 燃料噴射弁の取付用ホルダ 14a〜14d ブラケット 15 サブパイプ 21〜25 曲げアール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−264145(JP,A) 特開 昭63−239361(JP,A) 特開 平5−240122(JP,A) 特開 平8−144889(JP,A) 特開 平8−68369(JP,A) 特開 平8−270526(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 55/02 340 F02M 55/02 350 F02M 37/00 321

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方のバンクの燃料分配用メインパイプと
    他方のバンクの燃料分配用メインパイプとをバンク間で
    サブパイプを介して連通させるようにしたV型エンジン
    の燃料分配管において、 前記サブパイプを前記メインパイプと同じく金属製とす
    る一方、前記サブパイプを屈曲させて、上に凸、下に
    凸、上の凸の3つのアールを連ねたM字構造としたこと
    を特徴とするV型エンジンの燃料分配管。
  2. 【請求項2】前記サブパイプのM字構造の両端部をアー
    ルを持たせて前記各メインパイプの延在方向に屈曲させ
    てあることを特徴とする請求項1記載のV型エンジンの
    燃料分配管。
  3. 【請求項3】前記サブパイプは前記メインパイプより小
    径で低剛性に形成されていることを特徴とする請求項1
    又は請求項2記載のV型エンジンの燃料分配管。
  4. 【請求項4】前記サブパイプと前記メインパイプとはロ
    ー付けにより一体的に連結されていることを特徴とする
    請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のV型エンジ
    ンの燃料分配管。
  5. 【請求項5】前記サブパイプはそのM字構造全体がクラ
    ンク軸前後方向に湾曲していることを特徴とする請求項
    1〜請求項4のいずれか1つに記載のV型エンジンの燃
    料分配管。
  6. 【請求項6】前記M字構造のアールを12〜15mmの範囲に
    したことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1
    つに記載のV型エンジンの燃料分配管。
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