JP3752818B2 - Cylinder head nozzle holder mounting structure - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射装置のインジェクタをシリンダヘッドに取り付けるためのノズルホルダの取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射システムとして、特表平6-511524号公報等に示されるような油圧作動式電子制御燃料噴射システム（ＨＥＵＩシステム）が知られている。
【０００３】
この油圧作動式電子制御燃料噴射システムは、図２に示すようにオイルパン１に溜められたエンジンオイルｏの一部を高圧オイルポンプ２で高圧に加圧して一旦オイルレール３に貯めた後、複数のインジェクタ４，４，４，４にそれぞれ供給し、この油圧によって各インジェクタ４，４，４，４内に設けられた図示しない増圧ピストンを作動させ、この増圧ピストンで各インジェクタ４，４，４，４に供給された燃料を噴射圧力まで加圧して各燃焼室内に対して燃料噴射を行うようにしたものである。
【０００４】
また、このようなインジェクタ４は、図３及び図４に示すようにディーゼルエンジンのシリンダヘッド５の取付孔６に挿入されて取り付けられるようになっているが、このシリンダヘッド５内、すなわち取付孔６の周囲には、冷却水通路１０や燃料通路８等が形成されていることから燃料通路８を冷却水通路１０やオイルと分離し、インジェクタ４に燃料を供給するためにこのインジェクタ４はスリーブ状をしたノズルホルダ７を介して取付孔６内に取り付けられるようになっている。
【０００５】
そして、このインジェクタ４のノズルホルダ７は基本的には取付孔６の先端部６ａに圧入によって固定されるようになっており、その上部はシリンダヘッド５に形成された燃料孔８を上下に挟むように位置する一対のｏリング９，９を介してシリンダヘッド５側の二つの段部Ｓ1 ，Ｓ2 に支持されるようになっている。すなわち、図５及び図７に示すように、このノズルホルダ７の上部外周には、後にインジェクタ４に直付されるオイルレール３との機械的誤差を許容するために一定のクリアランスＣが形成されるようになっており、さらにこれら一対のｏリング９，９でそのクリアランスＣを上下に区画することでそれぞれ冷却水、燃料、オイルが通る各通路が区画形成されるようになっている。尚、同図に示すようにこのｏリング９，９はそれぞれ段部Ｓ1 ，Ｓ2 付近のインジェクタ４外周部に形成されたリング溝１２，１２にそれぞれ嵌め込まれるようになっている。また、図３及び図４中１３は、インジェクタ４の先端部をシールするための銅パッキンである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このインジェクタ４内には、上述したように供給された燃料を噴射圧力まで加圧するための増圧ピストンと共に、蓄圧されたオイルの流入をＯＮ，ＯＦＦするための電磁弁が設けられているため、この電磁弁の作用によりインジェクタ４が振動源となり、図３に示すようにこのインジェクタ４と共にノズルホルダ７全体が振動し、その先端圧入部６ａを支点として細かく揺動する。そして、このノズルホルダ７の揺動によりｏリング９，９が潰されてノズルホルダ７の側壁が直接シリンダヘッド５側の取付孔６表面に突き当たってしまい、図６に示すようにシリンダヘッド５側の燃料孔８を起点としてその周囲に亀裂ｒが発生することがあった。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的はシリンダヘッドの燃料孔周りの亀裂発生を効果的に防止することができる新規なシリンダヘッドのノズルホルダ取付構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明を案出するに際して本発明者らが上述したような現象、即ち、ノズルホルダ７の揺動に起因して発生するシリンダヘッドの燃料孔８周りの亀裂現象を研究した結果、ノズルホルダ７が揺動した場合、ｏリング９，９近傍にそれぞれ位置する二つの段部Ｓ1 ，Ｓ2 のうち、主に下段側に位置する段部Ｓ2 側に突き当たりこの段部Ｓ2 側に対して大きな荷重が加わることがわかった。しかも、図５及び図６に示すように、この下段側に位置する段部Ｓ2 が形成されている部分は冷却水通路１０との関係から冷却水通路１０側に突出した薄肉のスリーブ状になっているいるため、剛性が弱く衝突による剛性が大きく、特に燃料孔８周りに大きな影響を与えていることがわかった。
【０００９】
そこで、このような問題を有効に解決するために本発明は、ディーゼルエンジンのインジェクタをシリンダヘッドの取付孔に取り付けるべくスリーブ状をしたノズルホルダの取付構造において、このノズルホルダ先端を上記取付孔下端部に圧入して取り付けると共に、その取付孔内上方の内径を異ならしめて上下二段の段部を形成し、このノズルホルダがその取付孔下端部を支点として揺動したときに、先に上段側の段部に突き当たるようにその上段側の段部とノズルホルダとのクリアランスを下段側の段部のクリアランスよりも狭く設定し、かつ、上記上下二段の段部が、上記取付孔内に臨むように設けられた燃料孔を上下に挟むように形成されるものである。
【００１０】
これによって、下段側の段部に加わる衝撃力が弱まり、燃料孔周囲に発生しやすい亀裂を未然に防止することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明に係るシリンダヘッドのノズルホルダ取付構造の実施の一形態を示したものであり、図中５は上述したシリンダヘッド、６はそのシリンダヘッド５内に形成された取付孔、７はこの取付孔６内に挿入して取り付けられるスリーブ状のノズルホルダ、４はこのノズルホルダ７内に取り付けられるインジェクタ、８はシリンダヘッド５側から送られる燃料をノズルホルダ７を介してインジェクタ４側に供給するための燃料孔である。尚、このうちシリンダヘッド５、インジェクタ４は従来となんら変わりないものであるため、その構成については割愛する。
【００１３】
図示するように、この取付孔６の内径は上方にかけて二段階に拡径されており、その内面には段部Ｓ1 ，Ｓ2 が形成されている。
【００１４】
一方、ノズルホルダ７の外径は下方にかけて順次縮径されており、上記二つの段部Ｓ1 ，Ｓ2 に対して一定のクリアランスＣ（隙間）を隔てて位置するようになっている。
【００１５】
また、このノズルホルダ７の外周にはそれぞれ周方向に延びる一対のリング溝１２，１２が燃料孔８を上下に挟むように形成されており、それぞれシール性を有するＯリング９，９が嵌め込まれるようになっている。このＯリング９，９は、その外周部がぞれぞれ上記二つの段部Ｓ1 ，Ｓ2 側に圧接されるようになっており、取付孔６とノズルホルダ７との間に形成されるクリアランスＣを上下に区画して燃料通路Ｆを確保すると共に、ノズルホルダ７を図３に示すようにその先端圧入部６ａと併せて三箇所で取付孔６内に支持するようになっている。
【００１６】
そして、本発明の取付構造にあっては、図１に示すようにＯリング９，９のシール性を保ちつつこの取付孔６とノズルホルダ７との間に形成されるクリアランスＣのうち、取付孔６内の上段側に位置する段部Ｓ1 とノズルホルダ７とのクリアランスＣ1 を、下段側に位置する段部Ｓ2 とノズルホルダ７とのクリアランスＣ2 よりも狭く設定したものである。言い換えれば、Ｏリング９，９のシール性を保ちつつ段部Ｓ2 側のクリアランスＣ2 を段部Ｓ1 側のクリアランスＣ1 よりも広く設定したものである。
【００１７】
従って、図３に示すようにノズルホルダ７がその取付先端部６ａを支点として揺動した場合、ノズルホルダ７が下段側よりも先に上段側の段部Ｓ1 に突き当たってその荷重が弱まった後に、下段側の段部Ｓ2 に突き当たるようになる。この結果、従来のように下段側の段部Ｓ2 側に加わる荷重が大幅に低減されることになるため、燃料孔８周りに発生し易かった亀裂を未然に防止することが可能となる。
【００１８】
尚、図５に示すようにこの上段側の段部Ｓ1 が形成される部位は、その肉厚が下段側の段部Ｓ2 よりも大幅に厚くなって高い剛性を有しているため、ノズルホルダ７が通常突き当たる程度の荷重では他の部位に何ら悪影響を及ぼすおそれはない。
【００１９】
また、このクリアランスＣ1 ，Ｃ2 の差は実際には極僅か（数十〜数百μｍ）、すなわち、シリンダヘッド５を鋳込み成形した後の取付孔６の表面研磨作業によって調整できる程度の差であるため、新たな金型を製作する必要がなく、本発明を実施するに当たりそのコストは従来と殆ど変わることがない。
【００２０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、ノズルホルダが揺動した際にこれが剛性の高い段部側に先に突き当たるようになるため、従来燃料孔周りに発生し易かった亀裂を未然に且つ効果的に防止することが可能となり、ディーゼルエンジンの信頼性向上に貢献することができる等といった優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す部分拡大断面図である。
【図２】本発明に係る従来の油圧作動式電子制御燃料噴射システムの構成を示す概略図である。
【図３】インジェクタ及びノズルホルダの取付状態を示す断面図である。
【図４】インジェクタ及びノズルホルダの取付状態を示す分解図である。
【図５】図３中Ａ部を示す部分拡大図である。
【図６】ノズルホルダが取付孔の燃料孔付近を示す部分拡大図である。
【図７】図５中Ａ部を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
４ インジェクタ
５ シリンダヘッド
６ 取付孔
７ ノズルホルダ
９ Ｏリング
12 リング溝
Ｃ クリアランス
Ｃ1 上段側クリアランス
Ｃ2 下段側クリアランス
Ｓ1 上段側段部
Ｓ2 下段側段部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nozzle holder mounting structure for mounting an injector of a fuel injection device applied to a diesel engine to a cylinder head.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a fuel injection system applied to a diesel engine, a hydraulically operated electronically controlled fuel injection system (HEUI system) as shown in Japanese Patent Publication No. 6-511524 is known.
[0003]
In this hydraulically operated electronically controlled fuel injection system, as shown in FIG. 2, a part of engine oil o stored in the oil pan 1 is pressurized to a high pressure by a high pressure oil pump 2 and temporarily stored in the oil rail 3. Each of the injectors 4, 4, 4 and 4 is supplied, and by this hydraulic pressure, a pressure-increasing piston (not shown) provided in each of the injectors 4, 4, 4 and 4 is operated. The fuel supplied to 4, 4 and 4 is pressurized to the injection pressure, and the fuel is injected into each combustion chamber.
[0004]
In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, such an injector 4 is inserted into the mounting hole 6 of the cylinder head 5 of the diesel engine and is mounted. Since a cooling water passage 10 and a fuel passage 8 are formed around 6, the injector 4 is a sleeve for separating the fuel passage 8 from the cooling water passage 10 and oil and supplying fuel to the injector 4. It is attached in the attachment hole 6 through a nozzle holder 7 having a shape.
[0005]
The nozzle holder 7 of the injector 4 is basically fixed to the tip 6a of the mounting hole 6 by press fitting, and the upper part sandwiches the fuel hole 8 formed in the cylinder head 5 up and down. The two stepped portions S1 and S2 on the cylinder head 5 side are supported through a pair of o-rings 9 and 9 positioned as described above. That is, as shown in FIGS. 5 and 7, a certain clearance C is formed on the outer periphery of the upper portion of the nozzle holder 7 in order to allow a mechanical error with the oil rail 3 that is directly attached to the injector 4 later. Further, by dividing the clearance C up and down by the pair of o-rings 9 and 9, the respective passages through which the cooling water, fuel and oil pass are formed. As shown in the figure, the o-rings 9 and 9 are fitted into ring grooves 12 and 12 formed on the outer periphery of the injector 4 near the step portions S1 and S2, respectively. Further, reference numeral 13 in FIGS. 3 and 4 denotes a copper packing for sealing the tip of the injector 4.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this injector 4, the solenoid valve for turning ON / OFF the inflow of the accumulated oil is provided together with the pressure increasing piston for pressurizing the supplied fuel to the injection pressure as described above. Therefore, the injector 4 acts as a vibration source by the action of the electromagnetic valve, and the entire nozzle holder 7 vibrates together with the injector 4 as shown in FIG. 3, and finely rocks with the tip press-fitting portion 6a as a fulcrum. Then, the o-rings 9, 9 are crushed by the swinging of the nozzle holder 7, and the side wall of the nozzle holder 7 directly strikes the surface of the mounting hole 6 on the cylinder head 5 side, as shown in FIG. Cracks r may occur around the fuel hole 8 as a starting point.
[0007]
Therefore, the present invention has been devised in order to effectively solve such problems, and its purpose is to provide a novel cylinder head capable of effectively preventing cracks around the fuel holes in the cylinder head. A nozzle holder mounting structure is provided.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studying the phenomenon described above by the present inventors when devising the present invention, that is, the cracking phenomenon around the fuel hole 8 of the cylinder head caused by the oscillation of the nozzle holder 7, Oscillates, the two steps S1 and S2 located near the o-rings 9 and 9 respectively hit the step S2 mainly located on the lower step side, and a large load is applied to the step S2 side. I knew it would join. In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, the portion where the step S2 located on the lower side is formed is a thin sleeve projecting toward the cooling water passage 10 from the relationship with the cooling water passage 10. Therefore, it was found that the rigidity due to the collision was weak and the rigidity due to the collision was large, and the influence around the fuel hole 8 was particularly large.
[0009]
Therefore, in order to effectively solve such a problem, the present invention provides a nozzle holder mounting structure in the form of a sleeve for mounting an injector of a diesel engine to a mounting hole of a cylinder head. When the nozzle holder swings with the lower end of the mounting hole as a fulcrum, the upper side is first inserted. The clearance between the upper step and the nozzle holder is set to be narrower than the clearance of the lower step so as to abut against the lower step , and the two upper and lower steps face the mounting hole. The fuel holes provided in this way are formed so as to sandwich the upper and lower sides .
[0010]
By this, weakened impact force applied to the stepped portion of the lower stage, cracks easily occur around the fuel hole can be prevented from occurring.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows an embodiment of a nozzle holder mounting structure for a cylinder head according to the present invention, in which 5 is the cylinder head described above, 6 is a mounting hole formed in the cylinder head 5, 7. Is a sleeve-like nozzle holder that is inserted into the attachment hole 6 and attached thereto, 4 is an injector attached to the nozzle holder 7, and 8 is an injector 4 side through the nozzle holder 7 for fuel sent from the cylinder head 5 side It is a fuel hole for supplying to. Of these, the cylinder head 5 and the injector 4 are the same as those in the prior art, and the configuration thereof is omitted.
[0013]
As shown in the drawing, the inner diameter of the mounting hole 6 is increased in two steps upward, and step portions S1 and S2 are formed on the inner surface thereof.
[0014]
On the other hand, the outer diameter of the nozzle holder 7 is gradually reduced in the downward direction, and is positioned with a certain clearance C (gap) between the two step portions S1 and S2.
[0015]
A pair of ring grooves 12 and 12 extending in the circumferential direction are formed on the outer periphery of the nozzle holder 7 so as to sandwich the fuel hole 8 vertically, and O-rings 9 and 9 having sealing properties are fitted in the nozzle holder 7, respectively. It is like that. The O-rings 9 and 9 are configured so that their outer peripheral portions are pressed against the two stepped portions S1 and S2, respectively, and a clearance formed between the mounting hole 6 and the nozzle holder 7. The fuel passage F is ensured by dividing C vertically, and the nozzle holder 7 is supported in the mounting hole 6 at three locations together with the tip press-fitting portion 6a as shown in FIG.
[0016]
In the mounting structure of the present invention, as shown in FIG. 1, the clearance C formed between the mounting hole 6 and the nozzle holder 7 while maintaining the sealing performance of the O-rings 9, 9 is mounted. The clearance C1 between the step S1 located on the upper side in the hole 6 and the nozzle holder 7 is set to be narrower than the clearance C2 between the step S2 located on the lower side and the nozzle holder 7. In other words, the clearance C2 on the step S2 side is set wider than the clearance C1 on the step S1 side while maintaining the sealing performance of the O-rings 9 and 9.
[0017]
Therefore, as shown in FIG. 3, when the nozzle holder 7 swings around its mounting tip 6a as a fulcrum, after the nozzle holder 7 hits the upper step S1 before the lower step, the load is weakened. Then, it comes into contact with the lower step S2. As a result, since the load applied to the lower step S2 side is significantly reduced as in the prior art, it is possible to prevent the cracks that are likely to occur around the fuel hole 8 in advance.
[0018]
As shown in FIG. 5, the portion where the upper step portion S1 is formed is thicker than the lower step portion S2 and has high rigidity. There is no possibility that other parts will be adversely affected by a load that normally hits 7.
[0019]
The difference between the clearances C1 and C2 is actually very small (several tens to several hundreds μm), that is, a difference that can be adjusted by the surface polishing operation of the mounting hole 6 after the cylinder head 5 is cast and formed. Therefore, it is not necessary to manufacture a new mold, and the cost for implementing the present invention is hardly different from the conventional one.
[0020]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, when the nozzle holder is swung, it comes into first contact with the stiff side of the step, so that it is possible to effectively and effectively prevent cracks that have been easily generated around the fuel hole. It is possible to achieve excellent effects such as being able to contribute to improving the reliability of diesel engines.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional hydraulically operated electronically controlled fuel injection system according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an attachment state of an injector and a nozzle holder.
FIG. 4 is an exploded view showing an attachment state of an injector and a nozzle holder.
5 is a partially enlarged view showing a portion A in FIG. 3. FIG.
FIG. 6 is a partially enlarged view showing the vicinity of a fuel hole of a mounting hole in a nozzle holder.
7 is a partially enlarged view showing a portion A in FIG.
[Explanation of symbols]
4 Injector 5 Cylinder head 6 Mounting hole 7 Nozzle holder 9 O-ring
12 Ring groove C Clearance C1 Upper stage clearance C2 Lower stage clearance S1 Upper stage step S2 Lower stage step

Claims (1)

ディーゼルエンジンのインジェクタをシリンダヘッドの取付孔に取り付けるべくスリーブ状をしたノズルホルダの取付構造において、このノズルホルダ先端を上記取付孔下端部に圧入して取り付けると共に、その取付孔内上方の内径を異ならしめて上下二段の段部を形成し、このノズルホルダがその取付孔下端部を支点として揺動したときに、先に上段側の段部に突き当たるようにその上段側の段部とノズルホルダとのクリアランスを下段側の段部のクリアランスよりも狭く設定し、かつ、上記上下二段の段部が、上記取付孔内に臨むように設けられた燃料孔を上下に挟むように形成されていることを特徴とするシリンダヘッドのノズルホルダ取付構造。In a nozzle holder mounting structure in which a diesel engine injector is mounted in a cylinder head mounting hole, the tip of the nozzle holder is press-fitted into the lower end of the mounting hole, and the upper inner diameter of the mounting hole is different. When the nozzle holder is swung with the lower end of the mounting hole as a fulcrum, the upper step portion and the nozzle holder first come into contact with the upper step portion. The clearance is set to be narrower than the clearance of the lower step , and the two upper and lower steps are formed so as to sandwich the fuel hole provided so as to face the mounting hole. A nozzle head mounting structure for a cylinder head.

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