JP4333648B2 - Engine fuel piping structure - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの燃料配管構造に関し、特に、エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射するエンジンの、燃料インジェクタからのリターン燃料を回収する燃料配管構造に関する。 The present invention relates to a fuel piping structure for an engine, and more particularly to a fuel piping structure for recovering return fuel from a fuel injector of an engine that directly injects fuel into a combustion chamber of the engine.
燃焼室に直接燃料を噴射するディーゼルエンジンや直噴式ガソリンエンジンでは、各気筒の燃料インジェクタからリターン燃料を回収する燃料リターンパイプをシリンダヘッドカバーを貫通する配置とするのが普通である。しかし、そうした燃料リターンパイプの配置では、配管の取り回しが煩雑となる。そのため、例えば、一部のカムキャップに燃料リターンのための通路を形成し、各燃料インジェクタからの燃料リターンパイプをそのカムキャップに接続するとともに、カムキャップ内の通路をシリンダヘッドとの合わせ面を介し、シリンダヘッド内に追加加工した通路を通してシリンダヘッドカバー外へ取り出すようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、上記従来の技術は、基幹部品の一つであるシリンダヘッドの構造の見直し、変更を必要とし、場合により製造プロセスの変更も必要になるもので、容易に採用できない。 However, the above-described conventional technique requires a review and change of the structure of the cylinder head, which is one of the basic parts, and also requires a change in the manufacturing process.
本発明は、基幹部品の一つであるシリンダヘッドの構造に変更を加えることなく、簡便な構成により燃料インジェクタからのリターン燃料を回収しシリンダヘッドカバー外へ取り出すことのできる燃料配管構造を提供することを目的としている。 The present invention provides a fuel piping structure capable of collecting return fuel from a fuel injector and taking it out of the cylinder head cover with a simple configuration without changing the structure of the cylinder head, which is one of the basic components. It is an object.
本発明のエンジンの燃料配管構造は、シリンダヘッドに燃料インジェクタを配設し、該燃料インジェクタからリターン燃料を回収する燃料リターンパイプをシリンダヘッド上部のシリンダヘッドカバー内に配設するエンジンの燃料配管構造であって、シリンダヘッドに配設するカムシャフトの一端をエンジンの一側端部においてシリンダヘッド端壁の外方に突出させ、該カムシャフトをシリンダヘッドとの間に支承するカムキャップのうちのエンジンの一側端部に位置するカムキャップを、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に挟持されてシリンダヘッドカバーとの間で外周面がシールされるインナ部と、シリンダヘッドカバーの端壁の外方に位置するアウタ部とで構成し、インナ部に燃料リターンパイプを接続する燃料リターンパイプ接続口を設け、該燃料リターンパイプ接続口に連通する内部通路をインナ部からアウタ部にかけてカムキャップ内に設け、アウタ部に内部通路に連通するリターン燃料取出しパイプ接続口を設け、燃料インジェクタからのリターン燃料をカムキャップを介してシリンダヘッドカバー内から外部に取り出す構成としたことを特徴とする。 The fuel piping structure of the engine of the present invention is a fuel piping structure of an engine in which a fuel injector is disposed in a cylinder head, and a fuel return pipe for recovering return fuel from the fuel injector is disposed in a cylinder head cover above the cylinder head. An engine of a cam cap that has one end of a camshaft disposed on a cylinder head projecting outward from a cylinder head end wall at one end of the engine and supports the camshaft between the engine and the cylinder head. The cam cap located at one end of the cylinder is positioned between the inner part that is sandwiched between the cylinder head and the cylinder head cover and whose outer peripheral surface is sealed between the cylinder head cover and the end wall of the cylinder head cover. The fuel return consists of an outer part that connects the fuel return pipe to the inner part. An internal connection passage that communicates with the fuel return pipe connection port is provided in the cam cap from the inner portion to the outer portion, and a return fuel take-out pipe connection port that communicates with the internal passage is provided in the outer portion, from the fuel injector. The return fuel is taken out from the inside of the cylinder head cover via a cam cap.
この場合、基幹部品の一つであるシリンダヘッドの構造に変更を加えることなく、カムキャップの追加工のみで、簡便に、リターン燃料をシリンダヘッドカバー外へ取り出すことができる。 In this case, the return fuel can be easily taken out of the cylinder head cover by simply adding a cam cap without changing the structure of the cylinder head, which is one of the basic components.
本発明を適用するエンジンは直列多気筒エンジンであってよく、その場合、燃料リターンパイプは各燃料インジェクタのリターン燃料ポート間を直列接続するシングルパイプ構造とし、燃料リターンパイプの下流側をカムキャップのインナ部の側面の燃料リターンパイプ接続口に接続するのがよい。 The engine to which the present invention is applied may be an in-line multi-cylinder engine. In this case, the fuel return pipe has a single pipe structure in which the return fuel ports of the fuel injectors are connected in series, and the downstream side of the fuel return pipe has a cam cap. It is better to connect to the fuel return pipe connection port on the side of the inner part.
このように燃料リターンパイプを各燃料インジェクタのリターン燃料ポート間を直列接続するシングルパイプ構造とし、その下流側をカムキャップのインナ部の側面の燃料リターンパイプ接続口に接続することにより、気筒数に関係なくシリンダヘッドカバー内の燃料リターン配管系を簡素化できる。 In this way, the fuel return pipe has a single pipe structure in which the return fuel ports of each fuel injector are connected in series, and the downstream side thereof is connected to the fuel return pipe connection port on the side surface of the inner part of the cam cap, thereby increasing the number of cylinders. Regardless, the fuel return piping system in the cylinder head cover can be simplified.
また、本発明を適用するエンジンは、一側端部にカムシャフトにより駆動される機器を備え、該機器を収容するケーシングがカムキャップのアウタ部の外端面に連接されたエンジンであってよく、その場合、アウタ部の外周面にリターン燃料取出しパイプ接続口を形成するのがよい。 Further, the engine to which the present invention is applied may be an engine that includes a device driven by a camshaft at one side end, and a casing that houses the device is connected to the outer end surface of the outer portion of the cam cap, In that case, it is preferable to form a return fuel outlet pipe connection port on the outer peripheral surface of the outer portion.
カムシャフトにより駆動される機器のケーシングがカムキャップのアウタ部の外端面に連接されるエンジンの場合は、このようにアウタ部の外周面にリターン燃料取出しパイプ接続口を形成することで、簡便にリターン燃料をシリンダヘッドカバー外へ取り出すことができる。 In the case of an engine in which the casing of the device driven by the camshaft is connected to the outer end surface of the outer portion of the cam cap, the return fuel take-out pipe connection port is formed on the outer peripheral surface of the outer portion in this way, so that Return fuel can be taken out of the cylinder head cover.
また、本発明を適用するエンジンは、シリンダヘッドの側面に燃料ポンプから燃料が供給されるコモンレールをエンジン長手方向に沿って近接配設し、該コモンレールから各気筒の燃料インジェクタに燃料を供給する直噴ディーゼルエンジンであってよく、コモンレールからシリンダヘッドカバー内に配設した各燃料インジェクタに燃料を供給する各噴射燃料管がシリンダヘッドカバーを貫通する構成であってよい。 In addition, an engine to which the present invention is applied has a common rail that is provided close to the side surface of the cylinder head along the longitudinal direction of the engine so that fuel is supplied from the fuel pump, and fuel is supplied directly from the common rail to the fuel injectors of the respective cylinders. An injection diesel engine may be used, and each injection fuel pipe that supplies fuel to each fuel injector disposed in the cylinder head cover from the common rail may pass through the cylinder head cover.
コモンレール式のディーゼルエンジンの場合、このようにコモンレールから各燃料インジェクタに燃料を供給する各噴射燃料管をシリンダヘッドカバーを貫通する構成とすることで、シリンダヘッドカバー周囲の簡素化を図ることができる。 In the case of a common rail type diesel engine, the surroundings of the cylinder head cover can be simplified by adopting a configuration in which each injected fuel pipe that supplies fuel from the common rail to each fuel injector passes through the cylinder head cover.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、燃料インジェクタからのリターン燃料をカムキャップ内部の通路を介してシリンダヘッドカバー外に取り出すよう構成することにより、基幹部品の一つであるシリンダヘッドの構造に変更を加えることなく、簡便に、リターン燃料をシリンダヘッドカバー外へ取り出すことができる。 As is clear from the above description, according to the present invention, the return fuel from the fuel injector is taken out of the cylinder head cover through the passage inside the cam cap, thereby being a cylinder head that is one of the basic components. The return fuel can be easily taken out of the cylinder head cover without changing the structure.
そして、特に直列多気筒エンジンの場合に、燃料リターンパイプを各燃料インジェクタのリターン燃料ポート間を直列接続するシングルパイプ構造とし、その下流側をカムキャップのインナ部の側面の燃料リターンパイプ接続口に接続することにより、気筒数に関係なくシリンダヘッドカバー内の燃料リターン配管系を簡素化できる。 In particular, in the case of an in-line multi-cylinder engine, the fuel return pipe has a single pipe structure in which the return fuel ports of each fuel injector are connected in series, and the downstream side serves as a fuel return pipe connection port on the side surface of the inner part of the cam cap. By connecting, the fuel return piping system in the cylinder head cover can be simplified regardless of the number of cylinders.
また、特に、カムシャフトにより駆動される機器のケーシングがカムキャップのアウタ部の外端面に連接されるエンジンの場合に、アウタ部の外周面にリターン燃料取出しパイプ接続口を形成することで、簡便にリターン燃料をシリンダヘッドカバー外へ取り出すことができる。 In particular, in the case of an engine in which the casing of the device driven by the camshaft is connected to the outer end surface of the outer portion of the cam cap, a return fuel take-out pipe connection port is formed on the outer peripheral surface of the outer portion, thereby simplifying the operation. Return fuel can be taken out of the cylinder head cover.
また、特に、コモンレール式のディーゼルエンジンの場合に、コモンレールから各燃料インジェクタに燃料を供給する各噴射燃料管をシリンダヘッドカバーを貫通する構成とすることで、シリンダヘッドカバー周囲の簡素化を図ることができる。 In particular, in the case of a common rail type diesel engine, it is possible to simplify the periphery of the cylinder head cover by configuring each injection fuel pipe that supplies fuel from the common rail to each fuel injector through the cylinder head cover. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図6は本発明の実施の形態の一例を示している。図1はエンジンの燃料配管構造をエンジン側方から見た図、図2はエンジンの燃料配管構造の特徴部分をエンジン上方から見た図、図3はエンジンの燃料配管構造の特徴部分をエンジン後方から見た図、図4はエンジン後端側のカムキャップ単体をエンジン後方側から見た図(a)、同エンジン上方側から見た図(b)および同エンジン前方側から見た図(c)、図5はエンジン後端のカムアングルセンサ連結部分を水平断面にて示す図、図6はエンジン後端のカムアングルセンサを収容するケーシングをエンジン本体側から見た図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6 show an example of an embodiment of the present invention. 1 is a view of the fuel piping structure of the engine as viewed from the side of the engine, FIG. 2 is a view of the characteristic portion of the fuel piping structure of the engine as viewed from above the engine, and FIG. 3 is a characteristic portion of the fuel piping structure of the engine. FIG. 4 is a view of a cam cap unit on the rear end side of the engine as viewed from the rear side of the engine (a), a view from the upper side of the engine (b), and a view from the front side of the engine (c). FIG. 5 is a diagram showing a cam angle sensor connecting portion at the rear end of the engine in a horizontal cross section, and FIG. 6 is a view of the casing that houses the cam angle sensor at the rear end of the engine as viewed from the engine body side.
この実施の形態のエンジンは、シリンダヘッド1の各気筒の中央部位に鉛直向きに配設される燃料噴射用インジェクタ2(燃料インジェクタ)に、コモンレール3を介して高圧燃料ポンプであるサプライポンプ4からの高圧燃料を供給するコモンレール式の直列4気筒の直噴ディーゼルエンジンであり、吸気側(図1にて手前側)を車両前側にして気筒列方向が車幅方向に向き(エンジン出力軸であるクランクシャフトの軸方向が車幅方向に向き)、エンジン後側すなわちエンジン出力を取り出すクランクシャフトの後端側(図1にて右側)が、車両正面から見て右側に向き、エンジン前側(図1にて左側)が車両正面から見て左側に向く横置きの配置で車両前部のエンジンルームに搭載される。
The engine of this embodiment is connected to a fuel injection injector 2 (fuel injector) disposed vertically in a central portion of each cylinder of a
このエンジンのシリンダブロック5の前端面には、鋳造製のチェーンカバー6(裏面ケース)が取り付けられ、その前面に鋳造製のフロントケース7(表面カバー)が取り付けられて、それらチェーンカバー6とフロントケース7とでタイミングチェーン機構の収容空間が形成されている。
A cast chain cover 6 (back surface case) is attached to the front end surface of the
チェーンカバー6は、高さ方向にはシリンダブロック5の上端から下端までを覆っている。また、フロントケース7は、縦に長い形状で、シリンダヘッド1からオイルパン9の前端部までを覆っている。
The
そして、チェーンカバー6には、車両前方(エンジン吸気側の側方)に膨出する膨出部11が設けられ、この膨出部11のエンジン後方側の面にポンプ取付座部12が形成されている。そして、このポンプ取付座部12にチェーンカバー6に隣接してエンジン端部の車両前方側の側面に配設されたサプライポンプ4が取り付けられている。
The
チェーンカバー6とフロントカバー7とは相互にボルト締結されるとともに、アセンブリとしてシリンダブロック5にボルト締結される。
The
サプライポンプ4は、回転軸に略直交して対向配置された一対のプランジャユニットを有する2プランジャタイプの燃料ポンプであって、エンジン前面側に設けられたタイミングチェーン機構を利用してクランクシャフトによりチェーン駆動される。 The supply pump 4 is a two-plunger type fuel pump having a pair of plunger units disposed so as to face each other substantially orthogonally to the rotation shaft, and is chained by a crankshaft using a timing chain mechanism provided on the front side of the engine. Driven.
サプライポンプ4は、上端部および下端部に各プランジャユニットからの燃料をコモンレール3に供給するためのサプライパイプ21,22を連結するポンプ側連結部23,24を備え、中間部に燃料タンク(図示せず)からの燃料をサプライポンプ4に供給するためのインレットパイプ25を連結するポンプ側連結部26を備えている。
The supply pump 4 includes pump-
コモンレール3は、エンジン上部の車両前面側に気筒列方向(エンジン長手方向)に沿って近接配設されたもので、各サプライパイプ21,22を接続するための接続コネクター31,32と、各気筒のインジェクタ2に噴射燃料を供給する噴射燃料パイプ33〜36(噴射燃料管)を接続するための接続コネクター37〜40とが、コモンレール3の長手方向から見てコモンレール軸芯を挟む略対称となる位置に設けられ、噴射燃料パイプ33〜36の接続コネクター37〜40がコモンレール軸芯を通る垂線に対し車両後方側になるようにエンジンに傾斜搭載されている。
The
シリンダヘッド1の上部には、吸気用および排気用の2本のカムシャフト51,52が配されている。そして、排気用のカムシャフト52は、一端がエンジンの後端部(一側端部)においてシリンダヘッド1の後端壁の外方に突出している。
Two
このエンジンは、シリンダヘッド1の後端側に、カムシャフトの回転角を検出するカムアングルセンサのロータ53(カムシャフトにより駆動される機器)が配置され、後端にバキュームポンプ54とパワステアリングポンプ(図示せず)が配置される。そして、排気用のカムシャフト52により、カムアングルセンサのロータ53およびバキュームポンプ54が駆動され、さらにギヤ55を介してパワステアリングポンプが駆動される。
In this engine, a rotor 53 (a device driven by the camshaft) of a cam angle sensor that detects the rotation angle of the camshaft is disposed on the rear end side of the
排気用のカムシャフト52をシリンダヘッド1との間に支承するカムキャップのうちのエンジンの後端に位置するカムキャップ60は、シリンダヘッド1とシリンダヘッドカバー30との間に挟持されてシリンダヘッドカバー30との間で外周面がシールされる山形形状のインナ部61と、シリンダヘッドカバー30の端壁の外方に位置するアウタ部62とが一体になったもので、シリンダヘッド1にボルト締結にて固定される。
Of the cam caps that support the
そして、この後端側のカムキャップ60のインナ部61の前端面に、各インジェクタ2からのリターン燃料を回収する燃料リターンパイプ41を接続する燃料リターンパイプ接続口63が設けられ、この燃料リターンパイプ接続口63に連通する斜め通路部分と縦通路部分とからなる内部通路64がインナ部61からアウタ部62にかけてカムキャップ60内に設けられ、この内部通路64の縦通路部分に連通するリターン燃料取出しパイプ接続口65がアウタ部62の上部外周面に形成されている。
A fuel return
燃料リターンパイプ41は、各インジェクタ2のリターン燃料ポート間を直列接続するシングルパイプ構造のもので、シリンダヘッド1の上部を覆うシリンダヘッドカバー30内に位置するよう配設され、下流側が、カムキャップ60のインナ部61の前端面の燃料リターンパイプ接続口63に接続金具42を介して接続される。そして、カムキャップ60のアウタ部62のリターン燃料取出しパイプ接続口65に接続金具43を介してリターン燃料取出しパイプ(図示せず)が接続される。こうしてリターン燃料回収のための配管系が構成され、各インジェクタ2からのリターン燃料がカムキャップ60を介してシリンダヘッドカバー30の外に取り出される。
The
また、カムキャップ60には、インナ部61およびアウタ部62を前後横向きに貫通する通気用の横穴66が形成されている。
Further, the
シリンダヘッド1の後端面には、カムアングルセンサのロータ53を収容するためのケーシングであるタイミングケース70がボルト固定され、このタイミングケース70に、バキュームポンプ54の駆動部を係止するバキュームポンプ取付部81とパワステアリングポンプを取り付けるパワステアリングポンプ取付部82を備えたリヤカバー80がボルト固定される。タイミングケース70は、カムキャップ60のアウタ部62の後端面に連接される。
A
タイミングケース70は、中央部にカムシャフト52の端部を貫通させるシャフト穴71を有し、エンジン側の端面には、シャフト穴71に沿ってエンジン側に突出してシリンダヘッド1の端面凹部に嵌着する円筒端部72が形成されるとともに、その周囲にシリンダヘッド1との合わせ面73が形成されている。また、シャフト穴71を挟む合わせ面73の左右両側略対称位置の2箇所と、リヤカバー80のパワステアリングポンプ取付部82側に対応する張り出し部側の1箇所の、計3箇所に、シリンダヘッド1にボルト締結するための締結用ボルト穴74,75,76が形成されている。
The
また、タイミングケース70には、カムキャップ60の横穴66に対向する位置に通気孔77が形成され、リヤカバー80のバキュームポンプ取付部81側の下端近傍に、シリンダヘッド1の後端面に形成されたリターンオイル回収用の穴90に連通するドレン孔78が形成されている。そして、タイミングケース70の合わせ面73は、上部が通気孔77の周囲にまで延設され、下部がドレン孔78の周囲にまで延設されている。
Further, the
そして、タイミングケース70の合わせ面73には、円筒端部72と、左右両側の締結用ボルト孔74,75と、通気孔77と、ドレン孔78とを内側に取り囲む配置で液体シール用のシール溝79が形成され、カムシャフト52軸端の軸受部からにじみ出る潤滑オイルがシリンダヘッド1の端面とタイミングケース70の合わせ面73との間を下方へ流れてドレン孔78からシリンダヘッド1内へ回収され、また、シリンダヘッドカバー30内に溜まるミスト状のオイルがカムキャップ60の横穴66を通ってシリンダヘッド1の端面とタイミングケース70の合わせ面73との間に入り、タイミングケース70とリヤカバー80とで形成される空間に溜まるミスト状のオイルがタイミングケース70の通気孔77を通ってシリンダヘッド1の端面とタイミングケース70の合わせ面73との間に入り、それらミスト状のオイルが潤滑オイルと共にドレン孔78からシリンダヘッド1内へ回収されるようドレン系が構成されている。
Further, on the
シリンダヘッドカバー30は、排気用のカムシャフト52の後端部のカムキャップ60のアウタ部62が外部に露出するよう構成され、また、コモンレール3からシリンダヘッドカバー30内の各インジェクタ2に燃料を供給する各噴射燃料パイプ33〜36がシリンダヘッドカバー30を貫通するよう構成されている。
The
以上、実施の形態をコモンレール式のディーゼルエンジンの場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その他のディーゼルエンジンおよび直噴式のガソリンエンジンにも適用することができる。 As mentioned above, although embodiment demonstrated the case of the common rail type diesel engine, this invention is not limited to this, It can apply also to another diesel engine and a direct injection type gasoline engine.
1 シリンダヘッド
2 インジェクタ(燃料インジェクタ)
3 コモンレール
5 シリンダブロック
33、34、35、36 噴射燃料パイプ(噴射燃料管)
41 燃料リターンパイプ
51 吸気用のカムシャフト
52 排気用のカムシャフト
53 カムアングルセンサのロータ
54 バキュームポンプ
60 カムキャップ
61 インナ部
62 アウタ部
63 燃料リターンパイプ接続口
64 内部通路
65 リターン燃料取出しパイプ接続口
66 横穴
70 タイミングケース
71 シャフト穴
72 円筒端部
74、75、76 締結用ボルト穴
77 通気孔
78 ドレン孔
79 シール溝
80 リヤカバー
1
3
41
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