JP5928407B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.

従来、内燃機関の燃料噴射装置として、燃料を噴射するインジェクタが内燃機関のシリンダヘッドに配置された燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置として、例えば特許文献１には、シリンダヘッドに設けられた渦流室に向けて燃料を噴射するようにインジェクタがシリンダヘッドに配置された副室式ディーゼルエンジンが開示されている。また特許文献１には、内燃機関の運転中においてインジェクタが過熱することを抑制するために、インジェクタの先端部とシリンダヘッドとの間に高熱伝導率を有するパッキンを配置する技術が開示されている。特許文献１に係る技術によれば、インジェクタの熱を高熱伝導率のパッキンを介してシリンダヘッドに伝導させることで、インジェクタの過熱を抑制することができると考えられる。   Conventionally, as a fuel injection device for an internal combustion engine, a fuel injection device in which an injector for injecting fuel is arranged in a cylinder head of the internal combustion engine is known. As such a fuel injection device, for example, Patent Document 1 discloses a sub-chamber diesel engine in which an injector is disposed in a cylinder head so as to inject fuel toward a vortex chamber provided in the cylinder head. . Patent Document 1 discloses a technique in which a packing having a high thermal conductivity is disposed between a tip portion of an injector and a cylinder head in order to suppress overheating of the injector during operation of the internal combustion engine. . According to the technique according to Patent Document 1, it is considered that the overheating of the injector can be suppressed by conducting the heat of the injector to the cylinder head through the high thermal conductivity packing.

実開昭５９−１１５８６２号公報Japanese Utility Model Publication No.59-115862

特許文献１に係る技術では、内燃機関が停止した場合には、今度はインジェクタの熱が高熱伝導率のパッキンを介してシリンダヘッドに容易に伝導してしまう可能性がある。この場合、インジェクタの温度が容易に低下してしまい、その結果、インジェクタに結露が生じる可能性が高くなる。インジェクタに結露が生じた場合、インジェクタが腐食する可能性がある。   In the technique according to Patent Document 1, when the internal combustion engine is stopped, the heat of the injector may be easily conducted to the cylinder head through the packing having high thermal conductivity. In this case, the temperature of the injector easily decreases, and as a result, there is a high possibility that condensation will occur in the injector. If condensation occurs on the injector, the injector may corrode.

本発明は、インジェクタの過熱を抑制することができるとともにインジェクタへの結露の発生も抑制することができる内燃機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine that can suppress overheating of the injector and also suppress the occurrence of condensation on the injector.

本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、内燃機関のシリンダヘッドに配置されたインジェクタと、前記インジェクタと前記シリンダヘッドとによって挟持されたガスケットと、を備え、前記ガスケットの前記シリンダヘッドに接する面および前記ガスケットの前記インジェクタに接する面の少なくとも一方が、可変熱伝導率材料によって構成されており、前記可変熱伝導率材料は、前記可変熱伝導率材料の温度が水の露点温度よりも高い所定温度以上になった場合において、前記可変熱伝導率材料の前記温度が高くなるほど前記可変熱伝導率材料の熱伝導率が高くなるように前記可変熱伝導率材料の前記熱伝導率が変化する材料であることを特徴とする。   A fuel injection device for an internal combustion engine according to the present invention includes an injector disposed on a cylinder head of the internal combustion engine, and a gasket sandwiched between the injector and the cylinder head, and a surface of the gasket that contacts the cylinder head. And at least one of the surfaces of the gasket in contact with the injector is made of a variable thermal conductivity material, and the variable thermal conductivity material has a predetermined temperature at which the temperature of the variable thermal conductivity material is higher than a dew point temperature of water. A material in which the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material changes such that the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material increases as the temperature of the variable thermal conductivity material increases as the temperature rises above the temperature. It is characterized by being.

本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置によれば、ガスケットの温度が所定温度（＞露点温度）未満の場合には、ガスケットによってインジェクタの放熱を抑制することができる。その結果、インジェクタの温度低下を抑制することができることから、インジェクタに結露が生じることを抑制することができる。また本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置によれば、ガスケットの温度が所定温度以上になった場合にはガスケットの可変熱伝導率材料の熱伝導率が上昇することから、インジェクタの放熱を促進させることができる。その結果、インジェクタの過熱を抑制することができる。このように本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置によれば、インジェクタの過熱を抑制することができるとともにインジェクタへの結露の発生も抑制することができる。   According to the fuel injection device for an internal combustion engine according to the present invention, when the temperature of the gasket is lower than a predetermined temperature (> dew point temperature), the heat radiation of the injector can be suppressed by the gasket. As a result, since the temperature drop of the injector can be suppressed, it is possible to suppress the occurrence of condensation on the injector. Further, according to the fuel injection device for an internal combustion engine according to the present invention, when the temperature of the gasket exceeds a predetermined temperature, the heat conductivity of the variable thermal conductivity material of the gasket increases. Can be made. As a result, overheating of the injector can be suppressed. Thus, according to the fuel injection device for an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to suppress overheating of the injector and to suppress the occurrence of condensation on the injector.

上記構成において、前記可変熱伝導率材料の前記熱伝導率は、前記可変熱伝導率材料の前記温度が前記所定温度以上になった場合において、少なくとも１Ｗ／（ｍ・Ｋ）から４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内で変化してもよい。この構成によれば、ガスケットは低温時には樹脂のように高い断熱性能を発揮することができ、高温時には銅のように高い放熱性能を発揮することができる。それにより、インジェクタへの結露の発生およびインジェクタの過熱を効果的に抑制することができる。   In the above configuration, the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material is at least 1 W / (m · K) to 400 W / (m when the temperature of the variable thermal conductivity material is equal to or higher than the predetermined temperature. -You may change within the range of K). According to this configuration, the gasket can exhibit high heat insulation performance like a resin at a low temperature, and can exhibit high heat dissipation performance like copper at a high temperature. Thereby, generation | occurrence | production of the dew condensation to an injector and overheating of an injector can be suppressed effectively.

本発明によれば、インジェクタの過熱を抑制することができるとともにインジェクタへの結露の発生も抑制することができる内燃機関の燃料噴射装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel-injection apparatus of the internal combustion engine which can suppress the overheating of an injector and can also suppress generation | occurrence | production of dew condensation to an injector can be provided.

図１（ａ）は内燃機関の全体構成を示す模式図である。図１（ｂ）は燃料噴射装置の詳細を説明するための模式図である。図１（ｃ）はガスケットの近傍を拡大して示す模式図である。FIG. 1A is a schematic diagram showing the overall configuration of an internal combustion engine. FIG.1 (b) is a schematic diagram for demonstrating the detail of a fuel-injection apparatus. FIG.1 (c) is a schematic diagram which expands and shows the vicinity of a gasket. 図２（ａ）は可変熱伝導率材料の熱伝導率の温度変化を示す模式図である。図２（ｂ）はコスモスヒートパイプ（ＣＨＰ）の熱伝導率を説明するための模式図である。FIG. 2A is a schematic diagram showing a temperature change of the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material. FIG. 2B is a schematic view for explaining the thermal conductivity of the cosmos heat pipe (CHP). 図３（ａ）は燃料噴射装置によるインジェクタへの結露の抑制効果を説明するための模式図である。図３（ｂ）は燃料噴射装置によるインジェクタの過熱抑制効果を説明するための模式図である。Fig.3 (a) is a schematic diagram for demonstrating the inhibitory effect of the dew condensation to the injector by a fuel-injection apparatus. FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the effect of suppressing overheating of the injector by the fuel injection device. 図４（ａ）〜図４（ｄ）は実施例の変形例に係るガスケットを示す模式図である。FIG. 4A to FIG. 4D are schematic views showing a gasket according to a modification of the embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

本発明の実施例に係る内燃機関の燃料噴射装置６０について説明する。まず燃料噴射装置６０が適用される内燃機関５の全体構成について説明し、次いで燃料噴射装置６０の詳細について説明する。図１（ａ）は内燃機関５の全体構成を示す模式図である。本実施例に係る内燃機関５は車両に搭載されている。本実施例においては内燃機関５の一例として、圧縮着火式の内燃機関、具体的にはディーゼルエンジンを用いる。但し、燃料噴射装置６０が適用される内燃機関５はこれに限定されるものではない。内燃機関５の他の例として、例えばガソリンエンジンを用いることもできる。   A fuel injection device 60 for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described. First, the overall configuration of the internal combustion engine 5 to which the fuel injection device 60 is applied will be described, and then the details of the fuel injection device 60 will be described. FIG. 1A is a schematic diagram showing the overall configuration of the internal combustion engine 5. The internal combustion engine 5 according to the present embodiment is mounted on a vehicle. In the present embodiment, as an example of the internal combustion engine 5, a compression ignition type internal combustion engine, specifically, a diesel engine is used. However, the internal combustion engine 5 to which the fuel injection device 60 is applied is not limited to this. As another example of the internal combustion engine 5, for example, a gasoline engine can be used.

内燃機関５は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上部に配置されたシリンダヘッド２０と、シリンダブロック１０に形成された気筒１５に配置されたピストン３０とを備えている。シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とピストン３０とによって囲まれた領域を、燃焼室１６と称する。なお本実施例における上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば図１（ａ）における上方および下方は、重力方向で水平の方向であってもよい。また内燃機関５は、燃焼室１６に流入する吸気が通過する吸気通路４０と、燃焼室１６から排出された排気が通過する排気通路４１とを備えている。吸気通路４０の上流端から吸気通路４０に流入する吸気は、新気（排気を含まない空気）である。   The internal combustion engine 5 includes a cylinder block 10, a cylinder head 20 disposed on the top of the cylinder block 10, and a piston 30 disposed on a cylinder 15 formed on the cylinder block 10. A region surrounded by the cylinder block 10, the cylinder head 20, and the piston 30 is referred to as a combustion chamber 16. Note that the upper and lower portions in this embodiment do not necessarily need to coincide with the upper and lower portions in the direction of gravity. For example, the upper side and the lower side in FIG. The internal combustion engine 5 also includes an intake passage 40 through which intake air flowing into the combustion chamber 16 passes and an exhaust passage 41 through which exhaust exhausted from the combustion chamber 16 passes. The intake air that flows into the intake passage 40 from the upstream end of the intake passage 40 is fresh air (air that does not include exhaust).

また内燃機関５は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置として、ＥＧＲ通路５０と、ＥＧＲクーラ５１と、ＥＧＲバルブ５２とを備えている。ＥＧＲ通路５０は、吸気通路４０の通路途中と排気通路４１の通路途中とを連通している。ＥＧＲ通路５０は、気筒１５から排出された排気の一部を吸気通路４０に再循環させる通路である。これ以降、ＥＧＲ通路５０を通過して吸気通路４０に導入される排気をＥＧＲガスと称する。ＥＧＲクーラ５１はＥＧＲ通路５０に配置されている。ＥＧＲクーラ５１はＥＧＲガスを冷却する装置である。ＥＧＲバルブ５２はＥＧＲ通路５０に配置されている。具体的には本実施例に係るＥＧＲバルブ５２は、ＥＧＲ通路５０のＥＧＲクーラ５１よりも下流側に配置されている。但しＥＧＲバルブ５２のＥＧＲ通路５０における具体的な配置箇所は、これに限定されるものではない。ＥＧＲバルブ５２は、制御装置１００からの指示を受けて開閉することでＥＧＲガスの量を調整する。   The internal combustion engine 5 includes an EGR passage 50, an EGR cooler 51, and an EGR valve 52 as an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device. The EGR passage 50 communicates between the passage of the intake passage 40 and the passage of the exhaust passage 41. The EGR passage 50 is a passage for recirculating a part of the exhaust discharged from the cylinder 15 to the intake passage 40. Hereinafter, the exhaust gas that passes through the EGR passage 50 and is introduced into the intake passage 40 is referred to as EGR gas. The EGR cooler 51 is disposed in the EGR passage 50. The EGR cooler 51 is a device that cools the EGR gas. The EGR valve 52 is disposed in the EGR passage 50. Specifically, the EGR valve 52 according to this embodiment is disposed on the downstream side of the EGR cooler 51 in the EGR passage 50. However, the specific location of the EGR valve 52 in the EGR passage 50 is not limited to this. The EGR valve 52 adjusts the amount of EGR gas by opening and closing in response to an instruction from the control device 100.

また内燃機関５は燃料噴射装置６０を備えている。本実施例に係る燃料噴射装置６０は、インジェクタ７０と、ガスケット９０（ガスケット９０は後述する図１（ｂ）等において図示されている）と、インジェクタ７０を制御する制御装置１００とを備えている。本実施例においては、制御装置１００の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３を備える電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いる。ＣＰＵ１０１はインジェクタ７０を制御する制御部としての機能を有している。ＲＯＭ１０２およびＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の動作に必要な情報を記憶する記憶部としての機能を有している。   The internal combustion engine 5 includes a fuel injection device 60. The fuel injection device 60 according to the present embodiment includes an injector 70, a gasket 90 (the gasket 90 is illustrated in FIG. 1B and the like described later), and a control device 100 that controls the injector 70. . In this embodiment, an electronic control unit (Electronic Control Unit) including a CPU (Central Processing Unit) 101, a ROM (Read Only Memory) 102, and a RAM (Random Access Memory) 103 is used as an example of the control device 100. The CPU 101 has a function as a control unit that controls the injector 70. The ROM 102 and the RAM 103 have a function as a storage unit that stores information necessary for the operation of the CPU 101.

また内燃機関５は、制御装置１００の制御に必要な情報を検出するセンサを備えている。図１（ａ）にはこのセンサの一例として、クランクポジションセンサ１１０が図示されている。クランクポジションセンサ１１０は内燃機関５のクランクシャフト（クランクシャフトはピストン３０にコンロッドを介して接続されている）の位置を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。それにより制御装置１００は内燃機関５のクランク角を取得する。なお、内燃機関５の吸気行程、圧縮行程等の各行程、燃料噴射時期、ピストン３０の位置、吸気弁および排気弁の位置等の内燃機関５の運転状態を示す指標はクランク角を基準単位としている。したがって制御装置１００は、クランク角を取得することで内燃機関５の運転状態を取得することができる。なお内燃機関５は、クランクポジションセンサ１１０以外にも、吸入空気量を検出するエアフロメータ、アクセルの位置を検出するアクセルポジションセンサ等の種々のセンサを備えている。制御装置１００はこれらのセンサの検出結果に基づいてインジェクタ７０およびＥＧＲバルブ５２を制御することで、ユーザによる車両の運転操作に応じて内燃機関５の運転状態を制御している。   The internal combustion engine 5 includes a sensor that detects information necessary for control of the control device 100. FIG. 1A shows a crank position sensor 110 as an example of this sensor. The crank position sensor 110 detects the position of the crankshaft of the internal combustion engine 5 (the crankshaft is connected to the piston 30 via a connecting rod) and transmits the detection result to the control device 100. Thereby, the control apparatus 100 acquires the crank angle of the internal combustion engine 5. Indices indicating the operating state of the internal combustion engine 5 such as each stroke such as the intake stroke and compression stroke of the internal combustion engine 5, the fuel injection timing, the position of the piston 30, the positions of the intake valve and the exhaust valve are based on the crank angle as a reference unit. Yes. Therefore, the control device 100 can acquire the operating state of the internal combustion engine 5 by acquiring the crank angle. In addition to the crank position sensor 110, the internal combustion engine 5 includes various sensors such as an air flow meter for detecting the intake air amount and an accelerator position sensor for detecting the accelerator position. The control device 100 controls the operating state of the internal combustion engine 5 in accordance with the driving operation of the vehicle by the user by controlling the injector 70 and the EGR valve 52 based on the detection results of these sensors.

続いて燃料噴射装置６０の詳細について説明する。図１（ｂ）は燃料噴射装置６０の詳細を説明するための模式図である。具体的には図１（ｂ）は、内燃機関５のインジェクタ７０の先端部近傍を模式的に図示したものである。本実施例に係るインジェクタ７０は、シリンダヘッド２０に配置されている。具体的にはインジェクタ７０は、燃焼室１６に向けて燃料（Ｆ）が噴射されるように、シリンダヘッド２０に配置されている。すなわち、本実施例に係る内燃機関５はいわゆる筒内直接噴射式の内燃機関である。インジェクタ７０のシリンダヘッド２０における具体的な配置箇所は特に限定されるものではないが、本実施例に係るインジェクタ７０は、シリンダヘッド２０の燃焼室１６における天井部の中央に配置されている。   Next, details of the fuel injection device 60 will be described. FIG. 1B is a schematic diagram for explaining the details of the fuel injection device 60. Specifically, FIG. 1 (b) schematically shows the vicinity of the tip of the injector 70 of the internal combustion engine 5. The injector 70 according to the present embodiment is disposed in the cylinder head 20. Specifically, the injector 70 is disposed in the cylinder head 20 so that fuel (F) is injected toward the combustion chamber 16. That is, the internal combustion engine 5 according to the present embodiment is a so-called direct injection internal combustion engine. Although the specific arrangement | positioning location in the cylinder head 20 of the injector 70 is not specifically limited, The injector 70 which concerns on a present Example is arrange | positioned in the center of the ceiling part in the combustion chamber 16 of the cylinder head 20. FIG.

本実施例に係るインジェクタ７０は、燃料が噴射される孔である噴孔７２（図１（ｂ）の右下の拡大図参照）を先端部に有するボディ７１と、ボディ７１の内部にリフト可能に配置されて噴孔７２からの燃料噴射を制御するニードル（図示せず）と、制御装置１００の指示を受けてニードルを駆動する駆動部（図示せず）とを備えている。なお図１（ｂ）において軸線７３が図示されているが、これはボディ７１の中心軸であるとともにニードルの中心軸でもある。なおインジェクタ７０の内部機構（具体的にはボディ７１の内部構造、ニードルおよび駆動部の構造）は、公知のインジェクタの内部機構と同様であるため、これ以上詳細な説明は省略する。   The injector 70 according to the present embodiment can be lifted into a body 71 having a nozzle hole 72 (refer to an enlarged view at the lower right of FIG. 1B) that is a hole through which fuel is injected, and the inside of the body 71. And a needle (not shown) that controls fuel injection from the nozzle hole 72 and a drive unit (not shown) that drives the needle in response to an instruction from the control device 100. In addition, although the axis line 73 is illustrated in FIG.1 (b), this is a center axis | shaft of the body 71 and is also a center axis | shaft of a needle. The internal mechanism of the injector 70 (specifically, the internal structure of the body 71, the structure of the needle and the drive unit) is the same as the known internal mechanism of the injector, and therefore will not be described in further detail.

本実施例に係るインジェクタ７０のボディ７１は、大径部７４と小径部７５とを有している。小径部７５は、大径部７４の先端に接続しており、大径部７４よりも小さい径を有している。また本実施例に係る小径部７５は、ストレート部７６と、ストレート部７６の先端に接続した円錐形状部７７と、円錐形状部７７の先端に接続した半球形状部７８とを有している。ストレート部７６の径は、軸線７３に沿った方向（以下、軸線方向と称する）において一様である。円錐形状部７７は、軸線方向で先端に向かうほど径が小さくなる円錐形状を有している。半球形状部７８は半球形状を有している。本実施例に係る噴孔７２は半球形状部７８に形成されている。本実施例に係る円錐形状部７７および半球形状部７８は、シリンダヘッド２０の下面（具体的には天井面）よりもさらに下方に位置している。これ以降の説明において、インジェクタ７０の先端部と称した場合、具体的には円錐形状部７７および半球形状部７８のことをいう。なおインジェクタ７０のボディ７１の形状は上述した形状に限定されるものではなく、例えばボディ７１は半球形状部７８を有していなくてもよい。この場合、ボディ７１の円錐形状部７７の先端に噴孔７２が形成されることになる。   The body 71 of the injector 70 according to this embodiment has a large diameter portion 74 and a small diameter portion 75. The small diameter portion 75 is connected to the tip of the large diameter portion 74 and has a smaller diameter than the large diameter portion 74. The small-diameter portion 75 according to this embodiment includes a straight portion 76, a conical portion 77 connected to the tip of the straight portion 76, and a hemispherical portion 78 connected to the tip of the conical portion 77. The diameter of the straight portion 76 is uniform in a direction along the axis 73 (hereinafter referred to as the axial direction). The conical portion 77 has a conical shape whose diameter decreases toward the tip in the axial direction. The hemispherical portion 78 has a hemispherical shape. The nozzle hole 72 according to the present embodiment is formed in the hemispherical portion 78. The conical portion 77 and the hemispherical portion 78 according to the present embodiment are located further below the lower surface (specifically, the ceiling surface) of the cylinder head 20. In the following description, when referred to as the tip portion of the injector 70, it specifically refers to the conical portion 77 and the hemispherical portion 78. The shape of the body 71 of the injector 70 is not limited to the shape described above. For example, the body 71 may not have the hemispherical portion 78. In this case, the nozzle hole 72 is formed at the tip of the conical portion 77 of the body 71.

また本実施例に係るシリンダヘッド２０と小径部７５および大径部７４との間には、隙間８０が設けられている。ガスケット９０は、隙間８０に配置されている。ガスケット９０は、燃焼室１６のガスが隙間８０を通過してガスケット９０よりもインジェクタ７０の後端側（図１（ｂ）では上方側）へ流入することを抑制するガスシール部材としての機能を有している。本実施例に係るガスケット９０は、インジェクタ７０（具体的にはインジェクタ７０のボディ７１）とシリンダヘッド２０とによって挟持されるように隙間８０に配置されている。このガスケット９０の配置態様を具体的に説明すると次のようになる。   Further, a gap 80 is provided between the cylinder head 20 according to this embodiment and the small diameter portion 75 and the large diameter portion 74. The gasket 90 is disposed in the gap 80. The gasket 90 functions as a gas seal member that suppresses the gas in the combustion chamber 16 from passing through the gap 80 and flowing into the rear end side of the injector 70 (upward in FIG. 1B) from the gasket 90. Have. The gasket 90 according to the present embodiment is disposed in the gap 80 so as to be sandwiched between the injector 70 (specifically, the body 71 of the injector 70) and the cylinder head 20. The arrangement of the gasket 90 will be specifically described as follows.

図１（ｃ）は、ガスケット９０の近傍を拡大して示す模式図である。具体的には図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡで図示した部分を拡大して模式的に図示している。なお図１（ｃ）において、ガスケット９０の形状を理解し易くするために、シリンダヘッド２０およびインジェクタ７０のボディ７１は想像線によって図示されている。図１（ｂ）および図１（ｃ）を参照して、本実施例に係るガスケット９０はリング形状を有している。   FIG. 1C is a schematic view showing the vicinity of the gasket 90 in an enlarged manner. Specifically, FIG. 1C schematically shows an enlarged view of the portion indicated by A in FIG. In FIG. 1C, the cylinder head 20 and the body 71 of the injector 70 are illustrated by imaginary lines in order to facilitate understanding of the shape of the gasket 90. Referring to FIG. 1B and FIG. 1C, the gasket 90 according to the present embodiment has a ring shape.

また本実施例に係るガスケット９０は、インジェクタ７０の大径部７４と小径部７５との間の部分に存在する段差と、シリンダヘッド２０とによって挟持されている。具体的には図１（ｃ）を参照して、本実施例に係るガスケット９０は、ボディ７１の大径部７４と小径部７５との間の部分に存在する段差の面８１ａ（これは先端側に向いた面である）と、この面８１ａとの間に隙間８０を有しつつ面８１ａに対向しているシリンダヘッド２０の面２１ａとによって、上下方向から挟まれている。また本実施例において、ボディ７１の面８１ｂ（これはボディ７１のストレート部７６の側面（軸線７３に平行な面）である）と、この面８１ｂとの間に隙間８０を有しつつ面８１ｂに対向しているシリンダヘッド２０の面２１ｂとの間には、ガスケット９０は配置されていない。これ以降、ガスケット９０の外周面のうち、シリンダヘッド２０に接する面をシリンダヘッド側面９１と称し、インジェクタ７０に接する面をインジェクタ側面９２と称する。   Further, the gasket 90 according to the present embodiment is sandwiched between the cylinder head 20 and the step existing in the portion between the large diameter portion 74 and the small diameter portion 75 of the injector 70. Specifically, referring to FIG. 1C, the gasket 90 according to the present embodiment has a step surface 81 a (this is a tip) that exists in a portion between the large diameter portion 74 and the small diameter portion 75 of the body 71. And the surface 21a of the cylinder head 20 facing the surface 81a while having a gap 80 between the surface 81a and the surface 81a. Further, in this embodiment, the surface 81b while having a gap 80 between the surface 81b of the body 71 (this is the side surface of the straight portion 76 of the body 71 (surface parallel to the axis 73)) and the surface 81b. The gasket 90 is not disposed between the surface 21b of the cylinder head 20 facing the cylinder. Hereinafter, of the outer peripheral surface of the gasket 90, the surface in contact with the cylinder head 20 is referred to as a cylinder head side surface 91, and the surface in contact with the injector 70 is referred to as an injector side surface 92.

本実施例に係るガスケット９０は、その全体が可変熱伝導率材料によって構成されている。本実施例に係る可変熱伝導率材料は、その温度が水の露点温度よりも高い所定温度以上になった場合において、可変熱伝導率材料の温度が高くなるほど可変熱伝導率材料の熱伝導率が高くなるように可変熱伝導率材料の熱伝導率が変化する材料である。この可変熱伝導率材料の詳細は後述する。なお本実施例に係るガスケット９０はその全体が可変熱伝導率材料によって構成されているため、ガスケット９０のシリンダヘッド側面９１およびインジェクタ側面９２の両方とも可変熱伝導率材料によって構成されていることになる。但しガスケット９０の具体的構成はこれに限定されるものではなく、シリンダヘッド側面９１およびインジェクタ側面９２の少なくとも一方が可変熱伝導率材料によって構成されていればよい。なお、シリンダヘッド側面９１およびインジェクタ側面９２の一方が可変熱伝導率材料によって構成されたガスケットの具体例は、後述する図４において説明する。   The gasket 90 according to the present embodiment is entirely made of a variable thermal conductivity material. When the temperature of the variable thermal conductivity material according to this example is equal to or higher than a predetermined temperature higher than the dew point temperature of water, the higher the temperature of the variable thermal conductivity material, the higher the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material. This is a material in which the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material changes so as to increase. Details of the variable thermal conductivity material will be described later. In addition, since the gasket 90 which concerns on a present Example is entirely comprised with the variable thermal conductivity material, both the cylinder head side surface 91 and the injector side surface 92 of the gasket 90 are comprised with the variable thermal conductivity material. Become. However, the specific configuration of the gasket 90 is not limited to this, and it is sufficient that at least one of the cylinder head side surface 91 and the injector side surface 92 is made of a variable thermal conductivity material. A specific example of the gasket in which one of the cylinder head side surface 91 and the injector side surface 92 is made of a variable thermal conductivity material will be described later with reference to FIG.

続いて本実施例に係る可変熱伝導率材料の詳細について説明する。図２（ａ）は可変熱伝導率材料の熱伝導率の温度変化を示す模式図である。図２（ａ）の縦軸は可変熱伝導率材料の熱伝導率を示し、横軸は可変熱伝導率材料の温度を示している。図２（ａ）の横軸において、温度Ｔ１は水の露点温度を示している。なお、水の露点温度とは、水が結露する温度をいう。以下、露点温度と称した場合、特段の断りがない限り、水の露点温度を意味することとする。なお温度Ｔ１の具体的な値としては、５０℃を用いることができる。図２（ａ）の横軸において、温度Ｔ２は温度Ｔ１よりも所定温度高い温度である。本実施例においては温度Ｔ２の一例として、温度Ｔ１よりも１００℃高い温度を用いる。温度Ｔ３は温度Ｔ２よりもさらに所定温度高い温度である。本実施例においては温度Ｔ３の一例として、温度Ｔ２よりもさらに５０℃高い温度を用いる。その結果、本実施例に係る温度Ｔ３は温度Ｔ１よりも１５０℃高い温度になっている。図２（ａ）のライン２００は、可変熱伝導率材料の熱伝導率の温度変化を示すラインである。 Next, details of the variable thermal conductivity material according to the present embodiment will be described. FIG. 2A is a schematic diagram showing a temperature change of the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material. The vertical axis in FIG. 2A indicates the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material, and the horizontal axis indicates the temperature of the variable thermal conductivity material. On the horizontal axis in FIG. 2 (a), the temperatures T 1 represents the dew point temperature of the water. In addition, the dew point temperature of water means the temperature at which water is condensed. Hereinafter, the dew point temperature means the dew point temperature of water unless otherwise specified. Note A specific value of the temperature T 1, it is possible to use a 50 ° C.. On the horizontal axis in FIG. 2 (a), the temperature T 2 is a predetermined temperature higher than the temperature T 1. As an example of the temperature T 2 in the present embodiment, using a 100 ° C. higher than the temperature T 1. Temperature T 3 is a further predetermined temperature higher than the temperature T 2. As an example of the temperature T 3 in the present embodiment, using a higher temperature further 50 ° C. than the temperature T 2. As a result, the temperature T 3 according to the present example is higher by 150 ° C. than the temperature T 1 . A line 200 in FIG. 2A is a line showing a temperature change of the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material.

図２（ａ）のライン２００から分るように、本実施例に係る可変熱伝導率材料の熱伝導率は、温度Ｔ２未満の場合はα１である。可変熱伝導率材料の熱伝導率は、温度Ｔ２以上になった場合に温度が高くなるほど高くなり、この熱伝導率の上昇は温度Ｔ３まで続いている。そして、可変熱伝導率材料の熱伝導率は温度Ｔ３の場合にα３になっている。このように本実施例に係る可変熱伝導率材料の熱伝導率は、可変熱伝導率材料の温度が水の露点温度（Ｔ１）よりも高い所定温度（具体的にはＴ２）以上になった場合において、可変熱伝導率材料の温度が高くなるほど高くなっている。なお、前述したように本実施例では所定温度（Ｔ２）として露点温度（Ｔ１）よりも１００℃高い温度を用いているが、所定温度（Ｔ２）の具体的な値はこれに限定されるものではない。 As can be seen from the line 200 in FIG. 2A, the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material according to the present embodiment is α 1 when the temperature is lower than T 2 . The thermal conductivity of the variable heat conductivity material is higher as the temperature becomes higher if it becomes temperature T 2 above, increase of the heat conductivity is continued until the temperature T 3. The thermal conductivity of the variable thermal conductivity material is α 3 when the temperature is T 3 . As described above, the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material according to the present embodiment is such that the temperature of the variable thermal conductivity material is equal to or higher than a predetermined temperature (specifically, T 2 ) higher than the dew point temperature (T 1 ) of water. In this case, the temperature of the variable thermal conductivity material increases as the temperature increases. Although this embodiment as described above is used a higher temperature 100 ° C. above the dew point temperature (T 1) as a predetermined temperature (T 2), limited to a specific value of the predetermined temperature (T 2) Is not to be done.

上述したような熱伝導率の温度変化を示す可変熱伝導率材料の具体的構成としては、例えば特開平１１−２３６６３６号公報に開示されている可変熱伝導率材料や、東京大学によって開発されたコスモスヒートパイプ（ＣＯＳＭＯＳ ＨＥＡＴ ＰＩＰＥ；以下ＣＨＰと略称する）等を用いることができる。なお、仮にガスケット９０の可変熱伝導率材料として特開平１１−２３６６３６号公報に開示されている可変熱伝導率材料を用いる場合の一例を挙げると、母相として例えば平均熱膨張係数が２３．２×１０−５／Ｋであるアルミニウムを用い、分散粒子として例えば平均熱膨張係数が３４×１０−５／Ｋである塩化ナトリウムを用い、母相中に分散粒子を３次元ネットワーク状に分散させるとともに母相と分散粒子との界面に気孔を配置したものを用いることができる。 As a specific configuration of the variable thermal conductivity material showing the temperature change of the thermal conductivity as described above, for example, the variable thermal conductivity material disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-236636 or the University of Tokyo was developed. A cosmos heat pipe (COSMOS HEAT PIPE; hereinafter abbreviated as CHP) or the like can be used. In addition, if an example in the case of using the variable thermal conductivity material disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-236636 as the variable thermal conductivity material of the gasket 90 is given, for example, the average thermal expansion coefficient is 23.2 as the parent phase. Using aluminum having × 10 −5 / K and using, for example, sodium chloride having an average coefficient of thermal expansion of 34 × 10 −5 / K as the dispersed particles, the dispersed particles are dispersed in a three-dimensional network in the matrix. Those having pores arranged at the interface between the matrix phase and the dispersed particles can be used.

本実施例においては、ガスケット９０の可変熱伝導率材料の一例としてＣＨＰを用いることとする。図２（ｂ）はＣＨＰの熱伝導率を説明するための模式図である。なお図２（ｂ）の横軸は熱伝導率を対数目盛りで図示している。図２（ｂ）には、気体、液体、非金属固体、金属、ＣＨＰ（Ａｌ）およびＣＨＰ（ＳｉＯ２）の熱伝導率が図示されている。ここで、ＣＨＰは、狭い蛇行した流路を有し、この流路内を液体が往復振動し、隣り合う流路では液体の振動流の方向が逆となっていることを特徴としたヒートパイプである。このＣＨＰは、流路における液体の振動流の周期や振幅を変化させることでＣＨＰの熱伝導率を大きく変化させることができる。 In this embodiment, CHP is used as an example of the variable thermal conductivity material of the gasket 90. FIG. 2B is a schematic diagram for explaining the thermal conductivity of CHP. Note that the horizontal axis of FIG. 2B shows the thermal conductivity on a logarithmic scale. FIG. 2B shows the thermal conductivity of gas, liquid, non-metallic solid, metal, CHP (Al), and CHP (SiO 2 ). Here, the CHP has a narrow meandering flow path, the liquid reciprocally vibrates in the flow path, and the direction of the vibration flow of the liquid is reversed in the adjacent flow path. It is. The CHP can greatly change the thermal conductivity of the CHP by changing the period and amplitude of the vibration flow of the liquid in the flow path.

図２（ｂ）において、ＣＨＰ（ＳｉＯ２）と表示されているライン（最上段のライン）は、ＣＨＰの流路をＳｉＯ２（ガラス）で作成したものである。ＣＨＰ（Ａｌ）と表示されているライン（上から２段目のライン）は、ＣＨＰの流路をＡｌ（アルミ）で作成したものである。ＣＨＰ（ＳｉＯ２）の熱伝導率の可変幅は、ＣＨＰ（Ａｌ）のそれよりも大きくなっている。本実施例においては、ガスケット９０の可変熱伝導率材料に用いるＣＨＰの一例として、ＣＨＰ（ＳｉＯ２）を用いる。 In FIG. 2B, a line (uppermost line) indicated as CHP (SiO 2 ) is obtained by creating a flow path of CHP with SiO 2 (glass). A line (second line from the top) displayed as CHP (Al) is a CHP channel made of Al (aluminum). The variable width of the thermal conductivity of CHP (SiO 2 ) is larger than that of CHP (Al). In the present embodiment, CHP (SiO 2 ) is used as an example of CHP used for the variable thermal conductivity material of the gasket 90.

なお前述したように、ＣＨＰ（ＳｉＯ２）の熱伝導率は流路における液体の振動流の周期や振幅を変えることで変化させることができるが、この熱伝導率を変化させるための具体的な機構の一例として、本実施例においては次の機構を用いる。まず本実施例に係るガスケット９０を構成するＣＨＰ（ＳｉＯ２）の内部には、ＣＨＰ（ＳｉＯ２）内の液体を振動させる振動子が配置されている。この振動子は、制御装置１００の制御部からの指示を受けて振動する。制御装置１００の制御部は、図２（ａ）に示す熱伝導率の変化が生じるように、ガスケット９０の温度またはこの温度と相関を有する指標（この指標としては例えば排気温度、インジェクタ７０の温度等を用いることができる）に基づいて振動子の例えば振動周期を制御する。それにより、本実施例に係るＣＨＰ（ＳｉＯ２）の熱伝導率は図２（ａ）に示すように変化する。このような機構によって本実施例に係るＣＨＰ（ＳｉＯ２）の熱伝導率は変化している。但し、ＣＨＰ（ＳｉＯ２）の熱伝導率を変化させるための具体的な機構はこれに限定されるものではなく、公知のＣＨＰ（ＳｉＯ２）に用いられている機構を適用することができる。なお図１（ｂ）および図１（ｃ）に図示されているガスケット９０の断面図において、ガスケット９０の内部構造（流路や振動子等）の図示は省略されている。したがって、図１（ｂ）および図１（ｃ）のガスケット９０のハッチングの各斜線によって区画された領域がＣＨＰ（ＳｉＯ２）の流路等を表しているわけではない。 As described above, the thermal conductivity of CHP (SiO 2 ) can be changed by changing the period and amplitude of the vibration flow of the liquid in the flow path. As an example of the mechanism, the following mechanism is used in the present embodiment. First, a vibrator that vibrates the liquid in CHP (SiO 2 ) is disposed inside CHP (SiO 2 ) constituting the gasket 90 according to the present embodiment. This vibrator vibrates in response to an instruction from the control unit of the control device 100. The control unit of the control device 100 controls the temperature of the gasket 90 or an index correlated with this temperature (for example, the exhaust temperature or the temperature of the injector 70) so that the change in thermal conductivity shown in FIG. For example, the vibration period of the vibrator is controlled. Thereby, the thermal conductivity of CHP (SiO 2 ) according to the present embodiment changes as shown in FIG. Due to such a mechanism, the thermal conductivity of CHP (SiO 2 ) according to the present embodiment changes. However, specific mechanisms for changing the thermal conductivity of CHP (SiO 2) is not limited to this, it is possible to apply the mechanism used in known CHP (SiO 2). In the cross-sectional views of the gasket 90 shown in FIGS. 1B and 1C, the internal structure of the gasket 90 (flow path, vibrator, etc.) is not shown. Therefore, the area defined by the hatched hatched lines of the gasket 90 in FIGS. 1B and 1C does not represent a CHP (SiO 2 ) flow path or the like.

ここで、図２（ａ）に示す熱伝導率α１は、樹脂相当の熱伝導率、具体的には１０−１〜１０１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））程度の範囲の熱伝導率が好ましい。本実施例においては、熱伝導率α１の一例として１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用いる。また図２（ａ）に示す熱伝導率α３は、銅相当の熱伝導率、具体的には４００（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以上のものが好ましい。本実施例においては、熱伝導率α３よりも若干低い値である熱伝導率α２として、銅の熱伝導率である４００（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用いる。したがって、本実施例に係る熱伝導率α３は、銅の熱伝導率よりも高い熱伝導率となっている。すなわち、本実施例に係る可変熱伝導率材料は、温度が所定温度（Ｔ２）以上になった場合において、可変熱伝導率材料の熱伝導率が少なくとも１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））から４００（Ｗ／（ｍ・Ｋ））の範囲内で変化することができるように設定されている。 Here, the thermal conductivity α 1 shown in FIG. 2A is a thermal conductivity equivalent to a resin, specifically, a thermal conductivity in the range of about 10 −1 to 10 1 (W / (m · K)). Is preferred. In the present embodiment, as an example of thermal conductivity alpha 1 using 1 (W / (m · K )). The thermal conductivity alpha 3 shown in FIG. 2 (a), the thermal conductivity of copper equivalent, in particular preferably not less than 400 (W / (m · K )). In the present embodiment, 400 (W / (m · K)), which is the thermal conductivity of copper, is used as the thermal conductivity α 2 that is slightly lower than the thermal conductivity α 3 . Thus, the thermal conductivity alpha 3 according to the present embodiment has a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of copper. That is, the variable thermal conductivity material according to this example has a thermal conductivity of at least 1 (W / (m · K)) when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (T 2 ). To 400 (W / (m · K)).

続いて燃料噴射装置６０の作用効果について説明する。まず、仮に内燃機関５の運転が停止してインジェクタ７０の先端部の温度が露点温度（Ｔ１）以下になり、その結果インジェクタ７０の先端部に結露が生じた場合、この結露は酸を含んでいる可能性が高いため、インジェクタ７０の先端部が結露によって腐食する可能性がある。特にインジェクタ７０の先端部の噴孔７２が結露によって腐食した場合、噴孔７２からの燃料噴射状態が腐食前に比較して変化する結果、排気エミッションの悪化等の不具合が生じる可能性がある。また、例えば内燃機関５の運転中において、仮にインジェクタ７０の温度が当初想定していた上限温度よりも高くなった場合（すなわち過熱された場合）、噴孔７２にデポジットが発生する、ガスケット９０が磨耗する等の不具合が生じる可能性がある。 Next, the function and effect of the fuel injection device 60 will be described. First, if the operation of the internal combustion engine 5 is stopped and the temperature at the tip of the injector 70 becomes equal to or lower than the dew point temperature (T 1 ), and as a result, condensation occurs at the tip of the injector 70, this condensation includes acid. Therefore, there is a possibility that the tip of the injector 70 is corroded due to condensation. In particular, when the injection hole 72 at the tip of the injector 70 is corroded due to condensation, the fuel injection state from the injection hole 72 changes as compared with that before corrosion, which may cause problems such as deterioration of exhaust emission. Further, for example, when the temperature of the injector 70 becomes higher than the initially assumed upper limit temperature during operation of the internal combustion engine 5 (that is, when it is overheated), deposits are generated in the injection holes 72. Failures such as wear may occur.

これに対して本実施例に係る燃料噴射装置６０によれば、ガスケット９０の可変熱伝導率材料が、その温度が露点温度（Ｔ１）よりも高い所定温度（Ｔ２）以上になった場合において温度が高くなるほど熱伝導率が高くなるため、ガスケット９０の温度が所定温度（Ｔ２）未満の場合には、ガスケット９０によってインジェクタ７０の放熱を抑制することができる。その結果、インジェクタ７０の温度低下を抑制することができることから、インジェクタ７０に結露が生じることを抑制することができる。それにより、結露によってインジェクタ７０の先端部が腐食すること、特にインジェクタ７０の噴孔７２が腐食することを抑制することができる。その結果、噴孔７２の腐食に伴う排気エミッションの悪化等の不具合を抑制することができる。また本実施例に係る燃料噴射装置６０によれば、ガスケット９０の温度が所定温度（Ｔ２）以上になった場合には、ガスケット９０の可変熱伝導率材料の熱伝導率が上昇することから、インジェクタ７０の放熱を促進させることができる。その結果、インジェクタ７０の過熱を抑制することができる。それにより、インジェクタ７０が過熱されることに伴う噴孔７２へのデポジットの発生、ガスケット９０の磨耗等の不具合を抑制することができる。 On the other hand, according to the fuel injection device 60 according to the present embodiment, when the temperature of the variable thermal conductivity material of the gasket 90 is equal to or higher than the predetermined temperature (T 2 ) higher than the dew point temperature (T 1 ). Since the thermal conductivity increases as the temperature increases, the gasket 90 can suppress the heat radiation of the injector 70 when the temperature of the gasket 90 is lower than the predetermined temperature (T 2 ). As a result, since the temperature drop of the injector 70 can be suppressed, it is possible to suppress the dew condensation on the injector 70. Thereby, it can suppress that the front-end | tip part of the injector 70 corrodes by dew condensation, especially the nozzle hole 72 of the injector 70 corroding. As a result, problems such as deterioration of exhaust emission due to corrosion of the nozzle hole 72 can be suppressed. Further, according to the fuel injection device 60 according to the present embodiment, when the temperature of the gasket 90 becomes equal to or higher than a predetermined temperature (T 2 ), the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material of the gasket 90 increases. The heat dissipation of the injector 70 can be promoted. As a result, overheating of the injector 70 can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of deposits on the nozzle holes 72 and the wear of the gasket 90 due to the injector 70 being overheated.

また本実施例に係る可変熱伝導率材料は温度が所定温度（Ｔ２）以上になった場合において、熱伝導率が少なくとも１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））から４００（Ｗ／（ｍ・Ｋ））の範囲内で変化することができるため、低温時には樹脂のように高い断熱性能を発揮することができ、高温時には銅のように高い放熱性能を発揮することができる。それにより、本実施例に係る燃料噴射装置６０によれば、インジェクタ７０への結露の発生およびインジェクタ７０の過熱を効果的に抑制することができる。 The variable thermal conductivity material according to this example has a thermal conductivity of at least 1 (W / (m · K)) to 400 (W / (m · K) when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (T 2 ). K)) can be changed within the range, so that a high heat insulation performance can be exhibited like a resin at a low temperature, and a high heat radiation performance like a copper can be exhibited at a high temperature. Thereby, according to the fuel injection device 60 according to the present embodiment, the occurrence of condensation on the injector 70 and the overheating of the injector 70 can be effectively suppressed.

上述した燃料噴射装置６０の作用効果について、比較例に係る燃料噴射装置と比較しつつ図を用いてより具体的に説明すると次のようになる。図３（ａ）は本実施例に係る燃料噴射装置６０によるインジェクタ７０への結露の抑制効果を説明するための模式図である。図３（ａ）の縦軸は温度を示し、横軸は時間を示している。ライン２０１は、本実施例に係る燃料噴射装置６０のインジェクタ７０の先端部の温度変化を示している。ライン２０３は、本実施例に係るシリンダヘッド２０の天井部の温度変化を示している。またライン２０２は、比較例に係る燃料噴射装置のインジェクタの先端部の温度変化を示している。この比較例に係る燃料噴射装置は、ガスケットが可変熱伝導率材料によって構成されておらず、さらにガスケットの熱伝導率が本実施例に係るガスケット９０の低温時における熱伝導率（具体的には温度Ｔ２より低い温度の時の熱伝導率）よりも高く設定されている点において、本実施例に係る燃料噴射装置６０と異なっている。 The operation and effect of the fuel injection device 60 described above will be described more specifically with reference to the drawings while comparing with the fuel injection device according to the comparative example as follows. FIG. 3A is a schematic diagram for explaining the effect of suppressing condensation on the injector 70 by the fuel injection device 60 according to this embodiment. In FIG. 3A, the vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents time. A line 201 indicates a temperature change at the tip of the injector 70 of the fuel injection device 60 according to this embodiment. A line 203 indicates the temperature change of the ceiling portion of the cylinder head 20 according to the present embodiment. A line 202 indicates the temperature change at the tip of the injector of the fuel injection device according to the comparative example. In the fuel injection device according to this comparative example, the gasket is not composed of a variable thermal conductivity material, and the thermal conductivity of the gasket 90 according to the present embodiment is low (specifically, the thermal conductivity at a low temperature). in that it is set higher than the thermal conductivity) at a lower temperature T 2 temperature, it is different from the fuel injection device 60 according to this embodiment.

図３（ａ）の縦軸において、温度Ｔ１は水の露点温度を示している。図３（ａ）の横軸において、時間ｔ０はイグニションスイッチがＯＦＦにされることで内燃機関５の運転が停止した時刻を示している。時間ｔ１は、シリンダヘッド２０および比較例に係るインジェクタが露点温度Ｔ１になる時刻である。時間ｔ２は、本実施例に係るインジェクタ７０がシリンダヘッド２０と同じ温度になる時刻である。 In the vertical axis of FIG. 3 (a), temperatures T 1 represents the dew point temperature of the water. The horizontal axis of FIG. 3 (a), the time t 0 indicates the time at which the operation is stopped in the internal combustion engine 5 by the ignition switch is to OFF. Time t 1 is the time when the cylinder head 20 and the injector according to the comparative example reach the dew point temperature T 1 . Time t 2 is the time when the injector 70 according to the present embodiment reaches the same temperature as the cylinder head 20.

図３（ａ）を参照して、時間ｔ０になるまでの間（つまり内燃機関５が運転している間）、本実施例に係るインジェクタ７０および比較例に係るインジェクタの温度は、シリンダヘッド２０の温度よりも高くなっている。時間ｔ０において内燃機関５の運転が停止した場合、シリンダヘッド２０の温度は低下することを開始し、本実施例に係るインジェクタ７０および比較例に係るインジェクタの温度も低下することを開始している。 Referring to FIG. 3A, the temperature of the injector 70 according to the present embodiment and the injector according to the comparative example is the cylinder head until the time t 0 is reached (that is, while the internal combustion engine 5 is operating). The temperature is higher than 20. When the operation of the internal combustion engine 5 stops at time t 0 , the temperature of the cylinder head 20 starts to decrease, and the temperature of the injector 70 according to the present embodiment and the temperature of the injector according to the comparative example also starts to decrease. Yes.

比較例に係る燃料噴射装置の場合、インジェクタの温度は時間ｔ１において露点温度Ｔ１になっており、その結果、時間ｔ１において比較例に係るインジェクタに結露が発生すると考えられる。また時間ｔ１よりも後において、比較例に係るインジェクタはシリンダヘッド２０よりも低温になっている。その結果、時間ｔ１よりも後において、結露はシリンダヘット２０よりも比較例に係るインジェクタの先端部に優先的に発生すると考えられる。 If the fuel injection device according to a comparative example, the temperature of the injector is made at time t 1 the dew point temperature T 1, As a result, it is considered that condensation in the injector according to the comparative example is generated at time t 1. Further, the injector according to the comparative example is at a lower temperature than the cylinder head 20 after the time t 1 . As a result, it is considered that dew condensation preferentially occurs at the tip of the injector according to the comparative example rather than the cylinder head 20 after the time t 1 .

一方、本実施例に係るインジェクタ７０は、ガスケット９０の断熱効果によって、インジェクタ７０の熱の放熱が比較例に係るインジェクタよりも抑制されている。それにより、本実施例に係るインジェクタ７０が露点温度Ｔ１以下になる時間は比較例に係るインジェクタよりも長くなっている。したがって、本実施例に係るインジェクタ７０には、結露が生じ難いといえる。 On the other hand, in the injector 70 according to the present embodiment, due to the heat insulating effect of the gasket 90, the heat radiation of the injector 70 is suppressed more than the injector according to the comparative example. Thus, the time the injector 70 according to this embodiment is below the dew point temperatures T 1 is longer than the injector according to the comparative example. Therefore, it can be said that condensation does not easily occur in the injector 70 according to the present embodiment.

さらに本実施例に係るインジェクタ７０がシリンダヘッド２０と同じ温度になる時間ｔ２も、比較例に係るインジェクタがシリンダヘッド２０と同じ温度になる時間ｔ１よりも長くなっている。すなわち、本実施例に係る燃料噴射装置６０の場合、インジェクタ７０の温度が露点温度Ｔ１以下になっても、時間ｔ２になるまでの間は、シリンダヘッド２０の方がインジェクタ７０よりも低温になっている。そのため、この期間の間は、シリンダヘッド２０に優先的に結露が生じるため、インジェクタ７０への結露の発生量は比較例に係るインジェクタに比較して少なくなっている。このように本実施例に係る燃料噴射装置６０によれば、比較例に係る燃料噴射装置に比較して、結露が発生し難く、仮に発生したとしても結露の発生量は少ない。 Furthermore, the time t 2 when the injector 70 according to the present embodiment becomes the same temperature as the cylinder head 20 is also longer than the time t 1 when the injector according to the comparative example becomes the same temperature as the cylinder head 20. That is, when the fuel injection system 60 according to this embodiment, until the temperature of the injector 70 is also equal to or less than the dew point temperature T 1, it is time t2, the low temperature than the injector 70 toward the cylinder head 20 It has become. Therefore, during this period, dew condensation preferentially occurs in the cylinder head 20, so that the amount of dew condensation on the injector 70 is smaller than that of the injector according to the comparative example. As described above, according to the fuel injection device 60 according to the present embodiment, condensation is less likely to occur than the fuel injection device according to the comparative example, and even if it occurs, the amount of condensation is small.

図３（ｂ）は本実施例に係る燃料噴射装置６０によるインジェクタ７０の過熱抑制効果を説明するための模式図である。図３（ｂ）の縦軸は温度を示し、横軸は時間を示している。ライン２０４は本実施例に係る燃料噴射装置６０のインジェクタ７０の先端部の温度変化を示している。ライン２０５は前述した比較例に係る燃料噴射装置のインジェクタの先端部の温度変化を示している。図３（ｂ）の横軸の横軸の原点であるｔ３は、内燃機関５の運転中において本実施例に係るインジェクタ７０および比較例に係るインジェクタの先端部の温度が前述した図２（ａ）の温度Ｔ３になった時間を示している。なお、比較例に係る燃料噴射装置のガスケットの熱伝導率は、本実施例に係るガスケット９０の高温時における熱伝導率（具体的には温度Ｔ３以上になった時の熱伝導率）よりも低いものとする。 FIG. 3B is a schematic diagram for explaining the effect of suppressing overheating of the injector 70 by the fuel injection device 60 according to this embodiment. In FIG. 3B, the vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents time. A line 204 indicates the temperature change at the tip of the injector 70 of the fuel injection device 60 according to this embodiment. A line 205 indicates the temperature change at the tip of the injector of the fuel injection device according to the above-described comparative example. In FIG. 3 (b), t 3 which is the origin of the horizontal axis represents the temperature at the tip of the injector 70 according to the present embodiment and the injector according to the comparative example during the operation of the internal combustion engine 5. It shows the time that became a temperature T 3 of a). The thermal conductivity of the gasket of the fuel injection device according to the comparative example, than the thermal conductivity at high temperatures of the gasket 90 according to this embodiment (the thermal conductivity of time specifically became more temperature T 3) Is also low.

図３（ｂ）において、ライン２０４の方がライン２０５よりも下方に位置している。これは、高温時において本実施例に係るガスケット９０の可変熱伝導率材料の方が比較例に係るガスケットよりも熱伝導率が高いため、可変熱伝導率材料の放熱効果によって本実施例に係るインジェクタ７０の熱が効果的に放熱されたことに起因するものである。その結果、比較例に係る燃料噴射装置に比較して、本実施例に係る燃料噴射装置６０のインジェクタ７０の過熱は抑制されている。   In FIG. 3B, the line 204 is positioned below the line 205. This is because the heat conductivity of the variable thermal conductivity material of the gasket 90 according to the present example is higher than that of the gasket according to the comparative example at a high temperature. This is because the heat of the injector 70 is effectively radiated. As a result, compared to the fuel injection device according to the comparative example, overheating of the injector 70 of the fuel injection device 60 according to the present embodiment is suppressed.

（変形例）
これまで説明した本実施例に係るガスケット９０は、ガスケット９０の全体が可変熱伝導率材料によって構成されているが（例えば図１（ｃ）参照）、ガスケット９０の構成はこれに限定されるものではない。図４（ａ）〜図４（ｄ）はガスケット９０の他の例（すなわち変形例に係るガスケット）を示す模式図である。なお図４（ａ）〜図４（ｄ）は、図１（ｃ）と同様の箇所の拡大図となっている。また図１（ｃ）と同様に、図４（ａ）〜図４（ｄ）のシリンダヘッド２０およびインジェクタ７０のボディ７１は想像線によって図示されている。図４（ａ）に示すガスケット９０ａは、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すガスケット９０と同様にリング形状を有している。一方、このガスケット９０ａは、ガスケット９０ａの上方側（具体的にはインジェクタ７０の軸線方向で後端側）の部分が、可変熱伝導率材料によって構成された可変熱伝導率材料部９３からなっている。またガスケット９０ａは、ガスケット９０ａの下方側（インジェクタ７０の軸線方向で先端側）の部分が、可変熱伝導率材料ではない材料によって構成された非可変熱伝導率材料部９４からなっている。その結果、このガスケット９０ａは、インジェクタ側面９２が可変熱伝導率材料によって構成されたガスケットとなっている。 (Modification)
In the gasket 90 according to the present embodiment described so far, the entire gasket 90 is formed of a variable thermal conductivity material (see, for example, FIG. 1C), but the configuration of the gasket 90 is limited to this. is not. 4A to 4D are schematic views showing another example of the gasket 90 (that is, a gasket according to a modification). 4 (a) to 4 (d) are enlarged views of the same portion as FIG. 1 (c). Similarly to FIG. 1C, the cylinder head 20 and the body 71 of the injector 70 in FIGS. 4A to 4D are illustrated by imaginary lines. A gasket 90a shown in FIG. 4 (a) has a ring shape, similar to the gasket 90 shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c). On the other hand, the gasket 90a is composed of a variable thermal conductivity material portion 93 in which the upper side of the gasket 90a (specifically, the rear end side in the axial direction of the injector 70) is made of a variable thermal conductivity material. Yes. In addition, the gasket 90a includes a non-variable thermal conductivity material portion 94 formed of a material that is not a variable thermal conductivity material at a lower side of the gasket 90a (a tip side in the axial direction of the injector 70). As a result, the gasket 90a is a gasket in which the injector side surface 92 is made of a variable thermal conductivity material.

図４（ｂ）に示すガスケット９０ｂは、ガスケット９０ｂの下方側が可変熱伝導率材料部９３からなり、上方側が非可変熱伝導率材料部９４からなっている点において、図４（ａ）のガスケット９０ａと異なっている。その結果、このガスケット９０ｂは、シリンダヘッド側面９１が可変熱伝導率材料によって構成されたガスケットとなっている。   The gasket 90b shown in FIG. 4 (b) is the gasket shown in FIG. 4 (a) in that the lower side of the gasket 90b is made of a variable thermal conductivity material portion 93 and the upper side is made of a non-variable thermal conductivity material portion 94. It is different from 90a. As a result, the gasket 90b is a gasket in which the cylinder head side surface 91 is made of a variable thermal conductivity material.

図４（ｃ）に示すガスケット９０ｃは、インジェクタ７０の面８１ａおよび面８１ｂ並びにシリンダヘッド２０の面２１ａおよび面２１ｂに接する形状を有している。ガスケット９０ｃは、面８１ａおよび面８１ｂに接する側が可変熱伝導率材料部９３によって構成され、面２１ａおよび面２１ｂに接する側が非可変熱伝導率材料部９４によって構成されている。その結果、このガスケット９０ｃは、インジェクタ側面９２が可変熱伝導率材料によって構成されたガスケットとなっている。   A gasket 90c shown in FIG. 4C has a shape in contact with the surfaces 81a and 81b of the injector 70 and the surfaces 21a and 21b of the cylinder head 20. The side of the gasket 90c that contacts the surface 81a and the surface 81b is configured by the variable thermal conductivity material portion 93, and the side that contacts the surface 21a and the surface 21b is configured by the non-variable thermal conductivity material portion 94. As a result, the gasket 90c is a gasket in which the injector side surface 92 is made of a variable thermal conductivity material.

図４（ｄ）に示すガスケット９０ｄは、面８１ａおよび面８１ｂに接する側が非可変熱伝導率材料部９４によって構成され、面２１ａおよび面２１ｂに接する側が可変熱伝導率材料部９３によって構成されている点において、図４（ｃ）のガスケット９０ｃと異なっている。その結果、このガスケット９０ｄは、シリンダヘッド側面９１が可変熱伝導率材料によって構成されたガスケットとなっている。以上説明したガスケット９０ａ〜ガスケット９０ｄ（すなわちシリンダヘッド側面９１またはインジェクタ側面９２が可変熱伝導率材料によって構成されたガスケット）においても、前述したガスケット９０と同様の効果を奏することができる。   In the gasket 90d shown in FIG. 4D, the side contacting the surface 81a and the surface 81b is configured by the non-variable thermal conductivity material portion 94, and the side contacting the surface 21a and the surface 21b is configured by the variable thermal conductivity material portion 93. It differs from the gasket 90c of FIG. As a result, the gasket 90d is a gasket in which the cylinder head side surface 91 is made of a variable thermal conductivity material. The gasket 90a to the gasket 90d described above (that is, the gasket in which the cylinder head side surface 91 or the injector side surface 92 is made of a variable thermal conductivity material) can provide the same effects as the gasket 90 described above.

なお、ガスケット９０、ガスケット９０ａ、ガスケット９０ｂ、ガスケット９０ｃおよびガスケット９０ｄは、少なくともインジェクタ７０の大径部７４と小径部７５との間の部分に存在する段差とシリンダヘッド２０とによって挟持されている点において、共通している。但しガスケットの配置態様は、このようなインジェクタ７０の段差とシリンダヘッド２０とによって挟持される態様に限定されるものではない。例えば図４（ｃ）および図４（ｄ）を参照して、ガスケットは、面８１ａと面２１ａとによって挟持されている部分を備えずに、面８１ｂと面２１ｂとによって挟持されている部分のみを備えるようなガスケットであってもよい（つまり、このガスケットは、インジェクタ７０の段差とシリンダヘッド２０とによって挟持されていないガスケットである）。しかしながら、ガスケット９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄのように、少なくともインジェクタ７０の段差とシリンダヘッド２０とによって挟持されている場合の方が、ガスケット９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄをインジェクタ７０とシリンダヘッド２０とによって強固に固定することができる。その結果、ガスケットの位置がずれることによるガスケットの磨耗を抑制することができる点で好ましい。   The gasket 90, the gasket 90a, the gasket 90b, the gasket 90c, and the gasket 90d are sandwiched between the cylinder head 20 and the step existing at least in the portion between the large diameter portion 74 and the small diameter portion 75 of the injector 70. In common. However, the arrangement mode of the gasket is not limited to the mode of being sandwiched between the step of the injector 70 and the cylinder head 20. For example, referring to FIG. 4C and FIG. 4D, the gasket does not include a portion sandwiched between the surface 81a and the surface 21a, but only a portion sandwiched between the surface 81b and the surface 21b. (That is, this gasket is not sandwiched between the step of the injector 70 and the cylinder head 20). However, the gasket 90, 90a, 90b, 90c, 90d is connected to the injector 70 at least when it is sandwiched between the step of the injector 70 and the cylinder head 20 like the gaskets 90, 90a, 90b, 90c, 90d. It can be firmly fixed by the cylinder head 20. As a result, it is preferable in that the wear of the gasket due to the shift of the gasket position can be suppressed.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

５ 内燃機関
２０ シリンダヘッド
６０ 燃料噴射装置
７０ インジェクタ
７２ 噴孔
９０ ガスケット
９１ シリンダヘッド側面
９２ インジェクタ側面
１００ 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Internal combustion engine 20 Cylinder head 60 Fuel injection apparatus 70 Injector 72 Injection hole 90 Gasket 91 Cylinder head side surface 92 Injector side surface 100 Control apparatus

Claims (2)

内燃機関のシリンダヘッドに配置されたインジェクタと、
前記インジェクタと前記シリンダヘッドとによって挟持されたガスケットと、を備え、
前記ガスケットの前記シリンダヘッドに接する面および前記ガスケットの前記インジェクタに接する面の少なくとも一方が、可変熱伝導率材料によって構成されており、
前記可変熱伝導率材料は、前記可変熱伝導率材料の温度が水の露点温度よりも高い所定温度以上になった場合において、前記可変熱伝導率材料の前記温度が高くなるほど前記可変熱伝導率材料の熱伝導率が高くなるように前記可変熱伝導率材料の前記熱伝導率が変化する材料であることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 An injector disposed in a cylinder head of the internal combustion engine;
A gasket sandwiched between the injector and the cylinder head,
At least one of the surface of the gasket that contacts the cylinder head and the surface of the gasket that contacts the injector is made of a variable thermal conductivity material,
In the case where the temperature of the variable thermal conductivity material is equal to or higher than a predetermined temperature higher than the dew point temperature of water, the variable thermal conductivity material increases the variable thermal conductivity as the temperature of the variable thermal conductivity material increases. A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the thermal conductivity of the variable thermal conductivity material is changed so that the thermal conductivity of the material is increased. 前記可変熱伝導率材料の前記熱伝導率は、前記可変熱伝導率材料の前記温度が前記所定温度以上になった場合において、少なくとも１Ｗ／（ｍ・Ｋ）から４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内で変化する請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置。   The thermal conductivity of the variable thermal conductivity material is at least 1 W / (m · K) to 400 W / (m · K) when the temperature of the variable thermal conductivity material is equal to or higher than the predetermined temperature. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection device changes within a range.
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