JP3687149B2 - 直噴式ディーゼルエンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴式ディーゼルエンジンに関する。
【０００２】
【従来技術】
直噴式ディーゼルエンジンには、特開平６−３３７７８号公報に示すように、シリンダヘッドに、気筒の径方向中央部において気筒の軸心方向に沿うようにして燃料噴射弁を設けると共に該燃料噴射弁よりも該気筒の径方向外方側において気筒に開口する複数の吸気ポートを設け、該各吸気ポートに、該吸気ポートを開閉する吸気弁を、該吸気弁の弁軸が気筒の軸心方向に沿うようにしてそれぞれ設けたものがある。これにより、既知の如く、良好な燃費に加えて、排出ガスの低減と高性能の両立を図ることができる。
【０００３】
一方、燃料噴射弁として、特開昭６３−３１７６７号公報に示すように、該燃料噴射弁の側部に、該燃料噴射弁内に燃料を導く燃料入口部を設け、該燃料入口部と噴射ポンプとを供給配管を介して接続したものが開発されつつある。このものを上記直噴式ディーゼルエンジンに適用すれば、燃料入口部を、いわゆる横出し式とした直噴式ディーゼルエンジンを得ることができることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、単に、両公報の内容を組み合わせるだけでは、得られる直噴式ディーゼルエンジンは、全体としての高さが高くなり、それに伴って、燃料入口部と噴射ポンプとの距離が長くなり、燃料の供給配管の長さが長くなる虞れがある。
【０００５】
本発明は上記実情を鑑みてなされたもので、その目的は、全体としての高さを低く抑えると共に、燃料入口部と噴射ポンプとを結ぶ燃料の供給配管の長さを極力短くすることができる直噴式ディーゼルエンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明（請求項１の発明）にあっては、
シリンダヘッドに、気筒の径方向中央部において気筒の軸心方向に沿うようにして燃料噴射弁が設けられると共に該燃料噴射弁よりも該気筒の径方向外方側において気筒に開口する複数の吸気ポートが形成され、前記燃料噴射弁の側部に、該燃料噴射弁内に燃料を導く燃料入口部が設けられて、該燃料入口部と噴射ポンプとが供給配管を介して接続され、前記各吸気ポートに、該吸気ポートを開閉する吸気弁が、該吸気弁の弁軸を気筒の軸心方向に沿うようにしてそれぞれ設けられている直噴式ディーゼルエンジンにおいて、
前記気筒が列をなして複数配設され、
前記複数の気筒のうち、少なくとも気筒配列方向両端における各気筒についての複数の吸気弁が、前記シリンダヘッドの幅方向において、前記噴射ポンプの出口側に向うに従って、互いに近づくように配設され、
前記各気筒についての燃料入口部が、該各気筒についての吸気弁の配設方向に沿わせて前記噴射ポンプ側に延出され、
前記吸気ポートがタンジェンシャルポートとされ、
前記タンジェンシャルポートの上方に近接して前記燃料入口部が配設され、前記噴射ポンプが前記シリンダヘッドにおける前記吸気ポートの上流端開口よりも低い位置に位置されている構成としてある。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ヘリカルポ−ト等に比べて高さが低くなるタンジェンシャルポートとしての性質を利用して、その低くなる高さに相当する空間に燃料入口部を配設することができることになり、燃料入口部の高さを低めて、全体としての高さを抑えることができると共に、燃料入口部と噴射ポンプとの距離を短縮して、燃料入口部と噴射ポンプとを結ぶ燃料の供給配管の長さを極力短くすることができることになる。
【０００９】
また、少なくとも気筒配列方向両端の両気筒において、燃料入口部が気筒配列方向内方に向くことになり、本来的に（実際に必要な長さとして）最も長くなる上記両気筒に対する供給配管の長さを短縮できることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１において、１はディ−ゼルエンジン本体で、該ディ−ゼルエンジン本体１においては、図示を略すシリンダブロック上にシリンダヘッド２が設けられ、そのシリンダヘッド２上にシリンダヘッドカバ−３が設けられている。
【００１４】
前記シリンダヘッド２の下方には、シリンダブロックに形成される複数の気筒４が該シリンダヘッド２の長手方向（図３中、左右方向）に順次、配設されており（図３中参照）、その各気筒４の上端開口はシリンダヘッド２の下面に臨んでいる。
【００１５】
前記シリンダヘッド２上には、図１〜図３に示すように、クランクシャフト（図示略）の駆動力が伝達されるカム軸５が配設されている。このカム軸５は、気筒４からシリンダヘッド２の幅方向一方側（図１中、左側、図３中、上側）に離れて、気筒配列方向（図３中、左右方向）に延ばされており、そのカム軸５は、シリンダヘッド２上に形成された軸受け部６と、上方側から被せるキャップ７とにより回転可能に支持され、その支持状態において、該カム軸５の軸心５ａ高さはシリンダヘッド２の上端面２ａに等しくされている。
【００１６】
上記シリンダヘッド２の内部には、図３に示すように、各気筒４毎に、第１、第２の２つの吸気ポ−ト８、９と、２つの排気ポ−ト（図示略）とがそれぞれ形成されている。このうち、第１、第２の吸気ポ−ト８、９は、その各下流端開口１０が気筒４内にそれぞれ開口され、その各上流端開口１１がシリンダヘッド２の幅方向他方側側面から外方に向けて開口されている。
【００１７】
本実施形態においては、上記第１、第２の吸気ポ−ト８、９は、いずれもタンジェンシャルポ−トとされて、気筒４開口からの高さ位置が、ヘリカル吸気ポート等に比べて低くなるようになっており、その下で、第１の吸気ポ−ト８は、気筒配列方向内方側にやや回り込みつつ、シリンダヘッド２の幅方向他方側側面から幅方向一方側に向けて、第２の吸気ポ−ト９よりも長く延ばされている。
【００１８】
前記第１、第２の吸気ポ−ト８、９には、図３、図４に示すように、それぞれ吸気弁１２、１３が装備されている。この各吸気弁１２（１３）は、その弁軸１２ａ（１３ａ）を気筒４の軸心方向に沿うようにしてそれぞれ設けられており、その両弁軸１２ａ、１３ａの上端部にはバルブブリッジ１４が跨がっている。このバルブブリッジ１４は、平面的に見て、カム軸５に対して傾斜され、その傾斜は、吸気弁１２に連係する一端部に対して、吸気弁１３に対する他端部が気筒配列方向内方側に寄るようになっており、各気筒４におけるバルブブリッジ１４は、気筒配列方向中央を基準として対称となっている（図３参照）。
【００１９】
一方、排気ポ−トには、図３、図４に示すように、それぞれ排気弁１５、１６が装備されている。この各排気弁１５、１６も、その弁軸（図示略）を気筒４の軸心方向に沿うようにしてそれぞれ設けられており、その両弁軸の上端部にはバルブブリッジ１７が跨がっている。このバルブブリッジ１７も、平面的に見て、カム軸５に対して傾斜され、その傾斜が、排気弁１５に連係する一端部に対して、排気弁１６に対する他端部が気筒配列方向内方側に寄るようになっており、各気筒４におけるバルブブリッジ１７は、気筒配列方向中央を基準として対称となっている。このため、各気筒４において、バルブブリッジ１４と１７とは、一定間隔をあけて、平行な状態となり、その両バルブブリッジ１４、１７の他端部は、その一端部よりも気筒配列方向内方側寄りとなることになっている。
【００２０】
前記カム軸５と各気筒４の間には、図１、図２に示すように、ロッカ−シャフト１８が配設されている。このロッカ−シャフト１８は、カム軸５よりも高い位置に位置されて、気筒配列方向に延ばされており、そのロッカ−シャフト１８には、各気筒４毎に、吸気用と排気用のロッカ−ア−ム１９、２０がそれぞれ取付けられている。各ロッカ−ア−ム１９（２０）には、その一端部において、ロ−ラ２１が設けられ、そのロ−ラ２１がカム軸５のカム上に当接される一方、その他端部にはアジャスティングスクリュ２２が設けられ、そのアジャスティングスクリュ２２が前記バルブブリッジ１４（１７）に当接されている。これにより、カム軸５の回転によって、ロッカ−ア−ム１９（２０）がロッカ−シャフト１８を中心として揺動し、その揺動に基づく揺動力によって、吸気弁１２（１３）又は排気弁１５（１６）が開閉されることになっている。
【００２１】
前記シリンダヘッド２には、図１〜図４に示すように、各気筒４毎に燃料噴射弁２３が設けられている。燃料噴射弁２３は、気筒４の径方向中央において、その軸心が気筒４の軸心に一致するように配置され、その先端部における噴口が気筒４内に臨むことになっている。
この燃料噴射弁２３は、その上部において、アクチュエ−タとしてのソレノイド２４を備えている。このソレノイド２４は、弁リフトを変化させて、燃料の噴射、非噴射を行うもので、このソレノイド２４は、前記ロッカ−シャフト１８よりも高い位置において、シリンダヘッドカバ−３内にほぼ収まるように配設されている。
【００２２】
前記燃料噴射弁２３には、図１〜図４に示すように、その側部において、該燃料噴射弁２３内に燃料を導く燃料入口部２５と、該燃料噴射弁２３からのリタ−ン燃料が導かれる燃料出口部２６とが設けられている。これら燃料入口部２５と燃料出口部２６とは、前記バルブブリッジ１４（１７）に沿うようにしてシリンダヘッド２の幅方向他方側に向けて突設されており、燃料入口部２５が燃料出口部２６よりも低い位置に位置されることになっている。
【００２３】
上記燃料入口部２５には、図１〜図４に示すように、コネクタ２７が設けられている。このコネクタ２７には、図５に示すように、いわゆるニップル形式が採用され、燃料噴射弁２３側方からのねじ込みに基づき高い液密性が確保されることになっている。このコネクタ２７は、その一方がシリンダヘッド２の上端面２ａ近傍における周壁２ｂに貫通した状態で保持され、そのコネクタ２７の他方がシリンダヘッド２外に突出されている。このコネクタ２７は、供給配管２８を介して、燃料入口部２５と分配型噴射ポンプ２９とを接続する機能を有しており、その分配型噴射ポンプ２９により高い圧力をもって燃料が前記燃料入口部２５に供給されることになっている。この分配型噴射ポンプ２９は吸気ポ−ト８（９）の上流端開口１１よりも低い位置に位置されている。
【００２４】
上記燃料燃料出口部２６にも、図１〜図４に示すように、コネクタ３０が設けられている。このコネクタ３０には、図６に示すように、いわゆるアイボルト形式が採用され、前記コネクタ２７ほどの高い液密性は確保されていない。これは、燃料出口部２６では、燃料入口部２５ほど高い圧力とならないからである。このため、このコネクタ３０は、上記形式に基づき、簡易に構成され、前記コネクタ２７よりも小さくなっている。このことを利用して、コネクタ３０は、シリンダヘッド２の上端面２ａよりも上方位置において、燃料噴射弁２３の側方側からねじ込みにより燃料出口部２６に装着できるようにされる共に、取付け後は、シリンダヘッドカバ−３内に収納されることになっている（図１、図２参照）。
尚、３１は、各気筒における燃料出口部２６にリタ−ンされるリタ−ン燃料を燃料タンクに戻す共通還流管である。
【００２５】
したがって、上記ディ−ゼルエンジンにおいては、燃料入口部２５が近接する第２の吸気ポ−ト９が、ヘリカルポ−ト等に比べて高さが低くなるタンジェンシャルポートであることから、その性質を利用して、その低くなる高さに相当する空間に燃料入口部２５を配設することができることになる。このため、燃料入口部２５の高さ位置を低めて、全体としての高さを抑えることができると共に、燃料入口部２５と噴射ポンプ２９との距離を短縮して、燃料入口部２５と噴射ポンプ２９とを結ぶ燃料の供給配管２８の長さを極力短くすることができることになる。
【００２６】
また、上記ディ−ゼルエンジンにおいては、図３に示すように、気筒配列方向中央部を基準にして、シリンダヘッド２における複数の気筒４の燃料入口部が対称となり、しかも、その各気筒４における燃料入口部２５が気筒配列方向内方に向くことになっており、供給配管２８の長さを短縮できることになる。この場合、本来的に（実際に必要な長さとして）最も長くなる気筒配列方向両端における両気筒に対する供給配管２８の長さに等しくなるように、他の供給配管２８の長さが決められる。燃料の供給圧力が高いため、供給が不均一となることを防ぐためである。
【００２７】
しかも、燃料出口部２６の下方側に燃料入口部２５が配置されて、燃料入口部２５が噴射ポンプ２９にできるだけ近づけられており、この観点からも、燃料の供給配管２８の長さを短縮できることになる。
【００２８】
さらに、噴射ポンプとして、分配型噴射ポンプ２９を用いることから、小型となる分配型噴射ポンプ２９の性質を利用できることになり、全体として、小型化を図ることができることになる。
【００２９】
さらにまた、高圧となる燃料入口部２５においては、コネクタ２７は、シ−ル、強度等の観点から、燃料出口部２６におけるコネクタ３０に比べて大きくならざるを得ないが、そのコネクタ２７がシリンダヘッド２の上部周壁２ｂに貫通させて保持されており、シリンダヘッド２における上部周壁２ｂ内の小さな空間を、無駄にすることなく、コネクタ２７の配設空間の一部として利用できるだけでなく、供給配管２８と燃料入口部２５との接続作業性を高めることができることになる。しかも、この場合、コネクタ２７の保持対象がシリンダヘッド２における上部周壁２ｂであることから、シリンダヘッドカバ−３のように不安定ではなく、コネクタ２７は、安定的に保持されることになる。
その一方、コネクタ３０は、燃料入口部２５ほどの圧力に耐えるまで要求されないため、比較的小さな大きさとなり、該コネクタ３０をシリンダヘッドカバ−３内に収納することができることになる。しかも、この場合、シリンダヘッド２上部に設けられるシリンダヘッドカバ−３に収納されることから、シリンダヘッド２における上部周壁２ｂにより取付け作業が妨げられることはなく、コネクタ３０の取付け作業性を向上させることもできることになる。
【００３０】
また、コネクタ２７として高液密コネクタを用い、コネクタ３０として、コネクタ２７よりも液密程度の低いコネクタを用いることから、高圧となる燃料入口部２５と、燃料入口部２５ほどの圧力に耐えるまで要求されない燃料出口部２６とに対して、コネクタとして的確に対応することになる。
【００３１】
さらに、シリンダヘッド２上にカム軸５の軸受け部６を形成することにより、カム軸５を下げることができることになり、これに伴って、全体としての高さを低減できることになる。その一方、吸気弁１２（１３）の弁軸１２ａ（１３ａ）と排気弁１５（１６）の弁軸との間の空間が、燃料入口部２５及び燃料出口部２６の配設空間として有効に利用でき、その両弁軸間の上方空間としての吸気弁用及び排気弁用ロッカ−ア−ム１９，２０間の空間が、ソレノイド２４の配設空間として有効に利用できることになる。
【００３２】
しかも、この場合、軸受け部６が、カム軸５の軸心５ａの高さとシリンダヘッド２の上端面２ａとが等しくなるように形成されていることから、カム軸５を的確に支持できることになる。
【００３３】
以上、発明の実施形態について説明したが、本発明にあっては、次のような態様も包含する。
（１）吸気弁１２（１３）、排気弁１５（１６）が、３弁又は４弁であること。
（２）ＤＯＨＣ、ＳＯＨＣでもよいこと。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係るディ−ゼルエンジンを示す縦断面図。
【図２】図１の要部を示す図。
【図３】燃料入口部、燃料出口部と分配型噴射ポンプとの接続関係を平面的に説明する図。
【図４】図３の要部を示す拡大図。
【図５】燃料入口部に設けられるコネクタを説明する簡略断面図。
【図６】燃料出口部に設けられるコネクタを説明する簡略断面図。
【符号の説明】
１ ディ−ゼルエンジン本体
２ シリンダヘッド
２ａ シリンダヘッド上端面
３ シリンダヘッドカバ−
４ 気筒
５ カム軸
５ａ カム軸軸心
６ 軸受け部
８ 第１の吸気ポ−ト
９ 第２の吸気ポ−ト
１０ 下流端開口
１１ 上流端開口
１２ 吸気弁
１２ａ 弁軸
１３ 吸気弁
１５ 排気弁
１６ 排気弁
１８ ロッカ−シャフト
１９ 吸気弁用ロッカ−ア−ム
２０ 排気弁用ロッカ−ア−ム
２３ 燃料噴射弁
２４ ソレノイド
２５ 燃料入口部
２６ 燃料出口部
２７ コネクタ
２８ 供給配管
２９ 分配型噴射ポンプ
３０ コネクタ

Claims (1)

1. シリンダヘッドに、気筒の径方向中央部において気筒の軸心方向に沿うようにして燃料噴射弁が設けられると共に該燃料噴射弁よりも該気筒の径方向外方側において気筒に開口する複数の吸気ポートが形成され、前記燃料噴射弁の側部に、該燃料噴射弁内に燃料を導く燃料入口部が設けられて、該燃料入口部と噴射ポンプとが供給配管を介して接続され、前記各吸気ポートに、該吸気ポートを開閉する吸気弁が、該吸気弁の弁軸を気筒の軸心方向に沿うようにしてそれぞれ設けられている直噴式ディーゼルエンジンにおいて、
   前記気筒が列をなして複数配設され、
   前記複数の気筒のうち、少なくとも気筒配列方向両端における各気筒についての複数の吸気弁が、前記シリンダヘッドの幅方向において、前記噴射ポンプの出口側に向うに従って、互いに近づくように配設され、
   前記各気筒についての燃料入口部が、該各気筒についての吸気弁の配設方向に沿わせて前記噴射ポンプ側に延出され、
   前記吸気ポートがタンジェンシャルポートとされ、
   前記タンジェンシャルポートの上方に近接して前記燃料入口部が配設され、前記噴射ポンプが前記シリンダヘッドにおける前記吸気ポートの上流端開口よりも低い位置に位置されている、
   ことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジン。

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