(57)【要約】【課題】燃料システムの構成部品への機械的応力を低減する、直噴内燃エンジンの燃料供給システムを提供する。【解決手段】直噴内燃エンジンのエンジンブロックに取り付けられた第１燃料レールと第２燃料レールに応力低減装置を取り付け、エンジンブロックに対する燃料レールの運動を低減又は抑制し、その運動によって生じる機械的応力を低減する。【選択図】図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの燃料レールと燃料噴射器を有する直噴内燃エンジンにおいて、運動質量と、該運動質量を前記燃料レールに取り付ける弾性部材とを有し、前記運動質量により前記直噴内燃エンジンに連動した前記燃料レールの運動を低減することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項２】
請求項１において、前記弾性部材はバネを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項３】
請求項１において、前記燃料レールは互いに離間している第１燃料レール及び第２燃料レールを備え、前記弾性部材により前記第１燃料レール及び第２燃料レールに前記運動質量を取り付けることを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項４】
エンジンブロックを有する直噴内燃エンジンの燃料システムに加わる機械的応力を低減する応力低減装置において、
前記エンジンブロックに取り付けられた第１燃料レール及び第２燃料レールと、前記エンジンブロックに連動した前記第１燃料レール及び第２燃料レールの運動を低減させる運動低減手段とを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項５】
請求項４において、前記運動低減手段は前記第１燃料レール及び第２燃料レールの少なくとも一部の周囲に配置されたクランプを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項６】
請求項５において、前記クランプは、一端が前記第１燃料レールに固定され他端が前記第２燃料レールに取り付けられたバンドを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項７】
請求項６において、前記バンドの他端と前記第２燃料レールとの間にエラストマー部材を有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項８】
請求項４において、前記運動低減手段は、前記第１燃料レールに取り付けられた第１の端部と前記第２燃料レールに取り付けられた第２の端部とを有するエラストマー部材を有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項９】
請求項８において、前記エラストマー部材は細長く、前記第１燃料レール及び第２燃料レールに渡って延びていることを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項１０】
請求項４において、前記第１燃料レール及び第２燃料レールは細長く互いに並んで配置されており、且つ、前記運動低減手段は前記第１燃料レール及び第２燃料レールの一端に渡って固定された剛体からなるクランプを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記第１燃料レール及び第２燃料レールの他端に渡って固定された第２のクランプを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項１２】
請求項４において、前記第１燃料レール及び第２燃料レールに渡って延び堅固に固定されたクランプと、前記クランプに弾性部材を介して設けられた運動質量とを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの応力低減装置。
【請求項１３】
エンジンブロックを有する直噴内燃エンジンの燃料システムであって、燃料室を有する燃料レールと、前記エンジンブロック内の燃料噴射器穴に配置された燃料噴射器と、前記燃料レールの燃料室と前記燃料噴射器を流体的に接続する可塑性の流体管とを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項１４】
請求項１３において、前記流体管はベローズを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項１５】
請求項１３において、前記燃料噴射器を前記エンジンブロックに固定する固定部材を有することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項１６】
請求項１５において、前記固定部材は、前記燃料噴射器穴の内部ネジ部と螺合する外部ネジ部を有することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項１７】
請求項１５において、前記固定部材は、前記燃料噴射器外周に設けた固定部材溝に係合するリブを有することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項１８】
請求項１３において、前記燃料噴射器は非金属材料で構成され、前記エンジンブロックのネジ穴に螺合するネジを外周に有することを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【請求項１９】
請求項１５において、前記固定部材は非金属材料で構成されることを特徴とする直噴内燃エンジンの燃料システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直噴内燃エンジンに関し、特に内燃室に燃料を供給する燃料システムの構成部品に加わる応力を低減する直噴内燃エンジンの燃料システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業において直噴内燃エンジンは一般的になりつつあるが、その大きな原因は直噴内燃エンジンの効率が高く燃費が良いことによる。直噴内燃エンジンは、エンジンブロック内において、内燃室に直接開口する穴に少なくとも１つの燃料噴射器が取り付けられている。燃料噴射器には高圧燃料レールが連結されており、エンジン制御装置の制御により高圧燃料レールが開かれると燃料を直噴内燃エンジン内へ直接噴射するようになっている。
【０００３】
直噴内燃エンジンでは上記のように燃料噴射器が内燃室へ直接開口しているため、燃料レールの燃料を比較的高い圧力で維持しなければならない。従って、通常はカム駆動ピストンポンプ等の加圧ポンプを使用して燃料レール内部を加圧する。
【０００４】
しかし、直噴内燃エンジンは燃料噴射器や加圧ポンプが高圧で振動するため、燃料システムの構成部品が互いに連動して運動するという欠点がある。このため燃料システムの構成部品へ応力が次々に伝わり、亀裂やその他の構成部品の不具合が生じる可能性がある。
【０００５】
従来、これら振動を防ぐために、例えば特許文献１に示すように、燃料噴射器をシリンダハウジングに所定締め付け荷重で取付けるという構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に示す構成によっても、発生する振動を十分に抑制することは困難であった。本発明は直噴燃料エンジンにおける燃料レールの運動を減らし、それによってそれら構成部品への機械的応力を低減する直噴内燃エンジンの燃料システムおよび応力低減装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では燃料システムにおける燃料レールの運動を減らすために幾つかの異なる構成を提案している。本発明の一実施例では、隣り合う燃料レールの両方にクランプを伸ばして固定している。それらのレールを共にクランプで固定することにより、燃料システムのその他の構成部品に連動したレールの運動が低減される。また、燃料レールはクランプで堅固に固定してもよいが、エラストマー部材を用いて共に弾性的に固定してもよい。
【０００９】
本発明の別の実施例では、弾性部材を用いて運動質量を燃料レールに取り付けている。このため、運動質量の運動がレールのあらゆる運動に対抗し、よって燃料システムの作動中にレールの運動が効果的に打ち消される。
【００１０】
本発明の更に別の実施例では、可塑性のある流体管で燃料レールを燃料噴射器に接続している。この可塑性のある流体管によって、燃料噴射器の運動に起因する燃料レールの運動を低減もしくは、完全に抑制している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、少なくとも１つの燃料レールを有する直噴内燃エンジンにおいて、運動質量と、該運動質量を前記燃料レールに取り付ける弾性部材とを有し、前記直噴内燃エンジンに連動した前記燃料レールの運動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】直噴内燃エンジンの従来技術を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例１を示す部分断面図である。
【図３】図２の矢印３方向の矢視図である。
【図４】本発明の実施例２を示す部分断面図である。
【図５】図４の矢印５方向の矢視図である。
【図６】本発明の実施例３を示す部分断面図である。
【図７】図６の矢印７方向の矢視図である。
【図８】本発明の実施例４を示す部分断面図である。
【図９】図８の矢印９方向の矢視図である。
【図１０】本発明の実施例５を示す部分断面図である。
【図１１】図１０の矢印１２方向の分解部分平面図である。
【図１２】図１０の矢印１２方向の矢視図である。
【図１３】本発明の実施例６を示す部分断面図である。
【図１４】図１３の矢印１４方向の矢視図である。
【図１５】本発明の実施例７を示す部分断面図である。
【図１６】図１５の線１６−１６における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１には従来技術の直噴内燃エンジン２０の一部が示されている。エンジン２０には複数のエンジン燃焼室２４を有するエンジンブロック２２があり、エンジン燃焼室２４にはピストン（図示せず）が相互に取り付けられている。
【００１４】
各燃焼室２４には少なくとも１つの燃料噴射器２６が設けられている。各燃料噴射器２６は、エンジンブロック２２内に設けられ、燃焼室２４に開口する燃料噴射器穴２８内に配置される。さらに各燃料噴射器２６は、燃料レール室３２を有する燃料レール３０に流体的に連結されている。高圧燃料ポンプ（図示せず）によって加圧燃料が燃料レール室３２に供給され、次々に燃料噴射器２６に供給される。また、図１に示す燃料噴射器は、燃料レール３０が互いに２つ並んで配置されたＶ型エンジン用の燃料噴射器である。
【００１５】
一般的に燃料噴射器２６は、燃料レール３０に堅固に固定されている。燃料が噴射される度に燃料噴射器２６が反動で燃焼室２４から離れる方向に若干運動し、それによって、連関する燃料レール３０が同方向に運動する。燃料レール３０が上記のように運動すると、燃料システムの構成部品に次々に機械的応力が加わる。上記の運動は連続的に反復して発生し実質的に振動が発生する。
【実施例１】
【００１６】
図２および図３には本発明の実施例１が示されている。エンジンブロックに連動した燃料レール３０の運動を減らすために、Ｖ字形のクランプ４０を各燃料レール３０間に伸ばし、止め具４２で各燃料レール３０に取り付けている。クランプ４０を燃料レール３０に固定するには、どのような止め具４２を用いてもよい。あるいは、クランプ４０は溶接や類似の方法で燃料レール３０に固定して取り付けてもよい。
【００１７】
また、弾性部材４６を用いて運動質量４４をクランプ４０に固定する。弾性部材４６によって運動質量４４がクランプ４０と連動して運動し、従って燃料レール３０と連動して運動する。弾性部材４６はそれ自体弾性をもつゴム、プラスチック、バネ等を用いる。
【００１８】
本発明において運動質量とは、運動する物体に取付けられて弾性部材を介して、運動する物体の運動速度や加速度を抑制する動的なおもりをいう。
【００１９】
作動中の燃料噴射器２６から燃料レール３０に運動が伝わると、運動質量４４が共に運動し、燃料レール３０の運動が効果的に打ち消される。さらに、クランプ４０は単体でも内燃エンジンの作動中に燃料レール３０の運動を低減する。
【００２０】
図２および図３には燃料レール３０が２つ表示されているが、運動質量４４はもちろん各燃料レール毎に使用してもよい。そのようなシステムでは、運動質量４４によってエンジン作動中の各燃料レールの運動がより効果的に低減されまたは打ち消される。
【実施例２】
【００２１】
図４および図５には、本発明の実施例２が示されている。ここではクランプ５０を両方の燃料レール３０の周囲に伸ばし、各燃料レール３０を共に固定して運動に対抗させている。クランプ５０はどのような形状でもよいが、図示のクランプ５０には上部クランプ５２および下部クランプ５４があり、それらを合わせて燃料レール３０を取り囲むようにしている。これらの上部クランプ５２および下部クランプ５４は止め具５６で共に固定されているが、止め具５６はボルトとナットのような従来のいかなる止め具でもよい。
【００２２】
実際上、クランプ５０は燃料レール３０を共に堅固に固定することによって燃料レール３０の運動を減らし、またその運動で生じる燃料システムの構成部品への機械的応力を低減している。
【実施例３】
【００２３】
図６および図７には、本発明の実施例３が示されている。ここではバンド状クランプ６０の一端６２が、はんだ付けなどの従来方法で一方の燃料レール３０に堅固に固定されている。更にバンド状クランプ６０の他端６４が他方の燃料レール３０に止め具６６で固定され、止め具６６と燃料レール３０の間にはエラストマー部材６８が挟まれている。エラストマー部材６８によって燃料レール３０の運動や振動が抑制される。
【実施例４】
【００２４】
図８および図９には本発明の実施例４が図示されている。ここでは細長い管状のゴム等からなるエラストマー部材７０を２つの燃料レール３０の間に伸ばしている。止め具７２でエラストマー部材７０の一端を一方の燃料レール３０に固定し、第２の止め具７４でエラストマー部材７０の他端を他方の燃料レール３０に固定する。例えば、止め具７２はエラストマー部材７０を貫通するボルトで構成してもよく、第２の止め具７４は止め具７２を螺合するナットで構成してもよい。また、止め具７２は各燃料レール３０に取り付けられたボルトストップ７６を貫通している。
【００２５】
実際上、エラストマー部材７０は図９の矢印７８で示す横方向への燃料レール３０の振動を抑制する。燃料レール３０の互いに連動する相対運動を抑制することにより、エラストマー部材７０は燃料レール３０の運動を効果的に減らし、同じくその運動から生じる構成部品への応力を低減する。
【実施例５】
【００２６】
図１０から図１２には本発明の実施例５が示されている。ここでは剛体からなる上部クランプ８２および下部クランプ８４を有するクランプ８０を用いて燃料レール３０の運動を最小化している。上部クランプ８２および下部クランプ８４は、燃料レール３０の端部８８の一部に対応する形状の凹部８６をそれぞれ有する。
【００２７】
したがって、図１０および図１２で良く分かるように、燃料レール３０の端部８８の周囲に上部クランプ８２および下部クランプ８４を配置した状態で、止め具９０で燃料レール３０の端部８８の周囲に上部クランプ８２および下部クランプ８４を押し付けて、上部クランプ８２および下部クランプ８４を共に固定している。これにより、燃料レール３０を共に堅固に固定して運動に対抗させ、よって燃料システムの構成部品への機械的応力を低減している。
【実施例６】
【００２８】
図１３および図１４には、本発明の実施例６が示されている。ここでは断面略Ｖ字型のクランプ１００を両方の燃料レール３０に延して固定している。クランプ１００を燃料レール３０に堅固に固定するには、止め具、はんだ、または同様のいかなる従来手段を用いてもよい。
【００２９】
エラストマー部材１０２はゴム、プラスチック等の可撓性材料で構成することが望ましく、クランプ１００の上部に渡って配置される。そして、エラストマー部材１０２が運動質量１０４とクランプ１００の間に挟まれるように、運動質量１０４が弾性部材１０２の範囲内に配置される。
【００３０】
エラストマー部材１０２によって、エンジンの作動中に運動質量１０４が燃料レール３０に連動して若干運動する。運動質量１０４はその運動でレール３０の運動を抑制し、構成部品への応力を低減している。
【実施例７】
【００３１】
図１５および図１６には、本発明の実施例７が示されている。ここでは可撓性をもつ流体管１１０を用いて、燃料噴射器２６が燃料レール３０に流体的に接続されている。流体管１１０は可撓性のベローズでもよいし、あるいは他の形状を用いてもよい。作動中、燃料噴射器２６の燃料噴射に反応して燃料噴射器２６が動いても、単に流体管１１０が曲がるに過ぎないため、燃料噴射器２６の振動が燃料レール３０から隔離される。これにより、燃料レール３０の運動が皆無にはならないにせよ大きく低減され、燃料レール３０の運動に起因する燃料システムの機械的応力が低減される。
【００３２】
また、図１５および図１６では燃料噴射器２６は燃料レール３０に堅固に接続されていないため、燃料噴射器２６をエンジンブロック２２に固定してその運動に対応させることが望ましい。燃料噴射器２６をエンジンブロック２２に固定するには様々な手段を利用できるが、図１５に示すように、固定部材１２０がエンジンブロック２２の外側に外部ねじ部１２５によりネジ止めされており、さらに固定部材１２０には半径方向に内部に突出したリブ１２２がある。
【００３３】
固定部材１２０は非金属材料で構成し、燃料噴射器２６とエンジンブロック２２の間の金属間接触をなくして雑音を抑制することが望ましい。燃料噴射器２６をエンジンブロックの燃料噴射器穴２８内に配置すると、固定部材１２０のリブ１２２が燃料噴射器２６の固定部材溝１２４と一致するようになっている。固定部材のリブ１２２と固定部材溝１２４の共同作用によって固定部材１２０に連動した燃料噴射器２６の回転またはねじれ等の運動が抑制される。
【００３４】
固定部材１２０をエンジンブロックに固定させるため、燃料噴射器穴２８は内部ネジ部１２６を外端に有する。よって、固定部材１２０をエンジンブロック２２にネジ止めで固定することにより、燃料噴射器２６を簡単かつ効率的に固定して、エンジンブロック２２に連動した軸方向運動に対抗させている。
【００３５】
あるいは、燃料噴射器２６自体を非金属材料で構成してネジを設け、その燃料噴射器２６に一体化された内部ネジ部１２６をエンジンブロック２２に係合させることも可能である。
【００３６】
以上により、本発明はエンジンブロックに連動した燃料レールの運動を低減し、または完全に抑制する装置を幾つか提供する。これにより直噴内燃エンジンの作動中に、エンジンブロックに連動した燃料レールの運動から生じる燃料システムの構成部品への応力が大幅に減少する。
【００３７】
また、本発明の特許請求の範囲から逸脱することなく、本発明に関する数多くの改良がなされることは、発明が属する技術分野の当業者において明らかである。
【符号の説明】
【００３８】
２０：直噴内燃エンジン
２６：燃料噴射器
２８：燃料噴射器穴
４４、１０４：運動質量
４６：弾性部材
３０：燃料レール
３２：燃料室
４０、５０、８０、１００：クランプ
６０：バンド状クランプ
７０：エラストマー部材
１１０：流体管
１２０：固定部材
１２２：リブ
１２４：固定部材溝
１２５：外部ネジ部
１２６：内部ネジ部
【図１】
2010236535.tif 000003
【図２】
2010236535.tif 000004
【図３】
2010236535.tif 000005
【図４】
2010236535.tif 000006
【図５】
2010236535.tif 000007
【図６】
2010236535.tif 000008
【図７】
2010236535.tif 000009
【図８】
2010236535.tif 000010
【図９】
2010236535.tif 000011
【図１０】
2010236535.tif 000012
【図１１】
2010236535.tif 000013
【図１２】
2010236535.tif 000014
【図１３】
2010236535.tif 000015
【図１４】
2010236535.tif 000016
【図１５】
2010236535.tif 000017
【図１６】
2010236535.tif 000018