(57)【要約】【課題】燃料ポンプのプランジャを一本としつつ、シリンダブロックの破損を抑制することを課題とする。【解決手段】内燃機関１００は、コモンレール２０に対し高圧燃料を供給する燃料ポンプ３０と、コモンレール２０に接続され、燃料ポンプ３０の一回の燃料圧送に対し、一回ずつ燃料噴射を行う複数のインジェクタ１１と、を備えている。複数のインジェクタ１１の噴射順は、内燃機関１００のボア壁温の分布と対応させ、複数のインジェクタ１１のうち、ボア壁温が最も低くなる気筒に配置されたインジェクタの噴射順を、燃料ポンプ３０の圧送直後としている。これにより、ボア歪を抑制し、ひいては、シリンダブロックの破損を抑制することができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレールに対し高圧燃料を供給する燃料ポンプと、
前記コモンレールに接続され、前記燃料ポンプの一回の燃料圧送に対し、一回ずつ燃料噴射を行う複数のインジェクタと、を備え、
前記複数のインジェクタの噴射順をボア壁温の分布と対応させたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関において、
前記複数のインジェクタのうち、ボア壁温が最も低くなる気筒に配置されたインジェクタの噴射順を、前記燃料ポンプの圧送直後としたことを特徴とした内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧で燃料を吐出する燃料供給装置、高圧燃料ポンプが知られており、その改良も種々行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の高圧燃料ポンプは、蓄圧式燃料噴射システムに用いられるもので、偏心カムを用い、この偏心カムに駆動される二本のプランジャによって高圧の燃料を供給する。
このような二本のプランジャを有する高圧燃料ポンプは、部品点数が多い。そこで、部品点数を削減し、コスト低減を図るべく、プランジャを一本とした燃料ポンプを採用することが考えられる。
ところが、プランジャが一本である燃料ポンプを例えば四気筒エンジンに用いると、以下のような不都合が考えられる。
燃料は、燃料ポンプによって一旦コモンレールに圧送され、その後、各インジェクタから順次筒内に燃料噴射が行われる。燃料噴射が行われる毎に、コモンレールの圧力は低下する。プランジャが一本であると、燃料ポンプの一回の燃料圧送につき、四回の燃料噴射が行われる。このように燃料ポンプの一回の燃料圧送につき複数回の燃料噴射が行われると、気筒間の噴射圧力差が大きくなる。すなわち、燃料ポンプの圧送直後に燃料噴射するインジェクタの噴射圧力は高く、最後に燃料噴射するインジェクタの噴射圧力は低くなる。筒内最高到達圧力Ｐｍａｘは、噴射圧力に対応して変化する。このため、噴射圧力の変動に起因して、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘが気筒によって異なる。
【０００５】
このように噴射圧力が高い気筒では、Ｐｍａｘが高くなり、ボア歪が大きくなるおそれがある。ボア歪が大きくなると、シリンダブロックの破損のおそれが高まる。
【０００６】
そこで、本発明は、燃料ポンプのプランジャを一本としつつ、シリンダブロックの破損を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するために、本明細書開示の内燃機関は、コモンレールに対し高圧燃料を供給する燃料ポンプと、前記コモンレールに接続され、前記燃料ポンプの一回の燃料圧送に対し、一回ずつ燃料噴射を行う複数のインジェクタと、を備え、前記複数のインジェクタの噴射順をボア壁温の分布と対応させたことを特徴とする。
【０００８】
内燃機関は、シリンダブロック等に形成されたウォータジャケットのとり回しによって、各部の温度に差が生じる。そこで、噴射圧力が高くなるインジェクタが配置された気筒と、ボア壁温が低くなる気筒とを一致させることによってボア歪の抑制、ひいては、シリンダブロック等の破損を抑制することができる。
【０００９】
具体的には、前記複数のインジェクタのうち、ボア壁温が最も低くなる気筒に配置されたインジェクタの噴射順を、前記燃料ポンプの圧送直後とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書開示の内燃機関によれば、燃料ポンプのプランジャを一本としつつ、シリンダブロックの破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例の内燃機関の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、レール圧力Ｐｃｒの変化を示すグラフである。
【図３】図３は、レール圧力Ｐｃｒと筒内最高到達圧力Ｐｍａｘとの関係を示すグラフである。
【図４】図４は、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘとボア歪との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、ボア壁温とボア歪との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、シリンダブロックにおけるボア壁温の分布を示す説明図である。
【図７】図７は、燃料ポンプリフト量とレール圧力の変化の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本実施例の内燃機関１００の概略構成を示す模式図である。内燃機関１００は、４気筒のディーゼルエンジンである。内燃機関１００は、♯１シリンダ〜♯４シリンダが設けられたシリンダブロック１０を備えている。また、内燃機関１００は、燃料ポンプ３０から高圧の燃料が供給され、貯留するコモンレール２０を備えている。燃料ポンプ３０は、一本のプランジャを備えている。コモンレール２０には、♯１シリンダ〜♯シリンダ４毎に設けられたインジェクタ１１が接続されている。シリンダブロック１０には、ウォータジャケットが設けられており、ウォータポンプ４０により圧送された冷却水が循環する。図１中、符号５０は、冷却水の流れを示している。本実施例の内燃機関１００では、シリンダブロック１０のフロント（ＦＲ）側にウォータポンプ４０が配置されており、冷却水は、シリンダブロック１０のフロント側から導入される。ここで、シリンダは、フロント側から、順に♯１シリンダ、♯２シリンダ、♯３シリンダ、♯４シリンダとなるように配列されている。フロント側から導入された冷却水は、シリンダブロック１０のインテーク側（ＩＮ側）を♯１シリンダ〜♯４シンリンダに沿って流れる。そして、♯４シリンダの周囲を流れ、エキゾースト側（ＥＸ側）へ流れ込み、♯４シリンダ〜♯１シリンダに沿って再びフロント側へ戻る。なお、ウォータジャケットは、各シリンダ間をＥＸ側からＩＮ側へ流れる経路も有する。
【００１４】
図２は、コモンレール２０のレール圧力Ｐｃｒの変化を示すグラフである。図中、（ａ）〜（ｄ）は、四本のインジェクタ１１による燃料噴射のタイミングを示している。また、図中、（ｅ）は、燃料ポンプ３０からの燃料の圧送のタイミングを示している。すなわち、本実施例では、燃料ポンプ３０の一回の燃料の圧送につき、四回の燃料噴射が行われる。レール圧Ｐｃｒは、インジェクタ１１から燃料噴射される毎に低下し、燃料ポンプ３０から燃料の圧送が行われると復帰する。
【００１５】
図３は、レール圧力Ｐｃｒと筒内最高到達圧力Ｐｍａｘとの関係を示すグラフである。筒内最高到達圧力Ｐｍａｘは、レール圧力Ｐｃｒが高くなるとそれに伴って高くなる関係にある。また、図４は、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘとボア歪との関係を示すグラフである。図４に示すグラフは、ボア壁温を一定とした場合の関係を示している。ボア歪は、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘが増大するに従って増大しており、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘがボア歪に影響を及ぼしていることがわかる。
【００１６】
また、図５は、ボア壁温とボア歪との関係を示すグラフである。図５に示すグラフは、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘを一定とした場合の関係を示している。ボア歪は、ボア壁温が高くなるに従って増大しており、ボア壁温がボア歪に影響を及ぼしていることがわかる。
【００１７】
また、図６は、シリンダブロックにおけるボア壁温の分布を示す説明図である。ボア壁温は、図１に示す、Ｐ１〜Ｐ５の計測地点で計測している。計測地点Ｐ１は、ＩＮ側の♯１シリンダ側方、計測地点Ｐ２は、ＩＮ側の♯４シリンダ側方、計測地点Ｐ３は、ＥＸ側の♯４シリンダ側方、計測地点Ｐ４は、♯１シリンダ側方である。そして、計測地点Ｐ５は、♯１シリンダのフロント側側方である。このように、ボア壁温の分布は、シンリンダの配列に沿って、ＩＮ側の♯１シリンダから♯４シンリンダに向かうに従って高温となる。また、ＥＸ側において、♯４シリンダから♯１に向かうに従ってさらに高温となる。なお、計測地点Ｐ５は、温度の低い冷却水が導入される箇所に近いことから、再び温度が下がることを示している。
【００１８】
このように、ボア壁温は、ウォータポンプ４０による冷却水導入箇所の近傍に位置するシリンダ周辺のボア壁温が最も低温であることがわかる。図５に示すように、ボア壁温とボア歪とは相関性を有し、ボア壁温が低いほどボア歪は小さくなる傾向にある。一方、図４に示すように、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘとボア歪とは相関性を有し、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘが高いほど、ボア歪は大きくなる傾向にある。さらに、図３に示すように、筒内最高到達圧力Ｐｍａｘとコモンレール圧Ｐｃｒとは相関性を有し、コモンレール圧Ｐｃｒが高いほど筒内最高到達圧力Ｐｍａｘが高くなる傾向にある。すなわち、高いコモンレール圧Ｐｃｒで燃料噴射されるシリンダほど、ボア歪が大きくなる傾向にあるといえる。
【００１９】
そこで、本実施例では、複数のインジェクタ１１の噴射順をボア壁温の分布と対応させている。すなわち、複数のインジェクタ１１のうち、ボア壁温が最も低くなる気筒に配置されたインジェクタ１１の噴射順を、燃料ポンプ３０の圧送直後としている。
【００２０】
具体的には、以下の如くである。図７は、燃料ポンプリフト量とレール圧力の変化の関係を示すグラフである。内燃機関１００の燃料噴射順を、♯１→♯２→♯３→♯４とし、燃料ポンプの３０により燃料の圧送が終了した直後に燃料噴射を行うシリンダを♯１シリンダとする。これにより、図７に示すように、♯１シリンダにおけるレール圧力Ｐｃｒが最も高くなる。ここで、♯１シリンダは、最もボア壁温が低くなるため、ボア歪は抑制される。すなわち、♯１シリンダは、レール圧力Ｐｃｒが高いことに起因してボア歪が大きくなるおそれがあるが、その一方で、冷却水による冷却が最も効果的に行われるため、ボア歪が抑制される。シリンダブロック全体でみても、ボア壁温の分布斑が軽減される。
【００２１】
以上説明したように、本実施例によれば、燃料ポンプのプランジャを一本とした場合であっても、トータルでボア歪を抑制し、ひいては、シリンダブロックの破損を抑制することができる。
【００２２】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００２３】
１０…シリンダブロック
１１…インジェクタ
２０…コモンレール
３０…燃料ポンプ
４０…ウォータポンプ
１００…内燃機関
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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