(57)【要約】【課題】デリバリパイプの複数の燃料出口部間の燃料の温度差（したがって、複数の燃料噴射弁間の燃料の温度差）を減少させることができる内燃機関用燃料分配装置の提供。【解決手段】（１）燃料入口部１５と対応気筒への複数の燃料出口部１１〜１４とを有するデリバリパイプ１０と、デリバリパイプ内の燃料通路１６に挿入され燃料入口部１５に近い部位でデリバリパイプ１０に支持されそれ以外の部位ではデリバリパイプに接触していないデリバリパイプより熱伝導性のよい材料からなる棒状部材２０と、を有する内燃機関用燃料分配装置１。（２）棒状部材２０は燃料入口部１５から遠ざかるに従って減少する断面積を有している。（３）棒状部材はフィン２６を有している。（４）棒状部材はメッシュ状に形成されている。（５）棒状部材は中空体であり、中空体燃料入口部２５と、複数の中空体燃料出口部２１〜２４と、を有する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料入口部と対応気筒への複数の燃料出口部とを有するデリバリパイプと、
前記デリバリパイプ内の燃料通路に挿入され前記燃料出口部より前記燃料入口部に近い部位で前記デリバリパイプに支持されそれ以外の部位では前記デリバリパイプに接触していないデリバリパイプより熱伝導性のよい材料からなる棒状部材と、
を有する内燃機関用燃料分配装置。
【請求項２】
前記棒状部材は前記燃料入口部から遠ざかるに従って減少する断面積を有している請求項１記載の内燃機関用燃料分配装置。
【請求項３】
前記棒状部材はフィンを有している請求項１または請求項２記載の内燃機関用燃料分配装置。
【請求項４】
前記棒状部材はメッシュ状に形成されている請求項１または請求項２記載の内燃機関用燃料分配装置。
【請求項５】
前記棒状部材は中空体であり、該中空体は前記デリバリパイプの前記燃料入口部に接続された中空体燃料入口部と、前記デリバリパイプの複数の前記燃料出口部にそれぞれ対向する複数の中空体燃料出口部と、を有する請求項１または請求項２または請求項３記載の内燃機関用燃料分配装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関用燃料分配（デリバリ）装置に関し、とくにガソリン筒内直接噴射式内燃機関の燃料分配装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−９０６２９号公報に開示されるように、筒内直接噴射式内燃機関においては、高圧の燃料による反力を受けるデリバリパイプはシリンダヘッドに、ガスケットを介さず直接に固定され、かつ、シリンダヘッドに近接して配置されている。そのため、デリバリパイプはデリバリパイプの固定部を通しての熱伝導によりシリンダヘッドから受熱するとともに、シリンダヘッドからの対流熱伝達によっても受熱する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、デリバリパイプは長手方向一端部に設けられた燃料入口部とそれより下流側に直列に互いに間隔を置いて設けられた対応気筒への複数の燃料出口部を有する。そのため、デリバリパイプのそれぞれの燃料出口部から燃料入口部までの距離は互いに異なり、燃料が燃料入口部からそれぞれの燃料出口部まで流れる時間も互いに異なる。その結果、デリバリパイプを流れる間に燃料がデリバリパイプから受熱する熱量が、それぞれの燃料出口部で異なり、燃料噴射弁に供給される燃料の温度がそれぞれの燃料噴射弁で異なってくる。
また、一般に、燃料噴射弁の燃料噴射量は開弁時間により制御されており、複数の気筒に対して１つの酸素センサを設けて燃料噴射量を制御しているため、燃料噴射弁に供給される燃料に温度差、したがって粘度差、密度差があると、燃料噴射弁間で燃料噴射量がばらつき、空燃比がずれ、今後厳しくなる排気ガス規制に対応することが困難になる。
本発明の目的は、デリバリパイプの複数の燃料出口部間の燃料の温度差（したがって、複数の燃料噴射弁間の燃料の温度差）を減少させることができる内燃機関用燃料分配装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）　燃料入口部と対応気筒への複数の燃料出口部とを有するデリバリパイプと、
前記デリバリパイプ内の燃料通路に挿入され前記燃料出口部より前記燃料入口部に近い部位で前記デリバリパイプに支持されそれ以外の部位では前記デリバリパイプに接触していないデリバリパイプより熱伝導性のよい材料からなる棒状部材と、
を有する内燃機関用燃料分配装置。
（２）　前記棒状部材は前記燃料入口部から遠ざかるに従って減少する断面積を有している（１）記載の内燃機関用燃料分配装置。
（３）　前記棒状部材はフィンを有している（１）または（２）記載の内燃機関用燃料分配装置。
（４）　前記棒状部材はメッシュ状に形成されている（１）または（２）記載の内燃機関用燃料分配装置。
（５）　前記棒状部材は中空体であり、該中空体は前記デリバリパイプの前記燃料入口部に接続された中空体燃料入口部と、前記デリバリパイプの複数の前記燃料出口部にそれぞれ対向する複数の中空体燃料出口部と、を有する（１）または（２）または（３）記載の内燃機関用燃料分配装置。
【０００５】
上記（１）の内燃機関用燃料分配装置では、デリバリパイプの中に熱伝導性のよい棒状部材を挿入したので、デリバリパイプ内の燃料通路を流れる間に燃料の温度差が減少される。この場合、燃料入口部側で燃料の温度が棒状部材によって上げられ、燃料入口から最も遠い燃料出口部側で燃料の温度が棒状部材によって下げられる。
また、棒状部材をデリバリパイプ内の容積の調整部材として利用することができ、汎用性を高めることができる。
上記（２）の内燃機関用燃料分配装置では、棒状部材の断面積の変化により棒状部材の燃料との接触面積を変化させることができ、燃料噴射弁間での燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
上記（３）、（４）の内燃機関用燃料分配装置では、（３）ではフィンにより、（４）ではメッシュ状形成により、棒状部材の燃料との接触面積を増大させることができ、燃料噴射弁間での燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
上記（５）の内燃機関用燃料分配装置では、燃料が主に、長手方向温度差がデリバリパイプより小さい棒状部材の中を通して、燃料噴射弁に供給されるため、燃料噴射弁間での燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施例に係る内燃機関用燃料分配装置を図１〜図５を参照して説明する。図において、本発明の全実施例に共通な、または類似な構成部分には本発明の全実施例にわたって同じ符合が付してある。
【０００７】
まず、本発明の全実施例に共通な、または類似な構成部分を、図１を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の内燃機関用燃料分配装置１は、デリバリパイプ１０と棒状部材２０とを有する。デリバリパイプ１０は、燃料入口部１５と対応気筒への複数の燃料出口部１１、１２、１３、１４とを有し、内部に燃料通路１６を有する。棒状部材２０は、デリバリパイプ１０内の燃料通路１６に挿入されている。棒状部材２０は、、燃料出口部１１、１２、１３、１４より燃料入口部１５に近い部位でデリバリパイプ１０に支持され、それ以外の部位ではデリバリパイプ１０に接触していないことが望ましい。ただし、断熱性のある部材を介して燃料入口部１５から遠い部位でデリバリパイプ１０に支持されていてもよい。
【０００８】
本発明の内燃機関用燃料分配装置１は、ガソリン筒内直接噴射式内燃機関の燃料分配装置に適用される。ガソリン筒内直接噴射式内燃機関では、デリバリパイプ１０は内燃機関本体（たとえば、シリンダヘッド）に、各燃料出口部近傍および燃料入口部近傍で、ガスケットを介さないで直接固定される。また、デリバリパイプ１０は内燃機関本体（たとえば、シリンダヘッド）に近接して配置される。
【０００９】
デリバリパイプ１０は、一定横断面積をもつ、両端が閉じた中空パイプからなる。燃料入口部１５はデリバリパイプ１０一端部（一端の近傍を含む）に設けられており、燃料出口部１１、１２、１３、１４は、燃料入口部１５より他端部に互いに間隔を置いて直列に配置されている。そして、燃料出口部１１、１２、１３、１４でデリバリパイプ１０から分岐した燃料通路にそれぞれの燃料噴射弁が設けられており、燃料噴射弁は燃料を、直接、気筒内に噴射する。燃料入口部１５から最も遠い燃料出口部１１から燃料入口部１５に向かって、＃１燃料噴射弁、＃２燃料噴射弁、＃３燃料噴射弁、＃４燃料噴射弁と呼ぶことにする。燃料は通常運転時は高圧（たとえば、１２ＭＰａ）であり、始動時はそれより低圧である。燃料は燃料入口部１５入口部からデリバリパイプ１０内に流入し、デリバリパイプ１０内の燃料通路１６を通過し、各燃料出口部１１、１２、１３、１４から流出する。
【００１０】
棒状部材２０は、本発明で新たに設けられた部材であり、従来の内燃機関用燃料分配装置には存在しなかった部材である。棒状部材２０は、デリバリパイプ１０内で、デリバリパイプ１０の燃料入口部１５側の一端部から他端部直近位置まで延びる。燃料は、デリバリパイプ１０内の容積部で、棒状部材２０によって占められていないスペースを流れる。棒状部材２０は、その表面に接触して流れる燃料の温度を流れ方向に均一化させるための部材である。燃料は燃料入口部１５近傍では温度はまだ低く、燃料出口部１４、１３、１２、１１へと流れるに従ってデリバリパイプ１０から熱を受けて温度が上がるが、棒状部材２０は燃料入口部１５近傍で燃料の温度を上げ、燃料入口部１５から最も遠い燃料出口部１１近傍で燃料の温度を下げる。
【００１１】
燃料の温度を効果的に均一化させるために、望ましくは、棒状部材２０は、デリバリパイプ１０より熱伝導性のよい材料から構成されている。たとえば、デリバリパイプ１０の材料がステンレスであり、棒状部材２０の材料が銅である。ただし、棒状部材２０の材料は銅に限るものではなく、アルミ、錫、あるいはそれらの合金等であってもよい。
【００１２】
燃料の温度を効果的に均一化させるために、望ましくは、棒状部材２０は、棒状部材２０の一端で、燃料入口部１５に近い部位でデリバリパイプ１０に片持ち支持されている。燃料入口部１５に近い部位は、デリバリパイプ１０の燃料入口部１５に近い側の一端の閉塞端板であってもよいし、＃４燃料噴射弁に接続する燃料出口部１４より燃料入口部１５に近い側のデリバリパイプ側壁部分であってもよい。
【００１３】
本発明の全実施例に共通な、または類似する上記構成による、本発明の内燃機関用燃料分配装置１の作用を説明する。
デリバリパイプ１０は、シリンダヘッドにガスケットを介さず直接、固定されるので熱伝導により、かつシリンダヘッドに近接させて配置されるので対流熱伝達により、シリンダヘッドから受熱して温度が上がる。燃料はデリバリパイプ１０より低い温度で、燃料入口部１５からデリバリパイプ１０内容積部に流入し、デリバリパイプ１０内の燃料通路１６を流れている間に昇温する。燃料の温度は、デリバリパイプ１０内で下流側ほど上がるので、＃４燃料噴射弁に接続する燃料出口部１４から、＃１燃料噴射弁に接続する燃料出口部１１にかけて、順に燃料の温度は高くなろうとする。
【００１４】
しかし、本発明では、デリバリパイプ１０の中に熱伝導性のよい棒状部材２０を挿入したので、デリバリパイプ１０内の燃料通路１６を流れる間に燃料の燃料出口部１１〜１４間での温度差が減少される。この場合、棒状部材２０は燃料入口部１５側の一端でデリバリパイプ１０に支持されているから、その支持部を通してデリバリパイプ１０から受熱し、棒状部材２０の燃料入口部１５側の一端でほぼデリバリパイプ１０と同じ温度になり、そこから燃料流れ方向下流側にいくに従って燃料に熱を奪われて燃料の温度を上げ、自身は温度が下がっていくので、燃料入口部１５側で燃料の温度が棒状部材２０によって上げられ、燃料入口部１５から最も遠い燃料出口部１１側で燃料の温度が棒状部材２０によって下げられる。これによって、棒状部材２０が挿入されていない従来に比べて、本発明では、燃料出口部１１〜１４間での燃料の温度差が少なくなる。
【００１５】
また、棒状部材をデリバリパイプ内の容積の調整部材として利用することができ、汎用性を高めることができる。
すなわち、燃料容積により、運転中の燃圧脈動や、機関始動時の低燃圧から高燃圧への燃圧上昇時間に影響するため、デリバリパイプ１０内に挿入する棒状部材２０の体積を調整することで、デリバリパイプ１０内容積を調整することが可能である、その結果、排気量の異なるエンジンへの適応を、挿入する棒状部品２０を変更することで対応でき、異なる種類のエンジンに同じ種類のデリバリパイプを用いて棒状部品２０の体積を変えるだけで対応でき、デリバリパイプの汎用性が高まる。
【００１６】
つぎの、本発明の各実施例に特有な構成、作用を説明する。
本発明の実施例１では、図２に示すように、棒状部材２０は、長手方向に変化する横断面積を有している。棒状部材２０の横断面積は徐々の変化してもよいし、段付き状に変化してもよい。また、棒状部材２０の横断面積は、長手方向途中まで絞っていき、そこからまた拡大してもよい。棒状部材２０は、望ましくは、中実部材である。
図２の例では棒状部材２０は、燃料入口部１５から遠ざかるに従って徐々に減少する横断面積を有している。
本発明の実施例１の作用については、棒状部材２０の断面積の変化により棒状部材の燃料との接触面積を変化させることができ、断面積一定の場合に比べて燃料の温度を目標温度に近づけやすくなる。その結果、燃料噴射弁＃１〜＃４間、したがって燃料出口部１１〜１４間での、燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
【００１７】
本発明の実施例２では、図３に示すように、棒状部材２０は、長手方向（軸方向）に延びるフィン２６を有している。望ましくは、フィン２６は、妄評部材２０の全長にわたって延びている。フィン２６は１本以上、望ましくは複数本設けられている。フィン２６は棒状部材２０に一体に設けられており、棒状部材２０の一部を構成している。
本発明の実施例２の作用については、フィン２６を設けたことにより、棒状部材２０の燃料との接触面積を増大させることができ、棒状部材２０と燃料との熱交換が促進されて棒状部材２０による燃料の温度分布均一化が促進され、燃料噴射弁＃１〜＃４間、したがって燃料出口部１１〜１４間での、燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
【００１８】
本発明の実施例３では、図４に示すように、棒状部材２０は少なくとも表面部が表面積が大となるようにメッシュ２７状（凹凸状、粗面状である場合を含む）に形成されている。たとえば、棒状部材２０は全体がメッシュ状（ポーラス状、金属スポンジ状等を含む）に形成されている。
本発明の実施例３の作用については、棒状部材２０をメッシュ状に形成したことにより、棒状部材２０の燃料との接触面積を増大させることができ、棒状部材２０と燃料との熱交換が促進されて棒状部材２０による燃料の温度分布均一化が促進され、燃料噴射弁＃１〜＃４間、したがって燃料出口部１１〜１４間での、燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
【００１９】
本発明の実施例４では、図５に示すように、棒状部材２０は中空体であり、該中空体はデリバリパイプ１０の燃料入口部１５に接続された中空体燃料入口部２５と、デリバリパイプ１０の複数の燃料出口部１１、１２、１３、１４にそれぞれ対向する複数の中空体燃料出口部２１、２２、２３、２４と、を有する。棒状部材２０の外面とデリバリパイプ１０の内面との間の環状スペースには、燃料が流れてもよいし、あるいは流れなくて澱んでいてもよい。燃料は中空体燃料入口部２５から棒状部材２０である中空体内に流れ、中空体燃料出口部２１、２２、２３、２４から流出してそれぞれの燃料噴射弁に流れる。
本発明の実施例４の作用については、燃料が主に、棒状部材２０の中を通して、燃料噴射弁に供給されるため、そして、棒状部材２０の長手方向温度差（温度勾配）がデリバリパイプ１０の長手方向温度差（温度勾配）ため、燃料噴射弁＃１〜＃４間、したがって燃料出口部１１〜１４間での、燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の内燃機関用燃料分配装置によれば、デリバリパイプの中に熱伝導性のよい棒状部材を挿入したので、デリバリパイプ内の燃料通路を流れる燃料の温度差を減少させることができ、燃料噴射弁間での燃料の温度差を減少させることができる。
請求項２の内燃機関用燃料分配装置によれば、棒状部材の断面積を変化させたので、棒状部材の燃料との接触面積を変化させることができ、燃料噴射弁間での燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
請求項３の内燃機関用燃料分配装置によれば、棒状部材にフィンを設けたので、棒状部材の燃料との接触面積を増大させることができ、燃料噴射弁間での燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
請求項４の内燃機関用燃料分配装置によれば、棒状部材をメッシュ状に形成したので、棒状部材の燃料との接触面積を増大させることができ、燃料噴射弁間での燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
請求項５の内燃機関用燃料分配装置によれば、燃料が主に、棒状部材の中を通して燃料を燃料噴射弁に供給したので、燃料噴射弁間での燃料の温度差を効果的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関用燃料分配装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る内燃機関用燃料分配装置の、棒状部材を非断面で示した、断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る内燃機関用燃料分配装置の、棒状部材を非断面で示した、断面図である。
【図４】本発明の実施例３に係る内燃機関用燃料分配装置の、棒状部材を非断面で示した、断面図である。
【図５】本発明の実施例４に係る内燃機関用燃料分配装置の断面図である。
【符号の説明】
１　内燃機関用燃料分配装置
１０　デリバリパイプ
１１〜１４　燃料出口部
１５　燃料入口部
１６　燃料通路
２０　棒状部材
２１〜２４　棒状部材燃料出口部
２５　棒状部材燃料入口部
２６　フィン
２７　メッシュ
【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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