(57)【要約】【課題】筒内燃料噴射インジェクタの先端部を充分に冷却可能な筒内燃料噴射式エンジンを提供する。【解決手段】ラジエータ側から冷却水が供給される冷却水通路９を有するシリンダブロック５と、主冷却水通路１２を有するシリンダヘッド１とを備える。クランク軸の軸線方向から見てシリンダヘッド１における吸気ポートとシリンダブロック５とによって挟まれた部位に筒内燃料噴射インジェクタ１４を備える。シリンダヘッド１におけるインジェクタ１４（インジェクタ孔２５）よりシリンダブロック５側に、インジェクタ１４を横切る副冷却水通路４２を形成する。この副冷却水通路４２の一端部を、隔壁４３によって主冷却水通路１２とは仕切り、副連通孔４０によってシリンダブロック５の冷却水通路９に接続する。副冷却水通路４２の他端部を主冷却水通路１２に連通させた。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエータ側から冷却水が供給される冷却水通路を有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの冷却水通路から冷却水が供給される主冷却水通路を有するシリンダヘッドと、
クランク軸の軸線方向から見て前記シリンダヘッドにおけるシリンダブロックと吸気ポートとによって挟まれた部位に前記主冷却水通路よりシリンダブロック側に位置するように設けられ、燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタとを備えた筒内燃料噴射式エンジンにおいて、
前記シリンダヘッドにおける前記インジェクタよりシリンダブロック側に、平面視において前記インジェクタを横切るように延びる副冷却水通路を形成し、
この副冷却水通路の一端部は、隔壁によって前記主冷却水通路とは仕切られるとともに、この副冷却水通路からシリンダブロック側に延びる連通路によってシリンダブロックの前記冷却水通路に接続され、
この副冷却水通路の他端部は前記主冷却水通路に連通されていることを特徴とする筒内燃料噴射式エンジン。
【請求項２】
請求項１記載の筒内燃料噴射式エンジンにおいて、
連通路における副冷却水通路側の開口は、シリンダの軸線方向から見てインジェクタの先端部と重なる位置に形成されていることを特徴とする筒内燃料噴射式エンジン。
【請求項３】
請求項１記載の筒内燃料噴射式エンジンにおいて、
連通路における副冷却水通路側の開口は、シリンダの軸線方向から見てインジェクタの先端部より副冷却水通路の一端部側に形成されていることを特徴とする筒内燃料噴射式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタを備えた筒内燃料噴射式エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の筒内燃料噴射式エンジンとしては、例えば特許文献１に示されているように、シリンダヘッドの一側部に筒内燃料噴射インジェクタ（以下、単にインジェクタという）を装備したものがある。
この特許文献１に開示されているシリンダヘッドの吸気ポートは、１気筒当たり２つ設けられている。
【０００３】
前記インジェクタは、シリンダの軸線方向から見て前記２つの吸気ポートどうしの間であって、クランク軸の軸線方向から見て吸気ポートとシリンダブロックとの間に位置付けられている。このインジェクタは、燃焼室内に一端が開口するインジェクタ孔に挿入されている。
【０００４】
また、この筒内燃料噴射式エンジンは、水冷式のもので、シリンダヘッドの内部に主冷却水通路が形成されている。この主冷却水通路は、燃焼室の天井壁や、吸・排気ポートおよびインジェクタの先端部（燃料噴射部分）などを上方（シリンダブロックとは反対側）から覆うように形成されている。この主冷却水通路の主冷却水入口はシリンダヘッドの一側部に形成され、冷却水出口は他側部に形成されている。前記主冷却水入口は、シリンダブロック内の冷却水通路に接続されており、この冷却水通路から冷却水が供給される。
【０００５】
また、主冷却水通路は、主冷却水入口と冷却水出口との間において、調整された流量をもってシリンダブロック側から冷却水が流入するように構成されている。すなわち、シリンダヘッド内への冷却水は、主に前記主冷却水入口から主冷却水通路内に流入し、他の入口から流入した冷却水と合流しながら、他側部の冷却水出口に向けてシリンダヘッドを縦断するように流れる。
【特許文献１】特開２００１−３２９９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタの先端部は、燃焼室の天井壁に取付けられており、しかも燃焼ガスに晒されるために高温になり易い。このため、従来の筒内燃料噴射式エンジンにおいては、出力をさらに高めると、インジェクタの先端部の温度が過度に高くなってしまうおそれがある。
【０００７】
インジェクタの先端部が高温になると、この先端部にカーボンや他の燃焼生成物などからなるいわゆる燃料デポジットが付着し易くなることが知られている。この燃料デポジットがインジェクタの先端部に付着すると、燃料デポジットにより燃料噴射口が狭められたり閉塞されたりして燃料の噴射が妨げられることがある。また、燃料が燃料噴射口から噴射されるときに燃料デポジットに当たると、噴射された燃料の形状（噴霧形状）が変わってしまう。
【０００８】
従来のインジェクタの先端部は、シリンダヘッド内の主冷却水通路を流れる冷却水によって冷却されている。しかし、この主冷却水通路を流れる冷却水は、燃焼室の天井壁や排気ポートを冷却するものであるから温度が高くなり易い。しかも、インジェクタは、シリンダヘッドの端部に位置しているため、前記冷却水によって上側からしか冷却することができない。このため、従来の筒内燃料噴射式エンジンは、インジェクタを充分に冷却することができないことが原因となって出力向上を図ることができないという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、インジェクタの先端部を充分に冷却可能な筒内燃料噴射式エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンは、ラジエータ側から冷却水が供給される冷却水通路を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの冷却水通路から冷却水が供給される主冷却水通路を有するシリンダヘッドと、クランク軸の軸線方向から見て前記シリンダヘッドにおける前記シリンダブロックと吸気ポートとによって挟まれた部位に前記主冷却水通路よりシリンダブロック側に位置するように設けられたインジェクタとを備えた筒内燃料噴射式エンジンにおいて、前記シリンダヘッドにおける前記インジェクタよりシリンダブロック側に、平面視においてインジェクタを横切るように延びる副冷却水通路を形成し、この副冷却水通路の一端部を、隔壁によって前記主冷却水通路とは仕切るとともに、この副冷却水通路からシリンダブロック側に延びる連通路によってシリンダブロックの前記冷却水通路に接続し、この副冷却水通路の他端部を前記主冷却水通路に連通させたものである。
【００１１】
請求項２に記載した発明に係る筒内燃料噴射式エンジンは、請求項１に記載した筒内燃料噴射式エンジンにおいて、連通路における副冷却水通路側の開口を、シリンダの軸線方向から見てインジェクタの先端部と重なる位置に形成したものである。
【００１２】
請求項３に記載した発明に係る筒内燃料噴射式エンジンは、請求項１に記載した筒内燃料噴射式エンジンにおいて、連通路における副冷却水通路側の開口を、シリンダの軸線方向から見てインジェクタの先端部より副冷却水通路の一端部側に形成したものである。
【発明の効果】
【００１３】
冷却水ポンプから冷却水が供給されるシリンダブロックの冷却水通路内の圧力は、その下流のシリンダヘッドの主冷却水通路内の圧力より高い。また、副冷却水通路における連通路が開口する一端部は、隔壁によって主冷却水通路とは仕切られているから、この一端部内に主冷却水通路から冷却水が流入することはない。さらに、シリンダブロックの冷却水通路内の冷却水温度は、主冷却水通路内の冷却水温度より低い。
【００１４】
このため、副冷却水通路には、シリンダブロックの冷却水通路から相対的に温度が低い冷却水が連通路を通って流入する。この副冷却水通路に流入した冷却水は、インジェクタの先端部を冷却する。
したがって、本発明によれば、インジェクタの先端部を主冷却水通路を流れる冷却水と、副冷却水通路を流れる冷却水とによって、シリンダの軸線方向の両側から冷却することができる。
【００１５】
この結果、本発明によれば、インジェクタの先端部を充分に冷却できるようになるから、インジェクタに燃料デポジットが付着するのを防ぎながら、より一層の出力向上が図られた筒内燃料噴射式エンジンを提供することができる。
【００１６】
請求項２または請求項３記載の発明によれば、連通路から副冷却水通路内に流入した冷却水をインジェクタの先端部の直下に位置する副冷却水通路の壁に当てることができるようになる。
このため、インジェクタの先端部を相対的に温度が低い冷却水によってより一層効率よく冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンの一実施の形態を図１ないし図５によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンの要部を示す断面図、図２はシリンダヘッドの一部を示す底面図、図３はヘッドガスケットの一部を示す底面図、図４は図１におけるIV−IV線断面図、図５は副冷却水通路と連通路の他の実施の形態を示す断面図である。
【００１８】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による筒内燃料噴射式エンジン２のシリンダヘッドを示す。この実施の形態による筒内燃料噴射式エンジン２は、図示してはいないが、車両用の水冷式Ｖ型６気筒エンジンで、２つの気筒列によって挟まれた内側に吸気装置を備えるとともに、両気筒列の外側に排気装置を備えている。
【００１９】
前記シリンダヘッド１は、図１に示すように、クランク軸（図示せず）の軸線方向から見て同図において右側に吸気ポート３が形成されているとともに、左側に排気ポート４が形成されている。また、このシリンダヘッド１は、シリンダブロック５の上にヘッドガスケット６を介して載せられ、ヘッドボルト７（図２参照）によってシリンダブロック５に取付けられている。このシリンダブロック５は、図１においてはシリンダの軸線ＣＬが上下方向に延びるように描いてあるが、実際にはシリンダの軸線ＣＬが同図において左上がりに傾斜するように構成されている。
【００２０】
このシリンダブロック５には、気筒毎のシリンダ孔８と、このシリンダ孔８の周囲を側方から覆う形状の冷却水通路９とが形成されている。この冷却水通路９の冷却水は、図示していないラジエータにより冷却され、その後に冷却水ポンプによって供給されたものである。
【００２１】
前記シリンダヘッド１には、図１および図２に示すように、前記シリンダ孔８と対向する位置に形成された凹部１１と、この凹部１１に一端が開口する前記吸気ポート３および排気ポート４と、これらの凹部１１や吸・排気ポート３，４を上方から覆うような形状を呈する主冷却水通路１２などが形成されている。
【００２２】
また、このシリンダヘッド１は、点火プラグ１３と、筒内燃料噴射インジェクタ１４と、吸・排気弁（図示せず）と、これらの吸・排気弁を駆動する動弁装置（図示せず）などを備えている。
【００２３】
前記凹部１１は、各気筒の燃焼室Ｓを形成するためのもので、シリンダヘッド１におけるシリンダ孔８を閉塞する天井壁１６の下面を上方に凹ませるようにして形成されている。
前記吸気ポート３は、図１において前記燃焼室Ｓから他方の気筒列（図示せず）側に向けて延びるように、すなわちシリンダの軸線ＣＬに対して右上がりに傾斜するように形成されている。前記排気ポート４は、図１において、シリンダの軸線ＣＬに対して左上がりに傾斜するように形成されている。
【００２４】
前記吸気ポート３の下流側端部と排気ポート４の上流側端部は、図２に示すように、仕切壁２１，２２により互いに仕切られた第１の分岐ポート３ａ，４ａと第２の分岐ポート３ｂ，４ｂとに分岐されてそれぞれ二股状（サイアミーズポート）に形成されている。前記吸気弁と排気弁とは、これらの第１の分岐ポート３ａ，４ａと、第２の分岐ポート３ｂ，４ｂとをそれぞれ開閉するように１気筒当たり２本ずつ設けられている。図２において、吸気ポート３の第１、第２の分岐ポート３ａ，３ｂ内に設けられた符号２３で示すものは、吸気弁用のバルブステムガイドである。また、排気ポート４の第１、第２の分岐ポート４ａ，４ｂ内に設けられた符号２４で示すものは、排気弁用のバルブステムガイドである。
【００２５】
前記点火プラグ１３は、図１に示すように、シリンダヘッド１内に形成された筒状部１３ａに挿入され、前記天井壁１６の中央近傍に螺着されている。
前記筒内燃料噴射インジェクタ１４は、燃料を燃焼室Ｓ内に直接噴射するもので、図２に示すように、シリンダの軸線方向から見て前記仕切壁２１と重なる位置であって、図１に示すように、クランク軸の軸線方向から見て吸気ポート３とシリンダブロック５とに挟まれた位置に位置付けられ、吸気ポート３と略並行に延びるようにシリンダヘッド１に取付けられている。以下においては、この筒内燃料噴射インジェクタを単にインジェクタという。
【００２６】
このインジェクタ１４における燃料を噴射する先端部１４ａは、シリンダヘッド１のインジェクタ孔２５に挿通されている。このインジェクタ孔２５の燃焼室Ｓ側の端部は、図２に示すように、前記凹部１１の外周部分に開口している。
【００２７】
前記主冷却水通路１２は、図２中に破線で示すように、シリンダヘッド１の一端部１ａ（クランク軸の軸線方向の一端部）から他端部に向けて延在するように形成されており、前記天井壁１６と、吸気ポート３および排気ポート４を形成する壁部分の周囲近傍にシリンダヘッド１を縦断するように冷却水が流れる構成が採られている。
【００２８】
詳述すると、この主冷却水通路１２は、図１に示すように、天井壁１６の上面と、点火プラグ１３が挿入された筒状部１３ａと、吸気ポート３を形成する壁の上部２７と、排気ポート４を形成する壁の上部２８とを冷却するための中央部２９と、排気ポート４を形成する壁の下部３０を冷却するための排気ポート側延在部３１と、吸気ポート３の仕切壁２１を貫通するように形成された吸気ポート側延在部３２とから構成されている。
【００２９】
この吸気ポート側延在部３２は、図４に示すように、インジェクタ孔２５（インジェクタ１４の先端部１４ａ）を上方から覆うように形成されている。言い換えれば、インジェクタ１４は、シリンダヘッド１に前記主冷却水通路１２よりシリンダブロック５側に位置するように設けられている。
【００３０】
主冷却水通路１２におけるシリンダヘッド１の前記一端部１ａ内に形成された端部は、図２に示すように、シリンダヘッド１の下面（シリンダブロック５側の端面）に開口する２つの主冷却水入口３３，３３と、これらの主冷却水入口３３，３３と対向するようにヘッドガスケット６に形成された主連通孔３４，３４（図３参照）とを介してシリンダブロック５の冷却水通路９に接続されている。
【００３１】
また、主冷却水通路１２は、前記主冷却水入口３３と主連通孔３４とからなる主入口通路３５の他に、シリンダヘッド１の吸気ポート３側の側部および排気ポート４側の側部に形成された副冷却水入口３６と、この副冷却水入口３６と対向するようにヘッドガスケット６に穿設された通水用の孔３７とからなる副入口通路３８を介してシリンダブロック５の冷却水通路９に接続されている。さらに、主冷却水通路１２は、シリンダヘッド１の他端部に形成された冷却水出口を介して冷却水戻り通路に接続されている。この冷却水戻り通路に戻された冷却水は、ラジエータ（図示せず）によって冷却された後に冷却水ポンプに吸い込まれる。
【００３２】
すなわち、冷却水は、シリンダブロック５の冷却水通路９内から前記主入口通路３５と副入口通路３８とを通ることによってシリンダヘッド１内の主冷却水通路１２に流入する。主冷却水通路１２内に流入した冷却水は、シリンダヘッド１の一端部１ａから図示していない他端部側へシリンダヘッド１を縦断するように流れ、冷却水出口から冷却水戻り通路に排出される。
ヘッドガスケット６には、図３に示すように、前記主連通孔３４および通水用の孔３７の他にヘッドボルト７挿通用の円形孔３９と、後述する副連通孔４０と、部品挿入用の孔４１とが穿設されている。
【００３３】
シリンダヘッド１の下面（ヘッドガスケット６と対向する端面）におけるインジェクタ１４と対応する部位には、図１，２および図４に示すように、副冷却水通路４２が形成されている。この副冷却水通路４２は、シリンダヘッド１の下面に開口する凹溝からなり、図２に示すように、シリンダの軸線方向から見て（平面視において）インジェクタ１４を横切るように延びる円弧状に形成されている。副冷却水通路４２のヘッドガスケット６側の開口部分は、ヘッドガスケット６によって覆われている。
【００３４】
この副冷却水通路４２の深さ（シリンダの軸線方向の高さ）は、図１に示すように、副冷却水通路４２の上端がインジェクタ１４の先端部１４ａに近接するように形成されている。
また、副冷却水通路４２の延在する方向の一端部、すなわち図２において主冷却水通路１２の主冷却水入口３３に近い方の一端部であって、図４において左側に位置する一端部は、図４に示すように、隔壁４３によって主冷却水通路１２とは仕切られている。
【００３５】
前記ヘッドガスケット６に穿設された前記副連通孔４０は、この副冷却水通路４２の前記一端部と対向する位置であって、図２に示すように、シリンダの軸線方向から見てインジェクタ１４の先端部１４ａと重なるような位置に位置付けられている。このため、副冷却水通路４２の前記一端部は、図４に示すように、ヘッドガスケット６の副連通孔４０を介してシリンダブロック５内の冷却水通路９に接続されている。
【００３６】
この実施の形態においては、前記副連通孔４０によって本発明でいう連通路が構成されている。なお、副冷却水通路４２の前記一端部は、図５に示すように、図４に示した位置よりさらに主冷却水入口３３側（図５においては左側）に延在させることができる。この構成を採る場合は、副連通孔４０をインジェクタ孔２５より図５において左側（副連通孔４０の前記一端部側）に位置付けることが望ましい。
【００３７】
上述したように構成された筒内燃料噴射式エンジン２においては、冷却水ポンプの運転により冷却水がシリンダブロック５の冷却水通路９からシリンダヘッド１の主冷却水通路１２に流入する。このとき、シリンダブロック５の冷却水通路９内の圧力は、シリンダヘッド１の主冷却水通路１２内の圧力より高くなる。また、シリンダブロック５の冷却水通路９を流れる冷却水の温度は、主冷却水通路１２内を流れる冷却水の温度より低くなる。
【００３８】
一方、副冷却水通路４２における副連通孔４０が開口する一端部は、隔壁４３によって前記主冷却水通路１２とは仕切られているから、この一端部内に主冷却水通路１２から冷却水が流入することはない。このため、副冷却水通路４２には、シリンダブロック５の冷却水通路９から相対的に温度が低い冷却水が副連通孔４０を通って流入する。
【００３９】
この副冷却水通路４２に流入した冷却水は、図４および図５中に白抜きの矢印で示すように、インジェクタ孔２５（インジェクタ１４の先端部１４ａ）の直下に位置する副冷却水通路４２の上壁４２ａを冷却し、その後、主冷却水通路１２の吸気ポート側延在部３２を流れてきた冷却水と合流する。図４および図５においては、吸気ポート側延在部３２を流れる冷却水を黒く塗りつぶした矢印によって示す。この吸気ポート側延在部３２を流れる冷却水は、シリンダヘッド１におけるインジェクタ孔２５の上側を形成する部位４４を冷却する。
【００４０】
したがって、この筒内燃料噴射式エンジン２によれば、インジェクタ１４の先端部１４ａを、主冷却水通路１２を流れる冷却水と、副冷却水通路４２を流れる冷却水とによって、シリンダの軸線方向の両側から冷却することができる。このため、この筒内燃料噴射式エンジン２においては、インジェクタ１４の先端部１４ａを充分に冷却できるようになった。
【００４１】
この実施の形態による筒内燃料噴射式エンジン２において、図１〜図４に示すように、シリンダの軸線方向から見てインジェクタ１４の先端部１４ａと重なる位置に副連通孔４０を形成することにより、副冷却水通路４２の上壁４２ａにおけるインジェクタ１４の先端部１４ａの直下に位置する部位に冷却水を下方（シリンダブロック５側）から当てることができる。このため、この構成を採ることにより、インジェクタ１４の先端部１４ａを相対的に温度が低い冷却水によってより一層効率よく冷却することができる。
【００４２】
上述した実施の形態においては、副冷却水通路４２をシリンダヘッド１のシリンダブロック側端面に開口する凹溝によって形成する例を示したが、副冷却水通路４２は、このような限定にとらわれることなく、シリンダヘッド１のシリンダブロック側端部内に形成された穴（図示せず）によって構成することもできる。この構成を採るためには、ヘッドガスケット６の副連通孔４０と副冷却水通路４２とを連通するためのヘッド側副連通孔をシリンダヘッド１に穿設する。この場合は、ヘッドガスケット６の副連通孔４０とシリンダヘッド１のヘッド側副連通孔とによって本発明でいう連通路が構成される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る筒内燃料噴射式エンジンの要部を示す断面図である。
【図２】シリンダヘッドの一部を示す底面図である。
【図３】ヘッドガスケットの一部を示す底面図である。
【図４】図１におけるIV−IV線断面図である。
【図５】副冷却水通路と連通路の他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…シリンダヘッド、２…筒内燃料噴射式エンジン、３…吸気ポート、５…シリンダブロック、６…ヘッドガスケット、９…シリンダブロックの冷却水通路、１２…主冷却水通路、１４…筒内燃料噴射インジェクタ、３２…吸気ポート側延在部、４０…副連通孔、４２…副冷却水通路、４３…隔壁。
【図１】
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【図２】
2007231896.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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