(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内直噴エンジンのシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付部構造において、
前記燃料噴射弁を、燃焼室の直上で前記シリンダヘッドに形成された燃料噴射弁装着孔から前記燃焼室に向けて取り付け、
前記シリンダヘッドには、前記燃料噴射弁の先端部が収容される先端部収容孔を形成するとともに、前記燃料噴射弁の先端部が前記燃焼室内に露出するようにし、
前記燃料噴射弁の先端部の外周と前記先端部収容孔との間にシール部材を配設するとともに、前記シール部材の周囲を覆うようにウォータジャケットを設け、
前記ウォータジャケットの底部を、前記燃焼室に最も近い位置まで延設するとともに、前記シール部材よりも下方に延設し該シール部材の周囲を覆うように形成したことを特徴とする燃料噴射弁の取付部構造。
【請求項２】
前記シール部材の全周を覆うように前記ウォータジャケットを形成すると共に、前記ウォータジャケットの底部側方に点火プラグを近接して配設したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射弁の取付部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内直噴エンジンにおける、シリンダヘッドへの燃料噴射弁の取付部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
筒内直噴エンジンでは、燃料噴射弁は燃焼室に直接臨むようにシリンダヘッドに取付けられる。図２は従来から広く用いられている燃料噴射弁の取付部構造の断面図であり、001はシリンダヘッド、002は燃焼室、003は該シリンダヘッドに穿設されている燃料噴射弁装着孔、004は該装着孔に装着されている燃料噴射弁、005は該燃料噴射弁の先端部、006は該先端部に隣接している大径部、007は該燃料噴射弁装着孔の一部をなす先端部収容孔、008は該先端部収容孔に隣接する座面、009は該大径部006の端面と該座面008との間に介装されている端面シール部材であり、また010は該先端部に設けてある噴孔である。図には噴孔の断面を示してある。
【０００３】
この構造は、燃料噴射弁004の先端部005に隣接する大径部006の端面を、シール部材009を介して座面008に押し当てる端面シール構造であり、シール部材009を容易に変形させることができるが、シール位置が燃焼室002から隔たった奥の方にあるため、全長Ｈ1 の先端部005全体が高温の燃焼ガスに曝され、先端部005が高温となり、噴孔010の周辺にカーボンが付着し、堆積し易い。
【０００４】
このカーボン付着の低減を図るために、燃料噴射弁の本体フランジ部をシリンダヘッドに押圧し、本体フランジ部よりも先の部位とシリンダヘッドとの間に形成された軸方向隙間に、燃料噴射弁と同等若しくはそれよりも大きな熱伝導率を有する金属製のガスケットを介設し、その周囲にウオータジャケットを設けた燃料噴射弁の取付部構造（特開平10-252609号公報）があった。
【０００５】
燃焼室から燃料噴射弁に伝達される熱は、熱伝導率の高い金属製のガスケットを通ってシリンダヘッドに効率良く伝えられ、また燃料噴射弁の本体と金属製ガスケットの周囲に設けられるウオータジャケットにより、燃料噴射弁のシール位置周辺を冷却することはできるが、高温の燃焼ガスに曝される燃料噴射弁の先端部の表面積は減少されず、先端部におけるカーボン付着の抑制効果が低かった。
【０００６】
この改善のため、燃焼室に直接臨む燃料噴射弁の先端部の外周に軸シール部材を装着し、高温の燃焼ガスに曝される先端部の表面積を減少させ、噴孔周辺の温度を低下させ、カーボンの付着を減少させるものもあったが、シール部材が燃焼室により近く配設されるため、シール部材の熱劣化が懸念された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、筒内直噴エンジンの燃料噴射弁の噴孔におけるカーボンの付着を防止し、安定した燃料噴射を図るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明はこのような課題を解決した燃料噴射弁の取付部構造の改良に係り、請求項１の発明は、筒内直噴エンジンのシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付部構造において、前記燃料噴射弁を、燃焼室の直上で前記シリンダヘッドに形成された燃料噴射弁装着孔から前記燃焼室に向けて取り付け、前記シリンダヘッドには、前記燃料噴射弁の先端部が収容される先端部収容孔を形成するとともに、前記燃料噴射弁の先端部が前記燃焼室内に露出するようにし、前記燃料噴射弁の先端部の外周と前記先端部収容孔との間にシール部材を配設するとともに、前記シール部材の周囲を覆うようにウォータジャケットを設け、前記ウォータジャケットの底部を、前記燃焼室に最も近い位置まで延設するとともに、前記シール部材よりも下方に延設し該シール部材の周囲を覆うように形成したことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の燃料噴射弁の取付部構造において、前記シール部材の全周を覆うように前記ウォータジャケットを形成すると共に、前記ウォータジャケットの底部側方に点火プラグを近接して配設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明は、前述したように構成されているため、燃料噴射弁の先端部の外周にシール部材を配設することによって、高温の燃焼ガスに曝される先端部の表面積を減らすとともに、燃焼ガスの流入量を減らして先端部の温度上昇を減少させ、カーボン付着を低減させることができる。
【００１０】
また、シール部材の周囲を覆うようにウオータジャケットを形成することによって、ウオータジャケット内を流れる冷却水によりシール部材を積極的に冷却し、シール部材の耐久性の向上を図ることができ、燃料噴射弁の先端部の温度上昇を減少させ、噴孔へのカーボン付着を低減し、安定した燃料噴射が可能となる。
【００１１】
さらに、請求項１記載のように発明を構成することにより、燃料噴射弁の先端部が露出される燃焼室廻りまで冷却水を積極的に流すことにより、シール部材に対するウオータジャケットの冷却作用も大きく、シール部材の耐久性を更に向上させ、噴孔周辺のカーボン付着を低減することが可能となる。
【００１２】
さらにまた、請求項２記載のように発明を構成することによって、ウオータジャケットがシール部材の全周で連通することにより、冷却水の流れを阻害することなく冷却効率も向上し、燃焼室内に露出する燃料噴射弁と点火プラグそれぞれの先端部がコンパクトに隣接配置されると共に、それぞれの先端部廻りまで冷却水を積極的に流すことによって、燃焼室廻りの冷却作用も大きく、シール部材ならびに点火プラグの耐久性をより一層向上し、燃焼も促進され、安定した燃料噴射が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る筒内直噴エンジンのシリンダヘッドに装着される燃料噴射弁の取付部構造の断面図である。図において、１はシリンダヘッド、２は燃焼室、３は燃料噴射弁装着孔、４は燃料噴射弁、５は該燃料噴射弁の先端部、７は該先端部が収容されている先端部収容孔、20は該シリンダヘッド１に取付けられる点火プラグ、21はシリンダヘッド１に形成されるウオータジャケットであり、それぞれが連通して冷却水が循環される。
【００１４】
燃料噴射弁４は、シリンダヘッド１に形成され燃焼室２の直上に形成される燃料噴射弁装着孔３から該燃焼室２に向けて取付けられ、燃料噴射弁の先端部５を該燃焼室２内に露出させ、該燃料噴射弁４に一体形成されるフランジ部22によって該シリンダヘッド１の固定座面23に押し当て固定されると共に、該燃料噴射弁の先端部５は該シリンダヘッド１の先端部収容孔７の内面との間に形成される隙間において、該先端部５外周の環状溝11に嵌装されたシール部材12によって燃焼ガスを軸シールし、該シール部材12は弾性材であるＰＴＦＥ等のフッ素樹脂から形成される。
【００１５】
点火プラグ20は、シリンダヘッド１に形成される燃料噴射弁装着孔３に隣接した位置で、該燃料噴射弁装着孔３に対して斜めに取付けられ、点火プラグ20の先端部を燃焼室２内に露出させて該シリンダヘッド１に固定される。
【００１６】
ウオータジャケット21は、燃料噴射弁４の全周に形成される隔壁24を介して該燃料噴射弁４に隣接し、同じく点火プラグ20の周囲に形成される隔壁25を介して該点火プラグに隣接し、該ウオータジャケット21は該燃料噴射弁４と該点火プラグ20の周囲を覆うように形成される。
【００１７】
また、前記ウオータジャケット21には、燃焼室２に最も近い位置まで延設されるウオータジャケットの底部26が形成され、該ウオータジャケットの底部26はシール部材12の下縁を含む平面Ａ-Ａより下方へ伸びて、該シール部材12の周囲を覆うように形成される。
【００１８】
さらに、前記ウオータジャケットの底部26は、前記シール部材12の全周を覆うように形成され、前記燃料噴射弁４と前記ウオータジャケット21の間に形成される隔壁27の厚さＢは、強度上および耐熱性上許される範囲で薄く形成される。
【００１９】
図１に図示の実施の形態は前述したように構成されているので、燃焼室２廻りのシリンダヘッド１ならびに燃料噴射弁４の先端部５、特に燃焼室２に露出するシール部材12より下方の部分は、エンジン稼動中常に高温の燃焼ガスに曝され続け、燃焼ガスによる熱の伝達を受けるが、ウオータジャケット内を流れる冷却水によって冷却される。
【００２０】
また、これと同じに燃焼ガスによる熱の伝達を受けるシール部材12も、周囲をウオータジャケットで覆うように形成されることから、シール部材12を積極的に冷却することができる。
【００２１】
このように、シール部材12の受ける熱はウオータジャケット21内を流れる冷却水との熱交換によって除去されるため、シール部材12の温度上昇を抑制でき、シール部材12の熱劣化が防止され、長期にわたりシール性能を維持できる。
【００２２】
さらに、シール部材12を通して燃料噴射弁４の先端部５の冷却作用も増すので、燃料噴射弁４の噴孔10（図には断面が示してある）におけるカーボンの付着も低減でき、安定した燃料噴射が可能となる。
【００２３】
また、シール部材12の周囲の少なくとも一部を覆うウオータジャケット21により、燃料噴射弁４の噴孔10におけるカーボン付着を低減できるが、シール部材12の全周を覆うウオータジャケット21によって、更に効率良く冷却することが可能であり、燃料噴射弁４の先端部５におけるシール部材12の周囲に限らず、シリンダヘッド１内に挿入される燃料噴射弁４の略全周を覆うように配置することによって、燃料噴射弁４全体の冷却にも効果があり、燃焼室２廻りの冷却作用も大きく、シール部材12ならびに点火プラグ20の耐久性を向上し、燃焼も促進され、安定した燃料噴射が可能となる。
【００２４】
さらに、点火プラグ20と燃料噴射弁４との間にウオータジャケット21が介在することで、点火プラグ20から燃料噴射弁４へ伝わる熱も低減され、シール部材21の耐久性をより一層向上させることができる。
【００２５】
さらにまた、燃料噴射弁４とウオータジャケット21との間に形成される隔壁27の厚さを十分に薄く形成することで、燃焼ガスとウオータジャケット21内を流れる冷却水との熱交換が一層促進され、燃料噴射弁４の先端部５ならびにシール部材12における冷却作用をより一層向上させることができる。
【００２６】
同様に、燃料噴射弁廻りの隔壁24ならびに点火プラグ廻りの隔壁25の厚さを薄く形成することで、燃料噴射弁４ならびに点火プラグ20における冷却作用をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射弁の取付部構造を示す断面図である。
【図２】従来の燃料噴射弁の取付部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…燃焼室、３…燃料噴射弁装着孔、４…燃料噴射弁、５…先端部、７…先端部収容孔、10…噴孔、11…先端部外周の環状溝、12…シール部材、20…点火プラグ、21…ウオータジャッケット、22…フランジ部、23…シリンダヘッドの固定座面、24…燃料噴射弁廻りの隔壁、25…点火プラグ廻りの隔壁、26…ウオータジャケットの底部、27…シール廻りの隔壁
【図１】
0004285621.tif 000002
【図２】
0004285621.tif 000003