(57)【要約】【課題】各部のクリアランスを両立させるＶ型内燃機関を提供する。【解決手段】本発明は、筒内直接噴射式内燃機関において、吸気弁用動弁機構９を吸気弁５の外側に支持点を有するロッカーアーム式として、排気弁用動弁機構１０を排気弁７に当接する直動式として、気筒の燃料噴射弁１１と点火プラグ１２を吸気弁用動弁機構９と排気弁用動弁機構１０との間に並べて配置するとともに、燃焼室４に対して異なる角度で傾斜させて配置し、蓄圧室１３と燃焼室４との距離が、コイル１４と燃焼室４との距離と異なるように配置する筒内直接噴射式内燃機関である。【選択図】図１
2009215951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定圧の燃料を蓄圧する蓄圧室と、
この蓄圧室からの燃料を燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、
この燃料噴射弁から噴射される燃料に火花点火を行う、コイルを備えた点火プラグと、
吸気弁を開閉する吸気弁用動弁機構と、
排気弁を開閉する排気弁用動弁機構と、
を備え、前記燃料噴射弁の噴孔と前記点火プラグの電極とを前記燃焼室上面の略中央部に臨ませて配置した筒内直接噴射式内燃機関において、
前記吸気弁用動弁機構は、前記吸気弁の外側に支持点を有するロッカーアームを備え、
前記排気弁用動弁機構は、前記排気弁に当接するカムを備え、
前記燃料噴射弁と前記点火プラグとを前記吸気弁用動弁機構と前記排気弁用動弁機構との間に並べて配置するとともに、燃焼室に対して異なる角度で傾斜させて配置し、
前記蓄圧室と燃焼室との距離が、前記コイルと燃焼室との距離と異なるように配置する、
ことを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関。
【請求項２】
前記蓄圧室を前記コイルよりも燃焼室に近い側で、かつ前記排気弁側に配置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射式内燃機関。
【請求項３】
前記点火プラグの中心軸方向からみて、蓄圧室と前記コイルとの一部がオーバーラップするように配置する、
ことを特徴とする請求項２に記載の筒内直接噴射式内燃機関。
【請求項４】
前記蓄圧室と前記コイルとを一体的に形成する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筒内直接噴射式内燃機関。
【請求項５】
前記コイルを前記蓄圧室よりも燃焼室側で、かつ前記排気弁側に配置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射式内燃機関。
【請求項６】
機関気筒列方向に延設され、所定圧の燃料を蓄圧する蓄圧室と、
この蓄圧室からの燃料を燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、
この燃料噴射弁から噴射される燃料に火花点火を行う、コイルを備えた点火プラグと、
吸気弁を開閉する吸気弁用動弁機構と、
排気弁を開閉する排気弁用動弁機構と、
を備え、前記燃料噴射弁の噴孔と前記点火プラグの電極とを前記燃焼室上面の略中央部に臨ませて配置した複数の気筒を備えた筒内直接噴射式内燃機関において、
前記吸気弁用動弁機構は、前記吸気弁の外側に支持点を有するロッカーアームを備え、
前記排気弁用動弁機構は、前記排気弁に当接するカムを備え、
燃料噴射弁と前記点火プラグとを前記吸気弁用動弁機構と前記排気弁用動弁機構との間に並べて配置するとともに、少なくとも気筒列方向と垂直な方向に異なる角度で傾斜させて配置し、
前記蓄圧室と前記コイルとを気筒断面中心方向にずらして配置する、
ことを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関。
【請求項７】
前記蓄圧室を前記コイルよりも燃焼室側で、かつ前記排気弁側に配置する、
ことを特徴とする請求項６に記載の筒内直接噴射式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室上部の略中央部に燃料噴射弁と点火プラグが設置された筒内直接噴射式内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、筒内直接噴射式内燃機関において、隣り合う気筒の燃料噴射弁と点火プラグを気筒配列方向に直交する方向に異なる角度で傾けて配置することによって、燃料噴射弁及びその上部の燃料配管と、点火プラグ及びその上部の点火コイルとの干渉を避けることを可能とした上で、同じ気筒の燃料噴射弁と点火プラグを気筒配列方向に大きく傾斜させて配置するものがある。
【特許文献１】特開２００６−５２６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、吸排気弁を開閉駆動するカムが直接吸排気弁に当接する、いわゆる直動式カムの場合には、カムシャフト間に燃料噴射弁と点火プラグとが配置されるため、カムシャフト間の距離が長くなり、吸排気弁のバルブ挟角が広がり、燃焼室の形状が凸状となり、ピストン冠面も凸状に形成される。したがって、燃焼室の表面積が大きくなり、熱損失の増大に伴い、燃費の悪化を招くという問題がある。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、カムシャフト間の距離を狭めてバルブ挟角を小さくし、燃焼室の表面積を縮小して燃費の悪化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、所定圧の燃料を蓄圧する蓄圧室と、この蓄圧室からの燃料を燃焼室に直接噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁から噴射される燃料に火花点火を行う、コイルを備えた点火プラグと、吸気弁を開閉する吸気弁用動弁機構と、排気弁を開閉する排気弁用動弁機構と、を備え、前記燃料噴射弁の噴孔と前記点火プラグの電極とを前記燃焼室上面の略中央部に臨ませて配置した筒内直接噴射式内燃機関において、前記吸気弁用動弁機構は、前記吸気弁の外側に支持点を有するロッカーアームを備え、前記排気弁用動弁機構は、前記排気弁に当接するカムを備え、前記燃料噴射弁と前記点火プラグとを前記吸気弁用動弁機構と前記排気弁用動弁機構との間に並べて配置するとともに、燃焼室に対して異なる角度で傾斜させて配置し、前記蓄圧室と燃焼室との距離が、前記コイルと燃焼室との距離と異なるように配置する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ロッカーアームを備えた吸気用動弁機構とすることで、吸気弁をカムにて開閉する直動式動弁機構に比して各シャフト間の距離を短縮し、バルブ挟角を狭めることができる。これにより、燃焼室の表面積を小さくして、燃費の悪化を抑制する。また、各気筒の燃料噴射弁と点火プラグを気筒配列方向に異なる角度で傾斜させて配置し、蓄圧室とコイルとが上下関係となるように配置するため、挟まったカムシャフト間に燃料噴射弁と点火プラグとを配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図２は、本発明の実施形態に係る筒内直接噴射式内燃機関を示す。内燃機関は、シリンダヘッド１と、シリンダブロック２と、ピストン３とによって燃焼室４が形成され、燃焼室４には吸気弁５を介して吸気ポート６と、排気弁７を介して排気ポート８とがそれぞれ連通している。吸気弁５と排気弁７は、それぞれ吸気弁用動弁機構９と、排気弁用カム１０とによって開閉駆動される。
【０００９】
吸気弁用動弁機構９は、ロッカーアーム式の動弁機構であり、内燃機関の気筒配列方向に略直交して配置され、シリンダヘッド１の内側の一端が吸気弁５の上端に当接し、外側の他端がシリンダヘッド１にピボット支持されるスイング式のロッカーアーム９ａと、このロッカーアーム９ａの中間部に当接する吸気弁用カム９ｂとを備え、吸気弁用カム９ｂの回転によりロッカーアーム９ａが吸気弁５を開閉する。一方、排気弁用カム１０は、直接排気弁７に当接する、いわゆる直動式の動弁機構を構成する。
【００１０】
燃焼室４の上面（シリンダヘッド）に燃料噴射弁１１と点火プラグ１２が、後述するように傾斜して設けられ、この燃料噴射弁１１の噴孔１１ａと点火プラグ１２の電極１２ａを燃焼室の略中心に臨ませて配設されている。この燃料噴射弁１１の上部には燃料配管１３ａを介して所定圧の燃料を蓄圧するコモンレール（蓄圧室）１３が接続され、点火プラグ１２の上部には、コイル１４が接続されている。燃料は、コモンレール１３から燃料配管１３ａを通り燃料噴射弁１１に供給され、噴孔１１ａから燃焼室４内に直接噴射される。
【００１１】
ここで、燃料噴射弁１１と点火プラグ１２は、図１に示すように、エンジン気筒配列と直角な方向について異なる角度で傾斜して配置される。この方向については、一方を直立し、他方を傾斜させても、またはそれぞれ反対側に傾斜させても、あるいは異なった角度であれば同じ側に傾斜させて設置しても構わない。また、図では、排気弁７側に燃料噴射弁１１を配置したが、点火プラグ１２を配置するようにしてもよい。
【００１２】
このように、燃料噴射弁１１と点火プラグ１２は、エンジン気筒配列方向に直交する方向にそれぞれ異なった角度で傾斜させて設置することで、燃料噴射弁１１とその上部に配置するコモンレール１３と、隣り合う気筒の点火プラグ１２とその上部に配置するコイル１４の干渉を避けることが可能となる。図２（Ａ）のように同じ気筒の燃料噴射弁１１と点火プラグ１２をそれぞれ気筒配列方向に異なる角度で大きく傾斜させて配置する。
【００１３】
また、コモンレール１３とコイル１４とは互いに上下に隣接して配置されて、どちらが上方に位置するようにしてもよい。このとき、コイル１４とコモンレール１３とを一体に構成するようにしてもよい。
【００１４】
コモンレール１３と燃料噴射弁１１とは気筒配列方向から見て同軸上に配置され、コモンレール１３が燃料噴射弁１１より大きいのが通常である。同様に、コイル１４と点火プラグ１２とが同軸上に配置され、コイル１４が点火プラグより大きい。したがって、コモンレール１３とコイル１４とを上下の関係に配置する場合に、コモンレール１３が下に位置する場合にはコモンレール１３は点火プラグ１２と接するように配置し、コイル１４が下に位置する場合には、コイル１４が燃料噴射弁１１または燃料噴射弁１１とコモンレール１３とを繋ぐ燃料配管１３ａに接するように配置する。
【００１５】
次に作用を説明する。
【００１６】
筒内直接噴射式内燃機関において生成領域が幅広い成層燃焼を行うためには、燃料噴射弁１１の噴孔１１ａは燃焼室４の上部のほぼ中央に、また効率の良い燃焼を行わせるために点火プラグ１２の電極１２ａも燃焼室の４の上部のほぼ中央に配置することが望ましい。
【００１７】
このため、本実施形態のように４弁エンジンの場合、吸気弁２つと排気弁２つに囲まれた場所に噴孔１１ａと電極１２ａを設置することが望ましい。この場合、噴孔１１ａと電極１２ａの配置については、図２（Ｂ）のように噴孔１１ａおよび電極１２ａを気筒配列方向と平行に直列配置した場合には、カム９ｂ、１０を駆動するカムシャフトとの干渉もなく、燃料噴射弁１１と点火プラグ１２の気筒配列方向への傾斜角度を大きくすることができる。
【００１８】
そして、吸気弁用動弁機構９を吸気弁５の外側に支持点を備えたロッカーアーム式として、かつ排気側をカム１０が排気弁７に当接する直動式とすることで、特にＶ型内燃機関の場合に、内燃機関の気筒配列方向に直交する方向（幅方向）の寸法を抑制しつつ、カムシャフト間の距離を狭め、バルブ挟角を小さくすることができる。このため、燃焼室４の表面積を縮小して燃費の悪化を抑制することができる。
また、吸気弁５の外側に支持点を備えたロッカーアーム式とすることで、特に吸気弁用動弁機構に可変動弁機構を用いる場合に、動弁機構大型化により動弁機構が燃料噴射弁もしくは点火コイルと接近するのを抑制することで、バルブ挟角を小さくすることができる。このため、燃焼室４の表面積を縮小して燃費の悪化を抑制することができる。
【００１９】
さらに、カム間に配置される燃料噴射弁１１と点火プラグ１２とを上下に配置するようにしたので、気筒配列方向に直交する方向の寸法を抑制してロッカーアーム式動弁機構９を用いて狭まったカム間に配置することが可能となる。また、図１中に斜線で示す排気弁７の外側の領域へのはみ出しを抑制でき、レイアウト性を向上することができる。
【００２０】
なお、燃料噴射弁１１に燃料を供給するコモンレール１３をコイル１４の下側に設置する場合は、コモンレール１３をシリンダヘッド１に固定し、コモンレール１３とシリンダヘッド１との間の結合剛性を高めることができる。また、コイル１４をコモンレール１３に一体的に固定することで、ロッカーカバーにコイル１４を固定する必要がなくなり、ロッカーカバーの形状を簡素化することができる。
【００２１】
一方、点火プラグ１２のコイル１４をコモンレール１３の下側に設置する場合には、点火プラグ１２の電極１２ａからコイル１４までの距離を短縮することができ、電圧が電極１２ａに供給されるまでに減衰されることを抑制できる。
【００２２】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る内燃機関のシリンダーヘッド周りの正面図。
【図２】同じく側面図及び断面図。
【符号の説明】
【００２４】
４    燃焼室
５    吸気弁
６    吸気ポート
７    排気弁
８    排気ポート
９    吸気弁用動弁機構
９ａ    ロッカーアーム
９ｂ    吸気弁用カム
１０    排気弁用カム
１１    燃料噴射弁
１１ａ    噴孔
１２    点火プラグ
１２ａ    電極
１３    コモンレール
１４    コイル
【図１】
2009215951.tif 000003
【図２】
2009215951.tif 000004