JP3887086B2

JP3887086B2 - 内燃機関の燃料系搭載構造

Info

Publication number: JP3887086B2
Application number: JP31800497A
Authority: JP
Inventors: 雅博内田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: JPH11148443A; US6269797B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料系搭載構造に関し、特に、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料レールをシリンダヘッドの側方に取付ける内燃機関の燃料系搭載構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダヘッドの吸気ポートに臨む燃料噴射弁（インジェクタ）に燃料を供給する燃料レールを、燃料レール固定ボルトによりシリンダヘッドの側壁に取付けた内燃機関の燃料系搭載構造が知られている。
【０００３】
この燃料系搭載構造においては、ヘッドカバーとのシール合面を形成するシリンダヘッドの上端面の例えば２箇所に、燃料レール固定用ボスが側方に大きく張り出すように突設され、これら燃料レール固定用ボスに、２個のブラケットが燃料レール固定ボルトによってシリンダヘッド上方から垂直方向（シリンダ軸と平行な方向、以下同じ）にネジ止めされている。このブラケットは、逆くの字形に屈曲して形成され、下片側端部がネジ止めされて外側に傾斜突出する上片側端部に燃料レールが固定保持される。
【０００４】
内部に燃料通路が形成された燃料レールの下面側には、例えば４箇所（４気筒の場合）に、ブラケット上片側の傾斜に沿って下端噴射口を吸気ポート内に露出させた燃料噴射弁が装着されている。シリンダヘッドに形成された吸気ポートは、ヘッド側面で略垂直に切断されて楕円形に開口する。この開口した垂直の取付け合面に合わせて同様に楕円形に開口する吸気マニホルドが、吸気ポートと軸線を整合させて接合される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この燃料レール固定用ボスは、燃料レールを保持するブラケットを取付け固定する燃料レール固定ボルトが螺着可能なように充分な厚み及び突出量を有して、シール合面であるシリンダヘッドの上端面側方に大きく張り出して形成されている。このため、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付け合面と干渉してこの合面の切削加工等を困難にすると共に、シリンダヘッドの大型化を招いてその軽量コンパクト化を阻害してしまう。この場合、吸気マニホルド取付け合面を燃料レール固定用ボスより外側に設けることにより、合面の加工を容易にすることができるが、更にシリンダヘッドの大型化を招き重量が増大する。また、燃料レール固定用ボスとの干渉を防ぐため吸気マニホルド取付け合面を下げることも考えられるが、この場合、単に合面を下げれば吸気ポートの折れ曲り角度が大きくなって吸気抵抗が増大し出力に影響する。この吸気抵抗の増加を避けるために吸気ポートの折れ曲り角度を一定の保とうとすれば燃焼室に臨む吸気ポート開口面の傾き角度が大きくなってバルブ挟み角が大きくなる。バルブ挟み角が大きくなるとバルブ上部が外側に広がりシリンダヘッド形状が大きくなって軽量コンパクト化が図られない。従って、吸気マニホルド取付け合面を下げることは好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであって、燃料レール固定用ボスの張り出しを無くして、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付け合面の加工を容易にし且つシリンダヘッドの軽量コンパクト化を可能とする内燃機関の燃料系搭載構造の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においては、シリンダヘッドのカム軸下部の吸気ポートに上方から臨んで燃料噴射弁を備え、前記吸気ポートに連なる吸気マニホルドと、前記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料レールとを前記シリンダヘッドの側方に設け、前記吸気マニホルドおよび前記燃料レールはそれぞれシリンダヘッドの側方から締付ける吸気マニホルド固定ボルトおよび燃料レール固定ボルトにより前記シリンダヘッドの側壁に取付けられた内燃機関の燃料系搭載構造において、前記シリンダヘッドの側壁に形成された前記燃料レール固定ボルトの取付け部は、前記シリンダヘッドの吸気マニホルド取付け合面と同一面または、よりシリンダヘッドのシリンダ軸に近い側に設けられ、前記燃料レール固定ボルトの軸線は、前記カム軸方向から見たときに、前記取付け合面での吸気マニホルドの軸線に対して前記燃料噴射弁の軸線の傾きより小さい傾きで且つ前記取付け部よりシリンダヘッド側方において吸気マニホルドの軸線と燃料噴射弁の軸線の間の位置に配置されたことを特徴とする内燃機関の燃料系搭載構造を提供する。
【０００８】
上記構成によれば、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付け合面よりシリンダヘッドのシリンダ軸に近い側に設けられた燃料レール固定ボルトの取付け部に、燃料噴射弁の取付け角度と吸気ポートの軸線角度（吸気マニホルドの軸線角度）の差異を利用して、燃料レール固定ボルトが燃料レール及び吸気マニホルドとの干渉を避けて配置される。これにより、燃料レール固定ボルトの取付け部が、シリンダヘッドの上面と吸気ポートの間の側壁を利用して形成され、燃料レール固定用ボスの張り出しが無くなってシリンダヘッドの軽量コンパクト化が可能になり、また、ボスがないため、吸気マニホルド取付け合面の加工が容易に行われる。また、この取付け部において、燃料レール固定ボルトを燃料レール及び吸気マニホルドと干渉することなく取付けることができる。更に、シリンダヘッドの吸気マニホルドの取付け合面と同一面に取付け部を設けることで、取付け座面とともに吸気マニホルド取付け合面の加工を効率的に行い、加工作業を容易にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料系搭載構造を示す平面図である。図２は、図１の燃料系搭載構造の吸気ポート部分の断面図である。図３は、図１の燃料系搭載構造の燃料噴射弁取付け部分の拡大図である。
【００１０】
図１に示すように、直列４気筒エンジンのシリンダヘッド１０の上面１０ａほぼ中央には、気筒配列に沿って長手方向にほぼ一直線に並んで４個の点火プラグ孔１１が設けられている。この４気筒エンジンは、１気筒当り吸・排気バルブがそれぞれ２個ずつ配置され、シリンダヘッド１０には、それらのバルブに対応する吸気バルブリフター孔１２及び排気バルブリフター孔１３が開けられている。吸気バルブリフター孔１２と排気バルブリフター孔１３は、点火プラグ孔１１の周囲に対向して、且つ各バルブリフター（図示しない）を作動させる排気カム軸の軸線ａ及び吸気カム軸の軸線ｂに沿ってそれぞれほぼ一直線に配置される。各カム軸は、シリンダヘッド１０の一方の側面の外側でカムチェーン３７を介して、４気筒に共通のクランク軸（図示しない）に連結される。
【００１１】
各カム軸の軸線ａ，ｂに沿って、これを挟んで各気筒毎にその中央部に一対のカムキャップボルト孔１５が設けられる。また、各気筒周囲４箇所にヘッドボルト挿通孔１４が、隣接する気筒間の孔を共通にして合計１０個設けられる。外寄り２箇所の点火プラグ孔１１の間には、鋳造用の砂抜き孔１６が開けられている。
【００１２】
このシリンダヘッド１０の一側面には、各気筒に対応して４個の吸気ポート１７が開口して吸気マニホルドの取付け合面Ａを形成し、それぞれ吸気マニホルド１８の一端がボルト３３（図２参照）等により接続される。各吸気マニホルド１８の他端は、スロットルバルブ（図示しない）を内蔵したスロットルボディ１９を介して吸気通路２０に連通するサージタンク２１に接続される。
【００１３】
吸気ポート１７の開口面上方には、各気筒に沿って燃料レール２２が配設される。この燃料レール２２には、ネジ３２（図２，３参照）により２箇所にくの字形取付けステー２５が固定される。燃料レール２２は、燃料レール固定ボルト２３（図２，３参照）により、吸気ポート１７が開口するシリンダヘッド１０の側壁１０ｂの上部の取付け部２４に上記２箇所の取付けステー２５及び樹脂製カラー３１を介して固定される。樹脂製カラー３１を介することにより、シリンダヘッド１０の熱が取付けステー２５を介して固定ボルト２３から燃料レール２２に伝わるのを防止することができる。
【００１４】
この取付け部２４には、各気筒の吸気ポート１７に臨んで４本の燃料噴射弁２６が取付けられ、この燃料噴射弁２６の上端が燃料レール２２に連通している。燃料レール２２は、内部に燃料通路２２ａを有し、この燃料通路２２ａの一端にジョイント２８ａを介して往き管２７が接続され、他端にジョイント２８ｂを介して還り管２９が接続される。また、燃料通路２２ａの還り側端部には、ゴムホース３０ａによりサージタンク２１に連通する圧力レギュレータ３０が取付けられ、サージタンク２１内の圧力に基づき燃料噴射圧力が調整される。
【００１５】
燃料ポンプ（図示しない）により圧送された燃料は、図中の矢印で示すように、往き管２７から燃料レール２２の燃料通路２２ａに送られ還り管２９から燃料タンク（図示しない）に戻されて循環し、燃料通路２２ａ途中でそれぞれの燃料噴射弁２６により各気筒の吸気ポート１７内に噴射される。燃料噴射弁２６の噴射量は、カプラ２６ｂ（図３参照）に接続された配線コード（図示しない）からの通電により作動するソレノイドの作動時間により制御される。
【００１６】
図２及び図３に示すように、燃料レール固定ボルト２３の取付け部２４は、シリンダヘッド１０の吸気マニホルド１８の取付け合面Ａよりシリンダヘッド１０のシリンダ軸Ｂ（図３参照）に近い側に設けられている。また、図３に示すように、燃料レール固定ボルト２３の軸線ｃは、吸気マニホルド１８の側方から見たとき、即ちカム軸方向（図面に垂直方向）から見たときに、取付け合面Ａでの吸気マニホルド１８の軸線（吸気ポート１７の軸線）ｄに対して燃料噴射弁２６の軸線ｅの傾きより小さい傾きで、且つ前記取付け部２４よりシリンダヘッド側方において吸気マニホルド１８の軸線ｄと燃料噴射弁２６の軸線ｅの間の位置に配置される。前記取付け合面Ａは、図２に示すように、シリンダ軸Ｂが上下方向を指向する状態で斜め上方を指向するように形成されている。
【００１７】
これにより、燃料噴射弁２６を所定の最適方向に設定し、その取付け角度と吸気ポート１７の軸線角度の差異を利用して、燃料レール固定ボルト２３を燃料レール２２及び吸気マニホルド１８と干渉しない位置に配置することができる。また、この取付け部２４は、シリンダヘッド１０の側壁１０ｂに、従来のように取付け用ボスを突出させることなく、逆にヘッド側に引込ませて形成されるため、シリンダヘッド１０の軽量コンパクト化が可能になる。なお、燃料レール固定ボルト２３の位置の燃料レール２２の下端面側には、ボルト取付け時のボルト締付工具の操作が支障なく行えるように切欠き２２ｂが形成されている。
【００１８】
吸気ポート１７の取付け合面Ａと燃料レール固定ボルト２３の取付け部２４の取付け面は、同一面又は取付け面が合面Ａと平行でさらにヘッド側に引込んだ位置に形成することが望ましい。このような構成により、取付け部２４及び合面Ａを加工する場合、加工工具の操作を容易にすることができる。さらに、吸気マニホルド１８の取付け合面Ａは吸気ポート１７の軸線ｄに対しほぼ直角となるように形成することが望ましい。これにより、取付け合面Ａがほぼ真円形状になり、吸気マニホルド１８の取付け時、吸気ポート１７との接続位置合せが容易且つ確実になる。また、接合面に形成する嵌め込み用の環状段差の周囲長さを最小にすることができて、エンジン出力への影響を極力小さくすることができる。
【００１９】
前述の燃料レール固定ボルト２３が螺着される取付け部２４が形成されたシリンダヘッド１０の側壁１０ｂは、ヘッドボルト挿通孔１４の座面１４ａの上方を開放して形成されている（図２参照）。燃料レール固定ボルト２３の取付け孔２３ａは、このシリンダヘッド１０の側壁１０ｂを貫通することなく側壁１０ｂの肉厚内に形成されている（図２参照）。これにより、ヘッドボルト挿通孔１４や座面の加工及びヘッドボルトの着脱が支障なく行われるとともに、燃料レール固定ボルト２３が側壁１０ｂ内に確実に固定され、強度上も好ましい。
【００２０】
図２に示すように、シリンダヘッド１０には、吸気カム３４ａが形成された吸気カム軸３４及び排気カム３５ａが形成された排気カム軸３５が、ヘッド上面１０ａに形成された軸受け１０ｃに組込まれ、その上側からカムキャップ（図示しない）により保持される。シリンダヘッド１０の上面１０ａにはヘッドカバー３６が装着されてシール合面となる上面１０ａが封止される。これら吸気カム軸３４及び排気カム軸３５は、両軸３４，３５の一端に掛け渡されたカムチェーン３７（図１参照）により駆動され、吸気カム軸３４及び排気カム軸３５の駆動により吸気カム３４ａ及び排気カム３５ａを介して、燃焼室の吸気弁及び排気弁（図示しない）が開閉動作する。吸気弁及び排気弁の開閉動作により、点火プラグ孔１１の下方に設けられた燃焼室３８に吸気ポート１７から混合気が吸引され、或いは燃焼室３８から排気ポート３９に燃焼ガスが排出される（図３参照）。
【００２１】
この場合、吸気マニホルド１８の取付け合面Ａを下げることなく燃料レール固定ボルト２３の取付け部２４を形成しているので、吸気ポートの折れ曲り角を大きくして吸気抵抗を増大させることはなく、逆に合面をさらに上側に又はシリンダヘッドカバー側に近づけることが可能になり、吸気ポートの折れ曲り角を小さくして吸気抵抗を減少させることができる。また、これにより、バルブ挟み角α（吸気弁の軸線ｆと排気弁の軸線ｇとの成す角、図３参照）を小さくしてシリンダヘッド形状を小型化してエンジンの軽量コンパクト化を図ることができる。
【００２２】
また、両カム軸３４，３５には、軸心を貫通するオイル通路４０が形成される。このようにカム軸内にオイル通路４０を設けることにより、前述の燃料レール固定ボルト２３を取付けるため、シリンダヘッド１０の側壁１０ｂにオイル通路形成スペースがなくなった場合に、オイル通路を確保することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の燃料系搭載構造によれば、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付け合面よりシリンダヘッドのシリンダ軸に近いシリンダヘッド側壁に燃料レール固定ボルトが装着されるため、従来のような燃料レール固定用ボスの張り出しが無くなってシリンダヘッドの軽量コンパクト化が可能になるとともに、ボスがなくなるため、吸気マニホルド取付け合面の加工が容易に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料系搭載構造を示す平面図。
【図２】図１の燃料系搭載構造の吸気ポート部分の断面図。
【図３】図１の燃料系搭載構造の燃料噴射弁取付け部分の拡大図。
【符号の説明】
１０：シリンダヘッド、１０ａ：上面、１０ｂ：側壁、１０ｃ：軸受け、
１１：点火プラグ孔、１２：吸気バルブリフター孔、
１３：排気バルブリフター孔、１４：ヘッドボルト挿通孔、１４ａ：座面、
１５：カムキャップボルト孔、１６：砂抜き孔、１７：吸気ポート、
１８：吸気マニホルド、１９：気化器、２０：吸気通路、２１：サージタンク、
２２：燃料レール、２２ａ：燃料通路、２２ｂ：切欠き、
２３：燃料レール固定ボルト、２３ａ：取付け孔、２４：取付け部、
２５：取付けステー、２６：燃料噴射弁、２６ａ：下端噴射口、
２６ｂ：カプラ、２７：往き管、２８ａ，２８ｂ：ジョイント、２９：還り管、
３０：圧力レギュレータ、３０ａ：ゴムホース、３１：樹脂製カラー、
３２：ネジ、３３：ボルト、３４：吸気カム軸、３４ａ：吸気カム、
３５：排気カム軸、３５ａ：排気カム、３６：ヘッドカバー、
３７：カムチェーン、３８：燃焼室、３９：排気ポート、４０：オイル通路、
Ａ：取付け合面、Ｂ：シリンダ軸、ａ：吸気カム軸の軸線、
ｂ：排気カム軸の軸線、ｃ：燃料レール固定ボルトの軸線、
ｄ：吸気マニホルドの軸線、ｅ：燃料噴射弁の軸線、ｆ：吸気弁の軸線、
ｇ：排気弁の軸線、α：バルブ挟み角。

Claims

シリンダヘッドのカム軸下部の吸気ポートに上方から臨んで燃料噴射弁を備え、前記吸気ポートに連なる吸気マニホルドと、前記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料レールとを前記シリンダヘッドの側方に設け、
前記吸気マニホルドおよび前記燃料レールはそれぞれシリンダヘッドの側方から締付ける吸気マニホルド固定ボルトおよび燃料レール固定ボルトにより前記シリンダヘッドの側壁に取付けられた内燃機関の燃料系搭載構造において、
前記シリンダヘッドの側壁に形成された前記燃料レール固定ボルトの取付け部は、前記シリンダヘッドの吸気マニホルド取付け合面と同一面または、よりシリンダヘッドのシリンダ軸に近い側に設けられ、
前記燃料レール固定ボルトの軸線は、前記カム軸方向から見たときに、前記取付け合面での吸気マニホルドの軸線に対して前記燃料噴射弁の軸線の傾きより小さい傾きで且つ前記取付け部よりシリンダヘッド側方において吸気マニホルドの軸線と燃料噴射弁の軸線の間の位置に配置されたことを特徴とする内燃機関の燃料系搭載構造。
前記燃料レール固定ボルトが螺着されるシリンダヘッド側壁は、シリンダヘッド取付け用ヘッドボルト挿通孔の上方を開放して形成され、
前記燃料レール固定ボルトの取付け孔は、前記シリンダヘッドの側壁を貫通することなく該側壁の肉厚内に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料系搭載構造。
前記取付け合面は吸気ポートの軸線に対しほぼ直角に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料系搭載構造。
前記取付け合面は、シリンダ軸が上下方向を指向する状態で斜め上方を指向することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料系搭載構造。
前記燃料レールは、該燃料レールに固定された取付けステーおよび樹脂製カラーを介して前記シリンダヘッド側壁に固定されたことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の内燃機関の燃料系搭載構造。