JP2008088982A - エンジン用燃料噴射管の配管構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射量のバラツキを低減してエンジン性能を向上できる、配管構造の生産性や信頼性を向上できる等の利点を有するエンジン用燃料噴射管の配管構造を提供する。
【解決手段】各シリンダヘッド１００ａ〜１００ｆには、それぞれ燃料噴射弁１０１ａ〜１０１ｆが設けられている。各燃料噴射弁１０１ａ〜１０１ｆは、燃料噴射管１０３ａ〜１０３ｆを介して、列状に延びるコモンレール１０５内のジョイント１０５ａ〜１０５ｆに接続されている。この例では、燃料噴射管１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅをクロスさせて接続することで、全ての燃料噴射管１０３ａ〜１０３ｆの等長化が実現されている。これにより、燃料噴射量のバラツキを低減することができるので、エンジン性能を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等に適用される燃料噴射管の配管構造に関する。特には、燃料噴射量のバラツキを低減してエンジン性能を向上できる、配管構造の生産性や信頼性を向上できる等の利点を有するエンジン用燃料噴射管の配管構造に関する。

内燃機関の燃料噴射装置の一従来例として、例えば特許第２７９７７４５号公報（特許文献１）を挙げることができる。
図７は、特許文献１に開示された燃料噴射装置の平面図である。
図７に示すディーゼル機関は６気筒を有しており、各気筒にそれぞれ燃料噴射弁１ａ〜１ｆが設けられている。これらの燃料噴射弁１ａ〜１ｆは、それぞれに対応する噴射管２１ａ〜２１ｆを介して、燃料蓄圧室２２に連結されている。この燃料蓄圧室２２は、列状に延びるコモンレール５３内に形成されている。コモンレール５３内の燃料蓄圧室２２には、燃料出口２２ａ〜２２ｆが設けられている。

コモンレール５３内の燃料蓄圧室２２には、燃料ポンプ２が連結されている。この燃料ポンプ２は、第１燃料ポンプ２ａと第２燃料ポンプ２ｂとの２つのポンプからなる。第１、第２燃料ポンプ２ａ、２ｂは、それぞれに対応する燃料供給管３７ａ、３７ｂを介して、燃料蓄圧室２２に連結されている。これら第１、第２燃料ポンプ２ａ、２ｂからは、交互に燃料が吐出されるようになっている。

この燃料噴射装置においては、図７からわかるように、燃料噴射弁１ａ〜１ｆと燃料出口２２ａ〜２２ｆとが、それぞれに対応する噴射管２１ａ〜２１ｆを介して列方向に順番につながれている。すなわち、燃料噴射弁１ａは噴射管２１ａを介して燃料出口２２ａにつながれており、以下同様に、燃料噴射弁１ｂ⇔噴射管２１ｂ⇔燃料出口２２ｂ、・・・、燃料噴射弁１ｆ⇔噴射管２１ｆ⇔燃料出口２２ｆの順にそれぞれつながれている。

なお、図７の例では、燃料蓄圧室２２の燃料導入位置（燃料供給管３７ａ、３７ｂの接続部）を燃料出口２２ｂと２２ｃとの間に設定し、さらに各燃料出口２２ａ〜２２ｆ間を不等ピッチに設定して、各燃料噴射弁１ａ〜１ｆと各燃料出口２２ａ〜２２ｆとの間の距離を近づけることにより、各噴射管２１ａ〜２１ｆを等長化しようとしている。そして、各噴射管２１ａ〜２１ｆの等長化を図ることで、燃料の噴射量のバラツキを低く抑えようとしている。

特許第２７９７７４５号公報（図１）

しかしながら、前述した特許文献１のような構成では、燃料蓄圧室２２の燃料導入位置を燃料出口２２ｂと２２ｃとの間に設定しているため、例えば燃料蓄圧室２２端部（図７の下端部）に燃料導入位置を設定する場合等に比べて、燃料供給管３７ａ、３７ｂが長くなってしまうので、信頼性の低下を招くおそれがある。

さらに、特許文献１のような構成とすると、燃料蓄圧室２２の燃料出口２２ａ〜２２ｆの位置を、エンジンのシリンダピッチに合わせて設定する必要が生じるため、コモンレール５３がエンジンの専用部品となってしまう。こうなると、エンジンの形状や様式等に応じて、数種類のコモンレールを各別に製作しなければならなくなり、生産性の低下や製造コストの増加等を引き起こすこととなる。

本発明は、前述の課題に基づいてなされたものであって、燃料噴射量のバラツキを低減してエンジン性能を向上できる、配管構造の生産性や信頼性を向上できる等の利点を有するエンジン用燃料噴射管の配管構造を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため、本発明の第１のエンジン用燃料噴射管の配管構造は、列状に配置された複数の気筒の各々に設けられた噴射ノズルと、該噴射ノズルに送る燃料の蓄圧室（コモンレール）と、の間に配管されたエンジン用燃料噴射管の配管構造において、 前記複数の気筒の各々の噴射ノズルには、各別に前記燃料噴射管が連結されており、 これら複数の燃料噴射管の各々は、前記コモンレールの長手方向に並んで配置された複数の燃料出口孔に各別に接続されており、 前記複数の燃料噴射管の全部又は一部が互いにクロスするように配管されていることを特徴とする。

本発明の第２のエンジン用燃料噴射管の配管構造は、列状に配置された複数の気筒の各々に設けられた噴射ノズルと、該噴射ノズルの各々に送る燃料を加圧する、前記噴射ノズルごとに設けられた複数の個別ポンプを有する列型ポンプと、の間に配管されたエンジン用燃料噴射管の配管構造において、 前記複数の気筒の各々の噴射ノズルには、各別に前記燃料噴射管が連結されており、 これら複数の燃料噴射管の各々は、前記複数の個別ポンプに各別に接続されており、 前記複数の燃料噴射管の全部又は一部が互いにクロスするように配管されていることを特徴とする。

本発明の配管構造によれば、複数の燃料噴射管の全部又は一部を互いにクロスさせることで、各燃料噴射管の等長化を実現し易くなる。これにより、燃料噴射量のバラツキを低減することができるので、エンジン性能を向上できる。このような配管構造は、特に、メイン噴射以外にパイロットやプリポスト等の噴射を追加するマルチ噴射に対して効果が大きい。
さらに、本発明の配管構造では、燃料噴射管の長さを調整するために、噴射管の途中をたるませたり、複雑な曲げ形状に形成したりする必要性が少なくなるので、生産性や信頼性を向上できる。

本発明のエンジン用燃料噴射管の配管構造においては、前記複数の噴射管の長さが等しいか又はほぼ等しいものとすることができる。
この場合、各燃料噴射管を等長又はほぼ等長にすることで、燃料噴射量のバラツキを低減することができ、エンジン性能を向上できる。このような配管構造は、特に、メイン噴射以外にパイロットやプリポスト等の噴射を追加するマルチ噴射に対して効果が大きい。

以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１実施の形態に係る燃料噴射管の配管構造（コモンレールタイプの場合の配管構造）を示す平面図である。
図２（Ａ）は本実施の形態に係る６気筒エンジンの場合の配管構造を示す模式図であり、図２（Ｂ）は従来の６気筒エンジンの場合の配管構造を示す模式図である。
図１には、６気筒を有するシリンダヘッド１００が示されている。各シリンダヘッド１００ａ〜１００ｆには、それぞれ燃料噴射弁（インジェクタ）１０１ａ〜１０１ｆが設けられている。各燃料噴射弁１０１ａ〜１０１ｆの先端部は、噴射ノズルとなっている。

各燃料噴射弁１０１ａ〜１０１ｆは、燃料噴射管１０３ａ〜１０３ｆを介して、列状に延びるコモンレール１０５内の各ナット付ジョイント（単にジョイントという）１０５ａ〜１０５ｆに接続されている。このコモンレール１０５には、燃料ポンプ１０７が連結されている。この燃料ポンプ１０７からは、２つの燃料供給管１０９ａ、１０９ｂが延び出ている。燃料ポンプ１０７は、これらの燃料供給管１０９ａ、１０９ｂを介して、コモンレール１０５に連結されている。

各燃料噴射管１０３ａ〜１０３ｆの端部は、コモンレール１０５内の各ジョイント１０５ａ〜１０５ｆに差し込まれた後にナットが締め付けられて接続されている。コモンレール１０５内の各ジョイント１０５ａ〜１０５ｆは、燃料の噴出される燃料出口となっている。ここで、図１及び図２（Ａ）に示すように、各燃料噴射弁１０１ａ〜１０１ｆと、コモンレール１０５内の各ジョイント１０５ａ〜１０５ｆは、以下に述べる対応関係（１）〜（６）で、燃料噴射管１０３ａ〜１０３ｆを介して接続されている。

（１）図中左から１番目の燃料噴射弁１０１ａは、燃料噴射管１０３ａを介して、図中左から１番目のジョイント１０５ａに接続されている。
（２）図中左から２番目の燃料噴射弁１０１ｂは、燃料噴射管１０３ｂを介して、図中左から４番目のジョイント１０５ｄに接続されている。
（３）図中左から３番目の燃料噴射弁１０１ｃは、燃料噴射管１０３ｃを介して、図中左から５番目のジョイント１０５ｅに接続されている。

（４）図中左から４番目の燃料噴射弁１０１ｄは、燃料噴射管１０３ｄを介して、図中左から２番目のジョイント１０５ｂに接続されている。
（５）図中左から５番目の燃料噴射弁１０１ｅは、燃料噴射管１０３ｅを介して、図中左から３番目のジョイント１０５ｃに接続されている。
（６）図中左から６番目の燃料噴射弁１０１ｆは、燃料噴射管１０３ｆを介して、図１中左から６番目のジョイント１０５ｆに接続されている。

本実施の形態では、前記（２）〜（５）のように、燃料噴射管１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅをクロスさせて接続することで、全ての燃料噴射管１０３ａ〜１０３ｆの等長化が実現されている。これに対し、図２（Ｂ）に示すように、燃料噴射管をクロスさせず、燃料噴射弁とコモンレールのジョイント（燃料出口）を＃１〜＃６の順番通りに接続する場合（従来の一般的な配管構造）は、燃料噴射管の等長化を容易に実現できない。

一例で数値を述べる。本実施の形態に係る図２（Ａ）の場合、全ての燃料噴射管の長さが７０１．０ｍｍで等長化可能となったのに対し、従来の図２（Ｂ）の場合には、＃１及び＃６の燃料噴射管が６９１．０ｍｍ、＃２及び＃５の燃料噴射管が５７６．５ｍｍ、＃３及び＃４の燃料噴射管が４４２．０ｍｍとなり、１〜１．５６倍の範囲でバラツキが確認された。

このように、本実施の形態では、燃料噴射管１０３ａ〜１０３ｆの等長化が実現されることで、燃料噴射量のバラツキを低減することができ、エンジン性能を向上できる。このような配管構造は、特に、メイン噴射以外にパイロットやプリポスト等の噴射を追加するマルチ噴射に対して効果が大きい。さらに、本実施の形態では、前述した特許文献１等と比較して、噴射管の途中をたるませたり、複雑な曲げ形状に形成したりする必要性が少なくなるので、生産性や信頼性を向上できる。

次に、本発明の第２実施の形態について述べる。
図３は、本発明の第２実施の形態に係る燃料噴射管の配管構造（列型ポンプタイプの場合の配管構造）を示す平面図である。
図３には、６気筒を有するシリンダヘッド１２０が示されている。各シリンダヘッド１２０には、それぞれ燃料噴射弁（インジェクタ）１２１ａ〜１２１ｆが設けられている。各燃料噴射弁１２１ａ〜１２１ｆの先端部は、噴射ノズルとなっている。各燃料噴射弁１２１ａ〜１２１ｆは、燃料噴射管１２３ａ〜１２３ｆを介して、個別ポンプを有する列型ポンプ１２５の各ジョイント（燃料出口）１２５ａ〜１２５ｆに接続されている。各燃料噴射管１２３ａ〜１２３ｆの端部は、列型ポンプ１２５内の各ジョイント１２５ａ〜１２５ｆに差し込まれた後にナットが締め付けられて接続されている。

この第２実施例の配管構造においても、前述した（１）〜（６）と同様の対応関係（図２（Ａ）参照）で、燃料噴射管１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｅがクロスするように接続されており、全ての燃料噴射管１２３ａ〜１２３ｆの等長化が実現されている。そのため、この場合にも燃料噴射量のバラツキを低減することができ、エンジン性能を向上できる。

以下、４気筒、６気筒及び８気筒のエンジンシリンダに関する燃料噴射管の配管構造例を述べる。
図４、図５及び図６は、それぞれ４気筒、６気筒及び８気筒のエンジンシリンダに関する燃料噴射管の配管構造例を示す模式図である。これらの図においては、上側の○（丸）が燃料噴射弁を意味し、下側の□（長方形）がコモンレール又は列型ポンプを意味し、それらの間の太線が燃料噴射管を意味する。さらに、番号は左から順に並ぶものとし、○で示す燃料噴射弁には番号の末尾に符号Ｘを付し、□で示すコモンレール又は列型ポンプの燃料出口には番号の末尾に符号Ｙを付して区別する。

「４気筒のエンジンシリンダの場合」
図４（Ａ）に示す場合は、＃１Ｘ⇔＃１Ｙ、＃２Ｘ⇔＃３Ｙ、＃３Ｘ⇔＃２Ｙ、＃４Ｘ⇔＃４Ｙの対応関係で配管されている。この場合は、中間の２本の燃料噴射管がクロスされた状態となる。
図４（Ｂ）に示す場合は、＃１Ｘ⇔＃３Ｙ、＃２Ｘ⇔＃４Ｙ、＃３Ｘ⇔＃１Ｙ、＃４Ｘ⇔＃２Ｙの対応関係で配管されている。この場合は、４本の燃料噴射管がクロスされた状態となる。

「６気筒のエンジンシリンダの場合」
図５（Ａ）に示す場合は、＃１Ｘ⇔＃１Ｙ、＃２Ｘ⇔＃４Ｙ、＃３Ｘ⇔＃５Ｙ、＃４Ｘ⇔＃２Ｙ、＃５Ｘ⇔＃３Ｙ、＃６Ｘ⇔＃６Ｙの対応関係で配管されている。これは、前述した図２（Ａ）と同様の配管例であって、中間の４本の燃料噴射管がクロスされた状態となる。
図５（Ｂ）に示す場合は、＃１Ｘ⇔＃４Ｙ、＃２Ｘ⇔＃５Ｙ、＃３Ｘ⇔＃６Ｙ、＃４Ｘ⇔＃１Ｙ、＃５Ｘ⇔＃２Ｙ、＃６Ｘ⇔＃３Ｙの対応関係で配管されている。この場合は、６本の燃料噴射管がクロスされた状態となる。

「８気筒のエンジンシリンダの場合」
図６（Ａ）に示す場合は、＃１Ｘ⇔＃１Ｙ、＃２Ｘ⇔＃５Ｙ、＃３Ｘ⇔＃６Ｙ、＃４Ｘ⇔＃７Ｙ、＃５Ｘ⇔＃２Ｙ、＃６Ｘ⇔＃３Ｙ、＃７Ｘ⇔＃４Ｙ、＃８Ｘ⇔＃８Ｙの対応関係で配管されている。この場合は、中間の６本の燃料噴射管がクロスされた状態となる。
図６（Ｂ）に示す場合は、＃１Ｘ⇔＃５Ｙ、＃２Ｘ⇔＃６Ｙ、＃３Ｘ⇔＃７Ｙ、＃４Ｘ⇔＃８Ｙ、＃５Ｘ⇔＃１Ｙ、＃６Ｘ⇔＃２Ｙ、＃７Ｘ⇔＃３Ｙ、＃８Ｘ⇔＃４Ｙの対応関係で配管されている。この場合は、８本の燃料噴射管がクロスされた状態となる。

なお、図４〜図６に示す場合以外にも、燃料噴射管の全部又は一部をクロスさせて等長化を実現できれば、他の配管構造例を採用することが可能である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、燃料噴射量のバラツキを低減してエンジン性能を向上できる、配管構造の生産性や信頼性を向上できる等の利点を有するエンジン用燃料噴射管の配管構造を提供できる。

本発明の第１実施の形態に係る燃料噴射管の配管構造（コモンレールタイプの場合の配管構造）を示す平面図である。 図２（Ａ）は本実施の形態に係る６気筒エンジンの場合の配管構造を示す模式図であり、図２（Ｂ）は従来の６気筒エンジンの場合の配管構造を示す模式図である。 本発明の第２実施の形態に係る燃料噴射管の配管構造（列型ポンプタイプの場合の配管構造）を示す平面図である。 ４気筒のエンジンシリンダに関する燃料噴射管の配管構造例を示す模式図である。 ６気筒のエンジンシリンダに関する燃料噴射管の配管構造例を示す模式図である。 ８気筒のエンジンシリンダに関する燃料噴射管の配管構造例を示す模式図である。 特許文献１に開示された燃料噴射装置の平面図である。

符号の説明

１００、１００ａ〜１００ｆ シリンダヘッド
１０１ａ〜１０１ｆ 燃料噴射弁 １０３ａ〜１０３ｆ 燃料噴射管
１０５ コモンレール １０５ａ〜１０５ｆ ジョイント
１０７ 燃料ポンプ １０９ａ、１０９ｂ 燃料供給管
１２０ シリンダヘッド
１２１ａ〜１２１ｆ 燃料噴射弁 １２３ａ〜１２３ｆ 燃料噴射管
１２５ 列型ポンプ １２５ａ〜１２５ｆ ジョイント

Claims (3)

1. 列状に配置された複数の気筒の各々に設けられた噴射ノズルと、該噴射ノズルに送る燃料の蓄圧室（コモンレール）と、の間に配管されたエンジン用燃料噴射管の配管構造において、
   前記複数の気筒の各々の噴射ノズルには、各別に前記燃料噴射管が連結されており、
   これら複数の燃料噴射管の各々は、前記コモンレールの長手方向に並んで配置された複数の燃料出口孔に各別に接続されており、
   前記複数の燃料噴射管の全部又は一部が互いにクロスするように配管されていることを特徴とするエンジン用燃料噴射管の配管構造。
2. 列状に配置された複数の気筒の各々に設けられた噴射ノズルと、該噴射ノズルの各々に送る燃料を加圧する、前記噴射ノズルごとに設けられた複数の個別ポンプを有する列型ポンプと、の間に配管されたエンジン用燃料噴射管の配管構造において、
   前記複数の気筒の各々の噴射ノズルには、各別に前記燃料噴射管が連結されており、
   これら複数の燃料噴射管の各々は、前記複数の個別ポンプに各別に接続されており、
   前記複数の燃料噴射管の全部又は一部が互いにクロスするように配管されていることを特徴とするエンジン用燃料噴射管の配管構造。
3. 前記複数の噴射管の長さが等しいか又はほぼ等しいことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン用燃料噴射管の配管構造。

Images