JP2023044796A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を抑制すること。【解決手段】エンジンは、エンジンのインジェクタへ燃料を送る燃料配管３１と、燃料配管３１の少なくとも一部を囲うケース３２であって、当該ケース３２と燃料配管３１との間に液体Ｌを収容する、ケース３２と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンに関する。

この技術分野では、例えば特許文献１に記載されるように、ポンプによって燃料を高圧に加圧し、加圧された燃料をインジェクタから燃焼室に噴射することが知られている。

特開平１０－７３０６２号公報

加圧された燃料を通す燃料配管は、インジェクタからの燃料の噴射に起因して、一定の周波数で脈動を発生させる場合がある。このような脈動は、騒音を引き起こし得る。

本発明は、騒音を抑制することが可能なエンジンを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るエンジンは、
エンジンのインジェクタへ燃料を送る燃料配管と、
前記燃料配管の少なくとも一部を囲うケースであって、当該ケースと前記燃料配管との間に液体を収容する、ケースと、
を備える。

本発明によれば、騒音を抑制することができる。

図１は、実施形態に係るエンジンを備えるエンジンシステムの概略的な正面断面図である。 図２は、図１のエンジンシステムの燃料系を示す概略的な上面図である。 図３は、図１中のIII－III線に沿って得られる概略的な断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料および数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、実施形態に係るエンジン２を備えるエンジンシステム１の概略的な正面断面図である。図２は、図１のエンジンシステム１の燃料系を示す概略的な上面図である。図１を参照して、例えば、エンジンシステム１は、ＨＥＶ(Hybrid Electric Vehicle)、ガソリン自動車またはディーゼル自動車等の車両に適用されることができる。エンジンシステム１の適用先は車両に限定されず、エンジンシステム１は、エンジンを備える他の機械に適用されてもよい。エンジンシステム１は、エンジン２を備える。

エンジン２は、クランクシャフト１０を挟んで水平方向に互いに対向する、一対のシリンダブロック１１を含む。図２を参照して、各シリンダブロック１１は、２つのシリンダボア１２を含む。すなわち、エンジン２は、４つのシリンダボア１２を含む。エンジン２は、左側の２つのシリンダボア１２と、右側の２つのシリンダボア１２とが、クランクシャフト１０を挟んで互いに対向する、４気筒の水平対向エンジンである。エンジン２は、４つより多いまたは少ない気筒を含んでもよい。また、エンジン２は水平対向エンジンに限定されず、直列エンジンまたはＶ字型エンジン等の他のエンジンであってもよい。

図１を参照して、シリンダブロック１１には、クランクケース１３が一体形成される。クランクケース１３は、クランク室１５を画定し、クランク室１５内にクランクシャフト１０が回転可能に支持される。クランクシャフト１０には、コンロッド１６を介してピストン１７が連結される。各ピストン１７は、シリンダボア１２内に摺動可能に収容される。

シリンダブロック１１には、クランクケース１３と反対側にシリンダヘッド１４が接続される。シリンダボア１２、シリンダヘッド１４およびピストン１７は、燃焼室１８を画定する。シリンダヘッド１４は、吸気ポート１９および排気ポート２０を含む。吸気ポート１９および排気ポート２０の各々は、燃焼室１８に連通する。吸気ポート１９と燃焼室１８との間には、吸気弁２１が位置し、排気ポート２０と燃焼室１８との間には、排気弁２２が位置する。

シリンダヘッド１４およびヘッドカバー２３に囲まれたカム室内には、吸気弁２１用のカム２４、および、排気弁２２用のカム２５が設けられる。

カム２４は、ロッカーアーム２６を介して、吸気弁２１の末端に接触する。図２を参照して、カム２４は、カムシャフト２４ａと一体的に回転し、それによって、吸気弁２１を軸方向に移動させる。図１を参照して、吸気弁２１は、カム２４の回転に応じて、吸気ポート１９を開閉する。

カム２５は、ロッカーアーム２６を介して、排気弁２２の末端に接触する。図２を参照して、カム２５は、カムシャフト２５ａと一体的に回転し、それによって、排気弁２２を軸方向に移動させる。図１を参照して、排気弁２２は、カム２５の回転に応じて、排気ポート２０を開閉する。

図２を参照して、クランクシャフト１０、吸気用のカムシャフト２４ａおよび排気用のカムシャフト２５ａには、タイミングベルト４０が架け渡される。カムシャフト２４ａおよびカムシャフト２５ａは、タイミングベルト４０を介して、クランクシャフト１０と共に回転する。

図１を参照して、シリンダヘッド１４には、インジェクタ２７および点火プラグ２８が設けられる。インジェクタ２７は、噴射孔が燃焼室１８に望むようにシリンダヘッド１４に設けられる。図１中、右側のインジェクタ２７は、第１燃料ギャラリ２９に接続され、左側のインジェクタ２７は、第２燃料ギャラリ３０に接続される。詳しくは後述するように、インジェクタ２７には、第１燃料ギャラリ２９または第２燃料ギャラリ３０を介して燃料が供給される。インジェクタ２７は、燃料を燃焼室１８に噴射する。

第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０は、燃料配管３１を介して互いに接続される。燃料配管３１は、第１燃料ギャラリ２９が設けられた一方のシリンダブロック１１から、第２燃料ギャラリ３０が設けられた他方のシリンダブロック１１へと延びる。詳しくは後述するように、燃料配管３１は、第１燃料ギャラリ２９からの燃料を、第２燃料ギャラリ３０に接続されたインジェクタ２７に送る。燃料配管３１は、シリンダブロック１１、クランクケース１３およびシリンダヘッド１４を含む、２つのエンジンブロックの上面に沿って配置される。詳しくは後述するように、燃料配管３１の一部は、冷却水配管３２の内部を通る。

点火プラグ２８は、先端が燃焼室１８に望むようにシリンダヘッド１４に設けられ、所定のタイミングで点火する。

エンジンブロックには、冷却水配管３２が設けられる。冷却水配管３２は、エンジン２に冷却水を送る。冷却水配管３２は、一方のシリンダブロック１１から他方のシリンダブロック１１へと延びる。冷却水配管３２は、２つのエンジンブロックの上面に沿って配置される。

吸気ポート１９は、インテークマニホールド３３を含む吸気流路３４と連通する。吸気流路３４には、エアクリーナ３７およびスロットルバルブ３８が設けられる。排気ポート２０は、エキゾーストマニホールド３５を含む排気流路３６と連通する。排気流路３６には、触媒３９が設けられる。

上記のようなエンジン２では、吸気流路３４からの吸気と、インジェクタ２７から噴射された燃料とが、燃焼室１８で混合される。混合気は、点火プラグ２８によって所定のタイミングで点火されて燃焼し、これにより、ピストン１７がシリンダボア１２内を往復運動する。ピストン１７の往復運動は、コンロッド１６を通じてクランクシャフト１０の回転運動に変換される。燃焼により発生した排気ガスは、排気流路３６の触媒３９で浄化され、車外へ排出される。

続いて、エンジンシステム１の燃料系について説明する。

図２を参照して、エンジンシステム１は、燃料タンク４１と、フィード配管４２と、フィードポンプ４３と、高圧燃料ポンプ４４と、第１燃料ギャラリ２９と、第２燃料ギャラリ３０と、燃料配管３１と、を備える。

燃料タンク４１は、エンジン２に供給される燃料を貯留する。例えば、燃料は、ガソリンである。フィード配管４２は、フィードポンプ４３と、一方のシリンダブロック１１に設けられた第１燃料ギャラリ２９と、を接続する。フィードポンプ４３は、燃料タンク４１内に配置される。フィードポンプ４３は、燃料タンク４１内に貯留された燃料をフィード配管４２に送る。

高圧燃料ポンプ４４は、フィード配管４２に設けられる。高圧燃料ポンプ４４は、吸気用のカムシャフト２４ａに接続されており、カムシャフト２４ａの回転によって駆動される。高圧燃料ポンプ４４は、フィードポンプ４３によって吸い上げられた燃料を加圧する。高圧燃料ポンプ４４は、第１燃料ギャラリ２９に加圧された燃料を供給する。また、一方のシリンダブロック１１に設けられた第１燃料ギャラリ２９と、他方のシリンダブロック１１に設けられた第２燃料ギャラリ３０とは、燃料配管３１によって接続されており、高圧燃料ポンプ４４は、燃料配管３１を介して、第２燃料ギャラリ３０にも加圧された燃料を供給する。

第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０は、高圧燃料ポンプ４４から供給された燃料を保持する。第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０は、インジェクタ２７に接続され、インジェクタ２７に燃料を供給する。

このようなエンジン２では、インジェクタ２７から燃焼室１８に燃料が噴射されると、第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０内の燃料の圧力が低下する。また、高圧燃料ポンプ４４は、第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０に燃料を新たに供給する。したがって、第１燃料ギャラリ２９および第２燃料ギャラリ３０では、一定の周波数で燃料の圧力が変動し、これによって、脈動が発生する。また、燃料配管３１は、第２燃料ギャラリ３０に供給される燃料を通すため、燃料配管３１においても、同様の脈動が発生する。燃料配管３１に発生するこのような脈動は、外部への騒音を引き起こし得る。本開示に係るエンジンシステム１は、燃料配管３１を液体でカバーすることによって、このような騒音を抑制する。

図３は、図１中のIII－III線に沿って得られる概略的な断面図であり、燃料配管３１および冷却水配管３２の中心軸線に垂直な断面を示す。

燃料配管３１は、中心軸線に垂直な断面において、概ね中空の円形状を有する。他の実施形態では、燃料配管３１は、円形状以外の任意の中空形状を有してもよい。燃料配管３１は、燃料の流路３１ａを画定する。

冷却水配管３２は、中心軸線に垂直な断面において、概ね中空の矩形形状を有する。他の実施形態では、冷却水配管３２は、矩形形状以外の任意の中空形状を有してもよい。冷却水配管３２は、冷却水Ｌの流路３２ａを画定する。

上記のように、燃料配管３１および冷却水配管３２は、シリンダブロック１１、クランクケース１３およびシリンダヘッド１４を含む、エンジンブロックの上面に沿って配置される。なお、図３では、エンジンブロックのうち、シリンダブロック１１のみが示される。他の実施形態では、燃料配管３１および冷却水配管３２は、シリンダブロック１１、クランクケース１３またはシリンダヘッド１４の少なくとも１つから、独立して配置されてもよい。

具体的には、冷却水配管３２は、シリンダブロック１１の上面に直接的に固定される。他の実施形態では、冷却水配管３２は、間隔を空けてシリンダブロック１１の上面に固定されてもよい。冷却水配管３２は、燃料配管３１の中心軸線に沿った少なくとも一部分において、燃料配管３１を囲い、冷却水配管３２と燃料配管３１との間に冷却水Ｌを収容する。つまり、燃料配管３１は、燃料配管３１の中心軸線に沿った少なくとも一部分において、冷却水配管３２の内部、すなわち流路３２ａを通る。図３に示される断面では、燃料配管３１は、流路３２ａの中央を通り、冷却水配管３２の内面３２ｂから離間する。すなわち、図３に示される断面では、燃料配管３１は、冷却水配管３２と非接触である。他の実施形態または中心軸線に沿った図３以外の他の位置では、燃料配管３１の外面３１ｂの一部が、冷却水配管３２の内面３２ｂと接触してもよい。例えば、図１を参照して、冷却水配管３２の端部では、燃料配管３１は、冷却水配管３２に保持されてもよい。

図１では、燃料配管３１は、シリンダブロック１１の上面に沿った区間において、冷却水配管３２の内部を通る。他の実施形態では、燃料配管３１は、燃料配管３１の中心軸線に沿ったより長い区間にわたって、または、より短い区間にわたって、冷却水配管３２の内部を通ってもよい。また、図１では、燃料配管３１は、冷却水配管３２の全長にわたって、冷却水配管３２の内部を通る。他の実施形態では、燃料配管３１は、冷却水配管３２の一部において、冷却水配管３２の内部を通ってもよい。

燃料配管３１は、冷却水による外面３１ｂの錆びを防止するために、防錆材料で形成されてもよい。代替的に、燃料配管３１の外面３１ｂには、防錆処理が施されていてもよい。

このようなエンジン２では、燃料配管３１に発生する上記の脈動は、燃料配管３１を覆う冷却水によって吸収される。また、冷却水、すなわち液体は、気体に比して、このような脈動を良く吸収することができる。したがって、燃料配管３１を冷却水によって覆うことによって、脈動に起因する騒音を抑制することができる。

上記のようなエンジン２は、エンジン２のインジェクタ２７へ燃料を送る燃料配管３１と、燃料配管３１の少なくとも一部を囲う冷却水配管３２であって、当該冷却水配管３２と燃料配管３１との間に冷却水Ｌを収容する、冷却水配管３２と、を備える。このような構成によれば、インジェクタ２７からの燃料の噴射に起因して燃料配管３１に発生する脈動を、燃料配管３１を覆う冷却水Ｌによって吸収することができる。したがって、騒音を抑制することができる。

また、エンジン２では、燃料配管３１を囲うケースは、エンジン２へ冷却水Ｌを送る冷却水配管３２であり、燃料配管３１の少なくとも一部が、冷却水配管３２の内部に配置される。一般的に、エンジンは、冷却水を送るために冷却水配管を備える。したがって、このような構成によれば、既に在る燃料配管３１および冷却水配管３２の配置を単に調整することによって、燃料配管３１に発生する脈動を吸収することができる。よって、追加部品の増加を避けることができ、さらに、追加部品を配置するためのスペースの増加を避けることができる。

また、エンジン２は、水平方向に互いに対向する一対のシリンダブロック１１を備え、燃料配管３１および冷却水配管３２は、一方のシリンダブロック１１から他方のシリンダブロック１１へと延びる。この場合、エンジン２は、水平対向エンジンであり、燃料配管３１および冷却水配管３２は、同一方向に沿って延びる。したがって、燃料配管３１および冷却水配管３２の配置をより容易に調整することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

例えば、上記の実施形態では、燃料配管３１は、液体を収容するケースとして、冷却水配管３２によって囲われる。他の実施形態では、燃料配管３１は、他の液体を収容する他のケースによって囲われてもよい。例えば、燃料配管３１は、エンジンオイルを循環させるための配管によって囲われてもよい。また、例えば、燃料配管３１は、消音専用に準備された液体（例えば、水）を循環させることなく貯留する、専用のケースによって囲われてもよい。

２ エンジン
１１ シリンダブロック
２７ インジェクタ
３１ 燃料配管
３２ 冷却水配管（ケース）
Ｌ 液体

Claims (3)

1. エンジンのインジェクタへ燃料を送る燃料配管と、
   前記燃料配管の少なくとも一部を囲うケースであって、当該ケースと前記燃料配管との間に液体を収容する、ケースと、
   を備える、エンジン。
2. 前記ケースは、前記エンジンへ冷却水を送る冷却水配管であり、
   前記燃料配管の少なくとも一部が、前記冷却水配管の内部に配置される、
   請求項１に記載のエンジン。
3. 水平方向に互いに対向する一対のシリンダブロックを備え、
   前記燃料配管および前記冷却水配管は、一方のシリンダブロックから他方のシリンダブロックへと延びる、請求項２に記載のエンジン。

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