JP5484243B2

JP5484243B2 - Ｖ型エンジンの燃料供給装置

Info

Publication number: JP5484243B2
Application number: JP2010167230A
Authority: JP
Inventors: 和也石木; 和昭楢本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-07-26
Also published as: JP2012026389A; US20120017875A1; US8499745B2; CN102345544B; CN102345544A

Description

本発明は、第１バンクに設けられた複数のインジェクタに燃料を分配する第１デリバリパイプと、第２バンクに設けられた複数のインジェクタに燃料を分配する第２デリバリパイプと、燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、前記高圧燃料ポンプからの燃料を前記第１デリバリパイプに供給する第１ジョイントパイプと、前記高圧燃料ポンプからの燃料を前記第２デリバリパイプに供給する第２ジョイントパイプと、上流側が前記高圧燃料ポンプに接続されて下流側が分岐部を介して前記第１、第２ジョイントパイプと接続する分岐前ジョイントパイプとを備えるＶ型エンジンの燃料供給装置に関する。

Ｖ型エンジンの二つのバンクの一方に設けた単一の高圧燃料ポンプから２本のデリバリチューブを二つのバンクに沿うように延出し、各々のデリバリチューブを各バンクに設けた複数のインジェクタに接続したものにおいて、高圧燃料ポンプに近い位置で２本のデリバリチューブをブラケットで相互に接続することで、燃料脈動による振動や騒音の発生を防止するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００２−３４９３８５号公報

ところで、エンジンの二つのバンクに沿って比較的に太くて剛性が高い２本のデリバリパイプを配置し、単一の高圧燃料ポンプから分岐して延びる比較的に細くて剛性が低い２本のジョイントパイプを各デリバリパイプに接続することが考えられる。

この場合、エンジンの運転に伴って各バンクがデリバリパイプと共にシリンダ軸線方向に熱伸びすると、デリバリパイプに接続されたジョイントパイプの先端の位置が変化するため、ジョイントパイプの基端の接続部がこじられて好ましくない応力が発生する可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、Ｖ型エンジンの熱伸びによって高圧燃料ポンプとデリバリパイプとを接続するジョイントパイプの端部に加わる応力を軽減することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、第１バンクに設けられた複数のインジェクタに燃料を分配する第１デリバリパイプと、第２バンクに設けられた複数のインジェクタに燃料を分配する第２デリバリパイプと、燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、前記高圧燃料ポンプからの燃料を前記第１デリバリパイプに供給する第１ジョイントパイプと、前記高圧燃料ポンプからの燃料を前記第２デリバリパイプに供給する第２ジョイントパイプと、上流側が前記高圧燃料ポンプに接続されると共に下流側が分岐部を介して前記第１、第２ジョイントパイプに接続される分岐前ジョイントパイプとを備えるエンジンの燃料供給装置において、前記第１ジョイントパイプを前記分岐部に接続する方向を前記第１バンクの熱伸び方向と略平行に、また前記第２ジョイントパイプを前記分岐部に接続する方向を前記第２バンクの熱伸び方向と略平行にそれぞれ設定し、前記分岐前ジョイントパイプおよび前記第１、第２ジョイントパイプは、前記高圧燃料ポンプおよび前記第１、第２デリバリパイプに、前記第１バンクの熱伸び方向および前記第２バンクの熱伸び方向の双方に交差する方向で且つ略同一の方向から組み付けられることを特徴とするＶ型エンジンの燃料供給装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１、第２バンクの熱伸び方向は、そのバンクのシリンダ軸線方向であることを特徴とするＶ型エンジンの燃料供給装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第１ジョイントパイプおよび前記第２ジョイントパイプは、前記第１デリバリパイプおよび前記第２デリバリパイプの軸端にそれぞれ組み付けられることを特徴とするＶ型エンジンの燃料供給装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜３の何れか１項の構成に加えて、前記分岐前ジョイントパイプに係合する回り止め部材を前記第１バンクあるいは前記第２バンクに設けたことを特徴とするＶ型エンジンの燃料供給装置が提案される。

請求項１の構成によれば、高圧燃料ポンプで加圧された燃料は、第１ジョイントパイプおよび第１デリバリパイプを介して第１バンクに設けられた複数のインジェクタに分配されるとともに、第２ジョイントパイプおよび第２デリバリパイプを介して第２バンクに設けられた複数のインジェクタに分配される。第１ジョイントパイプを分岐部に接続する方向を第１バンクの熱伸び方向と略平行に、また第２ジョイントパイプを分岐部に接続する方向を第２バンクの熱伸び方向と略平行にそれぞれ設定したので、第１、第２ジョイントパイプの第１、第２デリバリパイプ側の接続部の位置が熱伸びの影響で移動しても、それらの分岐部側の接続部がこじられないようにして大きな応力が発生するのを防止し、第１、第２ジョイントパイプの耐久性を高めることができる。

その上、分岐前ジョイントパイプを高圧燃料ポンプに接続し、分岐前ジョイントパイプから分岐する第１、第２ジョイントパイプを第１、第２デリバリパイプに接続するとき、分岐前ジョイントパイプおよび第１、第２ジョイントパイプを高圧燃料ポンプおよび第１、第２デリバリパイプに略同一方向から組み付けることができるので、その組付作業性を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、第１、第２バンクの熱伸び方向をそのバンクのシリンダ軸線方向に設定したので、第１、第２ジョイントパイプの第１、第２デリバリパイプとの接続部がシリンダ軸線方向に移動しても、第１、第２ジョイントパイプの高圧燃料ポンプ側の接続部に大きな応力が発生するのを防止することができる。

また請求項４の構成によれば、分岐前ジョイントパイプに係合する回り止め部材を第１バンクあるいは第２バンクに設けたので、分岐前ジョイントパイプを高圧燃料ポンプに固定する際に該分岐前ジョイントパイプが共回りするのを回り止め部材で規制することで、分岐前ジョイントパイプの組付作業性を高めることができる。

Ｖ型エンジンの正面図。図１の２部拡大図。図２の３方向矢視図。燃料供給系の分解斜視図。高圧燃料ポンプおよびジョイントパイプの斜視図。図３の６−６線拡大断面図。デリバリパイプを固定するときの作用説明図。

以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図３に示すように、燃料直噴式のＶ型６気筒エンジンＥは、シリンダブロック１１および第１、第２シリンダヘッド１２Ａ，１２Ｂを備えており、シリンダブロック１１の一方の半部および第１シリンダヘッド１２Ａで第１バンク１３Ａが構成され、シリンダブロック１１の他方の半部および第２シリンダヘッド１２Ｂで第２バンク１３Ｂが構成される。

第１、第２バンク１３Ａ，１３Ｂは、それぞれシリンダ１４，１４、ピストン１５，１５、コネクティングロッド１６，１６、燃焼室１７，１７、吸気ポート１８，１８、排気ポート１９，１９、吸気バルブ２０，２０および排気バルブ２１，２１を備えており、吸気ポート１８，１８には一体化された吸気マニホールド２２が接続される。

第１シリンダヘッド１２Ａの吸気側の側面に沿って第１デリバリパイプ２３Ａが設けられており、第１シリンダヘッド１２Ａの燃焼室１７…に燃料を噴射する３個のインジェクタ２４…が第１デリバリパイプ２３Ａに接続される。同様に、第２シリンダヘッド１２Ｂの吸気側の側面に沿って第２デリバリパイプ２３Ｂが設けられており、第２シリンダヘッド１２Ｂの燃焼室１７…に燃料を噴射する３個のインジェクタ２４…が第２デリバリパイプ２３Ｂに接続される。第２シリンダヘッド１２Ｂの吸気側の側面に設けられた単一の高圧燃料ポンプ２５がジョイントパイプ２６を介して第１、第２デリバリパイプ２３Ａ，２３Ｂの端部に接続される。

第１、第２デリバリパイプ２３Ａ，２３Ｂの構造は実質的に同一であるため、以下代表として第１デリバリパイプ２３Ａの構造を説明する。

図２および図４に示すように、第１デリバリパイプ２３Ａは一端が閉塞された直線状のパイプで構成されており、長手方向に離間した位置に３個のインジェクタカップ２７…が一体に形成されるとともに、３個のインジェクタカップ２７…に３個の板状の取付ステー２８…が一体に形成される。各インジェクタ２４は、燃焼室１７側から第１デリバリパイプ２３Ａ側に向かって、バルブ収納部２４ａと、アクチュエータ部２４ｂと、燃料導入部２４ｃとを備える。円筒状のバルブ収納部２４ａは第１シリンダヘッド１２Ａのインジェクタ取付孔１２ａに嵌合し、円筒状の燃料導入部２４ｃはシール部材２９を介して第１デリバリパイプ２３Ａのインジェクタカップ２７に嵌合する。

図４および図６に示すように、各取付ステー２８には２個のボルト孔が形成されており、３個の取付ステー２８…の合計６個のボルト孔のうち、両端の２個のボルト孔２８ｂ，２８ｂを除く４個のボルト孔２８ａ…を貫通する４本のボルト３０…が第１シリンダヘッド１２Ａの４個の雌ねじ部１２ｂ…に螺合する。前記６個のボルト孔のうち、両端の２個のボルト孔２８ｂ，２８ｂは単純な円筒状ではなく、第１シリンダヘッド１２Ａ側の半部が該第１シリンダヘッド１２Ａ側に向かって拡開するテーパー孔ｈ１になっており、このテーパー孔ｈ１に連なる部分が円筒状に精度良く加工された等径部ｈ２になっている。

前記両端の２個のボルト孔２８ｂ，２８ｂには、前記ボルト３０とは異なるスタッドボルト３１が嵌合する。スタッドボルト３１は、第１シリンダヘッド１２Ａの雌ねじ部１２ｃに螺合する第１雄ねじ部３１ａと、第１雄ねじ部３１ａに連設された球状のノックピン当接部３１ｂと、ノックピン当接部３１ｂに連設されてナット３２が螺合する第２雄ねじ部３１ｃとを備える。第２雄ねじ部３１ｃの先端部には先細にテーパーする面取りｃ１が施される。

スタッドボルト３１の第１雄ねじ部３１ａが螺合する第１シリンダヘッド１２Ａの雌ねじ部１２ｃは、その開口端側が円筒状に拡径してノックピン孔１２ｄとなっており、スタッドボルト３１の第１雄ねじ部３１ａを第１シリンダヘッド１２Ａの雌ねじ部１２ｃに螺合した状態で、第１シリンダヘッド１２Ａのノックピン孔１２ｄとスタッドボルト３１のノックピン当接部３１ｂとの間に円筒上のノックピン３３が圧入される。ノックピン３３の両端部には先細にテーパーする面取りｃ２が施される。

図２および図５に示すように、高圧燃料ポンプ２５は２個の取付ブラケット２５ａ，２５ａを備えており、それらを貫通する２本のボルト３４，３４で第２シリンダヘッド１２Ｂに締結される。高圧燃料ポンプ２５は、図示せぬ燃料タンクからフィードパイプ３５を介して吸入した燃料を加圧してジョイントパイプ２６に送出する。ジョイントパイプ２６は、高圧燃料ポンプ２５に第１継手３６を介して上流側が接続される分岐前ジョイントパイプ３７と、分岐前ジョイントパイプ３７に上流側が接続されたジョイントボックス３８と、ジョイントボックス３８から下流側が二股に分岐した第１、第２ジョイントパイプ３９，４０とを備えており、第１ジョイントパイプ３９は第２継手４１を介して第１デリバリパイプ２３Ａの端部に接続されるとともに、第２ジョイントパイプ４０は第３継手４２を介して第２デリバリパイプ２３Ｂの端部に接続される。

ジョイントボックス３８から突出する取付ブラケット３８ａをボルト４３で第２シリンダヘッド１２Ｂに締結することで、ジョイントボックス３８が第２シリンダヘッド１２Ｂに固定される。分岐前ジョイントパイプ３７の中間部に固定した回り止め部材４４が、前記ボルト３４で高圧燃料ポンプ２５の一方の取付ブラケット２５ａと一体に第２シリンダヘッド１２Ｂに共締めされる。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

高圧燃料ポンプ２５で加圧された燃料は分岐前ジョイントパイプ３７からジョイントボックス３８に供給され、そこから第１ジョイントパイプ３９を介して第１デリバリパイプ２３Ａに供給されるとともに、第２ジョイントパイプ４０を介して第２デリバリパイプ２３Ｂに供給される。第１、第２デリバリパイプ２３Ａ，２３Ｂの燃料は各インジェクタカップ２７からインジェクタ２４の燃料導入部２４ｃに供給され、アクチュエータ部２４ｂがバルブ収納部２４ａに収納したバルブを所定の燃料噴射タイミングに合わせて閉弁することで、高圧の燃料が燃焼室１７の内部に噴射される。

さて、図７（Ａ）に示すように、予め３個のインジェクタ２４…を組付けた第１デリバリパイプ２３Ａを第１シリンダヘッド１２Ａに組付けるとき、第１シリンダヘッド１２Ａに対する第１デリバリパイプ２３Ａの位置決め精度が低いと、インジェクタ２４…のバルブ収納部２４ａ…の先端がインジェクタ取付孔１２ａ…と強く干渉し、バルブ収納部２４ａ…が変形したり燃料の噴射状態が不安定になったりする虞がある。

そこで本実施の形態では、３個の取付ステー２８…の６個のボルト孔２８ａ…，２８ｂ，２８ｂのうち、両端の２個のボルト孔２８ｂ，２８ｂにテーパー部ｈ１，ｈ１を形成し、かつスタッドボルト３１，３１およびノックピン３３，３３に面取りｃ１，ｃ１；ｃ２，ｃ２を施したので、図７（Ｂ）に示すように、ボルト孔２８ｂ，２８ｂをスタッドボルト３１，３１およびノックピン３３，３３に嵌合する作業をスムーズに行うことができる。そしてボルト孔２８ｂ，２８ｂがノックピン３３，３３に嵌合すると、ボルト孔２８ｂ，２８ｂの等径部ｈ２，ｈ２がノックピン３３，３３の外周面に密に嵌合するため、図７（Ｃ）に示すように、ノックピン３３，３３の第２雄ねじ部３１ｃ，３１ｃにナット３２，３２を螺合して締結することで、第１シリンダヘッド１２Ａに対して第１デリバリパイプ２３Ａを精度良く固定することができる。

３個の取付ステー２８…の６個のボルト孔２８ａ…，２８ｂ，２８ｂのうち、両端の２個のボルト孔２８ｂ，２８ｂだけにテーパー部ｈ１，ｈ１を形成してスタッドボルト３１，３１を案内するとともに、等径部ｈ２，ｈ２を形成してノックピン３３，３３との間で位置決めを行うので、６個のボルト孔の全てを上記構造にする場合に比べて、組付け時の引っ掛かりを少なくし、かつ取付ステー２８…の加工工数を削減しながら、充分な案内機能および位置決め機能を発揮させることができる。

そして最後に４本のボルト３０…を雌ねじ部１２ｂ…に螺合して第１デリバリパイプ２３Ａの固定を完了する。第２デリバリパイプ２３Ｂの固定は、上述した第１デリバリパイプ２３Ａの固定と同様にして行われる。

以上のようにして第１、第２シリンダヘッド１２Ａ，１２Ｂに第１、第２デリバリパイプ２３Ａ，２３Ｂを固定した後、高圧燃料ポンプ２５と第１、第２デリバリパイプ２３Ａ，２３Ｂとをジョイントパイプ２６で接続する。具体的には、ジョイントパイプ２６の分岐前ジョイントパイプ３７の第１継手３６を高圧燃料ポンプ２５に結合し、第１ジョイントパイプ３９の第２継手４１を第１デリバリパイプ２３Ａに結合し、第２ジョイントパイプ４０の第３継手４２を第２デリバリパイプ２３Ｂに結合する。このとき、図４および図５に示すように、第１〜第３継手３６，４１，４２を結合する方向は第１、第２デリバリパイプ２３Ａ，２３Ｂの長手方向に略一致しているため、第１〜第３継手３６，４１，４２をそれぞれ異なる方向から結合する場合に比べて作業性が大幅に向上する。

分岐前ジョイントパイプ３７を高圧燃料ポンプ２５に結合すべく第１継手３６を回転させたとき、分岐前ジョイントパイプ３７が第１継手３６に連れ回りしてしまうとジョイントパイプ２６が変形する可能性があるが、分岐前ジョイントパイプ３７の中間部が回り止め部材４４を介して第２シリンダヘッド１２Ｂに係止されているため、分岐前ジョイントパイプ３７の連れ回りを確実に阻止することができる。

ところで、エンジンＥの温度が運転に伴って上昇すると、第１、第２バンク１３Ａ，１３Ｂはそのシリンダ軸線ＬＡ，ＬＢ方向に熱伸びするため、第１ジョイントパイプ３９の第２継手４１の位置がシリンダ軸線ＬＡ方向の上方に移動するとともに、第２ジョイントパイプ４０の第３継手４２の位置がシリンダ軸線ＬＢ方向の上方に移動する。その結果、第１ジョイントパイプ３９および第２ジョイントパイプ４０が引っ張られ、それらのジョイントボックス３８に接続する部分が横方向にこじられて応力が発生し、耐久性に悪影響を及ぼす懸念がある。

しかしながら本実施の形態によれば、図２に示すように、第１ジョイントパイプ３９がジョイントボックス３８に接続する方向ＴＡと、第１ジョイントパイプ３９の第２継手４１が熱伸びする方向（つまりシリンダ軸線ＬＡ方向）とが略平行であり、かつ第２ジョイントパイプ４０がジョイントボックス３８に接続する方向ＴＢと、第２ジョイントパイプ４０の第３継手４２が熱伸びする方向（つまりシリンダ軸線ＬＢ方向）とが略平行であるため、第１、第２ジョイントパイプ３９，４０がジョイントボックス３８に接続する部分が横方向にこじられて発生する応力を最小限に抑えて耐久性を高めることができる。さらに、分岐前ジョイントパイプ３７および第１、第２ジョイントパイプ３９，４０は、高圧燃料ポンプ２５および第１、第２デリバリパイプ２３Ａ，２３Ｂに、第１バンク１３Ａの熱伸び方向ＬＡおよび第２バンク１３Ｂの熱伸び方向ＬＢの双方に交差する方向で且つ略同一の方向から組み付けられる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

また実施の形態では回り止め部材４４を第２バンク１３Ｂに固定しているが、それを第１バンク１３Ａに固定しても良い。

１３Ａ第１バンク
１３Ｂ第２バンク
２３Ａ第１デリバリパイプ
２３Ｂ第２デリバリパイプ
２４インジェクタ
２５高圧燃料ポンプ
３７分岐前ジョイントパイプ
３８ジョイントボックス（分岐部）
３９第１ジョイントパイプ
４０第２ジョイントパイプ
４４回り止め部材
ＬＡシリンダ軸線（第１バンクの熱伸び方向）
ＬＢシリンダ軸線（第２バンクの熱伸び方向）
ＴＡ第１ジョイントパイプを分岐部に接続する方向
ＴＢ第２ジョイントパイプを分岐部に接続する方向

Claims

第１バンク（１３Ａ）に設けられた複数のインジェクタ（２４）に燃料を分配する第１デリバリパイプ（２３Ａ）と、
第２バンク（１３Ｂ）に設けられた複数のインジェクタ（２４）に燃料を分配する第２デリバリパイプ（２３Ｂ）と、
燃料を加圧する高圧燃料ポンプ（２５）と、
前記高圧燃料ポンプ（２５）からの燃料を前記第１デリバリパイプ（２３Ａ）に供給する第１ジョイントパイプ（３９）と、
前記高圧燃料ポンプ（２５）からの燃料を前記第２デリバリパイプ（２３Ｂ）に供給する第２ジョイントパイプ（４０）と、
上流側が前記高圧燃料ポンプ（２５）に接続されると共に下流側が分岐部（３８）を介して前記第１、第２ジョイントパイプ（３９，４０）に接続される分岐前ジョイントパイプ（３７）と、
を備えるＶ型エンジンの燃料供給装置において、
前記第１ジョイントパイプ（３９）を前記分岐部（３８）に接続する方向（ＴＡ）を前記第１バンク（１３Ａ）の熱伸び方向（ＬＡ）と略平行に、また前記第２ジョイントパイプ（４０）を前記分岐部（３８）に接続する方向（ＴＢ）を前記第２バンク（１３Ｂ）の熱伸び方向（ＬＢ）と略平行にそれぞれ設定し、
前記分岐前ジョイントパイプ（３７）および前記第１、第２ジョイントパイプ（３９，４０）は、前記高圧燃料ポンプ（２５）および前記第１、第２デリバリパイプ（２３Ａ，２３Ｂ）に、前記第１バンク（１３Ａ）の熱伸び方向（ＬＡ）および前記第２バンク（１３Ｂ）の熱伸び方向（ＬＢ）の双方に交差する方向で且つ略同一の方向から組み付けられることを特徴とするＶ型エンジンの燃料供給装置。
前記第１、第２バンク（１３Ａ，１３Ｂ）の熱伸び方向は、そのバンクのシリンダ軸線（ＬＡ，ＬＢ）方向であることを特徴とする、請求項１に記載のＶ型エンジンの燃料供給装置。
前記第１ジョイントパイプ（３９）および前記第２ジョイントパイプ（４０）は、前記第１デリバリパイプ（２３Ａ）および前記第２デリバリパイプ（２３Ｂ）の軸端にそれぞれ組み付けられることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のＶ型エンジンの燃料供給装置。
前記分岐前ジョイントパイプ（３７）に係合する回り止め部材（４４）を前記第１バンク（１３Ａ）あるいは前記第２バンク（１３Ｂ）に設けたことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のＶ型エンジンの燃料供給装置。