CN110352298A - 内燃机 - Google Patents

Abstract

一种内燃机，能够高效地配置对气缸部内的压力进行检测的压力传感器。内燃机具有对气缸部(13)内部的压力进行检测的压力传感器(40)，活塞(16)在气缸部(13)的内部进行往复运动，在该活塞(16)的外周部(50a)设置有向径向内侧凹陷的凹部(55)，压力传感器(40)的检测部(40b)露出于凹部(55)内。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及一种内燃机。

背景技术

以往，在内燃机中，已知如下技术：将检测气缸部内的压力的压力传感器设置成露出在气缸部内(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，压力传感器的主体设置于水套内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-312093号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，内燃机的气缸部配置有进气阀、排气阀以及火花塞等部件，因此，有时难以确保压配置压力传感器的空间。特别是，在进气阀和排气阀分别设置有多个的情况下，配置压力传感器容易变得困难。

本发明是鉴于上述事情而完成的，其目的在于在内燃机中能够高效地配置检测气缸部内的压力的压力传感器。

用于解决课题的手段

在该说明书中，包含2017年3月27日申请的日本国专利申请特愿2017-061767的所有内容。

本发明提供一种内燃机，具有对气缸部13的内部的压力进行检测的压力传感器40，其特征在于，在活塞16的外周部50a设置有向径向内侧凹陷的凹部55，其中，该活塞16在所述气缸部13的内部进行往复运动，所述压力传感器40的检测部40b露出于所述凹部55内。

此外，在上述发明中，可以是这样的结构：在所述活塞16位于上死点的状态时，所述压力传感器40露出于所述凹部55内。

此外，在上述发明中，可以是，所述气缸部13具有设置有燃烧室31的气缸盖18和收纳所述活塞16的气缸体17，所述压力传感器40在所述气缸体17中设置于所述燃烧室31的附近。

并且，在上述发明中，可以是这样的结构：在所述活塞16位于上死点的状态下，所述压力传感器40位于比装配于所述活塞16的活塞环53a靠所述燃烧室31侧的位置。

此外，在上述发明中，可以是这样的结构：在所述活塞16位于上死点的状态下，所述凹部55与所述燃烧室31连通。

此外，在上述发明中，可以是，所述气缸体17具有在气缸筒28的径向上贯穿该气缸体17的传感器支承孔45，所述压力传感器40被插入在所述传感器支承孔45中。

并且，在上述发明中，可以是，所述内燃机是沿着曲轴11的轴向排列有多个气缸25的多气缸的内燃机，所述传感器支承孔45在与所述气缸25的排列方向垂直的方向上延伸。

此外，在上述发明中，可以是，所述气缸体17具有：水套43，其设置于收纳所述活塞16的气缸筒28与该气缸体17的外壁部42之间；以及桥接部44，其在所述水套43的上端部在所述气缸筒28的径向上连接气缸筒28与所述外壁部42，所述压力传感器40被插入在所述桥接部44中。

发明效果

根据本发明的内燃机，具有检测气缸部的内部的压力的压力传感器，活塞在气缸部的内部进行往复运动，在该活塞的外周部设置有向径向内侧凹陷的凹部，压力传感器的检测部露出于凹部内。由此，能够通过压力传感器将活塞的外周部的凹部内的压力作为气缸部内的压力检测出来，压力传感器的配置的自由度高。因此，能够高效地配置压力传感器。

此外，在上述发明中，可以是，在活塞位于上死点的状态时，压力传感器露出于凹部内。根据该结构，能够经由凹部通过压力传感器来检测活塞位于上死点的状态下的气缸部内的压力。

此外，在上述发明中，可以是，气缸部具有设置有燃烧室的气缸盖和收纳活塞的气缸体部，压力传感器在气缸体中设置于燃烧室的附近。根据该结构，能够通过设置于气缸体的压力传感器来检测燃烧室的压力，即使是难以在气缸盖侧配置压力传感器的情况，也能够有效地配置压力传感器。

并且，在上述发明中，可以是，在活塞位于上死点的状态下，压力传感器位于比装配于活塞的活塞环靠燃烧室侧的位置。根据该结构，活塞环不易成为压力的检测的阻碍，因此，能够通过压力传感器来检测燃烧室的压力。

此外，在上述发明中，可以是，在活塞位于上死点的状态下，凹部与燃烧室连通。根据该结构，能够通过压力传感器经由凹部来检测燃烧室的压力。

此外，在上述发明中，可以是气缸体具有在气缸筒的径向上贯穿气缸体的传感器支承孔，压力传感器被插入在传感器支承孔中。根据该结构，能够利用气缸体的径向的空间将压力传感器高效地设置于传感器支承孔。

并且，在上述发明中，可以是这样的结构：发动机是沿着曲轴的轴向排列有多个气缸的多气缸的内燃机，传感器支承孔在与气缸的排列方向垂直的方向上延伸。根据该结构，相邻的其他气缸难以成为压力传感器的配置的阻碍，因此，能够高效地配置压力传感器。

此外，在上述发明中，可以是，气缸体具有：水套，其设置于收纳活塞的气缸筒与气缸体的外壁部之间；以及桥接部，其在水套的上端部在气缸筒的径向上连接气缸筒与外壁部，压力传感器被插入在桥接部中。根据该结构，可以通过桥接部来提升气缸体的刚性，并且能够利用桥接部将压力传感器设置于燃烧室的附近。

附图说明

图1是在曲轴的轴向上观察本发明的实施方式的发动机的剖视图。

图2是从后方侧观察发动机时的剖视图。

图3是从气缸盖侧观察气缸体部的俯视图。

图4是放大了图3的压力传感器的周边部的剖视图。

图5是放大了图4的压力传感器的周边部的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。另外，说明中，前后左右以及上下这样的方向的记载如果没有特别记载则设为与相对于搭载发动机10的车辆的方向相同。此外，各图中所示的标号“前”表示车辆前方，标号“上”表示车辆上方，标号“左”表示车辆左方。此外，在图中有时通过标号“右”来表示车辆右方。

图1是在曲轴11的轴向上观察本发明的实施方式的发动机10的剖视图。图2是从后方侧观察发动机10时的剖视图。

发动机10(内燃机)搭载于自动二轮车等鞍乘型车辆。发动机10是多个气缸25直列配置的多气缸的4冲程发动机。详细来说，发动机10是水冷式的直列4气缸发动机。

发动机10配置于自动二轮车(未图示)的前轮与后轮之间，支承于车体框架。

发动机10具有收纳在车宽方向(左右方向)上延伸的曲轴11的曲轴箱12、和与曲轴箱12结合的气缸部13。气缸部13从曲轴箱12的前部的上部向自动二轮车的前上方延伸。气缸部13的气缸轴线13a相对于铅直方向前倾。

在曲轴箱12的后部内置变速器(未图示)，所述变速器使发动机10的驱动力减速而传递向后轮侧。在曲轴箱12的下部安装有油盘15。

结合上下分割为二的下壳体12b与上壳体12a而形成曲轴箱12。油盘15安装于下壳体12b的下表面。

气缸部13具有：气缸体部17(气缸体)，其收纳活塞16；气缸盖18，其与气缸体部17的上表面结合；以及气缸盖罩19，其安装于气缸盖18的上表面。

气缸体部17一体地形成于曲轴箱12的上壳体12a的上部。

气门传动室20形成于气缸盖18与气缸盖罩19之间，在气门传动室20中收纳有配置成与曲轴11平行的进气凸轮轴21以及排气凸轮轴22。进气凸轮轴21以及排气凸轮轴22支承于气缸盖18的上表面部，并与曲轴11联动地旋转。

气缸部13具有沿着曲轴11的轴线11a排列的四个气缸25，在各气缸25设置有活塞16。各气缸25同样地构成。在各气缸25中，在气缸盖18的后表面部安装有进气装置23，在气缸盖18的前表面部安装有排气管24。

活塞16经由连杆26与曲轴11连接。活塞16经由设置成与曲轴11平行的活塞销26a而与连杆26的末端部连接。

曲轴11旋转自如地支承于在曲轴箱12的曲轴室27设置的多个支承壁27a。

各气缸25具有：气缸筒28，其形成于气缸体部17，收纳活塞16；气门传动装置29，其设置于气缸盖18；以及火花塞30，其安装于气缸盖18。

形成为圆筒状的气缸筒28的轴线是气缸部13的气缸轴线13a。

在以下的说明中，沿着气缸轴线13a，将曲轴11侧称为气缸部13的下方向，并且将气缸盖罩19侧称为气缸部13的上方向。

气缸盖18具有与活塞16的顶面16a对置的燃烧凹部18a。燃烧凹部18a是气缸盖18的下表面向气缸盖罩19侧凹陷而成的凹部，堵塞气缸筒28的上表面开口。燃烧室31形成于顶面16a与燃烧凹部18a之间。

气缸盖18具有：进气口32，其经由下端的开口部32a而使进气装置23与燃烧室31连通；排气口33，其经由下端的开口部33a而使燃烧室31与排气管24连通。

燃料通过燃料供给装置34而喷射到进气口32内。

气门传动装置29具有：上述进气凸轮轴21和排气凸轮轴22、开闭进气口32的开口部32a的进气门35、开闭排气口33的开口部33a的排气门36、向闭阀方向对进气门35施力的气门弹簧35a、以及向闭阀方向对排气门36施力的气门弹簧36a。

在每一个气缸25设置有一对在曲轴11的轴向上排列的进气门35。在每一个气缸25设置有一对在曲轴11的轴向上排列的排气门36。即，在一个气缸25配置有4个气门35、36。

进气门35被设置于进气凸轮轴21的进气凸轮21a按压而被驱动，在规定的定时打开开口部32a。排气门36被设置于排气凸轮轴22的排气凸轮22a按压而被驱动，在规定的定时打开开口部33a。

曲轴11在从曲轴室27向外侧突出的轴端部具有驱动链轮37。曲轴11的驱动力通过连接驱动链轮37与进气凸轮轴21及排气凸轮轴22的驱动力传递部件38而被传递至气门传动装置29。

发动机10在与多个气缸25的排列中的最外侧的气缸的侧方相邻的位置具有动力传递部件收纳室39。驱动力传递部件38收纳于动力传递部件收纳室39中。驱动力传递部件38例如是链条。

从进气口32供给到燃烧室31的混合气被火花塞点火而燃烧，由此，活塞16在气缸筒28内进行往复运动。

在图1中，通过实线表示活塞16位于上死点的状态，通过假想线来图示活塞16位于下死点的状态。

在发动机10设置有对气缸部13内的压力进行检测的压力传感器40。

图3是从气缸盖18侧观察气缸体部17的俯视图。图4是放大了图3的压力传感器40的周边部的剖视图。图4的剖视图相当于沿图3的IV-IV截面的剖视图。

参照图3和图4，压力传感器40具有：圆柱状的主体部40a、设置于其末端部的检测部40b、以及从主体部40a的基端部引出的配线部40c。检测部40b形成为直径比主体部40a小。

压力传感器40例如是压电式的传感器。由检测部40b检测出的压力通过主体部40a的电路部而变换为电信号，并经由配线部40c而输出给发动机10或车辆的控制部。

如图3所示，气缸体部17具有：沿着曲轴11的轴线11a排列的多个气缸筒28；设置成从周围围绕多个气缸筒28的外壁部42；以及形成于气缸筒28与外壁部42之间的水套43。

在气缸体部17的外壁部42的上表面部形成有多个供螺栓(未图示)贯插的固定孔17a，所述螺栓将气缸盖18与气缸体部17结合。

固定孔17a以沿着曲轴11的轴线11a的方式在气缸筒28的前方侧以及后方侧设置有多个。详细来说，固定孔17a设置于气缸筒28的排列中两外侧的气缸筒28的外侧面部的前后、以及彼此相邻的气缸筒28、28之间的结合部的前后。

这里，气缸筒28的排列方向是曲轴11的轴线11a的延伸方向。此外，气缸筒28的前后方向是在图3的俯视图中与轴线11a垂直的方向。

发动机10的冷却水流经水套43。水套43配置于气缸筒28的前后，从前方和后方覆盖气缸筒28。水套43在曲轴11的轴向上在彼此相邻的固定孔17a、17a之间延伸。

气缸体部17具有桥接部44，其在水套43的上端部在气缸筒28的径向上连接气缸筒28与外壁部42。桥接部44分别设置于气缸筒28的前后的水套43。

桥接部44设置于在气缸筒28的排列方向上将气缸筒28二等分的面(即图4的截面)上。此外，桥接部44的上表面与成为气缸体部17和气缸盖18的结合面的气缸体部17的上表面共面。气缸体部17的刚性通过桥接部44得以提升。

另外，桥接部也可以设置成在比上述桥接部44靠下方的位置贯穿水套43内。

图5是放大了图4的压力传感器40的周边部的剖视图。

参照图3～图5，气缸体部17在其上部在燃烧室31的附近具有支承压力传感器40的传感器支承孔45。

传感器支承孔45是在气缸筒28的径向上贯穿气缸体部17的孔。传感器支承孔45在图3中配置于气缸筒28的后方，并且以与曲轴11的轴线11a和气缸轴线13a垂直的朝向配置。

详细来说，传感器支承孔45是贯穿外壁部42、桥接部44、以及气缸筒28的孔，传感器支承孔45的一部分设置于桥接部44。

传感器支承孔45具有从外壁部42的外表面向气缸筒28侧在内侧延伸的支承孔部45a、以及使支承孔部45a与气缸筒28的内部连通的检测孔45b。

压力传感器40的检测部40b以及主体部40a插入到支承孔部45a中而被支承。检测孔45b形成为直径比压力传感器40的检测部40b小。压力传感器40从气缸体部17的后方的外侧插入到支承孔部45a中，检测部40b的末端面的外周部与检测孔45b和支承孔部45a之间的阶梯部抵接。检测部40b经由检测孔45b而露出于气缸筒28的内部。

压力传感器40以其轴线即传感器轴线40d与曲轴11的轴线11a以及气缸轴线13a垂直的朝向配置于传感器支承孔45内，压力传感器40位于气缸筒28的后方。传感器轴线40d通过检测部40b和主体部40a的中心。

另外，压力传感器40以能够够气缸筒28内进行密闭的方式固定于传感器支承孔45。压力传感器40例如通过设置于压力传感器40的螺纹部等而固定于传感器支承孔45，但是该固定方法没有特别限定。

活塞16一体地具有：圆板状的活塞头部50、从活塞头部50的外周部50a的一部分向曲轴11侧延伸的裙部51、设置于活塞头部50的顶面16a的背面侧的活塞销凸部52。

在活塞头部50的外周部50a的槽中从顶面16a侧依次装配有多个活塞环53a、53b、53c。

活塞销26a贯插于活塞销凸部52的孔中。

裙部51从活塞头部50的前部和后部分别向下方延伸。即，裙部51形成于在活塞16中位于与活塞销26a垂直的方向的部分。活塞销凸部52向裙部51侧延伸并与裙部51的背面结合。

在活塞头部50的外周部50a的上部形成有向活塞16的径向内侧凹陷的凹部55。凹部55连续至活塞16的顶面16a。凹部55的底面是与曲轴11的轴线11a平行的平坦面，凹部55例如通过机械加工对外周部50a的一部分进行一段切削而形成。

凹部55形成于配置于最接近顶面16a的位置的活塞环53a与顶面16a之间的位置。因此，能够在将活塞环53a设置于适当位置的同时设置凹部55。

凹部55的深度比活塞环53a的径向的厚度t1小。此外，凹部55在活塞16的轴向上的长度比活塞环53a的板厚t2大。

凹部55设置成：在如图4和图5所示活塞16处于上死点的位置的状态下，凹部55位于压力传感器40的传感器轴线40d的延长线上。因此，在活塞16处于上死点的位置的状态下，压力传感器40的检测部40b经由检测孔45b而露出在凹部55内，并且与凹部55对置。

此外，在活塞16处于上死点的位置的状态下，在活塞16的顶面16a与气缸盖18的下表面之间形成有间隙56，间隙56与凹部55连通。

另外，在本实施方式中，压力传感器40的检测部40b是经由检测孔45b、凹部55以及间隙56而与燃烧室31连通的构造，但是本发明并非限定于此。例如，也可以构成为不设置检测部45b，设置成在上死点处压力传感器40的检测部40b与凹部55对置，使检测部40b直接位于凹部55内而露出在凹部55内。

即，在活塞16处于上死点的位置的状态下，压力传感器40的检测部40b经由检测孔45b、凹部55以及间隙56而与燃烧室31连通。因此，能够通过压力传感器40来检测活塞16处于上死点的位置的状态下的燃烧室31内的压力。

此外，在活塞16处于上死点的位置以外位置的状态下，例如，活塞16处于图1中假想线所示的下死点的位置的状态下，压力传感器40的检测部40b经由检测孔45b而露出在气缸筒28内。因此，能够通过压力传感器40来检测气缸筒28的内部的压力。

在本实施方式中，发动机10是针对气缸盖18的每一个气缸25具有火花塞30、一对进气门35以及一对排气门36的4气门型的内燃机。因此，在气缸盖18确保部件的配置空间很是困难，但是由于压力传感器40设置于气缸体部17的传感器支承孔45，因此，能够利用气缸体部17侧的空间而高效地配置压力传感器40。

此外，如图3所示，压力传感器40以传感器轴线40d与曲轴11的轴线11a垂直的朝向配置于传感器支承孔45内。由此，以沿着曲轴11的轴线11a的方式排列的相邻的气缸筒28不易成为压力传感器40的配置的阻碍，因此，能够高效地配置压力传感器40。

并且，在侧方相邻地设置有动力传递部件收纳室39(图3)的气缸筒28中，传感器轴线40d配置成与曲轴11的轴线11a垂直，由此，动力传递部件收纳室39不易成为压力传感器40的配置的阻碍。因此，能够高效地设置压力传感器40。

如上所说明，根据应用了本发明的实施方式，发动机10具有检测气缸部13的内部的压力的压力传感器40，活塞16在气缸部13的内部进行往复运动，在该活塞16的外周部50a设置有向径向内侧凹陷的凹部55，压力传感器40的检测部40b露出于凹部55内。由此，能够通过压力传感器40将活塞16的外周部50a的凹部55内的压力作为气缸部13内的压力检测出来，压力传感器40的配置的自由度高。因此，能够高效地配置压力传感器40。

此外，在活塞16位于上死点的状态时，压力传感器40露出于凹部55内。因此，能够经由凹部55通过压力传感器40来检测活塞16位于上死点的状态下的气缸部13内的压力。

此外，气缸部13具有设置有燃烧室31的气缸盖18和收纳活塞16的气缸体部17，压力传感器40在气缸体部17中设置于燃烧室31的附近。由此，能够通过设置于气缸体部17的压力传感器40来检测燃烧室31的压力，即使是难以在气缸盖18侧配置压力传感器40的情况，也能够有效地配置压力传感器40。

并且，在活塞16位于上死点的状态下，压力传感器40位于比装配于活塞16的活塞环53a靠燃烧室31侧的位置。由此，活塞环53a难以成为压力的检测的阻碍，因此，能够通过压力传感器40来检测燃烧室31的压力。

此外，在活塞16位于上死点的状态下，凹部55与燃烧室31连通，因此，能够利用压力传感器40经由凹部55来检测燃烧室31的压力。

此外，气缸体部17具有在气缸筒28的径向上贯穿气缸体部17的传感器支承孔45，压力传感器40被插入在传感器支承孔45中。由此，能够利用气缸体部17的径向的空间将压力传感器40高效地设置于传感器支承孔45中。

并且，发动机10是沿着曲轴11的轴线11a的方向排列有多个气缸25的多气缸的内燃机，传感器支承孔45在与气缸25的排列方向垂直的方向上延伸。由此，相邻的其他气缸25不易成为压力传感器40的配置的阻碍，因此，能够高效地配置压力传感器40。

此外，可以是，气缸体部17具有：水套43，其设置于收纳活塞16的气缸筒28与气缸体部17的外壁部42之间；以及桥接部44，其在水套43的上端部在气缸筒28的径向上连接气缸筒28与外壁部42，压力传感器40被插入在桥接部44中。由此，能够通过桥接部44来提升气缸体部17的刚性，并且能够利用桥接部44将压力传感器40设置于燃烧室31的附近。

另外，上述实施方式表示应用了本发明的一方式，本发明并非限定于上述实施方式。

在上述实施方式中，对压力传感器40以传感器轴线40d与曲轴11的轴线11a和气缸轴线13a垂直的朝向配置于传感器支承孔45内、压力传感器40位于气缸筒28的后方进行了说明，但是本发明并非限定于此，压力传感器40能够从气缸体部17的任意位置插入到气缸筒28的径向内侧。例如，如图4中假想线所示，压力传感器40可以以传感器轴线40d与曲轴11的轴线11a和气缸轴线13a垂直的朝向从前方插入到传感器支承孔45内，并位于气缸筒28的前方。该压力传感器40露出在设置于活塞16的前表面侧的凹部55内。

此外，在上述实施方式中，列举自动二轮车为例进行了说明，但是本发明并非限定于此，本发明能够应用于具有两个前轮或后轮的三轮的鞍乘型车辆，具有四轮以上的鞍乘型车辆、以及踏板车等鞍乘型车辆。此外，在上述实施方式中，列举四气缸的内燃机为例进行了说明，但是也能够应用于单气缸、双气缸等，气缸数没有限定。

标号说明

10：发动机(内燃机)；

11：曲轴；

13：气缸部；

16：活塞；

17：气缸体部(气缸体)；

18：气缸盖；

25：气缸；

28：气缸筒；

31：燃烧室；

40：压力传感器；

40b：检测部；

42：外壁部；

43：水套；

44：桥接部；

45：传感器支承孔；

50a：外周部；

53a：活塞环；

55：凹部。

Claims (8)

1.一种内燃机，具有对气缸部(13)的内部的压力进行检测的压力传感器(40)，其特征在于，

在活塞(16)的外周部(50a)设置有向径向内侧凹陷的凹部(55)，其中，该活塞(16)在所述气缸部(13)的内部进行往复运动，

所述压力传感器(40)的检测部(40b)露出于所述凹部(55)内。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

在所述活塞(16)位于上死点的状态时，所述压力传感器(40)露出于所述凹部(55)内。

3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，

所述气缸部(13)具有设置有燃烧室(31)的气缸盖(18)和收纳所述活塞(16)的气缸体(17)，

所述压力传感器(40)在所述气缸体(17)中设置于所述燃烧室(31)的附近。

4.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，

在所述活塞(16)位于上死点的状态下，所述压力传感器(40)位于比装配于所述活塞(16)的活塞环(53a)靠所述燃烧室(31)侧的位置。

5.根据权利要求3或4所述的内燃机，其特征在于，

在所述活塞(16)位于上死点的状态下，所述凹部(55)与所述燃烧室(31)连通。

6.根据权利要求3～5中的任一项所述的内燃机，其特征在于，

所述气缸体(17)具有在气缸筒(28)的径向上贯穿该气缸体(17)的传感器支承孔(45)，所述压力传感器(40)被插入在所述传感器支承孔(45)中。

7.根据权利要求6所述的内燃机，其特征在于，

所述内燃机是沿着曲轴(11)的轴向排列有多个气缸(25)的多气缸的内燃机，

所述传感器支承孔(45)在与所述气缸(25)的排列方向垂直的方向上延伸。

8.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，

所述气缸体(17)具有：水套(43)，其设置于收纳所述活塞(16)的气缸筒(28)与该气缸体(17)的外壁部(42)之间；以及桥接部(44)，其在所述水套(43)的上端部在所述气缸筒(28)的径向上连接气缸筒(28)与所述外壁部(42)，

所述压力传感器(40)被插入在所述桥接部(44)中。