CN1206446C - 发动机的排气净化用二次空气供应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发动机排气净化用二次空气供应装置，其具有阀装置不增加发动机气缸轴线方向的长度从而不受气缸盖带来的热损伤的合理结构。本发明的技术方案是在气缸盖(34)上接合有气缸盖罩(35)，该气缸盖罩(35)与气缸盖(34)之间划分出气门室(36)，发动机(E)是以其气缸轴线(L)大致水平且排气孔(27e)从燃烧室(26)朝下的方式配置的，该气缸盖罩(35)的一侧部上连接设置有不与气缸盖(34)的外侧面接触的相邻的阀壳(74)，该阀壳(74)中装有向排气孔(27e)供应排放气体净化用二次空气的由单向阀形成的阀装置。并且，该阀壳(74)在上述气缸的左右方向的一侧具有与气缸轴线平行的安装面。在接合到发动机(E)气缸盖(34)上的气缸盖罩(35)下部上连接设置阀壳(74)。
Description
技术领域
本发明涉及对发动机的气缸盖装置的改进，在该气缸盖上结合有气缸盖罩，在所述气缸盖罩和气缸盖间划分为容纳有气门机构的气门室，在该气缸盖罩上设置有用于向形成于气缸盖上的排气孔供应排气净化用二次空气的阀装置。
背景技术
对于发动机排气净化用二次空气供应装置，已知例如有特开平2000-203483号公报中所公开的那样的装置。
在现有的发动机排气净化用二次空气供应装置中，由于是在气缸盖罩的顶壁上安装有前述阀装置的，该阀装置与气缸盖充分隔离开，具有不易受到气缸盖带来的热损伤的优点，但由于发动机气缸的轴向长度略微增加，会对发动机在车上的安装布局等带来不良好影响的问题。
发明内容
本发明鉴于这些事实，其目的为，提供一种使前述阀装置不增加发动机气缸的轴向长度、而且不易受到从气缸盖带来的热损伤的结构合理的前述发动机排气净化用二次空气供应装置。
为实现上述目的，本发明是在发动机的排气净化用二次空气供应装置中，在气缸盖上结合有气缸盖罩、所述气缸盖罩和气缸盖间划分为容纳有气门机构的气门室，在该气缸盖罩上设有用于向形成于气缸盖上的排气孔供应排气净化用二次空气的阀装置，其第一特征是发动机是以其气缸轴线大致水平且排气孔从燃烧室朝向下方的方式配置的，在气缸盖罩的一侧部位上连接设置有不与气缸盖的外侧面相接触的相邻阀壳，在该阀壳中装有前述阀装置。并且，该阀壳在上述气缸的左右方向的一侧具有与气缸轴线平行的安装面。在与该发动机的气缸盖相接合的气缸盖罩的下部上连接设置有前述阀壳。
此外，前述阀装置对应于后述的本发明实施例中的单向阀75。
根据该第一特征，连接设置在气缸盖罩上且与气缸盖的外侧壁相邻配置的阀壳，不增加沿发动机气缸轴线方向上的长度，可以增加发动机在车上的安装布局的自由度。而且，阀壳由于不与气缸盖的外侧壁接触，所以气缸盖的很高的热量难以传递给阀壳，从而可防止气缸盖对阀壳内的阀装置造成热损伤，确保阀装置的耐用性。
本发明在第一特征基础上还具有第二特征，该特征为，在气缸盖罩的上部和气缸盖之间，形成有迷宫状地连通前述气门室的入口和配置在该入口的上方并与外部相通的出口之间的将润滑油雾从由前述气门室导入的窜漏气体中分离出来的通风室。
根据该第二特征，阀壳占据离排气孔比较近的位置，从而使二次空气通路缩短，进而减小了该通路的流通阻力，可靠地完成向排气孔的二次空气供应，提高排放气体的净化效果。
在本发明第一或第二特征基础上还具有第三特征，该特征为，前述阀壳配置在气缸盖的装有点火火花塞的一侧上。
根据该第三个特征，火花塞周围的无用区可以在阀壳的配置上加以利用，可避免发动机的大型化。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的小型二轮摩托车的整体侧视图。
图2是图1的2-2线剖视图。
图3是图2的局部放大图。
图4是图3的4-4线的剖视图。
图5是沿图3的箭头5方向的视图。
图6是气缸盖的俯视图。
图7是气缸盖罩的后视图。
具体实施方式
下面，根据附图所示的本发明的一个实施例对本发明的实施形态进行说明。
图1是小型摩托车的整体侧视图，图2是图1的2-2线剖视图，图3是图2的局部放大图，图4是图3的4-4线的剖视图，图5是沿图3的方向5的视图，图6是气缸盖的顶视图，图7是气缸盖罩的后视图。
首先，根据图1和图2说明小型摩托车的整体结构。
把由车把11操控前轮Wf和由摆动式动力装置P驱动后轮Wr的小型摩托车V的车架F分割成前车架12、中间车架13及后车架14三部分。前车架12由一体配置有头管12a、下管12b及踏板12c铝合金铸件构成。通过枢轴15可上下自由摆动地支撑动力装置P的中间车架13也由铝合金铸件构成，其结合在前车架12的后端。延伸于动力装置P的后上方上的后车架14由环形管材构成，在该后车架14上支撑着围绕其的燃料箱16。在中间车架13的上面支撑着头盔箱17，由同车座18成一体的盖19可自由开关地盖住头盔箱17。
动力装置P由水冷式的单缸四冲程发动机E、从发动机E左侧面延伸到车体后方的带式无级变速器T构成，无级变速器T的后部上面通过后缓冲器20结合到中间车架13的后端上。在无级变速器T的上面支撑有空气滤清器21，无级变速器T的右侧面上支撑有消音器22，发动机E的下面支撑有可竖起、倒伏的主支架23。
其次，通过图2说明动力装置P的整体结构。
发动机E的发动机主体25配有被沿曲轴31的轴线向上下方向延伸的分割面分割开的发动机组32和后部曲轴箱半体33b，该盖发动机组32成一体地配置具有气缸筒41的气缸体32a和与后部曲轴箱半体33b一起构成曲轴箱33的前部曲轴箱半体33a，发动机缸体32的前端结合有气缸盖34，气缸盖34的前端上结合有气缸盖罩35。
上述发动机主体25，将气缸轴线L(参考图1)沿大致水平、最好是如图示的例子那样地以朝着前方略微向上地大致沿车架F的前后方向的方式安装在车架F上。
带式无级变速器T配有相互结合的右侧壳体37和左侧壳体38，右侧壳体37的前部右侧面与前部及后部曲轴箱半体33a、33b的左侧面相结合。右侧壳体37的后部右侧面上结合有减速箱39。
在凸出到右侧壳体37及左侧壳体38的内部的曲轴31的左端上设置驱动皮带轮54。该驱动皮带轮54配置有固定在曲轴31上的固定侧皮带轮半体55和可相对于固定侧皮带轮半体55接近、远离的可动侧皮带轮半体56，借助对应于曲轴31的转速的增加向半径方向的外侧移动的离心负载57，向着靠近固定侧皮带轮55的方向推动可动侧皮带轮半体56。
设置在支撑于右侧壳体37的后部和减速箱39之间的输出轴58上的从动皮带轮59具有可相对旋转地支撑在输出轴58上的固定侧皮带轮半体60和可相对于固定侧皮带轮半体60接近、远离的可动侧皮带轮半体61，可动侧皮带轮半体61被弹簧62弹压向固定侧皮带轮半体60。并且，在固定侧皮带轮半体60和输出轴58之间设置起动离合器63。驱动皮带轮54和从动皮带轮59之间绕装有环状V形带64。
在右侧壳体37和减速箱39之间支撑着与输出轴58平行的中间轴65和车轴66，在输出轴58、中间轴65及车轴66之间设置减速齿轮系67。后轮Wr以花键配合安装在贯穿减速箱39并凸出到右侧的的车轴66的右端上。
曲轴31的旋转动力传递给驱动皮带轮54，从该驱动皮带轮54通过V形带64、从动皮带轮59、起动离合器63及减速齿轮系67传递给后轮Wr。
在发动机E的低速旋转时，由于作用在驱动皮带轮54的离心负载57上的离心力小，所以通过从动皮带轮59的弹簧62减少固定侧皮带轮半体60和可动侧皮带轮半体61之间的槽宽，变速比变低。当从这种状态增加曲轴31的转速时，作用在离心负载57上的离心力增加，驱动皮带轮54的固定侧皮带轮半体55和可动侧皮带轮半体56之间的槽宽减小，随之从动皮带轮59的固定侧皮带轮半体60和可动侧皮带轮半体61之间的槽宽增加，因而，变速比从低向高无级变化。
通过图2～图4对发动机E的结构进行详细说明。
可自由滑动地配合在发动机组32所配有的气缸筒41中的活塞42通过连杆43连接到曲轴31上。在气缸盖34上形成与活塞42的顶面面临的燃烧室26、分别与燃烧室26相连的吸气和排气孔27i、27e。吸气孔27i从燃烧室26一面向上方延伸一面向后方呈U字形弯曲，并且在气缸盖34上部背面开口，从前述空气滤清气21(参考图1)吸入气体的化油器24连接到其上。排气孔27e的外端从燃烧室26向下方延伸并在气缸盖34的下面开口，前述消音器(参考图1)通过排气管29连接到其上。该排气管29或消音器22上设置有排气净化用的催化转换器30。
开关吸气和排气孔27i、27e的吸气门和排气门28i、28e以将阀盖侧V字形打开的姿势安装在气缸盖34上，还螺旋安装有使电极与燃烧室26的中心部面临的火花塞48。
在气缸盖34的端面上接合有气缸盖罩35，在于气缸盖34和气缸盖罩35之间划分成的气门室36中，装有开关驱动上述吸气门和排气门28i、28e的气门机构Vm。该气门机构Vm由可自由旋转地支撑在气缸盖34上且配置于上述吸气门及排气门28i、28e之间的凸轮轴44、分别可自由摆动地轴支撑在气缸盖34上的凸轮轴44、使吸气门和排气门28i、28e之间各连动的吸气摇臂和排气摇臂49i、49e、分别向关闭吸气门和排气门28i、28e的方向施压的阀弹簧50i、50e所构成。
如图2和图3所示，沿曲轴箱33、气缸体32a和气缸盖34之中，在它们的一个侧壁上形成连接在曲轴箱33内部和气门室36之间的正时室40，在该室40中装有环形的正时链45，该正时链45卷绕在设置在曲轴31上的驱动链轮46和设置在凸轮轴44上的从动链轮47上。驱动链轮46、从动链轮47和正时链45构成将曲轴31的旋转减速二分之一并传递给凸轮轴44的正时传动装置Ti。
利用图3～图5对排气净化用二次空气供应装置进行说明。
在前述气缸盖罩35中，在其下部上连接设置有阀壳74，在其中装有单向阀75。阀壳74成一体地形成于气缸盖罩35的下部，由不与安装有火花塞48的气缸盖34的一侧壁接触地与之相邻的内侧壳半体74a、用螺栓76连接到所述内侧壳半体74a的平行于上述侧壁的外侧面上的外侧壳半体74b构成。
单向阀75具有阀孔78a其被夹持在上述两壳半体74a、74b之间，单向阀75包括：将阀壳74内部划分成内侧壳半体74a侧的内侧室79a、外侧壳半体74b的外侧室79b的阀座板78、以在内侧室79a侧开关阀孔78a的方式配置的富有弹性的阀板80、与该阀板80的一端一起用小螺栓87固定在阀座板78上且限定阀板80的开阀限度的阀板止动器88，所述弹性阀板80根据内侧及外侧室79a、79b之间的气压差进行开关操作。
在外侧壳半体74b上成一体地形成与外侧室79b相连的连接管89，其通过空气导管90连接到前述空气滤清器21上。另外，内侧室79a从气缸盖罩35直到气缸盖34通过形成于它们自身上的二次空气通路91与前述排气孔27e连接。
在发动机E的运转中，通过排气门28e的开关，随着从燃烧室26向排气孔27e的间歇式的排气作用，在包含排气孔27e在内的排气系统中产生排气压力的脉冲波，当该脉冲波的负压成分经过二次空气通路91传递给阀壳74的内侧室79a时，由于阀板80打开阀孔78a，所以从空气滤清器21经过空气导管90吸入到外侧室79b的二次空气通过阀孔78a，再通过内侧室79a和二次空气通路91被吸入排气孔27e。另外，当上述脉冲波的正压成分经过二次空气通路91传递给阀壳74的内侧室79a时，由于阀板80将阀孔78a关闭，所以阻止了向二次空气通路91的空气滤清器21侧的逆流。这样，供给排气孔27e的二次空气一边与流动在排气系统中的排放气体混合，一边流向催化转换器30，从而参与氧化去除掉排放气体中未燃烧的气体等有害成分。
与气缸盖罩35连接设置的阀壳74，由于是与气缸盖34的外侧壁相邻配置的，不会增加发动机E沿气缸轴线L方向的长度，可扩大发动机E在车上的安装布局的自由度。由于阀壳74不与气缸盖34的外侧壁接触，其间存在空间，所以气缸盖34的高温难以传递给阀壳74，从而可防止气缸盖34对阀壳74内的单向阀75的热损伤，可确保单向阀75的耐用性。
由于将阀壳74的内侧室79a连接到排气孔27e上的二次空气通路91是形成于气缸盖罩35和气缸盖34自身上的，所以其间不需更配管，因而可使结构简单化。而且，连接设置到气缸盖罩35的下部上的阀壳74，由于占据离从燃烧室26向下延伸的排气孔27e较近的位置，所以缩短了上述二次空气通路91，减少了沿盖通路的流路阻力，确保向排气孔27e的二次空气供应，提高了排放空气的净化效果。
另外，由于阀壳74配置在与螺纹安装有火花塞48的气缸盖34的侧壁相同的一侧，所以可利用火花塞48周围的死区配置阀壳74，可避免发动机E的大型化。
其次，利用图3～图7说明使产生于曲轴箱33内的窜漏气体回流到包含空气滤清器21在内的吸入系统中的通气装置。
与前述阀壳74相反地在气缸盖罩35的上部和气缸盖34之间设置有通气室95。该通气室95由气缸盖34和气缸盖罩35的上侧壁34a、35a，及从气缸盖34和气缸盖罩35的对向面竖起并相互接触的隔壁34b、35b划分而成，在气缸盖罩35侧的隔壁35b的下部上，呈切口状地设置有为了连通到前述气门室36上的上下并列的入口98a和回油口98b，入口98a和回油口98b尽可能远离前述正时室40配置。通气室95的上部外侧壁上固定设置有内外贯通的出口管99，其上连接有与前述空气滤清器21连通的通气管100。
在气缸盖34和气缸盖罩35的各对向面上，凸出设置有使通气室5中的气流曲折流动的一个或多个屏障34c、35c，由之使通气室95形成迷宫状。
在发动机E的运转中，从燃烧室26通过活塞42的滑动面漏入曲轴箱33内的窜漏气体，经过正时室40移入气门室36中，然后主要从入口98a流入通气室95中，通过屏障34c、35c一面曲折流动一面流向出口管99。其间，伴随着正时传动装置Ti和气门机构Vm的动作，在气门室36中产生的润滑油雾混入上述窜漏气体中，当侵入通气室95时，在窜漏气体借助屏障34c、35c曲折流动的同时，窜漏气体中的油雾被分离并液化，向下流到通气室95的底面，并主要从最下部的回油口98b流向气门室36。另一方面，分离油的窜漏气体通过出口管99和通气管100吸入到空气滤清器21中，净化之后，再吸入发动机进行燃烧处理。
尽管，气体室95由于是在下部连接设置有前述阀壳74的气缸盖罩35的上部和气缸盖34之间形成的，所以不会对阀壳74造成任何妨碍，但是在可以形成所需形状的同时，应尽可能少地使润滑油浸入通气室95。通气室95由于是被气缸盖34及气缸盖罩35的上侧壁34a、35a和凸出设置在它们的对向内壁上的隔壁34b、35b划分而成的，所以不必设置专门的通气室形成部件，可使结构简单。
利用图2和图3说明发动机E的冷却装置。
在曲轴31的右端侧上固定有转子69，与该转子69合作构成交流发电机68的定子70以被围绕转子69的方式螺栓结合到与曲轴箱33的侧壁相接合的支撑板73上。并且，比交流发电机68靠外地在曲轴31的右端部上固定安装冷却风扇71，以将冷却风扇71夹在其与交流发电机68之间的方式配置散热器72。该散热器72通过围绕冷却风扇71的护罩81安装在发动机主体25上。
在气缸盖34的一侧上设置有水泵110，所述水泵110用于使包含上述散热器72和发动机25的水冷套82的冷却水回路中的冷却水循环。该水泵110具有泵壳111，所述泵壳111由凸出设置在气门室36侧上的内侧壳半体111a、与该内侧壳半体111a一起结合于气缸盖34的一侧壁上的外侧壳半体111b构成，在外侧壳半体111b内形成泵室114。
利用两个壳半体111a、111b的对向壁支撑支轴112的两端，在由该支轴112可自由旋转地支撑的筒状泵轴113上固定设置着装在前述泵室114中的泵叶轮115。在外侧壳半体111b中形成与泵室114的外周部相通的排出管116，同时，设置开关该排出管116的热动开关117。该热动开关117打开时，从散热器72吸入泵室114的中心部的冷却水借助泵叶轮115的旋转被加压、通过排出管116供给水冷套82，对发动机主体25进行冷却。进行冷却后的冷却水回流到散热器72中。
在结合到外侧壳半体111b的外侧面上的侧盖118上，设置有当恒温器117关闭时使得从泵室114排出的冷却水不经过散热器72直接回到水冷套82的分支水路的入口管119。
驱动上述水泵110的磁式泵驱动装置120在从动链轮47和水泵110之间按下述方式构成。
在从动链轮47的中心部外侧面上固定安装有阶梯圆筒状的磁性夹具121。该磁性夹具121由于是由非磁性的不锈钢板压制而成的，所以在其大直径部的内周面上通过压入或接合固定有环状的驱动磁体122。
在内侧壳半体111a内，装有固定安装在前述泵轴113上的环状被动磁体123。这时，被动磁体123与驱动磁体122同心配置，将内侧壳半体111a夹在中间。在该被动磁体123的两端面和外周面上模塑结合有合成树脂被覆体124，在该被覆体124的一端成一体地连接设置前述泵叶轮115。
当从动链轮47通过磁性夹具121使驱动磁体122旋转时，通过该驱动磁体122和被动磁体123间相互的磁力作用，使被动磁体123和驱动磁体122同方向旋转，从而可旋转驱动泵叶轮115。
以上，对本发明的实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种设计变更。例如，通气室95的入口98a可兼作回油孔，也可省略回油孔98b。并且，本发明可适用于除上述两轮摩托车V之外的三轮摩托车等各种车辆。
根据如上所述的本发明，在发动机的排气净化用二次空气供应装置中，气缸盖上接合有气缸盖罩，该气缸盖罩与气缸盖之间划分为有气门机构的气门室，在该气缸盖罩上设置向形成于气缸盖上的排气孔供应排放气体净化用的二次空气的阀装置，其第一特征在于气缸盖罩的一侧部上连接设置有与气缸盖罩的外侧面不接触的相邻的阀壳，由于前述阀装置装在该阀壳中，所以阀壳不增加发动机沿气缸轴线方向的长度，可增加发动机在车上的安装布局的自由度。并且，由于阀壳不与气缸盖的外侧壁接触，气缸盖的高温难以传递给阀壳，从而可防止气缸盖对阀壳内的阀装置造成热损伤，可确保阀装置的耐用性。
根据本发明的第二个特征，发动机是以其气缸轴线大致水平且排气孔以从燃烧室向下的方式配置的，在与该发动机的气缸盖接合的气缸盖罩的下部上连接设置有前述阀壳，而在气缸盖罩的上部和气缸盖之间，形成通气室，该通气室呈迷宫状连通与前述气门室连通的入口和比该入口更靠上方地配置的与外部连通的出口之间，且由前述气门室导入的窜漏气体中分离出润滑油雾，从而，阀壳占据离排气孔较近的位置，可缩短二次空气通路，减少沿其的流动阻力，确保向排气孔的二次空气供应，提高排放气体的净化效果。
根据本发明的第三个特征，前述阀壳由于配置在气缸盖的安装有点火火花塞的一侧，所以可利用火花塞周围的死区配置阀壳，避免发动机的大型化。
Claims (3)
1.一种发动机的排气净化用二次空气供应装置，其中，在气缸盖(34)上接合有气缸盖罩(35)，气缸盖(34)和气缸盖罩(35)之间划分成装有气门机构(Vm)的气门室(36)，在该气缸盖罩(35)上设置向形成于气缸盖(34)上的排气孔(27e)供应排放气体净化用二次空气的阀装置，其特征在于，发动机(E)是以其气缸轴线(L)大致水平且排气孔(27e)从燃烧室(26)朝下的方式配置的，在气缸盖罩(35)的一侧部上连接设置有不与气缸盖(34)的外侧面接触相邻的阀壳(74)，该阀壳(74)在其内部装有由单向阀(75)构成的阀装置，并且，该阀壳(74)在上述气缸的左右方向的一侧具有与气缸轴线平行的安装面；在接合到该发动机(E)气缸盖(34)上的气缸盖罩(35)下部上连接设置前述阀壳(74)。
2.如权利要求1所述的发动机排气净化用二次空气供应装置，其特征在于，在气缸盖罩(35)的上部和气缸盖(34)之间形成通气室(95)，该通气室(95)呈迷宫状地连通与前述气门室(36)相连通的入口(98a)和配置得比该入口(98a)更靠上方且与外部连通的出口(99)之间，从由前述气门室(36)导入的窜漏气体中分离出润滑油雾。
3.如权利要求1或2所述的发动机排气净化用二次空气供应装置，其特征在于，前述阀壳(74)配置在气缸盖(34)的装有点火火花塞(48)的一侧上。
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