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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, welcher eine verbesserte Abgaskanalstruktur hat, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
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Herkömmliche Krafträder umfassen beispielsweise eines, welches eine Nebenkammer in der Mitte eines Abgasrohrs von einer Abgaseinrichtung hat, welche mit einem Viertaktverbrennungsmotor verbunden ist (siehe beispielsweise die Anmeldung zu einem registrierten japanischen Gebrauchsmuster mit der Publikationsnummer JP H04- 52 992 U). Die Nebenkammer besteht aus einer Metallplatte oder dgl. in der Form eines Kastens oder eines Gehäuses. Die Innenseite der Nebenkammer ist hohl. Die Nebenkammer hat eine Struktur, bei der der Hohlraum von der Nebenkammer mit dem Abgasrohr durch ein Verbindungsloch in Verbindung steht, welches an einer geeigneten Stelle in dem Abgasrohr vorgesehen ist.
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Aufgrund des vergrößerten Volumens des Abgasrohrs absorbiert die so konfigurierte Nebenkammer beispielsweise eine Abgaspulsation in dem unteren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors und erhöht die Einlass-/Auslasseffizienz unter Verwendung der Reflektionswellen der Abgaspu lsation.
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In der Struktur des Kraftrads, welches den vorangehenden Verbrennungsmotor hat, führt die Bereitstellung der Nebenkammer jedoch dazu, dass die Nebenkammer wahrscheinlich Teile um die Stelle, an welcher die Nebenkammer eingebaut ist, beeinträchtigt und folglich auf das Layout der Teile eine Beschränkung auferlegt. Zusätzlich ist die herkömmliche Praxis, die Nebenkammer in der Form eines Gehäuses aus einer Metallplatte oder dgl. auszubilden, wie oben beschrieben. Dies führt zu einem Problem, dass die Produktion der Nebenkammer nicht nur die Teilezahl sondern auch die Anzahl an Herstellungsschritten erhöht, da die Produktion einen Biegevorgang für die Metallplatte benötigt.
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Ein Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
JP S59-73534 U und der
EP 0 152 153 A2 bekannt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welcher eine Nebenkammerfunktion hat, welche: keine Auswirkung auf Teile um ihren festgelegten Ort hat; das Layout der Teile nicht beschränkt; und die Teilezahl oder die Anzahl an Herstellungsschritten nicht erhöht.
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Zusätzlich ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Verbrennungsmotors bereitzustellen, welcher die Nebenkammerfunktion hat, welches das Layout nicht beschränkt und welches die Anzahl an Herstellungsschritten nicht erhöht.
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Diese Aufgaben werden durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungsmotors mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 7 gelöst.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verbrennungsmotor, welcher dazu konfiguriert ist, Abgas aus einem Brennraum in einem Zylinder in einem Zylinderkopf durch einen Abgaskanal auszustoßen, welcher mit einem Abgasrohr verbunden ist, wobei ein Ausnehmungsabschnitt, welcher von dem Rest einer Abgasdurchgangswandfläche zurückgesetzt ist, in der Mitte von einem Abgasdurchgang von dem Abgaskanal vorgesehen ist, und der Verbrennungsmotor eine Mehrzahl von Zylindern umfasst, denen jeweils ein Abgaskanal zugeordnet ist, wobei sich der Verbrennungsmotor dadurch auszeichnet, dass jeder Abgaskanal einen inneren Abgaskanal und einen äußeren Abgaskanal umfassen, welcher außerhalb des inneren Abgaskanals angeordnet ist, der äußere Abgaskanal dazu ausgelegt ist, sich zu dem inneren Abgaskanal hin zu krümmen, und der Ausnehmungsabschnitt außerhalb eines gekrümmten Abschnitts des äußeren Abgaskanals angeordnet ist.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich zusätzlich zu der Konfiguration des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass eine Mehrzahl von Ausnehmungsabschnitten entsprechend der Anzahl an Zylindern ausgebildet ist.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich zusätzlich zu der Konfiguration nach einem der ersten und zweiten Aspekte der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass der Ausnehmungsabschnitt stromaufwärts von einem Vereinigungsabschnitt, in welchem sich eine Mehrzahl von den Abgaskanälen miteinander vereinigen, in dem Abgasdurchgang vorgesehen ist.
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Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich zusätzlich zu der Konfiguration nach einem der ersten bis dritten Aspekte der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass der Ausnehmungsabschnitt in einem Bereich, in welchem eine Krümmung groß ist, in einer Innenwand des Abgaskanals vorgesehen ist.
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Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich zusätzlich zu der Konfiguration nach einem der ersten bis vierten Aspekte der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass eine Mehrzahl von den Ausnehmungsabschnitten vorgesehen sind, und dass Stellen, an welchen die Ausnehmungsabschnitte ausgebildet sind, an Positionen angeordnet sind, welche die Abgaskanäle passieren, und symmetrisch bezüglich einer Mittellinie des Zylinderkopfs.
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Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich zusätzlich zu der Konfiguration nach einem der ersten bis sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass ein Innenraum von jedem Ausnehmungsabschnitt in einer zylindrischen Form ausgebildet ist.
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Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass während der Herstellung des Verbrennungsmotors nach einem der ersten bis sechsten Aspekte der vorliegenden Erfindung jeder Ausnehmungsabschnitt unter Verwendung eines Kerns in einem Gießprozess des Zylinderkopfs ausgebildet wird.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Reduzierung der Durchflussrate und der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases verhindert werden und dementsprechend kann der Abgasverlust reduziert werden, da das Abgas, welches von dem Verbrennungsraum abgegeben wird, in den Ausnehmungsabschnitt in dem Abgaskanal eintritt. Als Ergebnis kann das Drehmoment des Verbrennungsmotors durch die sehr einfache Struktur erhöht werden. Wegen der Struktur, bei der der Ausnehmungsabschnitt in dem Abgaskanal vorgesehen ist, wird zusätzlich auf das Layout von Teilen um den Verbrennungsmotor herum keine Beschränkung auferlegt.
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Ferner kann der Raum effektiv verwendet werden und folglich kann jeder Bereich, in welchem der Ausnehmungsabschnitt vorgesehen ist, in der Größe vergrößert werden, da jeder Ausnehmungsabschnitt außerhalb des Bereichs angeordnet ist, wo der entsprechende äußere Abgaskanal gekrümmt ist, d.h. in dem Bereich, welcher einen kleineren Raum (einen gekrümmten, nicht besetzten Raum) bildet, welcher erzeugt wird, indem ein entsprechender Abschnitt des Zylinderkopfs einwärts gekrümmt wird.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann sogar ein Fahrzeug, welches mehrere Zylinder hat, einen Effekt ausüben, die Reduzierung der Durchflussrate und der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in jedem Zylinder zu verhindern, und folglich kann die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors effektiv erhöht werden.
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Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Strömung des Abgases in dem stromaufwärtigen Abschnitt in dem Abgasdurchgang verbessert und folglich wird die Strömung in den Abgaskanälen insgesamt verbessert. Zusätzlich kann die Steifigkeit um den Vereinigungsabschnitt erhöht werden, da an jeder Stelle, an welcher der Ausnehmungsabschnitt vorgesehen ist, der Wandabschnitt, welcher den entsprechenden Abgaskanal bildet, eine Struktur hat, welche abhängig von der Notwendigkeit Aussparungen und Vorsprünge umfasst.
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Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Volumen von jedem Abgaskanal erhöht werden und folglich kann die Strömung des Abgases gleichmäßiger gemacht werden wie auch entsprechend der Abgasverlust verhindert werden kann, da der entsprechende Ausnehmungsabschnitt in einem Bereich, in welchem eine Krümmung größer ist, in der Innenwandfläche des Abgaskanals vorgesehen ist.
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Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung sind selbst bei der Struktur, bei der die Ausnehmungsabschnitte an den mehreren Zylindern in dem Verbrennungsmotor vorgesehen sind, welcher die mehreren Zylinder hat, Bedingungen für die Einbauorte der Ausnehmungsabschnitte in allen Zylindern dieselben, und folglich können die Ausgangsleistungen von den Zylindern ausgeglichen werden, indem das Auftreten der Veränderung unter den Ausgangsleistungen unterdrückt wird, wie auch entsprechend die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors erhöht wird.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Produktivität besser als in dem Fall, wo jeder Ausnehmungsabschnitt in der Form, beispielsweise eines viereckigen Stabs, welcher abgewinkelte Ecken hat, ausgebildet ist. Insbesondere dann, wenn der Zylinderkopf durch Gießen hergestellt wird, macht es die Erfindung leichter, während des Gießens Sand auszustoßen und erhöht folglich die Produktivität.
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Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Produktivität des Verbrennungsmotors, welcher die Nebenkammerfunktion hat, erhöht, da jeder Ausnehmungsabschnitt einfach unter Verwendung eines Kerns hergestellt werden kann, während der Zylinderkopf gegossen wird.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
- 1 eine linke Seitenansicht ist, um eine Ausführungsform eines Kraftrads der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
- 2 die vergrößerte linke Seitenansicht eines Luftfilters, eines Aufbewahrungskastens und seiner Umgebung ist, welche in 1 gezeigt sind;
- 3 eine vergrößerte linke Seitenansicht einer Zylindereinheit und ihrer Umgebung ist, welche in 1 gezeigt sind;
- 4 eine vergrößerte Vorderansicht der Zylindereinheit und ihrer Umgebung ist, welche in 3 gezeigt sind;
- 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Zylindereinheit und ihrer Umgebung ist, welche in 3 gezeigt sind;
- 6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Zylindereinheit und ihrer Umgebung ist, welche in 5 gezeigt sind, wobei Zündkerzenkappen von einem Zylinderkopf gelöst sind;
- 7 eine Draufsicht von dem Zylinderkopf als einem einzelnen Element ist (wobei seine Kopfabdeckung von dem Zylinderkopf entfernt ist);
- 8 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche eine untere Seite von einem Innenraum in dem Zylinderkopf zeigt, welcher in 7 gezeigt ist, wobei eine obere Hälfte von dem Rest des Zylinderkopfs entfernt ist;
- 9 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen virtuellen Raum zeigt, welcher einen Innenraum in Abgaskanälen in dem in 8 gezeigten Zylinderkopf verkörpert;
- 10 eine graphische Darstellung ist, welche einen Massendurchsatz zeigt, welcher in jedem Abgaskanal während eines entsprechenden Ausstoßtakts beobachtet wurde;
- 11 eine graphische Darstellung ist, welche eine Strömungsgeschwindigkeit zeigt, welche in den Abgaskanälen während ihrer Ausstoßtakte beobachtet wurde; und
- 12 eine graphische Darstellung ist, welche einen Abgasdruck zeigt, welcher in dem Abgaskanal während seines Ausstoßtakts beobachtet wurde.
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Auf die Zeichnungen Bezug nehmend werden nachfolgend detaillierte Beschreibungen für eine Ausführungsform eines Kraftrads bereitgestellt, welches einen Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung umfasst. Es sollte angemerkt werden, dass: die Zeichnungen in einer Richtung betrachtet werden sollten, welche Bezugszahlen lesbar macht; in den folgenden Beschreibungen vorwärts, rückwärts, links, rechts, aufwärts und abwärts auf einem Standort eines Fahrers basieren; und Bezugzeichen Fr, Rr, L, R, U und D in den Zeichnungen jeweils vorwärts, rückwärts, links, rechts, aufwärts und abwärts von dem Fahrzeug bezeichnen.
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Wie in 1 gezeigt, hat ein Kraftrad 10, welches einen Verbrennungsmotor 30 (nachfolgend zeitweise als ein „Motor“ bezeichnet) von der Ausführungsform umfasst, einen Fahrzeugkörperrahmen 11. Der Fahrzeugkörperrahmen 11 ist mit einer Fahrzeugkörperabdeckung 20 abgedeckt, welche aus einem Kunstharz hergestellt ist.
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Der Fahrzeugkörperrahmen 11 umfasst: ein Kopfrohr 12, welches an einem vorderen Ende von dem Fahrzeugkörperrahmen 11 vorgesehen ist; paarweise vorgesehene linke und rechte Hauptrahmen 13, welche sich von oberen linken und rechten Abschnitten des Kopfrohrs 12 zu der Rückseite hin schräg abwärts erstrecken; paarweise vorgesehene linke und rechte Mittelrahmen 14, welche sich von hinteren Enden der Hauptrahmen 13 horizontal zur Rückseite hin erstrecken und danach nach unten erstrecken, während sie sich in einem Bogen krümmen, welcher zur Rückseite hin vorsteht; und paarweise vorgesehene linke und rechte Unterrahmen 15, welche sich von unteren linken und rechten Abschnitten des Kopfrohrs 12 schräg abwärts zur Rückseite hin erstrecken. Obwohl nicht veranschaulicht, umfasst der Fahrzeugkörperrahmen 11 ferner: paarweise vorgesehene linke und rechte Sitzstreben, welche sich von hinteren oberen Abschnitten der Mittelrahmen 14 aus nach hinten erstrecken, wobei hintere Abschnitte der Sitzstreben miteinander verbunden sind; und paarweise vorgesehene linke und rechte Mittelrahmen, welche sich von hinteren Endabschnitten der Mittelrahmen 14 aus nach hinten erstrecken, wobei hintere Abschnitte der Mittelrahmen miteinander verbunden sind.
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Paarweise vorgesehene linke und rechte Vordergabeln 21 werden durch das Kopfrohr 12 in einer solchen Weise abgestützt, dass die Vordergabeln 21 nach links und rechts lenkbar sind. Die Vordergabeln 21 erstrecken sich nach unten und ein Vorderrad WF ist schwenkbar an den unteren Enden der Vordergabeln 21 gelagert. Ein Lenker 22 ist mit einem oberen Abschnitt von den Vordergabeln 21 verbunden. Eine Schwenkplatte 23 ist an den Mittelrahmen 14 vorgesehen. Ein vorderes Ende von einer Hintergabel 24 ist durch die Schwenkplatte 23 in einer solchen Weise gelagert, dass die Hintergabel 24 um den Schwenkbolzen 23A herum schwenkbar ist. Ein Hinterrad WR ist schwenkbar an einem hinteren Ende von der Hintergabel 24 gelagert. Die Hintergabel 24 ist in einer solchen Weise gelagert, dass die Hintergabel 24 unter Mitwirkung eines hinteren Dämpfers, welcher nicht veranschaulicht ist, schwenkbar ist.
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Ein Fahrersitz 25, welcher erhalten wird, indem ein Fahrersitz und ein Beifahrersitz miteinander kombiniert werden, ist oberhalb der paarweise vorgesehenen linken und rechten Sitzstreben vorgesehen. Nebenbei bemerkt, obwohl aus der Abbildung weggelassen, ist ein Kraftstofftank unter den Hinterteilen (unter den Sitzstreben und den Mittelrahmen) von dem Fahrzeugkörperrahmen vorgesehen.
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Erste Verstärkungsrahmen 16 und zweite Verstärkungsrahmen 17 zur Verbindung der Hauptrahmen 13 und der Unterrahmen 15, welche vertikal beabstandet sind, sind jeweils zwischen den Hauptrahmen 13 und den Unterrahmen 15 vorgesehen. Die ersten Verstärkungsrahmen 16 erstrecken sich von vorderen Endabschnitten von den Unterrahmen 15 aus nach hinten und verbinden jeweils die Unterrahmen 15 und die Hauptrahmen 13. Die zweiten Verstärkungsrahmen 17 erstrecken sich von Abschnitten von den Hauptrahmen 13 aus nach unten, welche nahe hinteren Enden von den ersten Verstärkungsrahmen 16 sind, und verbinden jeweils die Hauptrahmen 13 und die Unterrahmen 15.
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Ein Motor 30 ist unter den Hauprahmen 13 und horizontalen Abschnitten 14A von den Mittelrahmen 14 wie auch vor abwärts erstreckenden Abschnitten 14B von den Mittelrahmen 14 abgestützt. Der Motor 30 ist ein wassergekühlter paralleler Zweizylindermotor und umfasst eine Zylindereinheit 32, welche auf einem oberen vorderen Abschnitt von einem Kurbelgehäuse 31 in einer nach vorne geneigten Weise angeordnet ist. Bezüglich des Motors 30 ist ein anderer oberer vorderer Abschnitt von dem Kurbelgehäuse 31 durch hintere Endabschnitte 13A von den paarweise vorgesehenen linken und rechten Hauptrahmen 13 abgestützt; ein oberer hinterer Abschnitt von dem Kurbelgehäuse 31 ist durch paarweise vorgesehene linke und rechte Motoraufhängungen 14C abgestützt, welche zwischen den horizontalen Abschnitten 14A und den sich nach hinten erstreckenden Abschnitten 14B von den Mittelrahmen 14 vorgesehen sind; und die Zylindereinheit 32 ist durch hintere Endabschnitte 15A von den paarweise vorgesehenen linken und rechten Unterrahmen 15 abgestützt.
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Ferner umfasst die Zylindereinheit 32: einen Zylinderblock 32A, welcher integral an dem oberen vorderen Abschnitt von dem Kurbelgehäuse 31 ausgebildet ist; einen Zylinderkopf 32B, welcher mit einem oberen Abschnitt von dem Zylinderblock 32A verbunden ist, und eine Zylinderkopfabdeckung 32C, welche einen oberen Abschnitt von dem Zylinderkopf 32B abdeckt. Darüber hinaus ist eine Ölwanne 33 mit einem unteren Endabschnitt von dem Kurbelgehäuse 31 verbunden. Zusätzlich ist ein Kühler 41 vor der Zylinderkopfabdeckung 32C angeordnet. Außerdem ist ein Seitenständer 42 an einem unteren Endabschnitt von dem Mittelrahmen 14 auf der linken Seite von dem Fahrzeug angebracht.
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Eine von dem Motor 30 abgegebene Drehantriebskraft wird zu dem Hinterrad WR übertragen über: eine Ausgangswelle 43, welche vorstehend an einer hinteren linken Seitenfläche von dem Kurbelgehäuse 31 vorgesehen ist; ein Antriebskettenrad 44, welches an der Ausgangswelle 43 angebracht ist; ein Abtriebskettenrad 45, welches an der linken Seite von dem Hinterrad WR angebracht ist; und eine Antriebskette 46, welche zwischen das Antriebskettenrad 44 und das Abtriebskettenrad 45 gewickelt ist.
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Ferner, wie in 2 gezeigt, sind ein Drosselkörper 51 und eine Luftfiltereinrichtung 52, welche in einem Motoreinlasssystem enthalten sind, hintereinander mit einem Einlasskrümmerabschnitt 34 verbunden, welcher hinter dem Zylinderkopf 32B ausgebildet ist. Darüber hinaus, wie in den 1 und 3 gezeigt, sind ein Abgasrohr 53 und ein Auspufftopf 54, welche in einem Motorabgassystem enthalten sind, der Reihe nach mit einem Abgaskrümmerabschnitt 35 verbunden, welcher an einer vorderen Fläche von dem Zylinderkopf 32B ausgebildet ist.
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Zusätzlich, wie in 2 gezeigt, ist ein Aufbewahrungskasten 55, welcher eine Kapazität hat, die es ermöglicht, dass ein Helm 26 vom Vollvisiertyp in dem Aufbewahrungskasten 55 untergebracht wird, an der Rückseite von der Luftfiltereinrichtung 32 und oberhalb der paarweise vorgesehenen linken und rechten Mittelrahmen 14 angeordnet. Außerdem sind eine Batterie 56, ein Sicherungskasten 57 und ein Neigungssensor 58 zwischen der Luftfiltereinrichtung 52 und dem Aufbewahrungskasten 55 vorgesehen.
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Zusätzlich, wie in den 4 bis 7 gezeigt, sind zylindrische Abschnitte 60, 60, welche ihre jeweiligen Zündkerzen (nicht veranschaulicht) aufnehmen, in der vorderen Fläche von dem Zylinderkopf 32B in einer solchen Weise ausgebildet, dass die zylindrischen Abschnitte 60, 60 bezüglich einer Mittellinie CL des Fahrzeugs in der Links-Rechts-Richtung symmetrisch sind, wenn der Motor 30 an dem Fahrzeug angebracht ist. Die Anzahl der zylindrischen Abschnitte, welche dort auszubilden sind, hängt von der Anzahl der Zylinder ab (zwei Zylinder in dem Fall der Ausführungsform).
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Ferner, wie in den 4 und 5 gezeigt, ist eine Zündkerzenkappe 70 an jedem von den zylindrischen Abschnitten 60, 60 angebracht. Die Zündkerzenkappe 70 ist mit einer Zündkerze (nicht veranschaulicht) im Inneren des entsprechenden zylindrischen Abschnitts 60 verbunden. Ein Hochspannungskabel 71 ist mit einer Seitenfläche von einem oberen Abschnitt von der Zündkerzenkappe 70 verbunden.
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Darüber hinaus, wie in den 4 bis 7 gezeigt, ist ein ungefähr in der Form des Buchstabens U ausgebildeter Ausschnitt 61 in einem Abschnitt von jedem von den zylindrischen Abschnitten 60, 60 ausgebildet, welcher über den Zylinderkopf 32B vorsteht. Der Ausschnitt 61 nimmt das entsprechende Hochspannungskabel 71 auf, während er das Hochspannungskabel 71 zu der lateralen Seite von dem zylindrischen Abschnitt 60 hin führt.
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Zusätzlich, wie in 3 gezeigt, ist jede Zündkerzenkappe 70 hinter einem untersten Ende von einer Befestigungsfläche 36 zwischen der Zylinderkopfabdeckung 32C und dem Zylinderkopf 32B angeordnet.
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Außerdem, wie in den 4 bis 6 gezeigt, ist der Abgaskrümmerabschnitt 35 zwischen den paarweise vorgesehenen linken und rechten Zündkerzenkappen 70 in der vorderen Fläche von dem Zylinderkopf 32 ausgebildet. Der Abgaskrümmerabschnitt 35 umfasst Abgaskanäle 80, mit welchen das Abgasrohr 35 verbunden ist.
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In der Ausführungsform stößt der Motor 30 Abgas von den Zylindern (Verbrennungsräumen) in dem Zylinderkopf 32B durch die Abgaskanäle 80 aus. Das wichtigste Merkmal der Ausführungsform liegt in einer Struktur, bei der, wie in 8 gezeigt, jeder Abgaskanal 80 in der Mitte von seinem Abgasdurchgang mit einem Ausnehmungsabschnitt 85 versehen ist, welcher von der Abgaskanalwandfläche 85a zurückgesetzt ist. Ferner ist in der Ausführungsform jeder Ausnehmungsabschnitt 85 beispielsweise als ein säulenförmiger Raum (siehe 9) ausgebildet, welcher ein Volumen (durch einen Durchmesser W und eine Tiefe d1 bestimmt) hat, welches vom Bedarf abhängt.
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Es sollte bemerkt werden, dass eine Position, an welcher jeder Ausnehmungsabschnitt 85 ausgebildet werden muss, wie auch seine Form und sein Volumen, unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren bestimmt werden kann, einschließlich der Stuktur und des Volumens des Abgaskanals 80 wie auch des Hubraums.
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Zusätzlich, wie in 8 gezeigt, ist der Zylinderkopf 32B versehen mit: den zwei zylindrischen Abschnitten 60, welche als Löcher für die Zündkerzen dienen; vier Einlassventillöchern 91, welche in Einlasskanäle 90 münden; und vier Auslassventillöchern 81, welche in die Abgaskanäle 80 münden.
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Mit anderen Worten besteht der Motor 30 von dieser Ausführungsform aus einem Zweizylinder-Viertaktmotor. Der Motor 30 hat eine Konfiguration, bei welcher: als Einlassventilanbringungsabschnitte 91i, Ventile, welche in die Einlassventillöcher 91 eingesetzt sind, über den Zylinderkopf 32B vorstehen, während als Auslassventilanbringungsabschnitte 81 e, Ventile, welche in die Auslassventillöcher 81 eingesetzt sind, über den Zylinderkopf 32B vorstehen, wie in 7 gezeigt; und die Einlassventile und die Auslassventile, welche nicht veranschaulicht sind, durch einen Ventilmechanismus abhängig vom Bedarf angetrieben werden.
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Ferner sind in dem Motor 30 der Ausführungsform die zwei Ausnehmungsabschnitte 85 entsprechend den jeweiligen Zylindern ausgebildet. Folglich ist in jedem Zylinder der entsprechende Ausnehmungsabschnitt 85 in der Lage, die Durchflussrate und Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zu beeinflussen.
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Darüber hinaus hat der Motor 30 der Ausführungsform eine Konfiguration, bei der die Ausnehmungsabschnitte 85 stromaufwärts von einem Vereinigungsabschnitt 83, in welchem die mehrfachen Abgaskanäle 80 miteinander verbunden sind, in dem Abgasstrom vorgesehen sind. Zusätzlich hat der Motor 30 eine Struktur, bei welcher, als ein vorstehender Abschnitt 86 (siehe 3 bis 8) ein Teil von der Außenfläche von einem Wandabschnitt, welcher irgendeinen Abgaskanal 80 bildet, in einem Bereich, wo der entsprechende Ausnehmungsabschnitt 85 vorgesehen ist, etwas nach außen ansteigt. Das heißt, der Motor 30 hat die Wandstruktur, welche mehrere Ausnehmungen und Vorsprünge hat.
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Der Motor 30 von der Ausführungsform hat die Konfiguration, bei welcher die Abgaskanäle 80 umfassen: zwei innere Abgaskanäle 80B, und zwei äußere Abgaskanäle 80A, welche außerhalb der jeweiligen inneren Abgaskanäle 80B angeordnet sind. Zusätzlich sind die äußeren Abgaskanäle 80A in einer solchen Weise ausgebildet, dass ihre stromabwärtigen Abschnitte sich zu den entsprechenden inneren Abgaskanälen 80B krümmen und den Vereinigungsabschnitt 83 ausbilden.
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In der Konfiguration von jedem Abgaskanal 80 ist sein Ausnehmungsabschnitt 85 in einem Bereich außerhalb eines gekrümmten Abschnitts von dem entsprechenden äußeren Abgaskanal 80A angeordnet.
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Der Ausnehmungsabschnitt 85 ist in dem Bereich vorgesehen, welcher eine größere Krümmung hat als der Rest von der Abgasdurchgangswandfläche 85A von dem Abgaskanal 80.
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Wie oben beschrieben, ist der Motor 30 von der Ausführungsform mit zwei Ausnehmungsabschnitten 85 versehen und die Stellen, an welchen die zwei Ausnehmungsabschnitte 85 ausgebildet sind, sind in einer solchen Weise angeordnet, dass die zwei Ausnehmungsabschnitte 85 die Abgaskanäle 80 passieren und bezüglich der Mittellinie CL des Zylinderkopfs 32B symmetrisch sind.
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Obwohl, wie in 7 gezeigt, die obere Hälfte von dem Zylinderkopf 32B in die Abgaskanäle 80 eingesetzt ist, kann die Form der Abgaskanäle 80 eigentlich nicht gesehen werden. Aus diesem Grund ist als ein virtueller Raum der Innenraum von dem Abgaskanal 80 in 9 dreidimensional gezeigt.
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9 zeigt dreidimensional einen Abgasdurchgang 80v, welcher die Gesamtheit der Abgasdurchgänge von Abgasströmen AF verkörpert, indem er umfasst: innere Abgasdurchgänge 80Bv, welche den zwei inneren Abgaskanälen 80B entsprechen; äußere Abgasdurchgänge 80Av, welche den zwei äußeren Abgaskanälen 80A entsprechen; und einen Vereinigungsdurchgang 83v, in welchen alle die Durchgänge münden. Ferner sind als zylinderförmige Räume Ausnehmungsabschnittsräume 85v, welche den Ausnehmungsabschnitten 85 entsprechen, außerhalb der jeweiligen äußeren Abgasdurchgänge 80Av ausgebildet.
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Es sollte bemerkt werden, dass: Räume, die jeweils eine leichte Ausdehnung haben, welche von den entsprechenden Ventilschäften der Auslassventile durchsetzt werden, ausgebildet sind; und aus diesem Grund sind, als Auslassventildurchdringungsabschnitte 81v, die Räume schematisch in 9 gezeigt.
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Wenn der Motor 30 von der Ausführungsform hergestellt wird, wird der Zylinderkopf 32B durch Gießen oder Abformen hergestellt.
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In diesem Fall verlangt die Ausbildung der Ausnehmungsabschnitte 85 nichts als die jeweiligen säulenförmigen Kerne während des Gießens. Folglich kann der Motor durch ein Herstellungsverfahren hergestellt werden, welches fast dasselbe wie das herkömmliche Herstellungsverfahren ist.
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(Beispiel)
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Auf die 10 bis 12 Bezug nehmend erfolgen nachfolgend Beschreibungen eines Beispiels.
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Für das Beispiel, welches mit den Ausnehmungsabschnitten 85 versehen ist, und ein Vergleichsbeispiel, welches mit keinem Ausnehmungsabschnitt versehen ist, wurden Daten über eine Durchflussrate des Abgasstroms (10), eine Strömungsgeschwindigkeit des Abgasstroms (11) und den Abgasdruck des Abgasstroms (12) gemessen.
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Es sollte angemerkt werden, dass in den 10 bis 12 die Daten des Beispiels durch eine durchgezogene Linie dargestellt sind und die Daten des Vergleichsbeispiels durch eine punktierte Linie dargestellt sind.
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(Bedingungen für das Beispiel)
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- (1) Motor, welcher die Struktur der Abgaskanäle 80 hat, die in den 8 und 9 gezeigt ist.
- (2) Zu verwendender Motor ... Zweizylinder-Viertaktmotor mit einer Verdrängung von etwa 700 cm3.
- (3) Kapazität von jedem Abgaskanal 80 (unter Ausschluss seines Ausnehmungsabschnitts) ... 131 cm3 (einschließlich seines Ventils).
- (4) Abmessungen von jedem Ausnehmungsabschnitt 85 (zylindrische Form) ... 18 mm im Durchmesser W und 13 mm in der Tiefe d1.
- (5) Stelle, an welcher der Ausnehmungsabschnitt 85 ausgebildet ist ... 618 mm in seinem Abstand d2 von dem Mittelpunkt eines Öffnungsabschnitts 80C von dem Abgaskanal (eine Position im Wesentlichen in der Mitte der Gesamtlänge des Abgaskanals).
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(Bedingungen für das Vergleichsbeispiel)
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Die Bedingungen für das Vergleichsbeispiel waren dieselben wie jene für die Bedingungen für das oben erwähnte Beispiel, mit Ausnahme, dass in dem Vergleichsbeispiel keine Ausnehmungsabschnitte 85 enthalten waren.
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Der Vergleich zwischen Daten von dem Beispiel und Daten von dem Vergleichsbeispiel zeigte eine Verbesserung bei der Durchflussrate von dem Abgas in dem Beispiel im Vergleich zu den in dem Vergleichsbeispiel, da die Reduzierung der Durchflussrate des Abgases in Bereichen kleiner wurde, welche durch Bezugszeichen h1, h2 und h3 in der graphischen Darstellung von 10 angezeigt sind.
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Zusätzlich zeigte der Vergleich eine Verbesserung bei der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, was in Bereichen gezeigt ist, welche in der graphischen Darstellung von 11 durch Bezugszeichen h4, h5 und h6 angezeigt ist. Genau gesagt schwächte die Bereitstellung der Ausnehmungsabschnitte 85 die Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeiten von den Abgasströmen AF in den späteren Phasen der Ausstoßtakte ab.
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Ferner, in Bezug auf den Abgasdruck, wurde ein Effekt, den Abgasdruck in späteren Phasen der Ausstoßtakte zu reduzieren, erhalten, wie in Bereichen gezeigt, welche in der graphischen Darstellung von 12 durch Bezugszeichen h7, h8 und h9 angezeigt ist.
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Nachfolgend erfolgen Beschreibungen, wie der so konfigurierte Motor 30 der Ausführungsform arbeitet.
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Als Allererstes werden die Einlassventile und die Auslassventile geöffnet und geschlossen, abhängig vom Bedarf, auf der Grundlage des Betriebs von dem Ventilmechanismus, welcher derart konfiguriert ist, dass er in Verbindung mit dem Antrieb des Motors 30 arbeitet.
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Genau gesagt wird jedes mal dann, wenn jedes Einlassventil den entsprechenden Einlasskanal 90 öffnet, das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Einlasskanal 90 in den Brennraum (Zylinder) gesaugt und wird der Verbrennung unterworfen. Die durch die Verbrennung erzeugte Wärmeenergie wird in eine abzugebende Antriebskraft umgewandelt und die Antriebskraft wird zu dem Hinterrad WR von dem Kraftrad 10 übertragen.
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Für die durch die Verbrennungen erzeugten Abgasströme AF sind die vier Abgasdurchgänge von den Öffnungsabschnitten 80c von den Abgaskanälen zu dem Vereinigungsdurchgang 83v ausgebildet, welche in 9 gezeigt sind.
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Anteile der Abgasströme AF, welche von den Verbrennungsräumen abgegeben werden, strömen durch die äußeren Abgasdurchgänge 80Av und Teile der Anteile davon treten in die Ausnehmungsabschnittsräume 85v ein, welche die Ausnehmungsabschnitte 85 in den Abgaskanälen 80 verkörpern. Aus diesem Grund wurde die Verbesserung bei der Durchflussrate des Abgases beobachtet, wie durch die Bereiche gezeigt ist, welche durch die Bezugszeichen h1, h2, h3 in der graphischen Darstellung von 10 angezeigt sind.
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Mit anderen Worten verändert der Effekt, welcher durch die vereinfachten Kammern bewirkt wird, die Durchflussrate des Abgases pro Zeiteinheit und ermöglicht es entsprechend, den Abgasverlust des Abgases zu reduzieren.
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Zusätzlich wurde in Bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases die Verbesserung beobachtet, wie sie durch die Bereiche gezeigt ist, welche durch die Bezugszeichen h4, h5 und h6 in der graphischen Darstellung von 11 angezeigt ist.
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Genau gesagt schwächt die Einbindung der Ausnehmungsabschnitte 85 die Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeiten der Abgasströme AF in den späteren Phasen der Ausstoßtakte und reduziert den Abgasverlust. Als Ergebnis kann ein Effekt, das Motordrehmoment zu verbessern, erhalten werden.
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Ferner wurde in Bezug auf den Abgasdruck die Verbesserung beobachtet, wie durch die Bereiche gezeigt ist, welche durch die Bezugszeichen h7, h8, h9 in der graphischen Darstellung von 12 angedeutet sind.
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Genau gesagt ermöglicht die Einfügung der Ausnehmungsabschnitte 85, dass der Effekt, welcher durch die vereinfachten Kammern bewirkt wird, ausgeübt wird und ermöglicht es, den Abgasverlust zu reduzieren, welcher während des Gasaustausches in jedem Zylinder auftritt. Insbesondere kann ein Effekt erhalten werden, den Abgasdruck in der späteren Phase von jedem Ausstoßtakt zu reduzieren.
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Darüber hinaus ermöglicht die Bereitstellung der Ausnehmungsabschnitte 85 an den jeweiligen Zylindern, dass jeder Zylinder den Effekt ausübt, die Reduzierung der Durchflussrate des entsprechenden Abgases zu verhindern, den Effekt, die Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zu verhindern und den Effekt, den Abgasdruck zu reduzieren. Folglich ist es möglich, die abzugebende Motorleistung effektiv zu erhöhen.
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Jeder Ausnehmungsabschnitt 85 ist außerhalb der Stelle angeordnet, wo sich der entsprechende Durchgang in einem so großen Ausmaß krümmt, dass die Krümmung in der Innenwandfläche von dem entsprechenden Abgaskanal 80 groß ist. Dies ermöglicht es, das Volumen von jedem Abgaskanal 80 effektiv zu erhöhen und macht den Abgasstrom gleichmäßig und verhindert auch entsprechend effektiv den Abgasverlust. Zusätzlich sind die Bedingungen für die Einbaupositionen, wo die jeweiligen Ausnehmungsabschnitte 85 ausgebildet sind, unter/zwischen den Zylindern alle dieselben. Dies ermöglicht es, die Ausgangsleistungen von den jeweiligen Zylindern anzugleichen, indem das Auftreten der Abweichung unter den Ausgangsleistungen unterdrückt wird und erhöht so die Motorausgangsleistung effektiv.
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Jeder Ausnehmungsabschnitt ist außerhalb des Bereichs angeordnet, wo der entsprechende äußere Abgaskanal gekrümmt ist, d.h. in einem Bereich, welcher einen kleinen Raum bildet (einen gekrümmten, nicht belegten Raum), welcher durch eine Einwärtskrümmung eines entsprechenden Abschnitts des Zylinderkopfs geschaffen wird. Dies ermöglicht es, den Raum effektiv zu verwenden, und die Größe des Bereichs, in welchem jeder Ausnehmungsabschnitt vorgesehen ist, kann entsprechend vergrößert werden. Ferner beschränkt die Struktur, bei der jeder Ausnehmungsabschnitt 85 in dem entsprechenden Abgaskanal vorgesehen ist, das Layout von Umfangskomponenten des Motors nicht, da, wie aus den 3 bis 8 gelehrt wird, das äußere Erscheinungsbild des Bereichs, wo der Ausnehmungsabschnitt 85 ausgebildet ist, nur den dort ausgebildeten leicht vorstehenden Abschnitt 86 umfasst.
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Darüber hinaus hat der Bereich, in welchem jeder Ausnehmungsabschnitt 85 vorgesehen ist, eine Struktur, bei der der Wandabschnitt, welcher den entsprechenden Abgaskanal 80 bildet, abhängig vom Bedarf Ausnehmungen und Vorsprünge hat. Dies erhöht die Steifigkeit des Bereichs nahe dem Vereinigungsabschnitt.
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Zusätzlich ist jeder Ausnehmungsabschnitt 80 in einer zylindrischen Form ausgebildet. Dies macht es leichter, während des Gießens, durch das der Zylinderkopf erzeugt wird, Sand auszustoßen als dann, wenn jeder Ausnehmungsabschnitt 80 beispielsweise wie ein viereckiger Stab ausgebildet ist, welche abgewinkelte Ecken hat.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde das Kraftrad beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann bei anderen Typen von Fahrzeugen Anwendung finden. Zusätzlich kann die Form und die Größe der Ausnehmungsabschnitte von der vorangehenden Ausführungsform, die Anzahl der Ausnehmungsabschnitte, die Richtung, in welcher die Ausnehmungsabschnitte geöffnet sind, die Stellen, an welchen die jeweiligen Ausnehmungsabschnitte ausgebildet sind, und dgl. verändert werden, abhängig vom Bedarf, wobei die anderen Bedingungen des Motors berücksichtigt werden.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Kraftrad bereitzustellen, an welchem ein Motor angebracht ist, wobei der Motor eine Nebenkammerfunktion hat, welche keine Teile um ihre festgelegte Position herum behindert und welche nicht die Teilezahl oder die Zahl an Herstellungsschritten erhöht.
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Mittel zur Lösung: In einem Kraftrad, welches einen Motor 30 umfasst, welcher konfiguriert ist, um ein Abgas aus Brennräumen in Zylindern in einem Zylinderkopf 32B durch Abgaskanäle 80 auszustoßen, sind Ausnehmungsabschnitte 85 in Abgasdurchgangswandflächen 85A in der Mitte von Abgasdurchgängen von entsprechenden der Abgaskanäle 80 vorgesehen. Dies ermöglicht es, eine Reduzierung der Durchflussrate und Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zu verhindern und den Abgasverlust zu reduzieren. Als Ergebnis ist es möglich, das Motordrehmoment zu erhöhen unter Verwendung der sehr einfachen Struktur. Zusätzlich wird das Layout von Teilen um den Motor nicht beschränkt, da die Ausnehmungsabschnitte in den Abgaskanälen vorgesehen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftrad
- 11
- Fahrzeugkörperrahmen
- 30
- Verbrennungsmotor (Motor)
- 32
- Zylindereinheit
- 32A
- Zylinderblock
- 32B
- Zylinderkopf
- 32C
- Zylinderkopfabdeckung
- 35
- Abgaskrümmerabschnitt
- 36
- Befestigungsfläche
- 37
- Nockenkettenkammer
- 38
- Wasserpumpe
- 53
- Abgasrohr
- 60
- zylindrischer Abschnitt
- 80
- Abgaskanal
- 80A
- äußerer Abgaskanal
- 80B
- innerer Abgaskanal
- 81
- Auslassventilloch
- 83
- Vereinigungsabschnitt
- 85
- Ausnehmungsabschnitt
- 85e
- Abgasdurchgangswandfläche
- 90
- Einlasskanal
- 91
- Einlassventilloch
- CL
- Mittellinie
- AF
- Abgasstrom
