JP2005090373A - Intake device for four cycle engine - Google Patents
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Description
本発明は気化器を用いて生成された混合気を燃焼室に供給するようにした4サイクルエンジンの吸気装置に関する。 The present invention relates to an intake device for a four-cycle engine in which an air-fuel mixture generated using a carburetor is supplied to a combustion chamber.
バギー車とも言われる不整地走行車ないし全地形走行車つまりATV(All Terrain Vehicle)は、四輪の一人乗り用のオフロード車であり、ハンティングやトレールツーリングなどのレジャー用の他、一部では農業用実用車としても利用されている。かかる全地形走行車においては、運転手のアクセル操作によりスロットルバルブ開度を変化させて空気量を調節し、設定された空燃比を実現するのに必要な量の燃料を制御して所望のエンジン出力を得ている。 Roughly terrain vehicles or all-terrain vehicles (ATVs), also known as buggy vehicles, are off-road vehicles for four-wheeled single riders, and for leisure purposes such as hunting and trail touring. It is also used as an agricultural utility vehicle. In such all-terrain vehicles, the throttle valve opening is changed by the driver's accelerator operation to adjust the amount of air, and the amount of fuel necessary to realize the set air-fuel ratio is controlled to achieve the desired engine. I am getting output.
このような全地形走行車には、空気と燃料とにより混合気を生成する装置として気化器(キャブレタ)を搭載する形式のものがある。この気化器は、スロットルバルブ上流にベンチュリを持ち、空気流によって生じるベンチュリの負圧によりフロート室内の燃料を連続的に吸出し、霧状にした燃料とエアクリーナから吸入した空気とを混合して混合気を生成するものである。 Such all-terrain vehicles include a vehicle equipped with a carburetor as a device that generates an air-fuel mixture using air and fuel. This carburetor has a venturi upstream of the throttle valve, continuously sucks fuel in the float chamber by the negative pressure of the venturi generated by the air flow, mixes the atomized fuel and the air sucked from the air cleaner, and mixes the mixture Is generated.
気化器を用いた複数の気筒を有するエンジンにおいては、通常、気化器で生成された混合気を吸気マニホールドを介して均一に混合しながら燃焼室である気筒に送り込むようにしている。一方、例えば特許文献1に開示される技術のように、それぞれの気筒に対応させて気化器を設けるようにしたものがあり、気筒内にはそれぞれ別々の気化器により生成された混合気を供給するようにしている。
昨今の4サイクルエンジンにおいては、エンジン出力を高めるべく、複数の吸気ポートと排気ポートをシリンダヘッドに形成するようにしたタイプが主流となっている。たとえば、単気筒の4サイクルエンジンの出力を高めるために、エンジン排気量を大きくするとともに、吸気ポートと排気ポートをそれぞれ2つずつ設けるようにしたエンジンが開発されている。従来では、2つの吸気ポートから混合気を気筒内に供給する場合には、気化器により生成された混合気を吸気ポートの噴出口の直前まで共通の通路により供給し、噴出口の直前で両方の噴出口に分岐させるようにしている。共通の通路により混合気を案内するのは、気化器で生成された同種の気体であり、共通の通路でも混合気の均一攪拌を達成するためであって、このことは単気筒のエンジンにおいても同様であった。 In recent four-cycle engines, in order to increase engine output, a type in which a plurality of intake ports and exhaust ports are formed in a cylinder head has become the mainstream. For example, in order to increase the output of a single-cylinder four-cycle engine, an engine has been developed in which the engine displacement is increased and two intake ports and two exhaust ports are provided. Conventionally, when air-fuel mixture is supplied into the cylinder from two intake ports, the air-fuel mixture generated by the carburetor is supplied through a common passage immediately before the outlet of the intake port and both immediately before the outlet. It is made to branch to the spout. The gas mixture is guided by the common passage in the same kind of gas generated in the carburetor in order to achieve uniform stirring of the air-fuel mixture in the common passage. It was the same.
ところで、燃料室内の吸気充填率を高めるには、気化器から噴出口までの吸気通路内の通気抵抗をできるだけ低減することが求められる。そのため、吸気マニホールドなどの吸気管の内面はなるべく平滑なものとされ、吸気管は無駄な曲がりが少なくなるように形成されているが、噴出口までの吸気通路の通気抵抗を低減するために気化器に関する種々の研究を行なったところ、気化器を含めてそれぞれの吸気ポートに対して相互に分離独立した吸気通路を介して混合気を供給するようにすると、それぞれの吸気通路の通気抵抗が減少し、燃焼室内への吸気充填率の向上を達成できることが判明した。この理由は、共通の吸気通路を設けた場合には、噴出口直前に設けられる分岐点において気流の乱れが発生し、共通の吸気通路内での通気抵抗が高くなるからであると考えられる。 By the way, in order to increase the intake charge rate in the fuel chamber, it is required to reduce the ventilation resistance in the intake passage from the carburetor to the injection port as much as possible. Therefore, the inner surface of the intake pipe such as the intake manifold is made as smooth as possible, and the intake pipe is formed so as to reduce unnecessary bending, but it is vaporized to reduce the airflow resistance of the intake passage to the jet outlet. As a result of various researches on ventilators, if the air-fuel mixture is supplied to the intake ports including the carburetor via mutually independent and independent intake passages, the ventilation resistance of each intake passage decreases. As a result, it has been found that an improvement in the intake charge rate into the combustion chamber can be achieved. The reason for this is considered to be that when a common intake passage is provided, airflow is disturbed at a branch point provided immediately before the ejection port, and the ventilation resistance in the common intake passage is increased.
本発明の目的は、吸気通路内の通気抵抗を低減し、エンジン出力を向上し得る4サイクルエンジンの吸気装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an intake device for a four-cycle engine that can reduce ventilation resistance in the intake passage and improve engine output.
本発明の4サイクルエンジンの吸気装置は、それぞれ動弁カムによって開閉駆動される吸気弁と排気弁とにより燃焼室内の混合気の吸排気を行なう4サイクルエンジンの吸気装置であって、相互に合流することなく個々に独立してシリンダヘッドに形成され、前記吸気弁が往復動自在に装着される2つの吸気ポートと、前記シリンダヘッドに固設され、前記吸気ポートのそれぞれに連通する2つの個別通路部が形成された吸気管と、前記個別通路部のそれぞれに配設され、前記吸気ポートと前記個別通路部とにより構成される二組の吸気通路のそれぞれに混合気を供給する2つの気化器とを有することを特徴とする。 An intake device for a four-cycle engine according to the present invention is an intake device for a four-cycle engine that performs intake and exhaust of an air-fuel mixture in a combustion chamber by an intake valve and an exhaust valve that are driven to open and close by a valve cam, respectively. Two independent intake ports formed in the cylinder head independently, and in which the intake valve is reciprocably mounted, and two individual ports fixed to the cylinder head and communicating with the intake ports, respectively. Two vaporizers that are provided in each of the intake pipe formed with the passage portion and each of the individual passage portions and supply the air-fuel mixture to each of two sets of intake passages constituted by the intake port and the individual passage portions It is characterized by having a vessel.
本発明にあっては、相互に合流することなく個々に独立して形成された2つの吸気ポートと個別通路部とにより二組の吸気通路を構成することによって、吸気通路の通気抵抗を低減することができ、燃焼室内の吸気充填率を高めることによってエンジン出力の向上を図ることができる。 In the present invention, two sets of intake passages are formed by two intake ports and individual passage portions that are independently formed without merging with each other, thereby reducing the ventilation resistance of the intake passage. The engine output can be improved by increasing the intake charge rate in the combustion chamber.
二組の吸気通路のそれぞれに気化器を配設することによって、より大量の混合気を高い正確度で供給することができる。また、吸気ポートのそれぞれから燃焼室内に供給される混合気の量を個別に制御することができる。 By disposing a carburetor in each of the two sets of intake passages, a larger amount of air-fuel mixture can be supplied with high accuracy. Further, the amount of air-fuel mixture supplied from each intake port into the combustion chamber can be individually controlled.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は動力伝達装置が組み込まれる車両を示す斜視図であり、この車両はバギー車とも言われるATVつまり不整地走行車である。図1に示すように、車体1には前輪2a,2bと後輪3a,3bが設けられており、鞍乗り型の座席4が車体1の中央部に設けられている。乗員は座席4に跨って車両に乗り込み、ハンドル5を操作して走行する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle in which a power transmission device is incorporated. This vehicle is an ATV, which is also called a buggy, that is, a rough terrain vehicle. As shown in FIG. 1, the vehicle body 1 is provided with
図2は図1の車両に搭載される本発明の一実施の形態である車両用動力伝達装置を示す概略図であり、図3は図2のA−A線に沿う断面図であり、図4はシリンダヘッド9を上から見た状態の断面図である。図2に示すように、2つのケース半体6a,6bにより形成されるクランクケース6内には、クランク軸7が軸受を介して回転自在に収容されており、図3に示すように、クランクケース6の上部に形成される開口部にはシリンダ8が取り付けられ、シリンダ8にはシリンダヘッド9が搭載される。シリンダ8のシリンダボア内には、ピストン10が往復動自在に組み込まれ、クランク軸7にその回転中心から偏心した位置に固定された中空のクランクピン11とピストン10との間にはコネクティングロッド12が連結され、ピストン10によりクランク軸7は回転駆動される。シリンダ8およびシリンダヘッド9などにより形成されるエンジンは、単気筒の水冷4サイクルエンジンである。
2 is a schematic view showing a vehicle power transmission device according to an embodiment of the present invention mounted on the vehicle of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4 is a cross-sectional view of the cylinder head 9 as viewed from above. As shown in FIG. 2, a
図3および図4に示すように、シリンダヘッド9には燃焼室13に開口して吸気ポート14a,14bと、排気ポート15a,15bとがそれぞれ2つずつ独立して形成されており、それぞれの吸気ポート14a,14bを開閉するための吸気弁16がシリンダヘッド9に往復動自在に装着され、それぞれの排気ポート15a,15bを開閉するための排気弁17がシリンダヘッド9に往復動自在に装着されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cylinder head 9 has two
図示するように、シリンダヘッド9には、2つの個別通路部18a,18bが形成された吸気管19が固設されており、吸気ポート14a,14bのそれぞれには2つの個別通路部18a,18bが連通している。そして、吸気管19には、空気と燃料の混合気を生成する2つの気化器20a,20b(所謂ツインキャブレタ)が配設されており、吸気ポート14a,14bと個別通路部18a,18bとにより構成される二組の吸気通路21,22のそれぞれに混合気を供給するようになっている。生成された混合気は、吸気弁16が開弁状態にあるとき、吸気ポート14a,14bから燃焼室13内へと取り込まれる。
As shown in the figure, an
このように、吸気通路21,22内を流れる混合気は、それぞれが吸気ポート14a,14bを通過するまで合流することがないため、相互に干渉し合うことはなく、気流の乱れが生じにくくなっている。また、吸気ポート14a,14bおよび個別通路部18a,18bのそれぞれは、個々に独立して形状および寸法を設定することができるので、通気抵抗が低減されるように、例えば無駄な曲がりを作らないように形成することができる。加えて、二組の吸気通路21,22のそれぞれに気化器20a,20bを配設することによって、より大量の混合気を高い正確度で供給することができる。また、吸気ポート14a,14bのそれぞれから燃焼室13内に供給される混合気の量を個別に制御することができる。一般に、気化器は構造がシンプルで製造コストも低いため、単一の気化器に対し、気化器を1つ増設したツインキャブレタは、製造コストが大幅に増加したり、設置スペースの確保が困難となることはない。
In this way, the air-fuel mixture flowing in the
シリンダヘッド9には、吸気弁用と排気弁用の2本のカムシャフト23,24が回転自在に装着されており、カムシャフト23には動弁カム25が固定され、カムシャフト24には動弁カム26が固定されており、それぞれの動弁カム25、26はカムシャフト23,24の基端部に接触している。このように、図示する動弁機構は直動式のDOHC型となっている。ただし、動弁機構としては、ロッカアームを介して動弁カムにより吸気弁16と排気弁17を開閉駆動するようにした方式のDOHC型やSOHC型としても良い。なお、それぞれのカムシャフト23,24には、2つの吸気ポート14a,14bと2つの排気ポート15a,15bのそれぞれに対応して2本ずつ吸気弁16と排気弁17が設けられるので、それぞれのカムシャフト23,24には動弁カム25,26が2つずつ固定されている。
Two
図2に示すように、クランク軸7にはスプロケット27が固定され、このスプロケット27とそれぞれのカムシャフト23,24に固定された図示しないスプロケットとの間にタイミングチェーン(図示省略)が掛けわたされており、それぞれのカムシャフト23,24はクランク軸7の回転に同期して回転駆動される。
As shown in FIG. 2, a
図2に示すように、クランクケース6にはバランサ軸31が回転自在に装着され、バランサ軸31にはクランク軸7に固定された歯車32aと噛み合う歯車32bが固定され、バランサ軸31はクランク軸7によりこれと同期して回転駆動される。バランサ軸31にはクランク軸7の回転を円滑にするために図3に示すようにバランス重り33が設けられている。さらに、バランサ軸31には図2に示すようにポンプインペラ34が取り付けられており、このポンプインペラ34は、クランクケース6の一部とこれに取り付けられるポンプカバー35とにより形成されるポンプハウジング内に組み込まれてウォータポンプを構成しており、シリンダ8に形成されたウォータジャケット8aにウォータポンプからエンジン冷却液が供給される。
As shown in FIG. 2, a
クランク軸7には図2に示すように、これに回転自在にスタータ歯車36が装着され、スタータ歯車36に隣接させてクランク軸7には永久磁石を備えたロータ37aが固定されている。クランクケース6に固定される発電体カバー6cにはコイルを備えたステータ37bが取り付けられており、ロータ37aとステータ37bとにより発電体37が構成されている。ロータ37aとスタータ歯車36との間には一方向クラッチ38が組み込まれ、スタータ歯車36は図示しないスタータモータの歯車に連結されている。エンジンを始動させるときには、スタータモータにより回転駆動されるスタータ歯車36の回転は一方向クラッチ38を介してクランク軸7に伝達される。一方、エンジンが駆動された状態のもとでは、クランク軸7により駆動されるロータ37aの回転は一方向クラッチ38によりスタータ歯車36に伝達されることが防止される。
As shown in FIG. 2, a
図2に示すように、クランクケース6には変速機入力軸としての中空のメインシャフト41と、変速機出力軸としてのカウンタシャフト42とがそれぞれ回転自在に装着され、相互に平行となっている。クランク軸7に固定された駆動歯車43aは、メインシャフト41に対して回転自在に装着された被駆動歯車43bと噛合っており、この被駆動歯車43bはこれに組み込まれた防振ダンパー44を介してクラッチドラム45に連結されている。一方、メインシャフト41にはクラッチハブ46が固定され、クラッチハブ46とクラッチドラム45との間には、クラッチドラム45の内側に装着された複数枚のクラッチディスク45aと、クラッチハブ46の外側に装着された複数枚のクラッチディスク46aとが組み込まれている。このようにそれぞれのクラッチディスク45a,46aにより入力クラッチ47が構成され、クラッチディスク45a,46aを係合状態とするとクランク軸7の回転は入力クラッチ47を介してメインシャフト41に伝達され、係合を解いて解放状態とするとクランク軸7のメインシャフト41に対する動力伝達が解除される。ケース6には入力クラッチ47を覆うカバー6dが取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a hollow
入力クラッチ47を係合状態と解放状態とに切り換えるために、入力クラッチ47には作動プレート48が設けられ、この作動プレート48には図示しないばね部材によりクラッチディスク45a,46aを密着させる方向のばね力が加えられている。メインシャフト41の中空孔内には、プッシュロッド49が軸方向に摺動自在に組み込まれており、このプッシュロッド49は軸受を介して作動プレート48に取り付けられている。プッシュロッド49は、図1に示すように、ハンドル5に設けられたクラッチレバー5aにワイヤを介して連結されており、クラッチレバー5aの操作によりプッシュロッド49が図2において左方向に移動すると、クランク軸7のメインシャフト41に対する動力伝達は遮断され、クラッチレバー5aを離すとばね力により入力クラッチ47は係合状態になる。
In order to switch the input clutch 47 between the engaged state and the released state, the
メインシャフト41には、図2に示すように、第1速用の駆動歯車51aが一体に設けられ、第2速用と第3速用の駆動歯車52a,53aが相互にドッグクラッチD1に設けられており、ドッグクラッチD1はメインシャフト41に形成されたスプラインに係合してメインシャフト41と一体回転するとともに軸方向に移動自在となっている。さらに、メインシャフト41にはこれに回転自在に第4速用と第5速用の2つの歯車54a,55aがドッグクラッチD1の両側に位置させて回転自在に装着されている。一方、カウンタシャフト42には、駆動歯車51aに常時噛み合って変速歯車列を形成する第1速用の被駆動歯車51bと、駆動歯車52a,53aに常時噛み合ってそれぞれ変速歯車列を形成する第2速と第3速の被駆動歯車52b,53bがそれぞれ回転自在に装着されている。カウンタシャフト42には、さらに、駆動歯車54aに常時噛み合って変速歯車列を形成する第4速用の被駆動歯車54bが設けられたドッグクラッチD2と、駆動歯車55aと常時噛み合って変速歯車列を形成する第5速用の被駆動歯車55bが設けられたドッグクラッチD3とが設けられている。それぞれのドッグクラッチD2,D3は、切換スリーブを構成しており、カウンタシャフト42と一体回転するとともに軸方向に移動自在となっている。
As shown in FIG. 2, a
それぞれのドッグクラッチD1〜D3の両端面には、図5に示すように、円周方向に所定の間隔毎に突起50が設けられており、軸方向に移動させてそれぞれの突起50に対応させて歯車に形成された凹部に噛み合わせると、噛み合った歯車はそれぞれのドッグクラッチD1〜D3を介して動力を伝達する状態となる。たとえば、ドッグクラッチD3を第1速の被駆動歯車51bに噛み合わせるとこの被駆動歯車51bがドッグクラッチD3によりカウンタシャフト42と一体に回転するので、第1速の変速歯車列を介してメインシャフト41の動力がカウンタシャフト42に伝達される。同様に、ドッグクラッチD1を第4速の駆動歯車54aに噛み合わせると第4速の変速歯車列を介して動力が伝達され、ドッグクラッチD1を第5速の駆動歯車55aに噛み合わせると第5速の変速歯車列を介して動力が伝達される。
As shown in FIG. 5,
図5は図3におけるB−B線に沿う断面図である。図5は断面が平面状に展開された状態となって示されているので、第1速から第5速の変速歯車列は離れた状態となって示されている。 FIG. 5 is a sectional view taken along line BB in FIG. Since FIG. 5 is shown in a state where the cross section is developed in a plane, the transmission gear train from the first speed to the fifth speed is shown in a separated state.
図5に示すように、クランクケース6にはリバースシャフト56が取り付けられており、メインシャフト41に固定されてこれと一体に回転する後退用の駆動歯車57aと、カウンタシャフト42に回転自在に装着された後退用の被駆動歯車57bとに常時噛み合って後退用の変速歯車列を形成する後退用のアイドラ歯車つまりリバースアイドラギヤ57cがリバースシャフト56に装着されている。後退用の被駆動歯車57bにはドッグクラッチD2が噛み合うようになっており、これらが噛み合うとメインシャフト41の動力はリバースアイドラギヤ57cによって回転方向が逆転されてカウンタシャフト42に伝達される。
As shown in FIG. 5, a
カウンタシャフト42は図示しないチェーンなどの動力伝達部材を介して図1に示した駆動輪としての前輪2a,2bおよび後輪3a,3bに連結されており、エンジン動力はそれぞれの駆動輪に伝達される。
The
リバースシャフト56は中空のシャフトにより形成され、中空孔には潤滑油が供給されるようになっており、リバースシャフト56には歯車に潤滑油を吐出するための潤滑油吐出孔が形成されている。さらに、リバースシャフト56にはリバースアイドラギヤ57cが軸方向にずれないように回転自在に支持するために、環状の突起部58が一体に設けられており、この突起部58に対してリバースシャフト56の端部側にはリバースアイドラギヤ57cの軸方向のずれ移動を突起部58とにより規制するためにワッシャ59が環状部材として装着されている。ワッシャ59はリバースアイドラギヤ57cとケース6との間に配置されているので、リバースシャフト56に段差を形成することなく、ワッシャ59をリバースシャフト56に固定することができる。したがって、リバースシャフト56は突起部58の部分を除いて全体的にほぼ同一の外径となっており、少ない切削工程でリバースシャフト56を製造することができる。
The
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、この吸気装置は全地形走行車のみならず、他のタイプの車両や汎用エンジンにも適用することができる。気化器20a,20bは、通風方向(下向通風型か横向通風型か)やベンチュリ(固定か可変か)の別に係わらず用いることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, this intake device can be applied not only to all-terrain vehicles but also to other types of vehicles and general-purpose engines. The
8 シリンダ
9 シリンダヘッド
13 燃焼室
14a 吸気ポート
14b 吸気ポート
15a 排気ポート
15b 排気ポート
16 吸気弁
17 排気弁
18a 個別通路部
18b 個別通路部
19 吸気管
20a 気化器
20b 気化器
21 吸気通路
22 吸気通路
8 Cylinder 9
Claims (1)
相互に合流することなく個々に独立してシリンダヘッドに形成され、前記吸気弁が往復動自在に装着される2つの吸気ポートと、
前記シリンダヘッドに固設され、前記吸気ポートのそれぞれに連通する2つの個別通路部が形成された吸気管と、
前記個別通路部のそれぞれに配設され、前記吸気ポートと前記個別通路部とにより構成される二組の吸気通路のそれぞれに混合気を供給する2つの気化器とを有することを特徴とする4サイクルエンジンの吸気装置。
An intake device for a four-cycle engine that performs intake and exhaust of an air-fuel mixture in a combustion chamber by an intake valve and an exhaust valve, each of which is opened and closed by a valve cam.
Two intake ports that are independently formed in the cylinder head without merging with each other and to which the intake valve is reciprocally mounted;
An intake pipe fixed to the cylinder head and formed with two individual passage portions communicating with each of the intake ports;
4 having two carburetors that are provided in each of the individual passage portions and supply an air-fuel mixture to each of two sets of intake passages constituted by the intake port and the individual passage portions. Cycle engine intake system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003325747A JP2005090373A (en) | 2003-09-18 | 2003-09-18 | Intake device for four cycle engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003325747A JP2005090373A (en) | 2003-09-18 | 2003-09-18 | Intake device for four cycle engine |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005090373A true JP2005090373A (en) | 2005-04-07 |
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Family Applications (1)
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JP2003325747A Pending JP2005090373A (en) | 2003-09-18 | 2003-09-18 | Intake device for four cycle engine |
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Country | Link |
---|---|
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-
2003
- 2003-09-18 JP JP2003325747A patent/JP2005090373A/en active Pending
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