JP2009180193A

JP2009180193A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2009180193A
Application number: JP2008021742A
Authority: JP
Inventors: Ryosaku Nishiyama; 亮策西山; Toshiaki Kawai; 俊朗川井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】スカベンジポンプの容量を増加させることなく、クランク室の内圧を十分に低減することができ、フリクションを低減することができる内燃機関を提供する。
【解決手段】内燃機関１０は、コンロッド２４を介してピストン２５が連結されるクランクシャフト２３と、クランクシャフト２３が回動可能に配置されると共に、オイルパン１７と独立して形成される密閉クランク室２１と、密閉クランク室２１内に吸入側が接続され、密閉クランク室２１外に吐出側が接続されるスカベンジポンプ３１と、を備え、ピストン２５の下死点の位置でスカベンジポンプ３１のオイル吸入量が最大値となるように、クランクシャフト２３の回転とスカベンジポンプ３１の回転が同期される。
【選択図】図２

Description

本発明は、密閉クランク室を有する内燃機関に関する。

従来の内燃機関として、クランクケースに一体に設けられクランクシャフトを支持する複数の支持壁と、クランクケースにより形成されるクランク室が支持壁によって仕切られて形成される複数の独立クランク室と、複数の独立クランク室にそれぞれ連通して各独立クランク室からオイルを排出する複数のオイル流出孔と、全てのオイル流出孔を覆うようにクランク室の底壁に設けられ、各オイル流出孔を通過したオイルを集めると共に、オイル排出口が設けられるクランク室オイル収集パンと、オイル排出口を通じてクランク室オイル収集パンに溜まったオイルを吸引するスカベンジポンプと、を備えるものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。そして、この内燃機関では、密閉された独立クランク室のオイル及びブローバイガスをスカベンジポンプでオイルパンに排出することによって、クランク室の内圧を低減して、フリクションを低減している。

特開２００５−２８２５６８号公報

ところで、上記特許文献１に記載の内燃機関では、内燃機関の回転数の増加に伴うブローバイガスの増加及びクランク室の容積に対して、クランク室の内圧を十分に低減するには、スカベンジポンプの容量を増加させる必要があるが、スカベンジポンプの容量の増加は、内燃機関の大型化やフリクションの増加を招く可能性があった。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、スカベンジポンプの容量を増加させることなく、クランク室の内圧を十分に低減することができ、フリクションを低減することができる内燃機関を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、コンロッドを介してピストンが連結されるクランクシャフトと、クランクシャフトが回動可能に配置されると共に、オイルパンと独立して形成される密閉クランク室と、密閉クランク室内に吸入側が接続され、密閉クランク室外に吐出側が接続されるスカベンジポンプと、を備える内燃機関において、ピストンの下死点の位置でスカベンジポンプのオイル吸入量が最大値となるように、クランクシャフトの回転とスカベンジポンプの回転が同期されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、スカベンジポンプは、トロコイド式ポンプであり、クランクシャフトにより減速機構を介して回転駆動され、スカベンジポンプのインナーロータの歯数をＮとしたとき、クランクシャフトの回転数に対するスカベンジポンプの減速比を１／Ｎとすることを特徴とする。

請求項１に記載の内燃機関によれば、密閉クランク室の内圧が最大値となるピストンの下死点の位置でスカベンジポンプのオイル吸入量が最大値となるように、クランクシャフトの回転とスカベンジポンプの回転が同期されるため、密閉クランク室の内圧を有効に利用して、密閉クランク室のオイル及びブローバイガスを効率よく排出することができる。これにより、スカベンジポンプの容量を増加させることなく、クランク室の内圧を十分に低減することができ、内燃機関のフリクションを低減することができる。

請求項２に記載の内燃機関によれば、スカベンジポンプは、トロコイド式ポンプであり、クランクシャフトにより減速機構を介して回転駆動され、スカベンジポンプのインナーロータの歯数をＮとしたとき、クランクシャフトの回転数に対するスカベンジポンプの減速比を１／Ｎとするため、クランクシャフトの回転とスカベンジポンプの回転とを機械的に同期させることができる。これにより、センサ等を用いて同期させる場合と比較して部品点数を削減することができるので、内燃機関の製造コストを低減することができる。

以下、本発明に係る内燃機関の一実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態の内燃機関は不図示の自動二輪車に搭載されるもので、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に自動二輪車の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

本実施形態の内燃機関１０は、図１及び図２に示すように、単気筒エンジンであって、その外殻は、主に、上側クランクケース１２及び下側クランクケース１３からなるクランクケース１１と、クランクケース１１の前方上端部に一体形成されるシリンダブロック１４と、シリンダブロック１４の上端部に取り付けられるシリンダヘッド１５と、シリンダヘッド１５の上部開口を覆うシリンダヘッドカバー１６と、クランクケース１１の下端開口を覆い、オイルが貯留されるオイルパン１７と、クランクケース１１の左右側面の開口を覆う不図示のクランクケースサイドカバーと、によって構成される。

シリンダヘッド１５には、吸気バルブ１８ａが配置される吸気ポート１８と、排気バルブ１９ｂが配置される排気ポート１９が形成されており、吸気ポート１８には、不図示のスロットルボディが接続され、排気ポート１９には、不図示の排気管が接続される。

図２に示すように、クランクケース１１には、上側クランクケース１２の前後方向中央上部から下側クランクケース１３の下部にかけて隔壁２０が設けられる。この隔壁２０は、上側クランクケース１２に一体に形成される上部隔壁２０ａと、下側クランクケース１３に一体に形成される下部隔壁２０ｂとがつながって一続きの仕切り壁となっている。そして、隔壁２０の前方には密閉クランク室２１が形成され、後部には変速機室２２が形成されている。

また、密閉クランク室２１内には、上側クランクケース１２と下側クランクケース１３との合わせ面上に設けられる不図示の軸受を介してクランクシャフト２３が回動可能に支持される。このクランクシャフト２３には、コンロッド２４を介してピストン２５が接続されており、このピストン２５は、シリンダブロック１４のシリンダライナー１４ａ内でシリンダ軸線方向に往復運動する。

また、変速機室２２には、常時噛み合い式の変速機２６が収納されており、この変速機２６は、クランクケース１１に不図示の軸受を介して回動可能に支持されるメインシャフト２７及びカウンタ軸２８を備える。そして、クランクシャフト２３の回転駆動力は、クランクシャフト２３の軸上に設けられる不図示のプライマリドライブギヤ、及びメインシャフト２７の軸上に設けられる不図示の多板クラッチを介してメインシャフト２７に伝達される。

また、密閉クランク室２１の下端部には、密閉クランク室２１に流下してきたオイルを集めるオイル収集部２９が連設される。このオイル収集部２９は、下方に行くに従って徐々に狭くなる略漏斗形状に形成され、密閉クランク室２１と一続きの空間を形成している。

また、オイル収集部２９の下端部には、オイル収集部２９に集められたオイルをオイルポンプユニット３０に排出するオイル排出通路４０が連設される。このオイル排出通路４０は、オイル収集部２９（密閉クランク室２１）とオイルポンプユニット３０とを接続している。

オイルポンプユニット３０は、図２に示すように、下側クランクケース１３の右側面に組み付けられるスカベンジポンプ３１と、オイルパン１７の底部付近に配置されるストレーナ３２と、スカベンジポンプ３１とストレーナ３２との間を接続するオイル吸入管３３と、を備える。

スカベンジポンプ３１は、図３に示すように、トロコイド式ポンプであり、下側クランクケース１３に取り付けられ、吸入口３４ａ及び吐出口３４ｂを有するポンプボディ３４と、ポンプボディ３４に取り付けられ、凹孔３６が形成されるポンプカバー３５と、凹孔３６内に挿入されるアウターロータ３７と、アウターロータ３７内に挿入されるインナーロータ３８と、インナーロータ３８を回転させるポンプシャフト３９と、を備える。また、スカベンジポンプ３１の吸入口３４ａにはオイル排出通路４０が接続され、吐出口３４ｂには内燃機関１０の要所にオイルを供給するためのオイル供給通路４１が接続される。

スカベンジポンプ３１は、クランクシャフト２３の回転駆動力が減速機構４５を介してポンプシャフト３９に伝達されることにより駆動される。この減速機構４５は、クランクシャフト２３の軸上に設けられる不図示のプライマリドライブギヤ、メインシャフト２７の軸上に設けられる不図示のプライマリドリブンギヤ、メインシャフト２７の軸上に設けられるポンプ駆動歯車４６、及びポンプシャフト３９の軸上に設けられ、ポンプ駆動歯車４６と噛合するポンプ従動歯車４７から構成される。

そして、本実施形態では、図４に示すように、ピストン２５の下死点の位置でスカベンジポンプ３１のオイル吸入量が最大値となるように、クランクシャフト２３の回転とスカベンジポンプ３１のポンプシャフト３９の回転が同期される。これにより、密閉クランク室２１の内圧が密閉クランク室２１内に貯留しているオイルに作用すると共に、この圧力の作用したオイルがオイル吸入量が最大値となったスカベンジポンプ３１に供給されるので、オイル及びブローバイガスが密閉クランク室から効率よく排出される。ここで、ピストン２５の下死点とは、ピストン２５が最もクランクシャフト２３側に後退した状態であり、ピストン２５の上死点とは、図２に示すように、ピストン２５が最もシリンダヘッド１５側に進出した状態のことである。

また、本実施形態では、スカベンジポンプ３１のインナーロータ３９の歯数をＮとしたとき、クランクシャフト２３の回転数に対するスカベンジポンプ３１の減速比が１／Ｎとなるように減速機構４５が設定されている。具体的には、本実施形態のインナーロータ３８は歯数が４個であるので、スカベンジポンプ３１の減速比は１／４となる。即ち、クランクシャフト２３が４回転するとポンプシャフト３９は１回転する。これにより、クランクシャフト２３の回転とスカベンジポンプ３１の回転とが機械的に同期される。

このように構成された内燃機関１０では、内燃機関１０が運転されると、要所を潤滑したオイルが密閉クランク室２１に流下して、密閉クランク室２１の下部に形成される略漏斗形状のオイル収集部２９に集められる。この集められたオイルは、オイル排出通路４０に導かれて、スカベンジポンプ３１の吸入口３４ａに吸引される。このとき、スカベンジポンプ３１に吸引されるオイルは、密閉クランク室２１の内圧により加圧されているので、効率よくスカベンジポンプ３１に吸引される。そして、スカベンジポンプ３１内のオイルは、ロータの回転に伴って移動し、吐出口３４ｂからオイル供給通路４１に供給される。

以上説明したように、本実施形態の内燃機関１０によれば、密閉クランク室２１の内圧が最大値となるピストン２５の下死点の位置でスカベンジポンプ３１のオイル吸入量が最大値となるように、クランクシャフト２３の回転とスカベンジポンプ３１の回転が同期されるため、密閉クランク室２１の内圧を有効に利用して、密閉クランク室２１のオイル及びブローバイガスを効率よく排出することができる。これにより、スカベンジポンプ３１の容量を増加させることなく、クランク室２１の内圧を十分に低減することができ、内燃機関１０のフリクションを低減することができる。

また、本実施形態の内燃機関１０によれば、スカベンジポンプ３１は、トロコイド式ポンプであり、クランクシャフト２３により減速機構４５を介して回転駆動され、スカベンジポンプ３１のインナーロータ３８の歯数をＮとしたとき、クランクシャフト２３の回転数に対するスカベンジポンプ３１の減速比を１／Ｎとするため、クランクシャフト２３の回転とスカベンジポンプ３１の回転とを機械的に同期させることができる。これにより、センサ等を用いて同期させる場合と比較して部品点数を削減することができるので、内燃機関１０の製造コストを低減することができる。

また、本実施形態の内燃機関１０によれば、減速機構４５は、複数の減速歯車（プライマリドライブギヤ、プライマリドリブンギヤ、ポンプ駆動歯車４６、及びポンプ従動歯車４７）から構成されるため、所定の減速比を実現することができると共に、減速機構４５をコンパクトにすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、単気筒エンジンに本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されず、多気筒エンジンに本発明を適用してもよい。

本発明に係る内燃機関の一実施形態を説明するための一部切欠右側面図である。図１に示す内燃機関の断面図である。図２に示すスカベンジポンプを説明するための要部拡大図である。本発明に係る内燃機関のクランク角に対するピストンの位置、密閉クランク室の内圧、及びスカベンジポンプの吸入量を示すグラフである。

符号の説明

１０内燃機関
１１クランクケース
１７オイルパン
２０隔壁
２１密閉クランク室
２２変速機室
２３クランクシャフト
２４コンロッド
２５ピストン
２６変速機
２７メインシャフト
２８カウンタシャフト
２９オイル収集部
３０オイルポンプユニット
３１スカベンジポンプ
３２ストレーナ
３３オイル吸入管
４０オイル排出通路
４１オイル供給通路
４５減速機構

Claims

コンロッドを介してピストンが連結されるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトが回動可能に配置されると共に、オイルパンと独立して形成される密閉クランク室と、
前記密閉クランク室内に吸入側が接続され、前記密閉クランク室外に吐出側が接続されるスカベンジポンプと、を備える内燃機関において、
前記ピストンの下死点の位置で前記スカベンジポンプのオイル吸入量が最大値となるように、前記クランクシャフトの回転と前記スカベンジポンプの回転が同期されることを特徴とする内燃機関。
前記スカベンジポンプは、トロコイド式ポンプであり、前記クランクシャフトにより減速機構を介して回転駆動され、
前記スカベンジポンプのインナーロータの歯数をＮとしたとき、
前記クランクシャフトの回転数に対する前記スカベンジポンプの減速比を１／Ｎとすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。