JP2014034930A - Exhaust device of engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize an engine as a whole including an auxiliary machine while forming a collective passage where exhaust ports are collected, in a cylinder head.SOLUTION: Exhaust ports of a first combustion chamber 10a and a second combustion chamber 10b are deviated in a direction of a cylinder row with respect to centers of the combustion chambers and a direction separating from an alternator 63, a bulging portion 69 is disposed at a side of the second combustion chamber 10b, a downstream side of a second exhaust port 12b is extended to a bulging portion 69 side in a direction orthogonal to the cylinder row, and a collective passage 59 is disposed in the bulging portion 69 at the downstream side of the second exhaust portion 12b. Further in a section opposed to the alternator 63, a first exhaust port 12a of the first combustion chamber 10a is curved into the S-shape so that it passes an inner side with respect to an outer wall 70 of a cylinder head 2 of a corresponding position of the first combustion chamber 10a. Thus the alternator 63 can approach the cylinder head 2 without disturbed by the bulging portion 69 and the first exhaust port 12a.

Description

本発明は、車両などに用いられるエンジンの排気装置に関し、特に排気マニホールドと呼ばれる排気集合通路をシリンダヘッドに一体に形成したエンジンの排気装置に好適なものである。   The present invention relates to an exhaust system for an engine used in a vehicle or the like, and is particularly suitable for an exhaust system for an engine in which an exhaust collecting passage called an exhaust manifold is formed integrally with a cylinder head.

このような排気集合通路をシリンダヘッドに一体化したものとしては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。また、下記特許文献2では、シリンダヘッドに形成された排気ポートをシリンダヘッド内で集合させることが記載されている。   As an example in which such an exhaust collecting passage is integrated with a cylinder head, there is one described in Patent Document 1 below, for example. Patent Document 2 below describes that the exhaust ports formed in the cylinder head are gathered in the cylinder head.

特開2008−208738号公報JP 2008-208738 A 特開2009−74510号公報JP 2009-74510 A

ところで、一般にエンジンの周囲には種々の補機が配置される。中でも、エンジンの回転力によって駆動される補機、例えばベルトで駆動される補機はエンジンに近い位置に配置する必要がある。しかしながら、前記特許文献1のように、単にシリンダヘッドと排気マニホールドを一体化した場合には、排気マニホールドに相当する部分がシリンダヘッド本体から膨出し、その膨出部がベルト駆動補機と干渉するために当該ベルト駆動補機をエンジンから離れた場所に配置しなければならない可能性がある。つまり、補機を含めたエンジン全体の小型化が阻害される。   Incidentally, various auxiliary machines are generally arranged around the engine. In particular, an auxiliary machine driven by the rotational force of the engine, for example, an auxiliary machine driven by a belt, needs to be arranged at a position close to the engine. However, as in Patent Document 1, when the cylinder head and the exhaust manifold are simply integrated, a portion corresponding to the exhaust manifold bulges from the cylinder head body, and the bulged portion interferes with the belt drive auxiliary machine. Therefore, there is a possibility that the belt drive accessory must be arranged at a location away from the engine. That is, downsizing of the entire engine including the auxiliary machine is hindered.

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、排気ポートを集合させた集合通路をシリンダヘッド内に形成しながら補機を含めたエンジン全体の小型化が可能で、排気ポートの通路抵抗を低減することができるエンジンの排気装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the size of the entire engine including the auxiliary machine while forming a collecting passage in which the exhaust ports are gathered in the cylinder head. It is an object of the present invention to provide an engine exhaust device that can reduce the passage resistance of an exhaust port.

上記課題を解決するために、発明の実施態様は、複数の気筒を直列に配置したエンジンの排気装置において、気筒数に応じた燃焼室及び前記燃焼室1つ当たり1個の排気ポートを備えたシリンダヘッドと、気筒列方向の一方の端部の燃焼室の気筒列直交方向側方に配置されベルトで駆動される補機と、気筒列方向で前記補機側の端部に配置される燃焼室を第1燃焼室とし前記第1燃焼室の隣に配置される燃焼室を第2燃焼室とした場合、前記第2燃焼室の側方で前記シリンダヘッドから気筒列と直交する方向に膨出する膨出部と、前記第1燃焼室及び第2燃焼室の夫々の中心に対して気筒列方向で前記補機から離れる方向に偏移させて前記第1燃焼室及び第2燃焼室の夫々に形成された排気口と、前記第2燃焼室の排気口から気筒列と直交する方向に延びるよう前記シリンダヘッドに形成された第2排気ポートと、前記第2排気ポートの下流側に連続して前記膨出部の内部に形成された集合通路と、前記第1燃焼室の排気口と前記集合通路との間を連絡し、気筒中心軸方向から見た場合に気筒列と直交する方向で少なくとも前記補機と対向する区間では前記第1燃焼室の外側に位置する前記シリンダヘッドの外壁よりも内側を通過し、且つその通路の上流側と下流側とが互いに逆向きに湾曲される第1排気ポートとを備えたことを特徴とするエンジンの排気装置である。   In order to solve the above-described problems, an embodiment of the invention is an engine exhaust system in which a plurality of cylinders are arranged in series, and includes a combustion chamber corresponding to the number of cylinders and one exhaust port per one combustion chamber. A cylinder head, an auxiliary machine arranged on the side of the cylinder chamber orthogonal direction of the combustion chamber at one end in the cylinder row direction and driven by a belt, and a combustion arranged at the end on the auxiliary machine side in the cylinder row direction When the chamber is the first combustion chamber and the combustion chamber disposed next to the first combustion chamber is the second combustion chamber, the cylinder head expands in the direction perpendicular to the cylinder row on the side of the second combustion chamber. The first and second combustion chambers are displaced by shifting in a direction away from the auxiliary device in the cylinder row direction with respect to the center of the first and second combustion chambers. The exhaust ports formed respectively and the exhaust ports of the second combustion chamber are orthogonal to the cylinder rows A second exhaust port formed in the cylinder head so as to extend in a direction, a collecting passage formed in the bulging portion continuously downstream of the second exhaust port, and an exhaust gas in the first combustion chamber The cylinder head that communicates between the mouth and the collecting passage and is located outside the first combustion chamber at least in a section facing the auxiliary machine in a direction orthogonal to the cylinder row when viewed from the cylinder central axis direction An exhaust system for an engine, comprising: a first exhaust port that passes through an inner side of the outer wall of the gas passage and is curved in directions opposite to each other on an upstream side and a downstream side of the passage.

また、気筒列方向と直交方向から見た場合、前記第1排気ポート及び第2排気ポートの排気口に隣接するポート部及び各排気口を開閉する排気バルブの中心軸を夫々各気筒の中心軸に対して燃焼室から離れる側が前記集合通路側になるように傾斜させた。   Further, when viewed from the direction orthogonal to the cylinder row direction, the central axis of each cylinder is defined as the port axis adjacent to the exhaust ports of the first exhaust port and the second exhaust port and the central axis of the exhaust valve that opens and closes each exhaust port. The side away from the combustion chamber was inclined with respect to the collecting passage side.

また、前記エンジンが二気筒エンジンである。   The engine is a two-cylinder engine.

而して、発明の実施態様によれば、複数の気筒を直列に配置したエンジンの排気装置において、シリンダヘッドは燃焼室1つ当たり1個の排気ポートを有する構造であるため、排気ポート及び集合通路がシリンダヘッド内にしめる容積を減少させることができる。このため、排気ポートの通路形状を自由に設定できると共に、シリンダヘッドの膨出部がシリンダヘッド外に膨出する量を減少することができる。また、第1燃焼室及び第2燃焼室の排気口を各燃焼室の中心に対して気筒列方向で補機から離れる方向に偏移すると共に、第2燃焼室の側方に膨出部を配置して第2燃焼室の第2排気ポートの下流側を気筒列と直交する方向であり且つ膨出部の側に延長し、その第2排気ポートの下流側に連続して膨出部内に集合通路を配置する。そのため、少なくとも第2燃焼室の排気口と集合通路の間を連絡する第2排気ポートの長さを短縮して膨出部を小型化でき、且つ第2排気ポートの通路抵抗を低減することができる。更に、第1燃焼室の第1排気ポートを、気筒中心軸方向から見た場合に気筒列と直交する方向で少なくとも補機に対向する区間においては第1燃焼室の外側に位置するシリンダヘッドの外壁よりも内側を通過するようにその通路を上流側と下流側とが互いに逆向きになるようにS字状に湾曲した。これにより、第1排気ポートを第1燃焼室寄りに配置して膨張部を小型化することができ、その分だけ、補機をシリンダヘッドの近くに配置することができる。以上より、膨張部や排気ポートに邪魔されずに補機をシリンダヘッドに近づけて配置できるため、エンジンの小型化が図れる。また、排気ポート及び集合通路の通路長さを従来に対して短くすることができ、排気ポート及び集合通路における通気抵抗を低減できる。   Thus, according to an embodiment of the invention, in the engine exhaust system in which a plurality of cylinders are arranged in series, the cylinder head has a structure having one exhaust port per combustion chamber. It is possible to reduce the volume that the passage fills in the cylinder head. For this reason, the passage shape of the exhaust port can be freely set, and the amount by which the bulging portion of the cylinder head bulges out of the cylinder head can be reduced. Further, the exhaust ports of the first combustion chamber and the second combustion chamber are shifted from the center of each combustion chamber in the direction of the cylinder row in a direction away from the auxiliary machine, and a bulging portion is formed on the side of the second combustion chamber. It is arranged and the downstream side of the second exhaust port of the second combustion chamber extends in the direction orthogonal to the cylinder row and extends toward the bulging portion, and continuously into the bulging portion downstream of the second exhaust port. Arrange the gathering passage. Therefore, at least the length of the second exhaust port that communicates between the exhaust port of the second combustion chamber and the collecting passage can be shortened to reduce the size of the bulging portion, and the passage resistance of the second exhaust port can be reduced. it can. Further, when the first exhaust port of the first combustion chamber is viewed from the cylinder central axis direction, the cylinder head located outside the first combustion chamber is at least in a section facing the auxiliary machine in a direction orthogonal to the cylinder row. The passage was curved in an S shape so that the upstream side and the downstream side were opposite to each other so as to pass inside the outer wall. As a result, the first exhaust port can be disposed closer to the first combustion chamber to reduce the size of the expansion portion, and accordingly, the auxiliary device can be disposed closer to the cylinder head. As described above, since the auxiliary machine can be arranged close to the cylinder head without being obstructed by the expansion part and the exhaust port, the engine can be downsized. Further, the passage lengths of the exhaust port and the collecting passage can be shortened as compared with the conventional one, and the ventilation resistance in the exhaust port and the collecting passage can be reduced.

また、気筒列と直交する方向から見た場合、第1排気ポート及び第2排気ポートの排気口に隣接するポート部及び各排気口を開閉する排気バルブの中心軸を夫々各気筒の中心軸に対して燃焼室から離れる側が集合通路側になるように傾斜させた。これにより、排気ポートの長さを従来よりも短くでき、且つ排気ポートの湾曲具合を減少させることができ、排気ポートの通路抵抗を低減できる。   Further, when viewed from the direction perpendicular to the cylinder row, the central axis of the exhaust valve that opens and closes the ports adjacent to the exhaust ports of the first exhaust port and the second exhaust port and the respective exhaust ports is the central axis of each cylinder. On the other hand, it was inclined so that the side away from the combustion chamber was the collecting passage side. As a result, the length of the exhaust port can be made shorter than before, the degree of bending of the exhaust port can be reduced, and the passage resistance of the exhaust port can be reduced.

また、エンジンが二気筒エンジンであるため、気筒列方向の長さが短く、補機をエンジンに近づけ、エンジンを小型化でき、且つ排気ポートの通路抵抗を低減できる。   Further, since the engine is a two-cylinder engine, the length in the cylinder row direction is short, the auxiliary machine can be brought close to the engine, the engine can be miniaturized, and the passage resistance of the exhaust port can be reduced.

本発明の排気装置が適用されたエンジンの一実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of an engine to which an exhaust device of the present invention is applied. 図1のエンジンの正面図である。It is a front view of the engine of FIG. 図1のエンジンの左側面図である。It is a left view of the engine of FIG. 図1のエンジンの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the engine of FIG. 図1のエンジンのシリンダヘッドの横断面図である。It is a cross-sectional view of the cylinder head of the engine of FIG. 図1のエンジンの排気ポートの形状を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the shape of the exhaust port of the engine of FIG.

次に、本発明のエンジンの排気装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態のエンジンの外観を示す斜視図、図2は、図1のエンジンの正面図、図3は、図1のエンジンの左側面図、図4は、図1のエンジンの縦断面図、図5は、図1のエンジンのシリンダヘッドの横断面図、図6は、図1のエンジンの排気ポートの形状を示す縦断面図である。本実施形態のエンジンは、シリンダヘッド、シリンダ、及びクランクケースの上半部が一体化されたモノブロックエンジンである。このモノブロックエンジンは、例えば自動二輪車や四輪自動車といった車両や、発電機などの機器に搭載される直列2気筒エンジンであり、種々の向きに搭載される場合があるが、凡そ図1のように搭載されるので、この図1の上方をエンジンの上方と定義する。また、図中の「前」及び「左」の矢印は、夫々、クランク軸方向で変速機の取付部と反対側が「前」、排気管の取付側が「左」を示す。   Next, an embodiment of an exhaust system for an engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing the appearance of the engine of the present embodiment, FIG. 2 is a front view of the engine of FIG. 1, FIG. 3 is a left side view of the engine of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the cylinder head of the engine of FIG. 1, and FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the shape of the exhaust port of the engine of FIG. The engine of this embodiment is a monoblock engine in which a cylinder head, a cylinder, and an upper half of a crankcase are integrated. This monoblock engine is an in-line two-cylinder engine mounted on a vehicle such as a motorcycle or a four-wheeled vehicle or a device such as a generator, and may be mounted in various directions, as shown in FIG. The upper part of FIG. 1 is defined as the upper part of the engine. In addition, the arrows “front” and “left” in the drawing indicate “front” on the side opposite to the transmission mounting portion in the crankshaft direction and “left” on the exhaust pipe mounting side, respectively.

本実施形態のモノブロックエンジンは、モノブロックであるから、一般的に称呼されるシリンダヘッド2、シリンダ3、アッパクランクケース(クランクケース上半部)4が一体化されてエンジンブロック主要部1となっている。このエンジンブロック主要部1は、例えばアルミニウムのダイカスト製部品である。エンジンブロック主要部1のシリンダ3にはシリンダボア5が形成され、シリンダヘッド2にはカム軸6を始めとする動弁機構が配置され、アッパクランクケース4にはクランク軸7が配置される。シリンダヘッド2の上方にはヘッドカバー8が取付けられ、アッパクランクケース4の下方にはロアクランクケース(クランクケース下半部)9が取付けられ、全体でモノブロックエンジンが構成される。なお、図1中の符号Aはシリンダヘッド2とヘッドカバー8の接合面、符号Bはアッパクランクケース4とロアクランクケース9の接合面を示す。また、ロアクランクケース9はオイルパンを兼ねる。   Since the monoblock engine of the present embodiment is a monoblock, a cylinder head 2, a cylinder 3, and an upper crankcase (upper crankcase) 4, which are generally called, are integrated to form an engine block main portion 1. It has become. The engine block main part 1 is an aluminum die-cast part, for example. A cylinder bore 5 is formed in the cylinder 3 of the engine block main portion 1, a valve mechanism including a camshaft 6 is disposed in the cylinder head 2, and a crankshaft 7 is disposed in the upper crankcase 4. A head cover 8 is attached above the cylinder head 2 and a lower crankcase (lower crankcase half) 9 is attached below the upper crankcase 4 to constitute a monoblock engine as a whole. In FIG. 1, the symbol A indicates the joint surface between the cylinder head 2 and the head cover 8, and the symbol B indicates the joint surface between the upper crankcase 4 and the lower crankcase 9. The lower crankcase 9 also serves as an oil pan.

シリンダボア5の上端部に相当するシリンダヘッド2の下端部には燃焼室10a、10bが形成されている。燃焼室10a、10bには吸気ポート11及び排気ポート12a、12bが接続され、吸気ポート11及び排気ポート12a、12bの燃焼室10a、10b側端部、つまり吸気口及び排気口に夫々バルブシート13が設けられている。また、吸気ポート11及び排気ポート12a、12bの夫々にはバルブステムガイド14が取付けられ、夫々のバルブステムガイド14に吸気バルブ15及び排気バルブ16のバルブステムが差し込まれている。また、吸気バルブ15及び排気バルブ16のバルブフェースと反対側の端部、つまりバルブステムエンド側には、リテーナ及びコッターを介してバルブスプリング17が取付けられている。また、燃焼室10a、10bには点火プラグ51が取付けられている。   Combustion chambers 10 a and 10 b are formed at the lower end portion of the cylinder head 2 corresponding to the upper end portion of the cylinder bore 5. An intake port 11 and exhaust ports 12a and 12b are connected to the combustion chambers 10a and 10b, and valve seats 13 are provided at the ends of the intake port 11 and the exhaust ports 12a and 12b on the combustion chamber 10a and 10b side, that is, the intake and exhaust ports, respectively. Is provided. A valve stem guide 14 is attached to each of the intake port 11 and the exhaust ports 12a and 12b, and the valve stems of the intake valve 15 and the exhaust valve 16 are inserted into the respective valve stem guides 14. A valve spring 17 is attached to the end of the intake valve 15 and the exhaust valve 16 opposite to the valve face, that is, the valve stem end side via a retainer and a cotter. A spark plug 51 is attached to the combustion chambers 10a and 10b.

カム軸6は、カムジャーナル18がベアリング19を介してシリンダヘッド2とヘッドカバー8に回転自在に支持されている。カムジャーナル18は、2つの燃焼室10の夫々の中央部の真上に位置し、夫々のカムジャーナル18の両側には吸気カム20及び排気カム21が設けられている。吸気カム20と吸気バルブ15のバルブステムエンドの間、及び排気カム21と排気バルブ16のバルブステムエンドの間の夫々にはローラ付きロッカアーム22が介装され、各ローラ付きロッカアーム22とシリンダヘッド2の間には油圧ラッシュアジャスタ23が介装されている。   A cam journal 18 is rotatably supported by the cylinder head 2 and the head cover 8 via a bearing 19. The cam journal 18 is located immediately above the center of each of the two combustion chambers 10, and an intake cam 20 and an exhaust cam 21 are provided on both sides of each cam journal 18. Between the intake cam 20 and the valve stem end of the intake valve 15, and between the exhaust cam 21 and the valve stem end of the exhaust valve 16, a rocker arm 22 with a roller is interposed, and each rocker arm 22 with a roller and the cylinder head 2 are interposed. A hydraulic lash adjuster 23 is interposed between them.

本実施形態では、吸気バルブ15の軸線及び排気バルブ16の軸線が、図4の鉛直線、つまりシリンダボア5の軸線(中心線)5CLに対して、バルブステムエンド側が開くように、放射状に傾斜している。これは、バルブシート13のシート面加工を容易にするためでもある。なお、吸気カム20及び排気カム21の夫々のカム面やローラ付きロッカアーム22のカム接触面及びバルブステムエンド接触面は、全て吸気バルブ15の軸線及び排気バルブ16の軸線と直交するように、つまり接触面同士が平面接触するように形成されている。また、本実施形態では、気筒列と直交する方向から見た場合、排気ポート12a、12bのバルブシート13に隣接するポート部及び各排気口を開閉する排気バルブ16の中心軸16CLを夫々各気筒の中心軸5CLに対して燃焼室10a、10bから離れる側が後述する集合通路側になるように傾斜させた。これにより各排気ポート12a、12bを短くすることができると共に通路抵抗を低減することが可能となる。   In the present embodiment, the axis of the intake valve 15 and the axis of the exhaust valve 16 are inclined radially so that the valve stem end side opens with respect to the vertical line of FIG. 4, that is, the axis (center line) 5CL of the cylinder bore 5. ing. This is also for facilitating the seat surface processing of the valve seat 13. Note that the cam surfaces of the intake cam 20 and the exhaust cam 21, the cam contact surface of the rocker arm 22 with a roller, and the valve stem end contact surface are all orthogonal to the axis of the intake valve 15 and the axis of the exhaust valve 16, that is, The contact surfaces are formed so as to be in plane contact with each other. Further, in the present embodiment, when viewed from the direction orthogonal to the cylinder row, the port portion adjacent to the valve seat 13 of the exhaust ports 12a and 12b and the central shaft 16CL of the exhaust valve 16 that opens and closes each exhaust port are provided for each cylinder. The center axis 5CL is inclined so that the side away from the combustion chambers 10a, 10b is the collecting passage side described later. As a result, the exhaust ports 12a and 12b can be shortened and the passage resistance can be reduced.

各シリンダボア5内にはピストン24が収納されている。ピストン24は、クランク軸7のクランクピン25とコネクティングロッド(コンロッド)26で連結されている。クランク軸7は、クランクジャーナル27がベアリングメタル28を介してアッパクランクケース4及びロアクランクケース9に回転自在に支持されている。周知のように、燃焼室10内の混合気の燃焼・爆発に伴ってピストン24がシリンダボア5内を往復すると、その往復運動がクランク軸7の回転運動として取り出される。なお、本実施形態のモノブロックエンジンは2気筒エンジンであるので燃焼サイクルに伴う一次振動が大きく、それを抑制するため、図示しないバランサ軸が、例えば図1、図2の符号52の部分に収納されている。バランサ軸52は、周知のように、クランク軸7と同じ重さでバランスが逆になっている。バランサ軸52は、図示しないギヤによってクランク軸7に連結されており、クランク軸7と逆方向に回転する。そのため、図1、図2に示す駆動プーリ53は、バランサ軸52と共に図2の反時計回り方向に回転する。   A piston 24 is accommodated in each cylinder bore 5. The piston 24 is connected to the crankpin 25 of the crankshaft 7 by a connecting rod (connecting rod) 26. The crankshaft 7 has a crank journal 27 rotatably supported by the upper crankcase 4 and the lower crankcase 9 via a bearing metal 28. As is well known, when the piston 24 reciprocates in the cylinder bore 5 as the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 burns and explodes, the reciprocating motion is extracted as the rotational motion of the crankshaft 7. In addition, since the monoblock engine of the present embodiment is a two-cylinder engine, the primary vibration accompanying the combustion cycle is large, and a balancer shaft (not shown) is housed in, for example, the reference numeral 52 in FIGS. Has been. As is well known, the balancer shaft 52 has the same weight as that of the crankshaft 7 and the balance is reversed. The balancer shaft 52 is connected to the crankshaft 7 by a gear (not shown) and rotates in the direction opposite to the crankshaft 7. Therefore, the drive pulley 53 shown in FIGS. 1 and 2 rotates in the counterclockwise direction of FIG. 2 together with the balancer shaft 52.

周知のように、4サイクルエンジンでは、カム軸6は、クランク軸7の回転速度の1/2の回転速度比で且つクランク軸7の回転角度に対して所定の位相で回転する必要がある。そのため、クランク軸7の駆動力をカム軸6に伝達するカム軸駆動機構が必要となる。本実施形態では、このカム軸駆動機構に、ベベルギヤと中間軸を用いる。中間軸29は、軸線がカム軸6の軸線及びクランク軸7の軸線と直交するように、つまり軸線を上下方向に向けて配置され、それを回転自在に支持するベアリング(軸受)19と共に、エンジンブロック主要部1と一体形成された円筒状の収納部31内に収納される。図1、図5に示すように、収納部31は、内部が中空の円筒部をエンジンブロック主要部1に付け足した形で形成されている。   As is well known, in a four-cycle engine, the camshaft 6 needs to rotate at a rotation speed ratio that is ½ of the rotation speed of the crankshaft 7 and at a predetermined phase with respect to the rotation angle of the crankshaft 7. Therefore, a camshaft drive mechanism that transmits the driving force of the crankshaft 7 to the camshaft 6 is required. In this embodiment, a bevel gear and an intermediate shaft are used for this cam shaft drive mechanism. The intermediate shaft 29 is arranged so that the axis thereof is orthogonal to the axis of the camshaft 6 and the axis of the crankshaft 7, that is, the shaft is arranged in the vertical direction, together with a bearing (bearing) 19 that rotatably supports the engine. It is stored in a cylindrical storage portion 31 formed integrally with the block main portion 1. As shown in FIGS. 1 and 5, the storage portion 31 is formed by adding a hollow cylindrical portion to the engine block main portion 1.

例えば、図4に示すように、クランク軸7の図示左方端部には当該クランク軸7と一体に第1ベベルギヤ32が取付けられ、従って当該クランク軸7と第1ベベルギヤ32は同期回転する。また、中間軸29の下端部には、前記第1ベベルギヤ32と噛み合う第2ベベルギヤ33がボルトによって当該中間軸29と一体に取付けられている。また、中間軸29の上端部には、中間軸29と個別の第3ベベルギヤ34がボルトによって当該中間軸29に一体に取付けられている。また、カム軸6の図示左方端部には、前記第3ベベルギヤ34と噛み合う第4ベベルギヤ35がボルトによって当該カム軸6と一体に取付けられ、従って当該カム軸6と第4ベベルギヤ35は同期回転する。なお、第1ベベルギヤ32と第2ベベルギヤ33のギヤ比は1であり、第3ベベルギヤ34と第4ベベルギヤ35のギヤ比は2であり、その結果、カム軸6はクランク軸7の回転速度の1/2の回転速度比で回転する。   For example, as shown in FIG. 4, a first bevel gear 32 is attached integrally with the crankshaft 7 to the left end portion of the crankshaft 7 in the drawing, so that the crankshaft 7 and the first bevel gear 32 rotate synchronously. A second bevel gear 33 that meshes with the first bevel gear 32 is attached to the lower end portion of the intermediate shaft 29 integrally with the intermediate shaft 29 by a bolt. An intermediate shaft 29 and an individual third bevel gear 34 are integrally attached to the intermediate shaft 29 by bolts at the upper end of the intermediate shaft 29. A fourth bevel gear 35 that meshes with the third bevel gear 34 is attached to the cam shaft 6 integrally with the cam shaft 6 by a bolt at the left end of the cam shaft 6 in the figure, and therefore the cam shaft 6 and the fourth bevel gear 35 are synchronized. Rotate. The gear ratio between the first bevel gear 32 and the second bevel gear 33 is 1, and the gear ratio between the third bevel gear 34 and the fourth bevel gear 35 is 2. As a result, the camshaft 6 has a rotational speed of the crankshaft 7. Rotates at a rotation speed ratio of 1/2.

収納部31のうち、中間軸29の下端部の第2ベベルギヤ33の上方には段差部が形成され、この段差部に円板状のプレート30が置かれ、その上方にオイルポンプケース36が搭載されている。オイルポンプケース36のプレート30に向かい合う下端部にはオイルポンプハウジングが形成され、オイルポンプの構成部材であるアウタロータ37及びインナロータ38が収納されている。このうち、インナロータ38は中間軸29で回転され、これらにより例えばトロコイド型のオイルポンプ39が構成される。また、オイルポンプケース36の上方には、更にウオーターポンプケース54が搭載され、ウオーターポンプケース54のオイルポンプケース36に向かい合う下端部にはウオーターポンプハウジングが形成され、ウオーターポンプの構成部材であるインペラ55が収納されている。インペラ55は中間軸29で回転され、これらによりウオーターポンプ56が構成される。   A step portion is formed above the second bevel gear 33 at the lower end portion of the intermediate shaft 29 in the storage portion 31, a disc-like plate 30 is placed on the step portion, and an oil pump case 36 is mounted above the step plate. Has been. An oil pump housing is formed at the lower end of the oil pump case 36 facing the plate 30 and houses an outer rotor 37 and an inner rotor 38 that are components of the oil pump. Among these, the inner rotor 38 is rotated by the intermediate shaft 29, and thereby, for example, a trochoid oil pump 39 is configured. A water pump case 54 is further mounted above the oil pump case 36, and a water pump housing is formed at the lower end of the water pump case 54 facing the oil pump case 36. The impeller is a component of the water pump. 55 is stored. The impeller 55 is rotated by the intermediate shaft 29, and a water pump 56 is configured by these.

以上が、所謂エンジン主機の構成であるが、例えば本実施形態のモノブロックエンジンを車両用エンジンとして用いる場合には、吸気系、排気系、点火系などの主機以外の補機類を取付けてはじめて車両用エンジンとして成立する。そのため、前記吸気ポート11には、夫々、個別の吸気管57が接続され、それら吸気管57の吸気方向先方には吸気マニホールド58が接続されている。また、前記排気ポート12a、12bは、エンジンブロック主要部1のシリンダヘッド2部分で集合して集合通路59が形成され、その集合通路59に、エンジンブロック主要部1とは個別の排気管60が接続され、排気管60の途中には触媒コンバータ61が介装されている。   The above is the configuration of the so-called engine main machine. For example, when the monoblock engine of this embodiment is used as a vehicle engine, it is not until the auxiliary machines other than the main machine such as the intake system, the exhaust system, and the ignition system are attached. It is established as a vehicle engine. Therefore, individual intake pipes 57 are connected to the intake ports 11, and an intake manifold 58 is connected to the intake pipes 57 in the intake direction. The exhaust ports 12a and 12b are gathered at the cylinder head 2 portion of the engine block main portion 1 to form a collecting passage 59, and an exhaust pipe 60 separate from the engine block main portion 1 is formed in the collecting passage 59. A catalytic converter 61 is interposed in the middle of the exhaust pipe 60.

前記バランサ軸52の上方には、エアコンプレッサ62が配置され、更にその上方には、オルタネータ63が配置されている。そして、オルタネータ63にも、エアコンプレッサ62にも、被駆動プーリ65が取付けられている。また、バランサ軸52の下方にはテンショナプーリ64が配置され、駆動プーリ53、エアコンプレッサ62の被駆動プーリ65、オルタネータ63の被駆動プーリ65、テンショナプーリ64の順にベルト66が巻回されている。本実施形態のベルトレイアウトでは、駆動プーリ53だけがベルト66の外周面に接触し、2つの被駆動プーリ65、及びテンショナプーリ64はベルト66の内周面に接触している。従って、前述のように駆動プーリ53が反時計回り方向に回転すると、被駆動プーリ65、即ちオルタネータ63やエアコンプレッサ62は時計回り方向に回転し、テンショナプーリ64も時計回り方向に回転する。なお、図中の符号67はオイルフィルタ、符号68はスタータである。   An air compressor 62 is disposed above the balancer shaft 52, and an alternator 63 is disposed above the air compressor 62. A driven pulley 65 is attached to both the alternator 63 and the air compressor 62. A tensioner pulley 64 is disposed below the balancer shaft 52, and a belt 66 is wound around the driving pulley 53, the driven pulley 65 of the air compressor 62, the driven pulley 65 of the alternator 63, and the tensioner pulley 64 in this order. . In the belt layout of this embodiment, only the driving pulley 53 is in contact with the outer peripheral surface of the belt 66, and the two driven pulleys 65 and the tensioner pulley 64 are in contact with the inner peripheral surface of the belt 66. Therefore, when the driving pulley 53 rotates counterclockwise as described above, the driven pulley 65, that is, the alternator 63 and the air compressor 62 rotate clockwise, and the tensioner pulley 64 also rotates clockwise. In the figure, reference numeral 67 is an oil filter, and reference numeral 68 is a starter.

本実施形態では、ベルト66で駆動されるオルタネータ63は、エンジンブロック主要部1のシリンダヘッド2の高さ位置に配置される。また、本実施形態では、気筒列の端部に中間軸29やベベルギヤを収納する収納部31が設けられているため、オルタネータ63は、当該収納部31に最も近い、気筒列端部の第1燃焼室10aに対して気筒列と直交する方向で側方に位置している。この第1燃焼室10aの隣の燃焼室を第2燃焼室10bとする。例えば図6に明示するように、本実施形態では、各燃焼室10a、10bの排気口、つまり排気ポート12a、12bのバルブシート13は、各燃焼室10a、10bの夫々の中心に対して気筒列方向でオルタネータ63から離れる方向に偏移している。   In the present embodiment, the alternator 63 driven by the belt 66 is disposed at the height position of the cylinder head 2 of the engine block main portion 1. In the present embodiment, since the storage portion 31 for storing the intermediate shaft 29 and the bevel gear is provided at the end of the cylinder row, the alternator 63 is the first of the cylinder row end closest to the storage portion 31. It is located laterally with respect to the combustion chamber 10a in a direction perpendicular to the cylinder row. Let the combustion chamber adjacent to this 1st combustion chamber 10a be the 2nd combustion chamber 10b. For example, as clearly shown in FIG. 6, in the present embodiment, the exhaust ports of the combustion chambers 10a and 10b, that is, the valve seats 13 of the exhaust ports 12a and 12b are cylinders with respect to the centers of the combustion chambers 10a and 10b. It is shifted in the direction away from the alternator 63 in the row direction.

また、第2燃焼室10bの側方でシリンダヘッド2から気筒列と直交する方向に膨出する膨出部69が形成され、この膨出部69内に集合通路59が形成されている。その結果、第2燃焼室10bの第2排気ポート12bは集合通路59に連続するために、気筒列と直交する方向に延長され、その第2排気ポート12bの下流側に配置される膨出部69の内部に集合通路59が形成されている。なお、集合通路59には第1燃焼室10aの第1排気ポート12aも集合している。   A bulging portion 69 bulging from the cylinder head 2 in a direction perpendicular to the cylinder row is formed on the side of the second combustion chamber 10 b, and a collecting passage 59 is formed in the bulging portion 69. As a result, since the second exhaust port 12b of the second combustion chamber 10b is continuous with the collecting passage 59, the second exhaust port 12b is extended in a direction orthogonal to the cylinder row and is disposed on the downstream side of the second exhaust port 12b. A collecting passage 59 is formed inside 69. Note that the first exhaust port 12a of the first combustion chamber 10a also gathers in the collecting passage 59.

本実施形態では、シリンダヘッド2とシリンダ3をモノブロック化してエンジンブロック主要部1としている。通常のエンジンではシリンダヘッド2をシリンダ3に固定するためのヘッドボルトを必要とするが、本実施形態ではヘッドボルトが不要である。そのため、例えば排気ポートをシリンダヘッド2内で自由にレイアウトすることができる。そこで、本実施形態では、エンジンを気筒中心軸方向から見た場合に、第1排気ポート12aを通路の上流側と下流側とが互いに逆向きなるようにS字状に湾曲させ、オルタネータ63と対向する区間では、第1排気ポート12aが気筒列直交方向で第1燃焼室10aの外側に配置されるシリンダヘッド2の外壁70よりも内側を通過するようにした。そのため、集合通路59を内蔵する膨出部69をオルタネータ63から離れる方向に配置し、オルタネータ63はシリンダヘッド2に接近させることが可能となる。また、第2排気ポート12bは直線的な通路にて集合通路59に接続し、第1排気ポート12aも緩やかに湾曲して集合通路59に集合するので、各排気ポート12a、12bの通路抵抗も低減する。   In this embodiment, the cylinder head 2 and the cylinder 3 are monoblocked to form the engine block main portion 1. In a normal engine, a head bolt for fixing the cylinder head 2 to the cylinder 3 is required, but in the present embodiment, a head bolt is unnecessary. Therefore, for example, the exhaust port can be freely laid out in the cylinder head 2. Therefore, in the present embodiment, when the engine is viewed from the cylinder center axis direction, the first exhaust port 12a is curved in an S shape so that the upstream side and the downstream side of the passage are opposite to each other, and the alternator 63 In the facing section, the first exhaust port 12a passes through the inner side of the outer wall 70 of the cylinder head 2 disposed outside the first combustion chamber 10a in the direction perpendicular to the cylinder row. Therefore, the bulging portion 69 containing the collecting passage 59 is disposed in a direction away from the alternator 63, and the alternator 63 can be brought close to the cylinder head 2. Further, since the second exhaust port 12b is connected to the collecting passage 59 by a straight passage, and the first exhaust port 12a is also gently curved and gathers in the collecting passage 59, the passage resistance of each exhaust port 12a, 12b is also reduced. To reduce.

このように本実施形態のエンジンの排気装置では、複数の気筒を直列に配置したエンジンの排気装置において、シリンダヘッド2は燃焼室10a、10b、夫々、1つ当たり1個の排気ポート12a、12bを有する構造であるため、排気ポート12a、12b及び集合通路59がシリンダヘッド2内にしめる容積を減少させることができる。このため、排気ポート12a、12bの通路形状を自由に設定できると共に、シリンダヘッド2の膨出部69がシリンダヘッド2外に膨出する量を減少することができる。また、第1燃焼室10a及び第2燃焼室10bの排気口を各燃焼室10a、10bの中心に対して気筒列方向でオルタネータ63から離れる方向に偏移すると共に、第2燃焼室10bの側方に膨出部69を配置して第2燃焼室10bに連絡する第2排気ポート12bの下流側を気筒列と直交する方向であり、且つ膨出部69の側に延長し、その第2排気ポート12bの延長された下流側に配置される膨出部69内に集合通路59を配置する。そのため、少なくとも第2燃焼室10bの排気口と集合通路59の間を連絡する第2排気ポート12bの長さを短縮して膨出部69を小型化でき、且つ第2排気ポート12bの通路抵抗を低減することができる。更に、第1燃焼室10aの第1排気ポート12aを、気筒中心軸方向から見た場合に気筒列と直交する方向で少なくともオルタネータ63に対向する区間においては第1燃焼室10aの外側に位置するシリンダヘッド2の外壁70よりも内側を通過するようにその通路の上流側と下流側とが互いに逆向きなるようにS字状に湾曲した。これにより、第1排気ポート12aを第1燃焼室10a寄りに配置して膨張部69を小型化することができ、その分だけ、オルタネータ63をシリンダヘッド2の近くに配置することができる。そして、以上より、膨張部69や排気ポート12a、12bに邪魔されずにオルタネータ63をシリンダヘッド2に近づけて配置できるため、エンジンの小型化が図れる。また、排気ポート12a、12b及び集合通路59の通路長さを従来に対して短くすることができ、排気ポート12a、12b及び集合通路59における通気抵抗を低減できる。   As described above, in the engine exhaust system of the present embodiment, in the engine exhaust system in which a plurality of cylinders are arranged in series, the cylinder head 2 has the combustion chambers 10a and 10b, one exhaust port 12a and 12b per one respectively. Therefore, it is possible to reduce the volume that the exhaust ports 12a, 12b and the collecting passage 59 can fit in the cylinder head 2. Therefore, the passage shapes of the exhaust ports 12a and 12b can be freely set, and the amount by which the bulging portion 69 of the cylinder head 2 bulges out of the cylinder head 2 can be reduced. Also, the exhaust ports of the first combustion chamber 10a and the second combustion chamber 10b are shifted in the direction away from the alternator 63 in the cylinder row direction with respect to the centers of the combustion chambers 10a and 10b, and the second combustion chamber 10b side A bulging portion 69 is arranged on the side, and the downstream side of the second exhaust port 12b communicating with the second combustion chamber 10b is in a direction perpendicular to the cylinder row and extends to the bulging portion 69 side. The collecting passage 59 is disposed in the bulging portion 69 disposed on the extended downstream side of the exhaust port 12b. Therefore, the length of the second exhaust port 12b communicating at least between the exhaust port of the second combustion chamber 10b and the collecting passage 59 can be shortened to reduce the size of the bulging portion 69, and the passage resistance of the second exhaust port 12b can be reduced. Can be reduced. Further, the first exhaust port 12a of the first combustion chamber 10a is located outside the first combustion chamber 10a in a section facing the alternator 63 at least in the direction orthogonal to the cylinder row when viewed from the cylinder central axis direction. The passage was curved in an S shape so that the upstream side and the downstream side of the passage were opposite to each other so as to pass inside the outer wall 70 of the cylinder head 2. Accordingly, the first exhaust port 12a can be disposed closer to the first combustion chamber 10a to reduce the size of the expansion portion 69, and the alternator 63 can be disposed closer to the cylinder head 2 by that amount. As described above, since the alternator 63 can be disposed close to the cylinder head 2 without being obstructed by the expansion portion 69 and the exhaust ports 12a and 12b, the engine can be downsized. In addition, the passage lengths of the exhaust ports 12a and 12b and the collecting passage 59 can be made shorter than the conventional length, and the ventilation resistance in the exhaust ports 12a and 12b and the collecting passage 59 can be reduced.

また、気筒列と直交する方向から見た場合、第1排気ポート12a及び第2排気ポート12bのバルブシート13に隣接するポート部及び各排気口を開閉する排気バルブ16の中心軸16CLを夫々各気筒の中心軸5CLに対して燃焼室10a、10bから離れる側が集合通路59側に近づくように傾斜させた。これにより、排気ポート12a、12bの長さを従来よりも短くでき、且つ排気ポート12a、12bの湾曲具合を減少させることができ、排気ポート12a、12bの通路抵抗を低減できる。   Further, when viewed from the direction orthogonal to the cylinder row, the port portion adjacent to the valve seat 13 of the first exhaust port 12a and the second exhaust port 12b and the central shaft 16CL of the exhaust valve 16 that opens and closes each exhaust port are respectively provided. The side away from the combustion chambers 10a, 10b was inclined with respect to the central axis 5CL of the cylinder so as to approach the collecting passage 59 side. As a result, the length of the exhaust ports 12a and 12b can be made shorter than before, the degree of bending of the exhaust ports 12a and 12b can be reduced, and the passage resistance of the exhaust ports 12a and 12b can be reduced.

また、気筒列方向の長さが比較的短く、集合通路が補機の側方に配置されることが多い二気筒エンジンにおいても、上記構造を適用すればオルタネータ63をエンジンに近づけ、エンジンを小型化でき、且つ排気ポート12a、12bの通路抵抗を低減できる。   Further, even in a two-cylinder engine whose length in the cylinder row direction is relatively short and the collecting passage is often arranged on the side of the auxiliary machine, if the above structure is applied, the alternator 63 is brought closer to the engine and the engine is made smaller. And the passage resistance of the exhaust ports 12a and 12b can be reduced.

1はエンジンブロック主要部
2はシリンダヘッド
3はシリンダ
4はアッパクランクケース(クランクケース上半部)
5はシリンダボア
6はカム軸
7はクランク軸
8はヘッドカバー
9はロアクランクケース
10a、10bは燃焼室
11は吸気ポート
12a、12bは排気ポート
13はバルブシート
14はバルブステムガイド
15は吸気バルブ
16は排気バルブ
17はバルブスプリング
18はカムジャーナル
19はベアリング
20は吸気カム
21は排気カム
22はローラ付きロッカアーム
23は油圧ラッシュアジャスタ
24はピストン
25はクランクピン
26はコネクティングロッド
27はクランクジャーナル
28はベアリングメタル
29は中間軸
30はプレート
31は収納部
32は第1ベベルギヤ
33は第2ベベルギヤ
34は第3ベベルギヤ
35は第4ベベルギヤ
36はオイルポンプケース
37はアウタロータ
38はインナロータ
39はオイルポンプ
51は点火プラグ
52はバランサ軸
53は駆動プーリ
54はウオーターポンプケース
55はインペラ
56はウオーターポンプ
57は吸気管
58は吸気マニホールド
59は集合通路
60は排気管
61は触媒コンバータ
62はエアコンプレッサ
63はオルタネータ
64はテンショナプーリ
65は被駆動プーリ
66はベルト
67はオイルフィルタ
68はスタータ
69は膨出部
70は外壁
1 is an engine block main part 2 is a cylinder head 3 is a cylinder 4 is an upper crankcase (the upper half of the crankcase)
5 is a cylinder bore 6 is a camshaft 7 is a crankshaft 8 is a head cover 9 is a lower crankcase 10a and 10b is a combustion chamber 11 is an intake port 12a, 12b is an exhaust port 13 is a valve seat 14 is a valve stem guide 15 is an intake valve 16 is Exhaust valve 17 is a valve spring 18 is a cam journal 19 is a bearing 20 is an intake cam 21 is an exhaust cam 22 is a rocker arm with a roller 23 is a hydraulic lash adjuster 24 is a piston 25 is a crank pin 26 is a connecting rod 27 is a crank journal 28 is a bearing metal 29 is an intermediate shaft 30 is a plate 31 is a storage portion 32 is a first bevel gear 33 is a second bevel gear 34 is a third bevel gear 35 is a fourth bevel gear 36 is an oil pump case 37 is an outer rotor 38 is an inner rotor 39 Is an oil pump 51 is a spark plug 52 is a balancer shaft 53 is a drive pulley 54 is a water pump case 55 is an impeller 56 is a water pump 57 is an intake pipe 58 is an intake manifold 59 is a collecting passage 60 is an exhaust pipe 61 is a catalytic converter 62 is an air Compressor 63 is an alternator 64 is a tensioner pulley 65 is a driven pulley 66 is a belt 67 is an oil filter 68 is a starter 69 is a bulging portion 70 is an outer wall

Claims (3)

複数の気筒を直列に配置したエンジンの排気装置において、
気筒数に応じた燃焼室及び前記燃焼室1つ当たり1個の排気ポートを備えたシリンダヘッドと、
気筒列方向の一方の端部の燃焼室の気筒列直交方向側方に配置されベルトで駆動される補機と、
気筒列方向で前記補機側の端部に配置される燃焼室を第1燃焼室とし前記第1燃焼室の隣に配置される燃焼室を第2燃焼室とした場合、前記第2燃焼室の側方で前記シリンダヘッドから気筒列と直交する方向に膨出する膨出部と、
前記第1燃焼室及び第2燃焼室の夫々の中心に対して気筒列方向で前記補機から離れる方向に偏移させて前記第1燃焼室及び第2燃焼室の夫々に形成された排気口と、
前記第2燃焼室の排気口から気筒列と直交する方向に延びるよう前記シリンダヘッドに形成された第2排気ポートと、
前記第2排気ポートの下流側に連続して前記膨出部の内部に形成された集合通路と、
前記第1燃焼室の排気口と前記集合通路との間を連絡し、気筒中心軸方向から見た場合に気筒列と直交する方向で少なくとも前記補機と対向する区間では前記第1燃焼室の外側に位置する前記シリンダヘッドの外壁よりも内側を通過し、且つその通路の上流側と下流側とが互いに逆向きに湾曲される第1排気ポートとを備えたことを特徴とするエンジンの排気装置。
In an engine exhaust system in which a plurality of cylinders are arranged in series,
A cylinder head having a combustion chamber corresponding to the number of cylinders and one exhaust port per combustion chamber;
An auxiliary machine disposed on the side of the cylinder chamber orthogonal direction of the combustion chamber at one end in the cylinder row direction and driven by a belt;
When the combustion chamber disposed at the end on the auxiliary machine side in the cylinder row direction is the first combustion chamber and the combustion chamber disposed adjacent to the first combustion chamber is the second combustion chamber, the second combustion chamber A bulging portion that bulges from the cylinder head in a direction perpendicular to the cylinder row on the side of
Exhaust ports formed in the first combustion chamber and the second combustion chamber, respectively, shifted in the cylinder row direction in the direction away from the auxiliary machine with respect to the centers of the first combustion chamber and the second combustion chamber. When,
A second exhaust port formed in the cylinder head to extend from the exhaust port of the second combustion chamber in a direction orthogonal to the cylinder row;
A collecting passage formed inside the bulging portion continuously downstream of the second exhaust port;
The exhaust port of the first combustion chamber communicates with the collecting passage, and when viewed from the cylinder central axis direction, at least in a section facing the auxiliary machine in a direction orthogonal to the cylinder row, the first combustion chamber Engine exhaust comprising a first exhaust port that passes through the inside of the outer wall of the cylinder head located outside and whose upstream and downstream sides of the passage are curved in opposite directions. apparatus.
気筒列方向と直交方向から見た場合、前記第1排気ポート及び第2排気ポートの排気口に隣接するポート部及び各排気口を開閉する排気バルブの中心軸を夫々各気筒の中心軸に対して燃焼室から離れる側が前記集合通路側になるように傾斜させたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気装置。   When viewed from the direction perpendicular to the cylinder row direction, the central axis of the exhaust valve that opens and closes the port portion adjacent to the exhaust port of each of the first exhaust port and the second exhaust port and the exhaust port is respectively set with respect to the central axis of each cylinder. 2. The exhaust system for an engine according to claim 1, wherein the exhaust system is inclined so that the side away from the combustion chamber is the collecting passage side. 前記エンジンが二気筒エンジンであることを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの排気装置。   The engine exhaust system according to claim 1 or 2, wherein the engine is a two-cylinder engine.
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