JP4270736B2

JP4270736B2 - 内燃機関のポート構造

Info

Publication number: JP4270736B2
Application number: JP2000298901A
Authority: JP
Inventors: 孝文朝倉; 計人福澤; 桂一郎新妻; 敦小笠原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: TW495584B; ITTO20010912A1; CN1344862A; JP2002106415A; ITTO20010912A0; KR100504616B1; ES2199652A1; CN1280535C; KR20020025832A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気又は排気ポートにポートライナを用いたポート構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ポートライナをエンジン本体に一体に鋳込んだ例が、特開昭５２−８１４１１号公報に記載されている。
【０００３】
同公報に記載された排気ポートライナ装置は、エンジン本体の鋳造に際しその内部の所要個所にポートライナ本体を鋳込んで少なくとも該ポートライナ本体の両端部においてこれに鋳込結着している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち両端部を含めてポートライナ全体がエンジン本体に鋳込まれている。したがってエンジン本体に鋳込まれたポートライナの端部に排気管が接合されることになり、接合のための部品が必要となり組立て性が良くないとともに、接続段差が生じる。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、吸排気系と接続段差がなく容易に接続され、部品点数が少なく組立て性に優れた内燃機関のポート構造を供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、ポートライナの一端がシリンダヘッド又はシリンダブロックに鋳込まれ、他端がシリンダヘッド又はシリンダブロックから突出して吸気系又は排気系に接続され、前記ポートライナのシリンダヘッド又はシリンダブロック内の端部は別体のバルブシートに連接してダイキャストでシリンダヘッド又はシリンダブロックに一体に鋳込まれ、前記ポートライナはパイプからなり、同パイプの一部がシリンダヘッド又はシリンダブロックから突出し、前記ポートライナの端部に吸気系部材又は排気系部材と接続するための接続用フランジが形成され、前記吸気系部材と接続する前記ポートライナの接続用フランジにはスロットルバルブが直接連結される内燃機関のポート構造とした。
【０００７】
シリンダヘッド又はシリンダブロックに一端を鋳込まれたポートライナが、シリンダヘッド又はシリンダブロックから突出しているので、吸気系又は排気系への接続が容易で、部品点数が少なく組立て性に優れている。
また接続段差を生じない。
【０００８】
ポートライナの端部に吸気系部材又は排気系部材との接続用フランジが形成されることで、ポートライナの吸気系部材又は排気系部材との接続部のシール性の向上及び抜け止めを図ることができる。
【０００９】
またポートライナに取り付けられるインジェクタの装着部がシリンダヘッドと一体に鋳造されることで、部品点数を少なくし生産性の向上を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図６に基づき説明する。
本実施の形態に係る内燃機関１は、水冷式の単気筒４サイクル内燃機関であり、自動二輪車に適用され、クランク軸２を車体の前後方向に指向させて縦置きに搭載される。
図１は該内燃機関１全体の正面図、図２は同後面図、図３はクランク軸２を含む平面で切断した内燃機関及び変速機等の断面及びその他の部材の一部断面を示している。
【００１１】
内燃機関１は、クランク軸２を挟んで下クランクケース３、上クランクケースと一体のシリンダブロック４、シリンダブロック４に順次重ねられるシリンダヘッド５、シリンダヘッドカバー６から構成される。
【００１２】
シリンダブロック４のシリンダは、右方向に若干上向きに突出して、シリンダ中心軸に対して垂直に下クランクケース３，シリンダブロック４，シリンダヘッド５の各合わせ面を有する。
【００１３】
図１に示すように内燃機関１の前面には、矩形のラジエータ７が下クランクケース３，シリンダブロック４の中央部を覆って配設されており、シリンダブロック４の図１において上側の側壁に加給装置８が取り付けられ、シリンダヘッド５のやはり上側の側面にシリンダヘッド５の冷却流路であるウオータジャケット80を閉塞する第１カバー部材９が取り付けられている。
【００１４】
加給装置８の前面に水ポンプ10が取り付けられており、ラジエータ７と連結されて冷却水を吸入し、前記第１カバー部材９から延出した冷却水ホース12がラジエータ７に連結されて冷却水がラジエータ７に還流される。
【００１５】
なお図１を参照してシリンダヘッド５の前側の側壁からは排気ポートライナ13の端部開口のフランジ13ａが露出している。
シリンダヘッド５の上側側壁のシリンダヘッドカバー６寄りから上方へブリーザ管14が突出している。
【００１６】
図２に示すように内燃機関１の後面には、下クランクケース３とシリンダブロック４との合わせ面にクランク軸２に連結して駆動するオイルポンプ24（図３参照）が嵌着される円孔15、下クランクケース３にクラッチ軸25の後端がベアリングを介して軸支される円孔16が開口している。
【００１７】
加給装置８の右上部からは加給吸入パイプ17がシリンダヘッド５の後方に延出している。
また加給装置８の後面にはオイル供給用の電磁ソレノイド19が取り付けられ、シリンダヘッド５の後側の側壁からは吸気ポートライナ20が延出している。
第１カバー部材９の後面からはリザーブパイプ21が延出してリザーブタンク22に連結されている。
【００１８】
図３を参照してシリンダブロック４のシリンダ部のシリンダライナー30には、往復動するピストン31が摺動自在に嵌合され、同ピストン31とクランク軸２のクランクピンとをコンロッド32が連結している。
【００１９】
図３に示すようにクランク軸２は、一対の軸受ホルダー33，34に主軸受35，36を介して回転自在に軸支され、下クランクケース３とシリンダブロック４の前側の側壁を貫通して突出したクランク軸２の前部には交流発電機37が設けられ、インナステータ37ａの周りを回転するアウタロータ37ｂがクランク軸２の前端に固着されており、アウタロータ37ｂの前面には冷却ファン38が取り付けられている。
冷却ファン38の前方に前記ラジエータ７が配置される。
【００２０】
一方クランク軸２の主軸受36に軸支され突出した後端部には前記円孔15に嵌着されるトロコイド式のオイルポンプ24のポンプ駆動軸24ａが同軸に連結される。クランク軸２の第２クランクウエブ２ｂの外周に設けられた一次駆動ギヤ57が、クラッチ軸25に回転自在に装着された発進クラッチ59の一次従動ギヤ58と噛合し、クランク軸２の動力が発進クラッチ59を介してクラッチ軸25に伝達される。
【００２１】
図３に示すように下クランクケース３の後面に変速機ケース61が結合され、変速機ケース61に伝達ケース71が連接されて、内燃機関１から変速機60及び動力伝達部70が後方へ延設されており、動力伝達部70の後部に後車軸76が右方向へ突出し、同後車軸76に後車輪77が一体に設けられる。
【００２２】
変速機ケース61内でクラッチ軸25の後端部に変速機軸62がスプライン嵌合して後方へ延出しており、同変速機軸62上に無段変速機60が構成されている。
無段変速機60は、変速機軸62の周囲に配列された複数のコーン63を保持するとともに変速機軸62の回転軸線方向に移動自在なコーンホルダ64と、変速機軸62にフランジ状に形成され外周テーパ面が各コーン63と当接する駆動フェイス62ａと、変速機軸62にころ軸受65を介して回転自在に支持されて内周面が各コーン63と当接する従動フェイス66と、コーンホルダ64を軸方向に移動させる電動モータ67（図２参照）とを備える。
【００２３】
電動モータ67の駆動でコーンホルダ64がコーン63を軸方向に移動すると、駆動フェイス62ａの外周テーパ面に当接するコーン63の径方向位置を変えることができ、変速機軸62の駆動フェイス62ａの回転が、コーン63を介して従動フェイス66に変速されて伝達される。
【００２４】
従動フェイス66と一体に結合された出力ギヤ68に動力伝達部70の中間軸73の前部に嵌着された中間入力ギヤ72が噛合し、中間軸73の後端の中間出力ベベルギヤ74に後車軸76に嵌着されたベベルギヤ75が噛合する。
【００２５】
したがって無段変速機60で変速された従動フェイス66の回転が、出力ギヤ68と中間入力ギヤ72との噛合を介して中間軸73に伝達され、同中間軸73の回転が中間出力ベベルギヤ74とベベルギヤ75の噛合を介して後車軸76に伝達されて後車輪77が回転する。
【００２６】
一方シリンダヘッド５には、ステンレスパイプからなる吸気ポートライナ20，加給ポートライナ55，排気ポートライナ13がアルミ合金製のシリンダヘッド５にダイキャスト（高圧鋳造）で一体に鋳込まれている。
【００２７】
図３ないし図６に示すようにシリンダヘッド５は、シリンダヘッド５の燃焼室５ａに連通する吸気ポートライナ20，排気ポートライナ13，加給ポートライナ55（図６参照）をそれぞれ覆う部分、バルブガイド51ａ，52ａ，53ａを覆う部分及び点火プラグが装着される取付孔82により画成されて燃焼室５ａの周囲に、ウオータジャケット80（図５参照）が形成されている。
【００２８】
このウオータジャケット80を構成する空間は、シリンダヘッド５の一側面で図５に示すように矩形開口81を有し、その開口合わせ面83に第１カバー部材９が合わされて水密に取り付けられてウオータジャケット80は閉塞される。
【００２９】
ウオータジャケット80の上方を仕切る仕切壁の上方の動弁系空間84に、動弁系が配設される。
動弁系空間84の一部にブリーザ室85が形成され、ブリーザ室85からブリーザ管14が延出している。
この動弁系空間84の矩形の開口を塞ぐようにしてシリンダヘッドカバー６が被せられる。
【００３０】
図６を参照してシリンダヘッド５においてロッカアーム軸41に、同軸に吸気バルブ51を開弁駆動する吸気ロッカアーム42と排気バルブ53を開弁駆動する排気ロッカアーム43が軸支され、別のロッカアーム軸44に加給バルブ52を開弁駆動する加給ロッカアーム45が軸支されている。
【００３１】
この吸気バルブ51，加給バルブ52，排気バルブ53を摺動自在に支持するバルブガイド51ａ，52ａ，53ａは、各ポートライナ20，55，13に予め溶接されてポートライナ20，55，13とともにシリンダヘッド５にダイキャストで一体に鋳込まれる。
したがってステンレスパイプのポートライナ20，55，13とバルブガイド51ａ，52ａ，53ａにより中子なしでダイキャスト製法ができ生産性に優れている。
【００３２】
シリンダヘッド５に一端を鋳込まれた吸気ポートライナ20は、他端がシリンダヘッド５から突出して後方へ延び、図４に示すようにエアクリーナ90に内蔵されたロータリスロットルバルブ91の吸気導管92の下流側開口92ａに連結されている。
吸気ポートライナ20の端部にはフランジ20ａが形成されてロータリスロットルバルブ91の吸気導管92の下流側開口92ａにゴムスリーブ93を介して挿入されて結着されている。
【００３３】
このようにシリンダヘッド５に鋳込まれた吸気ポートライナ20がシリンダヘッド５から延出して直接ロータリスロットルバルブ91の吸気導管92の下流側開口92ａに接合されるので、接続が容易で、別途吸気管が不要で部品点数が少なくてすみ、組立て性も良い。
吸気管との接続がないので、吸気通路に接続段差がなく吸気抵抗を低減することができ機関性能の向上を図れる。
【００３４】
なおロータリスロットルバルブ91は、エアクリーナ90に内蔵されて、図４に示すように上流開口は、エアクリーナ91のクリーンサイド内に開口していてエアクリーナと接合するコネクティングチューブも吸気管とともに必要とせず部品点数がさらに少なく組立て性も良い。
【００３５】
図４を参照してロータリスロットルバルブ91の所定箇所に穿設された開孔91ａから加給導管93に吸気の一部が導かれる。
加給導管93の下流開口93ａは、前記吸気導管92の下流開口92ａと同一面に並んで形成されており、加給吸入パイプ17が接続管94を介して接続され、加給吸入パイプ17は、加給装置８に連結されている。
【００３６】
なおロータリスロットルバルブ91に沿って電子制御ユニットＥＣＵ95が設けられている。
またシリンダヘッド５から後方へ延出した吸気ポートライナ20に連結されるロータリスロットルバルブ91はエアクリーナ90に内蔵されており、内燃機関１の右方向若干上向き位置にあるシリンダヘッド５の後方に図３に示すようにエアクリーナ90が位置し、その左方に位置する動力伝達部70との間の空間に後車輪77が位置する。
【００３７】
シリンダヘッド５の吸気ポートライナ20が延出する部分にはインジェクタ96が装着される装着部５ｂがシリンダヘッド本体と一体にダイキャストで鋳造されて形成されており、同装着部５ｂにインジェクタ96を装着すると、吸気ポートライナ13に穿設された孔にインジェクタ96の噴射口が臨み、噴射口から噴射される燃料と吸入空気とが混合されて燃焼室５ａに供給される。
【００３８】
インジェクタ96の装着部５ｂがシリンダヘッドと一体に鋳造されることで、部品点数を少なくし生産性の向上を図ることができる。
【００３９】
また吸気ポートライナ20及び排気ポートライナ13のシリンダヘッド５内の端部は、図４に示すように燃焼室５ａに開口を有する別体のバルブシート98，99にそれぞれ連結する。
このようにポートライナ20，13とは別体で耐摩耗性に優れたバルブシート98，99を設けることで、ポートライナ部材の材質をより安価なものとすることができる。
【００４０】
なおポートライナの開口端部をバルブシートとする実施の形態を図７及び図８に示す。
図７は本実施の形態に係るシリンダヘッド100の上面図であり、図８は図７におけるVIII−VIII線に沿って切断した断面図である。
【００４１】
吸気ポートライナ101及び排気ポートライナ102がシリンダヘッド100に一端をダイキャストで鋳込まれている。
なお加給ポートライナ103は全体がシリンダヘッド100に鋳込まれている。
【００４２】
吸気ポートライナ101及び排気ポートライナ102の開口端部が燃焼室100ａに直接臨んでバルブシート101ａ，102ａを構成している。
バルブシートを構成する耐摩耗性に優れた材質でポートライナ101，102を形成するもので、部品点数が少なく鋳造が容易で生産性の向上を図ることができる。
【００４３】
なお吸気ポートライナ101と排気ポートライナ102にはバルブガイド104，105がそれぞれ溶接されてポートライナ101，102とともにシリンダヘッド５にダイキャストで一体に鋳込まれている（図８参照）。
【００４４】
図示されないが、加給ポートライナ103も同様の構成である。
したがってポートライナとバルブガイドにより中子なしでダイキャスト製法ができ生産性に優れている。
【００４５】
次にさらに別の実施の形態について図９に示し説明する。
本実施の形態は、側弁式（サイドバルブタイプ）の内燃機関に係るもので、吸気バルブと排気バルブがシリンダの側方に並んで設けられている。
【００４６】
図９は、シリンダブロック110をシリンダヘッドとの合わせ面側から見た図を示している。
シリンダバレル111の側方に吸気バルブシート112と排気バルブシート113がシリンダヘッド側に開口して設けられ、同吸気バルブシート112に連接される吸気ポートライナ115と排気バルブシート113に連接される排気ポートライナ116がシリンダブロック110にダイキャストで一体に鋳込まれている。
【００４７】
吸気ポートライナ115は、一端がシリンダブロック110に鋳込まれて、他端がシリンダブロック110から延出しており、その開口端部には吸気系部材との接続用フランジ115ａが形成されている。
バルブ（図示せず）は、バルブステムがシリンダと略平行に往復動してバルブヘッドをバルブシート112、113に接離して開閉する。
【００４８】
シリンダブロック110に一端を鋳込まれた吸気ポートライナ115が、シリンダブロック110から突出しているので、吸気系への接続が容易で、部品点数が少なく組立て性に優れている。
また接続段差を生じない。
【００４９】
吸気ポートライナ115の端部に吸気系部材との接続用フランジ115ａが形成され、吸気ポートライナ115の吸気系部材との接続部のシール性の向上及び抜け止めを図ることができる。
【００５０】
吸気ポートライナ115及び排気ポートライナ116はステンレスパイプであり、シリンダブロック110にポート中子なしでダイキャスト製法で鋳込むことができ生産性に優れている。
【００５１】
また吸気ポートライナ及び排気ポートライナの材質をアルミパイプとしてポート壁面の温度の上昇を防ぐことにより吸入効率の向上及び出力の向上を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水冷式に適用した内燃機関の正面図である。
【図２】同後面図である。
【図３】クランク軸を含む平面で切断した同断面及びその他の部材の断面図である。
【図４】同要部拡大図である。
【図５】シリンダヘッドの側面図である。
【図６】同シリンダヘッドの上面を動弁系とともに示した図である。
【図７】別の実施の形態に係るシリンダヘッドの上面図である。
【図８】図７におけるVIII−VIII線に沿って切断した断面図である。
【図９】また別の実施の形態に係る側弁式内燃機関のシリンダブロックの上面図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…クランク軸、３…下クランクケース、４…シリンダブロック、５…シリンダヘッド、６…シリンダヘッドカバー、７…ラジエータ、８…加給装置、９…第１カバー部材、10…水ポンプ、11…冷却水ホース、12…冷却水ホース、13…排気ポートライナ、14…ブリーザ管、15，16…円孔、17…加給吸入パイプ、18…加給吐出パイプ、19…電磁ソレノイド、20…吸気ポートライナ、21…リザーブパイプ、22…リザーブタンク、24…オイルポンプ、25…クラッチ軸、
30…シリンダライナー、31…ピストン、32…コンロッド、33，34…軸受ホルダー、35，36…主軸受、38…冷却ファン、
41…ロッカアーム軸、42…吸気ロッカアーム、43…排気ロッカアーム，44…ロッカアーム軸、45…加給ロッカアーム、
51…吸気バルブ、52…加給バルブ、53…排気バルブ、55…加給管、56…燃料噴射弁、57…一次駆動ギヤ、58…一次従動ギヤ、59…発進クラッチ、
60…無段変速機、61…変速機ケース、62…変速機軸、62ａ…駆動フェイス、63…コーン、64…コーンホルダ、65…ころ軸受、66…従動フェイス、67…電動モータ、68…出力ギヤ、
70…動力伝達部、71…伝達ケース、72…中間入力ギヤ、73…ベベルギヤ、74…中間出力ベベルギヤ、75…ベベルギヤ、76…後車軸、77…後車輪、
80…ウオータジャケット、81…矩形開口、82…取付孔、83…合わせ面、84…動弁系空間、85…ブリーザ室、
90…エアクリーナ、91…ロータリスロットルバルブ、92…吸気導管、93…加給導管、94…接続管、95…ＥＣＵ、96…インジェクタ、98，99…バルブシート、
100…シリンダヘッド、101…吸気ポートライナ、102…排気ポートライナ、103 …加給ポートライナ、 104 ， 105 …バルブガイド、
110…シリンダブロック、111…シリンダバレル、112…吸気バルブシート、113…排気バルブシート、115…吸気ポートライナ、116…排気ポートライナ。

Claims

ポートライナの一端がシリンダヘッド又はシリンダブロックに鋳込まれ、他端がシリンダヘッド又はシリンダブロックから突出して吸気系又は排気系に接続され、
前記ポートライナのシリンダヘッド又はシリンダブロック内の端部は別体のバルブシートに連接してダイキャストでシリンダヘッド又はシリンダブロックに一体に鋳込まれ、
前記ポートライナはパイプからなり、同パイプの一部がシリンダヘッド又はシリンダブロックから突出し、
前記ポートライナの端部に吸気系部材又は排気系部材と接続するための接続用フランジが形成され、
前記吸気系部材と接続する前記ポートライナの接続用フランジにはスロットルバルブが直接連結されることを特徴とする内燃機関のポート構造。
前記ポートライナに取り付けられるインジェクタの装着部が前記シリンダヘッドと一体に鋳造されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のポート構造。
前記ポートライナにバルブガイドが溶接され、同ポートライナとともにシリンダヘッドにダイキャストで一体に鋳込まれ、
前記バルブガイドの一端はシリンダヘッドから突出し、他端は前記ポートライナ内に突出していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関のポート構造。