JP5883574B2 - 内燃機関 - Google Patents
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Description
また、前記平坦部は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々にその面積が広がる略三角形状に形成され、前記吸気ポートの通路の断面形状は、前記平坦部の平坦方向であって且つ混合気の流入する方向に対して直交する方向に拡幅する拡幅部が形成され、前記拡幅部から上流側および下流側に向かうにしたがって徐々に略円形状に戻るように形成され、前記拡幅部の幅は、前記平坦部が形成されている範囲の略中央が最も拡幅していることを特徴とする。
まず、スクータ型自動二輪車100の全体構成について図1を参照して説明する。図1は本実施形態に係るスクータ型自動二輪車の右側面図である。なお、以下に示す図では、必要に応じて車体の前側を矢印Frにより、車体の後側を矢印Rrによりそれぞれ示し、車体の右側を矢印Rにより、車体の左側を矢印Lにより示す。
また、アンダーフレーム13の後端には、エンジンを含むパワーユニット22を支持するためのブラケット19が付設形成されている。ブラケット19には、ステー20が略後側に向かって配設されている。また、ステー20には、ピボット軸21を介して、スイング式のパワーユニット22が支持されている。パワーユニット22はピボット軸21を中心にして上下に揺動可能である。
また、車体の前部には、フロントレッグシールド26がダウンチューブ12の周囲を被覆している。車体の中央部から後部には、フレームカバー27がメインフレーム14およびリアフレーム15の周囲を被覆している。
ベルト式自動変速機29の上側にはエアークリーナボックス30が搭載されている。エアークリーナボックス30とシリンダアセンブリ28との間には吸気パイプ31が接続されている。吸気パイプ31の途中には、キャブレタ32が配設されている。エアークリーナボックス30からの吸気はキャブレタ32によって燃料との混合気に生成され、シリンダアセンブリ28内に吸入され、燃焼された後、排気ガスとして排気管33を介してマフラー34から排気される。ベルト式自動変速機29は、エンジン40からの出力を図示しないベルトを介して後輪35に伝達する。
本実施形態のエンジン40は、OHV方式の4ストローク単気筒エンジンが用いられている。図3に示すように、エンジン40はファンカウリング36によって覆われ、クランクシャフト42に軸着され一体的に回転する冷却ファン37によってファンカウリング36内に外気を取り入れて強制的に冷却される空冷式である。
クランクケース41は、左右方向に沿って配設されたクランクシャフト42を回動自在に軸支する。クランクケース41には、シリンダブロック43が前傾した態様で延設されている。シリンダブロック43は、外壁面に複数のフィン46が形成され、内部にピストン44が摺動可能に配設されている。ピストン44とクランクシャフト42とはコネクティングロッド45を介して接続され、ピストン44の往復運動はコネクティングロッド45を介してクランクシャフト42の回転に変換される。
また、図6Aおよび図6Bは、それぞれ吸気バルブ50および排気バルブ52の構成を示す一部断面図である。吸気バルブ50および排気バルブ52は、それぞれ軸部50a、52aと傘部50b、52bとにより構成されている。図5に示すように、吸気バルブ50および排気バルブ52は、それぞれシリンダヘッド47に固定されたバルブガイド55内を摺動可能に挿通されている。本実施形態では、吸気バルブ50と排気バルブ52との挟み角度が略50°に設定されている。
図5に示すように、シリンダヘッド47には、カムシャフト61と平行して2つのロッカシャフト64が回転自在に軸支されている。各ロッカシャフト64には、ロッカアーム65が揺動自在に設けられ、それぞれ吸気バルブ50および排気バルブ52に接続されている。カムシャフト61の回転に応じてカム62がロッカアーム65にそれぞれ当接し、ロッカアーム65がロッカシャフト64を中心に揺動する。各ロッカアーム65の揺動により吸気バルブ50および排気バルブ52はそれぞれバルブスプリング59に抗して押し下げられ、吸気ポート49の開口部49bおよび排気ポート51の開口部51bを開口させる。
まず、吸気ポート49に流入した混合気は、通路の中央に向かうにしたがって、左右方向に長い略楕円状に形成された拡幅部49dによって、拡幅部49dに沿った流れに変化する。すなわち、拡幅部49dには平坦部49cが形成されていることから、より多くの混合気はこの平坦部49cに沿った流れに変化する。その後、混合気は、吸気ポート49の開口部49bと吸気バルブ50の傘裏部50dとの間を通って燃焼室48に流入する。燃焼室48に流入する混合気のうち、排気バルブ52側に向かう混合気は、排気バルブ52の傘表部52eの平坦面によって燃焼室48内に案内されるために流れが整流され円滑になる。そのため、混合気の速度が減速することなく、燃焼室48に案内されるために燃焼室48内に図5の二点鎖線で示すような反時計回りの湾曲状に流れるタンブル流を発生させることができ、燃焼室48内の混合気をかき混ぜることができる。なお、混合気が吸気ポート49の開口部49bと吸気バルブ50の傘裏部50dとの間を通るとき、吸気バルブ50の傘裏部50dの第1テーパ部50d1のうち排気バルブ52側の部分は、混合気を排気バルブ52の傘表部52eの平坦面に案内する役割を有する。一方、吸気バルブ50の傘裏部50dの第2テーパ部50d2は、混合気を燃焼室48内に円滑に案内する役割を有する。
一方、上述したように吸気バルブ50の傘表部50eに凹部50fが形成されていることから、燃焼室48内に発生したタンブル流は、凹部50fの表面によって案内されるために、湾曲状の流れとなり、タンブル流の減衰を抑制することができる。
このように、排気バルブ52の傘表部52eを平坦面にして、吸気バルブ50の傘表部50eを凹部50fとすることで、燃焼効率が向上すると共に吸排気を円滑に行うことができる。
図8Aは、本実施形態のエンジン40における混合気の速度分布を示す図である。一方、図8Bは、比較例のエンジンにおける混合気の速度分布を示す図である。ここで、比較例のエンジン80は、吸気バルブ81の傘表部と排気バルブ82の傘表部との何れも凹部81a、82aを形成している。図8Aおよび図8Bでは、混合気の速度分布を濃淡で示し、濃度が濃い領域は混合気の速度が速く、濃度が薄い領域(白抜きの領域)は混合気の速度が遅いことを示している。図8Aおよび図8Bにおいて、同一の濃度の領域は、同一の速度分布である。図8Aおよび図8Bは、何れもシミュレーションによって得られた結果である。
図9Aは、本実施形態のエンジン40における圧縮工程のタンブル流を示す図である。一方、図9Bは、比較例のエンジン80における圧縮工程のタンブル流を示す図である。図9Aおよび図9Bでは、タンブル流の流れの方向を矢印で示し、タンブル流の速度を矢印の長さで示している。図9Aおよび図9Bは、何れもシミュレーションによって得られた結果である。
また、本実施形態では、内燃機関をスクータ型自動二輪車に用いる場合について説明したが、この場合に限られず、自動車をはじめ他の車両等にも用いることができる。
Claims (2)
- 燃焼室に混合気を流入させる吸気バルブと混合気が燃焼された排気ガスを前記燃焼室から排気させる排気バルブとを備える内燃機関であって、
1気筒につき、傘表部の中央に凹部を形成した前記吸気バルブと、傘表部に平坦面を形成した前記排気バルブとがそれぞれ1つずつ組み合わされ、
前記吸気バルブが配設される吸気ポートの上側の内壁面は、側面視において、前記吸気バルブの軸部よりも上流側には前記排気バルブの傘表部の平坦面と略平行な平坦部が形成され、前記吸気バルブの軸部よりも下流側が前記平坦部の下流端から前記平坦部を延長させた延長線よりも湾曲状に凹ませて形成されていることを特徴とする内燃機関。 - 前記平坦部は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々にその面積が広がる略三角形状に形成され、
前記吸気ポートの通路の断面形状は、前記平坦部の平坦方向であって且つ混合気の流入する方向に対して直交する方向に拡幅する拡幅部が形成され、前記拡幅部から上流側および下流側に向かうにしたがって徐々に略円形状に戻るように形成され、
前記拡幅部の幅は、前記平坦部が形成されている範囲の略中央が最も拡幅していることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
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JP2011109290A JP5883574B2 (ja) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | 内燃機関 |
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Family Applications (1)
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