JP6062337B2 - 多気筒内燃機関の2次空気供給装置 - Google Patents
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シリンダブロック(3)に複数の気筒が並列に配列され、
シリンダブロック(3)に重ねて締結されるシリンダヘッド(4)に、
燃焼室(21)から互いに離れる方向に延出される吸気ポート(22)と排気ポート(23)が、気筒ごとに同じ形状をして形成されるとともに、
前記排気ポート(23)内に2次空気を導入する空気導入通路の途中に介在して前記排気ポートからの逆流を防止するリードバルブ(50)が、気筒ごとに設けられる多気筒内燃機関の2次空気供給装置において、
シリンダヘッド(4)の前記排気ポート(23)の排気ポート開口端部(23e)が突出して気筒配列方向に配列されるシリンダヘッド(4)の排気側側壁(4F)に、前記リードバルブ(50)を収容するリードバルブ室(42C)が、前記配列される排気ポート開口端部(23e)の上方に平行に配列されて一体に形成され、
最外側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)と前記最外側気筒に隣合う内側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)とが、互いに近づいて隣接して配置され、
前記リードバルブ(50)は、バルブ基板(51)に形成されたリード弁口(51h)を、弾性板であるリード弁板(52)が弾性変形により開閉する構造のものであり、前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)にそれぞれ収容される前記リードバルブ(50,50)の前記バルブ基板(51,51)は、互いの間隔が隣り合う排気ポート開口端部(23e,23e)間の間隔よりも小さくなるように近接して配置され、
前記空気導入通路の一部である前記排気ポート(23)と前記リードバルブ室(42C)とを連通する空気連通孔(41)が、シリンダヘッド(4)に形成され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)とそれぞれ対応する前記排気ポート(23,23)とを連通する前記空気連通孔(41,41)の前記リードバルブ室(42C,42C)に臨む開口(41a,41a)が、互いに近づく方向に偏って形成され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)に対して前記バルブ基板(51,51)の前記リード弁口(51h,51h)は、互いに離れる方向に偏って形成されることを特徴とする多気筒内燃機関の2次空気供給装置である。
前記リードバルブ室(42C)は、前記最外側気筒に対応する最外側排気ポート開口端部(23e)より気筒配列方向外側にはみ出さずに内側に位置することを特徴とする。
前記シリンダヘッド(4)の相対向する吸気側側壁(4R)と前記排気側側壁(4F)は、上端部分が互いに離れる方向に膨出して拡張されており、
前記排気側側壁(4F)の膨出した排気側側壁上端部(4Fu)と、前記排気側側壁(4F)から突出した前記排気ポート開口端部(23e)との間の窪み空間(S)に、前記リードバルブ室(42C)が形成されることを特徴とする。
前記リードバルブ室(42C)は、前記シリンダヘッド(4)の前記排気側側壁(4F)に横長矩形の枠壁(42)が突出して形成され、
前記枠壁(42)のうち上壁(42u)は、前記排気側側壁上端部(4Fu)に連続して一体に形成され、
前記枠壁(42)のうち下壁(42d)は、前記排気ポート開口端部(23e)に連続して一体に形成されることを特徴とする。
シリンダブロック(3)にシリンダヘッド(4)を締結するスタッドボルトを挿通するスタッドボルト挿通ボス部(49)が、シリンダヘッド(4)の吸気側と排気側のそれぞれに形成され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)は、排気側の前記スタッドボルト挿通ボス部(49)の気筒配列方向位置を挟んで両側にそれぞれ形成されることを特徴とする。
前記シリンダヘッド(4)に、吸気カムシャフト(30)と排気カムシャフト(31)を連動して回転するカム駆動機構(37,38)が設けられ、
前記カム駆動機構(37,38)を挟んで気筒配列方向の両側に複数の気筒で構成される気筒群が配列され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)が各気筒群にそれぞれ独立して設けられることを特徴とする。
リードバルブ(50)は、バルブ基板(51)に形成されたリード弁口(51h)を、弾性板であるリード弁板(52)が弾性変形により開閉する構造のものであり、隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)にそれぞれ収容されるリードバルブ(50,50)のバルブ基板(51,51)は、互いの間隔が隣り合う排気ポート開口端部(23e,23e)間の間隔よりも小さくなるように近接して配置されるので、隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)の全横幅を最小限に短縮することができる。
空気導入通路の一部である排気ポート(23,23)とリードバルブ室(42C)とを連通する空気連通孔(41)が、シリンダヘッド(4)に形成され、隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)とそれぞれ対応する排気ポート(23,23)とを連通する空気連通孔(41,41)のリードバルブ室(42C,42C)に臨む開口(41a,41a)が、互いに近づく方向に偏って形成されるのに対して、隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)に対してバルブ基板(51,51)のリード弁口(51h,51h)は、互いに離れる方向に偏って形成されるので、各リードバルブ室(42C)において空気連通孔(41)のリードバルブ室(42C)に臨む開口(41a)とリード弁口(51h)とが互いに離れて位置し、排気ポート(23)から排気ガスが空気連通孔(41)を通ってリードバルブ室(42C)に浸入したときにも、リード弁口(51h)を開閉するリード弁板(52)が高温の排気ガスに直接曝されることを回避することができる。
また、最外側となる空気連通孔(41)のリードバルブ室(42C)に臨む開口(41a)が気筒配列方向の内側に偏って位置するので、該空気連通孔(41)を最外側排気ポート開口端部(23e)の気筒配列方向の内側に容易に形成することができ、空気連通孔(41)がシリンダヘッド(4)の気筒配列方向の外側に張り出すことを防止することができる。
図1は、本発明を適用した一実施の形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車1の全体左側面図である。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本自動二輪車1の直進方向を前方とする車両の通常の基準に従うものとする。
内燃機関1の前方にはラジエータ18が配置されている。
本内燃機関1は、水冷4ストロークサイクル並列4気筒内燃機関であり、クランクシャフト7を車幅方向(左右方向)に指向させ、4つの気筒を車幅方向に等間隔に並べて配列させて車体フレーム101に横置きに搭載される。
上側クランクケース2Aの前方上部にやや前傾してシリンダブロック3が一体に形成され、シリンダブロック3上に、シリンダヘッド4が重ねられてスタッドボルトにより一体に締結され、シリンダヘッド4の上にはシリンダヘッドカバー5が被せられ、下側クランクケース2Bの下にはオイルパン6が取り付けられる。
若干前傾したシリンダヘッド4の後側壁4Rには吸気ポート22に接続して4つのスロットルボディ10および4つのファンネル11が気筒配列方向に配列して上方に突設されており、ファンネル11はエアクリーナ12のクリーンサイドに嵌入している。
シリンダヘッド4の前側壁4Fには、排気ポート23に接続して排気管15が前方に延出し、下方に屈曲して内燃機関1の下方に回り込んで後方に延び、さらに上方に屈曲してピリオンシート108の下に配設される排気マフラー16に接続されている(図1参照)。
図3に示すように、カムシャフトホルダ32は気筒ごとに設けられており、よって吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31は、軸方向4か所をカムシャフトホルダ32により軸支される。
カムチェーン34は、カムチェーンテンショナ35により付勢されたチェーンガイド36により押圧されて張力が与えられている。
したがって、吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31は、連動して、互いに反対方向に同じ回転速度で回転する。
カムシャフトホルダ32は、前後端部とプラグ孔32hの前後の4か所をボルト39によりシリンダヘッド4に締結される。
なお、排気ポート開口端部23eには排気管15が接続されるが、そのための取付ボス部40が、各排気ポート開口端部23eの外周囲の斜め対称位置に1対ずつ前側壁4Fから突出形成されている。
デッドスペースとなる窪み空間Sにリードバルブ室42Cを形成するので、十分な容積を確保しながらリードバルブ室42Cを窪み空間S内に収めて外部に突出させることなく配置することができ、内燃機関1の大型化を防止することができる。
したがって、窪み空間Sを気筒配列方向に拡張することなく、内燃機関1の大型化を招かずに4つのリードバルブ室42Cをコンパクトに配置することができる。
そのため、カム駆動機構との干渉を避けるためにリードバルブ室42Cの容量を減少させる必要がない最適位置にリードバルブ室42Cを配置することができる。
したがって、リードバルブ室42Cを形成する枠壁42の肉厚を厚くすることなく、十分な剛性のリードバルブ室42Cを形成することができ、シリンダヘッド4の軽量化を図ることができる。
したがって、リードバルブ室42Cが最外側排気ポート開口端部23eより気筒配列方向外側にはみ出さずに内側にあって、シリンダヘッド4延いては内燃機関1の横幅(左右幅)の大型化を抑制している。
そのため、スタッドボルト挿通ボス部49によるリードバルブ室42Cの容量の減少を抑えながら、2つのリードバルブ室42C,42Cをスタッドボルト挿通ボス部49に近づけてコンパクトに配置することができ、内燃機関1の小型化を図ることができる。
空気連通孔41は、一端開口41aがリードバルブ室42Cを形成する枠壁42の下壁42dを貫通してリードバルブ室42Cに臨んでおり、他端開口41bが排気ポート23の内側面に開口している(図4,図5参照)。
最外側気筒の内側の内側気筒に対応するリードバルブ室42Cと排気ポート23とを連通する空気連通孔41は、最外側の空気連通孔41と鉛直面Zに関して対称に形成されている。
したがって、隣接して配置される2つのリードバルブ室42C,42Cにそれぞれ臨む空気連通孔41,41の一端開口41a,41aは、互いに近づく方向に偏って形成されている(図5参照)。
この枠壁42にはリードバルブカバー45が間にリードバルブ50を介装して取り付けられる。
カバー本体部46は、枠壁42の3つの取付ボス部42bにそれぞれ対向して取付片46bが外側に延出して形成されている(図6参照)。
また、カバー本体部46の周壁の内周面には、開口端面から若干内側に入った位置に突条46pが周方向に亘って形成されており、仕切壁46sは、底壁からこの突条46pと同じ位置まで形成されている(図9参照)。
したがって、バルブ基板51,51が互いに近接して配置されることで、隣接して配置される2つのリードバルブ室42C,42Cの全横幅および枠壁42の横幅を最小限に短縮することができる。
近接するバルブ基板51,51は、鉛直面Zに関して対称に構成され、したがってバルブ基板51,51のリード弁口51h,51hは、互いに離れる方向に偏って形成されている。
リード弁板52は、背後に負圧を受けると弾性変形して撓り、リード弁口51hを開く。
リード弁板52の弾性変形は、必要以上に変形しないように背後のストッパ部材53により規制されている。
リードバルブ50は、リード弁板52がリードバルブ室42C側に位置するようにバルブ基板51をリードバルブ室42Cの開口に嵌め、リードバルブカバー45の外周壁が近接するバルブ基板51,51の外周を囲って枠壁42の開口端面に当接するようにリードバルブカバー45を被せると、バルブ基板51,51は枠壁42の開口端面とリードバルブカバー45の内周面の突条46p(および仕切壁46s)とに挟まれて固定される(図9参照)。
したがって、リードバルブ50は、リードバルブカバー45の上流側のリードバルブ室46Cと枠壁42の下流側のリードバルブ室42Cとを仕切るように介装され、リード弁板52が弾性変形によりリード弁口51hを開くと、上流側リードバルブ室46Cと下流側リードバルブ室42Cとが連通する。
排気ポート23内に清浄な空気を供給することで、排気ガス中の未燃焼成分を2次燃焼して排気ガスを浄化することができる。
また、最外側となる空気連通孔41のリードバルブ室42Cに臨む開口41aが気筒配列方向(左右方向)の内側に偏って位置するので、該空気連通孔41を最外側排気ポート開口端部23eの気筒配列方向の内側に容易に形成することができ、空気連通孔41がシリンダヘッド4の気筒配列方向の外側に張り出すことを防止することができる。
21…燃焼室、22…吸気ポート、23…排気ポート、24…吸気バルブ、27…排気バルブ、30…吸気カムシャフト、31…排気カムシャフト、32…カムシャフトホルダ、33…チェーン被動スプロケット、34…カムチェーン、37…駆動ギヤ、38…被動ギヤ、
41…空気連通孔、42…枠壁、42C…リードバルブ室、45…リードバルブカバー、46…カバー本体部、46C…リードバルブ室、47…接続管、49…スタッドボルト挿通ボス部、
50…リードバルブ、51…バルブ基板、51h…リード弁口、52…リード弁板、53…ストッパ部材、60…2次空気供給ホース。
Claims (6)
- シリンダブロック(3)に複数の気筒が並列に配列され、
シリンダブロック(3)に重ねて締結されるシリンダヘッド(4)に、
燃焼室(21)から互いに離れる方向に延出される吸気ポート(22)と排気ポート(23)が、気筒ごとに同じ形状をして形成されるとともに、
前記排気ポート(23)内に2次空気を導入する空気導入通路の途中に介在して前記排気ポートからの逆流を防止するリードバルブ(50)が、気筒ごとに設けられる多気筒内燃機関の2次空気供給装置において、
シリンダヘッド(4)の前記排気ポート(23)の排気ポート開口端部(23e)が突出して気筒配列方向に配列されるシリンダヘッド(4)の排気側側壁(4F)に、前記リードバルブ(50)を収容するリードバルブ室(42C)が、前記配列される排気ポート開口端部(23e)の上方に平行に配列されて一体に形成され、
最外側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)と前記最外側気筒に隣合う内側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)とが、互いに近づいて隣接して配置され、
前記リードバルブ(50)は、バルブ基板(51)に形成されたリード弁口(51h)を、弾性板であるリード弁板(52)が弾性変形により開閉する構造のものであり、前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)にそれぞれ収容される前記リードバルブ(50,50)の前記バルブ基板(51,51)は、互いの間隔が隣り合う排気ポート開口端部(23e,23e)間の間隔よりも小さくなるように近接して配置され、
前記空気導入通路の一部である前記排気ポート(23)と前記リードバルブ室(42C)とを連通する空気連通孔(41)が、シリンダヘッド(4)に形成され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)とそれぞれ対応する前記排気ポート(23,23)とを連通する前記空気連通孔(41,41)の前記リードバルブ室(42C,42C)に臨む開口(41a,41a)が、互いに近づく方向に偏って形成され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)に対して前記バルブ基板(51,51)の前記リード弁口(51h,51h)は、互いに離れる方向に偏って形成されることを特徴とする多気筒内燃機関の2次空気供給装置。 - 前記リードバルブ室(42C)は、前記最外側気筒に対応する最外側排気ポート開口端部(23e)より気筒配列方向外側にはみ出さずに内側に位置することを特徴とする請求項1記載の多気筒内燃機関の2次空気供給装置。
- 前記シリンダヘッド(4)の相対向する吸気側側壁(4R)と前記排気側側壁(4F)は、上端部分が互いに離れる方向に膨出して拡張されており、
前記排気側側壁(4F)の膨出した排気側側壁上端部(4Fu)と、前記排気側側壁(4F)から突出した前記排気ポート開口端部(23e)との間の窪み空間(S)に、前記リードバルブ室(42C)が形成されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の多気筒内燃機関の2次空気供給装置。 - 前記リードバルブ室(42C)は、前記シリンダヘッド(4)の前記排気側側壁(4F)に横長矩形の枠壁(42)が突出して形成され、
前記枠壁(42)のうち上壁(42u)は、前記排気側側壁上端部(4Fu)に連続して一体に形成され、
前記枠壁(42)のうち下壁(42d)は、前記排気ポート開口端部(23e)に連続して一体に形成されることを特徴とする請求項3記載の多気筒内燃機関の2次空気供給装置。 - シリンダブロック(3)にシリンダヘッド(4)を締結するスタッドボルトを挿通するスタッドボルト挿通ボス部(49)が、シリンダヘッド(4)の吸気側と排気側のそれぞれに形成され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)は、排気側の前記スタッドボルト挿通ボス部(49)の気筒配列方向位置を挟んで両側にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の多気筒内燃機関の2次空気供給装置。 - 前記シリンダヘッド(4)に、吸気カムシャフト(30)と排気カムシャフト(31)を連動して回転するカム駆動機構(37,38)が設けられ、
前記カム駆動機構(37,38)を挟んで気筒配列方向の両側に複数の気筒で構成される気筒群が配列され、
前記隣接して配置される2つのリードバルブ室(42C,42C)が各気筒群にそれぞれ独立して設けられることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の多気筒内燃機関の2次空気供給装置。
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