JP6186313B2 - 内燃機関およびその製造方法 - Google Patents
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Description
このように構成されたサブチェンバは、排気管容積を増大させることで、例えば内燃機関の低回転域における排気脈動を吸収したり、その反射波を利用して吸・排気効率を向上させている。
また、レイアウト上の制約がなく製造工数が多くなることのないサブチャンバ機能を備える内燃機関の製造方法を提供することにある。
前記内燃機関は、複数の気筒を有しており、前記凹部が、気筒数に応じて複数形成され、
前記排気ポートが複数の内側排気ポートと該内側排気ポートの外側に配置する複数の外側排気ポートとを有して成り、該外側排気ポートが前記内側排気ポートに向って曲がるように構成されており、前記凹部が前記外側排気ポートの曲げられた部分の外側に配置されており、前記凹部は、前記排気ポートの内壁における湾曲箇所に設けられ、
前記凹部(85)は、その内部空間が円柱形状に構成され、前記凹部(85)の直径(W)は前記凹部(85)の深さ(d1)より大きいことを特徴とする。
前記凹部を、前記シリンダヘッドの鋳造時に中子を用いて形成する工程を含むことを特徴とする。
また、凹部が例えば四角柱のような角部分を有する形状に比べて生産性がよい。特に、シリンダヘッドが鋳造にて製造される場合、鋳造時の砂の排出性がよく生産性に優れている。
また、点火プラグキャップ70は、図3に示すように、シリンダヘッドカバー32Cとシリンダヘッド32Bとの締結面36の下端よりも後方に配置されている。
なお、凹部85の形成位置、形状、容積などは、排気ポート80の構造、容積さらにはエンジン排気量など種々の要素を考慮して設定することができる。
すなわち、本実施形態のエンジン30は2気筒の4サイクルエンジンとして構成され、各吸気・排気弁用孔91,81に装着された弁が、図7に示すように、吸気弁装着部91iおよび排気弁装着部81eとしてシリンダヘッド32Bの上部に突出され、図示しない吸気弁および排気弁が動弁機構によって適宜駆動されるように構成されている。
このような排気ポート80の構成において、凹部85は外側排気ポート80Aの曲げられた部分の外側に配置されている。凹部85は、排気ポート80の排気流路壁面85aにおいて湾曲率が大きい箇所に設けられる。
図9では、排気流AFの排気流路の全体を示す排気流路80vが2つの内側排気ポート80Bに対応する内側排気流路80Bvと2つの外側排気ポート80Aに対応する外側排気流路80Av、各流路が合流する合流路83vを有していることが立体的に示してある。そして、外側排気流路80Avの外側に、筒状の空間として凹部85によって形成される凹部空間85vが形成されている。
なお、図9において、排気弁の弁棒が貫通して若干の広がり空間を形成するので、排気弁貫通部81vとして概略図示してある。
この場合、凹部85の形成には、鋳造時において、円柱形状の中子を用いるだけでよく、これまでの製造工程とほとんど変わることなく製造することができる。
以下、実施例について図10〜図12を参照して説明する。
実施例として凹部85を設けた場合と、比較例として凹部を設けない場合との排気ガス流の流量(図10)、排気ガス流の流速(図11)、排気ガス流の排圧(図12)の各データを測定した。
なお、図10〜図12において、実施例のデータは実線、比較例のデータは点線にて示してある。
(1)図8および図9の排気ポート80の構造を有したエンジン
(2)使用エンジン・・・・・排気量700cc程度の2気筒4サイクルエンジン
(3)排気ポート80の容積(凹部含まない)・・・・131cc(バルブ込み)
(4)凹部85の寸法(円柱形)・・・直径Wが18mm、深さd1が13mm
(5)凹部85の形成位置・・・・排気ポート開口部80cの略中心から距離d2が61.8mm(排気ポートの全長に対して略中間の位置)
凹部85がないこと以外は上記実施例と同じ条件とした。
排気ガス流量においては、凹部85が無い比較例に比べて、図10に示すグラフのh1、h2およびh3で示す部分のように、排ガス流量の低下が少なくなる改善が見られた。
また、排気流速については、図11に示すグラフのh4、h5およびh6で示す部分のように、改善が見られる。すなわち、凹部85を有することにより、排気行程後期における排気ガス流AFの流速の低下が軽減された。
さらに、排気圧については、図12に示すグラフのh7、h8およびh9で示す部分のように、排気行程後期における排圧を低減する効果を得られた。
先ず、エンジン30の運転に伴い作動する動弁機構の作動により、吸気弁と排気弁とが適宜開閉させられる。
すなわち、吸気弁が吸気ポート90を開いたとき、混合気が吸気ポート90を通って燃焼室(気筒)に吸入されて、燃焼させられる。そして、この燃焼による熱エネルギーが動力変換されて出力され、自動二輪車10の後輪WRに伝えられる。
燃焼によって生じた排気ガス流AFは、図9に示す排気ポート開口部80c側から合流路83v側に向かって4つの排気流路が形成される。
すなわち、簡易チャンバー効果により単位時間当たりの流量に変化が生じて、排ガスの排出損失を低減させることができる。
すなわち、凹部85を有することにより、排気行程後期における排気ガス流AFの流速の低下を軽減し、排気損失を低減して、この結果、エンジンのトルク改善効果が得られる。
すなわち、凹部85を有することにより、簡易チャンバー効果を発揮することができ、気筒内のガス交換の排出損失を低減することができる。特に、排気行程後期における排圧を低減する効果を得られる。
また、凹部85が気筒ごとに設けられているということは、排気ガス流量の低減防止効果および流速の低下を防ぐ効果並びに排圧の低減効果を気筒ごとに発揮でき、エンジン出力を効果的に高めることができる。
11 車体フレーム
30 内燃機関(エンジン)
32 シリンダ部
32A シリンダブロック
32B シリンダヘッド
32C シリンダヘッドカバー
35 エキゾーストマニホールド部
36 締結面
37 カムチェーン室
38 水ポンプ
53 排気管
60 筒状部
80 排気ポート
80A 外側排気ポート
80B 内側排気ポート
81 排気弁用孔
83 合流部
85 凹部
85a 排気流路壁面
90 吸気ポート
91 吸気弁用孔
CL 中心線
AF 排気ガス流
Claims (6)
- シリンダヘッド(32B)のシリンダ内の燃焼室からの排気を、排気管(53)に接続する排気ポート(80)を介して行う内燃機関(30)において、前記排気ポート(80)の排気流路の途中に排気流路壁面(85a)が凹んだ凹部(85)が設けられ、
前記内燃機関(30)は、複数の気筒を有しており、前記凹部(85)が、気筒数に応じて複数形成され、
前記排気ポート(80)が複数の内側排気ポート(80B)と該内側排気ポート(80B)の外側に配置する複数の外側排気ポート(80A)とを有して成り、該外側排気ポート(80A)が前記内側排気ポート(80B)に向って曲がるように構成されており、前記凹部(85)が前記外側排気ポート(80A)の曲げられた部分の外側に配置されており、
前記凹部(85)は、前記排気ポート(80)の内壁における湾曲箇所に設けられ、
前記凹部(85)は、その内部空間が円柱形状に構成され、前記凹部(85)の直径(W)は前記凹部(85)の深さ(d1)より大きいことを特徴とする内燃機関(30)。 - 複数の前記排気ポート(80)と、複数の前記排気ポート(80)が合流する合流部(83)と、排気管(53)と接続するエキゾーストマニホールド部(35)が、前記シリンダヘッド(32B)に一体に形成されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関(30)。
- 前記凹部(85)は、複数の前記排気ポート(80)が合流する合流部(83)よりも排気流路の上流側に設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関(30)。
- 前記凹部(85)は複数設けられており、その形成位置が前記排気ポート(80)を通り且つ前記シリンダヘッド(32B)の中心線(CL)を挟んで対称となる位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関(30)。
- 前記シリンダヘッド(32B)の前面には左右一対の点火プラグ用の孔(60)が設けられており、前記内側排気ポート(80B)は、前記左右一対の点火プラグに挟まれるように配置したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関(30)。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関(30)を製造する内燃機関(30)の製造方法において、前記凹部(85)を、前記シリンダヘッド(32B)の鋳造時に中子を用いて形成する工程を含むことを特徴とする内燃機関(30)の製造方法。
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JP2012062871A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関およびその製造方法 |
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