JP6640178B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、基準軸線に沿って燃焼室から延びる縦孔に挿入されて、前記基準軸線回りで前記縦孔の内壁に接する周壁部と、前記周壁部から連続して、前記縦孔から前記燃焼室に向かって張り出す底壁部とを有し、前記周壁部と前記底壁部とで、前記燃焼室に通じる副室を形成する副室隔壁を備える内燃機関に関する。 The present invention further includes a peripheral wall portion which is inserted into a vertical hole extending from the combustion chamber along a reference axis and which is in contact with an inner wall of the vertical hole around the reference axis, and which is continuous from the peripheral wall portion, and wherein the combustion is performed from the vertical hole. The present invention relates to an internal combustion engine having a bottom wall projecting toward a chamber, and a sub-chamber partition forming a sub-chamber communicating with the combustion chamber by the peripheral wall and the bottom wall.
例えば特許文献1は副室式エンジン(内燃機関)を開示する。副室式エンジンでは、副室の天井面に点火プラグの先端と燃料噴射弁から通じる通路とが配置される。燃料が噴射されると、点火プラグは副室内の混合気に点火する。燃焼による火炎ジェットは、副室隔壁の底壁部に形成された噴孔から燃焼室に放射状に噴き出す。火炎ジェットは、燃焼室内の希薄混合気を安定して燃焼させるので、高効率かつ低NOxの燃焼は実現される。 For example, Patent Document 1 discloses a sub-chamber engine (internal combustion engine). In the sub-chamber engine, the tip of the spark plug and a passage leading from the fuel injection valve are arranged on the ceiling surface of the sub-chamber. When fuel is injected, the spark plug ignites the mixture in the sub-chamber. The flame jet due to the combustion radially blows into the combustion chamber from an injection hole formed in the bottom wall of the sub-chamber partition wall. The flame jet stably burns the lean mixture in the combustion chamber, so that high-efficiency and low-NOx combustion is realized.
特許文献1に記載のものでは、点火プラグと燃料噴射弁とが並んで配置されるので、副室の幅(径)が広く、吸気弁や排気弁の間隔が広がらなければならず、小径のボアを有する気筒には適用されることが難しかった。 In the device described in Patent Document 1, since the spark plug and the fuel injection valve are arranged side by side, the width (diameter) of the sub-chamber must be wide, and the interval between the intake valve and the exhaust valve must be wide. It was difficult to apply to a cylinder having a bore.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、副室の小型化に寄与して、小径のボアを有する気筒に簡単に適用されることができる副室を実現する内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an internal combustion engine that contributes to downsizing of a sub-chamber and realizes a sub-chamber that can be easily applied to a cylinder having a small-diameter bore. With the goal.
本発明の第1側面によれば、基準軸線に沿って燃焼室から延びる縦孔に挿入されて、前記基準軸線回りで前記縦孔の内壁に接する周壁部と、前記周壁部から連続して、前記縦孔から前記燃焼室に向かって張り出す底壁部とを有し、前記周壁部と前記底壁部とで、前記燃焼室に通じる副室を形成する副室隔壁を備える内燃機関において、基準軸線に沿って前記周壁部の上方に配置される点火プラグと、前記周壁部の内面に形成される開口に向かって、基準軸線に傾斜する姿勢で配置される燃料噴射弁とを備え、前記燃料噴射弁は、噴射方向が前記副室内の前記底壁部を向き、前記底壁部周辺に、前記燃焼室に前記副室を接続する連通孔を有し、前記周壁部の外周には位置決め突起が形成され、前記位置決め突起は、前記縦孔に周方向の特定位置で窪むように設けられた凹部に嵌合する内燃機関が提供される。
According to the first aspect of the present invention, a peripheral wall portion that is inserted into a vertical hole extending from a combustion chamber along a reference axis and is in contact with an inner wall of the vertical hole around the reference axis, and continuously from the peripheral wall portion, An internal combustion engine having a bottom wall projecting from the vertical hole toward the combustion chamber, and including a sub-chamber partition that forms a sub-chamber communicating with the combustion chamber with the peripheral wall and the bottom wall. A spark plug disposed above the peripheral wall along a reference axis, and a fuel injection valve disposed in a position inclined toward the reference axis toward an opening formed on an inner surface of the peripheral wall, The fuel injection valve has an injection direction facing the bottom wall portion in the sub-chamber, has a communication hole around the bottom wall portion connecting the sub-chamber to the combustion chamber, and is positioned on the outer periphery of the peripheral wall portion. A projection is formed, and the positioning projection is located at a specific position in the circumferential direction in the vertical hole. Internal combustion engine that match fit in the recess provided as recessed, is provided.
第2側面によれば、基準軸線に沿って燃焼室から延びる縦孔に挿入されて、前記基準軸線回りで前記縦孔の内壁に接する周壁部と、前記周壁部から連続して、前記縦孔から前記燃焼室に向かって張り出す底壁部とを有し、前記周壁部と前記底壁部とで、前記燃焼室に通じる副室を形成する副室隔壁を備える内燃機関において、基準軸線に沿って前記周壁部の上方に配置される点火プラグと、前記周壁部の内面に形成される開口に向かって、基準軸線に傾斜する姿勢で配置される燃料噴射弁とを備え、前記周壁部の外周には位置決め突起が形成され、前記位置決め突起は、前記縦孔に周方向の特定位置で窪むように設けられた凹部に嵌合する。
According to the second aspect, a peripheral wall portion that is inserted into a vertical hole extending from the combustion chamber along a reference axis and is in contact with an inner wall of the vertical hole around the reference axis, and the vertical hole is continuous from the peripheral wall portion. A bottom wall projecting toward the combustion chamber from the peripheral wall and the bottom wall, the internal combustion engine having a sub-chamber partition that forms a sub-chamber communicating with the combustion chamber, A spark plug disposed above the peripheral wall along the same, and a fuel injection valve disposed at a position inclined toward a reference axis toward an opening formed on the inner surface of the peripheral wall. A positioning protrusion is formed on the outer periphery, and the positioning protrusion fits into a concave portion provided in the vertical hole at a specific position in the circumferential direction.
第1,第2側面によれば、点火プラグは周壁部の上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁は周壁部の周囲に配置されるので、点火プラグと燃料噴射弁とが並んで配置される場合に比べて、副室の幅(径)は縮小されることができる。したがって、点火プラグや燃料噴射弁の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。しかも周壁部の外周に位置決め突起が形成され、位置決め突起は、縦孔に周方向の特定位置で窪むように設けられた凹部に嵌合するので、基準軸線回りで副室隔壁の角位置を位置決めされることができる。
According to the first and second aspects, the spark plug is arranged above the peripheral wall, while the fuel injection valve is arranged around the peripheral wall, so that the ignition plug and the fuel injection valve are arranged side by side. The width (diameter) of the sub-chamber can be reduced as compared with the case where it is arranged. Therefore, the interval between the intake valve and the exhaust valve disposed around the ignition plug and the fuel injection valve does not need to be widened, and the sub-chamber can be easily applied to a cylinder having a small-diameter bore. In addition, positioning projections are formed on the outer periphery of the peripheral wall portion, and the positioning projections are fitted into recesses provided in the vertical holes so as to be depressed at specific positions in the circumferential direction. Can be
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, it is assumed that the up, down, front, rear, left and right of the vehicle body are defined based on the eyes of the occupant riding the motorcycle.
図1は本発明の一実施形態に係る自動二輪車(鞍乗り型車両の一具体例)の全体構成を概略的に示す。自動二輪車11の車体フレーム12は、ヘッドパイプ13と、ヘッドパイプ13から後方に後ろ下がりに延びる左右1対のメインフレーム14と、個々のメインフレーム14の後端に個別に結合されてメインフレーム14の後端から下方に延び、クロスパイプ(図示されず)で相互に接続される左右1対のピボットフレーム15と、メインフレーム14よりも下方でヘッドパイプ13から下方に延びるダウンフレーム16とを備える。ダウンフレーム16は、車幅方向の左右中央位置でヘッドパイプ13から下方に延びる1つの上フレーム16aと、上フレーム16aの下端から左右に分岐し、個々に対応のピボットフレーム15の下端に連結される左右1対の下パイプフレーム16bとで構成される。ダウンフレーム16の上フレーム16aは、ヘッドパイプ13から後方に遠ざかるにつれてメインフレーム14から下方に遠ざかる。
FIG. 1 schematically shows an entire configuration of a motorcycle (a specific example of a saddle-ride type vehicle) according to an embodiment of the present invention. A
ヘッドパイプ13には、車軸17回りで回転自在に前輪WFを支持するフロントフォーク18が操向可能に支持される。フロントフォーク18にはヘッドパイプ13の上側でハンドルバー19が結合される。ピボットフレーム15には、車軸21回りで回転自在に後輪WRを支持するスイングアーム22が支軸23回りで揺動自在に支持される。支軸23は車幅方向に水平に延びる。
On the
前輪WFおよび後輪WRの間で車体フレーム12に内燃機関24は搭載される。内燃機関24は、左右のピボットフレーム15の間であって左右の下パイプフレーム16bで挟まれる空間に配置されてピボットフレーム15および下パイプフレーム16bに連結されるクランクケース25と、クランクケース25に結合されて、クランクケース25から上方に延びて、前傾するシリンダー軸線Cを有するシリンダーブロック26と、シリンダーブロック26に結合されるシリンダーヘッド27と、シリンダーヘッド27に結合されるヘッドカバー28とを備える。クランクケース25には、後輪WRの車軸21に平行に延びる回転軸線S回りで回転するクランクシャフトが支持される。クランクシャフトの回転運動は伝動装置(図示されず)を経て後輪WRに伝達される。クランクシャフトの一端にはAGC(直流発電機)といった補機が連結されケースカバー25aで覆われる。ここでは、内燃機関24は例えば単気筒内燃機関に構成される。シリンダーブロック26、シリンダーヘッド27およびヘッドカバー28は、クランクシャフトの回転軸線Sに直交する投影面に、クランクシャフトの回転軸線Sに平行に投影される側面視で、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間に配置される。以下、一般的な内燃機関と共通する構造については詳細な説明を割愛することがある。
The
シリンダーヘッド27の一側面には、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間の空間に配置されて、後述されるように燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁29と、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間の空間に配置されて、後述されるように、生成するポンプ圧に応じて燃料噴射弁29に燃料を供給する燃料ポンプ31とが取り付けられる。燃料噴射弁29には、燃料ポンプ31の吐出管31aから延びて燃料噴射弁29および燃料ポンプ31を繋ぎ、燃料ポンプ31から燃料噴射弁29に燃料を導入する燃料配管32が結合される。
On one side of the
ダウンフレーム16の上フレーム16aには、内燃機関24に接続されて内燃機関24の冷却に寄与する左右1対のラジエーター33が取り付けられる。左側のラジエーター33は燃料噴射弁29よりも車体前方に配置される。左右のラジエーター33と内燃機関24との間で冷却水は循環する。内燃機関24で熱せられた冷却水はラジエーター33に流入してラジエーター33で冷却される。ラジエーター33で冷却された冷却水は内燃機関24の冷却ジャケットに流入する。図2に示されるように、メインフレーム14の外面とケースカバー25aの外面とに接する仮想平面PPの内側に燃料ポンプ31は配置される。メインフレーム14およびケースカバー25aに左外側から接する仮想平面PPから燃料ポンプ31の突出は回避される。燃料ポンプ31は他物との衝突から保護されることができる。
A pair of left and
図1に示されるように、内燃機関24の上方でメインフレーム14には燃料タンク34が支持される。燃料タンク34内には、燃料タンク34から燃料を吐出する一次燃料ポンプ35が配置される。燃料ポンプ31の吸入管31bには、一次燃料ポンプ35から延びて一次燃料ポンプ35および燃料ポンプ31を繋ぎ、一次燃料ポンプ35のポンプ圧に基づき一次燃料ポンプ35から燃料ポンプ31に燃料を供給する一次燃料管36が結合される。燃料タンク34の後方で車体フレーム12には乗員シート37が搭載される。自動二輪車11の運転にあたって乗員は乗員シート37を跨ぐ。図3に示されるように、上方無限遠に存在する視点に基づく平面視で、燃料ポンプ31は燃料タンク34の陰に隠れる。言い換えると、重力方向に平行であって燃料タンク34の湾曲外縁に接する湾曲垂直面VPよりも燃料ポンプ31は内側に配置される。こうして燃料タンク34の外形から燃料ポンプ31の突出は回避される。燃料ポンプ31は他物との衝突から保護されることができる。
As shown in FIG. 1, a
図4に示されるように、シリンダーブロック26はシリンダー軸線Cに沿ってピストン38の線形往復運動を案内する。ピストン38には、クランクケース25内でクランクシャフトのクランクに連結されるコネクティングロッド39が接続される。コネクティングロッド39はピストン38の線形往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。
As shown in FIG. 4, the
シリンダーヘッド27はピストン38との間に燃焼室41を形成する。燃焼室41には、個々に吸気ポートの開閉を司る1対の吸気弁(図示されず)と、個々に排気ポートの開閉を司る1対の排気弁(図示されず)とが配置される。吸気弁には、側面視でシリンダー軸線Cよりも後方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Sに平行な軸心を有する吸気用カムシャフト42aが接続される。言い換えると、吸気用カムシャフト42aは、クランクシャフトの回転軸線Sに平行でシリンダー軸線Cを含む仮想平面よりも車体後方に配置される。排気弁には、側面視でシリンダー軸線Cよりも前方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Sに平行な軸心を有する排気用カムシャフト42bが接続される。言い換えると、排気用カムシャフト42bは、クランクシャフトの回転軸線Sに平行であってシリンダー軸線Cを含む仮想平面よりも車体前方に配置される。後述されるように、吸気用カムシャフト42aおよび排気用カムシャフト42bには、クランクシャフトから吸気用カムシャフト42aおよび排気用カムシャフト42bに動力を伝達する動弁系43が接続される。動弁系43は、吸気用カムシャフト42aに固定されるスプロケット44a、および、排気用カムシャフト42bに固定されるスプロケット44bに巻き掛けられるカムチェーン45を備える。
The
燃料噴射弁29の中心軸線(中心軸を含み無限に延びる直線)は、車両側面視でシリンダー軸線C上に配置されるとともに、車両側面視でヘッドパイプ13を通過する。言い換えると、燃料噴射弁29の中心軸線は、クランクシャフトの回転軸線Sに平行であってシリンダー軸線Cを含む仮想平面内に配置され、クランクシャフトの回転軸線Sに平行であって燃料噴射弁29の中心軸線を含む仮想平面はヘッドパイプ13を横切る。燃料ポンプ31は、側面視で、シリンダー軸線Cから後方にずれた位置に配置され、燃料配管32は、側面視で、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間に配置される。言い換えると、燃料ポンプ31は、クランクシャフトの回転軸線Sに平行であってシリンダー軸線Cを含む仮想平面よりも車体後方に配置されるとともに、燃料配管32は、クランクシャフトの回転軸線Sに平行であって車体前方からメインフレーム14に接する仮想面と、クランクシャフトの回転軸線Sに平行であって車体後方からダウンフレーム16に接する仮想面とに挟まれる空間内に配置される。燃料配管32は、燃料ポンプ31の駆動軸(=吸気用カムシャフト42a)を軸心回りに囲むようにして延び、燃料噴射弁29に接続される。外側に向かって燃料配管32の出っ張りは抑制される。
The central axis of the fuel injection valve 29 (a straight line extending infinitely including the central axis) is disposed on the cylinder axis C in a vehicle side view, and passes through the
図5に示されるように、シリンダーヘッド27には、燃焼室41の頂上位置で燃焼室41に通じ、燃料噴射弁29の噴射口が臨む副室46が設けられる。シリンダーヘッド27には、第1点火プラグ47を受け入れて、シリンダー軸線C上に第1点火プラグ47の中心軸線を配置する挿入孔48と、燃料噴射弁29を受け入れて、シリンダー軸線Cから第1傾斜角αで倒れる軸線上に燃料噴射弁29の中心軸線を配置する差し込み孔49と、第2点火プラグ51を受け入れて、シリンダー軸線Cから第1傾斜角αよりも大きい第2傾斜角βで倒れる軸線上に第2点火プラグ51の中心軸線を配置するねじ込み孔52とが形成される。第1点火プラグ47の電極は副室46内の空間に臨む。第2点火プラグ51の電極は燃焼室41内の空間に臨む。燃料噴射弁29は、第1点火プラグ47の中心軸線に対して傾斜する姿勢で保持され、副室46に噴射口を臨ませ、燃焼室41に向けて副室46内で燃料を噴射する。ここでは、こうして噴射通路49aに対して燃料噴射弁29を寝かせることで燃料噴射弁29の上端と燃料ポンプ31との間に隙間は確保されることができる。
As shown in FIG. 5, the
吸気用カムシャフト42aは、シリンダーヘッド27の一側面から他側面に向かってクランクシャフトの回転軸線Sに平行に延びる回転軸線Xを有する。燃料ポンプ31は、シリンダーヘッド27の一側面で、吸気用カムシャフト42aの延長線上に配置されて吸気用カムシャフト42aに連結される。動弁系43のスプロケット44aおよびカムチェーン45はシリンダーヘッド27の他側面に配置される。燃料ポンプ31は、吸入管31bおよび吐出管31aにそれぞれ配置される開閉弁と、吸入管31bおよび吐出管31aに通じる圧力室53の容積を変化させるプランジャー54と、吸気用カムシャフト42aに同軸に連結されて、プランジャー54の往復動を生み出すカム部材55とを備え、吸気用カムシャフト42aから駆動力を受けて高圧の燃料を吐出する往復動式の燃料ポンプで構成される。
The
図6に示されるように、挿入孔48は、燃焼室41の壁面で開口する燃焼室41側の副室孔部(縦孔)48a、および、副室孔部48aよりも大径であって副室孔部48aに環状の段差56で接続されるプラグ孔部48bを有する。副室孔部48aには、燃焼室41に通じる副室46を形成し、段差56上に重なるフランジ57を有する副室隔壁58が挿入される。副室隔壁58は例えばステンレス鋼材から形成される。フランジ57上に環状の第1シール部材59が重なる。第1シール部材59は軸方向の金属シールである。
As shown in FIG. 6, the
プラグ孔部48bには、フランジ57に向かって先端で第1シール部材59を押し付け、第1点火プラグ47を保持しつつ第1点火プラグ47の先端を副室46に対して位置決めする点火プラグホルダー61が挿入される。シリンダーヘッド27には挿入孔48および差し込み孔49は個別に形成されることから、燃料噴射弁29は点火プラグホルダー61から独立してシリンダーヘッド27に取り付けられる。
A spark plug holder for pressing the
点火プラグホルダー61は、第1点火プラグ47に同軸に円筒形状に形成され、先端で副室隔壁58のフランジ57との間に第1シール部材59を挟む円筒部61aと、円筒部61aの上端に接続されて第1点火プラグ47に同軸に円筒形状に形成され、外周にねじ溝を有するねじ部61bとを有する。点火プラグホルダー61は銅系の材質から成形される。第1シール部材59は副室隔壁58と点火プラグホルダー61の間に挟まれて外気から副室46の空間を遮断する。第1点火プラグ47は点火プラグホルダー61にねじ込まれる。点火プラグホルダー61のねじ溝62は第1点火プラグ47のねじ溝63に軸方向に重なる位置に配置される。
The
円筒部61aの外周には、点火プラグホルダー61およびプラグ孔部48bの内壁の間に挟まれる環状の第2シール部材64が装着される。第2シール部材64は径方向の樹脂製シールである。第2シール部材64は、燃焼室41側の挿入孔48内の空間と外気側の挿入孔48内の空間とを相互に遮断する。
An annular second seal member 64 sandwiched between the
副室隔壁58は、シリンダー軸線(基準軸線)Cに沿って燃焼室41から延びる副室孔部48aに挿入されて、シリンダー軸線C回りで副室孔部48aの内壁に接する周壁部58aと、周壁部58aから連続して、副室孔部48aから燃焼室41に向かって張り出す底壁部58bとを有し、周壁部58aと底壁部58bとで、燃焼室41に通じる副室46を形成する。第1点火プラグ47は周壁部58aの上方に配置される。底壁部58bは燃焼室41に向かってドーム形状に膨らむ。したがって、底壁部58bの肉厚は中央(シリンダー軸線C)に近づくほど増加する。
The
副室隔壁58の周壁部58aは、上端でフランジ57を支持する第1外径D1の第1筒部65aと、第1筒部65aの下端から連続して、燃焼室41に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部65bと、縮径部65bの下端から連続して第1外径D1よりも小さい第2外径D2の第2筒部65cとを有する。副室孔部48aは副室隔壁58の縮径部65bに対応して燃焼室41に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部66を有する。副室隔壁58の縮径部65bおよび副室孔部48aの縮径部66は相互に接触し合ってラビリンス構造を形成する。第1筒部65a、縮径部65bおよび第2筒部65cは満遍なく副室孔部48aの内壁に接する。
The
第2筒部65cで周壁部58aの壁厚は底壁部58bに向かうにつれて増加する。ここでは、第2筒部65cは、底壁部58bに向かうにつれて先細るテーパー形状の空間を形成する。周壁部58aの下端で周壁部58aには、壁の厚み方向に周壁部58aを貫通し、燃焼室41に副室46を接続する連通孔67が形成される。連通孔67はシリンダー軸線Cから放射状に延びる。副室隔壁58の外周には、フランジ57から連続して周方向の特定位置で径方向に外側に突出する位置決め突起68が形成される。副室孔部48aには、周方向の特定位置で段差56から窪んで位置決め突起68を受け入れる凹部69が形成される。位置決め突起68が凹部69に嵌まることで、シリンダー軸線C回りで副室隔壁58の角位置は位置決めされることができる。
In the second
シリンダーブロック27には、差し込み孔49の前端から延びて、燃料噴射弁29よりも小径の燃料噴射通路71が形成される。燃料噴射通路71の軸線は燃料噴射弁29の軸線Qの第1傾斜角αよりも小さい傾斜角でシリンダー軸線Cに交差する。こうして燃料噴射通路71に対して燃料噴射弁29が傾斜することで、図5に示されるように燃料噴射弁29の上端と燃料ポンプ31との間に隙間は確保されることができる。周壁部58aは、燃料噴射通路71の延長として、縮径部65bよりも燃焼室41側で周壁部58aの内面に開口する通路72を有する。燃料噴射通路71は、燃料噴射弁29の噴射口から通路72の開口に通じる。燃料噴射弁29は副室46内の底壁部58bに向かって燃料を噴射する。燃料の噴射域は連通孔67から外れるように形成される。
A
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態では、燃料噴射弁29は、シリンダーヘッド27の一側面からシリンダーヘッド27に取り付けられる。燃料ポンプ31は、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間の空間に配置されて、シリンダーヘッド27の一側面に取り付けられる。燃料ポンプ31は、燃料噴射弁29とともにシリンダーヘッド27の一側面に取り付けられるので、比較的に内燃機関24の姿勢を制約せずに燃料ポンプ31とメインフレーム14との干渉は回避される。比較的に内燃機関の姿勢を制約せずに燃料ポンプ31はメインフレーム14とダウンフレーム16との間に配置される。内燃機関24の姿勢を制約せずに十分に燃料ポンプ31の保護は実現される。しかも、燃料ポンプ31と燃料噴射弁29とは近接して配置されるので、燃料ポンプ31から燃料噴射弁29に燃料を供給する燃料配管32はできるだけ短縮されることができる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In the present embodiment, the
燃料噴射弁29の中心軸線は、クランクシャフトの回転軸線Sに直交する投影面に、クランクシャフトの回転軸線Sに平行に投影される側面視で、ヘッドパイプ13を通過する。メインフレーム14およびダウンフレーム16はヘッドパイプ13に向かうにつれて相互に接近することから、側面視で燃料噴射弁29の中心軸線がヘッドパイプ13を通過すると、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間で燃料噴射弁29の中心軸線上にスペースは確保される。したがって、燃料噴射弁29を含む内燃機関24のメンテナンス性は向上する。
The central axis of the
燃料噴射弁29の中心軸線は、クランクシャフトの回転軸線Sに直交する投影面に、クランクシャフトの回転軸線Sに平行に投影される側面視で、シリンダー軸線C上に配置され、燃料ポンプ31は、側面視で、シリンダー軸線Cからずれた位置に配置され、燃料配管32は、側面視で、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間に配置される。前述のように、メインフレーム14およびダウンフレーム16の間で燃料噴射弁29の中心軸線上に十分にスペースは確保されることから、メインフレーム14およびダウンフレーム16と燃料ポンプ31との間に十分なスペースは形成される。したがって、燃料ポンプ31のメンテナンス性は良好に確保される。燃料配管32はメインフレーム14およびダウンフレーム16の間で良好に保護される。
The center axis of the
燃料ポンプ31は、メインフレーム14に支持される燃料タンク34に一次燃料管36で接続され、クランクシャフトの回転軸線Sに直交する投影面にクランクシャフトの回転軸線Sに平行に投影される側面視で、シリンダー軸線Cから後方にずれた位置に配置される。燃料ポンプ31は、側面視でシリンダー軸線Cから後方にずれた位置に配置されることから、燃料タンク34内の一次燃料ポンプ35に燃料ポンプ31を接続する一次燃料管36は可能な限り短縮される。
The
自動二輪車11は、燃料噴射弁29よりも車体前方でダウンフレーム16に取り付けられるラジエーター33を備える。ラジエーター33は燃料ポンプ31の前方で燃料ポンプ31から遠ざけられる。燃料ポンプ31はできる限りラジエーター33の温風に巻き込まれずに済む。こうして燃料ポンプ31の温度上昇は抑制される。
The
燃料ポンプ31は、シリンダーヘッド27に支持される吸気用カムシャフト42aの延長線上に配置されて吸気用カムシャフト42aから駆動力を受ける往復動式の燃料ポンプである。往復動式の燃料ポンプ31は高速回転の吸気用カムシャフト42aの駆動力に応じて高圧の燃料供給を実現する。したがって、燃料の燃焼室噴射(いわゆる直噴)は実現される。
The
シリンダーヘッド27には、燃焼室41の頂上位置で燃焼室41に通じ、燃料噴射弁29の噴射口が臨む副室46が設けられる。燃焼室41は頂上位置で最もカムシャフト42a、42bに接近することから、燃料噴射弁29は吸気用カムシャフト42aにできる限り接近して配置される。こうして燃料噴射弁29と燃料ポンプ31との距離はできる限り短縮される。燃料噴射弁29に燃料ポンプ31を繋ぐ燃料配管32はできる限り短縮されるとともに、燃料噴射弁29および燃料ポンプ31を保護するための空間は縮小される。
The
自動二輪車11の内燃機関24は、シリンダー軸線C上に配置される中心軸線を有し、副室46内の空間に臨む第1点火プラグ47と、シリンダー軸線Cに第2傾斜角βで交差する中心軸線を有し、燃焼室41内の空間に臨む第2点火プラグ51とを備える。燃焼室噴射の実現にあたって第1点火プラグ47および第2点火プラグ51は燃料噴射弁29および燃料ポンプ31に干渉せずにシリンダーヘッド27に差し込まれることができる。
The
本実施形態に係る内燃機関24では、カムシャフト42a、42bは、シリンダーヘッド27の一側面から他側面に向かって延び、シリンダーヘッド27の他側面には、クランクシャフトからカムシャフト42a、42bに動力を伝達する動弁系43が配置される。カムシャフト42a、42bの一端側に燃料ポンプ31が配置され、カムシャフト42a、42bの他端側に動弁系43が配置されるので、内燃機関24の重量バランスは良好に確保される。加えて、燃料噴射弁29や燃料ポンプ31に邪魔されずに動弁系43のメンテナンス性は良好に確保される。
In the
本実施形態では、副室隔壁58のフランジ57上に第1シール部材59は重なり、点火プラグホルダー61は、挿入孔48のプラグ孔部48bに挿入されてフランジ57に向かって先端で第1シール部材59を押し付け、点火プラグホルダー61およびプラグ孔部48bの内壁の間に第2シール部材64は挟まれる。点火プラグホルダー61から軸方向に作用する押圧力の働きで点火プラグホルダー61と副室隔壁58のフランジ57との間に第1シール部材59が軸方向に挟まれるので、副室46の圧力漏れは確実に防止される。しかも、段差56に押し付けられるフランジ57がシール部材として機能することから、副室孔部48aの内壁に接する副室隔壁58の周壁部58aが薄くても、軸方向の押し付け力によって周壁部58aの変形は引き起こされず、燃焼室41から副室孔部48aの内壁を伝った圧力漏れは確実に防止される。さらに、第2シール部材64は、副室隔壁58のフランジ57および第1シール部材59よりも軸方向に外方に配置されることから、燃焼室41のガス漏れと副室46のガス漏れとに共通にシール機能を発揮する。内燃機関24ではシール構造は簡素化される。
In the present embodiment, the
シリンダー軸線C回りで全周にわたって副室隔壁58および点火プラグホルダー61の間に挟まれる第1シール部材59は軸方向の金属シールであって、シリンダー軸線C回りで全周にわたって点火プラグホルダー61の円筒部61aおよび挿入孔48の内壁に挟まれる第2シール部材64は径方向の樹脂製シールである。第1シール部材59は金属シールであるので、副室隔壁58のフランジ57と点火プラグホルダー61との間に挟まれて軸方向荷重に曝されても、第1シール部材59は確実に圧力漏れを防止する。その一方で、第2シール部材64は樹脂製シールであるので、着脱が簡単であって、メンテナンス性が向上する。
The
本実施形態に係る内燃機関24では、挿入孔48の副室孔部48aおよび副室隔壁58は、相互に接触し合って、燃焼室41に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部66,65bをそれぞれ有する。副室孔部48aの内壁と副室隔壁58の外面との間にラビリンス構造が形成されることで、燃焼室41から副室孔部48aの内壁を伝った圧力漏れは防止される。その結果、第2シール部材64の負荷が軽減され、シール構造は簡素化される。
In the
本実施形態に係る点火プラグホルダー61は、第1点火プラグ47に同軸に円筒形状に形成され、先端で副室隔壁58のフランジ57との間に第1シール部材59を挟む円筒部61aと、円筒部61aの上端に接続されて第1点火プラグ47に同軸に円筒形状に形成され、外周にねじ溝62を有するねじ部61bとを有し、円筒部61aの外周に第2シール部材64は装着される。点火プラグホルダー61は第1点火プラグ47と同軸の円筒形状に形成されるので、副室46と点火プラグホルダー61との外形差を縮小することができ、その結果、吸気弁および排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。
The
本実施形態に係る内燃機関24では、点火プラグホルダー61のねじ溝62は第1点火プラグ47のねじ溝63に軸方向に重なる位置に配置される。第1点火プラグ47はねじ溝63で点火プラグホルダー61に結合され、ねじ溝63の領域で第1点火プラグ47から点火プラグホルダー61に良好な熱伝達は実現される。同様に、点火プラグホルダー61はねじ溝62でシリンダーヘッド27に結合され、ねじ溝62の領域で点火プラグホルダー61からシリンダーヘッド27に良好な熱伝達は実現される。こうして第1点火プラグ47からシリンダーヘッド27に熱伝達は促進される。
In the
前述のように、燃料噴射弁29は、点火プラグホルダー61から独立してシリンダーヘッド27に取り付けられ、副室隔壁58に形成される通路72の開口に向かって、第1点火プラグ47の中心軸線に傾斜する姿勢で配置される。点火プラグホルダー61は副室隔壁58の軸方向上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁29は副室隔壁58の周囲に配置されるので、点火プラグホルダー61と燃料噴射弁29とが並んで配置される場合に比べて、副室46の幅(径)は縮小される。したがって、第1点火プラグ47や燃料噴射弁29の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。
As described above, the
点火プラグホルダー61は銅系の材質から形成される。点火プラグホルダー61は銅系の材質で形成されるので、良好な熱伝達が実現されるとともに、銅系の材質の良好な導電性に応じて第1点火プラグ47の帯電は良好に防止される。
The
本実施形態に係る内燃機関24では、基準軸線(シリンダー軸線C)に沿って副室隔壁58の周壁部58aの上方に第1点火プラグ47は配置され、周壁部58aの内面に形成される通路72の開口に向かって、基準軸線に傾斜する姿勢で燃料噴射弁29は配置される。第1点火プラグ47は副室隔壁58の周壁部58aの上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁29は周壁部58aの周囲に配置されるので、第1点火プラグ47と燃料噴射弁29とが並んで配置される場合に比べて、副室46の幅(径)は縮小される。したがって、第1点火プラグ47や燃料噴射弁29の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室46は適用される。
In the
内燃機関24は、燃料噴射弁29の噴射口から通路72の開口に通じ、燃料噴射弁29よりも小径の燃料噴射通路71を備える。燃料噴射通路71は細径通路に形成されるので、燃料噴射弁29は副室46内の燃焼圧から保護される。而して燃料噴射弁29の耐久性は向上する。
The
副室隔壁58の底壁部58bは燃焼室41に向かってドーム形状に膨らむ。中央に向かうにつれて底壁部58bの肉厚は増加する。したがって、底壁部58bには十分な肉厚が確保される。底壁部58bは、燃料噴射弁29から噴射された燃料により冷却された後に、燃焼室41内の燃焼に応じて高温に曝される。底壁部58bには十分な肉厚が確保されることから、底壁部58bが薄板形状に形成される場合に比べて、熱エネルギーが底壁部58bに留まりやすい。その結果、燃料冷却や燃焼に拘わらず底壁部58bは最適温度に保たれることができる。温度の維持に応じてデポジット等の増加は防止され副室隔壁58の耐久性は向上する。
The
副室隔壁58の周壁部58aの壁厚は底壁部58bに向かうにつれて増加する。最大壁厚の領域で周壁部58aは底壁部58bに接続されるので、底壁部58bから周壁部58aへ向けて熱伝達は促進される。ひいては底壁部58bの熱は副室孔部48aの内壁面から副室孔部48aを区画するシリンダーヘッド27に向かって効率的に拡散される。
The wall thickness of the
副室隔壁58の周壁部58aには、底壁部58bに接続される周壁部58aの下端で壁の厚み方向に周壁部58aを貫通し、燃焼室41に副室46を接続する連通孔67が形成される。連通孔67は周壁部58aの下端で壁の厚み方向に周壁部58aを貫通するので、肉厚の増加分を利用して連通孔67には十分な長さが確保される。その結果、副室46内の空間から燃焼室41に向かって最適な噴射方向へ燃焼ガスは噴射されることができる。
In the
29…燃料噴射弁、41…燃焼室、47…(第1)点火プラグ、48a…副室孔部(縦孔)、58…副室隔壁、58a…周壁部、58b…底壁部、67…連通孔、72…開口(通路)、C…基準軸線(シリンダー軸線)。 29: fuel injection valve, 41: combustion chamber, 47: (first) ignition plug, 48a: sub chamber hole (vertical hole), 58: sub chamber partition, 58a: peripheral wall, 58b: bottom wall, 67 ... Communication hole, 72: opening (passage), C: reference axis (cylinder axis).
Claims (2)
基準軸線(C)に沿って前記周壁部(58a)の上方に配置される点火プラグ(47)と、
前記周壁部(58a)の内面に形成される開口(72)に向かって、基準軸線(C)に傾斜する姿勢で配置される燃料噴射弁(29)と、
を備え、
前記燃料噴射弁(29)は、噴射方向が前記副室(46)内の前記底壁部(58b)を向き、
前記底壁部(58b)周辺に、前記燃焼室(41)に前記副室(46)を接続する連通孔(67)を有し、
前記周壁部(58a)の外周には位置決め突起(68)が形成され、前記位置決め突起(68)は、前記縦孔(48a)に周方向の特定位置で窪むように設けられた凹部(69)に嵌合することを特徴とする内燃機関。 A peripheral wall portion (58a) that is inserted into a vertical hole (48a) extending from the combustion chamber (41) along the reference axis (C) and that contacts the inner wall of the vertical hole (48a) around the reference axis (C); A bottom wall (58b) extending from the vertical hole (48a) toward the combustion chamber (41) continuously from the peripheral wall (58a), and the peripheral wall (58a) and the bottom wall; An internal combustion engine having a sub-chamber partition (58) that forms a sub-chamber (46) communicating with the combustion chamber (41) with the portion (58b);
A spark plug (47) disposed above the peripheral wall (58a) along a reference axis (C);
A fuel injection valve (29) arranged in a posture inclined toward a reference axis (C) toward an opening (72) formed on the inner surface of the peripheral wall portion (58a);
With
The fuel injection valve (29) has an injection direction facing the bottom wall (58b) in the sub-chamber (46),
A communication hole (67) for connecting the sub-chamber (46) to the combustion chamber (41) around the bottom wall (58b) ;
A positioning projection (68) is formed on the outer periphery of the peripheral wall portion (58a). The positioning projection (68) is formed in a concave portion (69) provided in the vertical hole (48a) so as to be depressed at a specific position in the circumferential direction. fitting match internal combustion engine, wherein the Rukoto.
基準軸線(C)に沿って前記周壁部(58a)の上方に配置される点火プラグ(47)と、
前記周壁部(58a)の内面に形成される開口(72)に向かって、基準軸線(C)に傾斜する姿勢で配置される燃料噴射弁(29)と、
を備え、
前記周壁部(58a)の外周には位置決め突起(68)が形成され、前記位置決め突起(68)は、前記縦孔(48a)に周方向の特定位置で窪むように設けられた凹部(69)に嵌合することを特徴とする内燃機関。 A peripheral wall portion (58a) that is inserted into a vertical hole (48a) extending from the combustion chamber (41) along the reference axis (C) and that contacts the inner wall of the vertical hole (48a) around the reference axis (C); A bottom wall (58b) extending from the vertical hole (48a) toward the combustion chamber (41) continuously from the peripheral wall (58a), and the peripheral wall (58a) and the bottom wall; An internal combustion engine having a sub-chamber partition (58) that forms a sub-chamber (46) communicating with the combustion chamber (41) with the portion (58b);
A spark plug (47) disposed above the peripheral wall (58a) along a reference axis (C);
A fuel injection valve (29) arranged in a posture inclined toward a reference axis (C) toward an opening (72) formed on the inner surface of the peripheral wall portion (58a);
With
A positioning projection (68) is formed on the outer periphery of the peripheral wall portion (58a). The positioning projection (68) is formed in a concave portion (69) provided in the vertical hole (48a) so as to be depressed at a specific position in the circumferential direction. An internal combustion engine, which is fitted.
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