JPS60201057A

JPS60201057A - 内燃機関

Info

Publication number: JPS60201057A
Application number: JP5797384A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hidaka; 義明日高; Takashi Moriya; 守谷　隆史; Yasuo Muraoka; 村岡　康雄
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1985-10-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、出力性能に優れ、且つ軽量な内燃機関に関す
るものである。

一般に内燃機関では、その出力性能を何ら損なうことな
く■機関を軽量化すること、■機関を小型化すること、
および■機関のコストダウンを図ることが要望されてい
る。

ところで近年車両用等の内燃機関では、空冷式に比較し
て熱効率がよく、運転騒音が低く、かつ小型化が可能で
ある点から水冷式が主流となっている。ところで従来の
水冷式機関では機関本体を構成するシリンダブロックお
よびシリンダヘッドに水ジャケットを形成して最も高温
に加熱される燃焼室およびシリンダ孔の周囲を冷却する
ようにしているが、このようにすれば、シリンダブロッ
クおよびシリンダヘッドは何れも水ジャケットを形成す
るためその外形が大きくなり、しかも前記水ジャケット
に冷却水を循環させるための冷却装置の容量も大きくな
る。

そこで本発明は機関本体に形成されるシリンダ孔をスリ
ープレスに形成して、その放熱性を良好にするとともに
熱発生率の大きい燃焼室およびこれに続くシリンダ孔の
一部を何れシリンダヘッドに形成するとともにシリンダ
ヘッドにのみ水ジャゲットを形成し、機関本体を小型か
つ軽量に形成し、しかも水ジャケットに冷却水を循環す
るだめの冷却装置の容量を減じ、機関出力性能を損なわ
ずに機関全体の小型、軽量化を図り、廉価な内燃機関を
提供することを目的とするものである。

本発明によれば、前記目的達成のためシリンダブロック
と、その上にガスケットを介して重合結着されるシリン
ダヘッドとを備えた内燃機関において、前記シリンダブ
ロックには、スリープレスの下部シリンダ孔を形成した
下部シリンダバレルを設け、一方前記シリンダヘッドに
は、前記下部シリンダ孔と一致する、スリープレスの上
部シリンダ孔を形成した上部シリンダバレルを一体に延
設し、前記上、下部シリンダ孔内に亘ってクランク軸に
連動するピストンを摺動自在に嵌合し、さらに前記シリ
ンダヘッドにのみ冷却用水ジャケットを形成するように
している。

以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

４サイクル内燃機関の機関本体Ｅは、シリンダブロック
１と、その上面にガスケット３を介して重合結着される
シリンダヘッド２とを備える。

前記シリンダブロック１はＡ１合金製であって、筒状の
下部シリンダバレル４の下方にクランクケース５を一体
に形成して構成され、前記下部シリンダバレル４の上部
外周には冷却フィン７が一体に突設される。前記クラン
クケース５の開放下面には、オイルパン１０が固着され
る。

、また前記シリンダヘッド２もＡｆ合金製であってその
主体部分８の下方に上部シリンダバレル９が一体に延設
される。そして前記シリンダブロックｌの下部シリンダ
バレル４上面に前記ガスケット３を介して上部シリンダ
バレル９の下面が重合結着される。前記上部シリンダバ
レル９内にはスリープレスの上部シリンダ孔６．が形成
され、また前記下部シリンダバレル４内にもスリープレ
スの下部シリンダ孔６２が形成され、それら上、下部シ
リンダ孔６．．６□は互いに一致して、ピストン１１が
摺動自在に嵌合されるシリンダ孔６を形成する。前記ピ
ストン１１はＡｅ合金製であって軸方向に長いトップラ
ンド部１２を有し、そのトップランド部１２にピン孔１
３が形成され、このピン孔１３にピストンピン１４が嵌
入横架され、ピン孔１３の両端ば盲栓１５によって封緘
される。

通常のようにピストンピン１４にはコンロソｌ”　１６
の小端部が連結され、その大端部はクランク室内のクラ
ンク軸１７に連結される。前記ピストンピン１４よりも
下方のピストン１１のスカート部１９外周面には、複数
のピストンリング２０が嵌着される。このピストンリン
グ２０は２つの圧縮リング２０１と１つのオイルリング
２０．よりなる。

而してシリンダへソド２の上部シリンダバレル９の軸方
向長さしは、第１図に示すようにピストン１１の上死点
からクランク角で８０°〜・１１０゜に至るまでのピス
トン１１の摺動ストロークに相当し、またピストン１１
の、最上部のピストンリング２０よりも上方のトップラ
ンド部１２の軸方向長さは、第１図に示すように該ピス
トン１１が上死点位置にあるときに上部シリンダ孔６１
と下部シリンダ孔６．とに跨がる寸法に形成される。

シリンダヘッド２の上部シリンダバレル９には上部シリ
ンダ孔６．を取囲むように水ジャケット２１が形成され
、この水ジャケット２１には従来公知の冷却系が接続さ
れ該水ジヤケツト２１内を冷却水が循環する。

シリンダヘッド２には、ピストン１１の上面に対面して
燃焼室２２が形成され、この燃焼室２２には、吸、排気
弁口２３．２４が開口され、それらの吸、排気弁口２３
．２４に、シリンダヘッド２に形成した吸、排気ポー）
２５．２６が連通され、さらにシリンダブロック１には
、前記吸、排気弁口２３．２４を開閉する吸、排気弁２
７．２８が設けられる。シリンダブロック１上の動弁室
２９には、従来公知の動弁機構３０が設けられ、この動
弁機構３０の作動によって前記吸、排気弁２７．２８は
所定のタイミングで開閉作動される。

シリンダへソド２の主体部分８には、前記燃焼室２２を
囲繞するように水ジャケット３１が形成される。シリン
ダヘッド２上にはパツキン３２を介して前記動弁機構３
０を覆うヘッドカバー３３が被着される。

次に本発明の実施例の作用について説明する。

第１図に示すようにピストン１１が１．死点位置にある
ときは、該ピストン１１の、ピストンリング２０よりも
上方のトップランド部１２は、シリンダヘッド２側の上
部シリンダ孔６Ｉとシリンダブロック１側の下部シリン
ダ孔６□間に跨がっている。機関の運転によりピストン
１１は上、下部シリンダ孔６１．６□間を上下に摺動し
、機関の吸入行程もしくは爆発（膨張）行程でば、ピス
トン１１が上死点位置から下降し、クランク角で８０°
〜１１０°にある範囲では、ビスｔ・ン１１のトップラ
ンド部１２の一部は未だ上部シリンダ孔６、内を摺動し
、クランク角が８０°〜１１０”の範囲を超えてピスト
ン１１が下降するとき、該ピストン１１は下部シリンダ
孔６２内のみを摺動して下死点に達する。また機関の圧
縮行程もしくは排気行程ではピストン１１が下死点から
クランク角で７０°〜１００°を超えれば、ピストン１
１のトップランド部１２の一部は再び上部シリンダ孔６
Ｉ内を摺動しはじめる。

ところで機関の運転において、機関本体Ｅが最も加熱さ
れるのは燃焼室２２内の混合気が爆発燃焼する爆発行程
の前半であって、さらに詳述すれば、ピストン１１が上
死点から、クランク角で８０°〜１１０°に至る範囲が
熱発生率が最も大きく、したがって前記範囲内で機関本
体Ｅは燃焼熱をうけて最も高温に加熱される。而してこ
の実施例では前述したように機関本体Ｅのうち最も加熱
割合の大きい部分をシリンダヘッド２に形成し、このシ
リンダヘッド２を水冷により有効に冷却し、また機関本
体Ｅの比較的加熱割合の小さい部分をシリンダブロック
１に形成し、このシリンダブロックｌを空冷却するよう
にする。このようにすることにより、機関の低負荷運転
域での機関の適冷が防止され燃費を良好にし、また機関
の高負荷運転域での機関の加熱が防止され、ノッキング
等の異常燃焼懸念が無くなり、全体として機関の全運転
域にわたる機関の出力性能の向上が図れ、特に前記実施
例のようにシリンダ孔６がスリーブレスであって、シリ
ンダブロック１．シリンダヘッド２およびピストン１１
が何れもＡｌｌ’合金製にすれば、放熱性がよいので、
前記特性が一層顕著である。

またシリンダヘッド２にのみ水ジャゲット２Ｉを形成す
ることにより、該ジャケット２１を流れる冷却水量は少
なく、冷却装置はその冷却客用が小さいもので済む。

またピストンピン１４とピストンリング２０間の距離が
従来のピストンに比べて長くなり、ピストン１１に作用
するスラスト力に起因するその灯振り運動に対し、ピス
トンリング２０がうける外力が従来のものより減少して
ピストンリング２０のシール機能が向上し、さらにピス
トンリング２０に作用する面圧も低下してピストンリン
グ２０とシリンダ孔６間の摩擦抵抗も低減される。

さらに加えてピストン１１の上部にピストンリング２０
が存在しないことにより、ピストンピン１４をピストン
１１の上面に近づけられるようになりコンロッド１６の
長さも当然長くなって、ピストンの首振り振幅が減少す
ることにより前記ピストンリング２０のシール機能及び
ピストンリング２０のシリンダ孔６に対する摩擦抵抗の
低減効果が助成される。

またピストン１１は、そのトップランド部１２の長さを
長く設定可能となり、前記トップランド部１２とシリン
ダ孔６間のラビリンス効果が高められ、ブローバイガス
の発生量を低減し、且つ潤滑オイルの燃焼室２２への上
りも低減され、特にシリンダへラド２、シリンダブロッ
ク１およびピストン１１を何れもＡｎ合金により形成す
ることによりピストン１１とシリンダ孔６内面との馴染
性が良くなり、前記効果が一層顕著なものとなる。

さらにピストン１１は、そのスカート部１９にピストン
リング２０を設げることによりスカート部１９の剛性が
高められ、その剛性不足に起因するそのへたりが減少し
、これによってもブローバイガスの発生量および潤滑オ
イルの消費量が低減され、且つスランプ音が小さくなる
。

以上のように本発明によれば、シリンダブロックに、ス
リープレスの下部シリンダ孔を有する下部シリンダバレ
ルを設け、一方シリンダヘッドに下部シリンダ孔と一致
する、スリーブレスの上部シリンダ孔を有する上部シリ
ンダバレルを一体に延設し、前記上、下部シリンダ孔内
に亘ってピストンを摺動自在に嵌合し、さらにシリンダ
ヘットにのみ冷却用水ジャケットを形成したので、機関
本体はそれ自体の放熱性の良さと相俟ってその加熱部分
を小容量の冷却水をもって重点的に冷却することができ
、その冷却特性を著しく高めることができ、特に機関の
高負荷運転時のノンキング等の異常燃焼の発生を可及的
に低減することができ、また機関の低負荷運転時には、
その過冷却が防止され燃費が向上し、全体として機関の
全運転域に亘って出力性能の向上が図れ、その上水ジャ
ケトの総容積は少なくて済み、しかも水冷却装置も小容
量のもので足りることとなり、機関の小型、軽量化、お
よびコストダウンを図ることができる。

さらに機関の始動運転時等の水温の立上りがはやくなり
、特に冬期、寒冷地等におけるヒータ特性を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面ば本発明の一実施例を示すもので、第１図はその縦
断面図、第２図は第１図■−■線に沿う部分断面である
。Ｌ・・・長さ、

Claims

【特許請求の範囲】 ■　シリンダブロック（１）と、その上にガスケット（
３）を介して重合結着されるシリンダヘッド（２）とを
備えた内燃機関において、前記シリンダブロック（２）
には、スリーブレスの下部シリンダ孔（６□）を形成し
た下部シリンダバレル（４）を設け、一方前記シリンダ
ヘッド（２）には、前記下部シリンダ孔（６□）と一致
する、スリーブレスの上部シリンダ孔（６，）を形成し
た上部シリンダバレル（９）を一体に延設し、前記上、
下部シリンダ孔（６＋、６ｚ）内に亘ってクランク軸（
１７）に連動するピストン（１１）を摺動自在に嵌合し
、さらに前記シリンダヘッド（２）にのみ冷却用水ジャ
ケノ）（２１）を形成したことを特徴とする内燃機関。 ■　前記特許請求の範囲第０項記載の内燃機関において
、前記シリンダブロック（１）と一体の上部シリンダバ
レル（９）の上部シリンダ孔（６１）は、前記ピストン
（１１）の上死点からクランク角が８０°〜１１０°に
至るまでのビストンストロークに相当する長さくＬ）を
有することを特徴とする内燃機関。 ■　前記特許請求の範囲第０項記載の内燃機関において
、前記ピストン（１１）のトップランド部（１２）は、
該ピストン（１１）が上死点にあるとき、前記上、下部
シリンダ孔（’６．，６□）に跨がるような長さを有す
ることを特徴とする内燃機関。 ■　前記特許請求の範囲第０項記載の内燃機関において
、前記ピストン（１１）はそのピストンピン（１４）よ
りもシリンダブロック（１）側のスカート部（１９）外
周にピストンリング（２０）が嵌着されることを特徴と
する内燃機関。 ■　前記シリンダブロック（１）、シリンダヘッド（２
）、およびピストン（１１）は何れもＡｎ合金製である
ことを特徴とする内燃機関。