TW201634841A - 跨坐型車輛用之內燃機及跨坐型車輛 - Google Patents

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TW201634841A
TW201634841A TW105104145A TW105104145A TW201634841A TW 201634841 A TW201634841 A TW 201634841A TW 105104145 A TW105104145 A TW 105104145A TW 105104145 A TW105104145 A TW 105104145A TW 201634841 A TW201634841 A TW 201634841A
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佐藤龍彥
栗田洋敬
土居航介
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山葉發動機股份有限公司
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    • F02F3/00Pistons 
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Abstract

本發明係於具有於活塞環之外周部形成有類鑽碳層之構成之內燃機中,抑制產生因活塞裙與汽缸壁之間隙並非為合適之大小而導致之問題。 本發明之實施形態之內燃機所具備之活塞具有活塞頭、安裝於活塞頭之外周部之活塞環、及沿汽缸壁自活塞頭之外周部延伸之活塞裙。活塞環於外周部具有類鑽碳層。活塞裙包含相對於汽缸壁滑動之滑動部,滑動部於至少一部分具有阻礙活塞之熱自活塞裙傳遞至汽缸壁之樹脂層。

Description

跨坐型車輛用之內燃機及跨坐型車輛
本發明係關於一種跨坐型車輛用之內燃機及跨坐型車輛。
眾所周知,於內燃機設置有用以使燃料燃燒(爆炸)之燃燒室。燃燒室係藉由形成汽缸孔之汽缸壁、收容於汽缸孔內之活塞、及堵塞汽缸孔之一端之汽缸頭而劃定。
活塞具有:活塞頭,其承受由燃燒室中所產生之燃燒氣體產生之爆炸壓力;及活塞裙,其自活塞頭之外周部沿汽缸軸線方向延伸並且相對於汽缸壁滑動。活塞進而具有安裝於活塞頭之外周部之活塞環。
活塞環係以密接於汽缸壁之表面之方式安裝,以提高燃燒室之氣密性或去除附著於汽缸壁之表面之多餘之油。
先前,作為用以防止活塞環對汽缸壁所造成之擦傷之技術,已知有於活塞環之外周部形成有類鑽碳層之構成(例如專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-120870號公報
活塞頭自燃燒氣體受到之熱自活塞環或活塞裙發散至汽缸壁。
然而,若於活塞環之外周部形成有類鑽碳層,則熱難以自活塞環傳遞至汽缸壁。因此,於內燃機剛起動後,直接暴露於燃燒氣體中之活塞頭與位於遠離燃燒氣體之位置之活塞裙之溫度差增大。於此狀態下,與活塞頭之變形量相比,活塞裙之變形量變小,因此活塞之形狀不會成為假定穩定運轉時而設計之理想之形狀。因此,活塞裙與汽缸壁之間隙不會成為以穩定運轉時為前提而設計之合適之大小。
若活塞裙與汽缸壁之間隙並非為合適之大小,則於活塞在汽缸孔內往返運動時,活塞裙無法充分地支撐活塞頭。因此,存在活塞反覆撞擊汽缸壁而產生較大之噪音之情況。又,存在因活塞強烈撞擊汽缸壁而導致產生活塞及汽缸壁之磨損或凝著(燒結、卡住)之情況。尤其是若於內燃機起動後,不進行預熱(即未使內燃機充分升溫)而立刻開始行駛,則容易產生上述噪音或活塞及汽缸壁之磨損及凝著之問題。
本發明係鑒於上述問題而完成者,其目的在於:於具有於活塞環之外周部形成有類鑽碳層之構成之內燃機中,抑制產生因活塞裙與汽缸壁之間隙並非為合適之大小而導致之問題。
本發明之實施形態之跨坐型車輛用之內燃機具有:汽缸,其具有劃定汽缸孔之汽缸壁;活塞,其收容於上述汽缸孔內,並且可沿與汽缸軸線平行之第1方向及與上述第1方向相反之第2方向往返運動;及汽缸頭,其設置於上述汽缸孔之上述第1方向之端部,且與上述汽缸壁及上述活塞共同劃定燃燒室;上述活塞具有:活塞頭,其劃定上述燃燒室之上述第2方向之端部;活塞環,其安裝於上述活塞頭之外周部,並且包含與上述汽缸壁接觸而將上述活塞之熱傳遞至上述汽缸壁之外周部;及活塞裙,其包含相對於上述汽缸壁滑動之滑動部,且 沿上述汽缸壁自上述活塞頭之外周部向上述第2方向延伸;上述活塞環於上述外周部具有類鑽碳層,上述活塞裙之上述滑動部於至少一部分具有阻礙上述活塞之熱自上述活塞裙向上述汽缸壁傳遞之樹脂層。
於某一實施形態中,上述汽缸頭具有:進氣埠,其用以將燃料導入至上述燃燒室;及排氣埠,其用以將排出氣體自上述燃燒室排出;上述活塞裙具有以於徑向上隔著汽缸軸線之方式存在之第1裙部及第2裙部,上述第1裙部具有上述樹脂層,並且自上述第1方向觀察時至少一部分與上述進氣埠重疊,上述第2裙部具有上述樹脂層,並且自上述第1方向觀察時至少一部分與上述排氣埠重疊,上述第1裙部中之上述樹脂層之面積較上述第2裙部中之上述樹脂層之面積大。
於某一實施形態中,於大致整個上述滑動部形成有上述樹脂層。
於某一實施形態中,上述活塞裙沿上述第2方向之長度L與上述汽缸孔之直徑D滿足L/D≧0.3之關係。
於某一實施形態中,上述樹脂層之厚度為15μm以上。
本發明之實施形態之跨坐型車輛具備具有上述任一構成之內燃機。
以下,對本發明之作用、效果進行說明。
於本發明之實施形態之內燃機中,活塞環於外周部具有類鑽碳層,因此可防止活塞環對汽缸壁所造成之擦傷。又,於本發明之實施形態之內燃機中,活塞裙之滑動部於至少一部分具有樹脂層,因此自活塞裙向汽缸壁之熱傳遞被樹脂層阻礙。因此,活塞之熱(活塞裙之熱)難以傳遞至汽缸壁,而容易停留於活塞裙(即活塞裙之保溫性增高)。因此,活塞裙之溫度與滑動部不具有樹脂層之情形時相比更早地上升。結果,活塞頭與活塞裙之溫度差縮小,因此活塞中之溫度分佈於內燃機起動後相對較早地接近穩定運轉時之溫度分佈。因此,活 塞裙與汽缸壁之間隙於內燃機起動後相對較早地成為合適之大小。因此,可較早地抑制內燃機剛起動後所產生之噪音,又,可防止活塞及汽缸壁之磨損或凝著。
典型而言,活塞裙具有以於徑向上隔著汽缸軸線之方式存在之第1裙部及第2裙部。此處,第1裙部具有樹脂層,並且自第1方向(與汽缸軸線平行且自曲柄箱側朝向汽缸頭側之方向)觀察時至少一部分與進氣埠重疊。又,第2裙部具有樹脂層,並且自第1方向觀察時至少一部分與排氣埠重疊。於內燃機剛起動後,汽缸之進氣埠側較排氣埠側更容易變成低溫,因此若於第1裙部與第2裙部中樹脂層之面積相同,則活塞之熱容易自第1裙部逸出。相對於此,若第1裙部中之樹脂層之面積較第2裙部中之樹脂層之面積大,則可將活塞於圓周方向上更均勻地保溫。
又,亦可於活塞裙之大致整個滑動部形成樹脂層。就使活塞裙之保溫性最大程度地提高之觀點而言,可謂較佳為於大致整個滑動部形成樹脂層之構成。
本發明之實施形態之內燃機可較佳地用於跨坐型車輛,可尤佳地用於如速克達型或彎梁型之大多於內燃機起動後立刻開始行駛之跨坐型車輛。藉由使用本發明之實施形態之內燃機,可顯著地獲得抑制噪音之產生或活塞及汽缸壁之磨損或凝著之效果。
若活塞裙沿第2方向(與汽缸軸線平行且自汽缸頭側朝向曲柄箱側之方向)之長度L與汽缸孔之直徑D滿足L/D≧0.3之關係,則相對容易地支持活塞頭,因此可使活塞之姿勢更穩定。但是,活塞裙之長度L越大(即L/D越大),活塞裙之前端部離燃燒氣體越遠,因此活塞頭與活塞裙之溫度差越大。又,若活塞裙之長度L較大,則散熱面積(活塞裙與汽缸壁之接觸面積)增大而容易自活塞裙散熱,因此於內燃機剛起動後活塞裙難以升溫。因此,於滿足L/D≧0.3之關係之內燃機中, 可謂容易產生因活塞裙與汽缸壁之間隙並非為合適之大小所導致之問題(或者該問題較為顯著)。因此,本發明之實施形態應用於滿足L/D≧0.3之關係之內燃機之意義較大。本發明之實施形態之內燃機係即便L/D≧0.3(即,即便活塞裙之長度L相對較大),亦可將活塞裙充分地保溫,因此可使活塞中之溫度分佈更早地接近穩定運轉時之溫度分佈。因此,可較早地抑制內燃機剛起動後所產生之噪音,又,可防止活塞及汽缸壁之變形磨損或凝著。
就充分提高活塞裙之保溫性之觀點而言,樹脂層之厚度較佳為15μm以上。但是,若樹脂層之厚度超過30μm,則存在難以採用單純之形成方法之情況,因此就容易地形成樹脂層之觀點而言,樹脂層之厚度較佳為30μm以下。
根據本發明之實施形態,可於具有於活塞環之外周部形成有類鑽碳層之構成之內燃機中,抑制產生因活塞裙與汽缸壁之間隙並非為合適之大小而導致之問題。
10‧‧‧汽缸(汽缸體)
11‧‧‧汽缸孔
11a‧‧‧汽缸軸線
12‧‧‧汽缸壁
14‧‧‧套筒
20‧‧‧汽缸頭
21‧‧‧進氣埠
22‧‧‧排氣埠
23‧‧‧吸氣閥
24‧‧‧排氣閥
30‧‧‧曲柄箱
40‧‧‧活塞
41‧‧‧活塞頭
42‧‧‧活塞裙
42a‧‧‧第1裙部
42b‧‧‧第2裙部
43a‧‧‧活塞環
43b‧‧‧活塞環
43c‧‧‧活塞環
43D‧‧‧類鑽碳層
44‧‧‧活塞銷凸座
44a‧‧‧活塞銷孔
45‧‧‧肋條
48‧‧‧活塞銷
50‧‧‧曲柄軸
51‧‧‧曲柄銷
52‧‧‧曲柄臂
60‧‧‧連桿
61‧‧‧桿本體部
62‧‧‧小端部
63‧‧‧大端部
66‧‧‧軸承
70‧‧‧燃燒室
100‧‧‧內燃機(引擎)
200‧‧‧跨坐型車輛(機車)
202‧‧‧前叉
203‧‧‧前輪
204‧‧‧方向盤
205‧‧‧座部
206‧‧‧後輪
220‧‧‧車體框架
221‧‧‧頭管
222‧‧‧前車架部
223‧‧‧後托架
224‧‧‧後車架部
225‧‧‧撐桿
261‧‧‧側外殼部
262‧‧‧前外殼部
264‧‧‧中心外殼部
265‧‧‧座部下外殼部
266‧‧‧引擎下外殼部
bl‧‧‧基材
D‧‧‧直徑
D1‧‧‧第1方向
D2‧‧‧第2方向
L‧‧‧長度
rl‧‧‧樹脂層
S‧‧‧空間
sp‧‧‧滑動部(滑動面)
圖1係模式性表示本發明之實施形態之內燃機100之剖視圖。
圖2(a)係模式性表示內燃機100所具備之活塞40之俯視圖,(b)及(c)係模式性表示活塞40之側視圖,(d)係模式性表示活塞40之仰視圖。
圖3係模式性表示活塞40所具有之活塞環43a(或者43b、43c)之剖視圖。
圖4係表示活塞40所具有之活塞裙42之剖面構造之圖,且係沿圖2(c)中之4A-4A'線之剖視圖。
圖5(a)及(b)係表示活塞裙42之滑動部sp中之樹脂層rl之配置之例的俯視圖。
圖6(a)及(b)係內燃機100之概略剖視圖,(a)表示將要到達上死點之前之狀態,(b)表示剛通過上死點之後之狀態。
圖7係模式性表示內燃機100之其他構成之剖視圖。
圖8係模式性表示具備內燃機(引擎)100之跨坐型車輛(機車)200之側視圖。
以下,一面參照圖式,一面對本發明之實施形態進行說明。再者,本發明並不限定於以下之實施形態。
於圖1中表示本發明之實施形態之內燃機(引擎)100。圖1係模式性表示內燃機100之剖視圖。
如圖1所示,內燃機100具備汽缸(汽缸體)10、汽缸頭20、及曲柄箱30。又,內燃機100進而具備活塞40、曲柄軸50、及連桿(連接桿)60。
汽缸10具有劃定汽缸孔11之汽缸壁12。於本案說明書中,將與汽缸軸線11a(汽缸孔11之中心線)平行之2個方向D1及D2分別稱為「第1方向」及「第2方向」。第1方向D1係自曲柄箱30側朝向汽缸頭20側之方向(自圖中之下側朝向上側之方向),第2方向D2係自汽缸頭20側朝向曲柄箱30側之方向(自圖中之上側朝向下側之方向)。即,第2方向D2係與第1方向D1相反之方向。汽缸10係由金屬材料(例如鋁合金或鑄鐵)形成。
汽缸頭20設置於汽缸孔11之第1方向D1之端部。汽缸頭20與汽缸壁12及活塞40共同劃定燃燒室70。汽缸頭20具有用以將燃料導入至燃燒室70之進氣埠21、及用以將排出氣體自燃燒室70排出之排氣埠22。於進氣埠21內設置有吸氣閥23,於排氣埠22內設置有排氣閥24。
曲柄箱30係以位於相對於汽缸10與汽缸頭20為相反側之方式設置。曲柄箱30可與汽缸10分開,亦可與汽缸10一體形成。
活塞40收容於汽缸孔11內。活塞40係以可於汽缸孔11內沿第1方向D1及第2方向D2往返運動之方式設置。活塞40係由金屬材料(例如鋁合金)形成。
曲柄軸50收容於曲柄箱30內。曲柄軸50具有曲柄銷51及曲柄臂52。
連桿60具有棒狀之桿本體部61、設置於桿本體部61之一端之小端部62、及設置於桿本體部61之另一端之大端部63。連桿60連結活塞40與曲柄軸50。具體而言,於小端部62之貫通孔(活塞銷孔)中插入有活塞40之活塞銷48,並且於大端部63之貫通孔(曲柄銷孔)中插入有曲柄軸50之曲柄銷51,藉此連結活塞40與曲柄軸50。於大端部63之內周面與曲柄銷51之間設置有軸承66。
接下來,一面參照圖2(a)~(d),一面對內燃機100所具備之活塞40之構造更具體地進行說明。圖2(a)係模式性表示活塞40之俯視圖。圖2(b)及(c)係模式性表示活塞40之側視圖。圖2(b)係自活塞銷48(參照圖1)之軸向(以下稱為「活塞銷軸向」)觀察活塞40時之圖,相對於此,圖2(c)係自與活塞銷軸向正交之方向觀察活塞40時之圖。圖2(d)係模式性表示活塞40之仰視圖。
如圖2(a)~(d)所示,活塞40具有活塞頭41、活塞裙42、及活塞環43a、43b及43c。又,活塞40具有形成有供活塞銷48(參照圖1)插通之活塞銷孔44a之一對活塞銷凸座44、及將活塞銷凸座44及活塞裙42相互連結之肋條45。
活塞頭41劃定燃燒室70之第2方向D2之端部。於活塞頭41之外周部形成有保持活塞環43a、43b及43c之環槽。
活塞裙42沿汽缸壁12自活塞頭41之外周部向第2方向D2延伸。活塞裙42包含相對於汽缸壁12滑動之滑動部(滑動面)sp。
活塞裙42具有以於徑向上隔著汽缸軸線11a之方式存在之2個部分 42a及42b。如圖2(d)所示,該等2個部分42a及42b中之一(以下稱為「第1裙部」)42a自第1方向D1觀察時至少一部分與進氣埠21重疊。又,另一(以下稱為「第2裙部」)42b自第1方向D1觀察時至少一部分與排氣埠22重疊。
活塞環43a、43b及43c安裝於活塞頭41之外周部。此處,例示活塞40具有3個活塞環43a、43b及43c之構成,但活塞環之個數並不限定於3。3個活塞環43a、43b及43c中,例如上側及中央之活塞環(頂環及第二環)43a及43b係用以保持燃燒室70之氣密性之壓縮環,下側之活塞環(第三環)43c係用以將附著於汽缸壁12之多餘之油刮落之油環。
活塞環43a、43b及43c係由金屬材料(例如鋼)形成。如圖3所示,於活塞環43a、43b及43c中之至少1個(例如頂環43a及第三環43c)之外周部(外周面)形成有類鑽碳層(以下稱為「DLC(Diamond-like carbon)層」)43D。活塞環43a、43b及43c之外周部係與汽缸壁12接觸而將活塞40之熱傳遞至汽缸壁12之部分。圖3係活塞環43a(或者43b、43c)之模式性剖視圖。DLC層43D可利用蒸鍍法(例如CVD法或PVD(Physical Vapor Deposition,物理氣相沈積)法)較佳地形成。DLC層43D之組成或厚度並無特別限制。就更確實地防止擦傷之方面而言,DLC層43D之厚度較佳為2μm以上。又,就密接性之方面而言,DLC層43D之厚度較佳為20μm以下。
於本實施形態中,活塞裙42之滑動部sp於至少一部分具有樹脂層。於圖2(b)及(c)中,對形成有樹脂層之區域標註陰影。於圖2(b)及(c)所示之例中,於大致整個滑動部sp形成有樹脂層。該樹脂層阻礙活塞40之熱自活塞裙42傳遞至汽缸壁12。
圖4表示活塞裙42之剖面構造。圖4係沿圖2(c)中之4A-4A'線之剖視圖。如圖4所示,於由金屬材料形成之基材bl上設置有樹脂層rl。樹脂層rl例如包含聚合物基質、及分散於聚合物基質中之固體潤滑粒 子。作為聚合物基質之材料,例如可較佳地使用熱固性聚醯胺醯亞胺,當然並不限定於此。作為固體潤滑粒子,可使用公知之各種固體潤滑粒子,例如可較佳地使用石墨粒子及鉬粒子。樹脂層rl例如可藉由利用噴霧法或各種印刷法(網版印刷法或移印法等)將液狀體之樹脂材料塗佈於活塞裙42而形成。
如已經說明般,若於活塞環之外周面形成DLC層,則熱難以自活塞環傳遞至汽缸壁面。因此,於內燃機剛起動後,直接暴露於燃燒氣體中之活塞頭與位於遠離燃燒氣體之位置之活塞裙之溫度差增大。於此狀態下,與活塞頭之變形量相比,活塞裙之變形量變小,因此活塞之形狀不會成為假定穩定運轉時而設計之理想之形狀。因此,活塞裙與汽缸壁之間隙不會成為以穩定運轉時為前提而設計之合適之大小。
相對於此,於本發明之實施形態之內燃機100中,如上所述,活塞裙42之滑動部sp於至少一部分具有樹脂層rl,因此自活塞裙42向汽缸壁12之熱傳遞受到樹脂層rl阻礙。因此,活塞裙42之熱難以傳遞至汽缸壁12,而容易停留於活塞裙42(即活塞裙42之保溫性增高)。因此,活塞裙42之溫度與滑動部sp不具有樹脂層rl之情形時相比更早地上升。結果,活塞頭41與活塞裙42之溫度差縮小,因此活塞40中之溫度分佈於內燃機100起動後相對較早地接近穩定運轉時之溫度分佈。因此,活塞裙42與汽缸壁12之間隙於內燃機100起動後相對較早地成為合適之大小。因此,可較早地抑制內燃機100剛起動後所產生之噪音,又,可防止活塞40及汽缸壁12之磨損或凝著。
再者,於一般之技術常識(業者之通常之想法)中,於活塞頭與活塞裙之溫度差增大之情形時,欲將活塞頭冷卻。具體而言,藉由使油朝向活塞頭之背面飛濺而將活塞頭冷卻,從而欲縮小活塞頭與活塞裙之溫度差。然而,於內燃機剛起動後,油為低溫且其黏度較高,因此若欲利用上述方法縮小活塞頭與活塞裙之溫度差,則油泵之負載增 高。因此,存在因增加油泵之容量而導致製造成本之增加或內燃機之大型化或者向軸承或凸輪之滑動部分之油供給量減少之顧慮。相對於此,本發明之實施形態係基於與將活塞頭冷卻之通常之想法完全不同之技術思想者,係藉由提高活塞裙42之保溫性而縮小活塞頭41與活塞裙42之溫度差,因此不存在增高油泵之負載之情形,又,可充分地確保對其他滑動部分之油供給量。
再者,於圖2(b)及(c)中例示了於活塞裙42之大致整個滑動部sp形成有樹脂層rl之構成,但樹脂層rl未必需要形成於大致整個滑動部sp,可僅形成於滑動部sp之一部分,亦能以具有特定圖案之方式形成。
又,樹脂層rl之面積於第1裙部42a與第2裙部42b中可不相同。於內燃機100剛起動後,排氣埠22因燃燒氣體通過而變成高溫,相對於此,進氣埠21係燃燒前之燃料通過,因此保持相對低溫之狀態。因此,於內燃機100剛起動後,汽缸10之進氣埠21側較排氣埠22側更容易變成低溫。因此,若於第1裙部42a與第2裙部42b中樹脂層rl之面積相同,則活塞40之熱容易自第1裙部42a逸出。相對於此,若第1裙部(至少部分重疊於進氣埠21之裙部)42a中之樹脂層rl之面積較第2裙部(至少部分重疊於排氣埠22之裙部)42b中之樹脂層rl之面積大,則可將活塞40於圓周方向更均勻地保溫。
就充分提高活塞裙42之保溫性之觀點而言,較佳為儘可能廣泛地於活塞裙42之滑動部sp形成樹脂層rl。又,就最大程度地提高活塞裙42之保溫性之觀點而言,可謂較佳為於活塞裙42之大致整個滑動部sp形成有樹脂層rl之構成。
於圖5(a)及(b)中表示活塞裙42之滑動部sp中之樹脂層rl之配置之其他例。
於圖5(a)及(b)所示之例中,於滑動部sp之一部分形成有樹脂層 rl。即,滑動部sp包含未形成樹脂層rl之區域。更具體而言,於圖5(a)所示之例中,樹脂層rl形成為沿圓周方向延伸之複數條帶狀(線狀),於圖5(b)所示之例中,樹脂層rl形成為複數個點狀。
即便採用圖5(a)及(b)所示之配置,亦可獲得如下效果:較早地抑制內燃機100剛起動後所產生之噪音,且防止汽缸壁12之變形、活塞40及汽缸壁12之磨損或凝著。
樹脂層rl之厚度t(參照圖4)並無特別限定,但就充分提高活塞裙42之保溫性之觀點而言,樹脂層rl之厚度t較佳為15μm以上。但是,若樹脂層rl之厚度t超過30μm,則存在難以採用單純之形成方法之情況,因此就容易形成樹脂層rl之觀點而言,樹脂層rl之厚度t較佳為30μm以下。
此處,一面參照圖6(a)及(b),一面對內燃機100中之「推動側」及「止推側」進行說明。圖6(a)及(b)係內燃機100之概略剖視圖。於圖6(a)及(b)中,曲柄軸50沿逆時針旋轉。圖6(a)表示將要到達上死點之前之狀態,圖6(b)表示剛通過上死點之後之狀態。
活塞40藉由連桿60與活塞40所受到之壓力而被壓抵於汽缸壁12之左側或右側。如圖6(a)所示,於活塞40朝向上死點上升時,活塞40被壓抵於汽缸壁12之左側。相對於此,如圖6(b)所示,若活塞40通過上死點,則連桿60之傾斜方向變化(於將要到達上死點之前,連桿60係以小端部62位於較大端部63更靠左側之方式傾斜,相對於此,於剛通過上死點後,連桿60係以大端部63位於較小端部62更靠左側之方式傾斜),因此活塞40自左側向右側移動,而被壓抵於汽缸壁12之右側。此時,活塞40自汽缸壁12受到推動力(側壓)之右側被稱為「推動側」,左側被稱為「止推側」。
於本實施形態之內燃機100中,以與進氣埠21重疊之第1裙部42a位於推動側,與排氣埠22重疊之第2裙部42b位於止推側之方式設定推 動側及止推側。當然,活塞40之推動側及止推側之設定並不限定於此例。活塞40之推動側及止推側係根據設定於各內燃機之連桿60之旋轉方向而規定。
再者,包含汽缸壁12之汽缸10與活塞40可由相同之金屬材料(例如鋁合金)形成,亦可由不同之金屬材料形成。又,於圖1中例示了無套筒之汽缸10,但亦可如圖7所示,於汽缸10之內側嵌入有套筒(金屬製之圓筒狀構件)14。於此情形時,套筒14之內周面成為汽缸壁12。套筒14例如係由鑄鐵形成。
本發明之實施形態之內燃機100可尤佳地用於大多在內燃機起動後立刻開始行駛之速克達型或彎梁型之跨坐型車輛。於此種跨坐型車輛中,大多情況係於內燃機起動後立刻開始行駛,因此藉由使用本發明之實施形態之內燃機100,可顯著地獲得抑制噪音之產生或活塞40及汽缸壁12之磨損或凝著之效果。
又,於大多情況在內燃機起動後立刻開始行駛之跨坐型車輛(速克達型或彎梁型)中,為了使活塞40之姿勢更穩定,實現低噪音並且確保耐久性,大多使活塞裙42沿第2方向D2之長度L(參照圖2(c))與汽缸孔11之直徑D(參照圖1)滿足L/D≧0.3之關係。因此,可謂本發明應用於活塞裙42沿第2方向D2之長度L與汽缸孔11之直徑D滿足L/D≧0.3之關係之內燃機100之意義較大。
於圖8中表示具備本發明之實施形態之內燃機100之跨坐型車輛200。圖8所示之跨坐型車輛200係彎梁型之機車。圖8係模式性表示機車200之側視圖。
如圖8所示,機車200之車體框架220於其前端具有頭管221。於頭管221插通有轉向軸。轉向軸被可旋轉地支持。轉向軸之下端連結於前叉202。前輪203被前叉202之下端支持。轉向軸之上端連結於方向盤204。
又,車體框架220自頭管221向後方且下方傾斜地延伸,且具有構成車體框架220之前部之前車架部222。前車架部222配置於車寬方向之中心。
於較方向盤204更靠後方配置有座部205。座部205為串座。與騎乘者(駕駛者)乘坐之座部205之前部相比,乘客(同乘者)乘坐之座部205之後部增高。如已經說明般,圖8所示之機車200為彎梁型,於前車架部222之上方、且方向盤204與座部205之間形成有特定之空間S。
於前車架部222之下方配置有內燃機(引擎)100。車體框架220包含自前車架部222之後端向下方延伸之後托架223。後托架223配置於引擎100之後。引擎100由前車架部222與後托架223支持。於引擎100及後托架223之後方配置有後輪206。後輪206之車軸由自後托架223向後方延伸之擺臂(未圖示)支持。
車體框架220進而具有一對(左右之)後車架部224。後車架部224之前端連接於前車架部222之後部。後車架部224之連接位置位於引擎100之曲柄箱30之上方。後車架部224自其前端向後方且上方傾斜地延伸而構成車體框架220之後部。又,車體框架220具有自前車架部222之後端朝向後車架部224之中途部延伸並支持後車架部224之撐桿225。
機車200之車體外殼包含一對側外殼部261。又,車體外殼包含前外殼部262、中心外殼部264、座部下外殼部265及引擎下外殼部266。
一對側外殼部261係沿後車架部224配置,且覆蓋後車架部224之車寬方向之外側。前外殼部262之上部覆蓋頭管221之前側。前外殼部262之左右之側部覆蓋車體前部之右側及左側。
中心外殼部264之最上部覆蓋頭管221之後側,中心外殼部264自其最上部沿前車架部222向下方且後方延伸,且覆蓋前車架部222之上 側。
座部下外殼部265配置於座部205之下方,且覆蓋配置於座部205之下方之儲物箱(未圖示)。引擎下外殼部266覆蓋引擎200之前部。
具有上述構成之機車200具備本發明之實施形態之引擎(內燃機)100,因此可較早地抑制內燃機100剛起動後所產生之噪音,又,可防止活塞及汽缸壁之磨損或凝著。
再者,本發明之實施形態之引擎100亦可配置於如所例示之機車以外之跨坐型車輛。本案說明書中之跨坐型車輛意指騎乘者跨騎而乘坐之任意車輛,並不限定於二輪車。跨坐型車輛既可為藉由使車體傾斜而改變前進方向之形式之三輪車等,亦可為ATV(All Terrain Vehicle,全地形車輛)等其他跨坐型車輛。
[產業上之可利用性]
根據本發明之實施形態,可於具有於活塞環之外周部形成有類鑽碳層之構成之內燃機中,抑制產生因活塞裙與汽缸壁之間隙並非為合適之大小而導致之問題。
本發明可較佳地用於跨坐型車輛用之內燃機,可尤佳地用於速可達型或彎梁型之跨坐型車輛。
21‧‧‧進氣埠
22‧‧‧排氣埠
40‧‧‧活塞
41‧‧‧活塞頭
42‧‧‧活塞裙
42a‧‧‧第1裙部
42b‧‧‧第2裙部
43a‧‧‧活塞環
43b‧‧‧活塞環
43c‧‧‧活塞環
44‧‧‧活塞銷凸座
44a‧‧‧活塞銷孔
45‧‧‧肋條
D1‧‧‧第1方向
D2‧‧‧第2方向
L‧‧‧長度
sp‧‧‧滑動部(滑動面)

Claims (6)

  1. 一種跨坐型車輛用之內燃機,其具有:汽缸,其具有劃定汽缸孔之汽缸壁;活塞,其收容於上述汽缸孔內,並且可沿與汽缸軸線平行之第1方向及與上述第1方向相反之第2方向往返運動;及汽缸頭,其設置於上述汽缸孔之上述第1方向之端部,且與上述汽缸壁及上述活塞共同劃定燃燒室;上述活塞具有:活塞頭,其劃定上述燃燒室之上述第2方向之端部;活塞環,其安裝於上述活塞頭之外周部,並且包含與上述汽缸壁接觸而將上述活塞之熱傳遞至上述汽缸壁之外周部;及活塞裙,其包含相對於上述汽缸壁滑動之滑動部,且沿上述汽缸壁自上述活塞頭之外周部向上述第2方向延伸;上述活塞環於上述外周部具有類鑽碳層,上述活塞裙之上述滑動部於至少一部分具有阻礙上述活塞之熱自上述活塞裙向上述汽缸壁傳遞之樹脂層。
  2. 如請求項1之跨坐型車輛用之內燃機,其中上述汽缸頭具有:進氣埠,其用以將燃料導入至上述燃燒室;及排氣埠,其用以將排出氣體自上述燃燒室排出;上述活塞裙具有以於徑向上隔著汽缸軸線之方式存在之第1裙部及第2裙部,上述第1裙部具有上述樹脂層,並且自上述第1方向觀察時至少一部分與上述進氣埠重疊,上述第2裙部具有上述樹脂層,並且自上述第1方向觀察時至少一部分與上述排氣埠重疊, 上述第1裙部中之上述樹脂層之面積較上述第2裙部中之上述樹脂層之面積大。
  3. 如請求項1之跨坐型車輛用之內燃機,其中於大致整個上述滑動部形成有上述樹脂層。
  4. 如請求項1至3中任一項之跨坐型車輛用之內燃機,其中上述活塞裙沿上述第2方向之長度L與上述汽缸孔之直徑D滿足L/D≧0.3之關係。
  5. 如請求項1至4中任一項之跨坐型車輛用之內燃機,其中上述樹脂層之厚度為15μm以上。
  6. 一種跨坐型車輛,其具備如請求項1至5中任一項之內燃機。
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