JP4089656B2

JP4089656B2 - エンジンの二次空気供給装置

Info

Publication number: JP4089656B2
Application number: JP2004186574A
Authority: JP
Inventors: 孝司吉田
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2019-08-09
Also published as: JP2004263704A

Description

この発明は、排気ガスを浄化するため二次空気を排気通路に供給するエンジンの二次空気供給装置に関する。

自動二輪車などの車両用エンジンの排気浄化装置として、排気系に二次空気を供給する通路を形成し、この二次空気供給通路の途中にリードバルブ装置を介装して排気系内に生じる排気脈動圧（負圧）によりリードバルブ装置を開閉作動させて、二次空気を排気系内に供給するものがある。

ＳＯＨＣ型４サイクルエンジンは、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドの間に一つのカムシャフトを軸架し、シリンダヘッドカバー内に、ロッカーアームを軸架する二本のロッカーシャフトを軸着するので、シリンダヘッドカバー内側にスペース的なゆとりが少く、前記の二次空気供給装置を設けるのには困難さがある。

このため、排気孔に二次空気を供給するパイプを外部配管したり、シリンダヘッドカバーの排気側のロッカーシャフトの上側にリードバルブ室を設け、シリンダヘッドカバーの室外に、排気孔に通じる通孔を設けるようにしていた（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
実公昭６１−９１４０号公報特公昭６３−２００５号公報

二次空気を排気孔に、パイプによる外部配管によって供給すると、配管の取り廻しが煩雑になり、多気筒になるほど煩雑で体裁もよくないものになる。

また、前記特許文献１の実公昭６１−９１４０号公報や特許文献２の特公昭６３−２００５号公報に示されるように、シリンダヘッドカバーの室の外側部分に二次空気通孔を形成すると、シリンダヘッドカバーが大きくなるだけでなく、孔形成のための厚みも必要になり重量も増加する。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであって、シリンダヘッドカバーの上部にリードバルブ室を設け、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドの内側に設けた二次空気供給通路で排気通路に二次空気を供給するようにして、コンパクトで体裁がよく、メンテナンスの手間もかからないエンジンの二次空気供給装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は次の構成を有する。

本発明のエンジンの二次空気供給装置は、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーで覆われた動弁室内に収容されたカムシャフトにより駆動される動弁装置と、排気通路に二次空気を供給する二次空気供給通路と、二次空気供給通路途上に介在されたリードバルブ装置とを備えた４サイクルエンジンであって、前記シリンダヘッドと共に前記カムシャフトを軸支する軸受けハウジングを前記動弁室内に備え、前記リードバルブ装置を収容するリードバルブ室を、前記軸受けハウジング間に配設すると共に、このリートバルブ室と前記軸受けハウジングとを一体に設けたことを特徴としている。

本発明に係るエンジンの二次空気供給装置において、前記リードバルブ室を、クランク軸方向から見て、気筒の上方に配置すると共に、前記カムシャフトと平行かつカムシャフトの上方を覆うように配置したものにできる。

本発明に係るエンジンの二次空気供給装置において、シリンダヘッドの排気通路とリードバルブ室とを連通する二次空気供給通路は、前記隣り合う軸受けハウジング間かつ排気弁の気筒中心寄りの近傍位置でシリンダヘッドカバーとシリンダヘッドのシールした合せ面を通るように形成されたものにできる。

本発明に係るエンジンの二次空気供給装置において、前記二次空気供給通路を、平面視で、前記カムシャフトの吸気カム及び排気カムからカムシャフトの軸方向に偏倚した細径部に対応する位置に配置したことものにできる。

本発明に係るエンジンの二次空気供給装置において、前記リードバルブ室を形成する蓋部材を、リードバルブ装置の弁座の周囲で上記軸受けハウジングの厚肉部の上方で締着固定したものにできる。

本発明のエンジンの二次空気供給装置によれば、シリンダヘッドカバーの上部にリードバルブ室を設け、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドの内側に設けた二次空気供給通路で排気通路に二次空気を供給するようにして、コンパクトで体裁がよく、メンテナンスの手間もかからないようにできるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図７によって説明する。
実施形態は、図７に全体図を示すような、ＳＯＨＣ型の動弁装置を備えた自動二輪車用の４サイクルエンジンである。

また、図１〜図６に示すように、前記動弁装置は、吸気カム３・排気カム４が形成された一本のカムシャフト５と吸気カム支持用・排気カム支持用のロッカーアーム８（８ｉ，８ｅ）と該それぞれのロッカーアーム８を支持する対のロッカーシャフト７（７ｉ，７ｅ）を備え、かつ、シリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー１で覆われた動弁室２５内に収容されたものである。シリンダヘッドカバー１には、シリンダヘッド２に一体形成したカムシャフト５のジャーナルを軸支する軸受け２７と共に前記カムシャフト５を軸支する軸受けハウジング２８と、前記ロッカーシャフト７を支持するロッカーシャフトハウジング２９とを一体に設け、シリンダヘッドカバー１の上壁１ａには、カムシャフト５と平行に配設した対のロッカーシャフト７，７の間に位置してリードバルブ装置１２を収容するリードバルブ室１１を一体に形成し、前記エンジン排気通路（排気孔）１８への二次空気供給通路（通孔）１９途上に前記リードバルブ室１１を介在させたものである。

詳細には、シリンダヘッドカバー１は、複数の締着ボルト２０…によりシリンダヘッド２の上面に締着する。シリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２の合せ面３１には、吸気カム３及び排気カム４を同軸上に設けたカムシャフト５を回転自在に軸架する。カムシャフト５の一端には、スプロケット６を取付けてこのスプロケット６をカムチェーン室１５に臨ませると共に、カムチェーン（図示省略）の一端をスプロケット６に巻掛けてカムチェーン室１５に収容し他端をクランク軸（クランクシャフト）のドライブスプロケットに巻掛けて、このカムチェーンによりカムシャフト５をクランク軸に連動させて回転させる。

シリンダヘッドカバー１には、二本のロッカーシャフト７を軸着し、ロッカーシャフト７に各々軸架したロッカーアーム８を、吸気カム３及び排気カム４により揺動させて、吸気弁９及び排気弁１０を開閉駆動させる。

シリンダヘッドカバー１の中央上部であって二本のロッカーシャフト７の間の上壁１ａには、リードバルブ室１１を形成する。リードバルブ室１１内に収容するリードバルブ装置１２は、弁座１３下面にバルブリード１２ａ（バルブリードガイド１２ｂで動作規制）が開口１３ａを開閉するように設けられた弁座１３をスクリュー等で取り付けているものである。

また、リードバルブ室１１は、上端部にカムシャフト５およびロッカーシャフト７に対して直角横方向に突出した管状ボス１１ａを備えた蓋部材１１ｂで前記上壁１ａ上面の凹所（符号省略）を閉塞したものであり、前記管状ボス１１ａに一端を連結したエアーホース１４の他端をエアークリーナー３３（図７参照）に連結する。
なお、リードバルブ室１１は、一端にスプロケット６を取付け他端側に吸気カム３・排気カム４を偏奇して設けたカムシャフト５の前記スプロケット６を収容するカムチェーン室１５側が低くなるように形成し、リードバルブ装置１２の開口１３ａをリードバルブ室１１の低くなる側に開くようにしてある。

カムシャフト５には、一端に取り付けたスプロケット６と他端側に偏奇して設けた吸気カム３・排気カム４との間に細径部１６を設け、該カムシャフト５の細径部１６に対応するシリンダヘッドカバー１に、内側に脹らめた厚肉部１７を形成し、この厚肉部１７に、シリンダヘッドカバー１の上壁１ａに一体に形成しリードバルブ装置１２を収容するリードバルブ室１１からシリンダヘッド２の排気通路１８まで二次空気供給通路１９を穿設している。

シリンダヘッドカバー１の厚肉部１７に穿設した二次空気供給通路１９に近接して、シリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に締着する締着ボルト２０を該厚肉部１７に配置する。シリンダヘッドカバー１は、外周に隙間を設けてヘッドカバーキャップ（化粧カバー）２１で覆い、シリンダヘッドカバー１にゴム等の弾性体からなるブッシュ３２ａを介してボルト３２で締着してフローティング支持する。

リードバルブ室１１は、一端にスプロケット６を取付け他端側に吸気カム３・排気カム４を偏奇して設けたカムシャフト５の前記スプロケット６を収容するカムチェーン室１５側が低くなるように形成し、リードバルブ装置１２の開口１３ａをリードバルブ室１１の低くなる側に開くようにしたので、リードバルブ室１１の高さを低くできて、シリンダヘッドカバー１の高さを低くできる。
また、二次空気のリードバルブ室１１をシリンダヘッドカバー１の上壁１ａに一体に形成して、シリンダヘッドカバー１の高さを可及的に低い高さに設置することができる。

また、前記カムシャフト５には、一端に取り付けたスプロケット６と他端側に偏奇して設けた吸気カム３・排気カム４との間に細径部１６を設け、該カムシャフト５の細径部１６に対応するシリンダヘッドカバー１に、内側に脹らめた厚肉部１７を形成し、この厚肉部１７に、シリンダヘッドカバー１の上壁１ａに一体に形成しリードバルブ装置１２を収容するリードバルブ室１１からシリンダヘッド２の排気通路１８まで二次空気供給通路１９を穿設したので、シリンダヘッドカバー１の外形を大きくすることなく、二次空気を排気通路１８に送る二次空気供給通路１９を確保でき、二次空気供給通路１９やリードバルブ装置１２本体が剥き出しとならず、シリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー１に一体化されるので外観上体裁を良好にできる。
また、シリンダヘッドカバー１への一体化でシリンダヘッドカバー１のシリンダヘッド２への組付けのみでリードバルブ装置１２を排気ポートに容易に取り付けることができる（メンテナンス性、組付け性向上）。また、配管作業の省略のメリットもある。

そして、シリンダヘッドカバー１の厚肉部１７に穿設した二次空気供給通路１９に近接して（二次空気供給通路１９のすぐ外側に）、シリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に締着する締着ボルト２０を該厚肉部１７に配置したので、二次空気供給通路１９のシリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２の合せ面３１を強く確実に締着することができる。したがって、従来必要であったガスケット、Ｏリング、スペーサ等を省略でき、コスト低減を図れる。

なお、実施形態の二次空気供給装置では、図７に示す自動二輪車用のＶ型エンジンに用いるのが好適なものであり、この場合、各気筒に二次空気供給装置をそれぞれ設けて、エアーホース１４の取り出しをＶバンクの内側に向けている。これにより、Ｖバンクの間にエアーホース１４がまとまり、外観が向上し、エンジンユニットの取り扱いが容易になる。図７において、符号３４はエンジンケース、３５は前後気筒のシリンダ、３６は排気パイプ、３７はマフラーである。本発明ではもちろん他の形態のＳＯＨＣ型エンジンにも適宜に採用できる。

上記実施形態の動弁装置は、一本のカムシャフト５と吸気用・排気用それぞれのロッカーアーム８，８と該それぞれのロッカーアーム８，８を支持する対のロッカーシャフト７，７を備え、かつ、シリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー１で覆われた動弁室２５内に収容されたものである。一般に、ロッカーシャフト７，７の支持ハウジングをシリンダヘッド２から突出させるとスペース上の余裕が少なくなるが、上記実施形態ではシリンダヘッドカバー１には、シリンダヘッド２に一体形成したカムシャフト５のジャーナルを軸支する軸受け２７と共に前記カムシャフト５を軸支する軸受けハウジング２８と、前記ロッカーシャフト７，７を支持するロッカーシャフトハウジング２９とを一体に設けたので、カムシャフト５の軸受けのみならず、ロッカーシャフトハウジング２９をシリンダヘッド２側から突出して設ける必要がなく、スペースに余裕ができる。

また、排気通路（排気孔）１８に二次空気を供給する二次空気供給通路（通孔）１９中に設けたリードバルブ装置１２を収容するリードバルブ室１１を、カムシャフト５と平行に配設した対のロッカーシャフト７，７間のシリンダヘッドカバー１の上壁１ａに一体形成したので、リードバルブ室１１を、シリンダヘッドカバー１の高さを押さえて設置することができる。

また、排気通路１８には、エンジンの排気ガスが急激に間欠的に排出される。この排気ガスの脈動圧の負圧になる間に、リードバルブ装置１２が開いて、二次空気供給通路１９を通して排気通路（排気ポート等）１８に二次空気が供給され、排気の酸化反応を促進して、排気ガスを浄化する。

また、リードバルブ装置１２と排気通路１８を結ぶ二次空気供給通路１９は、ロッカーシャフトハウジング２９に近接かつ一体に形成すれば、シリンダヘッドカバー１が大きくなることがなくコンパクトにできる。

また、シリンダヘッドカバー１の上部にカムシャフト５と平行にリードバルブ装置１２を配置し、リードバルブ装置１２の開口部をカムチェーン室１５側に向けて開くようにすれば、リードバルブ室１１を、シリンダヘッドカバー１の高さをより押さえて設置することができる。なお、二次空気供給通路を、シリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２の内側であって、シリンダヘッドカバー１中央のリードバルブ装置１２からロッカーシャフト７，７の内側を通って穿設した二次空気供給通路１９とするので、配管が外に表れることがなくて体裁がよく、しかもシリンダヘッドカバー１一体のため、従来一般的である外部配管類（パイプ、ホース、リードバルブ装置本体、ブラケット類）が不要となり、配管作業の簡略化が図れるなど、メンテナンス性が向上しその手間もかからない。

また、シリンダヘッド２の上面には、シリンダヘッドカバー１を重ねて複数の締着ボルト２０で締着するが、二次空気供給通路１９がシリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２のシールした合せ面３１を通り、そのシール部分の近傍にシリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に締着する締着ボルト２０を配置する（例えばシリンダヘッドカバー１の二次空気供給通路１９の直ぐ外側に締着ボルトを配置する）ので、二次空気供給通路１９のシリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２の合せ面３１の締付けを強固にできて締め付け剛性が向上し、シール部分を確実にシールすることができる。
したがって、特別のガスケットやＯ（オー）リング等のシール体を不要にでき、コスト低減を図れる。

本発明の実施形態を示す縦断側面図である。本発明の実施形態を示すシリンダヘッドカバーの平面図である。本発明の実施形態を示すシリンダヘッドカバーの図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。本発明の実施形態を示すシリンダヘッドカバーの縦断正面図である。本発明の実施形態を示すシリンダヘッドの平面図である。本発明の実施形態を示すシリンダヘッドカバーの底面図である。本発明の実施形態を示すエンジン全体の外側面図である。

符号の説明

１シリンダヘッドカバー
１ａ上壁
２シリンダヘッド
３吸気カム
４排気カム
５カムシャフト
６スプロケット
７，７ロッカーシャフト
８，８ロッカーアーム
９吸気弁
１０排気弁
１１リードバルブ室
１１ａ管状ボス
１１ｂ蓋部材
１２ａバルブリード
１２ｂバルブリードガイド
１２リードバルブ装置
１３弁座
１３ａ開口
１４エアーホース
１５カムチェーン室
１６カムシャフトの細径部
１７厚肉部
１８エンジンの排気通路
１９二次空気供給通路
２０締着ボルト
２１ヘッドカバーキャップ
２５動弁室
２７カムシャフトの軸受け
２８軸受けハウジング
３１合せ面
３２ボルト
３２ａブッシュ
３３エアークリーナー

Claims

シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーで覆われた動弁室内に収容されたカムシャフトにより駆動される動弁装置と、排気通路に二次空気を供給する二次空気供給通路と、二次空気供給通路途上に介在されたリードバルブ装置とを備えた４サイクルエンジンであって、
前記シリンダヘッドと共に前記カムシャフトを軸支する軸受けハウジングを前記動弁室内に備え、
前記リードバルブ装置を収容するリードバルブ室を、前記軸受けハウジング間に配設すると共に、このリートバルブ室と前記軸受けハウジングとを一体に設けたことを特徴とするエンジンの二次空気供給装置。
前記リードバルブ室を、クランク軸方向から見て、気筒の上方に配置すると共に、前記カムシャフトと平行かつカムシャフトの上方を覆うように配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの二次空気供給装置。
シリンダヘッドの排気通路とリードバルブ室とを連通する二次空気供給通路は、前記隣り合う軸受けハウジング間かつ排気弁の気筒中心寄りの近傍位置でシリンダヘッドカバーとシリンダヘッドのシールした合せ面を通るように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの二次空気供給装置。
前記二次空気供給通路を、平面視で、前記カムシャフトの吸気カム及び排気カムからカムシャフトの軸方向に偏倚した細径部に対応する位置に配置したことを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１項に記載のエンジンの二次空気供給装置。
前記リードバルブ室を形成する蓋部材を、リードバルブ装置の弁座の周囲で上記軸受けハウジングの厚肉部の上方で締着固定したことを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のエンジンの二次空気供給装置。