WO1997009521A1 - Dispositif d'aspiration pour moteur surcompresse - Google Patents

Dispositif d'aspiration pour moteur surcompresse Download PDF

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WO1997009521A1
WO1997009521A1 PCT/JP1996/002483 JP9602483W WO9709521A1 WO 1997009521 A1 WO1997009521 A1 WO 1997009521A1 JP 9602483 W JP9602483 W JP 9602483W WO 9709521 A1 WO9709521 A1 WO 9709521A1
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WO
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intake
chamber
valve
engine
fuel
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PCT/JP1996/002483
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jun Taue
Nobuo Norimatsu
Original Assignee
Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
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    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M9/00—Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position
    • F02M9/02—Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position having throttling valves, e.g. of piston shape, slidably arranged transversely to the passage
    • F02M9/06—Carburettors having air or fuel-air mixture passage throttling valves other than of butterfly type; Carburettors having fuel-air mixing chambers of variable shape or position having throttling valves, e.g. of piston shape, slidably arranged transversely to the passage with means for varying cross-sectional area of fuel spray nozzle dependent on throttle position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an intake device for a supercharged four-stroke engine provided with a supercharging mechanism.
  • the connecting chamber which is surrounded by the crankcase, the crank web, and the piston, is divided into a suction chamber and a compression chamber by a condoor.
  • a device has been proposed in which the intake air is compressed and supercharged into a combustion chamber (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-93869).
  • a relatively large-capacity chamber is connected to the compression chamber, and the chamber and the combustion chamber are connected to each other through an intake passage, and a carburetor is connected to the intake passage. Some are interposed.
  • This chamber is for storing the pressurized air to prevent the air pressure from dropping during the suction stroke and to increase the charging efficiency.
  • the chamber volume is made as large as possible.
  • the engine displacement is set to 20 times or more.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to prevent a knocking in a case where a supercharging mechanism is provided, and realize a small-sized intake air for a supercharged engine which can be adopted in a small vehicle. It is intended to provide a device. Disclosure of the invention
  • an intake device of a supercharged engine in which intake air pressurized by a supercharging mechanism is supplied to a combustion chamber, wherein an intake passage for communicating and connecting the supercharging mechanism and the combustion chamber is provided.
  • VZV 0 is set in the range of 1 to 20 and the intake valve that opens and closes the combustion chamber opening at the downstream end of the intake passage is 70 to It is characterized in that it is configured to close at 100 degrees.
  • the invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, the cross-sectional area of the intake passage is substantially uniform over the entire length.
  • the cross-sectional area is substantially uniform means that there is no portion that actively functions as a pressurized air storage chamber.
  • the closing timing of the intake valve may be fixed within the above angle range, or may be variable within the above angle range or outside the above angle range.
  • FIG. 1 is a cross-sectional side view illustrating an intake device of a supercharged four-stroke engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional rear view showing a crankshaft portion of the engine according to the embodiment (II-1 in FIG. 1).
  • FIG. 3 is a cross-sectional side view of the carburetor of the device of the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional rear view of the carburetor of the embodiment device.
  • FIG. 5 is a side view of a scooter type motorcycle to which the engine of the embodiment is applied.
  • FIG. 6 is a time chart showing valve tamping of the engine of the embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 to 6 are views for explaining an intake device of a four-cycle supercharged engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional side view of the engine of the embodiment
  • 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional side view of the carburettor portion
  • a rear view is a cross-sectional view
  • FIG. 5 is a side view of a scooter type motorcycle equipped with the engine of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a timing chart of the valve timing.
  • the terms left and right are left and right as viewed in the vehicle traveling direction.
  • reference numeral 200 denotes a scooter-type motorcycle on which the engine of the present embodiment is mounted, and a body frame 201 of the scooter-type motorcycle is an underbone type.
  • the upper end of the main frame 201b is connected to the lower end of the main frame 201b, and the front ends of a pair of left and right side frames 201c and 201c are connected to the lower end of the mainframe 201b.
  • the structure is such that 201c rises upward and extends further back.
  • a front fork 203 that supports the front wheel 202 at the lower end is pivotally supported on the head pipe 201a at the lower end so as to be steerable left and right, and a steering fork is provided at the upper end of the front fork 203.
  • Direction handle 204 is fixed.
  • a handle cover 205 Around the steering handle 204 is a handle cover 205, and around the head pipe 201a is a front cover 2 with a two-part structure consisting of a front cover 206a and a rear cover 206b. Each is covered with 06.
  • a foot board 207 constituting a footrest is provided at the connection between the main frame 201b and the side frame 201c.
  • a side cover 208 is provided on the left and right sides.
  • a seat 209 is disposed above the side cover 208, and a storage box 210 and a fuel tank 49 are mounted below the seat 209.
  • a unit swing type engine unit 214 is mounted near a lower portion of an upper rising portion of the left and right side frames 201c.
  • the engine unit 2 14 is suspended and supported by a pivot shaft 2 13 erected between the side frame 201 c via a suspension bracket 2 1 2 so that it can swing vertically.
  • a device (not shown) is built in, and a rear wheel 2 16 is pivotally supported at the rear end.
  • the lower end of the rear suspension 2 17 is pivotally supported on the upper surface of the rear end of the transmission case 2 15 a of the rear wheel transmission 2 15, and the upper end of the rear cushion 2 17 It is supported by the side frame 201c.
  • An air cleaner 218 is disposed in a corner formed by the left side wall of the engine body 1 and a front wall of the transmission case 215a, and the air cleaner 218 is an engine body 1 And the transmission case 2 15 a are bolted and fixed.
  • the air cleaner 218 swings with the engine unit 214.
  • the air cleaner 218 may be arranged above the transmission case 215a or above the engine body 1.
  • An oil tank 220 is provided on the right side of the engine main body 1, and a breaker 100 is provided on the upper part of the engine main body 1.
  • an exhaust pipe 2 21 is connected to the lower surface of the engine body 1, and a muffler 2 2 2 disposed on the right side of the rear wheel 2 16 is provided at the rear end of the exhaust pipe 2 2 1.
  • the engine body 1 is a four-stroke, single-cylinder supercharged engine with a horizontal crankshaft.
  • An air-cooled cylinder block 3 is connected to the front mating surface of the crankcase 2 of the engine 1.
  • the cylinder head 4 is connected to the front mating surface of the cylinder 3.
  • a portion of the front face of the cylinder head 4 facing the cylinder bore 3a is provided with a combustion recess /! A constituting a combustion chamber, which is not shown in the recess 4a. Plug is inserted.
  • An intake port 5 and an exhaust port 6 are opened in the combustion recess 4 a of the cylinder head 4, respectively.
  • the intake port 5 is provided on the upper wall side of the cylinder head 4, and the exhaust port 6 is provided on the cylinder head 4. Each is led out to the lower wall side.
  • An intake valve 7 is arranged at the opening of the combustion chamber of the intake port 5, and an exhaust valve 8 is arranged at the opening of the combustion chamber of the exhaust port 6 so that each opening can be freely opened and closed. Energized in the closing direction by valve spring 9.
  • the cylinder head 4 is provided with a power shaft 10 as a valve operating mechanism for opening and closing the valves 7 and 8 in a direction perpendicular to the plane of the drawing.
  • One end of the camshaft 10 is connected to a crankshaft 20 described later via a sprocket and a chain (not shown).
  • the camshaft 10 is connected to the drive sprocket 13 (see Fig. 2), and the camshaft 10 is reduced to the rotation speed of 1Z2 of the crankshaft 20.
  • One end of the rocker arm 12 is in contact with the cam nose of the camshaft 10, and the other end is in contact with the upper ends of the intake and exhaust valves 7, 8.
  • the shape of the intake cam nose is set so that the intake valve 7 opens 10 to 15 degrees before the top dead center of the piston 16 and closes between 70 and 100 degrees after the bottom dead center.
  • the shape of the exhaust cam nose is set so that the exhaust valve 8 opens at 40 to 60 degrees before bottom dead center and closes at 10 to 20 degrees after top dead center.
  • the ignition timing is set to 5 to 25 degrees before top dead center.
  • a piston 16 is slidably inserted into the cylinder bore 3 a of the cylinder block 3.
  • a crank chamber 23 is formed by the cylinder bore 3 a and the crank case 2 on the opposite side of the combustion chamber from the piston 16.
  • the small end 1 ⁇ a of the connecting rod 17 is connected to the above-mentioned biston 16 via a biston pin 18 and a bearing 19, and the large end 1 ⁇ b of the connecting rod 17 is a crankshaft. It is connected to 20 crank pins 21 via bearings 22.
  • the crankshaft 20 is housed in a crankcase chamber 23 a of the crank chamber 23.
  • the pair of disc-shaped crank webs 24 are connected to each other by the crank pins 21, and each of the crankshafts 2.
  • the journal part 25 is integrally formed with the journal part 4, and the journal part 25 is supported by the crankcase 2 via a journal bearing 26.
  • the journal 25 protrudes outward from the crankcase 2, and a generator 28 is mounted on one of the protruding portions.
  • 27 is an oil seal.
  • the left and right inner side walls 2 a orthogonal to the crankshaft 20 of the crankcase 2 and the notches 3 c formed at the top and bottom of the fitting portion 3 b of the cylinder block 3 with the crankcase 2 are flush with each other.
  • the left and right side walls 17 a of the connecting rod 17 are in sliding contact with the left and right inner side walls 2 a and the notches 3 c with a small gap, and the crankshaft of the crankcase 2 is formed.
  • the outer peripheral surface of the large end 1 ⁇ b of the connector 17 is in sliding contact with a very small gap.
  • a circular concave portion 2c into which each of the crank tubes 24 is inserted is provided in the left and right inner side walls 2a of the crankcase 2, and a slight gap is formed between the concave portion 2a and the crank web 24. A gap is provided. Also, the ⁇ -side wall 24 a of the crank web 24 and the left and right side surfaces 17 c of the connector 17 are in sliding contact with a small gap.
  • a ring 2d is fixedly disposed on the crankcase 2, and the ring 2d comes into contact with the convex outer periphery of the crank web 24 or almost completely. They are in sliding contact with a gap of 0.
  • the ring 2 d is made of a material having a lower hardness or a higher wear property than the crankcase 2.
  • the skirt portion of the piston 16 is provided with a triangular concave portion 16a, and a portion of the concave portion 16a facing the outer periphery of the skirt is a notch 16b.
  • the small end 17a of the connecting rod 17 is inserted and arranged in the recess 16a.
  • the outer peripheral surface of the small end portion 17a of the connecting rod 17 is small on the inner peripheral surface of the concave portion 16a, and the right and left side surface 17c is small on the left and right side surfaces 16c of the concave portion 16a. Sliding contact with a large gap.
  • a portion surrounded by the crank chamber 23, the crank web 24, and the piston 16 serves as a connecting rod storage chamber.
  • the connecting rod 17 is at least one of the upper and lower, the left and right inner side walls 2a of the crankcase 2 or the notch 3 of the cylinder block 3
  • the above-mentioned conrod accommodation chamber is divided into a suction chamber A and a compression chamber B by the conrod 17.
  • a suction passage 35 communicating with the suction chamber A and opening downward is formed integrally with the lower surface of the crankcase 2.
  • a suction inlet 35a is formed on the wall on the front side of FIG. 1 of the suction passage 35 so as to be directed in the crankshaft direction.
  • the downstream end of a suction pipe 37 is connected to the suction port 35a. ing.
  • the suction pipe 37 extends outward through the side of the engine.
  • the upstream end of the suction pipe 37 is connected to the air cleaner 218.
  • the upper surface of the crankcase 2 communicates with the compression chamber B, Further, an intake passage 38 that opens upward is formed, and a partition wall 39 that partitions the passage 38 and the compression chamber B is formed integrally with the intake passage 38.
  • the partition wall 39 has a valve opening 40 communicating the intake passage 38 and the compression chamber B. The opening area of the valve opening 40 is large enough to reduce the air flow resistance. Is set.
  • a reed valve 42 for opening and closing the valve opening 40 is provided on the outer surface of the partition wall 39.
  • the reed valve 42 is provided on a valve plate 41 a made of a light alloy material containing titanium as a main component and a lift side of the reed valve 42.
  • the stopper 41 b and the end of the valve plate 41 a are fixed to the partition wall 39 together with bolts 43.
  • An upstream end of an intake pipe 46 is connected to the intake passage 38, and a downstream end of the intake pipe 46 is connected to an intake port 5 of the cylinder head 4.
  • the intake passage 38 and the suction pipe 37 communicate with each other via a bypass passage 50.
  • the bypass passage 50 can be freely opened and closed by a bypass valve 51.
  • the bypass valve 51 has a structure in which the valve element 51 a is moved to an open position by a negative pressure in the diaphragm chamber 52, and the diaphragm chamber 52 is connected to the downstream end of the intake pipe 46 by a negative pressure passage 5. Are communicated through three.
  • the bypass valve 51 opens the bypass passage 50 and reduces the pressure in the intake passage 38 when the intake negative pressure increases when the throttle opening is small, for example.
  • a breaker 100 is provided in the middle of the intake pipe 46.
  • the carburetor 100 is provided with a float chip as a fuel reservoir at the bottom opening of the cab body 101.
  • the cap body 101 has a cylindrical main body 101 a having a bench lily passage 103 through which the intake air flows, and the cap body 101 has an upper part extending from the main body 101 a. It extends vertically, and extends into the float chamber 102 so as to be coaxial with the cylinder portion 101 b opening to the venturi portion 103 a of the venturi passage 103.
  • the fuel introduction portion 101c is integrally formed.
  • a lid 104 is screwed into the upper end opening of the cylinder portion 101b, and a cylindrical bottomed variable piston valve 105 is provided in the cylinder portion 101b in the axial direction. It is slidably inserted.
  • a spring 106 that constantly urges the piston valve 105 in the closing direction is disposed between the piston valve 105 and the lid 104.
  • One end of a throttle cable 107 is connected to the above-mentioned biston valve 105, and an extension end of the cable 107 passes through a guide tube 108 connected to the lid 104. It is connected to a throttle grip (not shown) of the steering handle 204 described above.
  • the biston valve 105 moves up and down so that the passage area of the venturi section 103a is changed from fully closed to fully open.
  • a detent screw 109 that fits into a long groove provided in the piston valve 105 and serves as a detent for the piston valve 105 is mounted on the cylinder portion 101b.
  • An air bleed sleeve 110 is inserted in the fuel introduction section 101c, and the fuel discharge port 110a of the sleeve 110 is provided with a piston valve 110 in the bench lily section 103a. 5 is open below.
  • the lower end of the air bleed sleeve 110 is screwed with a main jet 111, which opens into the float chamber 102.
  • a needle 112 is inserted into the air bleed sleeve 110 so as to be able to advance and retreat, and an upper end of the needle 112 is fixedly penetrated to a bottom of the biston valve 105.
  • a slow fuel introduction portion 101 e is formed downstream of the fuel introduction portion 101 c that adjusts the fuel amount.
  • a slow jet 115 is inserted and arranged in the introduction portion 101 e.
  • a bleed air introduction hole 101 f opening toward the intake pipe 46 is formed on the upstream side of the fuel introduction part 101 c, and an air jet is provided in the introduction hole 101 f. 1 1 6 are inserted and arranged.
  • a side wall of the air bleed sleeve 110 is provided with a pre-aid hole (not shown).
  • a fuel inlet 101 d communicating with the float chamber 102 is formed in the cap body 101.
  • One end of a fuel supply hose 113 is connected to the inlet 101 d, and the other end of the supply hose 113 is connected to the bottom of the fuel tank 49.
  • the fuel tank 49 is located above the carburettor 100, and supplies fuel into the float chamber 102 by gravity.
  • a pressure pipe 114a connected to the intake passage 38 is connected to the upper wall of the fuel tank 49, thereby applying a supercharging pressure to the fuel in the fuel tank 49. It is supposed to.
  • a relief valve 114c that opens when a supercharging pressure equal to or higher than a predetermined pressure is applied to the tank cap 114b of the fuel tank 49 is provided.
  • a float 120 is provided in the float chamber 102, and the float 120 is supported by a plate 118 and a support shaft 119 so as to be vertically swingable. Further, a fuel intake valve 110 is provided at the fuel inlet 101d in the float chamber 102, and the lower end of the valve element 117a of the intake valve 117 is provided as described above. It is supported by the plate 1 18. As a result, the float 120 rises and falls according to the change in the liquid level of the fuel in the float chamber 102, and the fuel introduction hole is opened and closed by the valve element 117a. Is kept constant.
  • a pressure passage 125 extending in the axial direction is formed in the cylinder portion 101 b of the above-mentioned cap body 101 in the axial direction, and the lower end of the pressure passage 125 is formed in the float chamber 102. It is open to.
  • One end of a pressure hose 126 is connected to the upper end of the pressure passage 125, and the other end of the pressure hose 126 is connected to the inside of the intake passage 38. Thereby, the supercharging pressure in the intake passage 38 is applied to the liquid level in the float chamber 102.
  • the pressurized flow communicating with the inside of the float chamber 102 is connected to the cap body 101.
  • a passage 125 was formed, and the pressurized passage 125 and the intake passage 38 were connected by a pressurized hose 126, so that the pressure in the venturi section 103a increased due to the supercharging pressure.
  • a pressure greater than the pressure of the fuel discharge port 110a of the venturi section 103a can be applied to the liquid level in the float chamber 102, thereby stably supplying the fuel. be able to.
  • the conventional carburetor-type fuel supply system is used. Fuel is supplied from the fuel tank 49 into the float chamber 102 just like the device. In the supercharging region, the supercharging pressure is applied to both the fuel tank 49 and the float chamber 102, so that the fuel pressure is balanced and the gravity causes the fuel tank 49 to float to the float chamber 102. Supplied. In this way, fuel can be supplied to the supercharged engine 1 without using a fuel pump or a special carburetor, thereby reducing costs and space.
  • the pressurization fluctuation itself can be reduced, and the fuel supply can be performed more stably. Also, since there is no need to constantly pressurize the fuel with a fuel injection device or the like, there is no problem of a time lag of fuel pressure rise at start-up or an increase in power consumption. Furthermore, fuel can be supplied even when the battery is discharged, which is effective as an emergency measure.
  • Numeral 60 denotes a lubricating device, which is composed of a first lubricating system 61 and a second lubricating system 62 independently provided.
  • the first lubrication system 61 is connected to an oil supply pipe 65 via a supply pump 64 to a first storage tank 63 filled with four-cycle oil, and a supply port of the supply pipe 65 is provided.
  • 65 a is connected to the camshaft 10 of the cylinder head 4 that constitutes the valve mechanism.
  • the wheel that lubricated the camshaft 10 returns to the chain chamber 1 Ob in which the chain is housed, where the chain, the drive sprocket 13, the driven sprocket and In FIG.
  • the left journal bearing 26 (with a seal ring) is lubricated, and thereafter, is collected in the first storage tank 63 through the collection pipe 66.
  • a main supply pipe 71 and a pressure pump 72 are connected to a second storage tank 70 filled with two-cycle oil, and the first and second pumps 72 are connected to the pump 72.
  • the pressure feed pump 72 is a modified version of the solenoid of an electromagnetic auto loop pump, in which an armature is fixed to a push rod of a plunger and the armature is sucked by the solenoid. .
  • the discharge pressure from the pump 72 is increased, and the oil can be supplied overcoming the supercharging pressure.
  • the oil discharge port 73 a of the first sub-supply pipe 73 penetrates the liner portion of the cylinder hook 3 in a direction perpendicular to the crankshaft 20, and the piston 16 located at the bottom dead center It is located closer to the crankcase than the second piston ring. Also, two oil sump recesses 75 and 76 are cut out in parallel in the crankshaft direction on the outer surface of the above-mentioned biston 16 on the crank chamber side from the second piston ring.
  • the concave portion 75 is formed by the oil supplied from the discharge port 73a when the piston 16 moves and coincides with the discharge port 73a, and the concave portion 76 is discharged as described below.
  • the accumulated oil supplied from the outlet 73a lubricates the above outlets 73a when they are closed by the pistons 16 respectively.As a result, the outlets 73a are closed by the pistons 16 This prevents lubrication problems caused by peeling.
  • a groove guide groove 81 extending in the circumferential direction of the small end portion 1 ⁇ a, and the piston 16 is provided with the guide groove 81 and the guide groove 81 A communication hole 77 communicating with the lower recess 76 is formed. Also the small end 1
  • a communication hole 78 is formed, which communicates with the button pin 18 and the bearing 19. This allows the above-mentioned discharge port 73a and the oil recovery hole described below
  • Part of the oil in the guide groove 8 1 supplied from 80 is supplied from the communication hole 7 8 to the shaft.
  • the remaining part is supplied from the communication hole 77 to the sliding surface between the small end 1a and the piston 16 and further supplied to the recess 76.
  • the oil discharge port 74 a of the second sub supply pipe 74 penetrates through the crankcase 2 and reaches the right journal bearing 26 in FIG.
  • the oil supplied to the right journal bearing 26 is supplied to the gaps between the inner peripheral walls 2 a and 2 b and the circular recess 2 c of the crankcase 2 and the crankshaft 20, and to the sliding surfaces.
  • a small-diameter oil recovery hole 80 communicating with the suction passage 35 is formed below the inclined surface of the partition wall 39, and a recovery passage is provided in the cover 36 attached to the lower portion of the crankcase 2. 8 3 are formed.
  • a collection pipe 84 is connected to the collection passage 83, and the collection pipe 84 is connected to the second storage tank 70.
  • the oil supplied from the first and second sub-supply pipes 73, 74 lubricates the respective sliding surfaces, and then collects on the upper surface of the cover part 36 in the suction passage 35, and is collected there. .
  • a configuration is adopted in which the engine 1 is placed horizontally, the compression chamber B having a high supercharging pressure is arranged upward, and air is sucked from below the crankcase 2. Therefore, the lubricating oil collects at the bottom of the crankcase 2 due to the interaction between gravity and the supercharging pressure, so that the oil can be reliably collected and reused.
  • the crank chamber 23 side is a 2-cycle oil with the seal ring of the bearing 26 with a seal ring on the left side of Fig. 2 as a boundary. Lubricated in cycle.
  • the volume V of the intake passage 200 consisting of the intake passage 38, the intake pipe 46 around the breaker 100, the venturi passage 103 inside the breaker 100, and the intake port 5 is The displacement caused by the stroke of the stone 16 (pore X stroke) is within the range of 1 to 20 times V 0.
  • the intake valve 7 closes at the end of the previous intake stroke, the volume V In the fresh air stagnating in a certain intake passage 200, fresh air having a volume of 2 VI is pushed in from the supercharging mechanism and stored, and the intake valve 7 is opened thereafter. Fresh air enters the combustion chamber. That is, the pressure in the intake passage 200 is approximately equal to (2 VI + V) ZV. Then, when the intake valve 7 is opened in the intake stroke of the engine 1, twice the pressure of the compressed air V1 for one rotation of the crankshaft 20 is supercharged into the combustion chamber.
  • the ratio of VI ⁇ is a large value of 1 or more, and the fresh air charge due to supercharging increases, and the compression ratio increases accordingly (the compression ratio is formally (2 VI + VC) ZV C,
  • the connecting rod 17 is in non-contact sliding contact with the arc-shaped peripheral wall 2 b of the crankcase or the side wall 24 a of the crank web 24, etc. Due to a slight backflow at the point, it becomes smaller than the value in the form.), Knocking will occur.
  • the intake valve 7 closes when the crank angle reaches 70 to 100 degrees from the bottom dead center of the piston 16, so that the compression ratio can be substantially reduced, and Knocking when the intake air is pressurized by the supply mechanism can be prevented. Also, by reducing only the compression ratio, the expansion ratio determined by the piston stroke of the piston and the volume of the combustion chamber does not change, so that the effect on fuel consumption and engine output can be avoided.
  • the intake valve 7 since the intake valve 7 is closed late, there is a concern that the air-fuel mixture may blow back.However, the volume VI of the intake passage 200 is set to be as small as 1 to 20 times the displacement V 0, and The amount of blow-back can be suppressed, and the air filling amount that is the same as the one with the intake valve closing timing and the volume VI equal to or more than 20 times the displacement V 0 can be secured. Further, in the present embodiment, since a large-capacity chamber is not required, a compact, compact and lightweight supercharged engine 1 can be configured, and can be used for a scooter type motorcycle 200.
  • the intake valve 7 is closed slowly and the pressurized air from the supercharging mechanism is directly supplied to the combustion chamber, the intake air is easily cooled as compared with the case where the air is supplied through the chamber. This eliminates the need for an intercooler that cools the pressurized air from the supercharging mechanism, and from this point, it is also possible to respond to downsizing and compactness.
  • the volume of the intake passage 200 is reduced in this way, the responsiveness when supplying the pressurized air from the supercharging mechanism to the combustion chamber can be improved, and the rise during acceleration is faster, and the acceleration performance can be improved. . Further, even at the time of deceleration, since the supercharging pressure is rapidly reduced, the transient characteristics can be improved. Furthermore, since a large-capacity chamber is not required, the fuel from the carburetor 100 does not stagnate, preventing the engine from stopping or starting poorly by avoiding the effect on the mixing ratio, and when a backfire or the like occurs. Damage can be avoided.
  • a four-stroke single cylinder crankcase supercharged engine is taken as an example.
  • the present invention is of course applicable to a supercharger other than the above, for example, an engine having a turbocharger or a supercharger.
  • it is also applicable to multi-cylinder engines.
  • the present invention is applied to a scooter type motorcycle, but the scope of the present invention is not limited to this, and it is of course applicable to other vehicles.
  • the intake valve is closed at 70 to 100 degrees after the bottom dead center. It is possible to reduce only the compression ratio without changing the expansion ratio determined by the torque and the volume of the combustion chamber, thereby preventing knocking and preventing deterioration of fuel efficiency.
  • the closing timing of the intake valve is delayed to 70 to 100 degrees after the bottom dead center, the intake air flowing into the combustion chamber tends to return to the intake passage, but the present invention reduces the volume of the intake passage. Since the exhaust volume is 1 to 20 times, that is, it does not have a part that positively functions as a pressurized air storage chamber, the blow-back amount can be suppressed, and the closing timing of the intake valve is the same as before. This has the effect of ensuring an air charge equivalent to that provided with a large-capacity intake passage.
  • the entire turbocharged engine can be downsized and compacted, so that it is possible to adopt the above-described small vehicle.

Description

明 細 書 過給式エンジンの吸気装置 技術分野
本発明は、 過給機構を備えた過給式 4サイクルエンジンの吸気装置に関する。
背景技術
例えば、 過給式 4サイクルエンジンとして、 クランク室， クランクウェブ及び ビストンで囲まれたコンロッド収容室をコン口ッドにより吸入室と圧縮室とに区 分けし、 上記コン πッドの揺動により吸入した空気を圧縮して燃焼室に過給する ようにしたものが提案されている （特開平 6— 9 3 8 6 9号公報参照） 。
このような過給式エンジンの吸気装置として、 従来、 上記圧縮室に比較的大容 量のチャンバを連通接続し、 該チャンバと燃焼室とを吸気通路で連通接続すると ともに該吸気通路に気化器を介設したものがある。 このチャンバは、 上記加圧し た空気を貯溜しておくことにより、 吸入行程中に空気圧が低下するのを防止して 充塡効率を高めるためのものであり、 従来、 チャンバ容積をできるだけ大きく、 例えばエンジン排気量の 2 0倍以上に設定している。
しかしながら、 上記過袷式エンジンを、 例えば自動二輪車等の小型車両に採用 する場合、 上記容積の大きなチャンバの配置スペースを確保し難いという問題が める。
また、 上記過給式エンジンの場合、 圧縮比を通常のままに設定して過給圧を上 げるとノッキングが発生し、 混合気量を増やしてもエンジン出力が上がらなくな るという問題がある。
本発明は、 上記実情に鑑みてなされたもので、 過給機構を備えた場合のノツキ ングを防止でき、 また小型化を実現して小型車両への採用を可能にできる過給式 エンジンの吸気装置を提供することを目的としている。 発明の開示
請求項 1の発明は、 過給機構により加圧された吸入空気を燃焼室に供給するよ うにした過給式ェンジンの吸気装置において、 上記過給機構と燃焼室とを連通接 続する吸気通路の容積を Vとし、 排気量を V 0 とする時、 VZV 0を 1 ~ 2 0の 範囲に設定するとともに、 吸気通路下流端の燃焼室開口を開閉する吸気弁を下死 点後 7 0〜1 0 0度で閉じるように構成したことを特徴としている。
請求項 2の発明は、 請求項 1において、 上記吸気通路の横断面積を、 全長にわ たって大略均一としたことを特徴としている。
ここで、 請求項 2の発明において、 横断面積が大略均一とは、 加圧空気の貯溜 チャンバとして積極的に機能する部分を有しないという意味である。 また上記吸 気弁の閉タイ ミングは上記角度範囲内において固定としても良いし、 上記角度範 囲内で又は上記角度範囲内から範囲外において可変としても良い。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の一実施形態による過給式 4サイクルエンジンの吸気装置を説明 するための断面側面図である。
図 2は上記実施形態エンジンのクランク軸部分を示す断面背面図 （図 1の I I- 1
I 線断面図） である。
図 3は上記実施形態装置のキャブレタの断面側面図である。
図 4は上記実施形態装置のキヤブレタの断面背面図である。
図 5は上記実施形態ェンジンが適用されたスクータ型自動二輪車の側面図であ る。
図 6は上記実施形態エンジンのバルブタンミングを示すタィ厶チヤ一ト図であ る。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を添付図に基づいて説明する。
図 1ないし図 6は、 本発明の一実施形態による 4サイクル過給式エンジンの吸 気装置を説明するための図であり、 図 1は本実施形態エンジンの断面側面図、 図 2は図 1の I I- I I 線断面図、 図 3 . 図 4はそれぞれキヤブレタ部分の断面側面図 , 断面背面図、 図 5は本実施形態エンジンが搭載されたスクータ型自動二輪車の 側面図、 図 6はバルブタィミングのタィムチャート図である。 なお、 本実施形態 において、 左， 右とは車両進行方向に見た状態での左， 右である。
図において、 2 0 0は本実施形態エンジンが搭載されたスクータ型自動二輪車 であり、 これの車体フレーム 2 0 1はアンダーボーン型のもので、 へッドパイプ 2 0 1 aに側面視略 L字状のメインフレーム 2 0 1 bの上端を接続し、 該メイ ン フレーム 2 0 1 bの下端に左右一対のサイ ドフレーム 2 0 1 c , 2 0 1 cの前端 を接続し、 該両サイ ドフレーム 2 0 1 cを上方に立ち上げ、 さらに後方に延長し た構造となっている。 また上記へッドパイプ 2 0 1 aには、 下端で前輪 2 0 2を 軸支するフロントフォーク 2 0 3が左右に操向自在に軸支されており、 該フロン トフオーク 2 0 3の上端には操向ハンドル 2 0 4が固定されている。
上記操向ハンドル 2 0 4の周囲はハンドルカバー 2 0 5で、 上記へッ ドパイプ 2 0 1 aの周囲は前カバー 2 0 6 aと後カバー 2 0 6 bとの 2分割構造のフロン トカバー 2 0 6でそれぞれ覆われている。 また上記メインフレーム 2 0 1 bとサ ィ ドフレーム 2 0 1 cとの接続部には足載部を構成するフートボード 2 0 7が配 設されており、 上記サイ ドフレーム 2 0 1 cの左右側方にはサイ ドカバー 2 0 8 が配設されている。 このサイ ドカバ一 2 0 8の上部にシート 2 0 9が配置されて おり、 該シート 2 0 9の下方に収納ボックス 2 1 0 , 燃料タンク 4 9が搭載され ている。
上記左右サイ ドフレーム 2 0 1 cの上方立上り部下方付近にュニッ トスィ ング 式エンジンュニッ ト 2 1 4が搭載されている。 このエンジンュニッ ト 2 1 4は、 上記サイ ドフレーム 2 0 1 c間に懸架ブラケッ ト 2 1 2を介して架設されたピボ ッ ト軸 2 1 3により上下方向揺動可能に懸架支持された後述するエンジン本体 1 と、 該エンジン本体 1の左側部に後方に延びるよう一体に接続形成された後輪伝 動装置 2 1 5とからなり、 該伝動装置 2 1 5内にはベルトドライブ式無段変速装 置 （図示せず） が内蔵されており、 その後端部には後輪 2 1 6が軸支されている 。 また上記後輪伝動装置 2 1 5の伝動ケース 2 1 5 aの後端部の上面にはリャク ッシヨン 2 1 7の下端が軸支されており、 該リャクッション 2 1 7の上端は上記 サイ ドフレーム 2 0 1 cに軸支されている。
上記エンジン本体 1の左側壁と伝動ケース 2 1 5 aの前壁とで形成されるコー ナ部分にはエアクリーナ 2 1 8が配置されており、 該ェ了クリーナ 2 1 8はェン ジン本体 1と伝動ケース 2 1 5 aとにボルト締め固定されている。 このエアクリ ーナ 2 1 8はエンジンュニッ ト 2 1 4とともに揺動するようになっている。 これ により両者 2 1 8 , 2 1 4の間には相対移動がないので両者を連通接続するにあ たってのフレキシブル性を不要にでき、 構造を簡素化できる。 なお、 エアクリー ナ 2 1 8は、 伝動ケース 2 1 5 aの上部， あるいはエンジン本体 1の上部に配置 してもよい。 また上記エンジン本体 1の右側方にはオイルタンク 2 2 0が配設さ れており、 該エンジン本体 1の上部にはキヤブレタ 1 0 0が配設されている。 さ らに上記エンジン本体 1の下面には排気管 2 2 1が接続されており、 該排気管 2 2 1の後端には後輪 2 1 6の右側方に配置されたマフラ 2 2 2が接続されている o
次に本実施形態のエンジン本体 1について詳細に説明する。
上記ェンジン本体 1はクランク軸横置き 4サイクル単気筒過給式ェンジンであ り、 該エンジン 1のクランクケース 2の前側合面には空冷式のシリンダブロック 3が接続されており、 該シリンダブ口ック 3の前側合面にはシリンダへッド 4が 接続されている。 このシリンダへッド 4の前側合面のシリンダボア 3 aに対向す る部分には燃焼室を構成する燃焼凹部/! aが凹設されており、 該凹部 4 a内には 図示しなし、点火プラグが挿入されている。
上記シリンダへッ ド 4の燃焼凹部 4 aには吸気ポート 5， 排気ポ一ト 6がそれ ぞれ開口しており、 該吸気ポート 5はシリ ンダヘッ ド 4の上壁側に、 排気ポート 6は下壁側にそれぞれ導出されている。 また吸気ポート 5の燃焼室開口には吸気 バルブ 7が、 排気ポート 6の燃焼室開口には排気バルブ 8がそれぞれ各開口を開 閉自在に配置されており、 この吸気バルブ 7， 排気バルブ 8はバルブスプリ ング 9により閉方向に付勢されている。
上記シリ ンダへッ ド 4には各バルブ 7 , 8を開閉駆動する動弁機構としての力 ム軸 1 0が紙面と直角方向に向けて配置されている。 このカム軸 1 0の一端は図 示しないスプロケッ ト及びチェーンを介して後述のクランク軸 2 0に結合された 駆動スプロケッ ト 1 3 (図 2参照） に連結され、 カム軸 1 0はクランク軸 2 0の 1 Z 2の回転数に減速されている。 上記カム軸 1 0の上， 下側にはこれと平行に 延びる一対の Dッカシャフ ト 1 1 , 1 1が配置されており、 該各シャフ ト 1 1に はロッカアーム 1 2が揺動自在に装着されている。 このロッカアーム 1 2の一端 部はカム軸 1 0のカムノーズに当接しており、 他端部は吸， 排気バルブ 7 , 8の 上端に当接している。
そして上記吸気カムノーズの形状は、 吸気バルブ 7をピストン 1 6の上死点前 1 0〜1 5度で開き、 下死点後 7 0 - 1 0 0度の間で閉じるように設定されてい る。 また排気バルブ 8は下死点前 4 0〜6 0度で開き、 上死点後 1 0〜2 0度で 閉じるようにその排気カムノーズの形状が設定されている。 なお、 点火タイ ミン グは上死点前 5 ~ 2 5度に設定されている。
上記シリンダブロック 3のシリンダボア 3 a内にはビストン 1 6が摺動自在に 挿入配置されている。 このピス トン 1 6を境として燃焼室と反対側のシリンダボ ァ 3 a及びクランクケース 2によりクランク室 2 3が形成されている。 上記ビス トン 1 6にはコンロッ ド 1 7の小端部 1 Ί aがビス トンピン 1 8 , 軸受 1 9を介 して連結されており、 該コンロッド 1 7の大端部 1 Ί bはクランク軸 2 0のクラ ンクピン 2 1に軸受 2 2を介して連結されている。
上記クランク軸 2 0はクランク室 2 3のクランクケース室 2 3 a内に収容され ており、 円板状の一対のクランクウェブ 2 4同士を上記クランクピン 2 1で連結 するとともに、 該各クランクゥヱブ 2 4にジャーナル部 2 5を一体形成した構造 となっており、 このジャーナル部 2 5はジャーナル軸受 2 6を介してクランクケ ース 2に支持されている。 また上記ジャーナル部 2 5はクランクケース 2の外方 に突出しており、 一方の突出部には発電機 2 8が装着されている。 なお、 2 7は オイルシールである。
上記クランクケース 2のクランク軸 2 0と直交する左右内側壁 2 aと、 シリ ン ダブロック 3のクランクケース 2への嵌合部 3 bの図示上下に形成された切欠き 3 cとは面一になつており、 これらの左右内側壁 2 a及び切欠き 3 cには上記コ ンロッド 1 7の左右側面 1 7 cが微小な隙間を持って摺接しており、 また該クラ ンクケース 2のクランク軸 2 0を囲むように形成された円弧状内周壁 2 bには上 記コンロッ ド 1 7の大端部 1 Ί bの外周面が極めて微小な隙間を持って摺接して いる。 またクランクケース 2の上記左右内側壁 2 aには上記各クランクゥヱブ 2 4が挿入配置される円形凹部 2 cが凹設されており、 該凹部 2 aとクランクゥェ ブ 2 4との間には僅かな隙間が設けられている。 そしてクランクウェブ 2 4のコ ン πッド側側壁 2 4 aとコンロッ ド 1 7の左右側面 1 7 cとも微小な隙間を持つ て摺接している。 左右の円形凹部 2 cのそれぞれの口元には、 リング 2 dがクラ ンクケース 2に固定して配置されており、 該リング 2 dがクランクウェブ 2 4の 凸状の外周に接触して、 あるいはほとんど 0の隙間を持って摺接している。 上記 リング 2 dはクランクケース 2より髙硬度、 あるいは高摩耗性を有する材料で形 成されている。
また上記ピス トン 1 6のスカート部には三角形状の凹部 1 6 aが凹設されてお り、 この凹部 1 6 aのスカート外周との対向部は切欠き 1 6 bとなっている。 こ の凹部 1 6 a内に上記コンロッド 1 7の小端部 1 7 aが挿入配置されている。 上 記凹部 1 6 aの内周面には上記コンロッド 1 7の小端部 1 7 aの外周面が、 また 凹部 1 6 aの左右側面 1 6 cには上記左右側面 1 7 cがそれぞれ微小な隙間を持 つて摺接している。
上述の構成により上記クランク室 2 3 , クランクウェブ 2 4及びビストン 1 6 で囲まれた部分がコンロッド収容室となっている。 ピス トン 1 6が上死点付近に 位置する場合を除くクランク角度において該コンロッド 1 7は上下の内、 少なく とも一方のクランクケース 2の左右内側壁 2 aあるいはシリンダブ口ック 3の切 欠き 3 cに嵌り合うこととなり、 上記コンロッ ド収容室はコンロッ ド 1 7によつ て吸入室 Aと圧縮室 Bとに区分けされている。 また、 ピス トン 1 6が上死点に位 置する時コンロッ ド 1 7と上記両左右内側壁 2 a , 2 との嵌合はないが、 ビス トン 1 6のス力一ト端部がシリンダボア 3 aの端部とほとんど一致するのでコン ロッ ド 1 7による吸入室 Aと圧縮室 Bとの区分けは維持される。 このようにして 上記ビストン 1 6が上死点に位置する状態からクランク軸 2 0が時計方向に回転 するに伴い、 図 1に示すように、 コンロッド 1 7が図示一点鎖線位置， 二点鎖線 位置， さらに実線位置に移動することにより吸入室 Aの容積が増大して空気が吸 入されるとともに圧縮室 Bの容積が減少し前行程で吸入された空気が圧縮される 容積型過給機が構成されている。 なお、 係る構造は上述の特開平 6— 9 3 8 6 9 号公報に詳細に記載されている。
上記クランクケース 2の下面には上記吸入室 Aに連通し、 かつ下方に開口する 吸入通路 3 5が一体形成されている。 この吸入通路 3 5の図 1手前側の壁面に吸 入口 3 5 aがクランク軸方向に指向するように形成されており、 該吸入口 3 5 a には吸入管 3 7の下流端が接続されている。 該吸入管 3 7はエンジンの側方を通 つて外方に延びており、 上流端には上述のエアクリーナ 2 1 8が接続されている 上記クランクケース 2の上面には圧縮室 Bに連通し、 かつ上方に開口する吸気 通路 3 8がー体形成されており、 該吸気通路 3 8には該通路 3 8と圧縮室 Bとを 仕切る隔壁部 3 9が一体形成されている。 この隔壁部 3 9には吸気通路 3 8と圧 縮室 Bとを連通する弁開口 4 0が形成されており、 該弁開口 4 0の開口面積は通 気抵抗を十分に小さくできる大きさに設定されている。
上記隔壁部 3 9の外面には弁開口 4 0を開閉するリード弁 4 2が配設されてい る。 このリード弁 4 2はチタンを主成分とした軽合金材料から構成された弁板 4 1 aと、 該リード弁 4 2のリフ ト側に配設され、 上記弁板 4 1 aの開度を規制す るストッパ 4 1 bとで構成されており、 該ストッパ 4 1 b , 及び弁板 4 1 aの一 端が隔壁部 3 9にボルト 4 3で共締め固定されている。
上記吸気通路 3 8には吸気管 4 6の上流端が接続されており、 該吸気管 4 6の 下流端は上記シリンダへッド 4の吸気ポート 5に接続されている。 上記吸気通路 3 8と吸入管 3 7とはバイパス通路 5 0を介して連通されている。 このバイパス 通路 5 0はバイパス弁 5 1により開閉自在となっている。 このバイパス弁 5 1は 弁体 5 1 aをダイヤフラム室 5 2内の負圧により開位置に移動させる構造のもの で、 上記ダイヤフラム室 5 2は上記吸気管 4 6の下流端に負圧通路 5 3を介して 連通されている。 上記バイパス弁 5 1は、 例えばス αッ トル開度が小さいときに 吸気負圧が大きくなると該負圧によりバイパス通路 5 0を開いて吸気通路 3 8内 の圧力を下げるものである。
上記吸気管 4 6の途中にはキヤブレタ 1 0 0が介設されている。 このキヤブレ タ 1 0 0は、 キヤブボディ 1 0 1の下面開口に燃料溜まり部としてのフロートチ ヤンバ 1 0 2をボルト締結したもので、 上記キヤブボディ 1 0 1は吸入空気が流 れるベンチユリ通路 1 0 3を有する筒状の本体部 1 0 1 aと、 該本体部 1 ϋ 1 a から上方に垂直に延び、 かつベンチュリ通路 1 0 3のベンチュリ部 1 0 3 aに開 口するシリンダ部 1 0 1 bと、 該シリンダ部 1 0 1 bと同軸をなすようにフロー トチャンバ 1 0 2内に延びる燃料導入部 1 0 1 cとを一体形成して構成されてい る。
' 上記シリンダ部 1 0 1 bの上端開口には蓋 1 0 4が螺着されており、 該シリン ダ部 1 0 1 b内には有底円筒状の可変ビストンバルブ 1 0 5が軸方向に摺動自在 に挿入されている。 このピス トンバルブ 1 0 5と上記蓋 1 0 4との間には該ピス トンバルブ 1 0 5を閉方向に常時付勢するスプリング 1 0 6が配設されている。 また上記ビス トンバルブ 1 0 5にはスロッ トルケーブル 1 0 7の一端が接続され ており、 該ケーブル 1 0 7の延長端は上記蓋 1 0 4に接続されたガイ ドチューブ 1 0 8内を通って上述の操向ハンドル 2 0 4のスロッ トルグリップ （図示せず） に連結されている。 このスロトツルグリップの操作により上記ビストンバルブ 1 0 5が上下方向に移動して上記ベンチュリ部 1 0 3 aの通路面積を全閉から全開 の間で変化させるようになつている。 また上記シリンダ部 1 0 1 bには、 ビスト ンバルブ 1 0 5に設けられた長溝に嵌合し、 ピストンバルブ 1 0 5の回り止めと なるディテントスクリュ 1 0 9が装着されている。
上記燃料導入部 1 0 1 c内にはエアブリードスリーブ 1 1 0が挿入されており 、 該スリーブ 1 1 0の燃料吐出口 1 1 O aはベンチユリ部 1 0 3 a内のピス トン バルブ 1 0 5の下方に開口している。 また上記エアブリードスリーブ 1 1 0の下 端にはメインジヱッ ト 1 1 1が螺着されており、 これはフロートチャンバ 1 0 2 内に開口している。 上記エアブリードスリーブ 1 1 0内にはニードル 1 1 2が進 退可能に挿入されており、 該ニードル 1 1 2の上端部はビス トンバルブ 1 0 5の 底部に貫通固定されている。 このビストンバルブ 1 (] 5の上下移動に伴ってニー ドル 1 1 2が進退移動し、 上記燃料吐出口 1 1 ϋ aの有効面積を変化させ、 これ によりベンチュリ通路 1 0 3内に吸引される燃料量を調整するようになっている 上記燃料導入部 1 0 1 cの下流側にはスロー燃料導入部 1 0 1 eが形成されて おり、 該導入部 1 0 1 e内にはスロージヱッ ト 1 1 5が挿入配置されている。 ま た上記燃料導入部 1 0 1 cの上流側には上記吸気管 4 6に向けて開口するブリー ドエア導入孔 1 0 1 f が形成されており、 該導入孔 1 0 1 f 内にはエアジヱット 1 1 6が挿入配置されている。 上記エアブリードスリーブ 1 1 0の側壁には不図 示のプリ一ドエァ孔が設けられている。
上記キヤブボディ 1 0 1にはフロートチャンバ 1 0 2内に連通する燃料導入口 1 0 1 dが形成されている。 該導入口 1 0 1 dには燃料供給ホース 1 1 3の一端 が連通接続されており、 該供給ホース 1 1 3の他端は燃料タンク 4 9の底部に連 通接続されている。 この燃料タンク 4 9はキヤブレタ 1 0 0より上方に位置して おり、 重力によりフロートチャンバ 1 0 2内に燃料を供給するようになっている 。 また上記燃料タンク 4 9の上壁には上記吸気通路 3 8に連通接続された加圧パ イブ 1 1 4 aが接続されており、 これにより燃料タンク 4 9内の燃料に過給圧を 付加するようになっている。 そして上記燃料タンク 4 9のタンクキャップ 1 1 4 bには所定圧以上の過給圧がかかった場合に開く リ リーフ弁 1 1 4 cが配設され ている。
また上記フロートチャンバ 1 0 2内にはフロート 1 2 0が配設され、 該フロー ト 1 2 0はプレート 1 1 8 , 支持軸 1 1 9により上下揺動可能に支持されている 。 また上記フロートチャンバ 1 0 2内の燃料導入口 1 0 1 dには燃料取入弁 1 1 7が配設されており、 該取入弁 1 1 7の弁体 1 1 7 aの下端は上記プレート 1 1 8に当接支持されている。 これにより上記フロートチャンバ 1 0 2内の燃料の液 面の変化に伴ってフロート 1 2 0が昇降して上記弁体 1 1 7 aにより燃料導入孔 が開閉され、 フロートチャンバ 1 0 2内の燃料の液面が一定に保持される。 そして上記キヤブボディ 1 0 1のシリンダ部 1 0 1 bには軸方向に延びる加圧 通路 1 2 5が軸方向に形成されており、 該加圧通路 1 2 5の下端はフロートチヤ ンバ 1 0 2内に開口している。 また上記加圧通路 1 2 5の上端には加圧ホース 1 2 6の一端が接続されており、 該加圧ホース 1 2 6の他端は吸気通路 3 8内に連 通接続されている。 これにより吸気通路 3 8内の過給圧をフロートチャンバ 1 0 2内の液面に付加するように構成されている。
このようにキヤブボディ 1 0 1にフロートチャンバ 1 0 2内に連通する加圧通 路 1 2 5を形成し、 該加圧通路 1 2 5と吸気通路 3 8とを加圧ホース 1 2 6によ り連通したので、 過給圧によりベンチュリ部 1 0 3 aの圧力が高くなつても、 該 ベンチュリ部 1 0 3 aの燃料吐出口 1 1 0 a部分の圧力より大きな圧力をフロー トチャンバ 1 0 2内の液面に付加することができ、 これにより燃料供給を安定し て行うことができる。 この場合、 過給圧の変動によりベンチユリ部 1 0 3 aの吐 出口 1 1 0 aの圧力が変動しても、 この変動に応じた圧力がフロートチャンバ 1 0 2内に作用することから、 燃料供給を十分に行うことができ、 ひいてはェンジ ン出力及び燃費を向上できる。
また燃料タンク 4 9内の燃料を重力により供給する構成とするとともに、 該燃 料タンク 4 9内に過給圧を付加したので、 過給圧が低い運転域では、 従来の気化 器式燃料供給装置と全く同様に燃料がフロートチャンバ 1 0 2内に燃料タンク 4 9から供給される。 そして、過給域では、燃料タンク 4 9及びフロートチャンバ 1 0 2の両方に過給圧がかかるので燃料の圧力バランスがとれ、 上記重力によつ て燃料タンク 4 9からフロートチャンバ 1 0 2に供給される。 このように燃料ポ ンプゃ特殊なキヤブレタを用いることなく過給式エンジン 1に燃料を供給するこ とができ、 よってコストを低減できるとともに配置スペースを縮小できる。 さらに上記吸気通路 3 8内の過給圧をフロートチャンバ 1 0 2内に付加するよ うにしたので、 加圧変動そのものを小さくすることができ、 燃料供給をさらに安 定して行うことができる。 また燃料噴射装置等により燃料を常時加圧する必要も ないので、 始動時の燃料圧力上昇のタイムラグの問題や電力消費の増加の問題も 生じない。 さらにバッテリが放電状態となった場合においても燃料供給を行える のでエマージェンシー対策としても有効である。
6 0は潤滑装置であり、 これは第 1潤滑システム 6 1と、 これとは独立して設 けられた第 2潤滑システム 6 2とから構成されている。 上記第 1潤滑システム 6 1は、 4サイクル用オイルが充塡された第 1貯留タンク 6 3に供給ポンプ 6 4を 介在させてオイル供給管 6 5を接続し、 該供給管 6 5の供給口 6 5 aをシリ ンダ へッド 4の動弁機構を構成するカム軸 1 0部分に接続して構成されている。 また このカム軸 1 0部分を潤滑したォィルは上記チヱ一ンが収容されたチヱーン室 1 O b内に戻り、 ここでチェーン， 駆動スプロケッ ト 1 3， 被駆動スプロケッ ト及 び図 2で左側ジャーナル軸受 2 6 (シールリング付き） をそれぞれ潤滑し、 この 後回収管 6 6を通って上記第 1貯留タンク 6 3に回収されるようになっている。 上記第 2潤滑システム 6 2は、 2サイクル用オイルが充塡された第 2貯留タン ク 7 0に主供給管 7 1 , 圧送ポンプ 7 2を接続し、 該ポンプ 7 2に第 1 , 第 2副 供給管 7 3 , 7 4を接続し、 該第 1副供給管 7 3をシリンダブロック 3のビスト ン摺動部に接続するとともに、 第 2副供給管 7 4をクランク室 2 3のジャーナル 軸受部に接続して構成されている。
上記圧送ポンプ 7 2は、 図示しないが、 電磁式オートループポンプのソレノィ ドを改良したもので、 プランジャのプッシュロッドにァーマチュアを固着し、 該 了一マチュアをソレノィ ドで吸引する方式のものである。 これにより該ポンプ 7 2からの吐出圧力が増大し、 過給圧に打ち勝ってオイルを供給できるようになつ ている。
上記第 1副供給管 7 3のオイル吐出口 7 3 aはクランク軸 2 0と直交方向にシ リンダブ口ック 3のライナ部を貫通しており、 下死点に位置するピス トン 1 6の 第 2 ピス トンリングよりクランク室側に位置している。 また上記ビストン 1 6の 第 2ピストンリングよりクランク室側の外面にはクランク軸方向に 2つのオイル 溜め用凹部 7 5， 7 6が平行に切り欠いて形成されている。 この凹部 7 5は、 ピ ストン 1 6の移動により吐出口 7 3 aに一致した時に該吐出口 7 3 aから供給さ れて溜まったオイルにより、 また凹部 7 6は下記する様にして上記吐出口 7 3 a から供給されて溜まったオイルにより、 それぞれ上記吐出口 7 3 aがピス トン 1 6で塞がった時点での潤滑を行い、 その結果、 この吐出口 7 3 aがビストン 1 6 で塞がれることによって生じる潤滑上のトラブルを防止している。
また上記コンロッド 1 7の小端部 1 Ί aの外周面にはこれの周方向に延びるォ ィルガイ ド溝 8 1が形成されており、 上記ピス トン 1 6にはこのガイ ド溝 8 1 と 上記下側凹部 7 6とを連通する連通孔 7 7が形成されている。 また上記小端部 1
7 aの上記連通孔 7 7と反対側にはビス トンピン 1 8， 軸受 1 9に連通する連通 孔 7 8が形成されている。 これにより上記吐出口 7 3 aと下記するオイル回収孔
8 0から供給される上記ガイ ド溝 8 1内のオイルの一部が上記連通孔 7 8から軸 受 1 9に供給され、 残りの一部が上記連通孔 7 7から小端部 1 Ί aとピストン 1 6との摺動面に供給され、 さらに上記凹部 7 6に供給されるようになっている。 上記第 2副供給管 7 4のオイル吐出口 7 4 aはクランクケース 2を貫通して図 2における右側のジャーナル軸受 2 6に達している。 そしてこの右側のジャーナ ル軸受 2 6に供給されたオイルは、 クランクケース 2の各内周壁 2 a , 2 b及び 円形凹部 2 cとクランク軸 2 0との隙間， 及び各摺動面に供給される。
また、 上記隔壁部 3 9の傾斜面下部には吸入通路 3 5に連通する小径のオイル 回収孔 8 0が形成されており、 さらに上記クランクケース 2下部に取付けられる カバー部 3 6には回収通路 8 3が形成されている。 該回収通路 8 3には回収管 8 4が接続されており、 この回収管 8 4は上記第 2貯留タンク 7 0に接続されてい る。
これにより上記第 1 , 第 2副供給管 7 3 , 7 4から供給されたオイルは各摺動 面を潤滑した後、 吸入通路 3 5内のカバー部 3 6上面に集まり、 ここから回収さ れる。 本実施例では、 上記エンジン 1を横置きとし、 過給圧の高い圧縮室 Bを上 に向けて配置するとともに、 空気をクランクケース 2の下方から吸入する構成を 採用している。 従って、 重力と過給圧との相互作用によって潤滑オイルはクラン クケース 2の最下部に集まることとなり、 そのためォィルの回収が確実となり、 再使用が可能となったものである。 クランクケース 2内は図 2左側のシールリン グ付き軸受 2 6のシールリングを境にして、 クランク室 2 3側が 2サイクルオイ ルで、 シールリング付軸受のボール部を含めチヱーン室 1 0 b側が 4サイクルォ ィルで潤滑される。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本エンジン 1は、 クランク軸 2 0が 1回転する毎に、 コンロッ ド 1 7の大端部 1 7 bがクランクケース 2の円弧状周壁 2 bに近づいて摺接開始する瞬間の圧縮 室 Bの容積 V 2 からコンロッ ド 1 7 bが最も隔壁部に近づいた時の圧縮室 Bの最 少容積 V 3 を差し引いた容積 V I の空気が吸気通路 3 8から吸気管 4 6に圧送さ れることとなる。
吸気通路 3 8 , キヤブレタ 1 0 0前後の吸気管 4 6 , キヤブレタ 1 0 0内部の ベンチュリ通路 1 0 3及び吸気ポート 5からなる吸気通路 2 0 0の容積 Vは、 ピ ストン 1 6がストロークすることによる排気量 （ポア Xストローク） V 0 の 1〜 2 0倍の範囲内の大きさとしており、 前の吸気行程末期において吸気バルブ 7が 閉じる時、 容積 Vの空間である吸気通路 2 0 0に滞留する新気に、 過給機構から 新たに容積 2 V I の新気が押し込まれて蓄えられ、 この後の吸気バルブ 7が開く 吸気行程において吸気通路 2 0 0中の新気が燃焼室内に入る。 すなわち、 吸気通 路 2 0 0中の圧力は概略 （2 V I + V ) ZVに髙められる。 そしてエンジン 1の 吸入行程で吸気バルブ 7が開くと上記クランク軸 2 0の 1回転分の圧送空気 V 1 の 2倍の空気が燃焼室内に過給されることとなる。
V I κνο の比は 1以上の大きな値としており、 過給による新気充塡量が増加 し、 これにつれ圧縮比が増大し （圧縮比は形式上 （2 V I + V C ) ZV C となる が、 圧縮室 Βを形成するためコンロッド 1 7がクランクケースの円弧状周壁 2 b 、 あるいはクランクウヱッブ 2 4の側壁 2 4 a等に非接触で摺接しているこれら の摺接部の洩れ、 リード弁 4 2での僅かな逆流等により、 形式上の値より小さな ものとなる。 ） 、 ノッキングが発生することとなる。
そこで本エンジン 1では、 クランク角がビストン 1 6の下死点から 7 0度〜 1 0 0度に達した時点で吸気バルブ 7が閉じるので、 実質的に圧縮比を小さくする ことができ、 過給機構で吸入空気を加圧する場合のノッキングの発生を防止でき る。 また圧縮比だけを小さくして、 ビストンのボ了 Xストロ一クと燃焼室容積か ら決まる膨張比は変わることはないので、 燃費及びェンジン出力への影響を回避 できる。
また上記吸気バルブ 7を遅閉じにしたので、 混合気の吹き返しが懸念されるが 、 吸気通路 2 0 0の容積 V I を排気量 V 0 の 1〜2 0倍程度の小さなものにして いるので上記吹き返し量を抑制でき、 吸気バルブ閉タイミングが従来通りで容積 V I が排気量 V 0 の 2 0倍以上のものと変わらない空気充塡量を確保できる。 また、 本実施形態では大容量のチャンバを不要にしているので、 小型， コンパ クトでかつ軽量な過給エンジン 1を構成でき、 スクータ型自動二輪車 2 0 0への 採用が可能となる。
さらにまた吸気バルブ 7を遅閉じとし、 過給機構からの加圧空気を燃焼室に直 接供給するので、 チャンバを介して供給する場合に比べて吸気が冷え易くなる。 このため過給機構からの加圧空気を冷却するィンタクーラを不要にでき、 この点 からも小型化， コンパク ト化に対応できる。
このように吸気通路 2 0 0の容積を小さくしたので、 過給機構からの加圧空気 を燃焼室に供給する際の応答性を向上でき、 それだけ加速時の立ち上がりが速く なり加速性能を向上できる。 また減速時においても過給圧の低減が速やかに行わ れることから過渡特性を向上できる。 さらに大容量チャンバを不要としたので、 キヤブレタ 1 0 0からの燃料が滞留することはなく、 混合比への影響を回避して ェンジン停止や始動不良を防止できるとともに、 バックフアイャ等が及んだ場合 の損傷を回避できる。
なお、 上記実施形態では、 4サイクル単気筒クランク室過給式エンジンを例に とったが、 本発明は上記以外の過給機構， 例えばターボチャージャ， スーパーチ ヤージャを備えたェンジンにも勿論適用可能であるとともに、 多気筒ェンジンに も適用可能である。 またスクータ型自動二輪車に適用したが、 本発明の適用範囲 はこれに限られるものではなく、 他の車両にも勿論適用できる。 産業上の利用可能性
以上のように請求項 1の発明にかかる過給式エンジンの吸気装置よれば、 下死 点後 7 0〜 1 0 0度で吸気弁を閉じるようにしたので、 ピストンのボア Xス ト口 ークと燃焼室容積とで決定される膨張比を変化させることなく圧縮比のみを下げ ることができ、 ノッキングを防止でき、 かつ燃費の悪化を防止できる効果がある ο
一方、 吸気弁の閉タイミングを下死点後 7 0〜 1 0 0度と遅くした場合には、 燃焼室に流入した吸気が吸気通路に吹き返し易くなるが、 本発明は、 吸気通路の 容積を排気量の 1 〜 2 0倍としており、 つまり加圧空気聍溜チャンバとして積極 的に機能する部分を有しないので、 上記吹き返し量を抑制でき、 吸気弁の閉タイ ミングを従来どうりとするとともに大容量の吸気通路を備えたものと同等の空気 充塡量を確保できる効果がある。
また、 チャンバを不要にしたものでは、 過給エンジン全体を小型化， コンパク ト化でき、 上述の小型車両への採用を可能にできる効果がある。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 過給機構により加圧された吸入空気を燃焼室に供給するようにした過給式ェ ンジンの吸気装置において、 上記過給機構と燃焼室とを連通接続する吸気通路の 容積を Vとし、 排気量を V 0 とする時、 VZV 0を 1 ~ 2 0の範囲に設定すると ともに、 吸気通路下流端の燃焼室開口を開閉する吸気弁を下死点後 7 0〜1 0 0 度で閉じるように構成したことを特徴とする過給式エンジンの吸気装置。
2 . 請求項 1において、 上記吸気通路の横断面積を、 全長にわたって大略均一と したことを特徴とする過給式エンジンの吸気装置。
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