JPH06508899A - ２ストロークサイクル多シリンダエンジン - Google Patents

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】 ２ストロ一クサイクル多シリンダエンジン本発明は各シリンダの排気通路にエン ジン性能を制御する回動自在な弁を組込んで構成される２ストロークサイクル多 シリンダ内燃エンジンに関する。

多シリンダエンジンの各シリンダに連絡する排気通路内で回動自在な弁を互いに 連結させ、これを同時に動作させる支持方法には部品の大量生産に不都合な幾つ かの問題がある。さらに、排気通路にこの弁を設けるには弁が苛酷な環境にさら されるので、弁の設計においてはこの点を充分に考慮しなければならない。従来 の技術でこの種の特徴のある弁を備えたエンジンを開示するものはない。独国特 許第３８３３８４６号明細書にエンジンの吸気側だけに回動自在な弁を配置した ものがあるが、吸気側は排気側と比べて環境が不利に作用する度合がはるかに小 さい。

この排気側に弁を支持するための軸受を設ける場合５、排気側は吸気側と比べて より高温で、かつ高速のガスが流れるので、特に注意が必要である。これは軸受 が常に高温のガスにさらされる結果、材料の劣化が進み易く、またそこにガスの 漏洩経路が形成されるからである。つまり、従来技術に示される真直ぐな側面を 備えた支持体内に配置される円筒ブツシュで構成すると、支持体を通り抜けて流 れる漏洩経路が形成されるため、多量の漏洩が発生するのが避けられない。

また、ブツシュ、エンジンブロックおよび排気マニホールドの間には比較的小さ い面積の接触部分があるので、ブツシュからの放熱が小さく、熱伝導によってブ ツシュから遠い箇所へ熱を伝えて冷却することが期待できない。

これは必然的に弁に性能の低下をもたらし、また故障を生じさせることになる。

一方、排気通路に配置される弁の動作に目を向けると、弁は衝撃荷重を伴いつつ 、同じ動作を繰り返すことになる。このため、ブツシュには従来以上に強固で、 かつ安定した支持部材を設ける必要がある。

さらに、排気マニホールドとエンジンブロックとの間にあるガスケットは局部的 な荷重が作用し、また高温のガスに触れるのを防ぐ必要がある。この場合、ガス ケットはガスケット全体が覆われる位置に配置されるのが望ましい。

このようにエンジンの吸気側に用いるように設計された従来の弁を排気側に適用 するにあたっては多くの問題がある。

そこで、本発明の目的は製作のために比較的簡素な構造で、したがって加工が有 利で、しかも部品の互換性がよい弁のための支持部材を備えた内燃エンジンを提 供することにある。

上記目的を達成するために１個ないしそれ以上のシリンダおよび前記シリンダと それぞれ連絡する排気通路を有するシリンダブロックと、前記各排気通路内に設 けられ、前記シリンダブロックの長手方向に沿う軸を中心として回動可能に支持 された弁部材とを備え、前記排気通路は前記シリンダブロックの一方の側の平面 にかけて延びており、排気マニホールドは前記シリンダブロックに着脱可能に装 着される補助平面を有し、前期双方の平面が互いに接している２ストロークサイ クル内燃エンジンにおいて、前記シリンダブロックは隣接す゛る２個の排気通路 の間に形成される少なくとも１個の凹部を備えた同　心に並ぶ複数の凹部を有し 、軸受部材がそれぞれ前記四部に受け入れられ、前記各軸受部材は軸方向に貫く 貫通孔を備えると共に、前記シリンダブロックに前記排気マニホールドを前記双 方の平面を互いに接触させて固定するとき、前記排気マニホールドに押付けられ る前記軸受部材の貫通孔が同心を保って前記凹部に固く支持されるように、前記 軸受部材が前記凹部に合わせて形成され、前記弁部材が前記軸受部材の前記貫通 孔内に回動可能に支持されることを特徴とする２ストロークサイクル内燃エンジ ンが提供される。

好ましくは、各軸受部材には各々四部に形成される平行な補助平面と直接接触す る平行な上面および下面が備えられる。

好ましくは、凹部の底部にはシリンダブロックの側面にある上記の平面と平行な 平面部が備えられ、さらに軸受部材には各凹部の底部で平面部と接する補助平面 が備えられる。この凹部の底部にある平面部は・底に装着される軸受部材と接触 した状態でシリンダブロックの上記平面との間に基準面を与える。これにより各 軸受部材に形成される貫通孔を同心を保ってシリンダブロックに取付けることが できる。平行な平面により軸受部材と四部との間の接触面積を増加することがで き、支持を安定させると共に、ガスの漏洩経路がなくなることで密封性能を高め 、かつ厳しい排気環境での軸受部材とシリンダブロックとの間の熱の移動を促し 、軸受部材から離れた箇所へ熱を伝えることが可能になる。

凹部はシリンダブロックの両端に協働する軸受部材と共にシリンダの排気通路の 両側に接して１個備えられる。

これにより、弁部材は排気通路の両側に回動可能に支持される。

好ましくは、排気通路はシリンダブロックの一方の側面の平面まで延ばし、排気 マニホールドは補助平面を備えるものとする。排気通路間に形成された凹部は排 気通路の間の全区間を満たして延びる。これは製作中、四部を加工するために使 用される切削工具が１つの排気通路から次の排気通路へ連続して送れるようにす るためである。また、少なくとも排気通路の一方の端がら隣接するシリンダブロ ックの端面にがけて加工を続けることが望ましい。好ましくは、この加工は端部 にある排気通路がらシリンダブロックの隣接する端面にがけて行う。シリンダブ ロック側面の平面から寸法を均一に保って凹部を形成するには工具軌跡を連続さ せるすべての四部を一度に加工可能な工具が望ましい。これは軸受部材が凹部に 装着され、排気マニホールドによって押付けられたとき、各軸受部材の貫通孔を 正確に心出しすると同時に、各軸受部材の平面とシリンダブロック側面の平面と の面一を保つために重要である。

各凹部には軸受部材のためのシートを形成する。あるいはシートとシートとの間 に逃げを持つように両端に位置するシートを形成する。これは加工時間を短縮し 、さらに連続した長い軸受面による心出し上の問題を解消する効果がある。好ま しくは、各弁部材には排気通路の両面と接する軸受部材の貫通孔に回動可能に装 着される両面から突出させた差込み軸が備えられる。

この弁部材から軸受部材にかけて延びる差込み軸は同時に回動させるために互い に連結される。この差込み軸は、好ましくは、微量の心出し誤差を許容する固く 拘束しない方法で連結する。

この提案された構造によれば、シリンダブロック側面に排気マニホールドを取付 けた状態で排気マニホールドとシリンダブロックとの分割線に加工中心を合わせ て行う貫通孔の中ぐり加工が不必要となる。

従来の方法では幾つかの欠点が見出だせる。第１に、貫通孔が長く、直径が小さ いため、精度の高い加工が難しい。第２に、排気マニホールドとシリンダブロッ クとは機械加工のために組立てる必要があり、第３に、シリンダブロックと排気 マニホールドとは別のものと交換ができないことである。この３つの欠点はエン ジンの大量生産に不都合を生じ、好ましくない。

本発明の詳細な説明は多シリンダエンジンを基本にしたものであるが、当然１個 の排気口を備えた単一シリンダエンジンにも適用可能である。

本発明は添付の図面に示す実際の適用例の説明からより詳しく理解することがで きる。

図１はシリンダの排気口と連絡する弁を備えた多シリンダ内燃エンジンの横断面 図であり、 図２は図１の内燃エンジンの排気口部を拡大して示す断面図であり、 図３は弁および軸受ボックスを備えた内燃エンジンを示す側面図であり、 図４は凹部および軸受部材を示す斜視図である。

図面の図１を参照すると、シリンダブロック９を有する２ストロークサイクルで 運転される多シリンダエンジンが示されており、シリンダブロック９内にはシリ ンダ１１と、このシリンダ１１内をコンロッド１２によってクランクシャフト１ ３と連結されて動くピストン１０とが備えられる。シリンダ１１の外壁に形成さ れた排気口１４は排気管１７と連絡している排気マニホールド１６内の排気通路 １５と連通させている。また、シリンダブロック９内には排気口１４と排気マニ ホールド１６内の排気通路１５と連絡している連絡通路１８が備えられ、この連 絡通路１８内には動力によって動作する弁１９を設けている。

この弁１９はシリンダブロック９の長手方向に延びる軸２１を中心として回転す ることができ、このため弁１９の吸込み口２２は上下に位置を変え、排気口１４ の上部すなわち入口高さを調節できるようになっている。

この弁１９の一般的な構造、機能、動作は２ストロークサイクルエンジンの分野 ではよく知られており、ここでは詳しく触れない。

また、米国特許第４９２０９３２号明細書には排気ガスの放出レベルを規制する ことを目的としてシリンダ内の燃焼プロセスを制御する場合に用いられる類似の 弁が開示されている。

図２および図３に示すように、各連絡通路１８の両側に軸受部材２４を設けてお り、軸受部材２４には軸方向に同心を保ってそれぞれ貫通孔２５を穿っている。

弁１９は両側面に反対方向を向く差込み軸３０あるいはスピンドルを有し、各々 弁１９に共通の回動軸２１を形成するために一軸上に配置している。この差込み 軸３０はそれぞれ軸受部材２４の貫通孔２５内に挿入して支持される。

排気口１４に備えられる隣り合う弁１９の差込み軸３０は同じ軸受部材２４に形 成される貫通孔２５にそれぞれ反対方向から挿入して支持される。

そして、たとえば、タングとスロットとの組合わせを用いて差込み軸３０同士は 互いに結合され、これにより各弁１９は同時に回動することができる。この結合 構造については加工上与える公差によって差込み軸３０に微量の心ずれが生じて も、これを許容できるように使用するものである。

図３に示すように、シリンダブロック９の左側端面にある弁１９の差込み軸３０ は、特に、それの反対側および他の弁１９に形成される差込み軸３０よりも長く 形成される。

また、差込み軸３０の端部にはモータの駆動軸に形成されるタングを受け入れる スロット３２を設けている。

これらの弁１９はプログラムで働＜　ＥＣＵの制御のもとで駆動されるモータで 同時に回動する。モータおよびその駆動軸については本発明と直接的に関係しな い手段であり、図示を省略している。このモータはこの働きに適したものであれ ば、いずれのものでもよい。

図３に符号Ａで示す部分の軸受部材２４を弁１９から切離した差込み軸３０と共 に取外したところを示す。軸受部材２４を除いたとき、シリンダブロック９内に は互いの距離を離して形成される２個のシート２７が現われる。軸受部材２４は この２個のシート２７にわたるように装着される。このシート２７を設けること により機械加工に要する時間を削減でき、また加工上の公差を大きく取れる利点 がある。

図４を参照すると、各々軸受部材２４には平行を保っている上面３５および下面 ３６と、これらの２つの面３５．３６と直角に形成される外部平面３７とが備え られる。組立時に上面３５および下面３６はシリンダブロック９のシート２７に 形成される補助平面４１．４２と平面同士が広い接触面積を保つように直接接し て組立てられる。この直接接触を保つことによりシリンダブロック９の冷却媒体 通路４５．４６を通る冷却媒体に軸受部材２４を介して弁１９の熱を効果的に伝 えることができる。

軸受部材２４の内側には外部平面３７と平行で、かつ上面３５および下面３６と 直角に形成される補助平面３８が備えられる。各々軸受部材２４の補助平面３８ はシート２７に形成される補助平面部４３と接しており、これにより軸受部材２ ４の貫通孔２５を正確に心出しすることができる。補助平面３８はシート２７の 弓形に形成されるシート面４７よりも充分に小さい半径で弓形に形成される内面 ３９を挟み、それぞれ上面３５および下面３６に滑らかにつないでいる。

上面３５および下面３６とシート面４７とは直接接触しない。軸受部材２４を横 断する外部平面３７と補助平面３８との間の寸法は、軸受部材２４をシート２７ に装着した状態で軸受部材２４の外部平面３７がシリンダブロック９の平面４０ （図２参照）とほぼ面一になるように決める。

このため、平面４０と平行な平面４４を有する排気マニホールド１６をシリンダ ブロック９に適当な締結部材で締付けるとき、図２に示すように、軸受部材２４ は排気マニホールド１６によって押付けられ、それぞれのシート２７に固く固定 される。排気マニホールド１６とシリンダブロック９との間には従来と同じ方法 でガスケットを挿入する。このガスケットは加工時の許容公差で生じる排気マニ ホールド１６とシリンダブロック９との間のガス漏洩を効果的に防止する。

上記した構造を用いるならば、弁を支持するのに必要な加工を排気マニホールド の加工とは独立して行うシリンダブロックの機械加工によって応じることができ る。

これはエンジンの大量生産のために多大な利点をもたらす。

シリンダブロック内に形成される軸受部材のためのシート部の加工は軸受部材の 各部の寸法に合わせて仕上げた断面形状のブローチを用いて加工することができ る。

また、このシート部の加工はブローチ加工に代えてシリンダブロック９の平面４ ０と平行な軸を中心として回転する回転彫工具を用いても加工することができる 。

国際調査報告　−一参□陶。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１個ないしそれ以上のシリンダ（１１）および前記シリンダ（１１）とそれ ぞれ連絡する排気通路（１５）を有するシリンダブロック（９）と、前記各排気 通路（１５）内に設けられ、前記シリンダブロック（９）の長手方向に沿う軸（ ２１）を中心として回動可能に支持された弁部材（１９）とを備え、前記排気通 路（１５）は前記シリンダブロック（９）の一方の側の平面（４０）にかけて延 びており、排気マニホールド（１６）は前記シリンダブロック（９）に着脱可能 に装着される補助平面（４４）を有し、前期双方の平面（４０）（４４）が互い に接している２ストロークサイクル内燃エンジンにおいて、前記シリンダブロッ ク（９）は隣接する２個の排気通路（１５）間に形成される少なくとも１個の凹 部（２７）を備えた同心に並ぶ複数の凹部（２７）を有し、軸受部材（２４）が それぞれ前記凹部（２７）に受け入れられ、前記各軸受部材（２４）は軸方向に 貫く貫通孔（２５）を備えると共に、前記シリンダブロック（９）に前記排気マ ニホールド（１６）を前記双方の平面（４０）（４４）を互いに接触させて固定 するとき、該排気マニホールド（１６）に押付けられる前記軸受部材（２４）の 貫通孔（２５）が同心を保って前記凹部（２７）に固く支持されるように、前記 軸受部材（２４）が前記凹部（２７）に合わせて形成され、前記弁部材（１９） が前記軸受部材（２４）の該貫通孔（２５）内に回動可能に支持されることを特 徴とする２ストロークサイクル内燃エンジン。 ２．前記各軸受部材（２４）が各々凹部に形成される平行な補助平面（４１）（ ４２）と直接接触する平行な上面および下面（３５）（３６）を備えることを特 徴とする請求の範囲第１項記載の内燃エンジン。 ３．前記各凹部（２７）の底部に前記シリンダブロック（９）の側面にある前記 平面（４０）と平行な平面部（４３）を備え、さらに前記各軸受部材（２４）が 前記各凹部（２７）の底部で前記平面部（４３）と接する補助平面（３８）を備 えることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の内燃エンジン。 ４．凹部が前記シリンダブロック（９）の両端に協働する軸受部材（２４）と共 に前記排気通路（１５）または複数の排気通路の両側に接して１個備えられるこ とを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の内燃エンジ ン。 ５．前記シリンダブロック（９）の前記平面（４０）と前記排気マニホールド（ １６）の前記平面（４４）とが互いに平面で接することを特徴とする請求の範囲 第１項から第４項のいずれか１項に記載の内燃エンジン。 ６．前記排気通路（１５）間に形成された凹部（２７）が前記排気通路（１５） 間の全区間を満たして延びることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のい ずれか１項に記載の内燃エンジン。 ７．端部にある排気通路（１５）につき、前記凹部（２７）が前記シリンダブロ ック（９）の隣接する端面にかけて延びることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第６項のいずれか１項に記載の内燃エンジン。 ８．各弁部材（１９）が前記排気通路（１５）の両側と接する前記軸受部材（２ ０）の貫通孔（２５）に回動可能に装着される両方の側面から突出させた差込み 軸（３０）を有し、前記差込み軸（３０）が隣接する弁部材（１９）の差込み軸 （３０）と互いに連結されて前記複数の弁部材（１９）が同時に回動するように 構成したことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の内燃エンジン。