JP3737422B2 - 並列4気筒エンジン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車用として用いられる並列4気筒エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動二輪車用の並列4気筒エンジンとして、例えば、特開昭58−150010号公報に開示されているものが知られている。この並列4気筒エンジンは、カムシャフトに設けたスラスト受け用の段部を、シリンダヘッド側に設けたスラスト受けに接触させることによりカムシャフトにかかるスラスト力を受けるようになっている。
しかしながら、このような構造の並列4気筒エンジンでは、シリンダ間に配されるシリンダヘッドにスラスト受けが設けられるので、シリンダ間にスラスト受けを設けるための寸法を必要とし、シリンダ間隔を狭めるのに限界がある。また、センターカムチェーン方式を採用しているので、ヘッドやシリンダをコンパクトにする思想がなく、このような構造ではエンジンのコンパクト化が図れないという問題がある。
【0003】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、カムシャフトに加わるスラスト力を効果的に支持するとともに、エンジンのコンパクト化を図ることができる並列4気筒エンジンを提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明に係る並列4気筒エンジンは、クランクケース前部に車巾方向にクランクシャフトを配置した自動2輪車用の並列4気筒エンジンであって、カムシャフトと一体にスラスト受け用の突条を備え、前記カムシャフトをその一端側においてクランクシャフトにより駆動し、前記突条を前記カムシャフトの前記一端側に形成するとともに、該突条を挟持する凹部を前記カムシャフトのベアリングキャップに形成し、前記突条を前記ベアリングキャップにのみ係合させ、さらに前記ベアリングキャップが、前記一端側の少なくとも2気筒におけるカムシャフトのベアリングキャップとして一体に成形され、前記凹部がカム軸受け間に形成されることを特徴としている。
【0005】
請求項2の発明に係る並列4気筒エンジンは、請求項1に記載された並列4気筒エンジンにおいて、前記カムシャフトの前記一端側にスプロケットを設け、該スプロケットに巻き掛けられるチェーンによって前記クランクシャフトからの駆動力を前記カムシャフトに伝達するとともに、前記カムシャフトのスプロケット取り付け位置と突条形成位置との間に少なくとも一つのカム軸受けを有することを特徴としている。
【0006】
この発明に係る並列4気筒エンジンによれば、カムシャフトをクランクシャフトの一端側で駆動することにより、クランクシャフト、シリンダおよびシリンダヘッドのクランクシャフトの長手方向に沿う寸法を短縮することが可能となる。
また、カムシャフトと一体に設けた突条を、カムシャフトの一端側に形成してベアリングキャップに係合させることにより、スラスト力の支持位置をシリンダ間に制限されることがない。
したがって、カムシャフトの一端側に加えられるトルクに対して、その近い位置でスラスト力を受けることが可能となる。
しかも、カムシャフトに形成される突条は単一でよく、カムシャフトの回転マスが軽減されるため、エンジンの応答性を向上させることが可能となる。
【0007】
また、ベアリングキャップによって、カムシャフトに加わる上向きの力を有効に支持することができる。
さらに、シリンダヘッド側にカムシャフトのスラスト力を受けるスラスト受けを設けないで済むので、シリンダやシリンダヘッドのコンパクト化を容易にすることが可能となる。
しかも、カムシャフトのスプロケット取り付け位置と突条形成位置との間、すなわちチェーン張力が入力される部位のより近い位置にカム軸受けを有することで、チェーン張力によるカムシャフトの動きを抑制することが可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態として、自動二輪車に搭載される並列4気筒エンジに適用した例を添付図面を参照しながら説明する。なお説明中、前後および左右といった方向の記載は、車体に対しての方向としている。
図1はその自動二輪車1の側面図、図2および図3は正面図をそれぞれ示している。
【0009】
この自動二輪車1は、車体フレーム2と、車体フレーム2の前端部に回動可能に支持された左右一対のフロントフォーク3と、これらフロントフォーク3の上端部に取り付けられた操舵用のハンドル4と、フロントフォーク3に回転自在に支持された前輪5と、車体フレーム2に揺動可能に支持されたリヤフォーク6と、このリヤフォーク6の後端部に回転自在に支持された後輪7と、車体フレーム2に支持された本発明に係る水冷式のエンジン8と、同じく車体フレーム2に支持されたラジエータ9と、車体フレーム2の上部に配設された燃料タンク10と、この燃料タンク10の後方に配設された運転者および乗員が着座するシート11と、運転車用および乗員用のステップ12、13と、駐車時に車体を起立状態で支持する格納自在なスタンド14とを備えており、車体のほぼ全体が、図4に示すカウリング15によって覆われている。
【0010】
前記車体フレーム2は、前端のヘッドパイプ16と、このヘッドパイプ16から左右にわかれて後方かつ斜め下方に延び、その前後に下方に延びる前側エンジンハンガ17aならびに後側エンジンハンガ17bが一体に成形された中空各断面の左右一対のメインフレーム17と、ヘッドパイプ16と前側エンジンハンガ17aとを連結するガセットパイプ18と、メインフレーム17の後端部にそれぞれ連結されて後方かつ斜め上方に延び、その後端部が互いに溶接された左右一対の上側レール19aおよび下側レール19bからなるシートレール19とを備えている。左右のシートレール19間の前部のスペースであってシート11の下方には、バッテリDが収容されている。
【0011】
前記運転者用のステップ12は、ステップブラケット20を介して前記後側エンジンハンガ17bに固定され、前記乗員用ステップ13は、ステップブラケット21を介して前記下側シートレール19bに固定されており、また、前記スタンド14は、前記下側エンジンハンガ17bに取り付けられている。
上記車体フレーム2のヘッドパイプ16には、下端にロアブリッジ22が一体に設けられたステアリングステム(図示略)が軸回りに回動自在に挿入されており、このステアリングステムのヘッドパイプ16から突出する上端部に、トップブリッジ23が固定されている。
【0012】
前記フロントフォーク3は、ボトムケース24と、このボトムケース24にクッション(図示略)を介してインナチューブ25が摺動自在に挿入されてなるもので、インナチュブ25が、トップブリッジ23とロアブリッジ22の左右両端にそれぞれ挿入されかつ固定されている。これにより、フロントフォーク3は、トップブリッジ23およびロアブリッジ22を介してステアリングステムと一体化され回動可能となっている。
【0013】
前記ハンドル4は左右一対であって、内側の端部が、それぞれ各フロントフォーク3のトップブリッジ23より突出する上端部に嵌合され固定されている。
前記前輪5は、軸心に車軸26aが設けられたホイール26の外周にタイヤ27が装着されてなるもので、車軸26aの両端が各フロントフォーク3のボトムケース24下端部に支持されている。なお、この左右のボトムケース24には、前輪5の上方を覆うフロントフェンダ28が取り付けられている。
【0014】
前輪5のホイール26の左右両側には、フロントディスクブレーキ装置29を構成するロータ30がホイール26と同軸的かつ一体に固定されている。フロントディスクブレーキ装置29は、このロータ30と、各フロントフォーク3のボトムケース24の後側にステー31を介して固定され作動状態においてロータ30を挟んでその回転を摩擦力により制動するブレーキキャリパ32と、右側のハンドル4に取り付けられブレーキキャリパ32を作動させるブレーキレバー33とから構成されている。
【0015】
前記リヤフォーク6は、その前端の基部34から左右一対のフォーク部35が後方に延びてなるもので、基部34が前記メインフレーム17の後側エンジンハンガ17b間に設けられたピボット36に枢支されることにより、このピボット36を軸にフォーク35が上下に揺動可能となっている。なお、前記フォーク部35の上部には三角形状の膨出部35aが取り付けられ、この膨出部35aに、後輪7の前部上方を覆うリヤフェンダ37が一体に取り付けられている。
【0016】
前記後輪7は前記前輪5よりもやや大径で、前輪5と同様に、軸心に車軸38aが設けられたホイール38の外周にタイヤ39が装着されてなるもので、車軸38aの両端が前記リヤフォーク6のフォーク部35後端に支持されることにより、リヤフォーク6と一体に揺動するようになっている。
【0017】
上記後輪7が路面から受ける揺動は、リヤクッションユニット40によって緩衝される。このリヤクッションユニット40は、ダンパ41aおよびスプリング41b等からなりその上端が左右のメインフレーム17間にわたり固定されたクロスメンバ(図示略)にピン結合されたクッション本体41と、このクッション本体41の下端にその一端がピン結合された第1のリンク42と、この第1のリンク42の他端および前記左右の後側エンジンハンガ17bの下端部間に設けられたクロスメンバ(図示略)に両端がそれぞれピン結合された第2のリンク43とから構成されている。
【0018】
上記後輪7にも、前輪5のフロントディスクブレーキ装置29と同様の、ロータ、ブレーキキャリパからなるリヤディスクブレーキ装置が装備されているがここではその説明を省略する。
また、後輪7のホイール38の左側には、スプロケット44がホイール38と同軸的に固定されており、この駆動スプロケット44には、後述する駆動チェーン45が巻回されている。
【0019】
前記エンジン8は、図5ないし図7等に示すように、シリンダブロック本体46、シリンダヘッド47およびシリンダヘッドカバー48からなるシリンダブロック49と、このシリンダブロック49の下に連設されたクランクケース50とを備え、シリンダブロック49内に、左右方向に4本のシリンダ(気筒)51が並列に配された並列4気筒4サイクル型エンジンである。そして、このエンジン8は、シリンダブロック49がやや前傾した状態で、このシリンダブロック49の前部が前記メインフレーム17の前側エンジンハンガ17aに、後側がステー52を介してメインフレーム17に、またクランクケース50の後部が後側エンジンハンガ17bにそれぞれボルト止めされることにより、車体フレーム2に支持されている。
【0020】
エンジン8のシリンダブロック49の後部には、エンジン8の吸気作用によりシリンダブロック49内に混合気を供給するキャブレータ53が連結され、さらにこのキャブレータ53には、エアクリーナ54が接続されている。このエアクリーナ54は、前記燃料タンク10の前側の下面に形成された凹所10a内に配されている。このエアクリーナ54の前部(上流側)には、下側に屈曲する吸気パイプ55が接続され、後部には、キャブレータ53の吸気口53aが挿入されている。
【0021】
また、前記シリンダブロック49の前部には、各シリンダ51ごとに排気管56が接続されている。図2に示すように、左側より1番排気管56a、2番排気管56b、3番排気管56c、4番排気管56dとされるこれら4本の排気管56は、シリンダブロック49に対する接続端部から下方に延びエンジン8の下方において揃えられ、さらに、屈曲してクランクケース50の下面に沿って後方に延び、クランクケース50の後部下側において、1本の集合管57にまとめられている。そして、この集合管57は、右斜め後方に立ち上がりながら後輪7の右側に取り回され、をの先端に、斜め上方に延びる筒状の消音器58が装着されている。
なお、エンジン8については後に改めて詳述する。
【0022】
前記ラジエータ9は、コアの右側に冷却水の流入側タンク(いずれも図示せず)が、左側に流出側タンク9aが接続された横長な長方形状のクロスフロー型であり、やや前掲した状態でエンジン8の前方に配され、前記前側エンジンハンガ17aおよび前記ガセットパイプ18に支持されている。このラジエータ9のすぐ後ろには、ラジエータ9を冷却するラジエータファン9Aが装備されている。また、ラジエータ9の前方には、警報器59が配されている。この警報器59は、前記前側エンジンハンガ17aにステー60、61を介して取り付けられている。
【0023】
前記カウリング15は、図1ないし図4に示すように、車体前部を覆いその上端面がメインフレーム17に沿っているフロントカウル62と、燃料タンク10およびシート11の下の部分である車体後部を覆うリヤカウル63とからなり、さらにフロントカウル62は、アッパーカウル64、ミドルカウル65およびアンダーカウル66とに分割される。
【0024】
フロントカウル62のアッパーカウル64は、前記ヘッドパイプ16の前方から後方に向けて流線形状に成形され、フロントフォーク3上部の両側、およびラジエータ9、エンジン8のシリンダブロック49の両側を覆っており、その前部両側にはハンドル4との干渉を避ける切欠き64aが形成され、さらに、前部の上端部には正面から見ると略U字状の切欠き64bが形成され、この切欠き64bの部分に、ハンドル4のほぼ上方まで湾曲しながら延びてフロントフォーク3の上方を覆う透明なスクリーン67が一体に設けられている。このアッパーカウル64は、その前端部が図示せぬカウルステーに支持され、側部が、メインフレーム17および前側エンジンハンガ17aにボルト止めされている。
【0025】
また、図2等に示すように、アッパーカウル64の前部の左右には、前記ラジエータ9に走行風を導入する空気導入口68が形成され、これら空気導入口68の間の中央には前照灯69が配置されており、さらにこの前照灯69の上側にも空気導入口70が形成されている。また、このアッパーカウル64の内側には、速度計やエンジン回転計等が取り付けられたメータユニット71が配置されている。このメータユニット71は、前記ヘッドパイプ16にステー72を介して取り付けられている。さらにアッパーカウル64の左右の空気導入口68の下側には、それぞれ方向指示器73が取り付けられている。
【0026】
フロントカウル62のミドルカウル65は、アッパーカウル64後部の切欠き64c部分に合致する形状に成形されたもので、エンジン8の後方側部に位置してアッパーカウル64およびアンダーカウル66にボルト止めされている。このミドルカウル65の前端部には、カウリング15内に導入された空気を外部に排出する排気口65aが形成されている。
【0027】
フロントカウル62のアンダーカウル66は、断面U字状でアッパーカウル64の下端から連続してエンジン8のクランクケース50の両側および排気管56を覆っており、メインフレーム17にボルト止めされている。このアンダーカウル66の下側前部には、アンダーカウル66内に走行風を導入する空気導入口66aが形成されている。
【0028】
前記リヤカウル63は、左右2本ずつの前記上側レール19aおよび下側レール19bからなるシートレール19の側方を覆うごとく形成され、その後部にはシート11の後方部分を覆うテール部63aを一体に有しており、前記各レール19a、19bにフック等の嵌合手段により取り付けられている。このリヤカウル63の後端には、後輪7の上方後部を覆うリヤフェンダ74が取り付けられている。またその前部には、リヤカウル63内の空気を外部に排出する2つの排気口63b、63cが形成されている。
【0029】
次いで、前記エンジン8について図5ないし図10を参照して詳述する。
このエンジン8は、前述の如くシリンダブロック本体46、シリンダヘッド47およびシリンダヘッドカバー48からなるシリンダブロック49と、クランクケース50とを備え、クランクケース50はアッパーケース50aとロアケース50bとが分割可能に接合され、アッパケース50aとシリンダブロック本体46とは一体に鋳造成形されている。また、ロアケース50bの下には、オイルパン75が接合されている。
また、クランクケース50の前部には車巾方向にクランクシャフト81が配置され、クランクケース50の後部には変速機131及びクラッチ機構144が配置されている。
【0030】
図7に示すように、シリンダブロック49には4つの前記シリンダ51が並列に配され、これらシリンダ51内には、鋳込みスリーブ76を介してピストン77が摺動可能に嵌装されている。これらピストン77は、コンロッド78を介して、クランクケース50内に回転自在に支持され一端(この場合右端:クラッチ機構144が存する側の端部)にチェーンスプロケット79が、またジャーナル部80の周面に潤滑油供給用の油溝80aが形成されたクランクシャフト81に連結され、このクランクシャフト81の回転によりシリンダ51内を上下に往復摺動するようになっている。なお、図5に示すように、コンロッド78には前記油溝80aを流れる潤滑油を前記ピストン77の下面に送るための油孔82が形成されている。この油孔82は、コンロッド78の大端部78aの上面から大端部78a中心よりもややピストン77側に偏った方向に直線状に延びている。
【0031】
シリンダヘッド47には、図5に示すように、このシリンダヘッド47と上死点に達した各ピストン77とにより形成される燃焼室83がそれぞれ設けられているとともに、各燃焼室83に対して点火プラグ84が捩込まれ、さらに、各燃焼室83と外部とを連通する吸気通路85および排気通路86が形成されている。
【0032】
吸気通路85は、図9に示すように、1つのシリンダ51における燃焼室83に対し、外部に開口する1つの主吸気通路85Aから分岐部85Bを経て2つに分岐して分岐通路85a、85bが形成されてなるもので、これら各分岐通路85a、85bがそれぞれ燃焼室83に通じており、これら2つの開口がそれぞれ吸気ポート87a、87bとなっている。
【0033】
また、排気通路86の燃焼室83への開口である排気ポートも1つの燃焼室83に対して2つ形成されている。すなわち、排気通路86は、燃焼室83に通じる2つの分岐通路86a、86bが集合部86bを経て主排気通路86Aが形成されてなるもので、各分岐通路86a、86bの燃焼室83への開口がそれぞれ排気ポート88a、88bとなっている。
【0034】
シリンダヘッド47には、図8および図9等に示すように、前記各吸気ポート87a、87b、排気ポート88a、88bを開閉する吸気バルブ89a、89b、排気バルブ90a、90bがそれぞれ設けられている。
各吸気バルブ89a、89bは、図8に示すように、各吸気ポート87a、87bを実際に開閉する傘状の弁体91aを有するバルブステム91と、このバルブステム91を上方に付勢して弁体91aが吸気ポート87a、87bを閉じる状態とするバルブスプリング92と、バルブステム91の上端に装着された筒状のバルブリフタ93等から構成され、バルブステム91は、シリンダヘッド47に嵌められたバルブガイド94に摺動可能に挿入されている。
【0035】
また、各排気バルブ90a、90bも吸気バルブ89a、89bと同様のもので、弁体95aを有するバルブステム95、バルブスプリング96、バルブリフタ97、バルブガイド98等から構成されている。
シリンダヘッド47上には、各吸気バルブ89a、89b、各排気バルブ90a、90bを作動させる吸気側カムシャフト99および排気側カムシャフト100が、前記クランクシャフト81と平行に配設されている。
【0036】
これらカムシャフト99、100は中空状のものであって、締結ボルト101でシリンダヘッド47に固定されたベアリングキャップ102によって軸回りに回転自在に支持されており、その周面には、吸気バルブ89a、89b、排気バルブ90a、90bに対応して吸気側カム103a、103b、排気側カム104a、104bがそれぞれ一体に成形され、さらに、その右端部には、ベアリングキャップ102に係合して軸方向の移動を規制する突条105が一体に成形されている。なお、各カムシャフト99、100の中空部は潤滑油の通路となっており、この通路に通じる油孔220が、各カム103a、103b、104a、104bのベース面から中空部にわたって形成されている。
【0037】
また、各カムシャフト99、100の右端には、カムスプロケット106、107がそれぞれ一体に設けられ、これらカムスプロケット106、107とクランクシャフト81のチェーンスプロケット79とにカムチェーン108が巻回されており、クランクシャフト81の回転にともなって各カムシャフト99、100が回転するようになっている。
ここで、図7中符号102bは、ベアリングキャップ102のカム軸受けを示し、符号105aは、ベアリングキャップ102の右端部のカム軸受け102b間に形成されて突条105を挟持するように係合する凹部を示し、符号47bは、カムシャフト99、100におけるスプロケット取り付け位置と突条形成位置との間に位置するシリンダヘッド47のカム軸受けを示す。
【0038】
そして、これらカムシャフト99、100が回転するにともない、吸気側カム103a、103bおよび排気側カム104a、104bの周面が、それぞれ各吸気バルブ89a、89bおよび各排気バルブ90a、90bのバルブリフタ93、97にそれぞれ摺接してバルブステム各91、95を上下に往復動させ、これにより各吸気ポート87a、87bおよび各排気ポート88a、88bが開閉するようになっている。
【0039】
なお、図8に示すように、シリンダヘッド47における各バルブリフタ93、97の周囲には、凹所である潤滑油溜まり47bが形成されており、ここに溜まる潤滑油は、上述のようにしてバルブリフタ93、97が下動した際、バルブリフタ93、97と各カム103a、103b、104a、104bとの摺動を潤滑する。図8において1点鎖線は、エンジン8が車体(車体フレーム2)に搭載された状態における水平線である。また、シリンダヘッド47の両端には、図10に示すように、潤滑油をオイルパン75に戻すための油孔47cが形成されている。
【0040】
また、図6に示すように、吸気側カムシャフト99のカムスプロケット106とチェーンスプロケット79との間のカムチェーン108の外周側には、カムチェーン108のばたつきを抑制するカムチェーンテンショナ109が配されている。
このカムチェーンテンショナ109は、一端がシリンダヘッド47にピン結合されて揺動可能とされカムチェーン108に沿って延びるテンショナスリッパ110と、内部にフロート112aが収納され、シリンダブロック本体46に配設されたピストンホルダ111内に嵌装され、油圧により常にテンショナスリッパ110の揺動端部をカムチェーン108に押し付けるピストン112とから構成されている。
【0041】
また、同じく図6に示すように、各カムスプロケット106、107間のカムチェーン108の外周側には、カムチェーンガイド221が、シリンダヘッドカバー48に取り付けられた状態で配されている。
【0042】
図5に示すように、前記吸気通路85(主吸気通路85A)の外部側の開口部には、前記キャブレータ53がキャブインシュレータ113により連結されており、前記排気通路86(主排気通路86A)の外部側の開口部には、前記排気管56の接続端がそれぞれ接続される。
【0043】
なお、シリンダヘッド47の上に接合されるシリンダヘッドカバー48には、シリンダヘッドカバー48内およびカムチェーン108が配されたカムチェーン室108aを介してクランクケース50内に連通し、クランクケース50内に発生するブローバイガス中に含まれる油分を分離するブリーザ室114が設けられている。なお、このブリーザ室114にて油分が分離されたブローバイガスは、ブリーザ室114に接続された導気管115から大気に放出される。
【0044】
また、図6および図7に示すように、前記クランクシャフト81の右端には、クランクシャフト81と一体回転するパルサーロータ116と、クランクケース50を覆って固定されたジェネレータカバー117に、パルサーロータ116の径方向外方位置に支持されたパルスジェネレータ118からなる点火時期検出機構119が設けられている。
【0045】
また、クランクシャフト81の左端には、クランクシャフト81と一体回転するロータ120と、クランクケース50に固定されたACジェネレータカバー121に支持されたステータ122とを備えるACジェネレータ123が設けられている。なお、ACジェネレータカバー121は、前記フロントカウル62のアンダーカウル66に形成された円形の開口66b(図4参照)からやや外方に突出している。なお、ACジェネレータカバー上部空間は、シリンダブロック本体46に形成されている潤滑油通路46bに連通しており、この潤滑油通路46bから、ACジェネレータカバー121の内面に形成されたガイドリブ121aの上を通ってACジェネレータカバー123の摺動部に潤滑油が供給されるようになっている。
【0046】
さらに、このACジェネレータカバー123の内側のクランクシャフト81には、ニードルベアリング124を介してスタータモータドリブンスプロケット125が装着されている。このスタータモータドリブンスプロケット125は、ワンウェイクラッチ126を介して前記ロータ120に固着されたリング120aの内周に連結されているとともに、クランクケース50のアッパーケース50a内の左側に配設されたスタータモータ127の駆動軸128に、ギヤ129、130を介して連結されている。前記リング120aには潤滑油の通路となる油孔120bが、周方向に沿って複数(図7では1つしか見えない)形成されている。
【0047】
さて次に、上記エンジン8に連設される変速機131およびこの変速機131を切換え制御するチェンジ機構132を説明する。
【0048】
変速機131は、図7に示すように、クランクケース50のロアケース50bと一体の変速機ケース133に、前記クランクシャフト81と平行にかつ各ニードルベアリング134、135および各ボールベアリング136、137を介して回転自在に配設された中空なメインシャフト138およびカウンタシャフト139(いずれもスプライン軸)と、これら両シャフト138、139にそれぞれ設けられ相互に噛み合う変速ギヤ群140a〜140fおよび141a〜141fと、メインシャフト138の右端部に設けられ、クランクシャフト81のプライマリードライブギヤ142に噛み合うプライマリードリブンギヤ143と、同じくメインシャフト138の右端部に設けられたクラッチ機構144と、メインシャフト138の右端部に設けれたクラッチ機構144と、メインシャフト138内に軸線方向に移動可能に貫挿されクラッチ機構144を断続するクラッチレリーズ145等から構成されている。
【0049】
メインシャフト138およびカウンタシャフト139はいずれも中空であり、その内部は、それぞれ潤滑油の供給路146、147とされ、メインシャフト138およびカウンタシャフト139には、供給路146、147から外周面に連通し、変速ギヤ群140a〜140fおよび141a〜141b、クラッチ機構144に対する潤滑油供給用の油孔148、149がそれぞれ形成されている。
【0050】
この変速機131によれば、エンジン8の動力すなわちクランクシャフト81の回転が、プライマリードリブンギヤ143およびクラッチ機構144を介してメインシャフト138に伝達され、続いて、各変速ギヤ群140a〜140f、141a〜141fの噛み合いを介してカウンタシャフト139に伝達され、さらにカウンタシャフト139の左端に固定されたドリブンスプロケット150より前記駆動チェーン45を介して後輪7に伝達されるようになっている。
【0051】
前記プライマリードリブンギヤ143は、メインギヤ143aおよびサブギヤ143bからなり、これらギヤ143a、143bが、相対回転可能であるもののその回転がダンパスプリング151によって規制され、プライマリードライブギヤ142との噛み合いにおけるバックラッシュが抑えられる構成とされたもので、スリーブ152およびニードルベアリング153を介してメインシャフト138に相対回転自在に装着されている。また、スリーブ152には、プライマリードリブンギヤ143と一体に回転するオイルポンプドライブスプロケット154が嵌合されている。このオイルポンプドライブスプロケット154は、チェーン155によって後述するオイルポンプ156に連結されている。
【0052】
次に、前記クラッチ機構144について説明すると、このクラッチ機構144は、図7に示すように、前記プライマリードリブンギヤ143にリベット止めされたクラッチアウタ157と、このクラッチアウタ157内に収容されて前記メインシャフト138と一体に回転するクラッチセンタ158と、クラッチアウタ157側およびクラッチセンタ158側の摩擦板157a…、158a…と、これら両摩擦板157a…、158a…を交互に圧接させるクラッチプレッシャプレート159等から構成されている。
【0053】
クラッチプレッシャプレート159は、ボルト160によってクラッチセンタ158と一体回転し、かつ、メインシャフト138の軸方向に移動可能であるものの、クラッチスプリング161により常に外側(図7で右側)に付勢されており、この状態で、前記両摩擦板157a…、158a…が相互に圧接してクラッチ機構144が接続状態となる。そして、クラッチプレッシャプレート159が前記クラッチレリーズ145の作動により右方に移動されると、摩擦板157aから158aが離れてクラッチ機構144は断となる。
【0054】
クラッチレリーズ145は、変速機ケース133に固定されてクラッチ機構144を覆うクラッチカバー162に軸回りに回動自在にセットされたレリーズシャフト163と、このレリーズシャフト163の回動によりメインシャフト138の軸方向に移動可能とされ、その先端がクラッチスプリング161の中央にボールベアリング164を介して連結された操作ロッド165と、レリーズシャフト163の下端に固定されたレリーズレバー166と、レリーズシャフト163の回動を規制するリターンスプリング167等から構成され、レリーズレバー166は、左側のハンドル4に装着されたクラッチレバー168により操作されるクラッチワイヤ(図示略)が連結されている。
【0055】
そして、クラッチレバー168によりクラッチワイヤが操作される(引っ張られる)と、レリーズレバー166を介してレリーズシャフト163が回動させられると同時に操作ロッド165が左方に移動し、クラッチ機構144は断の状態となる。
【0056】
上記変速機131を切り換え制御するチェンジ機構132を説明すると、このチェンジ機構132は、図7に示すように、変速機ケース133に回転可能に支持されたチェンジスピンドル169と、外周に数条のカム溝170aが形成され変速機ケース133にボールベアリング171を介して回転自在に支持されたシフトドラム170と、このシフトドラム170の一端に配されてシフトドラム170と一体回転し、その端部に放射状にシフトピン172aが、また周部に係合凹部172bが形成されたシフトドラムセンタ172と、チェンジスピンドル169の右端に固定され先端に設けられた係合部173aがシフトドラムセンタ172のシフトピン172aに係合するシフトプレート173と、変速機ケース133に固定されその先端がシフトドラムセンタ172の係合凹部172bに係合してシフトドラム170の回動角度を規制するストッパプレート174と、変速機ケース133に支持されたシフトフォークシャフト175の外周にこのシフトフォークシャフト175の軸線方向に摺動可能に装着され、一端がシフトドラム170のカム溝170aに、他端がメインシャフト138およびカウンタシャフト139の各変速ギヤ140a〜140f、141a〜141fに適宜係合する複数本(この場合3本)のシフトフォーク176とから構成されている。
チェンジスピンドル169、シフトドラム170、シフトフォークシャフト175は、それぞれ変速機131のメインシャフト138およびカウンタシャフト139と平行に配設されている。
【0057】
そして、チェンジスピンドル169の変速機ケース133からの突出端にスプライン嵌合される図示せぬチェンジペダルによってチェンジスピンドル169が一定角度回転させられると、この回転がシフトプレート173、シフトドラムセンタ172を介してシフトドラム170に伝達し、このシフトドラム170の回転により各シフトフォーク176が適宜に摺動させられるにともない、各変速ギヤ140a〜140fと各変速ギヤ141a〜141fとの噛み合いが適宜変化させられるようになっている。
【0058】
なお、変速機ケース133には、カウンタシャフト139端部のドリブンスプロケット150を覆うドリブンスプロケットカバー177が固定されている。このドリブンスプロケットカバー177は、カバー本体177aの裏側に裏板177bが超音波溶接により固着されてなるものである。
【0059】
さて、上記構成のエンジン8および変速機131は、エンジン8の下部に設けられた潤滑油供給装置178により、各摺動部が潤滑されるようになっている。この潤滑油供給装置178は、図5、図6および図11に示すように、クランクケース50におけるロアケース50bの下部に一体に固定されその内部に潤滑油Lを貯留する前記オイルパン75と、潤滑油L中に浸漬されるオイルストレーナ179と、クランクケース50内に装着されパイプ180を介してオイルストレーナ179に連結された前記オイルポンプ156と、クランクケース50の前部に固定され第1の油通路181を介してオイルポンプ156に連結されたオイルフィルタ182と、第1の油通路181の途中に設けられ潤滑油L中に浸漬されるオイルリリーフバルブ183とを備えている。
【0060】
オイルポンプ156は、前述の如く前記メインシャフト138のオイルポンプドライブスプロケット154にチェーン155を介して連結されていてエンジン8の回転により作動し、潤滑油Lを、オイルストレーナ179から吸い上げてパイプ180から第1の油通路181を経てオイルフィルタ182に送り込む。オイルフィルタ182を通過して濾過された潤滑油Lは、ロアケース50b内の第1の油通路181の左隣にこの第1の油通路181と平行に設けられた第2の油通路184に送られるが、その間に、ロアケース50bの前部に設けられた冷却ケース185を通過することにより冷却されるようになっている。
【0061】
この冷却ケース185は、図12ないし図15に示すように、縦に細長いものであって、クランクケース50とオイルフィルタ182との間に介装されるケース本体186と、このケース本体186の前側を覆って塞ぐ蓋体187とから構成されている。
【0062】
ケース本体186は、図13および図14に示すように、外周にオイルフィルタ182および蓋体187が接合されるフランジ部188a、188bがそれぞれ形成されているとともに、前記第1の油通路181とオイルフィルタ182の上流側とを連通させる第1の流出口189と、オイルフィルタ182の下流側に通じる第1の流入口190と、この第1の流入口190に接続して斜め上方に立ち上がりケース本体186の前面に第2の流出口191を介して開口する第1の油通路パイプ192と、前記第2の油通路184への開口である第2の流入口193が形成されているもので、さらに、その上部には冷却水口194が、また下部にはケース本体186内に通じるウォータパイプ195の接続管196が接続されている。
ここで、前記第1の油通路パイプ192は、冷却ケース(オイルクーラ)185とオイルフィルタ182とを連結するオイル連結通路として機能するものであり、この第1の油通路パイプ192は、クランクケース50の前面側に直線状に配置されることとなる。
【0063】
ケース本体186の前面側には、第2の流出口191と第2の流入口193とをつなぐ第2の油通路パイプ197が接続されている。この油通路パイプ197は、上下に一体に形成されたフランジ部197aがケース本体186にねじ止めされている。
【0064】
なお、外周のフランジ部188a、188bには、クランクケース50に対する固定用の透孔198と、蓋体187の固定用のねじ199が、適宜個所に形成されている。このうち、もっとも下方の透孔198は、水抜き用のドレンとされている。
【0065】
一方、蓋体187は、図12に示すように、ケース本体186に対応した形状で内部に適宜容積を有する箱状のもので、その内部側をケース本体186に向けた状態で、外周に形成されたフランジ部200をケース本体186のフランジ部188bに接合されている。
【0066】
フランジ部200には、ケース本体186のフランジ部188bに形成された透孔198およびねじ穴199に一致する透孔(図示略)が形成されており、蓋体187の透孔を通してねじ穴199に捩込まれるねじ(図示略)によりケース本体186に接合され、かつ蓋体187の透孔およびケース本体186の透孔198に通されクランクケース50に捩込まれるねじ(図示略)により、冷却ケース185はクランクケース50に固定されている。
前記冷却ケース(オイルクーラ)185とオイルフィルタ182とは、前記クランクケース50の前面にて、互いに並んで、かつ、それら冷却ケース185とオイルフィルタ182との互いの突出先端が前記クランクケース50とその前方の前記排気管56とで囲まれる空間に位置するように、取り付けられている。
【0067】
この冷却ケース185を通過する潤滑油Lの経路を説明すると、第1の油通路181から第1の流出口189を経てオイルフィルタ182内に入り、このオイルフィルタ182によって濾過された後、第1の流入口190から第1の油通路パイプ192内を上昇し、第2の流出口191から第2の油通路197内に入り、この第2の油通路パイプ197内を下降してから第2の流入口193を経て前記第2の油通路184に入っていく。冷却ケース185内には、後述する如く前記ウォータパイプ195から、循環する冷却水が流入して第2の油通路パイプ197を通る潤滑油Lが冷却されるようになっている。
【0068】
さて、上記冷却ケース185を経て第2の油通路184に入った潤滑油Lは、図6等に示すように、この第2の油通路184から前記変速機131(メインシャフト138、カウンタシャフト139、クラッチ機構144等)へ供給される。また、クランクケース50のロアケース50bには、第2の油通路184に通じるメインギャラリ201が設けられている。このメインギャラリ201は、左右方向に延びており、第2の油通路184からメインギャラリ201に流入した潤滑油Lは、エンジン8(クランクシャフト81、ピストン77、各カムシャフト99、100等)に供給される。図6において符号202はその経路を示している。
前記クランクシャフト81の後方に配置されたオイルポンプ156から前記クランクシャフト81の下方を通って水冷式エンジンの前部に導出される第1の油通路(オイル通路)181と、前記冷却ケース185により冷却された潤滑油をジャーナル部等のクランクシャフト受各部へ配送するメインギャラリ201とは互いに交差した状態で、前記クランクケース50に設けられるとともに、前記メインギャラリ201が第1の油通路181よりも上方に位置するように設けられている(図6、図11参照)。
【0069】
またこの図6に示すように、この経路202を通る潤滑油Lは、前記カムチェーンテンショナ109を油圧により作動するよう構成されている。すなわち、カムチェーンテンショナ109を構成するピストンホルダ111、およびシリンダブロック本体46には、前記経路202からピストン112内に潤滑油Lを流入させる油通路203が形成され、潤滑油Lの油圧により、ピストン112は常にテンショナスリッパ110方向に付勢されるわけである。
そして、潤滑作用を終えた潤滑油Lはオイルパン75内に戻って貯留され、再び上記のような経路で循環させられる。
【0070】
なお、この潤滑油Lの循環において、たとえばエンジン8(クランクシャフト81)が高回転になるにともなって、圧送される潤滑油Lの油圧が高まりある一定の油圧に達すると、図5および図6に示される前記オイルリリーフバルブ183が作動して第1の油通路181を通る潤滑油Lの適宜量がオイルパン75内に戻され、それ以上油圧が上昇しないよう調節されるようになっている。
【0071】
このオイルリリーフバルブ183は、第1の油通路181内に連通し潤滑油Lの排出口204aがその胴部に形成された有底円筒状の外筒204内に、スプリング205により付勢されることによって通常は前記排出口204aを閉塞する内筒206が収納されており、第1の油通路181を通る潤滑油Lが前述のようにある一定の油圧に達すると、この潤滑油Lによって内筒206がスプリング205に抗して移動することにより、排出口204aが開いてこの排出口204aから潤滑油Lをオイルパン75内に排出する構成となっている。
【0072】
次いで、前記ラジエータ9による冷却システムについて図5、図6および図10を参照して簡単に説明する。
クランクケース50におけるロアケース50b内の略中央左側には、クランクシャフト81の回転にともなって回転作動するウォータポンプ207が配設されており、このウォータポンプ207には、ラジエータ9の流出側タンク9aに通じるラジエータホース208と、前記冷却ケース185に接続されたウォータパイプ195が接続されている。また、前記冷却ケース185の蓋体187は内は、ケース本体186に形成された冷却水口194を介してシリンダブロック本体46に形成されたウォータジャケット46aに連通している。
【0073】
さらに、シリンダヘッド47には、シリンダブロック本体46のウォータジャケット46aに連続するウォータジャケット47aが形成されており、このウォータジャケット47aは、図10に示すように、シリンダヘッド47の後部右側に設けられた冷却水通路209に連通している。なお、この冷却水通路209内には、サーモスタット209aが設けられており、ここを通る冷却水が一定温度以上になると、前記ラジエータファン9Aが作動する。
【0074】
この冷却水通路209の先端には、ラジエータ9の流入側タンクに通じるラジエータホース(いずれも図示略)が接続されている。
以上が冷却水の循環路であり、ラジエータ9によって冷却された冷却水は、ウォータポンプ207の作動により、ラジエータ9→ラジエータホース208→ウォータポンプ207、ウォータパイプ195を経て冷却水ケース185の蓋体187内に入り、ここで前述の如く潤滑油Lを冷却した後、各ウォータジャケット46a、47aを通ることによりエンジン8を冷却し、その後、冷却水通路209からラジエータ9に戻る。
【0075】
さて、次に、本発明に係る排気ガスに対する二次空気供給装置210を、図8、図9、図15ないし図26を参照して以下に説明していく。
この二次空気供給装置210は、エンジン8の前方に配され、前記エアクリーナ54の下流側に図示せぬ二次空気供給管を介して接続されたリード弁211と、各シリンダ51における排気通路86の、集合部86Bよりも上流側の2つの分岐通路86a、86bのうちのいずれか一方に形成された二次空気供給通路212と、これら二次空気供給通路212と前記リード弁211の下流側とをつなげる接続管213とから構成されている。
【0076】
各二次空気供給通路212は、1番シリンダ51aおよび3番シリンダ51cにおいては右側の分岐通路86bに、また2番シリンダ51bおよび4番シリンダ51dにおいては左側の分岐通路86aに、それぞれシリンダヘッド47の前面からその内部に達しており、これら二次空気供給通路212の外部側の開口に、前記接続管213が接続されている。
【0077】
前記リード弁211内部には、各接続管213に通じる通路が形成されており、これら通路ごとに、リード弁の弁体(いずれも図示略)が設けられている。そして、エンジン8が運転状態であって、燃焼室83内に発生した排気ガスが排気通路86を通過することにより、二次空気供給通路212内および接続管213内が負圧状態となって各弁体が開き、空気(以下これを二次空気とする)が、エアクリーナ54から二次空気供給管、リード弁211、接続管213を経て各二次空気供給通路212から各分岐通路86a(ないし86b)内に供給されるようになっている。
【0078】
ところで、本実施例におけるエンジン8の前記排気側カムシャフト100の、1つのシリンダ51に対する排気バルブ90a、90bのうち、前記二次空気供給通路212が形成された分岐通路86a(ないしは分岐通路86b)に対応する排気バルブ90a(ないしは90b)の開弁時が、他の排気バルブ90b(ないしは90a)の開弁時よりも若干早く設定してある。
【0079】
つまり、それらの排気バルブ90a(90b)を開閉する各排気側カム104a(104b)が、他の排気側カム104b(104a)に対し排気側カムシャフト100の回転方向にわずかな角度(たとえば2〜3度)オフセットされている。図19および図20における符号(イ)で示す各排気側カム104a(104b)がそれらである。したがって、燃焼室83から排出される排気ガスは、二次空気供給通路212が形成された側の分岐通路86a(86b)に一瞬早く流れ込み、その後、他の分岐通路86b(86a)に流れ込んでいくことになる。
【0080】
上記二次空気供給装置210によれば、前述したように、エンジン8が運転状態であって、燃焼室83内に発生した排気ガスが排気通路86を通過することにより、二次空気供給通路212内および接続管213内が負圧状態となって各弁体が開き、二次空気が、エアクリーナ54から二次空気供給管、リード弁211、接続管213を経て各二次空気供給通路212から各分岐通路86a(86b)内に供給される。
【0081】
このように分岐通路86a(86b)に二次空気が供給されると、これら分岐通路86a(86b)に流れ込んだ排気ガス、つまり、燃焼室83から排出された直後の排気ガスの中に残存する燃焼ガスが、供給された二次空気と反応して燃焼(酸化)する。
【0082】
一方、二次空気供給津路212が形成されていない側の分岐通路86a(86b)に流れ込んだ排気ガス中の未燃ガスは、排気通路86の集合部86Bに達した時点で二次空気と接触することになるが、こちら側の排気ガスは、隣の分岐通路86a(86b)において二次空気の供給によって、未燃ガスが燃焼することにより集合部86B近傍の温度が高まっており、したがって燃焼室83から排出された直後ではなく集合部86Bにおいて二次空気に合流したとしても、この二次空気に十分反応して排気ガス中の未燃ガスが燃焼し、ほとんど未燃ガスが残存することなく、排気ガスは排気管56および消音器58を経て外部に排出されていく。
【0083】
すなわち、両分岐通路86a、86bに流れる各排気ガスとも、その中に残存する未燃ガスが二次空気により有効に燃焼され、排気浄化効率の大幅な向上が図られるわけである。
ところで、図23は、上記排気浄化効率がもっとも高く得られる排気バルブの開閉タイミングAを、また、図24は、出力がもっとも得られる排気バルブの開閉タイミングBを表す図であり、図25は排気浄化効率と出力特性の中庸をとった通常の吸気・排気バルブのタイミングCを表す図である。これらの時間的なずれは図26のグラフに示すとおりである。
ここで、図22に示す二次空気供給通路212が形成された側の排気バルブ90a(90bの場合もある)を前記タイミングAとし、他の排気バルブ90b(90aの場合もある)を前記タイミングBで開閉するように、各排気側カム104a、104bを設定すれば、最適な排気浄化効率と出力特性を兼ね備えたエンジンとなる。
【0084】
【発明の効果】
請求項1の発明に係る並列4気筒エンジンによれば、カムシャフトに加わるスラスト力を確実に支持しながら、クランクシャフト、シリンダおよびシリンダヘッドのクランクシャフトの長手方向に沿う寸法を短縮し、シリンダ間隔を短縮してコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。
また、カムシャフトの回転マスの軽減によりエンジンの応答性を向上させることができるという効果を奏する。
さらに、カムシャフトの一端側の2気筒分のカム用にベアリングキャップを一体的に成形しているので、その位置決めを容易にすることができるという効果を奏する。
【0085】
請求項2の発明に係る並列4気筒エンジンによれば、カムシャフトのスプロケット取り付け位置と突条形成位置との間にカム軸受けを有することで、チェーン張力によるカムシャフトの動きを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例が適用された自動二輪車の全体側面図である。
【図2】 図1の自動二輪車の正面図である。
【図3】 図2と同様の正面図である。
【図4】 カウリングの側面図である。
【図5】 本実施形態のエンジンの一部断面左側図である。
【図6】 図5のエンジンの一部断面右側面図である。
【図7】 図5のエンジンの縦断面図である。
【図8】 シリンダヘッドの側面図である。
【図9】 シリンダヘッドの概略平面図である。
【図10】 シリンダヘッドカバーを外した状態のエンジンの一部断面平面図である。
【図11】 エンジンの一部透視裏面図である。
【図12】 エンジンの一部前方斜視図である。
【図13】 冷却ケースにおけるケース本体の正面図である。
【図14】 図13のケース本体の裏面図である。
【図15】 エンジン下部の正面図である。
【図16】 シリンダヘッドの正面図である。
【図17】 シリンダヘッドの一部断面側面図である。
【図18】 リード弁の側面図である。
【図19】 排気側カムシャフトの後面図である。
【図20】 図19のカムシャフトの側面図である。
【図21】 図19のカムシャフトの図20とは反対側の側面図である。
【図22】 排気通路の概略図である。
【図23】 排気浄化効率が最も高い場合の排気バルブタイミングを表す図である。
【図24】 出力特性が最も高い排気バルブタイミングを表す図である。
【図25】 通常の吸気・排気バルブタイミングを表す図である。
【図26】 図23〜図25の排気タイミングの時間的ずれを表すグラフである。
【符号の説明】
1……自動二輪車、 8……(水冷式4気筒)エンジン
50……クランクケース、 78……コンロッド、
79……チェーンスプロケット、 81……クランクシャフト、
108……カムチェーン、 116……パルサーロータ、
118……パルスジェネレータ、 131……変速機、
138……メインシャフト、 142……プラリマリードライブギヤ、
143……プライマリードリブンギヤ、144……クラッチ機構、
154……オイルポンプドライブスプロケット、
155……チェーン、 156……オイルポンプ。
Claims (2)
- クランクケース前部に車巾方向にクランクシャフトを配置した自動2輪車用の並列4気筒エンジンであって、
カムシャフトと一体にスラスト受け用の突条を備え、
前記カムシャフトをその一端側においてクランクシャフトにより駆動し、
前記突条を前記カムシャフトの前記一端側に形成するとともに、該突条を挟持する凹部を前記カムシャフトのベアリングキャップに形成し、
前記突条を前記ベアリングキャップにのみ係合させ、
さらに前記ベアリングキャップが、前記一端側の少なくとも2気筒におけるカムシャフトのベアリングキャップとして一体に成形され、前記凹部がカム軸受け間に形成される並列4気筒エンジン。 - 前記カムシャフトの前記一端側にスプロケットを設け、該スプロケットに巻き掛けられるチェーンによって前記クランクシャフトからの駆動力を前記カムシャフトに伝達するとともに、前記カムシャフトのスプロケット取り付け位置と突条形成位置との間に少なくとも一つのカム軸受けを有する請求項1に記載の並列4気筒エンジン。
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