专利名称：四冲程直喷发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及向燃烧室直接喷射燃料的四冲程直喷发动机。
背景技术：
现有的关于四冲程直喷发动机，例如专利文献1等已经被公知。
特公平5-71767号公报。
上述现有的四冲程直喷发动机中，燃料被横向地向燃烧室内喷射地构成，很难在燃烧室的中心集中燃料喷雾、进行稀薄燃烧。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供可以进行稀薄燃烧、可以降低油耗，而且实现缸盖小型化的四冲程直喷发动机。
发明内容
为了达到上述目的，权利要求1所述的发明，是向燃烧室直接喷射燃料的四冲程直喷发动机，其特征在于，进气阀和排气阀，是以这些气门的工作轴线在向含有汽缸轴线的虚拟平面的投影图上呈V字形的配置上，被可进行开关动作地设置在缸盖上，具有与上述汽缸轴线平行的轴线的喷射阀，在上述进气阀和排气阀之间、被设置在汽缸盖上，向燃烧室直接喷射燃料，一端与上述进气阀和排气阀连动、连结，设置在上述进气阀和排气阀之间的摇臂具有与上述虚拟平面正交的轴线，分别在一对固定在缸盖上的摇臂轴上被摇摆支撑，设置在对应两个摇臂轴一端的位置上的一对驱动连杆分别与上述两个摇臂连动、连结。
根据权利要求1所述发明的构成，可以将从喷射阀喷出的燃料集中在燃烧室的中心附近，可以进行稀薄燃烧、可以降低油耗。并且驱动进气阀和排气阀的气门装置中，只将摇臂和摇摆支撑摇臂的摇臂轴设置在缸盖上，就可以使缸盖小型化。
另外权利要求2所述发明的特征，是在上述权利要求1所述发明的构成之上，在上述摇臂轴的轴方向的一端，随着设置在缸体上的凸轮轴的旋转向轴方向动作的一对上述驱动连杆，被设置成使缸盖一侧的相互间隔变窄，同时在上述两摇臂轴之间，与上述各摇臂的另一端连动、连结。根据该构成，可以使两个摇摆臂之间的间隔更狭窄地设定，可以实现沿着连接两个摇摆臂的轴线的直线方向上的缸盖的小型化。
权利要求3所述发明的特征，是在上述权利要求2所述发明的构成之上，相对于上述喷射阀，在上述两个驱动连杆的相反一侧，在上述缸盖上安装有点火塞，根据该构成，由于摇臂和驱动塞的连动、连结部被设置，避开空闲空间少的部分设置点火塞，可以增加点火塞设置上的自由度，并且可以使点火塞更加靠近燃料喷射阀，因此可以将来自喷射阀的燃料喷雾集中在燃烧室的中心附近，由此可以实现由于稀薄燃烧而使油耗更加降低。
权利要求4所述发明的特征，是在上述权利要求1所述发明的构成之上，作为整体为奇数的上述进气阀和排气阀被设置在缸盖上，点火塞被安装在汽缸盖上，与进气阀和排气阀中个数少的阀并列，根据该构成，由于有效地利用在设置数量少的一侧的阀的周围产生的空闲空间，设置点火塞，因此可以增加点火塞设置上的自由度，并且可以使点火塞更加靠近燃料喷射阀，因此可以将来自喷射阀的燃料喷雾集中在燃烧室的中心附近，由此可以实现由于稀薄燃烧而使油耗更加降低。
并且，权利要求5所述发明的特征，是在上述权利要求1所述发明的构成之上，上述喷射阀的结构是将燃料与压缩空气一起向燃烧室直接喷射，在上述两摇臂轴的另一端，将向该喷射阀引导压缩空气的压缩空气供给通道的一部分设置在缸盖上，根据该构成，通过使燃料更加微粒化向燃烧室喷射，可以提高燃烧性，实现更低的油耗，并且在上述两摇臂轴的另一端，通过将引导压缩空气的压缩空气供给通道设置在缸盖上，避免缸盖的大型化，在缸盖上形成通道，可以防止增加零件数量。
图1是发动机的一部分的纵剖视侧视图。
图2是拆下缸盖罩状态的图1的2-2线向视图。
图3是图2的3-3线剖视图。
图4是图3的4-4线剖视图。
图5是图4的5-5线剖视图。
图6是沿图2的6-6线的缸盖的扩大剖视图。
图7是图2的7-7线剖视图。
图8是图7的8-8线剖视图。
图9是图7的9-9线剖视图。
图10是沿图2的10-10线的发动机的纵剖视侧视图。
具体实施例方式
下面，根据附图所示的本发明的一个实施例，说明本发明的实施方式。
图1-图10表示本发明的一个实施例，图1是发动机的一部分的纵剖视侧视图，图2是拆下缸盖罩状态下的图1的2-2线向视图，图3是图2的3-3线剖视图，图4是图3的4-4线剖视图，图5是图4的5-5线剖视图，图6是沿图2的6-6线的缸盖的扩大剖视图，图7是图2的7-7线剖视图，图8是图7的8-8线剖视图，图9是图7的9-9线剖视图，图10是沿图2的10-10线的发动机的纵剖视侧视图。
首先，在图1中，作为顶置阀式的四冲程水冷式的单缸直喷发动机的发动机主体11，具有曲轴箱12，与该曲轴箱12结合的缸体13，在上述曲轴箱12的反向侧，与缸体13结合的缸盖14，在缸体13的反向侧，与缸盖14结合的缸盖罩15，将缸盖14侧以略向前上的姿势，搭载于两轮摩托车等的车辆上。
综合参照图2-图4，可以滑动地嵌合在设置于缸体13上的汽缸筒16的活塞17，介于连杆18以及曲轴销(无图示)，连结在曲轴10(参照图1)上，该曲轴10通过曲轴箱12可自由旋转地支撑，在缸体13和缸盖14之间，形成燃烧室19，使之临近该活塞17的顶部。
在缸盖14上，在燃烧室19的顶壁19a上一端单独开口，同时使另一端共通连结，并列设置在缸盖14的上部侧面开口的第1以及第2进气 20、21，同时设置在燃烧室19的顶壁19a上一端开口，同时另一端在缸盖14的下部侧面开口的排气口22。
向第1以及第2进气口20、21的燃烧室19的开口端分别通过第1以及第2进气门27、28开闭，向排气口22的燃烧室19的开口端通过排气门29开闭。即在缸盖14上，可以进行开闭动作而配置有整体为奇数个的进气门27、28以及排气门29，第1以及第2进气门27、28分别可滑动地嵌合到固定于缸盖14上的导筒30…上，在分别固定于从导筒30…突出的两进气门27、28的上端部的抛油环31…和缸盖14之间，分别设置气门弹簧32…，通过这些气门弹簧32…所发挥的弹力，两进气门27、28向闭阀方向赋能。另外，排气门29与固定在缸盖14上的导筒33可滑动地嵌合，在固定于从导筒33突出的排气门29的上端部的抛油环34和缸盖14之间，设置气门弹簧35，通过该气门弹簧35所发挥的弹力，排气门29向闭阀方向赋能。
而且，两进气门27、28的动作轴线，即两导筒30…的轴线与曲轴10的轴线垂直交叉，在向包括上述汽缸轴线C的假想平面的投影图上，相互重叠并列配置，两进气门27、28的动作轴线和排气门29的动作轴线，即导筒33的轴线，在向上述假想平面的投影图上，呈V字状，两进气门27、28以及排气门29可以进行开闭动作地配置在缸盖14上。
但是，在向与汽缸轴线C垂直交叉的平面的投影图上，在上述汽缸轴线C的两侧，配置第1进气口20以及排气口22，在与连结第2进气口2 1以及排气口22的直线L1略垂直交叉的另一条直线L2上，在汽缸轴线C的一侧，与第2进气口21并列地配置第1进气口20。另外，与沿两进气口20、21的并列方向的一端侧的第1进气口20相对应，同时在从燃烧室19的中心有位移的位置，与进气门27、28相比，在与数量少的一方的排气门29并列的位置，在缸盖14上安装火花塞26，使之临近燃烧室19。
在燃烧室19上，具有汽缸筒16的轴线，即与汽缸轴线C平行的轴线，在上述两进气门27、28以及排气门29之间，通过配设在缸盖14上的喷射器25，直接喷射燃料，在该实施例中，与汽缸轴线C同轴，喷射器25配设在缸盖14上。
即喷射器25，一对进气口20、21，与第2进气口21对应的排气口22，火花塞26配设在缸盖14上，由两进气口20、21，排气口22以及火花塞26包围喷射器25。
在图5中，在向配置于相互并列的第1以及第2进气口20、21中的并列方向一端侧的第2进气口21的燃烧室19的开口端的周围，在燃烧室19的顶壁19a上，从第2进气口21流入燃烧室19的进气，迂回流通于位于与第1进气口20对应位置的活火塞26，设置进行导向的导向壁142。
综合参照图6，在活塞17的面临燃烧室19的面的中央部上，设置空腔143。另外，在燃烧室19的顶壁19a上，形成向活塞17侧突出的凸部144，火花塞26安装在缸盖14上，从凸部144向燃烧室19突出的前端配置在与喷射器25的前端相比的下方。而且，上述空腔143形成越向上述火花塞26侧越深。
进一步，综合参照图7-图9，第1以及第2进气门27、28以及排气门29，通过气门装置38进行开闭驱动，该气门装置38具备有有进气侧以及排气侧凸轮39、40而转动的凸轮轴41；从动于上述进气侧凸轮39而摇动的进气侧第1摇臂42；从动于上述排气侧凸轮40而摇动的排气侧第1摇臂43；进气侧第2摇臂44，该进气侧第2摇臂44在一端侧具有与第1以及第2进气门27、28接触的一对推压腕部44a、44b；排气侧第2摇臂45，该排气侧第2摇臂45在一端侧具有与排气门29接触的推压腕部45a；进气侧驱动杆46，该进气侧驱动杆46设置在进气侧第1以及第2摇臂42、44之间，将进气侧第1摇臂42的摇动运动传递到进气侧第2摇臂44上；排气侧驱动杆47，该排气侧驱动杆47设置在排气侧第1以及第2摇臂43、45之间，将排气侧第1摇臂43的摇动运动传递到排气侧第2摇臂45上。
在缸盖14和缸盖罩15之间，形成第1气门室48，该第1气门室48收纳配置有上述气门装置38中的进气侧以及排气侧第2摇臂44、45；摇动枢支进气侧以及排气侧第2摇臂44、45的进气侧以及排气侧第2凸轮轴58、59；以及进气侧与排气侧驱动杆46、47的上部，在曲轴箱12、缸体13以及缸盖14上，形成第2气门室49，该第2气门室49收纳气门装置38的残余部分，相对于汽缸轴线C在配置上述火花塞26侧的相反侧与汽缸轴线C平行延伸。
为了润滑收纳于上述气门装置38中的第1气门室48内的部分，在缸盖罩15上设置机油喷出孔36，润滑收纳于第1气门室48内的部分的机油，经第2气门室49，返回到形成于曲轴箱12的下部的油底壳12a(参照图1)。
进气侧以及排气侧第1摇臂42、43，分别具有滚柱54、55，该滚柱54、55从缸盖14侧与进气侧以及排气侧凸轮39、40滚动接触，具有与上述凸轮轴41平行的轴线，通过设置于缸体13以及罩50之间的进气侧以及排气侧第1凸轮轴56、57可摇动地支撑。在这些进气侧以及排气侧第1摇臂42、43上，分别一体设置推压部42a，43a，该推压部42a，43a为碗状，位于上述滚柱54、55的相反侧，向缸盖14侧开放。
气门装置38中的凸轮轴41配置在缸体13上，收纳于第2气门室49，具有与曲轴10平行的轴线的凸轮轴41的两端部介于滚珠轴承51、51，可自由旋转地支撑在缸体13以及为形成第2气门室49的外侧面，而缔结于缸体13的罩50上。
而且，在凸轮轴41上，设置进气侧以及排气侧凸轮39、40和机油供给路37，该机油供给路37用于供给润滑用的机油到与进气侧第1摇臂42以及排气侧第1摇臂43的滑动接触部。
在第2气门室49中，为对来自曲轴10的动力以1/2减速传递，收纳有第1从动链轮52，第1主动链轮60(参照图1)以及循环状的凸轮链53，第1从动链轮52不可相对转动地结合于凸轮轴41，第1主动链轮60不可相对转动地结合于曲轴10，凸轮链53缠挂在第1主动链轮60以及第1从动链轮52上。
进气侧以及排气侧驱动杆46、47从第1气门室48跨过第2气门室49内的一部分之间而延伸，为使缸盖14侧的相互间隔狭窄而配置。进气侧以及排气侧的驱动杆46、47的一端侧的球状端部可摇摆地与进气侧以及排气侧第1摇臂42、43的推压部42a，43a嵌合，进气侧以及排气侧的驱动杆46、47的另一端侧的球状端部可摇摆地与进气侧以及排气侧第2摇臂44、45的受压部44c，45b嵌合。
在第1气门室48内，具有与凸轮轴41平行的轴线的进气侧以及排气侧第2凸轮轴58、59支撑固定于缸盖14上，配置在上述喷射器25的两侧，通过与第1以及第2进气门27、28的上端接触，而与两进气门27、28同步连结，一端侧具有分为2叉状的一对推压腕部44a，44b的进气侧第2摇臂44，通过进气侧第2摇臂轴58，可自由摇动地支撑，通过与排气门29的上端接触，一端侧具有与该排气门29同步连结的推压腕部45a的排气侧第2摇臂45，通过排气侧第2摇臂轴59，可自由摇动地支撑。
而且，关于进气侧第2摇臂轴58，在两推压腕部44a，44b的相反侧，在进气侧第2摇臂44的另一端部上，一体设置向缸体13侧开口的碗状受压部44c，关于排气侧第2摇臂轴59，在推压腕部45a的相反侧，在排气侧第2摇臂45上，一体设置向缸体13侧开口的碗状受压部45b。
上述进气侧以及排气侧第2摇臂44、45的另一端部，即受压部44c，45b配置在进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59的一端部之间，进气侧以及排气侧驱动杆46、47在进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59的一端部之间，同步连结于进气侧以及排气侧第2摇臂44、45的另一端部。
在这样的气门装置38中，与以1/2的减速比，传递来自曲轴的旋转动力的凸轮轴41的旋转相对应，通过由进气侧凸轮39摇动进气侧第1摇臂42，使进气侧驱动杆46在其轴方向动作，与此相对应，通过进气侧第2摇臂44摇动，开闭驱动第1以及第2进气门27、28，另外，通过由排气侧凸轮40摇动排气侧第1摇臂43，使排气侧驱动杆47在其轴方向动作，与此相对应，通过摇动排气侧第2摇臂45，开闭驱动排气门29。
但是，在喷射器25中，是供给来自往复式空气泵61的压缩空气，该空气泵61是使活塞66在与汽缸轴线C平行的方向上往复运动的往复式空气泵，该空气泵61在与设置于缸盖14上的排气口24对应的一侧，配置在缸体13的下部。而且在缸体13上，形成动作室62，该动作室62配置在汽缸筒16的下方，在与汽缸轴线C垂直交叉的平面内，略L字状地与上述第2气门室49连通，上述空气泵61在与第2气门室49相比的下方，配置在第2气门室49以及动作室62的连续设置部上。
综合参照图10，空气泵61的泵壳63具有与汽缸轴线C平行的轴线，同时与缸体13一体形成，呈向缸盖14侧开放的有底的圆筒状，气密封闭该泵壳63的上述缸盖14侧开口部的盖部件64缔结于缸体13。而且，盖部件64在与缸体13以及缸盖14的结合面87的同一平面上，与泵壳63结合。
活塞66可滑动地嵌合于泵壳63，在活塞66的一端以及盖部件64之间，形成泵室65，该泵室65配置于缸盖14侧，产生与容积收缩相应的压缩空气，在活塞66的另一端以及泵壳63的封闭端之间，形成气压室88，该气压室88配置在油底壳12a侧。
另一方面，在动作室62上，配置圆筒状的轴承部件69，该轴承部件69具有与凸轮轴41的轴线平行，且贯通上述活塞66的轴线的轴线，该轴承部件69通过螺栓71…分别缔结在突出设置于缸体13上的多根，例如4根的缔结突起70…上。而且，形成动作室62的外部侧面的罩72缔结于缸体13，在罩72开放时，可以进行紧固以及拧松上述螺栓71…的作业。
泵驱动轴73同轴插通于上述轴承部件69，滚柱轴承74介装于轴承部件69的一端部以及泵驱动轴73之间，滚珠轴承75介装于轴承部件69的另一端部以及泵驱动轴73之间。即，泵驱动轴73通过缔结在缸体13上的轴承部件69可自由旋转地被支撑。
在从上述轴承部件69的一端部突出的部分，在泵驱动轴73上，介于动力传递装置89，将来自凸轮轴41的动力进行传递，该动力传递装置89是由固定于泵驱动轴73上的第2从动链轮78和第2主动链轮79，该第2主动链轮79与结合在凸轮轴41上的第1从动链轮52为一体，以及缠挂在第2从动以及主动链轮78、79上的循环状的链80构成。
泵驱动轴73介于挡车·轭式曲轴84，与空气泵61的活塞66连结，挡车·轭式曲轴84将偏心轴73a的前端连结于可滑动地与活塞66嵌合的滑动片68而构成，该偏心轴73a的前端从泵驱动轴73的一端的偏心位置突出。于是，与泵驱动轴73通过从凸轮轴41传递来的动力而旋转相对应，偏心轴73a围绕泵驱动轴73的轴线旋转，在泵壳63内，空气泵61的活塞66在轴方向往复被驱动，增减泵室65的容积。
滑动孔67设置在活塞66上，该滑动孔67沿其一直径线，同时，在与上述凸轮轴41的轴线垂直交叉的平面上配置轴线，上述滑动片68可滑动地与该滑动孔67嵌合。另外，偏心轴73a一体突出设置于泵驱动轴73的一端上。
于是，在泵壳63上，设置有使泵驱动轴73的一端部插入的开口部76，在活塞66上，对应泵驱动轴73的旋转，允许偏心轴73a在沿滑动孔67的轴线方向移动，使插入偏心轴73a的插入孔77，通过滑动孔67的长方向中央部而设置。
在滚珠轴承75以及滚柱轴承74之间的中央部，在轴承部件69的两侧部，分别设置透孔81、82，在与一方的透孔81对应的位置，在轴承部件69上，一体设置机油导向器83，该机油导向器83用于将落到动作室62内的机油的一部分引导至轴承部件69以及泵驱动轴73之间。即，为引导滞留于第1气门室48内的下部的机油的一部分，设置在缸盖14上的通路134设置在缸盖14上，通过该通路134，向动作室62开口的通路135设置在缸体13上，机油导向器83一体设置在轴承部件69上，将从通路135落下的机油导入透孔81。另外，被导入轴承部件69以及泵驱动轴73之间的机油的一部分，用于润滑滚柱轴承74以及滚珠轴承75，余下的部分从透孔82落入动作室62内的下部，滞留于动作室62的下部的机油通过动作室62的下部，从设置在缸体13上的回路136返回到油底壳12a侧。
关于上述轴承部件69，在空气泵61的相反侧，在缸体13上，安装具有与泵驱动轴73同轴的旋转轴线的水泵90，关于包括汽缸轴线C的与泵驱动轴73垂直交叉的平面PL，在面对称的位置，配置空气泵61以及水泵90。
水泵90的泵壳91是由壳主体92和封闭壳主体92的开放端的泵罩93构成，该壳主体92是碟状部92b一体连设于封闭泵驱动轴73侧的有底圆筒部92a的开放端而形成，泵罩93缔结于缸体13，将壳主体92的开放端外周部夹持于与缸体13之间。
在有底圆筒部92a的封闭端中央部以及泵罩93的中央部上，可自由旋转地支撑有作为与泵驱动轴73同轴的泵轴94的两端部，为与该泵轴94一体旋转，在插入有底圆筒部92a内的转子95上固定内磁体96。另一方面，在从轴承部件69的另一端突出的泵驱动轴73的另一端部上，固定有旋转部件97，该旋转部件97具有同轴围绕上述壳主体92的有底圆筒部92a的圆筒部97a，在上述圆筒部97a的内面，固定外磁体98。据此，对应旋转部件97与泵驱动轴73一同旋转，转子95与泵轴94也一同旋转。
但是，在壳主体92与泵罩93之间形成蜗室99，收纳于该蜗室99的叶片100设置在转子95上。
在泵罩93上，设置多个向蜗室99的中央部开口的吸入口101…，从该吸入口101…吸入到蜗室99的冷却水通过叶片100的旋转而被加压。于是，从水泵90吐出的冷却水供给到设置在缸体13上的缸体侧水套102，以及通过该缸体侧水套102，设置在缸盖14上的缸盖侧水套103，从缸盖侧水套103排出的冷却水为导入到无图示的水箱等的状态，和迂回水箱等，返回吸入口101…的状态，根据冷却水的温度，通过节温器104进行转换，该节温器104的节温器壳105与上述水泵90的泵罩93一体形成。
在空气泵61中的泵壳63的上部侧壁，设置机油导入孔85，并使其通过第2气门室49，该机油导入孔85用于将流通于第2气门室49的机油的一部分作为润滑油，导入到泵壳63内。但是，由于在第2气门室49内的旋转，凸轮轴41的进气侧凸轮39以及排气侧凸轮40，搅拌流通于第2气门室49内的机油的一部分，同时，通过离心力的作用使之分离飞散，另外，使从机油供给路37供给的机油的一部分通过离心力的作用分离飞散，为使分离的机油飞沫导入机油导入孔85，设定凸轮轴41以及机油导入孔85的相对位置。
但是，与第2气门室49中的气门装置38相对应部分的幅度，形成大于其以外的部分，略半圆状包围与凸轮轴41中的进气侧凸轮39以及排气侧凸轮40相对应部分的突壁86，与在第2气门室49内的机油流通方向137对向，一体突出设置于缸体13上，上述空气泵61的机油导入孔85沿机油流通方向137，配置在上述突壁86的正上流位置。即，突壁86进行将流通于第2气门室49内的机油导入机油导入孔85的动作。
而且，机油导入孔85设置在泵壳63上，与安装在活塞66的外周的泵壳63的内周滑动接触的活塞环138相比，在大气室88侧，向泵壳63的内周开口，与活塞66在轴方向的移动无关，机油导入孔85与设置在活塞66上的滑动孔67的一端常通。另外，在活塞66的外周，设置一对槽139…，该槽139连结活塞66的大气室88侧的端部以及滑动孔67的两端之间，从机油导入孔85导入到泵壳63的机油的一部分用于润滑活塞66与泵壳63之间，其余部分经上述槽139…流入到大气室88侧。而且，上述槽139…通过排放滑动孔67内的机油，可以达到防止在挡车·轭式曲轴84中的滑动片68产生的抽吸作用的效果。
而且，流入到大气室88内的机油，从开口部76流向动作室62侧，进而从回路136流入油底壳12a侧。
特别注意图9，喷射器25的构成为，为喷射燃料，而安装于缸盖罩15上的第1喷射阀107，和为与压缩空气一同将燃料直接喷射到燃烧室19，而安装于缸盖14的第2喷射阀108是同轴接续，第2喷射阀108具有突入燃烧室19的喷嘴108a。
在缸盖14上，气密地嵌合有上述喷嘴108a的嵌合孔109，和与该嵌合孔109相比，具有大径的内径，与嵌合孔109同轴相连的插入筒110，与汽缸轴线C同轴设置，第2喷射阀108其喷嘴108a气密地与嵌合孔109嵌合，同时，在形成于嵌合孔109以及插入筒110之间的环状的阶梯部111上，从缸盖罩15侧插入插入筒110，直至介于防松弹簧垫片123而接触。
然后，在插入插入筒110直至与阶梯部111接触的状态下，第2喷射阀108的前端，即喷嘴108a突入位于上止点的活塞17的空腔143，火花塞26的前端在活塞17位于上止点时，在空腔143内，位于上述喷嘴108a的下方。
第2喷射阀108其后部具有的导线接续部108b，配置在设置于插入筒110的后端上的切口110a上，在插入筒110外，从导线接续部108b导出的一对导线112…，贯通金属封油环113，被拉出到外部，该金属封油环113夹在缸盖14与缸盖罩15的对合面之间。
另一方面，在缸盖罩15上，嵌合保持第1喷射阀107，同时，一体形成圆筒状的喷射器壳114，该喷射器壳114也具有将上述第2喷射阀108定位夹持于与缸盖14之间的作为定位部的功能，在向缸盖罩15的缸盖14结合时，喷射器壳114的前端与第2喷射阀108的后端接触。另外，在喷射器壳114的后端，将第1喷射阀107的后端部夹在与喷射器壳114之间的夹持板115缔结。
第1喷射阀107在其后部装备有配线用的端子107a，第1喷射阀107的后端部由喷射器壳114以及夹持板115夹持，当第1喷射阀107安装在缸盖罩15上时，临近缸盖罩15的外方，配置上述配线用的端子107a。
但是，在喷射器壳114以及第1喷射阀107之间，形成通过第1喷射阀107内的环状的燃料室116，从两侧夹持该燃料室116的一对密封部件117、118介装于第1喷射阀107以及喷射器壳114之间。
而且，在缸盖罩15上，直接设置有通过上述燃料室116的燃料供给通路119，从无图示的燃料供给源导入燃料的软管120介于接头121，接续到燃料供给通路119。
另外，在第1喷射阀107的前端部以及第2喷射阀108的后端部之间，在喷射器壳114内，形成通过第2喷射阀108内的环状的空气室122，来自上述空气泵61的压缩空气供给到该空气室122。
注意图2以及图10，在空气泵61中的盖部件64上，设置吸入管124，该吸入管124与从无图示的空气滤清器导入空气的软管接续，该吸入管124介于内置于盖部件64的簧片阀(无图示)，与泵室65接续。
另外，在上述盖部件64上，内置有根据泵室65的压力增大而开阀的提升阀125，介于上述提升阀125以及压缩空气供给路126，从空气泵61吐出的压缩空气供给到空气室122。
压缩空气供给路126的构成为，与上述提升阀125相连，一端与盖部件64接续，同时，另一端与缸盖14接续的管部件127；与管部件127相通，直接设置在缸盖14上的通路128；与该通路128连通，同时，与空气室122连通，直接设置在缸盖罩15上的通路129。
而且，直接设置在缸盖14上的通路128，在设置有气门装置38的两驱动杆46、47侧的相反侧，即配置于第1气门室48内的进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59的另一端部侧，设置在缸盖14上。而且，该通路128的一部分通过排气口24的附近，特别是在排气口24的附近，相对于缸盖侧水套103配置在排气口24以及缸体13之间，设定上述通路128为对于排气口24，连通上述缸盖侧水套103的相反侧。
另外，跨过缸盖14以及缸盖罩15的对合面的圆筒状的定位销130的两端部，插入缸盖14以及缸盖罩15，构成压缩空气通路126的一部分，直接设置于缸盖14以及缸盖罩15上的通路128、129介于上述定位销130而连通。而且，围绕定位销130的O形环133夹在缸盖14以及缸盖罩15的对合面之间。
另外，在定位销130内，形成孔131，接续于与该孔131相比的上流侧的上述通路128的溢流阀132安装在缸盖14上。
接着，若就该实施例的作用进行说明，则第1以及第2进气门27、28，排气门29，在这些气门27、28；29的动作轴线向包括汽缸轴线C的假想平面的投影图上，呈V字状配置，可进行开闭动作地配设在缸盖14上，因为具有与汽缸轴线C平行的轴线的第2喷射阀108，在进气门27、28以及排气门29之间，安装在缸盖14上，将燃料直接喷射到燃烧室19，所以从第2喷射阀108喷射出的燃料可以聚集在燃烧室19的中心附近，使稀薄燃烧成为可能，可以降低燃料消耗。而且，因为第2喷射阀108是将燃料与压缩空气一起直接喷射到燃烧室19，所以通过使燃料更加微粒化后喷射到燃烧室，可以提高燃烧性，追求进一步降低燃料消耗。
另外，作为整体，作为奇数个的3个进气门27、28以及排气门29配设在缸盖14上，因为火花塞26安装在缸盖14上，与作为个数少的气门的排气门29并列，所以通过有效利用排气门29周围所产生的空置空间，配置火花塞26，可以增大火花塞26在配置上的自由度，而且，因为火花塞26可以更加接近第2喷射阀108，所以与来自第2喷射阀108的雾化燃料可以聚集在燃烧室19的中心附近相结合，可以进一步寻求降低基于层状稀薄化的燃料消耗。
而且，火花塞26与作为并列配置的第1以及第2进气口20、21中的并列方向的一端侧的第1进气口20对应，同时，在从燃烧室19的中心偏移的位置，安装在缸盖14上，在向第1进气口20的燃烧室19的开口端的周围，在燃烧室19的顶壁19a上，设置进行导向的导向壁142，使从第1进气口20流入到燃烧室19的进气迂回火花塞26进行流通。
因此，从第1进气口20流入到燃烧室19的进气，通过由燃烧室19的顶壁19a的导向壁142导向，迂回火花塞26，在燃烧室19内流通，进气不会与火花塞26冲突，而在燃烧室19内分散，因为燃烧室19内的混合气不会被搅拌，所以稀薄燃烧成为可能，可以进一步降低燃料消耗。
另外，在活塞17的面临燃烧室19的面的中央部，设置空腔143，因为将燃料直接喷射到燃烧室19的第2喷射阀108；一对进气口20、21；与第2进气口21对应的排气口22；及火花塞26配设在缸盖14上，由两进气口20、21，排气口22以及火花塞26围绕第2喷射阀108，所以通过在燃烧室19的中心部，配置第2喷射阀108以及火花塞26，使活塞17的空腔143紧凑化，通过寻求混合气的层状化以及压缩比的提高，可以提高燃烧效率，进一步降低燃料消耗。
进一步，包括第2喷射阀108的喷射器25配置在汽缸轴线C上，在向与汽缸轴线C垂直交叉的平面的投影图上，因为在喷射器25的两侧，配置第1进气口20以及排气口22，同时，在与连结第2进气口21以及排气口22的直线L1略垂直交叉的另一条直线L2上，在喷射器25的一侧，配置第1进气口20，所以将喷射器25配置在燃烧室19的中央部，另外，在燃烧室19内的火焰传播距离不会产生偏差，可以提高燃烧效率，通过具有第1以及第2进气口20、21，可以寻求提高空气填充效率以及降低抽吸损失，而且，可以配置火花塞26，使之可以轻易地避免与2个进气门27、28以及1个排气门29的接触，使火花塞26接近配置在喷射器25成为可能，可以提高燃烧效率。
另外，因为第2喷射阀108所具有的喷嘴108a的前端，突进位于上止点的活塞17的空腔143，所以通过将包括微细化后的燃料的混合气喷雾到空腔143内，可以进一步提高燃烧效率，进一步降低燃料消耗。
进一步，突出于活塞17侧的突部144突出设置在燃烧室19的顶壁19a上，因为火花塞26安装在缸盖14上，从突部144向燃烧室19突出的前端，与第2喷射阀108的前端，即喷嘴108a的前端相比，配置在下方，所以在空腔143内，火花塞26的前端是配置在第2喷射阀108的下方的构造，同时，将燃烧室19内的涡流的影响控制到很小，防止由于混合气的偏移而产生的搅拌，可以在空腔143内的底部，形成混合比浓的层状化状态，可以寻求提高点火性能，通过更进一步的稀薄燃烧化降低燃料消耗。而且，由于空腔143随着接近火花塞26侧，逐渐增深，所以在火花塞26侧存在更浓的混合气，可以进一步提高点火性能。
而且，因为在进气门27、28以及排气门29上，一端同步连结，配置在进气门27、28以及排气门29之间的进气侧以及排气侧第2摇臂44、45，通过固定在缸盖14上的进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59分别可摇动地枢支，配置在与两摇臂轴58、59的一端部对应位置上的一对进气侧以及排气侧驱动杆46、47，分别同步连结于进气侧以及排气侧第2摇臂44、45的另一端部，所以仅将驱动进气门27、28以及排气门29的气门装置38中的进气侧以及排气侧第2摇臂44、45与进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59配设在缸盖14上，就可以使缸盖14小型化。
另外，上述进气侧以及排气侧驱动杆46、47，从动于在上述进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59的轴方向的一方侧，配置于缸体13的凸轮轴41的转动，在轴方向动作，因为配置为减小缸盖14侧的相互间隔，同时，在进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59之间，与进气侧以及排气侧第2摇臂44、45的另一端部同步连结，所以可以将进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59间的间隔设定得更小，寻求缸盖14在沿连结进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59的轴线的直线方向的小型化。
上述火花塞26对于包括上述第2喷射阀108的喷射器25，在进气侧以及排气侧驱动杆46、47的相反侧，安装在缸盖14上，根据这样的火花塞26的配置，通过配置进气侧以及排气侧第2摇臂44、45，与进气侧以及排气侧驱动杆46、47的同步连结部，回避空置空间少的部分而配置火花塞26，可以增大火花塞26在配置上的自由度，而且，因为可以使火花塞26更接近第2喷射阀108，所以与来自第2喷射阀108的雾化燃料可以聚集在燃烧室19的中心附近相结合，可以进一步寻求由于层状稀薄化而降低燃料消耗。
在构成发动机本体11的一部分的缸盖14以及缸盖罩15之间，形成收纳配置气门装置38的一部分的第1气门室48，在发动机主体11中的曲轴箱12，缸体1 3以及缸盖14上，将润滑收纳在气门装置38中的第1气门室48内的部分的机油，返回到形成于曲轴箱12的下部的油底壳12a的第2气门室49，在汽缸筒16的侧方，与汽缸轴线C平行延伸而形成。而且，与第2气门室49相比，在下方配置的空气泵61的泵壳63上，设置机油导入孔85，通过第2气门室49，该机油导入孔85用于将流通于第2气门室49的机油的一部分作为润滑油导入到泵壳内。
因此，润滑气门装置38的一部分后，返回到油底壳12a的机油的一部分，确实被导入空气泵61的机油导入孔85，通过简单的构造，即可达到确实地润滑空气泵61的效果。
另外，因为与缸盖14或者曲轴箱12相比，在外形小的缸体13上，一体形成泵壳63，所以可以一边持续降低零件数量，一边寻求发动机全体的小型化，第2气门室49与机油导入孔85的连通容易，可以使供给空气泵61机油的构造简洁化。
另外，在第2气门室49中，收纳有用于将来自曲轴10的动力传递到气门装置38的凸轮轴41上的第1被动链轮52，第1主动链轮60以及凸轮链53，通过将收纳有第1被动链轮52、第1主动链轮60以及凸轮链53的第2气门室49作为机油回路来使用，可以寻求发动机的小型化以及供给空气泵61机油的构造的简洁化。
凸轮轴41被收纳配置在第2气门室49内，因为是将凸轮轴41以及机油导入孔85的相对位置设定为伴随该凸轮轴41的旋转，可以将通过离心力作用分离的机油飞沫导入机油导入孔85侧，所以通过流通于第2气门室49内的机油，可以良好地润滑凸轮轴41，同时，将由于凸轮轴41的旋转而飞散的机油飞沫有效地导入到空气泵61，可以对空气泵61进行良好地润滑。
在与空气泵61相连的泵驱动轴73和凸轮轴41之间，设置有将凸轮轴41的动力传递到泵驱动轴73上的动力传递装置89，驱动空气泵61的凸轮轴41接近配置在空气泵61上，可以使动力传递装置89的构造简洁化，寻求发动机的小型化。
而且，因为凸轮轴41也是配置在外形较小的缸体13上，所以可以进一步期待发动机的小型化，另外，可以紧凑地构成将来自凸轮轴41的动力传递到空气泵61的动力传递装置89，同时，也提高了对空气泵61的变速比设定的自由度。再加上，因为动力传递装置89为通过循环状的链80传递动力的构成，所以不管凸轮轴41以及泵驱动轴73之间的距离，可以防止缸体13的大型化，控制零件数量为少量。
另外，在缸体13上，突出设置与第2气门室49内的机油流通方向137对向的突壁86，使第2气门室49内的下部的机油被导入到机油导入孔85，通过突壁86，有效地将机油引导到机油导入孔85，可以更好地润滑空气泵61。
但是，空气泵61是往复式的构成，可以得到比较高的气压。而且，因为泵驱动轴73介于挡车·轭式曲轴84，与活塞66连结，该泵驱动轴73传递来自使活塞66在与汽缸轴线C平行的方向往复运动的凸轮轴41的动力，所以空气泵61的动作轴线与汽缸轴线C平行，同时，采用了挡车·轭式曲轴84，不需要连杆，使发动机的小型化成为可能。
另外，空气泵61的构成为，在根据容积压缩产生压缩空气，配置在上述缸盖14侧的泵室65，和通过油底壳12a，配置在该油底壳12a侧的大气室88上，使两端相临的活塞66可自由滑动地嵌合于泵壳63上，安装在活塞66的外周，在与泵壳63的内周滑动接触的活塞环138相比的大气室88侧，因为机油导入孔85向泵壳63的内周开口，所以润滑完空气泵61内的机油，通过活塞66的吸抽作用，从大气室88平顺地排出到油底壳12a侧，可以使空气泵61的动作效率以及润滑良好。
但是，空气泵61的泵壳63为缸盖14侧开放的有底圆筒状，一体形成于缸体13，因为气密封闭泵壳63的缸盖14侧开口部的盖部件64，在与缸体13及缸盖14的结合面87的同一平面上，与泵壳63结合，所以可以降低缸体13的加工工时。
进一步，关于包括汽缸轴线C的与泵驱动轴73垂直交叉的平面PL，因为在面对称位置上，配置连结于泵驱动轴73的两端部的空气泵6 1以及水泵90，所以通过与空气泵61相连的泵驱动轴73驱动水泵90，使降低零件数量以及轻量化成为可能，可以因加工以及组装的简洁化而降低成本。另外，抑制水泵90从缸体突出，可以避免缸体13全体的大型化。
而且，可以在应水冷的缸体13以及缸盖14的附近，配置水泵90，缩短水的配管，可以避免配管的复杂化，同时可以抑制配管内的压力损失为最小。
进一步，因为将燃料与通过空气泵61所得到的压缩空气一起直接喷射到燃烧室19的喷射器25配置在缸盖14上，所以空气泵61没有配设在缸盖14上，可以一边寻求设计自由度的增大以及发动机的小型化，一边将喷射器25或者其配管配置在缸盖14上。特别是，因为空气泵61的泵室65配置在缸盖14侧，所以泵室65与喷射器25之间较短，可以避免管路构造的复杂化，该管路构造包括将压缩空气从空气泵61导入喷射器25的压缩空气供给路126，也可以将上述管路构造中的压力损失抑制到很小。
上述压缩空气供给路126的一部分通过排气口24的附近，据此，通过流通于排气口24的排气的排气热，可以温暖流通于压缩空气供给路126的压缩空气，通过增大压缩空气的体积，可以提高泵的效率。
而且，在排气口24的附近，相对于缸盖侧水套103的一部分配置在排气口24以及缸体13之间，构成上述压缩空气供给路126的一部分的通路128对于排气口24，因为配置在缸盖侧水套103的相反侧，所以可以尽量避免基于缸盖侧水套103的冷却的影响波及到流通于压缩空气供给路126的压缩空气，即使是水冷式发动机，也可以保持很高的泵效率。
另外，空气泵61在与排气口24的对应侧，配设在缸体13的下部，空气泵61可以配置在包括有与排气口24接续的排气管的发动机的配置空间内。
但是，喷射器25的构成为，为喷射燃料而安装在缸盖罩15上的第1喷射阀107，和为将燃料和压缩空气一起直接喷射到燃烧室19，而安装在缸盖14上的第2喷射阀108同轴接续，在进行基于空气辅助的燃料喷射时，因为只要依次将第1以及第2喷射阀107、108安装到缸盖罩15以及缸盖14上即可，所以组装作业并不烦杂，另外可以降低零件数量。而且，因为在缸盖14上，只要确保安装第2喷射阀108的空间即可，所以与将安装有2喷射阀的阀体安装到缸盖上相比，可以减小由缸盖14所应确保的安装空间，可以期待缸盖14的小型化。
另外，喷射器25中的第1喷射阀107嵌合保持在喷射器壳114上，因为该喷射器壳114与缸盖罩15一体形成，所以没有必要在缸盖14的周边配置构成喷射器壳114的零件，可以降低零件的数量，同时，可以避免发动机的大型化以及发动机周边部的构造的烦杂化。
而且，因为第2喷射阀108插入到缸盖14，同时夹持在喷射器壳114的前端与缸盖14之间，所以仅通过从缸盖罩15侧将第2喷射阀108插入缸盖14，使缸盖罩15与缸盖14结合，就可以相对于缸盖14，对第2喷射阀108进行定位，使将第2喷射阀108组装到缸盖14上的作业变得容易，可以提高组装作业性。
但是，第1喷射阀107安装在缸盖罩15上，使其配线用接头107a临近缸盖罩15外，因为与第2喷射阀108相连的导线112…贯通夹在缸盖14与缸盖罩15之间的金属封油环113，被拉出到外部，所以在将第2喷射阀108安装在缸盖14上，同时，从第2喷射阀108开始延伸的导线112…在插通金属封油环113的状态下，将缸盖罩15与缸盖14结合，进一步，将第1喷射阀107安装到缸盖罩15上，就可以完成包括对两喷射阀107、108进行配线的组装，可以进一步提高组装性。
进一步，在喷射器壳114内的第1以及第2喷射阀107、108之间，形成空气室122，该空气室122存留导入到第2喷射阀108内的压缩空气，通过喷射器壳114，可以兼用于为了将压缩空气导入到第2喷射阀108的压缩空气供给构造的一部分。
另外，因为在缸盖罩15上，直接设置燃料供给通路119和作为压缩空气供给路126的一部分的通路129，该燃料供给通路119用于将燃料以及压缩空气分别供给到喷射器壳114，所以不必在喷射器壳114的周围，配置用于将燃料以及压缩空气分别供给到喷射器壳114的管路等，据此，也可以降低零件数量，同时可以避免发动机的大型化以及发动机周边部件的构造的烦杂化。
而且，作为压缩空气供给路126的一部分的通路128，在进气侧以及排气侧第2摇臂轴58、59的另一端侧，设置在缸盖14上，通过避开气门装置38，将压缩空气供给路126的一部分设置在缸盖14上，就可以避免缸盖14的大型化。
但是，构成驱动配设在缸盖14上的第1进气门27，第2进气门28以及排气门29的气门装置38的一部分的凸轮轴41，避开缸盖14和缸盖罩15之间，配置在缸体13上。因此，凸轮轴41没有配置在缸盖14和缸盖罩15之间，可以增大喷射器壳114的设计的自由度，可以增大直接设置在缸盖罩15上的燃料供给通路119以及通路129的设计自由度。
另外，喷射器25中的第2喷射阀108支撑在缸盖罩15上，作为向该第2喷射阀108供给压缩空气的压缩空气供给路126的一部分的通路129直接设置在缸盖罩15上，在缸盖罩15的周边，不必配置用于将压缩空气导入到喷射器25的零件，就可以避免发动机的大型化以及发动机周边部的构造的烦杂化。
另外，跨过缸盖14和缸盖罩15的对合面的圆筒状的定位销130的两端部插入到缸盖14以及缸盖罩15上，构成压缩空气通路126的一部分，分别直接设置在缸盖14以及缸盖罩15上的通路128、129通过介于上述定位销130而连通，以定位销130来确定缸盖14和缸盖罩15的相对位置，即使通过缸盖罩15与缸盖14，合作支撑喷射器25，也不会对喷射器25施加过大的应力。进一步，将定位销130作为缸盖14的通路128与缸盖罩15的通路129的接续部件来使用，不需要用于接续通路的专用零件，就可以期待降低零件数量。
进一步，因为在定位销130内形成孔131，所以可以调整供给到喷射器25的压缩空气的压力，而且对该压力的调整，不需要专用零件，就可以期待减少零件数量。
以上，说明了本发明的实施例，本发明并不限定于上述实施例，只要不脱离在专利要求范围内所述的本发明，就可以进行种种的设计变更。
根据权利1要求所述的发明，可以将从喷射阀喷出的燃料集中在燃烧室的中心附近，可以进行稀薄燃烧、可以降低油耗。并且驱动进气阀和排气阀的气门装置中，只将摇臂和摇摆支撑摇臂的摇臂轴设置在缸盖上，就可以使缸盖小型化。
根据权利要求2所述的发明，可以使两个摇摆臂之间的间隔更狭窄地设定，可以实现沿着连接两个摇摆臂的轴线的直线方向上的缸盖的小型化。
根据权利要求3所述的发明，可以增加点火塞设置上的自由度，并且可以使点火塞更加靠近燃料喷射阀，因此与可以将来自喷射阀的燃料喷雾集中在燃烧室的中心附近的效果相配合，可以进一步谋求由于稀薄燃烧的油耗降低。
根据权利要求4所述的发明，由于有效地利用在设置数量少的一侧的阀的周围产生的空闲空间，设置点火塞，因此可以增加点火塞设置上的自由度，并且可以使点火塞更加靠近燃料喷射阀，因此与可以将来自喷射阀的燃料喷雾集中在燃烧室的中心附近相配合，可以进一步谋求由于稀薄燃烧的油耗降低。
根据权利要求5所述的发明，通过使燃料更加微粒化 向燃烧室喷射，可以提高燃烧性，实现更低的油耗，并且在摇臂轴的另一端，通过压缩空气供给通道设置在缸盖上，可以避免缸盖的大型化，在缸盖上形成通道，可以防止增加零件数量。
权利要求
1.一种四冲程直喷发动机，是向燃烧室(19)直接喷射燃料的四冲程直喷发动机，其特征在于，进气阀(27、28)和排气阀(29)，是以这些阀(27、28；29)的工作轴线在向含有汽缸轴线(C)的虚拟平面的投影图上呈V字形的配置下，被可进行开关动作地设置在缸盖(14)上，具有与上述汽缸轴线(C)平行轴线的喷射阀(108)在上述进气阀(27、28)和排气阀(29)之间、被设置在缸盖(14)上，向上述燃烧室(19)直接喷射燃料，一端与上述进气阀(27、28)和排气阀(29)连动、连结，设置在上述进气阀(27、28)和排气阀(29)之间的摇臂(44、45)具有与上述虚拟平面正交的轴线，分别在一对固定在缸盖(14)上的摇臂轴(58、59)上被摇摆支撑，设置在对应于两个摇臂轴(58、59)一端的位置上的一对驱动连杆(46、47)分别与上述两个摇臂(44、45)连动、连结。
2.如权利要求1所述的四冲程直喷发动机，其特征在于，在上述摇臂轴(58、59)的轴方向的一端，随着设置在缸体(13)上的凸轮轴(41)的旋转向轴方向动作的一对上述驱动连杆(46、47)，被设置成使缸盖(14)一侧的相互间隔变窄，同时在上述两摇臂轴(58、59)之间，与上述各摇臂(44、45)的另一端连动、连结。
3.如权利要求2所述的四冲程直喷发动机，其特征在于，相对于上述喷射阀(108)，在上述两个驱动连杆(46、47)的相反一侧，在上述缸盖(14)上安装有点火塞(26)。
4.如权利要求1所述的四冲程直喷发动机，其特征在于，作为整体为奇数的上述进气阀(27、28)和排气阀(29)设置在缸盖上，点火塞(26)被安装在缸盖(14)上，与进气阀(27、28)和排气阀(29)中个数少的阀并列。
5.如权利要求1所述的四冲程直喷发动机，其特征在于，上述喷射阀(108)构成为将燃料与压缩空气一起向燃烧室(19)直接喷射，在上述摇臂轴(58、59)的另一端侧，将向该喷射阀(108)引导压缩空气的压缩空气供给通道(126)的一部分设置在汽缸盖(14)上。
全文摘要
本发明的课题是在向燃烧室直接喷射燃料的四冲程直喷发动机中，使稀薄燃烧成为可能而可以降低油耗，并且谋求缸盖的小型化。进气阀(27、28)和排气阀(29)在呈V字型的配置下，被可进行开关动作地设置在缸盖(14)上，喷射阀(108)在进气阀(27、28)和排气阀(29)之间被设置在缸盖(14)上，向燃烧室19直接喷射燃料，进气阀(27、28)和排气阀(29)之间设置的摇臂(44、45)被固定在缸盖(14)上的一对摇臂轴(58、59)分别摇摆支撑，其一端与进气阀(27、28)和排气阀(29)连动、连结，在对应于两个摇臂轴(58、59)的一端的位置上设置的一对驱动连杆(46、47)分别与两个摇臂(44、45)连动、连结。
文档编号F01L1/26GK1492138SQ0315945
公开日2004年4月28日 申请日期2003年9月25日 优先权日2002年9月27日
发明者薰 , 塙薰, 一, 石田周一 申请人:本田技研工业株式会社