内燃机的排气传感器的安装结构 【技术领域】
本发明涉及在内燃机汽缸盖上安装排气传感器的结构。
背景技术
在现在的内燃机中，排气传感器的安装位置和排气管的延伸方向成为左右相反侧。因而，当把内燃机安装在两轮机动车上时，排气传感器就处于向下露出的状态，需要研究保护排气传感器以不受来自路面的飞石的撞击和积水飞溅(例如，参照专利文献1)
[专利文献1]特公平3-30702号公报。
【发明内容】
本发明提供一种在内燃机地周围安装排气传感器的安装结构，其不需要用于配置排气传感器的大的空间，也不会对传动部件放置空间和排气管造成妨碍。
本发明是解决上述课题而开发的，本发明的第一方面涉及内燃机的排气传感器的安装结构。该内燃机具有：由汽缸和汽缸盖构成的内燃机本体；在上述汽缸盖的大体相对于上述汽缸的轴线对称的侧面上分别设置的吸气口和排气口；在上述汽缸盖未设置吸排气口的侧部放置驱动凸轮轴的传动部件的传递部件放置空间。其中，与上述排气口连接的排气管在上述排气口的附近，向与上述传动部件放置空间相反的方向弯曲延伸，安装从与上述传动部件放置空间相反侧的汽缸盖的壁面穿过上述排气口内的排气传感器。
本发明的第二方面是在第一方面所述的内燃机的排气传感器的安装结构中，由汽缸和汽缸盖构成的内燃机本体从曲轴箱在水平方向上延伸，排气管配置在内燃机本体的下方，上述排气传感器的安装孔的中心线向外稍微向上倾斜，安装上述排气传感器，使其后端部配线部稍微指向上方。
本发明的第三方面是在第二方面所述的内燃机的排气传感器的安装结构中，在上述排气口内设二次空气导入口，上述排气传感器的排气检测部位于上述二次空气导入口的排气口侧开口的排气口下游侧。
本发明的第四方面是在第二方面或第三方面所述的内燃机的排气传感器的安装结构中，在上述排气口内设二次空气导入口，其排气口侧的开口对着上述排气传感器的排气检测部。
发明的效果
通过第一方面发明，能够不对传动部件放置空间和排气管造成妨碍，把排气传感器安装在内燃机的周围。
通过第二方面发明，能够在排气口内紧凑地配置排气传感器，同时能够减少位于下方的传感器的配线被水溅湿的现象。
通过第三方面发明，能够用同一个传感器检测包含二次空气的排气成分，能够减少零件数量。
通过第四方面发明，二次空气导入口的排气口侧开口和排气传感器的排气检测部设置在互相对向侧，因而，能够把双方的安装位置靠近排气口的燃室侧开口部，能够容易配置排气口，并且能够实现提高排气净化性能。
【附图说明】
图1是安装了具有本发明的排气传感器的安装结构的内燃机的小型两轮机动车1的侧面图；
图2是从侧面看上述动力单元6的纵剖面图；
图3是涉及包括上述动力单元6的汽缸轴线、曲轴、皮带轮轴、齿轮轴的面的剖面的展开图；
图4是从左侧面看内燃机7的前部放大纵剖面的图；
图5是内燃机7的前部的放大水平剖面图；
图6是把汽缸盖的后端部朝向前方所看到的图(图5的VI-VI箭头视剖面图)；
图7是沿排气口开口的中心线从下方看到的排气口外侧开口62b的周边的图(图6的VII-VII箭头视图)。
符号说明
1.小型两轮机动车；2.车架；3.前主管；4.前叉；5.前车轮；
6.动力单元；7.内燃机；8.动力传递装置；9.后轮支承部；
10.后车轮；11.后悬挂器；12.物品放置部；13.座椅；14.踏板；
15.燃料罐；16.车体罩；20.汽缸体；21.汽缸盖；21a.接触面；22.汽缸盖罩；23.曲轴箱；23A.左曲轴箱；23B.右曲轴箱；24.汽缸室；
25.活塞；26、27.轴承；28.曲轴；28a.左侧曲轴立板；
29.活塞销；30.曲轴销；31.连杆；32.V型带式无级变速器；
33.齿轮减速机；40.右变速器壳；41.左变速器壳；
42.后轮支承壳；43.驱动皮带轮；44.从动轴；45.离心式离合器；
46.从动皮带轮；47.环形V型皮带；48.小齿轮；49.中间轴；
50.齿轮；51.小齿轮；52.车轴；53.齿轮；60.燃烧室；
61.吸气口；61a.燃烧室侧开口；61b.外侧开口；62.排气口；
62a.燃烧室侧开口；62b.外侧开口；63.吸气阀；64.排气阀；
65.吸气管；66.空气过滤器；67.节流阀；68.燃料喷射阀；
69.排气管；70.消音器；71.阀簧；72.动阀室；
73.动阀装置；74.轴承；75.凸轮轴；76.吸气凸轮；
77.排气凸轮；78.吸气摇臂轴；79.排气摇臂轴；80.吸气摇臂；
80a.滑动部；80b.接触部；81.排气摇臂；81a.滑动部；
81b.接触部；82.从动链轮；83.驱动链轮；
84.传动部件放置空间；85.环状链；90.火花塞；90a.电极；
91.火花塞安装用螺纹孔；92.排气传感器安装孔；
92a.排气传感器安装孔的排气口侧开口；93.排气传感器；
93a.排气检测部；94.二次空气导入口；
94a.二次空气导入口的排气口侧开口。
【具体实施方式】
图1是安装了具有本发明的排气传感器的安装结构的内燃机的小型两轮机动车1的侧面图。在该两轮机动车1，前主管3一体形成在车架2的前端，前叉4左右转动自如地被嵌装在前主管3内，在前叉4的下端转动自如地安装有前车轮5。在车架2的后部上，能够上下摇动地安装有动力单元6。将摇臂型顶置气门4冲程循环单汽缸水冷式内燃机7和动力传递装置8和后轮支承部9形成一体，构成摇动式动力单元6。后轮支承部9具有后车轮10。另外，还在车架2的后部和动力单元6的后部之间安装有后悬挂器11。在车架2的后方上部设置物品放置部12，并且设置开闭自如地覆盖该物品放置部12的上部开口的座椅13。在车体中央部的踏板14的下部配设燃料罐15。并且，用车体罩16覆盖车架2。
图2是从侧面看上述动力单元6的纵剖面图，图3是该动力单元6的涉及包括汽缸轴线、曲轴、皮带轮轴、齿轮轴的剖面的展开图。该动力单元的内燃机7由汽缸体20、汽缸盖21、汽缸盖罩22和曲轴箱23组成，在指向大体水平方向的汽缸体20的前端上连接汽缸盖21，在汽缸盖21的前端上连接汽缸盖罩22，在汽缸体20的后端上连接曲轴箱23。曲轴箱23由左、右曲轴箱23A、23B构成。
在图2、图3中，在汽缸体20的汽缸室24内，能够滑动地嵌装活塞25，同时，由固定安装在左右曲轴箱23A、23B上的轴承26、27能够旋转地轴支曲轴28。连杆31的两端分别通过活塞销29和曲轴销30能够旋转地轴支着活塞25和曲轴28，活塞25往复运动时，驱动曲轴28转动。
动力单元6中的动力传递装置8由V型带式无级变速器32和齿轮减速器33组成。动力传递装置8的本体壳由右变速器壳40、左变速器壳41和后轮支承壳42构成。右变速器壳40和左曲轴箱23A一体地制作，左变速器壳41与右变速器壳40连接，后轮支承壳42与右变速器壳40连接。
V型带式无级变速器32的驱动轴就是曲轴28，V型带式无级变速器32的驱动皮带轮43设置在曲轴28上。V型带式无级变速器32的从动轴44转动自如地被支承在右变速器壳40和后轮支承壳42上，V型带式无级变速器32的从动皮带轮46通过离心式离合器45设置在该从动轴44上。在驱动皮带轮43和从动皮带轮46上套挂环形V型皮带47。当曲轴28转动超过规定转速时，离心式离合器45就处于与V型带式无级变速器32连接的状态，开始驱动从动轴44旋转。当曲轴28的转速进一步增加时，由驱动皮带轮43的离心力应用机构形成从动轴44的转速超过曲轴28的转速的状态。
齿轮减速机33由设在三根转轴上的齿轮组构成。第一轴就是被支承在右变速器壳40和后轮支承壳42上的V型带式无级变速器32的从动轴44，其形成小齿轮48；第二轴是旋转自如地被支承在右变速器壳40和后轮支承壳42上的中间轴49，其一体地嵌装有啮合在上述从动轴的小齿轮48上的齿轮50，同时毗邻齿轮50形成小齿轮51；第三轴是旋转自如地被支承在右变速器壳40和后轮支承壳42上的后轮轴52，其嵌装与上述中间轴的小齿轮51啮合的齿轮53。在后轮轴52上一体地固定有后车轮10。通过该结构，从动轴44的转矩通过小齿轮48、齿轮50、中间轴49、小齿轮51和齿轮53传递到后车轮轴52上，因而，后轮轴52相对从动轴44大幅度地减速。
图4是从左方看的内燃机7的前部的放大纵剖面图。图中，箭头F表示内燃机的前方，箭头Up表示上方。在与汽缸体20内形成的汽缸室24的前端部相对的汽缸盖21的底面形成燃烧室60，在汽缸盖21的上部形成吸气口61，在汽缸盖21的下部形成排气口62。在汽缸盖21内分别滑动自如地嵌装有开闭吸气口61的燃烧室侧开口61a的吸气阀63和开闭排气口62的燃烧室侧开口62a的排气阀64。
在吸气口61的外侧开口61b上连接有吸气管65的下游端，在该吸气管65上，从上游侧依次连接有空气过滤器66(图2)、节流阀67、燃料喷射阀68；在排气口62的外侧开口62b上连接排气管69的上游端，排气管69的下游端与消音管70连接(图2、图3)。另外，利用阀簧71向开阀的方向靠压的上述吸气阀63和排气阀64(图4)由配置在用汽缸盖21和汽缸盖罩22形成的动阀室72内的动阀装置73驱动而进行开闭。
图5是内燃机7的前部的放大水平剖面图。图中，箭头F表示内燃机的前方，箭头R表示右方。在图4、图5中，位于由吸气阀63和排气阀64夹着的V字形空间(图4)内，通过左右一对轴承74转动自如地轴支承着指向左右水平方向的一根凸轮轴75(图5)。在该凸轮轴75的右侧和左侧上一体形成吸气凸轮76和排气凸轮77。如图4所示，位于凸轮轴75的上前方，在汽缸盖21内轴支承着吸气摇臂轴78；位于该吸气摇臂轴78的下方，在汽缸盖21内轴支承着排气摇臂轴79；在该吸气摇臂轴78和排气摇臂轴79上分别摇动自如地轴支着吸气摇臂80和排气摇臂81。在该吸气摇臂80和排气摇臂81的一端上设置滑动部80a，81a；在吸气摇臂80和排气摇臂81的另一端上设置与吸气阀63和排气阀64的阀杆顶端接触的接触部80b、81b。
在凸轮轴75的左端部上一体设置从动链轮82(图5、图3)。在曲轴28的左侧曲轴立板28a和上述驱动皮带轮43之间，一体嵌装着具有从动链轮82的一半齿数的驱动链轮83(图3)。在汽缸体20和汽缸盖21的左侧部内，设置放置连接上述驱动链轮83和从动链轮82的传动部件放置空间84，在该空间内，环状链85套挂在上述驱动链轮83和从动链轮82上。以上是动阀装置73的结构。当曲轴28旋转时，凸轮轴75以其一半的转速被驱动旋转，在规定的时间，由吸气凸轮76和排气凸轮77开闭吸气阀63和排气阀64。
图6是把汽缸盖的后端部朝向前方所看到的图(图5的VI-VI箭头剖面视图)。在图中，箭头Up表示内燃机的上方，箭头R表示右方。在图6中带点的面表示汽缸盖21与汽缸体20的接触面21a，在燃烧室60中能够看见吸气阀63和排气阀64。用剖面表示汽缸盖21的左侧的传动部件放置空间84内具有凸轮轴75、从动链轮82、环状链85。
在图5、图6中，在汽缸盖的右侧，即传动部件放置空间84的相反侧，火花塞90其外端部向斜前方(图5)、前端的电极90a对着燃烧室60，被螺纹连接在汽缸盖21的螺纹孔91内。
在图4、图5和图6中，在汽缸盖21的下部具有排气口62的外侧开口62b，其中心线C相对垂直面V约向右倾斜12度(图6的角α)。在排气口62的外侧开口62b上连接有排气管69。排气管69从排气口62的外侧开口62b向下略微延伸(图4、图6)后，就向右、即向传动部件放置空间84的相反侧弯曲(图6)，并且，向斜后方延伸(图5)，然后，向后方弯曲(图4、图5)，连接到消音器(图3)。
图7是沿排气口开口的中心线从下所看到的排气口外侧开口62b的周边的图(图6的VII-VII箭头视图)。在图5、图6和图7中，在汽缸盖21下部的上述排气口外侧开口62b的右侧，即传动部件放置空间84的相反侧，从侧方向贯穿设置排气传感器安装孔92。该排气传感器安装孔92，在平面图(图5)看，大体与汽缸轴线垂直，从汽缸盖后方看(图6)，大体在与排气口62的外侧开口62b的中心线C成直角的方向上贯穿设置。即，排气传感器安装孔92的中心线D向右稍微偏上倾斜。排气传感器93，其前端排气检测部93a对着排气口62、外端稍微向上倾斜地安装在上述排气传感器安装孔92内。排气传感器93的外部露出部大致位于排气管69的上方。这样，强度大的排气管69位于下方，因而，可以说能够由排气管69保护排气传感器93，以防与路面的飞石撞击、受积水的飞溅。
在图6、图7中，在上述排气口62的左侧，从汽缸盖21的左侧下部向斜上方设置在排气口62的上述排气检测部93a的上游侧贯通的二次空气导入口94。设置在上述排气传感器安装孔的排气口侧开口92a内的排气传感器的排气检测部93a位于上述二次空气导入口的排气口侧开口94a的排气口下游侧。上述二次空气导入口的排气口侧开口94a对着上述排气传感器的排气检测部93a开设。该二次空气导入口94向排气管69内输送新鲜的空气，用于燃烧排气中所含有害的碳化氢HC和一氧化碳CO，产生无害的水蒸气H2O和二氧化碳CO2气体。
本实施方式的排气传感器93检测排气和新鲜的二次空气的混合气体中的氧气的浓度。该氧气浓度测量值被反馈到电气式空燃比控制装置(未图示)，用于控制燃料喷射阀68的燃料喷射量而尽可能地排出清洁的排气。
在图1中，排气传感器93安装在图中内燃机7的下部。从排气传感器93的外端引出电线连接到上述电气式空燃比控制装置上。在图1中，线G表示地面，线W是前轮5的外周和燃料罐15的下端部的公共切线。一般在下雨时驾驶车辆，地面上积的雨水沿着前轮5的外周的切线形成水滴向周围飞溅。飞溅的水滴中，向所述W线上方飞溅的水滴撞在燃料罐15上而向地面落下；向所述W线下方飞溅的水滴溅湿动力传递装置8的下部而向地面落下。本实施方式的排气传感器93位于上述W线的上方，并且位于燃料罐15的后方，因而，由前车轮5飞溅的水被燃料罐15挡住不能到达电线上。因而，不会影响信号反馈，能够正确地进行燃料喷射量控制。
如上所述，对于本实施方式的内燃机，与排气口连接的排气管在上述排气口附近向外延伸后，马上向与传动部件放置空间相反的方向弯曲延伸；形成从与传动部件放置空间相反侧的汽缸盖的壁面穿通上述排气口的排气传感器安装孔，在该安装孔内安装排气传感器，因而，能够不会对传动部件放置空间和排气管造成妨碍，把排气传感器安装在内燃机的周围。
另外，排气管位于内燃机本体的下方，设置从该排气管的上方的汽缸盖壁面连通排气口的排气传感器安装孔，把上述排气传感器的后端稍微指向上方安装该排气传感器，因而，能在排气口内紧凑地配置排气传感器。排气传感器尽管位于内燃机的下方，但是设置在排气管之上，因而，能够减少传感器的电线被地面上的积水溅湿。另外，排气传感器被安装在燃料罐的后部上面一点的部位。因而，能够防止被车轮飞溅的水浸湿。
另外，设置在排气传感器安装孔的排气口侧开口内的排气传感器的排气检测部位于上述二次空气导入口的排气口侧开口的排气口下流侧，因而，能够用一个传感器检测包含二次空气的排气成分，能够有效减少零件数量。
另外，二次空气导入口的排气口侧开口和排气传感器的排气检测部被设置在互相对向侧，因而，能够使双方的安装位置靠近排气口的燃烧室侧开口部，能够容易配置排气口，并且能够提高排气净化性能。