(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、
推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、
前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、
前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダヘッド及びエンジンバルブにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、
前記接続ステップは、前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む傘下面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、燃焼室の容積を調整する燃焼室容積調整方法。
【請求項２】
エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、
推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、
前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、
前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダブロック及びピストンにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、
前記接続ステップは、前記ピストンの前記燃焼室に臨む頂面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、燃焼室の容積を調整する燃焼室容積調整方法。
【請求項３】
エンジンの燃焼室の第１部分を画定するシリンダヘッド及びエンジンバルブが互いに組み付けられた状態で前記第１部分の容積を推定する第１推定ステップと、
前記燃焼室の前記第１部分とは異なる第２部分を画定するシリンダブロック及びピストンが互いに組み付けられた状態で前記第２部分の容積を推定する第２推定ステップと、
推定された前記第１部分の容積と目標とする前記第１部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の第１接続部材の中から少なくとも一つを選択する第１選択ステップと、
推定された前記第２部分の容積と目標とする前記第２部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の第２接続部材の中から少なくとも一つを選択する第２選択ステップと、
前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む部分に選択された前記第１接続部材を接続する第１接続ステップと、
前記ピストンの前記燃焼室に臨む部分に選択された前記第２接続部材を接続する第２接続ステップと、を含み、
前記第１接続ステップは、前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む傘下面に形成された凹部に前記第１接続部材を接続し、
前記第２接続ステップは、前記ピストンの前記燃焼室に臨む頂面に形成された凹部に前記第２接続部材を接続する、燃焼室の容積を調整する燃焼室容積調整方法。
【請求項４】
エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、
推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、
前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、
前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダヘッド及びエンジンバルブにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、
前記接続ステップは、前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む傘下面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、エンジンの製造方法。
【請求項５】
エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、
推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、
前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、
前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダブロック及びピストンにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、
前記接続ステップは、前記ピストンの前記燃焼室に臨む頂面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、エンジンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室容積調整方法及びエンジンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリンダヘッドを切削加工することにより、燃焼室の容積を調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５６７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば特許文献１の技術では、シリンダヘッドを加工した後にエンジンバルブ、点火プラグ等がシリンダヘッドに組み付けられる。このため、エンジンバルブや点火プラグの寸法精度によっては、最終的に組み立てられたエンジンの燃焼室の容積に誤差が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、燃焼室の容積を精度がよく調整可能な燃焼室容積調整方法、及び燃焼室の容積が精度がよく調整されたエンジンの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダヘッド及びエンジンバルブにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、前記接続ステップは、前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む傘下面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、燃焼室の容積を調整する燃焼室容積調整方法によって達成できる。また、上記目的は、エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダブロック及びピストンにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、前記接続ステップは、前記ピストンの前記燃焼室に臨む頂面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、燃焼室の容積を調整する燃焼室容積調整方法によっても達成できる。
【０００７】
上記目的は、エンジンの燃焼室の第１部分を画定するシリンダヘッド及びエンジンバルブが互いに組み付けられた状態で前記第１部分の容積を推定する第１推定ステップと、前記燃焼室の前記第１部分とは異なる第２部分を画定するシリンダブロック及びピストンが互いに組み付けられた状態で前記第２部分の容積を推定する第２推定ステップと、推定された前記第１部分の容積と目標とする前記第１部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の第１接続部材の中から少なくとも一つを選択する第１選択ステップと、推定された前記第２部分の容積と目標とする前記第２部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の第２接続部材の中から少なくとも一つを選択する第２選択ステップと、前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む部分に選択された前記第１接続部材を接続する第１接続ステップと、前記ピストンの前記燃焼室に臨む部分に選択された前記第２接続部材を接続する第２接続ステップと、を含み、前記第１接続ステップは、前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む傘下面に形成された凹部に前記第１接続部材を接続し、前記第２接続ステップは、前記ピストンの前記燃焼室に臨む頂面に形成された凹部に前記第２接続部材を接続する、燃焼室の容積を調整する燃焼室容積調整方法によっても達成できる。
【０００８】
上記目的は、エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダヘッド及びエンジンバルブにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、前記接続ステップは、前記エンジンバルブの前記燃焼室に臨む傘下面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、エンジンの製造方法によっても達成できる。また、上記目的は、エンジンの燃焼室の一部分を画定する複数の燃焼室画定部材が互いに組み付けられた状態で前記燃焼室の一部分の容積を推定する推定ステップと、推定された前記燃焼室の一部分の容積と目標とする前記燃焼室の一部分の容積との差分に基づいて、互いに大きさが異なる複数の接続部材の中から少なくとも一つを選択する選択ステップと、前記複数の燃焼室画定部材の一つの前記燃焼室に臨む部分に、選択された前記接続部材を接続する接続ステップと、を含み、前記推定ステップは、前記複数の燃焼室画定部材に含まれるシリンダブロック及びピストンにより画定される前記燃焼室の一部分の容積を推定し、前記接続ステップは、前記ピストンの前記燃焼室に臨む頂面に形成された凹部に前記接続部材を接続する、エンジンの製造方法によっても達成できる。
【発明の効果】
【０００９】
燃焼室の容積を精度がよく調整可能な燃焼室容積調整方法、及び燃焼室の容積が精度がよく調整されたエンジンの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例のエンジンの説明図である。
【図２】図２は、シリンダヘッド側で画定される燃焼室の一部分の容積を調整する方法の説明図である。
【図３】図３Ａ、３Ｂは、吸気バルブにピースを接続する際の説明図である。
【図４】図４は、シリンダブロック側で画定される燃焼室の一部分の容積を調整する方法について説明図である。
【図５】図５Ａ、５Ｂは、ピストンにピースを接続する際の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を図面と共に詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施例のエンジンＡの説明図である。図１は、エンジンＡの気筒の断面図である。エンジンＡは、例えば４気筒エンジンであるが、これに限定されない。エンジンＡは、ガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンであってもよい。
【００１３】
エンジンＡは、クランクケース１、シリンダブロック２、シリンダヘッド３、ピストン４、点火プラグ６、吸気バルブ７、吸気ポート８、排気バルブ９、排気ポート８ａを含む。図示していないが、エンジンＡが実際に車両等に搭載される場合には、吸気ポート８は吸気管が接続され、排気ポート８ａには排気管が接続される。また、吸気管には、吸気ポート８に燃料を噴射するための燃料噴射弁が設けられる。尚、燃焼室５内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられていてもよい。点火プラグ６は、シリンダヘッド３に設けられ燃焼室５の中央に臨む位置に設けられている。ピストン４は、コンロッドＣを介してクランク軸の回転に応じてシリンダブロック２内を往復運動する。吸気バルブ７、排気バルブ９は、それぞれクランク軸の回転に連動する不図示のカムシャフトの回転に応じて、それぞれ吸気ポート８、排気ポート８ａを開閉する。尚、吸気バルブ７、排気バルブ９は、一つの気筒に対してそれぞれ２個づつ設けられているがこれに限定されない。
【００１４】
図１に示したエンジンＡのピストン４は上死点に位置している場合を示している。燃焼室５は、ピストン４が上死点に位置している場合で、ピストン４、シリンダブロック２、シリンダヘッド３、吸気バルブ７、排気バルブ９、によって画定されている。これら部材は、燃焼室画定部材の一例である。点火プラグ６の先端は、燃焼室５に突出している。尚、エンジンＡには点火プラグ６が設けられていなくてもよい。吸気バルブ７、排気バルブ９は、エンジンバルブの一例である。
【００１５】
燃焼室５の容積を調整する方法、及びエンジンＡの製造方法について説明する。図２は、シリンダヘッド３側で画定される燃焼室５の一部分の容積を調整する方法の説明図である。図２に示すように、シリンダヘッド３に対して、吸気バルブ７、排気バルブ９、点火プラグ６を組み付ける。これにより、燃焼室５の一部分である第１部分燃焼室５ａが画定される。第１部分燃焼室５ａは、シリンダヘッド３のシリンダブロック２に固定される面を含む仮想面Ｐ１、吸気バルブ７、排気バルブ９、によって囲まれる空間である。尚、点火プラグ６の先端は、第１部分燃焼室５ａに突出している。
【００１６】
次に、第１部分燃焼室５ａの容積を推定する。推定方法は、例えば音響方式や、液体注入方式により推定する。音響方式には、例えば音響容積計、音響式体積計、分銅用音響式体積計などを用いて推定する。また、液体注入方式では、第１部分燃焼室５ａ内を液体で満たし、その液体の量に基づいて第１部分燃焼室５ａの容積を推定する。また、第１部分燃焼室５ａの容積を推定する方法は、上記のものに限定されず、そのほか公知の方法により推定してもよい。
【００１７】
次に、推定された第１部分燃焼室５ａと、予め設定された目標とする第１部分燃焼室５ａの容積との差分を算出する。ここで、予め設定された目標とするの第１部分燃焼室５ａの容積とは、予め設定された目標とする圧縮比を考慮して設定された容積である。
【００１８】
次に、吸気バルブ７、排気バルブ９のそれぞれに、上記差分に基づいて選択されたピースを接続する。図３Ａ、３Ｂは、吸気バルブ７にピースを接続する際の説明図である。吸気バルブ７は、軸部７１、軸部７１の先端側に設けられた傘部７３、を含む。傘部７３の燃焼室５に臨む傘下面７５には、凹部７７が形成されている。凹部７７には、複数のピース１０、１０ａの中から何れかを選択的に接続することができる。ピース１０、１０ａは、接続部材の一例である。
【００１９】
ピース１０、１０ａの接続方法は、例えばネジ止めや嵌合などであり、その他の方法であってもよい。ピース１０は、ピース１０ａよりも大きい。凹部７７の形状と、ピース１０、１０ａの形状とは対応している。排気バルブ９も、吸気バルブ７と同様の形状である。尚、上記の推定された第１部分燃焼室５ａの容積は、吸気バルブ７及び排気バルブ９にピースが接続されていない状態での第１部分燃焼室５ａの容積である。
【００２０】
目標とする第１部分燃焼室５ａの容積に対して、推定された第１部分燃焼室５ａの容積との差分容積を求め、予め用意している複数のピースの中からこの差分容積のピースを選択的に使用する。２個のピースで調整する場合は、２個のピースの合計容積がこの差分容積になるようにピースを選択する。即ち、ピースをこれらのエンジンバルブに接続した後の第１部分燃焼室５ａの容積が、目標とする第１部分燃焼室５ａの容積に近づくようにピースを選択してエンジンバルブに接続する。これにより、第１部分燃焼室５ａの容積が目標値に近づけるように調整することができる。
【００２１】
このように、シリンダヘッド３に複数の部材が組み付けられた状態で第１部分燃焼室５ａの容積を推定し、この推定結果に基づいて容積を調整する。例えば、第１部分燃焼室５ａを画定するシリンダヘッド３は、成型時での成型キャビティ内で金属溶湯の冷却傾向は製品ごとに異なっており、溶湯が凝固する時の収縮にもばらつきが生じるおそれがある。また、吸気バルブ７や排気バルブ９にも寸法誤差等がある場合がある。上記で推定された容積はそのようなばらつきや誤差が反映されているため、調整前の容積を正確に把握することができる。従って、第１部分燃焼室５ａの容積の調整の精度が向上する。
【００２２】
また、第１部分燃焼室５ａの容積を推定後は、シリンダヘッド３側を分解することなく吸気バルブ７、排気バルブ９にそれぞれピースを接続できる。このため、第１部分燃焼室５ａの容積の調整の作業性が向上する。また、切削加工の必要はないので、切り粉などが発生することもない。
【００２３】
尚、ピース１０、１０ａがエンジンバルブに接続された際に燃焼室５に臨む面１５、１５ａは、平坦に形成されている。また、ピース１０又はピース１０ａを吸気バルブ７に接続した際には、面１５又は面１５ａは傘下面７５から突出しないように形成されている。尚、面１５、１５ａは、デポジットの堆積等を抑制する観点から、滑らかに形成されており、また、例えば撥水性を有する形状に加工されている。また、面１５、１５ａは、それぞれ吸気バルブ７の傘下面７５全体の面積に近い大きさに形成されている。
【００２４】
次に、シリンダブロック２側で画定される燃焼室５の一部分の容積を調整する方法について説明する。図４は、シリンダブロック２側で画定される燃焼室５の一部分の容積を調整する方法について説明図である。図４に示すように、シリンダブロック２に対して、ピストン４、符号を付していないピストンリング、コンロッドＣ、クランクシャフト、クランクケース１、を組付ける。これにより、燃焼室５の一部分である第２部分燃焼室５ｂが画定される。第２部分燃焼室５ｂは、シリンダブロック２のシリンダヘッド３に固定される面を含む仮想面Ｐ２、上死点に位置するピストン４、によって囲まれる空間である。
【００２５】
次に、第２部分燃焼室５ｂの容積を推定する。推定方法は、上述した方法と同様である。次に、推定された第２部分燃焼室５ｂと、予め設定された目標とする第２部分燃焼室５ｂの容積との差分を求める。
【００２６】
次に、ピストン４に対して、上記差分に基づいて選択されたピースを接続する。図５Ａ、５Ｂは、ピストン４にピースを接続する際の説明図である。燃焼室５に臨むピストン４の頂面４５には凹部４７が形成されている。凹部４７には、予め用意している複数のピースの中から何れかを選択的に接続することができる。ピース２０、２０ａは、接続部材の一例である。接続方法は、例えばネジ止めや嵌合などであり、その他の方法であってもよい。ピース２０は、ピース２０ａよりも大きい。凹部４７の形状と、ピース２０、２０ａの形状とは対応している。
【００２７】
上述したように、ピースをピストン４に接続した後の第２部分燃焼室５ｂの容積が、目標とする第２部分燃焼室５ｂの容積に近づくように、ピースを選択する。そして、選択されたピースを、ピストン４に接続する。これにより、第２部分燃焼室５ｂの容積が目標値に近づけるように調整することができる。
【００２８】
このように、シリンダブロック２に複数の部材が組み付けられた状態で第２部分燃焼室５ｂの容積を推定し、この推定結果に基づいて容積を調整する。このため、推定された容積は寸法精度のばらつきや誤差等が反映されているため、調整前の容積を正確に把握することができる。従って、第２部分燃焼室５ｂの容積の調整の精度が向上する。また、第２部分燃焼室５ｂの容積を推定後は、シリンダブロック２側を分解することなくピストン４にピースを接続できる。このため、第２部分燃焼室５ｂの容積の調整の作業性が向上する。
【００２９】
尚、ピース２０、２０ａがピストン４に接続された際に燃焼室５に臨む上面２５、２５ａは、平坦に形成されている。また、ピース２０又はピース２０ａをピストン４に接続した際には、上面２５又は上面２５ａは頂面４５から突出しないように形成されている。尚、上面２５、２５ａも同様に、滑らかに形成されており、また、例えば撥水性を有する形状に加工されている。尚、上面２５、２５ａは、ピストン４の頂面４５全体の面積に近い大きさに形成されていてもよい。
【００３０】
以上のように第１部分燃焼室５ａ、第２部分燃焼室５ｂを調整した後に、シリンダブロック２にシリンダヘッド３を組付ける。これにより、全体の燃焼室５の容積は精度よく調整されている。
【００３１】
また、以上の作業を全ての気筒に対して行うことにより、全ての気筒の圧縮比を目標とする一定の圧縮日に近づけるように調整できる。これにより、気筒間での圧縮比のばらつきを抑制できる。これにより、燃費やエンジン性能が向上し、エミッションも向上する。また、気筒毎の燃焼性のばらつきを抑制でき、異常燃焼も抑制できる。
【００３２】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３３】
上記実施例においては、シリンダヘッド３側の部材により画定される第１部分燃焼室５ａの容積を調整し、シリンダブロック２側の部材により画定される第２部分燃焼室５ｂの容積を調整する場合を例に説明したがこれに限定されない。第１部分燃焼室５ａ、第２部分燃焼室５ｂの何れか一方のみの容積を調整してもよい。
【００３４】
また、一つの気筒に対して設けられた複数のエンジンバルブのうちの少なくとも一つに、ピースを接続することができればよい。
【００３５】
シリンダヘッド３の燃焼室５に臨む部分にピースを接続してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  エンジン
１  クランクケース
２  シリンダブロック
３  シリンダヘッド
４  ピストン
５  燃焼室
５ａ  第１部分燃焼室
５ｂ  第２部分燃焼室
６  点火プラグ
７  吸気バルブ（エンジンバルブ）
８  吸気ポート
８ａ  排気ポート
９  排気バルブ（エンジンバルブ）
１０、１０ａ、２０、２０ａ  ピース（接続部材）
４５、７７  凹部
【図１】
0005821772.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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