JP2015074242A - インタークーラの冷却構造 - Google Patents
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Description
過給機及びインタークーラを併用するエンジンにおいて、インタークーラによって吸入空気を効率よく冷却することと、ターボラグ(応答遅れ)を減少させるための効果的な部品配置、配管とが要請される。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態のインタークーラの冷却構造を適用した自動二輪車100の側面図である。図2は自動二輪車100の後方斜視図である。まず、これらの図を用いて、自動二輪車100の全体構成について説明する。なお、図1および図2を含め、以下の説明で用いる図には、必要に応じて車体の前側を矢印Frにより、車体の後側を矢印Rrにより示し、また、車体の右側を矢印Rにより、車体の左側を矢印Lにより示す。
車体左右両側および後側はテールカウリング117によって覆われる。テールカウリング117は車体フレーム101等を介して取り付けられる。テールカウリング117は、車体後側に向かうにしたがって上側に傾斜すると共に先細り状に形成される。
シート108の前側には車体フレーム101を介して燃料タンク118が搭載される。
図3は、エンジンユニット10の周辺の構成を示す斜視図である。図4は、エンジンユニット10の上面図である。なお、図3および図4では、インタークーラ28を冷却するための後述するダクトホース部40を省略して図示している。
また、エンジン11はシリンダ軸線が前側に適度に傾斜した状態で、複数のエンジンマウントを介して車体フレーム101によって支持される。エンジン11は車体フレーム101の内側で一体的に結合支持され、それ自体で車体フレーム101の剛性部材として作用する。
♯1気筒及び♯2気筒ともにシリンダヘッド14の後部にインテークポート19が開口する(図4、図6を参照)。図4に示すように、各インテークポート19にインテークパイプ21を介してスロットルボディ20が接続される。スロットルボディ20内には、アクセル開度に応じてスロットルボディ20内の吸気通路を開閉する図示しないスロットルバルブが装着される。スロットルバルブは後述するエアクリーナ26から送給される空気の流量を制御する。ここでは、♯1気筒及び♯2気筒のスロットルバルブのスロットルバルブ軸が車幅方向に沿って同軸に配置される。各スロットルボディ20の間には電気もしくは電磁式に駆動するバルブ駆動機構22が配置される。一方、各スロットルボディ20のスロットルバルブよりも下流側には、それぞれ燃料噴射用のインジェクタ23が配置されている。各インジェクタ23は車幅方向に横架されたデリバリパイプ24と接続され、デリバリパイプ24から燃料タンク118内の燃料が燃料ポンプによって圧送される。各インジェクタ23は制御系の制御により所定タイミングでスロットルボディ20内の吸気流路に燃料を噴射し、これにより♯1気筒及び♯2気筒のシリンダ13に所定空燃比の混合気が供給される。
図3に示すように、送給パイプ27はエアクリーナ26から前側に延出されクランクケース12の前側に回り込んで過給機30(ターボチャージャ)に接続された後、過給機30の上側からシリンダ13の左側を通って空冷式のインタークーラ28に接続される。
ここで、インタークーラ28は中空の略薄箱型を呈し、その長手方向が車体前後方向に延出され、車体側面視で略水平に配置される。より具体的には、インタークーラ28は後側が適度に上がるように傾斜して配置される。ここで、略水平とは水平面に対するインタークーラ28の長手方向の傾斜角度α(図1を参照)が鉛直よりも水平に近い角度、すなわち0°以上45°未満をいうものとする。なお、略水平は傾斜角度αが0°以上30°未満であってもよい。このようにインタークーラ28を略水平に配置することにより、インタークーラ28を鉛直方向に配置する場合に比べて設置スペースを鉛直方向に大きく確保する必要がなく例えば燃料タンク118の容量を大きくすることができる。
なお、インタークーラ28の長手方向の傾斜角度αは0°よりも大きい方が好ましい。傾斜角度αを0°よりも大きくすることで、後述する導入ダクト部41の屈曲をより少なくして走行風が流れやすくすることができる。
♯1及び♯2気筒ともシリンダヘッド14の前部にエキゾーストポート31が開口し(図3を参照)、各エキゾーストポート31にエキゾーストパイプ32が接続される。各エキゾーストパイプ32はエキゾーストポート31から一旦下側へ延出して、シリンダ13の前側で合流して一体化して過給機30に接続された後、過給機30の右側からクランクケース12の右側に回り込んで、更に後側へ延出する。エキゾーストパイプ32の後端には図示しないマフラが取り付けられる。
過給機30は、エキゾーストパイプ32の途中にタービンが配置され、エンジン11の排気流を利用してタービンが回転することで、上述したコンプレッサが駆動して送給パイプ27を通って送給された空気を強制的に圧縮する。
シリンダ13を含むシリンダブロックの周囲には冷却水が循環するように形成したウォータジャケットが構成されるとともに、該ウォータジャケットに送給される冷却水を冷却するラジエータ33を装備する。ラジエータ33はエンジンユニット10の前部にて車体フレーム101等を利用して、それらの適所に支持される。
エンジンユニット10の可動部に潤滑油を供給して、それらを潤滑するための潤滑系が構成される。この潤滑系には、クランクシャフトやシリンダヘッド14内に構成される動弁装置、そしてそれらを連結するカムチェーン、トランスミッション等が含まれる。本実施形態の潤滑系にはオイルポンプが使用され、このオイルポンプによりオイルパン16から吸い上げたオイルを可動部に圧送する。
具体的には、ダクトホース部40は、走行風を取り入れてインタークーラ28まで導く導入ダクト部41と、インタークーラ28を冷却した走行風を排出する排出ダクト部54とを有している。
なお、第2導入ダクト47の下面であって後開口部50に近接した位置には、下開口部52が形成される。下開口部52は、サージタンク29の後端部を挿入できる大きさに形成される。したがって、第2導入ダクト47内にはサージタンク29の一部が露出される。なお、下開口部52とサージタンク29との間は下開口部52から走行風が漏れることないように密接されている。
また、排出ダクト部54は、後側かつ下側に向かって開口する排口部56が形成される。また、図11は、排出ダクト部54の排出方向を示す斜視図である。図11に示すように、本実施形態の排口部56の開口方向は、テールカウリング117と後輪111との間であって、具体的にはインナフェンダ115に向かって指向している。
その後、走行風は分岐部44によってステアリングヘッドパイプ102の左右に分岐し、後開口部46A、46B、車体フレーム101の貫通孔122A、122B、前開口部48を通して第2導入ダクト47に流入する。走行風の一部は第2導入ダクト47内に一部が露出するサージタンク29の表面に沿って流れるために、サージタンク29に蓄えられた空気を冷却しながらインタークーラ28に向かう。
通風部37を通過して放熱面28B側に流出した走行風は、排出ダクト部54に案内されて車体後側に排出される。具体的には、走行風をテールカウリング117と後輪111と間の空間であって、インナフェンダ115に向かって排出される。テールカウリング117と後輪111との間の空間は、エンジンユニット10等によって前側から覆われ低圧(負圧)になっているために、走行風が吸い出される。すなわち、ダクトホース部40の入側が高圧で、出側が低圧であるために走行風が流れやすく効率的にインタークーラ28を冷却することができる。また、走行風の排出方向をインナフェンダ115に指向させることで、インタークーラ28が冷却した高温の走行風が拡散されないために、ライダーへの熱害を軽減することができる。
また、ダクトホース部40は、インタークーラ28から車体後側に向かって配置される排出ダクト部54を有することから、機種に応じて効率の良い排出方向および排出の形態に設定することができる。
上述した第1の実施形態では、排出ダクト部54を用いてインタークーラ28を冷却した走行風をインナフェンダ115に向かって排出する場合について説明した。第2の実施形態では、排出ダクト部60を車体後部まで延出させる場合について説明する。なお、その他の構成は第1の実施形態と同様であり、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の排出ダクト部60は、インタークーラ28から湾曲した後、テールカウリング117の後端まで車体後側に向かうにしたがって上側に傾斜して延出される。具体的には、排出ダクト部60は、テールカウリング117と略平行に延出される。テールカウリング117の後端の後側はテールカウリング117の車体後側に向かうにしたがって傾斜する形状によって低圧(負圧)になっているために、走行風が吸い出され、効率よく排出することができる。また、排出ダクト部60は、インタークーラ28側から排出方向に向かって徐々に開口面積を大きくし、前開口部55の開口面積よりも排口部61の開口面積の方が大きいので、走行風を効率よく排出することができる。
上述した第2の実施形態では、車体後部まで1本の排出ダクト部60を延出させる場合について説明した。第3の実施形態では、排出ダクト部70を複数、分岐させて車体後部まで延出させる場合について説明する。なお、その他の構成は第2の実施形態と同様であり、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の排出ダクト部70は、インタークーラ28から湾曲した後、途中から左右に分岐した2本の排出ダクト71A、71Bがテールカウリング117の後端まで車体後側に向かうにしたがって上側に傾斜して延出される。具体的には、排出ダクト71A、71Bは、テールカウリング117と略平行に延出している。また、排出ダクト部70は、インタークーラ28側から排出方向に向かって徐々に開口面積を大きくし、前開口部55の開口面積よりも排出ダクト71Aの排口部72Aと排出ダクト71Bの排口部72Bとを合わせた開口面積の方が大きいので、走行風を効率よく排出することができる。
上述した実施形態ではエンジン11として水冷式の並列2気筒エンジンを用いる場合について説明したが、エンジン11の気筒数や冷却方式等は適宜選択可能であり、例えば3気筒以上の空冷エンジンに対しても適用可能である。
また、上述した実施形態ではサージタンク29を小型化することで第2導入ダクト47の下開口部52は省略してよく、サージタンク29を省略してインタークーラ28から直接スロットルボディ20に接続してもよい。
Claims (4)
- ステアリングヘッドパイプから車体後側かつ下側に向かって延出される一対のフレームによって支持されるエンジンと、前記エンジンの前側に配置され吸入した空気を圧縮する過給機と、前記エンジンの後側で略水平に配置され前記過給機によって圧縮された空気を冷却して前記エンジンに供給するインタークーラと、を備える自動二輪車において、
車体前部から前記一対のフレーム間および燃料タンクの下側を経由し前記インタークーラまで略直線的に配置され、前記車体前部から導入した走行風を前記インタークーラの放熱面に導いて前記車体後側に排出するダクトホース部を有することを特徴とするインタークーラの冷却構造。 - 後輪とテールカウリングとの間で前記後輪を上側から覆うインナフェンダを有し、
前記ダクトホース部は、フロントカウリングの前端から前記インタークーラまで略直線的に配置される導入ダクト部と、前記インタークーラから車体後側に向かって配置される排出ダクト部を有し、
前記排出ダクト部は、前記放熱面を通過した走行風を前記インナフェンダに向かって排出することを特徴とする請求項1に記載のインタークーラの冷却構造。 - 前記ダクトホース部は、フロントカウリングの前端から前記インタークーラまで略直線的に配置される導入ダクト部と、前記インタークーラからテールカウリングの後端に亘って配置される排出ダクト部を有し、
前記排出ダクト部は、前記インタークーラに近接した開口面積よりも排口部の開口面積が大きく形成され、前記放熱面を通過した走行風を車体後側に向かって排出することを特徴とする請求項1に記載のインタークーラの冷却構造。 - 側面視において前記排出ダクト部の排出方向に沿った辺の長さのうち短辺側の長さが、前記インタークーラの厚みよりも長いことを特徴とする請求項2または3に記載のインタークーラの冷却構造。
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