JP4464013B2

JP4464013B2 - 車両用エンジンの吸気取入装置

Info

Publication number: JP4464013B2
Application number: JP2001189994A
Authority: JP
Inventors: 薫河内; 泰久岡部; 一郎梅谷; 利郎釈迦堂
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP2003003921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、自動二輪車などに搭載される車両用エンジンの吸気取入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動二輪車においては、車体前部に装着されるカウリングの前面に、エンジンへの吸入空気を取り入れる空気取入口を形成する空気取入ダクトが、カウリングと一体に形成され、この空気取入ダクトに、ゴムシールを介して吸気ダクトが接続されていた（特許掲載公報第２７０４３６９号）。この構成では、カウリングと一体に空気取入ダクトが形成される構造のため、空気取入口の開口面積や形状がカウリングの形状や寸法によって制限され、設計やデザイン上の自由度が少なくなるばかりか、エンジン出力向上などのために空気取入口の開口面積や形状を変更する必要が生じた場合に、カウリングの全体を変更しなければならない。
【０００３】
そこで、近年では、カウリングとは別体に設けた空気取入ダクトをカウリングに着脱自在に取り付けることが提案されている（特願平１１−２６６７４５号）。前記空気取入ダクトは、図７に示すように、左右に長い偏平な空気取入通路１を有するとともに、空気取入通路１が左右方向中央部の分岐壁２で左右に二分されている。この空気取入ダクトは、前部上面に形成された左右一対のボス３，３を介してカウリングの中央下面部に取り付けられるとともに、後端部の左右に形成された１対のソケット部４，４および取付孔７を介して吸気ダクトが後端部に連結される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に矢印で示すように、前記空気取入ダクトでは、高速走行に伴い空気取入通路１内の側部に向かって流入する空気Ａ２が、その周囲のカウリングの外周面に沿って側方へ流れる周辺空気Ａ１に引っ張られて、流動方向を外側向きに変えながら空気取入通路１内に流入する。そのため、空気取入通路１内での空気のラム圧は、左右方向中央部において、空気Ａ２が車体の進行方向とほぼ逆方向に直進して流入することから、比較的高いが、左右両側部において、空気Ａ３が外側方に向く速度成分を持つ分だけ低くなり、空気取入通路１全体のラム圧が低下する。その結果、前記空気取入ダクトは、空気の圧縮特性を利用して圧力を高めた吸入空気をエンジンに送給するという本来の機能が低下する。したがって、エンジンに所要量の吸入空気を送給するためには、空気取入ダクトの空気取入通路１の開口面積を比較的大きく設定する必要が生じ、これが車体の走行抵抗を増大させる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、空気取入通路の開口面積を大きくすることなく、通路内部の全体のラム圧を高くすることができる空気取入ダクトを備えた車両用エンジンの吸気取入装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る車両用エンジンの吸気取入装置は、エンジンへの吸入空気を取り入れる吸気ダクトと、前記吸気ダクトの上流端に接続される空気取入通路を形成する空気取入ダクトとを備え、前記空気取入ダクトは、車体の前部に装着されるカウリングの左右方向中央部に配置されており、前記空気取入通路に、この通路を中央通路部と左右１対の側方通路部とに区画する区画部材が設けられ、前記区画部材は、前記空気取入通路の下端部から通路高さの１／３〜２／３まで延びている。
【０００７】
この構成によれば、高速走行時に空気取入通路における中央通路部に流入する空気は、特に中央通路部内における側部寄りの部分に流入する空気が前記区画部材により規制されて、カウリングの外周面に沿って車体の外側方へ流れる空気の影響を受けることなく、中央通路部内に向かって車体の進行方向と逆方向に直進して流入する。また、空気取入通路内における左右の側方通路部は中央通路部側に区画部材が存在するから、空気取入通路の左右両側の側方通路部に流入する空気は、カウリングの外周面に沿って外側方に流れる空気に引っ張られるのが抑制され、外側方向きの速度成分が小さくなる。したがって、空気取入通路内では側方通路部のラム圧の低下が抑えられるので、空気取入通路の内部全体のラム圧を高く保つことができ、空気取入ダクトの開口面積を大きくすることなく所要の流入空気量を得ることができる。
【０００８】
さらに、前記区画部材が、前記空気取入通路の下端部から通路高さの１／３〜２／３まで延びているので、空気取入通路の左右１対の側方通路部のラム圧を可及的に高く保つことができる。すなわち、区画部材を通路高さの１／３以下に設定した場合には、区画部材の効果が小さくなり、カウリングの外周面に沿って流れる空気の影響を受けて空気取入通路の側方通路部に流入する空気のラム圧が十分上昇しなくなり、２／３以上に設定した場合には、空気取入通路の中央通路部から側方通路部へ漏れる空気量が少なくなり、流入空気が中央通路部に集中し過ぎて、左右両側方通路部への流入空気量が若干減少するので、やはりラム圧を低下させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用エンジンの吸気取入装置を搭載した自動二輪車を示す側面図である。自動二輪車は、車体フレーム８の前端のヘッドパイプ９に軸支されたフロントフォーク１０に前車輪１１を取り付け、車体フレーム８の中央下部に揺動自在に軸支されたスイングアーム１２に後車輪１３を取り付け、車体フレーム８の中央下部に取り付けたエンジン１４で後車輪１３を駆動するとともに、フロントフォーク１０の上端部に固定したハンドル１７で操向するように構成されている。
【００１０】
車体フレーム８の前半部は、前端がヘッドパイプ９に接続されたモノコック構造の単一のメインメレーム１８とされ、メインフレーム１８内にはエンジン１４への空気を清浄化するエアークリーナ部１９が設けられており、その前部に形成された左右１対の入口２０に、エンジン１４への吸入空気を取り入れる樹脂製の吸気ダクト２１がそれぞれ接続されている。両吸気ダクト２１の上流端は、空気取入通路２２を形成する空気取入ダクト２３に接続されている。吸気ダクト２１は両方の入口２０につながる１本のみが設けられる場合もある。前記空気取入ダクト２３は、その先端部が、車体の前部に装着されるカウリング２４の先端部にほぼ合致した位置で、カウリング２４に取り付けられている。吸気ダクト２１、空気取入ダクト２３およびカウリング２４はそれぞれ、樹脂製の型成形品である。前記エアークリーナ部１９の内部にはクリーナーエレメント２７が設けられている。
【００１１】
車体フレーム８の後半部は、前記メインフレーム１８の後部から後方に延びる左右２本のシートレール２８と補強メンバー２９とからなり、シートレール２８の上部に、燃料タンク（図示せず）および操縦者のシート３０が装着されている。前記メインフレーム１８の後部下面には、エアークリーナ部１９とエンジン１４の燃料供給装置（この例では気化器）３１とを接続するダクト３２が接続されている。
【００１２】
前記カウリング２４は、図２に示すように、その下部が前車輪１１と緩衝しないように二股状とされており、中間部にはカウリング２４に支持されたランプユニット３３を前面に臨ませる左右１対の開口３４，３４が形成されている。前記空気取入ダクト２３は、カウリング２４の左右方向中央部の下方に配置されており、正面視で左右に長い偏平な形状になっている。
【００１３】
図３は、前記吸気ダクト２１の上流端に接続される空気取入ダクト２３を、前記カウリング２４の下部に締結した状態を示す一部破断した側面図である。図４は、その空気取入ダクト２３と吸気ダクト２１との接続状態を示す平面図である。図５はその空気取入ダクト２３を装着した状態のカウリング２４の斜視図である。図５に示すように、空気取入ダクト２３の内部の空気取入通路２２は、先端部よりも下流側に設けた分岐壁４０で左右に２分割され、さらに、その２分割された分岐壁４０の両側空間が、左右１対の区画部材４１，４１によって、左右方向中央の中央通路部２２ａとその左右の側方通路部２２ｂとに区画されている。
【００１４】
前記区画部材４１は、図３に示すように、前端縁４１ａが上方に向かって後方に傾斜しているとともに、空気取入通路２２の下端部からの通路高さＨに対し、１／２Ｈの高さｈに設定されている。この区画部材４１の高さｈは、１／３〜２／３Ｈに設定するのが好ましく、最も好ましくは、この実施形態のように１／２Ｈに設定することである。これにより、空気取入通路２２の左右１対の側方通路部２２ｂ，２２ｂのラム圧を可及的に高く保つことができる。すなわち、区画部材４１を通路高さＨの１／３以下に設定した場合にはカウリング２４の外周面に沿って流れる空気の影響を受けて湾曲し、２／３以上に設定した場合には、通気取入通路２２への流入空気が左右の中央通路部２２ａ，２２ａに集中し過ぎて、左右の両側方通路部２２ｂ，２２ｂへの流入空気量が僅かであるが減少するからである。また、区画部材４１，４１は、図２に示すように、中央の分岐壁４０の中心部（車体中心）と空気取入通路２２の側端部との距離Ｄの中間位置Ｄ／２に設定して、各中央通路部２２ａと側方通路部２２ｂとの左右方向の幅を同一に設定するのが好ましい。
【００１５】
前記空気取入ダクト２３は、図３に示すように、分岐壁４０の上端部をカウリング２４の中央下面部２４ａに当接させて、ボルト４２を前記中央下面部の取付孔を挿通して分岐壁４０のねじ孔４０ａに螺合することにより、カウリング２４の中央下面部２４ａに取り付けられている。また、吸気ダクト２１の前端部は、カウリング２４の中央下面部２４ａの後端部と空気取入ダクト２３の後端部との間に嵌入して取り付けられている。すなわち、吸気ダクト２１の前端上部とカウリング２４の中央下面部２４ａとの重合部分は、吸気ダクト２１に固定されたナット４２に、ボルト４２を中央下面部２４ａの取付孔を挿通して螺合することにより、連結されている。吸気ダクト２１の前端下部と空気取入ダクト２３の後端部とは、これらの間にカウリングロア４４を挟み込んだ状態で、ゴムナット４７にボルト４８を空気取入ダクト２３の下方から螺合することにより、連結されている。
【００１６】
この実施形態では、空気取入通路２２を、左右１対の区画部材４１，４１によって中央通路部２２ａと側方通路部２２ｂとに区画したので、高速走行時に空気取入通路２２における中央通路部２２ａに流入する空気は、カウリング２４の外周面に沿って流れる空気の影響をさほど受けることなく、走行方向と逆方向に直進して流入する。また、空気取入通路２２における左右両側の側方通路部２２ｂはその中央通路部側に区画部材４１が存在するから、側方通路部２２ｂに向かって流入する空気は、カウリング２４の外周面に沿って左右に流れる空気に引っ張られるのが抑制され、外側方向きの速度成分が小さくなる。
【００１７】
したがって、空気取入通路２２内では左右の側方通路部２２ｂのラム圧の低下が抑えられるので、空気取入通路２２の内部全体のラム圧を高く保つことができる。そのため、この実施形態では、空気取入ダクト２３の開口面積を大きくすることなく所要の流入空気量を得ることができ、車体の走行抵抗の低減を図ることができる。換言すれば、従来の同一の開口面積を有する空気取入ダクト２３を設けた場合には、エンジン１４の吸気効率を向上させることができる。
【００１８】
つぎに、上述の効果を確認するための実験を行ったので、その結果について説明する。図６（ａ）は前記実施形態で設けた空気取入ダクト２３である。同図（ｂ）は本発明に含まれる変形例の空気取入ダクト２３Ａであり、左右１対の区画部材５２が空気取入通路２２の通路高さと同一の高さに設定されている。同図（ｃ）は図７に示した従来の空気取入ダクト５３であり、左右方向の中央部に分岐壁２を有しているだけである。
【００１９】
前記の３種類の空気取入ダクト２３，２３Ａ，５３をそれぞれカウリング２４に取り付けて、これに風速２２０ｋｍ／ｈの空気を真正面から吹き付けながら、各空気取入ダクト２３，２３Ａ，５３の図６に斜線で示したＡ〜Ｃ部におけるラム圧の測定を行った。その結果、空気取入通路２２の中央であるＡ部のラム圧は、各空気取入ダクト２３，２３Ａ，５３共に同一の２２２ｍｍＡｑであり、中央通路部２２ａ内の側部から側方通路部２２ｂの中央通路部寄りの部分にかけての領域であるＢ部のラム圧は、本発明の実施形態に用いた空気取入ダクト２３，２３Ａが２１４ｍｍＡｑであったのに対し、従来の空気取入ダクト５３は２１０ｍｍＡｑと低かった。さらに、側方通路部２２ｂの中心部分であるＣ部のラム圧は、前記実施形態の空気取入ダクト２３が１７８ｍｍＡｑで、変形例の空気取入ダクト２３Ａが１７０ｍｍＡｑと低くなり、従来の空気取入ダクト５３が１５８ｍｍＡｑと低くなった。
【００２０】
上記実験結果から明らかなように、前記実施形態の空気取入ダクト２３を用いた場合には、空気取入通路２２の左右の側方通路部において比較的高いラム圧を維持することができる。また、変形例の空気取入ダクト２３Ａを用いた場合には、前記実施形態と比較して空気取入通路２２の左右の側方通路部におけるラム圧が若干低下するが、従来の空気取入通路２２を用いた場合と比較して格段に高いラム圧を保持することができる。
【００２１】
なお、空気取入通路２２の中央の分岐壁４０は、吸気ダクト２１が二股状であるのに応じて、空気取入通路２２を２分割するために設けられたものであり、吸気ダクト２１が１本である場合は割愛される。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る車両用エンジンの吸気取入装置によれば、空気取入通路における左右の側方通路部のラム圧の低下が抑えられるので、空気取入通路の内部全体のラム圧を高く保つことができ、空気取入ダクトの開口面積を大きくすることなく所要の流入空気量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用エンジンの吸気取入装置を搭載した自動二輪車を示す側面図である。
【図２】同上の自動二輪車に装着されたカウリングの正面図である。
【図３】同上のカウリングへの空気取入ダクトの取付構造を一部破断して示す側面図である。
【図４】同上の空気取入ダクトと吸気ダクトとの接続状態を示す平面図である。
【図５】同上の空気取入ダクトを装着した状態のカウリングの斜視図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施形態および変形例を示す空気取入ダクトの正面図、（ｃ）は比較のために示した従来の空気取入ダクトの正面図である。
【図７】従来の車両用エンジンの吸気取入装置に用いられる空気取入ダクトを示す斜視図である。
【符号の説明】
８…車体フレーム（車体）、１４…エンジン、２１…吸気ダクト、２２…空気取入通路、２２ａ…中央通路部、２２ｂ…側方通路部、２３，２３Ａ…空気取入ダクト、２４…カウリング、４１，５２…区画部材。

Claims

エンジンへの吸入空気を取り入れる吸気ダクトと、
前記吸気ダクトの上流端に接続される空気取入通路を形成する空気取入ダクトとを備え、
前記空気取入ダクトは、車体の前部に装着されるカウリングの左右方向中央部に配置されており、前記空気取入通路に、この通路を中央通路部と左右１対の側方通路部とに区画する区画部材が設けられ、
前記区画部材は、前記空気取入通路の下端部から通路高さの１／３〜２／３まで延びている車両用エンジンの吸気取入装置。