JP6190294B2 - 過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、内燃機関の性能をより高めることが可能な過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関を提供することにある。
また、上記構成において、前記延長吸気管(63a)の前記シリンダ部(61)側にはスロットルバルブ(156)が設けられ、前記延長吸気管(63a)の前記シリンダ部(61)側とは反対側には、前記バイパス通路(67b)を開閉するバイパスバルブ(158)が設けられていても良い。
また、上記構成において、前記インタークーラ(32)は、横長の液冷式熱交換器(153)が車両前後方向に並べられて構成され、前記液冷式熱交換器(153)の吸気出口部(32j,32k)が前記延長吸気管(63a)と接続されていても良い。
また、延長吸気管のシリンダ部側にはスロットルバルブが設けられ、延長吸気管のシリンダ部側とは反対側には、バイパス通路を開閉するバイパスバルブが設けられているので、スロットルバルブとバイパスバルブとを延長吸気管の両側にコンパクトに配置して、内燃機関の小型化と吸気通路の短縮による内燃機関性能の向上とを図ることができる。
また、インタークーラは、横長の液冷式熱交換器が車両前後方向に並べられて構成され、熱交換器の吸気出口部が延長吸気管と接続されているので、液冷式熱交換器の小型化により横断する吸気の通路を短くできて、吸気通路のコンパクト化を図ることができる。
図1は、本発明の一実施形態のエンジン16が搭載された自動二輪車10を示す要部左側面図である。
自動二輪車10は、車体フレーム11、フロントフォーク12、前輪13、バーハンドル14、内燃機関としてのエンジン16、スイングアーム17、燃料タンク18、シート19を備える。
車体フレーム11の前端にはフロントフォーク12が操舵可能に支持されている。フロントフォーク12の下端部には車軸21を介して前輪13が取付けられ、フロントフォーク12の上端部にはバーハンドル14が取付けられている。
更に、車体フレーム11の前部上部には燃料タンク18が取付けられ、燃料タンク18の後方の車体フレーム11にはシート19が取付けられている。
エンジン16は、過給機としてのスーパーチャージャ31と、スーパーチャージャ31で過給された過給空気を冷却するインタークーラ32と、インタークーラ32に冷却液を供給する電動流体ポンプ33と、電動流体ポンプ33で循環される冷却液を冷却するサブラジエータ34とを備える。電動流体ポンプ33は、例えば、冷却水を循環させる電動ウォータポンプである。なお、図中の符号41は前輪13を上方から覆うフロントフェンダ、42はエンジン16自体を冷却するラジエータ、43は運転者用のステップ、45はステップ43上に載せられた運転者の脚部である。
エンジン16の左側面からは、エンジン16のクランク軸91で駆動されるバランサ軸51と、スーパーチャージャ31のロータを回転させる入力軸52とが車体外側方に突出している。バランサ軸51にはドライブプーリ53が取付けられ、入力軸52にはドリブンプーリ54が取付けられ、ドライブプーリ53とドリブンプーリ54とに駆動ベルト56が巻き掛けられている。駆動ベルト56は、エンジン16のクランクケース27に取付けられたベルトテンショナ57で張力が与えられている。
サブラジエータ34は、クランクケース27の左右幅内に配置され、クランクケース27のクランクケース本体87の左右幅と略同一幅に形成されている。
クランクケース27は、上下二つ割の上ケース85及び下ケース86からなるクランクケース本体87と、クランクケース本体87の左右側面にそれぞれ取付けられたクランクケースカバー88,89(手前側のクランクケースカバー88のみ図示)とを備える。
上ケース85と下ケース86との間にはクランク軸91が挟持されて回転可能に支持され、クランク軸91の前方斜め下方には下ケース86に回転可能に支持されたバランサ軸51が配置されている。
バランサ軸51は、クランク軸91と平行に設けられ、偏心した重りを備えることでクランク軸91と同一回転数で回転させたときにエンジンの振動を抑制する。また、バランサ軸51は、エンジン16を冷却する冷却水を循環させるための水ポンプの回転軸が同軸状に設けられている。
サージタンク63は、インタークーラ32の上部に接続されたタンクであり、サージタンク基部32cと、サージタンク基部32cの上部の開口を塞ぐタンクカバー93とを備え、過給された空気(過給空気)を一時的に貯める吸気室94(図5参照)を形成している。
バイパス装置67は、サージタンク基部32cの後部に接続され、サージタンク63内の圧力が所定値となるように上昇したときに内蔵するバルブが開けられてサージタンク63内の過給空気がバイパスチューブ71を介してコネクティングチューブ68内に戻される。
コネクティングチューブ68は、エアクリーナ(不図示)とスーパーチャージャ31とを接続している。
オイルパン74は、下ケース86の下部に取付けられている。
ポンプ吸入口33aは、インタークーラ32のクーラ吐出口32aに第1冷却液ホース95を介して接続されている。ポンプ吐出口33bは、第2冷却液ホース96を介してサブラジエータ34のラジエータ吸入口34aに接続されている。また、インタークーラ32のクーラ吸入口32bは、第3冷却液ホース97を介してサブラジエータ34のラジエータ吐出口34bに接続されている。
ベルトテンショナ57は、シリンダブロック部75の側部に複数のボルト98,99で取付けられ、端部に設けられたテンションローラ105が駆動ベルト56に後方から押し当てられて駆動ベルト56に所定の張力を与えている。
プーリカバー58は、ベルト伝達機構50を、ベルトテンショナ57の一部を除いて側方から覆っている。
上記したように、ベルト伝達機構50は、クランク軸91よりも前方に配置されているため、図1において、ベルト伝達機構50と運転者の脚部45との距離を確保しやすくすることができる。
クランクケース27は、車幅方向中央にクランクケース本体87が配置され、クランクケース本体87の車幅方向左側にクランクケースカバー88、車幅方向右側にクランクケースカバー89が配置されている。
クランクケース本体87の前部上部にシリンダ部61が配置され、左側のクランクケースカバー88の上方に電動流体ポンプ33及びベルトテンショナ57が配置され、シリンダ部61の上端部に高圧ポンプ82が配置されている。
更に、ベルト伝達機構50を構成するドライブプーリ53、ドリブンプーリ54、テンションローラ105及び駆動ベルト56というような回転部分は、左側のクランクケースカバー88よりも車幅方向外側に配置されている。
スーパーチャージャ31のケースの一部を構成する左ケース107は、フランジ部107aと、フランジ部107aから左方に一体に延びる筒部107bとを備え、筒部107b内に軸受を介して入力軸52が回転可能に支持されている。
インタークーラ32は、その左側部に、前後に並ぶようにクーラ吐出口32a及びクーラ吸入口32bが共に前方斜め下方を指向するように設けられている。
電動流体ポンプ33は、筒部107bの前方斜め下方に配置され、電動流体ポンプ33の前後がシリンダブロック部75及び上ケース85にそれぞれボルト108で取付けられている。電動流体ポンプ33のポンプ吸入口33aは上方斜め前方を指向して延び、ポンプ吐出口33bは前方斜め下方を指向して延びている。
ベルトテンショナ57は、シリンダブロック部75の側部から一体に突出形成された複数の横ボス部75a,75b,75c(手前側の横ボス部75aのみ図示)に車幅方向外側からそれぞれボルト98,98,99で取付けられている。
スーパーチャージャ31は、ボディ本体31aにロータ室31bが形成され、ロータ室31b内に互いに噛み合う一対のロータ31C,31Dが回転可能に配置されている。ロータ31C,31Dは、ボディ本体31aに回転可能に支持されたロータ軸31E,31Fにそれぞれ取付けられている。一方のロータ軸31Eは、入力軸52(図4参照)から回転が伝えられ、この回転によってロータ31C,31Dが互いに反対方向に回転し、吸気が吐出される。スーパーチャージャ31の上部には、複数のボルト151でインタークーラ32が取付けられている。
インタークーラ32は、その前後に上方に延びるように設けられた2つの吸気通路32d,32eと、吸気通路32d,32eの途中に設けられたエンジン左右幅方向に延びる略筒状の液冷式熱交換器としての熱交換器153,153とを備える。
熱交換器153は、外周面に沿って過給空気が流れ、内部に冷却液が流れることで、過給空気を冷却液で冷却する。
サージタンク63の下部を構成するサージタンク基部32cは、インタークーラ32の吸気出口部32j,32kから一体に延びる延長吸気管63aと、延長吸気管63aの前部から前側に延びてスロットルボディ66に接続される前方延出部32pとを備える。
延長吸気管63aは、前延長管部32m及び後延長管部32nからなる。
前延長管部32mと後延長管部32nとは、隔壁32qで前後に仕切られ、隔壁32q内にエンジン左右幅方向に延びる外気流通部32rが開けられている。外気流通部32rは、サージタンク63外の部分であり、外気が流通する。従って、外気流通部32rを通る外気によってサージタンク63内、詳しくは、前延長管部32m及び後延長管部32n内の吸気を冷却することが可能である。なお、符号32w,32xは隔壁32qに形成された区画壁である。
前延長管部32mには、スロットルボディ66内に形成された主空気通路66bに連通するファンネル形状を有する吸気ファンネル32sが一体成形されている。後延長管部32nの後壁32tには一体に後方延出管部32uが形成され、後方延出管部32uの後端部にバイパス装置67が接続されている。
スーパーチャージャ31は、ボディ本体31aの左側部に左ケース107が複数のボルト163で取付けられている。ロータ室31bには、空気が入り込む入口部31gと、過給空気がインタークーラ32側へ吐き出される出口部31hとが形成されている。入口部31gには、ボディ本体31aの右側部に取付けられた入口接続部31j内が連通している。入口接続部31jの上流側にはコネクティングチューブ68(図5参照)が接続されている。出口部31hには、インタークーラ32の吸気入口部32f,32g(一方の吸気入口部32fのみ図示)が連通している。
熱交換器153は、左側の端面に貫通する中空部153aが形成され、中空部153aの右側の端部は、円板状の栓部材164で塞がれている。栓部材164は、貫通穴164aが形成されているため、中空部153a内に満たされた冷却液のわずかな流れが許容される。収容部32hにおける熱交換器153の両側は、冷却液が流れる冷却液空間165,166を形成している。左側の冷却液空間165は、クーラ吐出口32aが連通し、右側の冷却液空間166は、もう一方の収容部32h(図2参照)に連通している。
図6に示したように、吸気通路32d,32e(一方の吸気通路32dのみ図示)は、前後方向には幅が狭いが、エンジン左右幅方向にはインタークーラ32の幅と略同一の広い幅を有するので、吸気通路32d,32eの通路断面積を大きく確保することができ、エンジン16(図4参照)の吸入空気量を増やすことができる。
熱交換器153は、長手方向に複数の通孔153bが開けられた円筒部153cと、円筒部153cの半径方向外側に設けられたフィン形成部153gと、円筒部153cの半径方向内側の中空部153aとを備える。
フィン形成部153gは、円筒部153cの外周面153dから一体に半径方向外側に広がる複数の冷却フィン153eが形成された部分である。複数の冷却フィン153eは、断面が円の一部を含む収容部32hの内周面に嵌められ、収容部32h内を流れる過給空気と接触する。図中の矢印は、収容部32h内の冷却フィン153e,153e間における過給空気の流れを示している。
熱交換器153では、円筒部153cの外周部を過給空気の通路とすることで、熱交換器153の高さを抑えながら通路長を長く確保するとともに、一つの熱交換器152に前後2つの通路を設けることができ、冷却フィン153eと過給空気との接触面積を増やすことができるため、伝熱面積が増えることで冷却性能を高めることができる。
また、熱交換器153では、中空部153aと通孔153bとの両方に冷却液を満たすことで、例えば、複数の通孔153bだけに冷却液を流すのに比べて熱交換器153内の冷却液量を増やすことができ、冷却液の熱容量が大きくなるため、冷却液の温度上昇を抑えることができ、過給空気の冷却性能を高めることができる。
図8(A)において、吸気通路32dの収容部32hにおける熱交換器153の両側には、冷却液空間165,166が形成され、吸気通路32eの収容部32hにおける熱交換器153の両側には、冷却液空間167,168が形成されている。
後側の冷却液空間167,168のうち、左側の冷却液空間167は、クーラ吸入口32bに連通し、右側の冷却液空間168は、前側の冷却液空間166と冷却液通路171で連通している。この構造により、クーラ吸入口32bからインタークーラ32内に流入した冷却液は、矢印で示すように、冷却液空間167から後側の熱交換器153の複数の通孔153b内を通って冷却液空間168内に至り、更に、冷却液通路171を通って前側の冷却液空間166に至り、更に、前側の熱交換器153の複数の通孔153b内を通って冷却液空間165に至る。そして、冷却液空間165からクーラ吐出口32aを通って吐出される。
また、延長吸気管63aのシリンダ部61側にはスロットルバルブ156が設けられ、延長吸気管63aのシリンダ部61側とは反対側には、バイパス通路67bを開閉するバイパスバルブ158が設けられているので、スロットルバルブ156とバイパスバルブ158とを延長吸気管63aの両側にコンパクトに配置して、エンジン16の小型化と、吸気通路の短縮によるエンジン性能の向上とを図ることができる。
また、図5及び図6に示したように、インタークーラ32は、横長の液冷式の熱交換器153が車両前後方向に並べられて構成され、熱交換器153の吸気出口部32j,32kが延長吸気管63aと接続されているので、熱交換器153の小型化により横断する吸気の通路を短くできて、吸気通路のコンパクト化を図ることができる。
本発明は、自動二輪車10に適用する場合に限らず、自動二輪車以外も含む鞍乗り型車両にも適用可能である。なお、鞍乗り型車両とは、車体に跨って乗車する車両全般を含み、自動二輪車(原動機付き自転車も含む)のみならず、ATV(不整地走行車両)に分類される三輪車両や四輪車両を含む車両である。
16 エンジン(内燃機関)
27 クランクケース
31 スーパーチャージャ(過給機)
32d,32e 吸気通路
32j,32k 吸気出口部
32r 外気流通部
32t 後壁
32w,32x 区画壁
61 シリンダ部
63a 延長吸気管
67b バイパス通路
153 熱交換器
156 スロットルバルブ
158 バイパスバルブ
Claims (5)
- 横置きの直列式多気筒内燃機関(16)であって、過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関において、
クランクケース(27)の上方でシリンダ部(61)の後方に、過給機(31)と、この過給機(31)によって過給された過給空気を冷却するインタークーラ(32)とが上下に重ねられて配置され、前記インタークーラ(32)から前記シリンダ部(61)へ吸気を供給する吸気通路(32d,32e)が、延長吸気管(63a)により複数に区画され、その後合流して前記インタークーラ(32)の上方の吸気室(94)へ延びていることを特徴とする過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関。 - 前記延長吸気管(63a)の車両後方の壁面から前記過給機(31)の上流へ延びるバイパス通路(67b)が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関。
- 前記延長吸気管(63a)の前記シリンダ部(61)側にはスロットルバルブ(156)が設けられ、前記延長吸気管(63a)の前記シリンダ部(61)側とは反対側には、前記バイパス通路(67b)を開閉するバイパスバルブ(158)が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関。
- 前記延長吸気管(63a)は、車幅方向に延びて区画壁(32w,32x)間に位置する外気流通部(32r)を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関。
- 前記インタークーラ(32)は、横長の液冷式熱交換器(153)が車両前後方向に並べられて構成され、前記液冷式熱交換器(153)の吸気出口部(32j,32k)が前記延長吸気管(63a)と接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の過給機を備えた鞍乗り型車両用内燃機関。
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