JP7433403B1 - Internal combustion engines and saddle-type vehicles - Google Patents
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Abstract
【課題】鞍乗型車両への排気還流装置の搭載に寄与し得る構成を提供する。【解決手段】一実施形態に係る鞍乗型車両1の内燃機関20は、クランク軸21の一端側に設けられた空冷ファン56と、前記空冷ファン56が配置される空間56sを区画形成するカバー部材57と、排気系から吸気系に排気ガスを還流させる排気還流装置Sであって、排気還流通路Epの少なくとも一部を区画形成する排気還流管部72を備えている排気還流装置Sとを備える。排気還流管部72の少なくとも一部は、カバー部材57内を通るように配置されている【選択図】図9The present invention provides a configuration that can contribute to mounting an exhaust gas recirculation device on a straddle-type vehicle. [Solution] An internal combustion engine 20 of a straddle-type vehicle 1 according to an embodiment includes an air cooling fan 56 provided on one end side of a crankshaft 21, and a cover that defines a space 56s in which the air cooling fan 56 is arranged. The member 57 and the exhaust gas recirculation device S, which recirculates exhaust gas from the exhaust system to the intake system, are equipped with an exhaust gas recirculation pipe section 72 that defines at least a part of the exhaust gas recirculation passage Ep. Be prepared. At least a part of the exhaust gas recirculation pipe section 72 is arranged to pass inside the cover member 57 [Selected view] FIG. 9
Description
本発明は、排気還流装置を備えた内燃機関、及び、その内燃機関を備えた鞍乗型車両に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device and a straddle-type vehicle equipped with the internal combustion engine.
従来より気候変動の緩和または影響軽減を目的とした取り組みが継続され、この実現に向けてエミッション改善に関する研究開発が行われている。具体的には、内燃機関において、排気ガスの一部を再度燃焼室に戻す排気還流(EGR:Exhaust Gas Recirculation)を実行することで、窒素酸化物(NOx)等の有害物質の排出の抑制、燃費効率の向上を図れることが知られ、広く実用化されている。EGRには、排気通路を流れる排気ガスの一部を排気還流通路を介して吸気通路に還流させ、燃焼室に送る所謂外部EGRがある。外部EGRは、例えば四輪自動車において実用化されていて、そのための排気還流装置は、一般に、排気通路と吸気通路とをつなぐ排気還流通路と、排気還流通路に設けられた弁と、排気還流通路に設けられたクーラとを備える。 Efforts aimed at mitigating or reducing the effects of climate change have been ongoing, and research and development on improving emissions is being conducted to achieve this goal. Specifically, in internal combustion engines, by performing exhaust gas recirculation (EGR), which returns part of the exhaust gas to the combustion chamber, it is possible to suppress the emission of harmful substances such as nitrogen oxides (NOx), It is known to improve fuel efficiency and is widely put into practical use. EGR includes so-called external EGR, which recirculates part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage via the exhaust gas recirculation passage and sends it to the combustion chamber. External EGR has been put to practical use in, for example, four-wheeled vehicles, and the exhaust recirculation device for it generally includes an exhaust recirculation passage that connects the exhaust passage and the intake passage, a valve provided in the exhaust recirculation passage, and an exhaust recirculation passage. and a cooler installed in the air conditioner.
例えば、特許文献1は、気筒列方向に直交する方向の一側から吸気し他側から排気するクロスフロー多気筒エンジンの排気通路の排気マニホールド下流の触媒コンバータの下流から取り出した還流排気を水冷還流排気クーラ及び排気還流制御弁を介し吸気通路に供給する排気還流装置を開示する。そして、このエンジンは、特許文献1の記載によれば、車両前部のエンジンルーム内で気筒列方向が略車幅方向となる横置きタイプのエンジンである。
For example,
ところで、上記特許文献1の排気還流装置は、四輪自動車に搭載されるものであり、自動二輪車などの鞍乗型車両への適用に向けられていない。鞍乗型車両のエミッション改善においても、EGRは有効であるが、例えば搭載スペースの点で、上記特許文献1の排気還流装置を鞍乗型車両にそのまま適用することは困難である。
By the way, the exhaust gas recirculation device of
本願は上記課題の解決のため、鞍乗型車両への排気還流装置の搭載に寄与し得る構成を提供することを目的とする。そして、延いては気候変動の緩和または影響軽減に寄与するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present application aims to provide a configuration that can contribute to mounting an exhaust gas recirculation device on a straddle-type vehicle. This in turn contributes to mitigating or reducing the effects of climate change.
本発明の一態様は、
クランク軸の一端側に設けられた空冷ファンと、
前記空冷ファンが配置される空間を少なくとも部分的に区画形成するカバー部材と、
排気系から吸気系に排気ガスを還流させる排気還流装置であって、排気還流通路の少なくとも一部を区画形成する排気還流管部を備えている排気還流装置と
を備え、
前記排気還流管部の少なくとも一部は、前記カバー部材内を通るように配置されている
ことを特徴とする鞍乗型車両の内燃機関
を提供する。
One aspect of the present invention is
An air cooling fan installed at one end of the crankshaft,
a cover member that at least partially defines a space in which the air cooling fan is arranged;
An exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas from an exhaust system to an intake system, the exhaust gas recirculation device comprising an exhaust gas recirculation pipe section that defines at least a portion of an exhaust gas recirculation passage,
The present invention provides an internal combustion engine for a straddle-type vehicle, wherein at least a portion of the exhaust gas recirculation pipe portion is disposed to pass through the inside of the cover member.
上記構成によれば、排気還流管部の少なくとも一部は、上記カバー部材内を通るように配置されるので、空冷ファン周囲のスペースを有効に活用して排気還流管部を配置することができる。また、上記構成によれば、排気還流管部の少なくとも一部は空冷ファンが配置される空間に配置されるので、排気還流管部を空冷ファンからの風で冷却して、排気還流通路を流れる排気ガスを冷却することができる。このように、上記構成によれば、排気還流管部のコンパクトな配置及び排気還流管部の効果的な冷却を行うことが可能になり、よって、本発明の一態様は搭載スペースの限られた鞍乗型車両への排気還流装置の搭載に貢献することができる。 According to the above configuration, at least a portion of the exhaust gas recirculation pipe section is arranged so as to pass through the inside of the cover member, so that the exhaust gas recirculation pipe section can be arranged by effectively utilizing the space around the air cooling fan. . Further, according to the above configuration, at least a part of the exhaust gas recirculation pipe section is arranged in the space where the air cooling fan is arranged, so that the exhaust gas recirculation pipe section is cooled by the air from the air cooling fan and the exhaust gas flows through the exhaust recirculation passage. Exhaust gas can be cooled. As described above, according to the above configuration, it is possible to achieve a compact arrangement of the exhaust gas recirculation pipe section and to effectively cool the exhaust gas recirculation pipe section. It can contribute to the installation of exhaust gas recirculation devices on saddle-type vehicles.
好ましくは、前記排気還流管部は、前記空冷ファンの外周の一部に沿って延びる。この構成によれば、排気還流管部を、空冷ファンの周囲のスペースを有効に活用して配置することができ、また、空冷ファンが遠心冷却ファンであるとき、空冷ファンからの風で排気還流管部をより効果的に冷却することができる。 Preferably, the exhaust gas recirculation pipe section extends along a part of the outer periphery of the air cooling fan. According to this configuration, the exhaust gas recirculation pipe section can be arranged by effectively utilizing the space around the air cooling fan, and when the air cooling fan is a centrifugal cooling fan, the exhaust gas recirculation pipe section can be disposed using the air from the air cooling fan. The pipe portion can be cooled more effectively.
好ましくは、前記排気還流管部がつながる排気管部は、前記クランク軸の軸線方向において、前記空冷ファンと同じ前記一端側に延びるように設けられている。この構成によれば、排気ガスが流れる排気還流管部と排気管部との接続部から、空冷ファンのカバー部材内までの距離を短くすることができる。これにより、排気還流管部を設けることによる外観性の低下を防ぐことが可能になる。 Preferably, the exhaust pipe section to which the exhaust gas recirculation pipe section is connected is provided so as to extend toward the same end side as the air cooling fan in the axial direction of the crankshaft. According to this configuration, the distance from the connection between the exhaust gas recirculation pipe section and the exhaust pipe section through which exhaust gas flows to the inside of the cover member of the air cooling fan can be shortened. This makes it possible to prevent deterioration in appearance due to the provision of the exhaust gas recirculation pipe section.
好ましくは、前記排気還流管部は、放熱促進部を備える。この構成によれば、排気還流管部を流れる排気ガスつまりEGRガスをより効果的に冷却することができる。 Preferably, the exhaust gas recirculation pipe section includes a heat dissipation promoting section. According to this configuration, the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation pipe section, that is, the EGR gas, can be cooled more effectively.
本発明は、前述の内燃機関を備えた鞍乗型車両にも存する。この鞍乗型車両において、前記クランク軸が車幅方向に延びるように前記内燃機関は前記鞍乗型車両に搭載され、前記排気還流管部は、前記空冷ファンの周囲において、前記排気系側から前記吸気系側に向けて、前記空冷ファンの回転中心軸線を基準にして、後方側から上側を通り前方側に向けて延びるように設けられているとよい。この構成によれば、まず、クランク軸が車幅方向に延びるように内燃機関が鞍乗型車両に搭載されるので、空冷ファンの回転中心軸線は車幅方向に延び、空冷ファンは上下前後方向に延びる仮想面上で回転し、その空冷ファンの外周側に風を生じさせることができ、特に空冷ファンが遠心冷却ファンであるとき、その空冷ファンの外周側から放射状に冷却風を送り出すことができる。そして、排気還流管部は、排気系側から吸気系側に向けて、空冷ファンの回転中心軸線を基準して、後方側から上側を通り前方側に向けて延びるように設けられる。このように、空冷ファンからの風が積極的に流れる領域に排気還流管部を配設することになるので、排気還流管部を空冷ファンからの風でより効果的に冷却して、そこを流れる排気ガスをより効果的に冷却することができる。 The present invention also resides in a straddle-type vehicle equipped with the above-mentioned internal combustion engine. In this straddle-type vehicle, the internal combustion engine is mounted on the straddle-type vehicle such that the crankshaft extends in the vehicle width direction, and the exhaust gas recirculation pipe section is arranged from the exhaust system side around the air cooling fan. It is preferable that the cooling fan be provided so as to extend toward the intake system side from the rear side, passing through the upper side and toward the front side with respect to the rotation center axis of the air cooling fan. According to this configuration, first, the internal combustion engine is mounted on a straddle-type vehicle so that the crankshaft extends in the vehicle width direction, so the rotation center axis of the air cooling fan extends in the vehicle width direction, and the air cooling fan rotates in the vertical and longitudinal directions. The cooling fan rotates on a virtual plane extending from the outer circumference of the air cooling fan, and can generate wind around the outer circumference of the air cooling fan.In particular, when the air cooling fan is a centrifugal cooling fan, it is possible to send out cooling air radially from the outer circumference of the air cooling fan. can. The exhaust gas recirculation pipe section is provided so as to extend from the exhaust system side toward the intake system side from the rear side through the upper side toward the front side with reference to the rotation center axis of the air cooling fan. In this way, the exhaust gas recirculation pipe section is placed in an area where the air from the air cooling fan actively flows, so the exhaust gas recirculation pipe section can be cooled more effectively by the air from the air cooling fan. Flowing exhaust gas can be cooled more effectively.
好ましくは、前述の内燃機関を備えた鞍乗型車両において、前記クランク軸が車幅方向に延びるように前記内燃機関は前記鞍乗型車両に搭載され、前記排気還流管部と排気管部との接続部は、前記車幅方向において前記空冷ファンが設けられる前記クランク軸の前記一端側に位置付けられ、かつ、前記空冷ファンの回転中心軸線の下側に位置付けられているとよい。この構成によれば、空冷ファンの周囲のスペースを有効に活用して排気還流管部を配置することができ、鞍乗型車両の内燃機関への排気還流装置の搭載性を更に向上させることができる。そして、この構成によれば、排気ガスが流れる排気還流管部と排気管部との接続部から、空冷ファンのカバー部材内までの距離を短くすることができる。よって、排気還流管部を設けることによる外観性の低下を防ぐことが可能になる。 Preferably, in the above-mentioned straddle-type vehicle equipped with an internal combustion engine, the internal combustion engine is mounted on the straddle-type vehicle so that the crankshaft extends in the vehicle width direction, and the exhaust recirculation pipe section and the exhaust pipe section are connected to each other. The connecting portion may be located on the one end side of the crankshaft on which the air cooling fan is provided in the vehicle width direction, and located below the rotation center axis of the air cooling fan. According to this configuration, the space around the air cooling fan can be effectively utilized to arrange the exhaust gas recirculation pipe section, and the ease of mounting the exhaust gas recirculation device on the internal combustion engine of a straddle-type vehicle can be further improved. can. According to this configuration, the distance from the connection between the exhaust gas recirculation pipe section and the exhaust pipe section through which exhaust gas flows to the inside of the cover member of the air cooling fan can be shortened. Therefore, it is possible to prevent the appearance from deteriorating due to the provision of the exhaust gas recirculation pipe section.
本発明の上記態様によれば、上記構成を備えるので、排気還流管部のコンパクトな配置及び排気還流管部の効果的な冷却を行うことが可能になり、よって、搭載スペースの限られた鞍乗型車両への排気還流装置の搭載に貢献することができる。 According to the above aspect of the present invention, since the above structure is provided, it is possible to achieve a compact arrangement of the exhaust gas recirculation pipe section and to effectively cool the exhaust gas recirculation pipe section. This can contribute to the installation of exhaust gas recirculation devices in passenger vehicles.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明に係る第1実施形態について説明する。本実施形態に係るスクータ型の自動二輪車1の側面図を図1に示す。
なお、本明細書の説明において、前後左右及び上下の向きは、本実施の形態に係る自動二輪車1の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、FRは前方を,REは後方を、LHは左方を,RHは右方を、UPは上方を、DWは下方を示すものとする。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described based on the drawings.
First, a first embodiment according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a side view of a
In the description of this specification, the front, rear, left, right, and up and down directions are based on the usual standard in which the straight traveling direction of the
図1に示されるように、車体前部1Fと車体後部1Rとが、低いフロア部1Cを介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームFは、概ねダウンチューブ3とメインパイプ4とからなる。
すなわち車体前部1Fのヘッドパイプ2からダウンチューブ3が下方へ延出し、同ダウンチューブ3は下端で水平に屈曲してフロア部1Cの下方を後方へ延び、その後端において左右一対のメインパイプ4が連結され、メインパイプ4は該連結部から後方斜め上に延びた傾斜部4aを形成し、傾斜部4aの上部がさらに屈曲して後方に略水平に延びた水平部4bを形成している。
As shown in FIG. 1, the
That is, a
車体前部1Fでは、ヘッドパイプ2及びダウンチューブ3の上下指向部がフロントカバー1aとレッグシールド1bにより前後から覆われ、フロア部1Cは、ダウンチューブ3の前後指向部がロアサイドカバー1cにより覆われ、車体後部1Rは、メインパイプ4がボデイカバー1dにより左右及び後方が覆われる。車両の下方を覆うロアサイドカバー1cは、フロントカバー1aの下部から車両後方に延伸して、パワーユニットPの右側の一部を覆っている。
In the
一対のメインパイプ4の間には前後に収納ボックス5と燃料タンク(不図示)が支持され、収納ボックス5と燃料タンクの上方はシート7が覆って配置されている。
一方、車体前部1Fにおいては、ヘッドパイプ2に軸支されて上方にハンドル8が設けられ、下方にフロントフォーク9が延びてその下端に前輪10が軸支されている。
A
On the other hand, in the
図1に示されるように、メインパイプ4の傾斜部4aの長手方向における略半分に位置して、支持ブラケット11が後方に向けて突設されている。パワーユニットPの上部には、図示しないハンガーが、斜め上方に向かって突設されている。メインパイプ4の支持ブラケット11とハンガーはリンク部材を介して連結されており、これらのリンク機構により、パワーユニットPはメインパイプ4に揺動可能に連結支持される。
As shown in FIG. 1, a
パワーユニットPには、その前部に単気筒4ストローク空冷式の内燃機関20が、クランク軸21を車幅方向に指向させて軸支するクランクケース22から順次重ね合わされたシリンダブロック23,シリンダヘッド24,ヘッドカバー25を略水平に近い状態にまで大きく前傾した姿勢で前方に突出させて設けられている。なお、ここでは、クランクケース22、シリンダブロック23,シリンダヘッド24,ヘッドカバー25の部分を含む部分を機関本体Bと称する。
The power unit P has a single-cylinder, four-stroke, air-cooled
図6を参照して、クランクケース22は、左右割りで、左クランクケース部22Lと右クランクケース部22Rからなり、車幅方向に指向したクランク軸21を左クランクケース部22Lと右クランクケース部22Rがそれぞれ主軸受21b,21bを介して回転自在に軸支している。
Referring to FIG. 6, the
クランク軸21の右側軸部にACジュエネレータ55が設けられ、ACジュエネレータ55のアウタローター55rに遠心冷却ファン56が一体に取り付けられている。したがって、内燃機関20が作動することで、遠心冷却ファン56が作動する。
An
右クランクケース部22Rを右側から覆うファンカバー57が、遠心冷却ファン56を内部に収容する。ファンカバー57には、遠心冷却ファン56に対向して外気導入口であるグリル57gが形成されている。このように、遠心冷却ファン56は空冷ファンであり、遠心冷却ファン56が配置される又は収容される空間56sは少なくとも部分的に、カバー部材の1つであるファンカバー57により区画形成される。
A
図6及び図10に示すように、遠心冷却ファン56は、複数の羽根56aを有する回転体である羽根車56bを有する。この羽根車56bは、クランク軸21の一端側にクランク軸21と同軸に取り付けられていて、クランク軸21の延長線上に平行に延びる回転中心軸線C1を有する。図10に示すように、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1周りに並ぶ複数の羽根56aは、回転中心軸線C1を中心として径方向に湾曲して延び、径方向外側ほど隣の羽根56aとの間隔が広がるように形作られている。各羽根56aは、径方向外側の部分ほど羽根車56bの回転方向において後側に位置するように、その回転方向に凸湾曲するように形作られている。内燃機関20が作動してクランク軸21が回転することで、ここではそのクランク軸21と同じ方向に遠心冷却ファン56の羽根車56bは回転する。この羽根車56bの回転により、遠心冷却ファン56は、回転中心軸線C1方向に開くファンカバー57のグリル57gから空気を吸い込み、そして、吸い込んだ空気を90°曲げた方向へ、回転する羽根車56bの遠心力により羽根車56bの外周側から放射状に吐き出す。これにより、遠心冷却ファン56は、冷却風を生じさせることができる。
As shown in FIGS. 6 and 10, the
図6に示されるように、左クランクケース部22Lは、後方に延出して伝動ケース部を兼ね、同伝動ケース部(左クランクケース部)22Lを左側から伝動ケースカバー65が覆い、内部にはベルト式無段変速機60が配設される。クランク軸21の左側軸部には、主軸受21bに隣接して駆動チェーンスプロケット58が設けられ、左側軸端部には、ベルト式無段変速機60の駆動プーリ61が設けられている。
As shown in FIG. 6, the
駆動チェーンスプロケット58に巻き掛けられるカムチェーン59によりシリンダヘッド24側の動弁機構に動力が伝達される。
図1を参照して、ベルト式無段変速機60の後部に設けられた減速機構64の減速機出力軸が後車軸28aであり、後車軸28aに後輪28が設けられている。
伝動ケース部22Lの減速機構64を収容する後部の上端と前記メインパイプ4の上部屈曲部間にリヤクッション(不図示)が介装されている。
A
Referring to FIG. 1, the reduction gear output shaft of the
A rear cushion (not shown) is interposed between the upper end of the rear portion of the
減速機構64の減速機入力軸に、ベルト式無段変速機60の被動プーリが軸支されており、クランク軸21に設けられる駆動プーリ61と減速機入力軸に設けられる被動プーリとにベルト62が巻き掛けられて、内燃機関20の動力がベルト62を介して被動プーリに伝達され、被動プーリの回転は遠心クラッチを介して減速機構64の減速機入力軸に伝達され、減速機構64で減速されて後輪28に動力伝達される。図6に示されるように、駆動プーリ61の左側のプーリ半体には外気吸入ファン61Fが形成されている。
A driven pulley of a belt type continuously
シリンダブロック23及びシリンダヘッド24の周囲を、つまり機関本体Bの外面BOを、図2、図3及び図6に示されるような導風部材であるシュラウド70が囲繞し、シュラウド70は右側においてファンカバー57に連結される。したがって、遠心冷却ファン56の風を、シュラウド70内を通してシリンダブロック23及びシリンダヘッド24の各部に、例えば内燃機関20のシリンダヘッド24の排気ポート24bの出口周囲に送ることができる。なお、シュラウド70も、遠心冷却ファン56が配置される空間56sを区画形成するカバー部材の1つであってもよい。
A
パワーユニットPの前部の内燃機関20のシリンダヘッド24の上面側に吸気ポート24aが形成され、該吸気ポート24aから吸気管としてのインレットパイプ31が上方に延出している。シリンダヘッド24の下面側に排気ポート24bが形成され、該排気ポート24bから排気管51が下方に延出する。
また、シリンダヘッド24には、点火プラグが設けられるとともに、排気通路Eが延出する箇所に酸素濃度センサーが嵌挿されている。
An
Further, the
内燃機関20の吸気ポート24aには、外気を吸入して内燃機関20に送る吸気装置30が接続されている。吸気装置30内は、内燃機関20の燃焼室20aに導入する吸気が通過する吸気通路となっている。
吸気装置30は、外気を取入れて浄化するエアクリーナ装置40と、エアクリーナ装置40に連結されるコネクティングチューブ36と、コネクティングチューブ36の下流側に連結されるスロットルボディと、スロットルボディの下流側に接続されるインレットパイプ31とを備えており、これらにより吸気系ISが構成される。
An
The
図4に示されるように、吸気装置30のエアクリーナ装置40は、左右の未浄化室ケース42と浄化室ケース43が合体したエアクリーナケース41が、未浄化室ケース42と浄化室ケース43の間に配設されエアクリーナエレメント44が配設されている仕切部により、未浄化室ケース42側の未浄化室Caと浄化室ケース43側の浄化室Cbとに仕切られている。
未浄化室ケース42には、走行風などが取り込まれる空気導入管が配設されている。空気導入管から導入された吸気は、未浄化室Ca内からエアクリーナエレメント44を通過して浄化され、浄化室Cbに送られる。エアクリーナ装置40の浄化室Cbは、ゴム製の弾性変形可能なコネクティングチューブ36により、スロットルボディと連通されている。燃料噴射弁が、スロットルボディ及びインレットパイプ31のそれぞれの上面から取り付けられ、吸気通路内に燃料が噴射される。
As shown in FIG. 4, in the
The
図5に示されるように、シリンダヘッド24の排気ポート24bには、排気装置50が接続されている。排気装置50は、排気ポート24bに接続される排気管51と、排気管51の後端に接続され大気開放口52aを車両後向に向けたマフラー52と、排気管51の途中に内蔵される触媒装置53を備えている。これらにより排気系ESが構成される。なお、ここでは、触媒装置53を単に触媒と称し得る。
内燃機関20から排出される排気ガスは、排気ポート24bから排気管51に流入し、排気管51の途中に設けられた触媒装置53で浄化され、マフラー52を通過し、大気開放口52aより大気中に排出される。
As shown in FIG. 5, an
Exhaust gas discharged from the
図2、図3及び図5に示されるように、排気管51は、排気ポート24bに連通してシリンダヘッド24の下面から下方に延出し、左側斜前方に屈曲し、さらに後方から右方へと屈曲して、クランクケース22の下部の左側から右側へ屈曲し、後方へ延びて後輪28の右側に配設されるマフラー52に連結されている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the
排気管51は、途中に触媒装置53が内蔵される触媒装置収容排気管51cと、触媒装置収容排気管51cの上流側に接続される上流側排気管51aと、触媒装置収容排気管51cの下流側に接続される下流側排気管51bとから構成されている。下流側排気管51bは、排気通路Eに配置された触媒53よりも下流側の排気管部に相当する。
The
上流側排気管51aは、排気ポート24bに連通してシリンダヘッド24の下面から下方に延出し、その後左側斜前方に屈曲してさらに後方から右方へと屈曲して触媒装置収容排気管51cに接続される。
The
触媒装置収容排気管51cは、内燃機関20の下方に位置し、車幅方向に指向して車両の左側から右側に向かって排気が流れるように配設されている。
触媒装置収容排気管51cは、上流端が車幅方向における左側に位置し、下流端が車幅方向における右側に位置するように配設されている。上流端には上流側排気管51aが接続され、下流端には下流側排気管51bが接続されている。
The catalyst device
The catalyst device
触媒装置収容排気管51cの内部には、その軸線方向が車幅方向に向かうように触媒装置53が収容されている。触媒装置53は、その軸線方向に向かって伸びる多数の細孔を有するハニカム状の多孔構造体であり、その多孔構造体に排気ガスを分解する成分として、例えば、白金、ロジウム及びパラジウム等の触媒が担持されている。
A
下流側排気管51bは、図5に示されるように、触媒装置収容排気管51cの下流側に接続し、車幅方向に延びたのち、後方に向かって湾曲している。下流側排気管51bは、車両下面視である図5において、パワーユニットPのユニットケースPcを構成するクランクケース22より車幅方向における外側を車両前後方向に沿って後方に向かって延伸されている。さらに、下流側排気管51bは、図2に示されるように、パワーユニットPの下部の右側から後方へ延びて、その後斜め上方に向かって屈曲されて延び、後輪28の右側に配設されるマフラー52に連結されている。
As shown in FIG. 5, the
図2は、ファンカバー57を備えたパワーユニットP近傍の右側面視である。下流側排気管51bは、この側面視において、上流側と下流側との2つの湾曲部51dを有している。図2の側面視において、この湾曲部51dのうち触媒装置収容排気管51cに最も近い上流側湾曲部51d1が、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1より車両前後方向において前方に位置するように、かつ、他方の下流側湾曲部51d2が、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1より車両前後方向において後方に位置するように、下流側排気管51bは形成されている。
本実施の形態の鞍乗型車両1では、2つの湾曲部51dを有しているが、少なくとも1つの湾曲部51dを有していればよく、2つ以上の複数の湾曲部51dを有していてもよい。
FIG. 2 is a right side view of the vicinity of the power unit P including the
The straddle-
下流側排気管51bには不図示の排気ガスセンサーが取り付けられており、触媒装置53を通過した排気ガス中の酸素濃度を検出する。下流側排気管51bの排気ガスセンサーは、LAFセンサーやO2センサーのいずれであってもよい。
An exhaust gas sensor (not shown) is attached to the
図2及び図6に示されるように、下流側排気管51bの近傍に位置して、遠心冷却ファン56の右側方を覆うように、ユニットケースPcの一部を構成するファンカバー57が配設されている。ファンカバー57は、内燃機関20の一部の周囲を覆うシュラウド70と一体に連結され、内燃機関20の右側方を覆っている。ファンカバー57の庇部57dは、下流側排気管51bの右側面を覆うように形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, a
自動二輪車1は、不図示のECU(電子制御ユニット)を備える。ECUは、内燃機関20等の制御を行う。ECUは、コンピュータとしての構成を備え、プロセッサ(例えばCPU)及びメモリ(例えばROM、RAM)を備え、各種センサーからの出力信号が入力される。例えば、エンジン回転速度センサー、スロットル開度センサーなどのエンジン負荷センサー、前述の酸素濃度センサー及び前述の排気ガスセンサーがECUに接続されている。そして、ECUは、これらのセンサーからの入力に基づき運転状態を解析し、解析した運転状態に基づいて、例えば、点火プラグ、燃料噴射弁、スロットルボディのスロットル弁及び後述するEGR弁Vなどの各作動を制御する。
The
ここで、図7に、図1の自動二輪車1のパワーユニットPの内燃機関20及び排気装置50の斜視図を示し、図8に、図7に示す内燃機関20及び排気装置50の前方部分を前斜め上側から見た図を示し、図9に、図7に示す内燃機関20及び排気装置50の右側面視を示し、図10に、図2に示す自動二輪車1のパワーユニットP、吸気装置30及び排気装置50の右側面視において、シュラウド70及びファンカバー57を外したところを示す。
Here, FIG. 7 shows a perspective view of the
内燃機関20は、排気系ESの排気ガスを吸気系ISに環流させる排気還流(EGR)、特に外部EGRを実行するため、排気還流装置(以下、EGR装置)Sを備える。EGR装置Sは、排気還流通路(以下、EGR通路)Epを備える。更に、EGR装置Sは弁(以下、EGR弁)Vを備える。EGR弁Vは、ここでは、インレットパイプ31に一体とされているが、吸気系ISに還流される排気ガスつまりEGRガスを導くように任意の吸気管に接続され得るEGR通路Epの任意の箇所に設けられ得る。なお、EGR弁Vはここではポペット式弁であるが、その他の形式の弁であってもよい。
The
EGR通路Epを区画形成する管(以下、EGR管)72は、排気通路Eに配置された触媒53よりも下流側の排気管部つまり下流側排気管51bと、吸気管であるインレットパイプ31とに接続されている。EGR管72は、排気系ESから吸気系ISに排気ガスを還流させるEGR通路Epの少なくとも一部を区画形成する排気還流管部に相当する。
A pipe (hereinafter referred to as an EGR pipe) 72 that partitions the EGR passage Ep includes an exhaust pipe section downstream of the
EGR管72は、下流側排気管51bとつながっている。そのEGR管72と下流側排気管51との接続部74は、車幅方向において空冷ファンである遠心冷却ファン56が設けられるクランク軸21の一端側つまり右端側に位置付けられていて、下流側排気管51bの内側に位置付けられている。更に、図3、図7から図9に示すように、接続部74は、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1の下側に位置付けられていて、ファンカバー57の内側に位置付けられている。ここでは、図9に示すように、接続部74は、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1よりも車両後方側に位置している。
The
図6、図7から図9に示すように、EGR管72は、車両右端側の接続部74から下流側つまり吸気系IS側に向けて、まず、車幅方向内側に延び、遠心冷却ファン56の斜め後下側の位置で上側に湾曲し、遠心冷却ファン56の周囲の一部に沿って車両後上方側に向けて湾曲し、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1よりも上側の位置で車両前上方側に向けて湾曲し、遠心冷却ファン56のすぐ前方にまで延び、更に車幅方向つまりクランク軸21の軸線方向において左側に概ねまっすぐ延び、そしてファンカバー57と一体に接続されたユニットケースPcの上側に設けられた孔70hを下側から上側に向かって延出して、空間56sから外側に出て、吸気系ISのインレットパイプ31に接続する。このように、EGR管72は、遠心冷却ファン56の空間56sにおいて、排気系ES側から吸気系IS側に向けて、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1を基準にして後方側から上側を通り前方側に向けて延びるように設けられている。
As shown in FIGS. 6, 7 to 9, the
なお、EGR管72が通る前述の孔70hは、クランク軸21の軸線方向において、遠心冷却ファン56よりも車両左側の位置に形成され、機関本体Bの上側に形成されている。したがって、EGR管72は、接続部74の近傍から吸気系ISの近傍に位置する部分まで、遠心冷却ファン56の空間56sに位置することが可能になる。
The
また、EGR管72は、放熱促進部76を有する。放熱促進部76は、冷却手段の一例であり、EGR管72の外気に曝される表面積を増やす構成を有し、ひだ状つまり蛇腹状の管部となっている。EGR管72の放熱促進部76は、遠心冷却ファン56のカバー部材の外側つまり空間56sの外側に設けられていて、風がその周囲を流れることが可能である。なお、この放熱促進部76は、遠心冷却ファン56のカバー部材、例えばファンカバー57内のEGR管72の箇所に設けられてもよい。
Further, the
上記構成の鞍乗型車両である自動二輪車1における、内燃機関20のEGR装置Sの特徴的な構成と、それらによる作用効果を以下説明する。
The characteristic configuration of the EGR device S of the
自動二輪車1の内燃機関20は、クランク軸21の一端側である右端側に設けられた遠心冷却ファン56と、遠心冷却ファン56が配置される空間56sを区画形成するカバー部材であるファンカバー57と、排気系ESから吸気系ISに排気ガスを還流させるEGR装置Sとを備える。EGR装置Sは、EGR通路Epを区画形成するEGR管72を備える。EGR管72の少なくとも一部は、ファンカバー57内を通るように配置されている。したがって、EGR管72の少なくとも一部は、ファンカバー57内を通るように配置され、よって遠心冷却ファン56が配置される空間に配置されるので、遠心冷却ファン56の周囲のスペースつまり空間56sを有効に活用してEGR管72を配置することができる。また、EGR管72の少なくとも一部は遠心冷却ファン56が配置される空間56sに配置されるので、EGR管72を遠心冷却ファン56からの風で冷却して、EGR通路Epを流れる排気ガスを冷却することができる。このように、上記構成によれば、EGR管72のコンパクトな配置及びEGR管72の効果的な冷却を行うことが可能になり、よって、搭載スペースの限られた鞍乗型車両である自動二輪車1へのEGR装置Sの搭載に貢献することができる。
The
また、EGR管72は、遠心冷却ファン56の外周の一部に沿って延びる。したがって、EGR管72を、遠心冷却ファン56の周囲のスペース、具体的には空間56sを有効に活用して配置することができ、また、遠心冷却ファン56からの風でEGR管72をより効果的に冷却することができる。
Further, the
またEGR管72がつながる排気管51bは、クランク軸21の軸線方向において、遠心冷却ファン56と同じ一端側に延びるように設けられている。この構成によれば、触媒53を通過した排気ガスが流れるEGR管72と排気管51bとの接続部74から、遠心冷却ファン56のカバー部材内、特にファンカバー57内までの距離を短くすることができる。これにより、EGR管72を設けることによる外観性の低下を防ぐことが可能になる。
Further, the
また、前述のように、EGR管72は、放熱促進部76を有する。放熱促進部76を設けることで、EGR管72を流れる排気ガスつまりEGRガスをより効果的に冷却することができる。
Further, as described above, the
更に、自動二輪車1において、クランク軸21が車幅方向に延びるように内燃機関20は搭載されていて、よって空冷ファンの一例である遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1も車幅方向に延びる。したがって、遠心冷却ファン56の羽根車56bは上下前後方向に延びる仮想面上で回転し(図10の矢印A1参照)、その遠心冷却ファン56の外周側に風を生じさせることができ、その遠心冷却ファン56の外周側から放射状に冷却風を送り出すことができる。これは、図11に示す自動二輪車1の前進時の、パワーユニットPにおける、ファンカバー57内及びシュラウド70内での空気の流れのシミュレーション結果からも明らかである。図11の流線は、遠心冷却ファン56の回転によるファンカバー57内及びシュラウド70内での空気の流れを示し、色の濃いところほど早い流速を有する。図11に示すように、羽根車56bの回転中心軸線C1周りの回転(図11の矢印A2参照)により、遠心冷却ファン56のファンカバー57の外気導入口であるグリル57gから回転中心軸線C1方向に取り入れられた空気は、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1方向からその径方向に流れの向きを変え、羽根車56bの遠心力によりその外周側つまり周側面から放射状に吐き出される。一方で、EGR管72は、遠心冷却ファン56の周囲において、排気系側から吸気系側に向けて、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1を基準にして、後方側から上側を通り前方側に向けて延びるように設けられている。このように、遠心冷却ファン56からの風が積極的に流れる領域にEGR管72を配設するので、EGR管72を遠心冷却ファン56からの風でより効果的に冷却して、そこを流れる排気ガスをより効果的に冷却することができる。
Further, in the
特にここでは、遠心冷却ファン56はクランク軸21と同じ方向に回転する。つまり、遠心冷却ファン56は、自動二輪車1の前進時、車輪と同じく、後方側から上側を通り前方側に進むように回転する(図9の矢印A1参照)。したがって、図11に示すように、遠心冷却ファン56のファンカバー57のグリル57gから回転中心軸線C1方向に取り入れられた空気は、遠心冷却ファン56内の空間56sを遠心冷却ファン56の回転方向に沿って時計回りに流れ、つまり、後方側から上側を通り前方側に進むように流れ、次に、機関本体Bとシュラウド70との間の空間70sに流れ、シリンダヘッド24側に向かってつまり排気側出口である排気ポート24b近傍に向かって流れる。そして、EGR管72は、排気系ES側から吸気系IS側に向けて、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1を基準して、後方側から上側を通り前方側に向けて延びるように設けられる。このように、遠心冷却ファン56の送風方向とEGR管72の配設位置が概ね一致するので、EGR管72を遠心冷却ファン56からの風でより効果的に冷却して、そこを流れる排気ガスをより効果的に冷却することができる。
Particularly here, the
また、自動二輪車1において、クランク軸21が車幅方向に延びるように内燃機関20は搭載され、EGR管72は、下流側排気管51bとつながり、EGR管72と下流側排気管51bとの接続部74は、車幅方向において遠心冷却ファン56が設けられるクランク軸21の一端側に位置付けられ、かつ、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1の下側に位置付けられている。この構成によれば、遠心冷却ファン56の周囲のスペース、具体的には空間56sを有効に活用してEGR管72を配置することができ、自動二輪車1の内燃機関20へのEGR装置Sの搭載性を更に向上させることができる。そして、この構成によれば、EGR管72と下流側排気管51bとの接続部74から、ファンカバー57内までの距離を短くすることができる。よって、EGR管72を設けることによる外観性の低下を防ぐことが可能になる。
Further, in the
なお、EGR管72の少なくとも一部は、機関本体Bの外面BO(図10参照)とシュラウド70との間に区画形成される空間70sに配置されてもよい。この場合も、空間70sはファンカバー57内の空間56sとつながり、遠心冷却ファン56の風が流れるので、EGR管72を遠心冷却ファン56の風で冷却して、その内部のEGR通路Epを流れる排気ガスを効果的に冷却することができる。
Note that at least a portion of the
なお、上記第1実施形態の自動二輪車1では、遠心冷却ファン56はクランク軸21と同じ方向に回転するように設けられた。しかし、遠心冷却ファン56はクランク軸21と逆向きに回転するように設けられてもよい。この場合にも、遠心冷却ファン56からの風が積極的に流れる領域つまり遠心冷却ファン56の周囲にEGR管72を配設することで、EGR管72を遠心冷却ファン56からの風でより効果的に冷却して、そこを流れる排気ガスをより効果的に冷却することができる。
In the
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。図12に、第2実施形態に係る自動二輪車のパワーユニットの内燃機関20及び排気装置50の斜視図を示し、図13に、図12に示す内燃機関20及び排気装置50の前方部分を前斜め上側から見た図を示し、図14に、図12に示す内燃機関20及び排気装置50の左側面図つまり右側面視を示す。なお、図12から図14での内燃機関20及び排気装置50は、第1実施形態の自動二輪車1と同タイプの第2実施形態の自動二輪車に搭載されたときの姿勢で示されている。第2実施形態に係る自動二輪車においては、第1実施形態の自動二輪車1に対して、EGR装置S1における、EGR管172の下流側排気管51bへの接続部174の位置及び、放熱促進部76を有するEGR管172の空間56s及び空間70sでの配置の点で相違する。以下では、これらの相違点についてのみ説明する。既に説明した構成要素に相当するその他の構成要素には、同じ符号を付して、重複説明を省略する。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 12 shows a perspective view of the
第2実施形態の自動二輪車に搭載される内燃機関20において、EGR管172と、下流側排気管51bとの接続部174は、特に図13及び図14に示すように、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1よりも、車両前側に位置付けられていて、ファンカバー57の内側に位置付けられている。そして、EGR管172は、車両右端側の接続部174から下流側つまり吸気系IS側に向けて、まず、車幅方向内側に延び、遠心冷却ファン56の斜め前下側の位置で上側に湾曲し、遠心冷却ファン56の周囲の一部に沿って車両前上方側に向けて湾曲し、遠心冷却ファン56の回転中心軸線C1とほぼ同じ高さ位置で車両後上方側に向けて湾曲し、遠心冷却ファン56の斜め上前方にまで延び、更に車幅方向つまりクランク軸21の軸線方向において左側に概ねまっすぐ延び、そしてファンカバー57と一体に接続されたユニットケースPcの上側に設けられた孔70hを下側から上側に向かって延出して、空間56sから外側に出て、吸気系ISのインレットパイプ31に接続する。このように、EGR管172は、遠心冷却ファン56の前側において、遠心冷却ファン56の外周の一部に沿って延びるように、主にファンカバー57内の空間56sにおいて配置されている。なお、このとき、EGR管172の一部は、機関本体Bとシュラウド70との間の空間70sを通り得る。
In the
このように、EGR管172の一部をファンカバー57内に配置することでも、EGR管172を遠心冷却ファン56からの風で積極的に冷却し、そこを流れる排気ガスつまりEGRガスをより効果的に冷却することができる。
In this way, by arranging a part of the
なお、第2実施形態の自動二輪車では、EGR管172を遠心冷却ファン56の前方側に位置付けた。しかし、EGR管72は、遠心冷却ファン56の後側からその上側を介して前側に延びるように配設するのがより好ましい。つまり、第1実施形態のように遠心冷却ファン56の後方から前方に向けてEGR管72を配置する方が、第2実施形態のように遠心冷却ファン56の前方のみを通してEGR管172を配置するよりも、遠心冷却ファン56の周囲に延びるEGR管72の部分の長さを長くすることができるので、その冷却効果をより一層高めることができる。
In the motorcycle of the second embodiment, the
以上、本発明に係る実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はそれらに限定されない。本願の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。 Although the embodiments and modifications thereof according to the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. Various substitutions and changes are possible without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the claims of this application.
例えば、遠心冷却ファン56が配置される空間56sを区画形成するカバー部材は、上記ファンカバー57に限定されず、その他のカバー部材を有することができる。また、排気系ESから吸気系ISに排気ガスを還流させるEGR通路Epを区画形成するEGR管は、上記EGR管72、172に限定されず、複数のEGR管の組み合わせであってもよい。また、排気還流管部であるEGR管72、172の少なくとも一部がカバー部材であるファンカバー57内を通る種々のバリエーションが可能である。
For example, the cover member that defines the
1…自動二輪車
20…内燃機関
50…排気装置
51a…上流側排気管
51b…下流側排気管
51c…触媒装置収容排気管
53…触媒装置(触媒)
57…ファンカバー
72、172…EGR管(EGR管部)
74、174…接続部
176…放熱促進部
S、S1…排気還流装置
1...Motorcycle
20...Internal combustion engine
50...Exhaust device
51a...Upstream exhaust pipe
51b…Downstream exhaust pipe
51c...Catalyst device housing exhaust pipe
53...Catalyst device (catalyst)
57…Fan cover
72, 172...EGR pipe (EGR pipe section)
74, 174...Connection part
176...Heat dissipation promotion part
S, S1...Exhaust recirculation device
Claims (7)
前記空冷ファン(56)が配置される空間(56s)を少なくとも部分的に区画形成するカバー部材(57)と、
排気系(ES)から吸気系(IS)に排気ガスを還流させる排気還流装置(S、S1)であって、排気還流通路(Ep)の少なくとも一部を区画形成する排気還流管部(72、172)を備えている排気還流装置(S、S1)と
を備え、
前記排気還流管部(72、172)の少なくとも一部は、前記カバー部材(57)内を通るように配置されている
ことを特徴とする鞍乗型車両(1)の内燃機関(20)。 an air cooling fan (56) provided on one end side of the crankshaft (21);
a cover member (57) that at least partially partitions a space (56s) in which the air cooling fan (56) is arranged;
An exhaust gas recirculation device (S, S1) that recirculates exhaust gas from the exhaust system (ES) to the intake system (IS), which includes an exhaust gas recirculation pipe section (72, 172) and an exhaust recirculation device (S, S1),
An internal combustion engine (20) for a straddle-type vehicle (1), characterized in that at least a portion of the exhaust gas recirculation pipe section (72, 172) is disposed to pass through the inside of the cover member (57).
ことを特徴とする請求項1に記載の鞍乗型車両(1)の内燃機関(20)。 The internal combustion engine (20) of the straddle-type vehicle (1) according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation pipe section (72, 172) extends along a part of the outer periphery of the air cooling fan (56). ).
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の鞍乗型車両(1)の内燃機関(20)。 The exhaust pipe part (51b) to which the exhaust gas recirculation pipe part (72, 172) is connected is provided to extend toward the same end side as the air cooling fan (56) in the axial direction of the crankshaft (21). An internal combustion engine (20) for a straddle-type vehicle (1) according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の鞍乗型車両の内燃機関。 The internal combustion engine for a straddle-type vehicle according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas recirculation pipe section (172) includes a heat radiation promoting section (76).
前記排気還流管部(72)は、前記空冷ファン(56)の周囲において、前記排気系側から前記吸気系側に向けて、前記空冷ファン(56)の回転中心軸線(C1)を基準にして、後方側から上側を通り前方側に向けて延びるように設けられている
ことを特徴とする請求項5に記載の鞍乗型車両(1)。 The internal combustion engine (20) is mounted on the straddle-type vehicle (1) so that the crankshaft (21) extends in the vehicle width direction,
The exhaust gas recirculation pipe section (72) is arranged around the air cooling fan (56) from the exhaust system side toward the intake system side with respect to the central axis of rotation (C1) of the air cooling fan (56). The straddle-type vehicle (1) according to claim 5, wherein the straddle-type vehicle (1) is provided so as to extend from the rear side to the upper side and toward the front side.
前記排気還流管部(72、172)と排気管部(51b)との接続部(54、154)は、前記車幅方向において前記空冷ファン(56)が設けられる前記クランク軸(21)の前記一端側に位置付けられ、かつ、前記空冷ファン(56)の回転中心軸線(C1)の下側に位置付けられている
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の鞍乗型車両(1)。 The internal combustion engine (20) is mounted on the straddle-type vehicle (1) so that the crankshaft (21) extends in the vehicle width direction,
The connection portion (54, 154) between the exhaust gas recirculation pipe portion (72, 172) and the exhaust pipe portion (51b) is connected to the connection portion (54, 154) of the crankshaft (21) where the air cooling fan (56) is provided in the vehicle width direction. The straddle-type vehicle (1) according to claim 5 or 6, wherein the straddle-type vehicle (1) is located at one end and below the rotation center axis (C1) of the air cooling fan (56).
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JP2022194572A Active JP7433403B1 (en) | 2022-12-06 | 2022-12-06 | Internal combustion engines and saddle-type vehicles |
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