JP2006077583A

JP2006077583A - エンジンのエアバイパス構造

Info

Publication number: JP2006077583A
Application number: JP2004259453A
Authority: JP
Inventors: Kouichiro Kaji; 攻一郎加治
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-23
Also published as: US20060051686A1

Abstract

【課題】極寒冷地等、気温が極端に低い状態でも大型のエアバイパスバルブを装備することなく、燃料の着火性を高めてエンジンを円滑に始動させることができるエンジンのエアバイパス構造を提供する。
【解決手段】エンジンの吸気管に設けたスロットルボディ１内に備わるスロットルバルブ６の上流側と下流側を連通するバイパス通路２ａ，２ｂと、該バイパス通路２ａ，２ｂの流量を調整するエアバイパスバルブを有するエンジンのエアバイパス構造において、前記バイパス通路２ａ，２ｂから分岐して前記スロットルバルブ６の上流側と下流側を連通する補助バイパス通路８と、該補助バイパス通路８の流量を調整する補助バイパスバルブ５を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、寒冷時にエンジンの吸入空気量の調整を図るエアバイパス構造に関する。

従来、気温の低い状態で自動二輪車等の車両のエンジンを始動させる場合、エンジンに供給する燃料を増加させて始動性を向上させている。しかし、気温が低いと、燃料がエンジン吸気管の内壁面に付着してエンジン内に燃料が適切に供給されず、また、潤滑油の粘度が上昇し、エンジンの回転抵抗が増えて回転数が低下するため、エンジンの始動性が悪い。このため、燃料と同様に吸気管に供給する空気量も増加させ、円滑にエンジンを始動させる。この空気量の増加方法として、吸気管に空気のバイパス通路を設けて空気量を増加させるエアバイパス構造が用いられている。

このエアバイパス構造はバイパス通路とエアバイパスバルブからなり、エンジンの吸気管の途中に備わるスロットルボディのスロットルバルブの上流側と下流側をバイパス通路で連通し、このバイパス通路を通る空気量をエアバイパスバルブで調整するものである。これにより、スロットルバルブを閉じた状態でもバイパスした空気がエンジンに吸入されるため、空気量が増加してエンジンの始動性を高めることができる。

しかし、寒冷地等、例えば−１５℃あるいはそれ以下の極寒冷時においては、上述したエアバイパス構造による空気量の増加だけでは、潤滑油の粘度上昇によるエンジンの回転抵抗の増加に対処できず、空気がエンジンに適切に供給されないため、エンジンを円滑に始動し、持続して回転させることは困難である。このとき、エアバイパス通路を大型化して空気の流量をさらに増加させて寒冷地におけるエンジンの始動性を高めることが可能であるが、自動二輪車においてはスペース的にこのような大型化したエアバイパス構造を配設することが困難である。また、前述のような極寒冷状態になる場合は稀であり、使用される蓋然性を考慮すると大型のエアバイパス構造を設けることは無駄になる可能性が大きい。

エアバイパス通路方式を利用したエンジン回転数制御装置が特許文献１に記載されている。このエンジン回転数制御装置は、アクチュエータとしてリニアソレノイドを採用した構造において、圧力キャンセル機構を廃止して小型化、軽量化、かつコストダウンを図ることを目的するものである。その手段として、スロットルバルブの上流側とエアバイパス通路を連通するサブバイパス通路を設け、エアバイパスバルブの制御をその開度コントロールではなく、吸気管負圧力を利用した開弁荷重コントロールとしてエアバイパス通路の空気量を制御するものである。しかしながら、特許文献１に記載のエンジン回転数制御装置は、例えば−１５℃以下の極寒冷時の始動に対応するには装置の大型化が避けられない。

特開２００２−２５７００９号公報

本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、極寒冷地等、気温が極端に低い状態でも大型のエアバイパスバルブを装備することなく、燃料の着火性を高めてエンジンを円滑に始動させることができるエンジンのエアバイパス構造の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１の発明では、エンジンの吸気管に設けたスロットルボディ内に備わるスロットルバルブの上流側と下流側を連通するバイパス通路と、該バイパス通路の流量を調整するエアバイパスバルブを有するエンジンのエアバイパス構造において、前記バイパス通路から分岐して前記スロットルバルブの上流側と下流側を連通する補助バイパス通路と、該補助バイパス通路の流量を調整する補助バイパスバルブを有することを特徴とするエンジンのエアバイパス構造を提供する。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記補助バイパスバルブは弁体がスライド式であり、手動操作可能であることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記エアバイパスバルブと前記スロットルボディとが一体に形成されることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、補助バイパス通路がスロットルバルブの上流側と下流側を連通させ、この補助バイパス通路に補助バイパスバルブが備わるため、エンジンに元々備わるエアバイパス構造の大型化を必要とせず、スロットルバルブを閉じた状態でも吸気管への空気量を充分に増加させることができる。これにより、極寒冷地等における気温の極端に低い状態で混合気の着火性が高まり円滑にエンジンを始動させることができる。

請求項２の発明によれば、弁体をスライドさせて補助バイパス通路の開度を調節することができるので、エンジンを始動する際の気温に応じて適切な吸気量を導入することができる。また、弁体は手動で操作可能であるため、操作者が状況に応じて適切に空気量の調整を行うことができる。

請求項３の発明によれば、エアバイパスバルブと、スロットルボディとが一体に形成されるため、空気のバイパス通路を短縮でき、小さなスペースで充分な量の空気のバイパス構造を形成し、極寒冷地でも空気量の増加を図り円滑にエンジンを始動させることができる。

図１は本発明に係るエアバイパス構造を備えたエンジン周辺の概略図である。
エンジン１１の吸気管１２の端部にエアクリーナ１３が備わり、他方の端部がシリンダ１９の頂部のシリンダヘッド１４に連結される。吸気管１２にはスロットルボディ１が備わる。排気管１５はシリンダヘッド１４に接続され、その端部にマフラー１６が備わる。シリンダ１９の下部にはクランクケース１７が備わる。シリンダ１９の内部に、クランク軸（不図示）に連結され往復運動するピストン（不図示）が収容される。

スロットルボディ１の下流側の吸気管１２には、燃料を噴射するインジェクタ２０が備わる。スロットルボディ１はバイパス管２ａ，２ｂを介してエアバイパスバルブ３と接続される。エアバイパスバルブ３内にはバイパス管２ａ，２ｂを通る空気量を調整するための弁体（不図示）が備わる。このエアバイパスバルブは電磁式のソレノイドバルブを利用してコンピュータで制御するものであり、この制御はＥＣＵ１０で行われる。なお、エアバイパスバルブの制御は、温度に応じたワックスの膨張、収縮を利用して制御するワックス式あるいはステップモータを利用してこのステップモータの動きをコンピュータで制御するステップモータ式で行ってもよい。このＥＣＵ１０では、インジェクタ２０による燃料の噴射量やエアクリーナ１３からの空気量の制御も行う。なお、本発明はキャブレターを用いたエンジンにも適用可能である。

エアクリーナ１３で清浄化された空気はスロットルボディ１を通って吸気管１２の下流方向へと吸引される。低温時のエンジン始動時にはエアバイパスバルブ３が開いて吸入空気はスロットルボディ１を通る際、一部の空気はバイパス管２ａを通ってバイパス管２ｂから再びスロットルボディ１内へとバイパスされ吸入空気量が増量される。スロットルボディ１の下流側ではインジェクタ２０から燃料が噴射される。この燃料と空気が混合されて混合気としてシリンダヘッド１４に吸気される。混合気は燃焼した後、排気ガスとして排気管１５を通りマフラー１６から排気される。

図２は本発明に係るエアバイパス構造の概略図である。
図示したように、スロットルボディ１を流れる空気をバイパスするため、ＥＣＵ１０により制御されるエアバイパスバルブ３がバイパス管２ａ，２ｂを介してスロットルボディ１に取付けられる。低温時のエンジン始動時にエアバイパスバルブ３が開くと、スロットルボディ１を流れる空気はスロットルボディ１内をそのまま上流から下流へと流れ（矢印Ａ）、一部の空気はバイパス管２ａ，２ｂを通ってスロットルバルブをバイパスする（矢印Ｂ）。これにより、スロットルボディ１を通して上流から下流に流れる吸気量が増加する。４は後述する補助バイパスバルブを操作するレバー等の操作部と補助バイパスバルブを連結するケーブルである。２１はスロットルバルブを操作するスロットルワイヤ（不図示）の取付けステーである。

図３は本発明に係るエアバイパス構造を有するスロットルボディの断面図である。
図示したように、スロットルボディ１内にはスロットルバルブ６が備わる。このスロットルバルブ６の開度を調節して、エンジン１への吸気量を制御する（図はバルブが閉じた状態）。上流側から流れる空気はスロットルボディ１内のメイン通路Ｃを通って下流側へ流れる。このとき、エアバイパスバルブ３が開くと、一部の空気はスロットルボディ１のハウジング７に形成されるバイパス通路Ｄを通り、バイパス管２ａへと流れる。この後、バイパス管２ｂから再びスロットルバルブ６の下流側に供給されてバイパスされる。

このバイパス通路Ｄは途中で分岐し、補助バイパス通路８と連通する。補助バイパス通路８はスロットルバルブ６の下流側に連通する。この補助バイパス通路８の途中に補助バイパスバルブ５が備わる。補助バイパスバルブ５が開くと、バイパス通路Ｄを通る空気はバイパス管２ａを通ってバイパス管２ｂからバイパスされるとともに、補助バイパス通路８を通ってバイパスされる。このため、空気のバイパス量をさらに増加することができるので、極寒冷地等、気温の極端に低い状態でエンジンを始動させても空気を充分に流通させることができ、エンジンの始動性を高めることができる。また、補助バイパス通路８はスロットルボディ１のハウジング７内に形成されるので、バイパス構造が大型化せず、スペース的に効率よく配設できる。補助バイパス通路８を通る空気は後述のように、補助バイパスバルブ５でその流量を制御される。

図４は図３のＥ−Ｅ断面図であり、（Ａ）は弁体を閉じた状態、（Ｂ）は弁体を開いた状態を示す概略図である。
図示したように、補助バイパスバルブ５の弁体９は、バネ２２により補助バイパス通路８を閉じる方向に押圧される（図の下方向）。空気量を増加させたいときはケーブル４内のワイヤ２３を引くことにより（図の上方向に移動させる）、バネ２２を縮ませ、これと連動する弁体９がスライドし（図の上方向）、補助バイパス通路８内を空気が流通する。ワイヤ２３は例えばハンドル付近にレバー等を設けてここから操作可能とする。このように手動操作可能とすれば、エンジンがかかりにくいときに運転者が自由に操作できるので、操作性がよい。補助バイパス通路８はこの例では２本形成され、ワイヤ２３を操作することにより弁体９のスライド量を調節して空気の流通量を制御できる。なお、補助バイパス通路８は図では２本示したが、弁体の開度調整により空気の流通面積を変更できるものであれば何本でもよい。

図５は本発明に係るエアバイパス構造の別の例を示す概略図である。
図示したように、スロットルボディ１とエアバイパスバルブ３が一体に形成される。一体とすることにより、図２に示すようなバイパス管２ａ，２ｂを必要とせずに、空気をバイパスさせることができるので、エアバイパス構造の小型化を図ることができる。したがって、スペース的に効率がよく、エンジンのレイアウトの自由度も向上する。その他の構成、作用、効果は図２と同様である。

本発明は、燃料噴射式エンジンあるいは気化器を用いる車両用エンジンや船外機等のエンジン全般に適用できる。

本発明に係るエアバイパス構造を備えたエンジン周辺の概略図。本発明に係るエアバイパス構造の概略図。本発明に係るエアバイパス構造を有するスロットルボディの断面図。図３のＥ−Ｅ断面図であり、（Ａ）は弁体を閉じた状態、（Ｂ）は弁体を開いた状態を示す概略図。本発明に係るエアバイパス構造の別の例を示す概略図。

符号の説明

１：スロットルボディ、２ａ，２ｂ：バイパス管、３：エアバイパスバルブ、４：ケーブル、５：補助バイパスバルブ、６：スロットルバルブ、７：ハウジング、８：補助バイパス通路、９：弁体、１０：ＥＣＵ、１１：エンジン、１２：吸気管、１３：エアクリーナ、１４：シリンダヘッド、１５：排気管、１６：マフラー、１７：クランクケース、１９：シリンダ、２０：インジェクタ、２１：取付けステー、２２：バネ、２３：ワイヤ。

Claims

エンジンの吸気管に設けたスロットルボディ内に備わるスロットルバルブの上流側と下流側を連通するバイパス通路と、
該バイパス通路の流量を調整するエアバイパスバルブを有するエンジンのエアバイパス構造において、
前記バイパス通路から分岐して前記スロットルバルブの上流側と下流側を連通する補助バイパス通路と、
該補助バイパス通路の流量を調整する補助バイパスバルブを有することを特徴とするエンジンのエアバイパス構造。
前記補助バイパスバルブは弁体がスライド式であり、手動操作可能であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのエアバイパス構造。
前記エアバイパスバルブと前記スロットルボディとが一体に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのエアバイパス構造。