JP2006274901A

JP2006274901A - エアアシスト燃料噴射式内燃機関

Info

Publication number: JP2006274901A
Application number: JP2005094475A
Authority: JP
Inventors: Masaki Cho; 正樹長; Kaoru Hanawa; 薫塙
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: JP4545026B2

Abstract

【課題】エアクリーナの性能の低下、短寿命化を防ぐことが可能なエアアシスト燃料噴射式内燃機関を提供する。
【解決手段】
燃焼室１１内にエアを噴射するエア噴射手段１１０と、外部エアを清浄化するエアクリーナ７０と、エア噴射手段１１０に加圧エアを導くコンプレッサ８０と、コンプレッサ８０からの加圧エアの圧力が所定圧力を超えるときに余剰エアを放出してエアの圧力を調圧するレギュレータ９０と、レギュレータ９０からの余剰エアをエアクリーナ７０に導く余剰エア通路６６とを有し、エアクリーナ７０の入口側空間Ｓａを、入口開口Ｈａに連通する第１空間Ｓａ１と、余剰エア通路６６が連通する第２空間Ｓａ２とに仕切り、第２空間Ｓａ２に水分捕集部１００を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、加圧されたエアの調圧で生じる余剰エアをエアクリーナに導くように構成されるエアアシスト燃料噴射式内燃機関に関する。

内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するように構成される燃料噴射式内燃機関として、加圧燃料を噴射する燃料インジェクタと圧縮エアを噴射するエアインジェクタとからなり、エアインジェクタにより噴射される圧縮エア内に燃料インジェクタからの燃料を混合して燃焼室内に噴射する混合気噴射インジェクタを備えるエアアシスト燃料噴射式の内燃機関が知られている。このような内燃機関においては、エアインジェクタに圧縮エアを供給するため、エアクリーナからの清浄化されたエアを圧縮するエアポンプと、エアポンプからエアインジェクタに供給される圧縮エアを所定の圧力に調圧するレギュレータとを有している。また、レギュレータにより余剰とされたエアは、エアクリーナに還流されるように構成される（例えば特許文献１）。

エアクリーナは、入口開口および出口開口を設けたケースの内部空間にフィルタエレメントを配設し、このフィルタエレメントにより内部空間を入口開口が開口する入口側空間（上流側空間、ダーティ側空間）と出口開口が開口する出口側空間（下流側空間、クリーン側空間）とに仕切って構成され、入口開口から入口側空間に流入したエアがフィルタエレメントを通過して清浄化され、出口側空間内の清浄化されたエアが出口開口から放出される。
特許第２９３８９９２号公報

ところで、余剰エアをエアクリーナに還流させる構成であると、内燃機関の始動直後などエアクリーナ周りが低温の場合、クリーナケース内で余剰エアに含まれる水分が凝縮する。従来の構成によると、特許文献１に示すように、レギュレータからの余剰エアはエアクリーナの出口側空間に還流させるようになっている。このため、出口側空間に戻された余剰エアに含まれる水分が出口側空間を形成するケースの側壁あるいはフィルタエレメントに凝縮して付着し、エレメントの性能が低下して寿命が短くなるという課題があった。

上記課題に鑑み、本発明は、エアクリーナの性能の低下、短寿命化を防ぐことが可能なエアアシスト燃料噴射式の内燃機関を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関は、内燃機関の燃料噴射時にエアを噴射するエア噴射手段（例えば実施形態におけるエアインジェクタ１１０）と、外部エアを清浄化するエアクリーナと、エア噴射手段に加圧エアを導くコンプレッサ（例えば実施形態におけるエアポンプ８０）と、コンプレッサからの加圧エアの圧力が所定圧力を超えるときに余剰エアを放出し、エアの圧力を調圧するレギュレータ（例えば実施形態における空気圧レギュレータ９０）と、レギュレータからの余剰エアをエアクリーナに導く余剰エア通路とを有し、エアクリーナをケースと、ケースの内部空間を仕切って配設されたフィルタエレメントとから構成し、フィルタエレメントで仕切られて形成される上流側の空間を、外部エアを取り入れる入口開口に連通してフィルタエレメントが臨む第１空間と、余剰エア通路が連通してフィルタエレメントが臨む第２空間とに仕切り、第２空間に水分捕集部（例えば実施形態におけるキャッチタンク１００）が形成される。

また、水分捕集部をエアクリーナのケースに一体成形することが好ましい。

以上のように、本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関は、外部エアを清浄化するエアクリーナの上流側の空間（入口側空間）をそれぞれがフィルタエレメントに臨む第１および第２空間に仕切り、第１空間に外部エアを取り入れ、第２空間にレギュレータからの余剰エアを流入させるようになっており、第２空間に水分捕集部を形成して余剰エアに含まれる水分のうち第２空間で凝縮した水分を捕集できるようになっている。これにより、ケースに凝縮した水分がフィルタエレメントに流下するおそれを低減することができる。また、捕集されずフィルタエレメントに付着する分についても、入口側空間に臨むフィルタエレメントのうち第２空間に臨む部分にのみ付着するようになっており、外部エアが取り入れられる第１空間に臨む部分およびこの出口側の空間に臨む部分に水分が付着することはない。このようにして、フィルタエレメントに水分が付着する部分の面積を小さくでき、フィルタエレメントの性能の低下を防ぎ、フィルタエレメントの寿命の向上を図ることができる。

また、水分捕集部をエアクリーナのケースに一体成形することで、構造を簡素化でき、コスト削減を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１，図２に本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関が適用された二輪車の駆動装置を示しており、まずこの二輪車の駆動装置について説明する。この駆動装置は単気筒のエンジンＥと、図示しない変速機とを備え、エンジンＥのクランクシャフト１６の回転駆動力を変速機で変速して図示しない二輪車の後輪を駆動するように構成されている。

エンジンＥは、円筒状のシリンダ内周面１０ａを有したエンジンシリンダボディ１０と、エンジンシリンダボディ１０の上面を覆って取り付けられたエンジンシリンダヘッド１２と、シリンダ内周面１０ａに軸方向に摺動移動可能に嵌合してエンジンシリンダボディ１０内に設けられたエンジンピストン１３と、エンジンシリンダボディ１０を支持するハウジングＨＳＧ内にシリンダ軸と直交する方向に延びるとともにベアリング１７ａ，１７ｂ等により回転自在に支持されたクランクシャフト１６と、先端部１４ａがピストンピン１３ａを介してエンジンピストン１３に枢結されるとともに基端部１４ｂがクランクピン１５を介してクランクシャフト１６のクランク部１６ａに枢結されたコネクティングロッド（コンロッド）１４とを有して構成される。なお、エンジンピストン１３の上面には、エンジンシリンダヘッド１２およびヘッドカバー２７に設けられる混合気噴射インジェクタ１３０のノズル部１１３より噴射された混合気を受け止めてその混合気を圧縮行程中に燃え易い状態にするためのキャビティ部１３ｂが設けられている。

エンジンシリンダヘッド１２には、点火プラグ２１及び混合気噴射インジェクタ１３０が取り付けられており、エンジンシリンダボディ１０内においてエンジンシリンダヘッド１２とエンジンピストン１３とに囲まれた燃焼室１１内に混合気噴射インジェクタ１３０より圧縮エアと燃料との混合気を噴射して点火プラグ２１により点火燃焼させるようになっている。エンジンシリンダヘッド１２には吸気バルブ２３及び排気バルブ２４が図２に示すようにバルブスプリング２３ａ，２４ａにより閉止方向に付勢されて取り付けられており、吸気バルブ２３はエンジンシリンダヘッド１２に形成された吸気通路１２ａを開閉し、排気バルブ２４は排気通路１２ｂを開閉する。なお、吸気通路１２ａには吸気マニホールド２５が繋がっている。この吸気マニホールド２５の上流端２５ａには外気を取り入れて清浄化するエアクリーナ７０が設けられており、エアクリーナ７０により清浄化されたエアが吸気マニホールド２５を介して吸気通路１２ａに導かれるようになっている。また、排気通路１２ｂの出口端１２ｃには、排気マニホールド２６が繋がる。

エンジンＥは４ストロークタイプエンジンであり、エンジンピストン１３が２往復する間に吸気、圧縮、燃焼、排気行程が行われ、これに合わせて吸排気バルブ２３，２４が開閉作動される。この吸排気バルブ２３，２４の開閉作動のため、クランクシャフト１６の端部に第１スプロケット３１が結合して設けられ、エンジンシリンダボディ１０の側部に回転自在に設けられたカムシャフト３４に第２スプロケット３３が設けられ、第１及び第２スプロケット３１，３３にチェーン３２が掛け渡されており、クランクシャフト１６の回転を受けてカムシャフト３４が回転駆動される。カムシャフト３４には吸気用カム部３４ａと排気用カム部３４ｂとが形成されており、それぞれ連結ピン３５ａ，３６ａによりエンジンシリンダボディ１０に枢結されたカムフォロア３５，３６のローラ３５ｂ，３６ｂが各カム部３４ａ，３４ｂに当接している。

一方、シリンダヘッド１２の上面には吸排気バルブ２３，２４作動用のロッカーアーム３９，４０が枢結ピン３９ａ，４０ａにより枢結されて揺動自在に取り付けられており、これらロッカーアーム３９，４０の一端と上記カムフォロア３５，３６を繋いでプッシュロッド３７，３８が図示のように配設されている。ロッカーアーム３９，４０の他端は上記吸排気バルブ２３，２４の先端に当接しており、ロッカーアーム３９，４０の揺動により吸排気バルブ２３，２４をバルブスプリング２３ａ，２４ａの付勢に抗して押し下げてこれを開放させる。

上記機構の構成においては、クランクシャフト１６の回転に応じてカムシャフト３４が回転駆動され、このカムシャフト３４の回転に応じて、カムフォロア３５，３６が上下に揺動される。この揺動に応じてプッシュロッド３７，３８が上下に往復動されてロッカーアーム３９，４０が枢結ピンを介して揺動され、吸排気バルブ２３，２４がバルブスプリング２３ａ，２４ａの付勢力に抗して押し下げられて開放され、吸気及び排気通路１２ａ，１２ｂを燃焼室１１と連通させる。なお、吸気バルブ２３は吸気行程において開放され、排気バルブ２４は排気行程において開放されるようにカム部３４ａ，３４ｂが設定されている。

また、所定のタイミングで混合気噴射インジェクタ１３０のノズル１１３から燃焼室１１内に圧縮エアと燃料との混合気が噴射され、点火プラグ２１により混合気を点火燃焼させて燃焼行程が行われる。

混合気噴射インジェクタ１３０は、図３に示すように、キャビティ部１３ｂに対向して設けられて混合室１１１内の圧縮エアを燃焼室内に噴射するエアインジェクタ１１０と、エアインジェクタ１１０に直列的に配置され、燃料ポンプ５２から燃料室１２１に供給される燃料をエアインジェクタ１１０の混合室１１１内に噴射する燃料インジェクタ１２０とから構成される。

エアインジェクタ１１０および燃料インジェクタ１２０はそれぞれ、図示しないＥＣＵ（電子制御装置）からの信号により開閉駆動されるソレノイドバルブを有して構成される。燃料インジェクタ１２０は、燃料室１２１からバルブボディ１２２に形成された燃料導入口１２３を通ってバルブボディ１２２に流入した燃料を、ＥＣＵによりエンジンＥの状態に応じて設定された噴射時期および燃料量でノズル部１２４からエア導入部１２５を通ってエアインジェクタ１１０のバルブボディ１１２の内部に噴射する。エアインジェクタ１１０は、所定の噴射時期および噴射量で、バルブボディ１１２の内部の燃料と、バルブボディ１１２内および混合室１１１の圧縮エアとが混合された混合気を、燃焼室１１内に臨むノズル部１１３からキャビティ部１３ｂに向けて噴射する。

また、燃料インジェクタ１２０の燃料室１２１に燃料を供給する燃料供給系５０は、燃料タンク５１から汲み上げた液体燃料を高圧にして圧送する燃料ポンプ５２と、燃料ポンプ５２から燃料室に供給される燃料の圧力を所定の設定燃料圧に調圧する燃料圧レギュレータ５３と、燃料タンク５１、燃料ポンプ５２、燃料レギュレータ５３、および燃料室を連通させる燃料通路系５４とから構成される。ここで、燃料ポンプ５２からの高圧の燃料が設定燃料圧を超えており、燃料レギュレータ５３による調圧で余剰とされた燃料は、戻し燃料通路５５を介して燃料タンク５１に還流される。

エアインジェクタ１１０の混合室１１１に圧縮エアを供給するエア供給系６０は、取り入れたエアを清浄化するエアクリーナ７０と、エアクリーナ７０から吸入した清浄化されたエアを高圧の圧縮エアにして吐出するエアポンプ８０と、エアポンプ８０から吐出されて混合室１１１内に供給される圧縮エアの圧力を調圧する空気圧レギュレータ９０と、エアクリーナ７０、エアポンプ８０、エアレギュレータ９０および混合室１１１を連通させるエア通路系６５とから構成される。

図２に示すように、エアクリーナ７０は、入口開口Ｈａおよび出口開口Ｈｂが形成されて内部に空間を形成するクリーナケース７１と、クリーナケース７１の内部空間Ｓを入口開口Ｈａが連通する入口側空間Ｓａおよび出口開口Ｈｂが連通する出口側空間Ｓｂに仕切って配設されるフィルタエレメント７５とから構成されている。また、上記のように出口開口Ｈｂに吸気マニホールド２５の上流端２５ａが連通される。

この吸気マニホールド２５は、エアクリーナ７０とエンジンシリンダヘッド１２の吸気通路１２ａとを連通するものであるが、図２に示すように分岐部２５ｂが設けられており、この分岐部２５ｂにエアポンプ８０の吸気孔８７ａに繋がる清浄エア通路６５ａが接続されてエアクリーナ７０から吸気マニホールド２５に導かれた清浄化されたエアをエアポンプ８０に導くことができるようになっている。

図４，図５に示すように、エアポンプ８０は、圧縮エアを吐出する往復式ポンプであり、エンジンシリンダボディ１０に一体成形されたポンプシリンダボディ８１と、ポンプシリンダボディ８１に薄板からなるガスケット８３を介して結合されるポンプシリンダヘッド８２と、エンジンシリンダボディ１０に回転可能に支持されるポンプ駆動シャフト８４と、このポンプ駆動シャフト８４に連結されるとともにポンプシリンダボディ８１に往復動可能に嵌合してポンプシリンダボディ８１との間にポンプシリンダ室８０ａを形成するポンプピストン８５とを備える。

図１，図４に示すように、ポンプ駆動シャフト８４は、カムシャフト３４に設けられた駆動スプロケット８６ａと、ポンプ駆動シャフト８４に設けられた従動スプロケット８６ｂと、両スプロケット８６ａ，８６ｂに掛け渡されるチェーン８６ｃとからなる伝達機構８６を介し、クランクシャフト１６の動力を受けて駆動されるカムシャフト３４とともに回転駆動される。図５に示すように、ポンプピストン８５は、スコッチヨーク機構ＳＹを介してポンプ駆動シャフト８４に連結されている。このスコッチヨーク機構ＳＹは、ポンプ駆動シャフト８４の先端に偏心して形成された偏心シャフトＳＹ１と、ポンプピストン８５に形成されたガイド孔８５ａに摺動可能に嵌合する円筒状のスライダＳＹ２とから構成され、偏心シャフトＳＹ１がスライダＳＹ２に回転自在に嵌合連結されている。このスコッチヨーク機構ＳＹの作用により、ポンプピストン８５はポンプ駆動シャフト８４の回転によりポンプシリンダボディ８１内を図５に示す矢印Ａ，Ｂ方向に往復動する。

スコッチヨーク機構ＳＹの作用によりポンプピストン８５が下動（図５矢印Ａ方向に摺動）すると、ガスケット８３に舌片状に設けられた吸気リード弁８７が、ポンプシリンダ空間８０ａ内の負圧を受けて下方に撓み、清浄エア通路６６ａが繋がる吸気孔８７ａが開放されてポンプシリンダ空間８０ａ内に吸気孔８７ａからのエアの導入が許容される。また、ポンプピストン８５が上動（図５矢印Ｂ方向に摺動）すると、ポンプピストン８５の上面に設けられた凸部８５ａが排気ポペット弁８８の弁体８８ａを圧縮バネ８８ｂの付勢力に抗して上方に押動し、下動時には圧縮バネ８８ｂの付勢力を受ける弁体８８ａにより塞がれていた吐出空間８８ｃが開放され、圧縮されたポンプシリンダ空間８０ａ内のエアがこの吐出空間８８ｃに繋がる圧縮エア通路６５ｂに導かれるようになっている。この圧縮エア通路６５ｂは、エアインジェクタ１１０の混合室１１１に連通され、エアポンプから吐出される圧縮エアがエアインジェクタ１１０に導かれるようになっている。

図６に示すように、空気圧レギュレータ９０は、シリンダヘッドカバー２７に突出するとともに凹状に一体成形された収容部２７ａに収容されてシリンダヘッドカバー２７に装着される。空気圧レギュレータ９０は、収容部２７ａに収容される第１ケース９１と、第１ケース９１の上部に取り付けられる第２ケース９２とからなり、第２ケース９２にカバー９３を覆って取り付けて構成される。収容部２７ａと第１ケース９１との間には、エアポンプ８０とエアインジェクタ１１０とを連通する上記圧縮エア通路６５ｂから分岐して設けられる分岐エア通路６５ｃが連通し、第１ケース９１に装着された一対のシール９３，９４により密閉された第１ケース９１を囲むエア導入室９５と、下部シール９４と収容部２７ａの底部との間で第１ケース９１のエア放出部９６を囲む戻りエア室９７とが形成される。

この戻りエア室９７には、圧力調整の際に発生する空気圧レギュレータ９０からの余剰エアが、エア放出部９６を通って導かれるようになっている。また、戻りエア室９７には、図示しない管継手が設けられており、この管継手に余剰エア通路６６の一端が接続される。この余剰エア通路６６の他端はエアクリーナ７０に接続されており、空気圧レギュレータ９０から発生する余剰エアは、エア放出部９６および戻りエア室９７を経て余剰エア通路６６に導かれ、エアクリーナ７０に還流されるようになっている。

なお、図３，図６に示すように、分岐エア通路６５ｃ中には、オリフィス６７が設けられており、空気圧レギュレータ９０に導かれる圧縮エアの脈動を抑制し、空気圧レギュレータ９０の調圧性能を向上させるようになっている。

図７には、余剰エアが還流されるエアクリーナ７０の内部を示す断面図を示している。エアクリーナ７０のクリーナケース７１は、入口開口Ｈａが形成される入口側半体７２と出口開口Ｈｂが形成される出口側半体７３との両半体７２，７３の組み付けにより構成され、入口側半体７２の開口部に周設される凸部７２ｋと、出口側半体７３の開口部に周設される凹部７３ｋとが嵌合されて組み付けられる。この両半体７２，７３に挟み込まれるようにしてフィルタエレメント７５が設けられており、このフィルタエレメント７５により、両半体７２，７３が組み付けられた状態においてクリーナケース７１の内部空間Ｓが、入口側半体７２の内部に形成される入口側空間Ｓａと、出口側半体７３の内部に形成される出口側空間Ｓｂとに仕切られる。また、エアクリーナ７０は、出口側半体７３が下方に傾けられるようにして配設される。

このようなエアクリーナ７０において、クリーナケース７１の入口側半体７２に、クリーナケース７１が組み付けられた状態においてフィルタエレメント７５に略垂直に当接する仕切り部７２ａが一体成形されており、この仕切り部７２ａにより入口側空間Ｓａがさらに第１空間Ｓａ１および第２空間Ｓａ２の２つの空間に仕切られる。これにより、第１空間Ｓａ１および第２空間Ｓａ２はそれぞれフィルタエレメント７５ａ１，７５ａ２が臨んでおり、第１空間Ｓａ１が第２空間Ｓａ２に対して大きな空間となるように仕切り部７２ａが成形されている。

第１空間Ｓａ１には、外気の取り入れを行うための入口開口Ｈａが連通している。また、第２空間Ｓａ２を形成する入口側半体７２における仕切り部７２ａと対向する側壁７２ｂには、図８にも示すように開口７２ｃ，７２ｄが２つ設けられており、入口側（図８左側）の開口７２ｃから円筒状に突出して設けられる管接続部７２ｅに余剰エア通路６６が接続されている。出口側（図８右側）の開口７２ｄには、この開口７２ｄから円筒状に突出して設けられる管接続部７２ｆに、パイプ１０１の一端開口が接続されている。このパイプ１０１の他端開口には、水分を捕集するための容器状のタンク部１００ａを有したキャッチタンク１００の接続部１００ｂが接続されている。また、側壁７２ｂには、これら開口７２ｃ，７２ｄの間に延びる溝７２ｇが刻設されている。

以上の構成のエンジンＥを始動させるための図示しないスタータモータがハウジングＨＳＧに取り付けられている。このスタータモータの駆動軸に取り付けられるスタータピニオンがクランクシャフト１６の端部に取り付けられたスタータギヤ１と噛合している。なお、クランクシャフト１６の端部には発電機Ｇが取り付けられており、クランクシャフト１６により駆動されて発電が行われる。

エンジンＥを始動するためスタータモータが駆動されると、スタータピニオンを介してスタータギヤ１が回転駆動され、クランクシャフト１６が駆動される。これにより、燃料ポンプ５２が駆動され、高圧の燃料が燃料通路系５４を介して燃料インジェクタ１２０の燃料室１２１内に供給される。なお、燃料ポンプ５２による圧力が所定の設定燃料圧Ｐfを超える場合においては、燃料圧レギュレータ５３により調圧され、余剰とされた燃料が余剰燃料戻し通路５５を介して燃料タンク５１に還流される。

また、クランクシャフト１６を回転させると、カムシャフト３４が回転駆動されるとともにポンプ駆動シャフト８４が回転駆動され、エアポンプ８０のポンプピストン８５が往復摺動する。これにより、エアクリーナ７０の入口開口Ｈａから外気が取り入れられ、第１空間Ｓａ１に流入したエアがフィルタエレメント７５を通過して濾過され、出口側空間Ｓｂに排出される。そして、出口開口Ｈｂに連通する吸気マニホールド２５の上流端２５ａから吸気マニホールド２５内に清浄化されたエアが流入する。吸気マニホールド２５に流入したエアは、吸気マニホールド２５に設けられた分岐部２５ｂに接続されるエア通路６５ａを介してエアポンプ８０に導かれ、エアポンプ８０から加圧されたエアが吐出される。吐出されたエアは、エアインジェクタ１１０の混合室１１１内に供給され、混合気として燃料インジェクタ１２０から噴射される燃料とともに燃焼室１１内に噴射される。

エアポンプ８０から吐出される加圧されたエアが所定の設定空気圧ＰAを超える場合には、空気圧レギュレータ９０により調圧される。空気圧レギュレータ９０の調圧で発生する余剰エアは、余剰エア通路６６を介してエアクリーナ７０の第２空間Ｓａ２に導かれる。第２空間Ｓａ２に導かれた余剰エアは、フィルタエレメント７５を通過して出口側空間Ｓｂに流入し、清浄化されたエアとなって循環される。

ここで、エンジンＥを始動させた直後においては、エアクリーナ周りの温度が低いため、余剰エアが第２空間Ｓａ２に還流されたときに余剰エアに含まれる水分が、第２空間Ｓａ２内で凝縮することがある。この凝縮により、第２空間Ｓａ２を形成するクリーナケースの入口側半体の側壁７２ｂあるいは仕切り部７２ａ、およびフィルタエレメント７５ａ１に水分が付着するようになる。エアクリーナ７０は出口側半体７３が下方に傾くようにして配設されているため、余剰エア通路６６が接続される開口７２ｃ、あるいは側壁７２ｂに付着した水分は、出口側に傾斜する側壁７２ｂを伝って下流側の開口７２ｄに導かれ、パイプ１０１を通ってキャッチタンク１００のタンク部１００ａ内に捕集される。また、仕切り部７２ａに凝縮した水分についても、側壁７２ｂに水滴として落下することにより、側壁７２ｂを伝って開口７２ｄからキャッチタンク１００のタンク部１００ａ内に捕集される。

また、本実施例においては側壁７２ｂに形成される２つの開口７２ｃ，７２ｄの間に延びて溝７２ｇを刻設しており、側壁７２ｂに付着した水分がこの溝７２ｇにより下流側の開口７２ｄへガイドされて伝い落ちるようになっている。

エンジンＥの駆動時間がある程度経過すると、エアクリーナ７０を始めとしてエンジン周りの温度が上昇する。この温度上昇に伴ってキャッチタンク１００のタンク部１００ａ内に捕集された水分Ｗは蒸発し、水蒸気となってパイプ１０１を通って第２空間Ｓａ２内に戻り、余剰エア通路６６を介して第２空間Ｓａ２に還流される余剰エアとともにフィルタエレメント７５を通過し、清浄化されたエアとして循環される。

このように、本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関の構成によると、エンジンＥの始動直後等において余剰エア内に含まれる水分がエアクリーナ７０内で凝縮したときに、クリーナケース７２の側壁７２ｂ等に付着した水分を、クリーナケース７２に備えたキャッチタンク１００で捕集できるようになっている。従来のこのようなキャッチタンク１００を設けていない形態であると、クリーナケースの側壁等に付着した水分についてもこの側壁を伝ってフィルタエレメント７５に付着するおそれがあったが、本発明によりこのような水分が捕集されてフィルタエレメント７５に付着する水分の量を低減し、フィルタエレメント７５の寿命を長くすることができる。

また、本実施例においては、入口側空間Ｓａをさらに２つの空間Ｓａ１，Ｓａ２に仕切って一方の空間（第２空間）Ｓａ２に余剰エアを還流させるようになっている。このため、凝縮した水分がフィルタエレメント７５に付着したとしても、その付着する部分は第２空間Ｓａ２に臨ませる部分７５ａ２のみである。このため、従来のように還流させるための空間を形成するための仕切り部７５ａを設けていない形態と比べ、水分が付着する部分の面積が小さくなる。また、同時に、入口開口Ｈａが連通する第１空間Ｓａが臨む部分７５ａ１、および出口開口Ｈｂが連通する出口側空間Ｓｂが臨む部分７５ｂ、すなわち、エア供給系６０（および吸気系）としてのエアの流れに係る部分には水分が付着することがない。このため、フィルタエレメント７５の性能の低下を防止して寿命を長くすることができる。なお、第２空間Ｓａ２は第１空間Ｓａ１よりも小さく形成しており、水分が付着するおそれのある部分７５ａ２が、より小さくなるように成形されている。

また、この仕切り部７２ａはクリーナケース７１に一体成形され、両半体７２，７３を組み付けることでこの仕切り部７２ａにより入口側空間Ｓａ１が仕切られるようになっており、入口側空間Ｓａ１を仕切るための特別な部材等を必要とせず、簡易に構成される。例えば、余剰エアを清浄化するためのエアクリーナ７０を別体として設ける形態と比べ、部品点数を減らしてエア供給系６０を簡易に構成することができる。また、余剰エアをフィルタエレメント７５で再度清浄化して循環させることができるため、出口側空間に還流させる形態と比べ、エア供給系６０（あるいは吸気系）の部品等の保守性を高めることができる。

また、本実施例においては、クリーナケース７２の側壁７２ｂに、キャッチタンク１００に繋がる下流側の開口７２ｄに向かって延びる溝７２ｇが形成しており、側壁７２ｂに凝縮した水分をこの溝７２ｇに案内することができ、凝縮した水分を効率よく捕集することができる。

なお、キャッチタンク１００に捕集された水分は、エアクリーナ周りの温度上昇に伴って蒸発し、第２空間内Ｓａ２に流入する余剰エアとともにフィルタエレメント７５を通過して循環され、フィルタエレメント７５に水分が付着することがない。

次いで、本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関の第２実施例について図９を参照して説明する。この第２実施例において、エンジンＥ、混合気噴射インジェクタ１３０、燃料供給系５０、エアコンプレッサ８０、空気圧レギュレータ９０、余剰エア通路６６等は上記第１実施例のものと同様であり、エアクリーナ１７０に特徴を有する。このため、第１実施例と同一の部材については同一の符号を付して重複説明を省略する。

本実施例のエアクリーナ１７０は、入口側半体１７２および出口側半体７３を組み付けてなるクリーナケース１７１と、クリーナケース１７１の内部空間Ｓを入口側空間Ｓａと出口側空間Ｓｂとに仕切って配設されるフィルタエレメント７５からなる。また、入口側半体１７２には仕切り部１７２ａが一体成形され、組付状態においてこの仕切り部１７２ａにより、入口側空間Ｓａが入口開口Ｈａが連通してフィルタエレメント７５ａ１に臨む第１空間Ｓａ１と、余剰エア通路６６が接続されて連通してフィルタエレメント７５ａ２に臨む第２空間Ｓａ２とに仕切られる。

入口側半体１７２には、第２空間Ｓａ２を形成する入口側半体１７２における仕切り部１７２ａに対向する側壁１７２ｂには、上記実施例と同様に上流側と下流側に２つの開口１７２ｃ，１７２ｄが設けられており、上流側の開口１７２ｃから円筒状に突出して設けられた管接続部１７２ｅに余剰エア通路６６が接続される。また、上記実施例と同様にして、側壁１７２ｂには、上流側の開口１７２ｃと下流側の開口１７２ｄとの間に延びる溝（図示略）が刻設される。側壁１７２ｂには、下流側の開口１７２ｂから管状に延びるパイプ部１７２ｈが成形され、このパイプ部１７２ｈの端部には空間が成形されてタンク部１７２ｔを形成している。

このような本実施例のエアクリーナ１７０の出口開口Ｈｂに対して吸気マニホールド２５の上流端２５ａを連通させてエアクリーナ１７０を設けることにより、上記実施例と同様にして下流側の開口１７２ｄからパイプ部１７２ｈを介して繋がるタンク部１７２ｔに、第２空間Ｓａ２を形成する入口側半体１７２の側壁１７２ｂ、仕切り部１７２ａに付着した水分を捕集することができ、フィルタエレメント７５の性能の低下を防止するとともに、寿命を長くすることができる。また、２つの開口１７２ｃ，１７２ｄの間に延びる溝により効率的に水分を捕集することができる。

また、本実施例においては、上記実施例のキャッチタンク１００に相当する部分が、入口側半体１７２の側壁１７２ｂにタンク部１７２ｔとして一体に成形されている。このため、部材点数、組付工数が削減された簡易な構成によりエア供給系６０を構成することができる。なお、捕集される水分はエアクリーナ１７０の温度上昇に伴って蒸発することから、本実施例のようにエアクリーナ１７０の内部構成として一体に成形しても保守性に支障はない。さらに、本実施例のタンク部１７２ｔは、上記実施例のキャッチタンク１００のようにエアクリーナ７０の外形輪郭線から外方に突出するようにして設けられておらず、従来のエアクリーナ１７０の外形に収まるようにして形成されている。このため、エアクリーナ１７０の他の部材の配設レイアウト等に対しても支障がない。

以上、本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関の実施例について説明したが、必ずしも上記実施例の形態に限られない。例えば、上記実施例では、エンジンＥとして単気筒の４ストロークタイプエンジンを例示して説明したが、多気筒のエンジンであってもよい。また、この内燃機関を有した車両として二輪車を例示したが、四輪車など、他の形態の車両に適用しても同様に実施可能であり、同様の効果を得ることができる。

本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関を有した二輪車のエンジンの断面図である。上記エンジンの正断面図である。本発明に係るエアアシスト燃料噴射式内燃機関におけるエア供給系および燃料供給系について示すブロック図である。エアポンプについて示す断面図である。エアポンプについて示す断面図である。空気圧レギュレータについて示す断面図である。第１実施例のエアクリーナおよびキャッチタンクについて示す断面図である。第１実施例の第２空間について示す断面図である。第２実施例のエアクリーナの断面図である。

符号の説明

Ｅエンジン
Ｈａ入口側空間
Ｈａ１第１空間
Ｈａ２第２空間
１０シリンダボディ
１３シリンダピストン
６０エア供給系
６６余剰エア通路
７０，１７０エアクリーナ
７１，１７１クリーナケース
７２ａ仕切り部
７５フィルタエレメント
８０エアポンプ
９０空気圧レギュレータ
１００キャッチタンク（水分捕集部）
１１０エアインジェクタ（エア噴射手段）
１３０混合気噴射インジェクタ
１７２ｔタンク部（水分捕集部）

Claims

内燃機関の燃料噴射時にエアを噴射するエア噴射手段と、
外部エアを清浄化するエアクリーナと、
前記エア噴射手段に加圧エアを導くコンプレッサと、
前記コンプレッサからの加圧エアの圧力が所定圧力を超えるときに余剰エアを放出し、エアの圧力を調圧するレギュレータと、
前記レギュレータからの余剰エアを前記エアクリーナに導く余剰エア通路とを有し、
前記エアクリーナが、ケースと、前記ケースの内部空間を仕切って配設されたフィルタエレメントとから構成され、
前記フィルタエレメントにより仕切られて形成される上流側の空間が、前記外部エアを取り入れる入口開口に連通して前記フィルタエレメントが臨む第１空間と、前記余剰エア通路が連通して前記フィルタエレメントが臨む第２空間とに仕切られており、
前記第２空間に水分捕集部が形成されることを特徴とするエアアシスト燃料噴射式内燃機関。
前記水分捕集部が、前記ケースに一体成形されることを特徴とする請求項１に記載のエアアシスト燃料噴射式内燃機関。