JP2007009881A - 自動二輪車の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気量応答性の向上を図ると共に、フューエルインジェクタへのエンジンからの熱や振動の伝達を抑制した自動二輪車の燃料噴射装置を提供するにある。
【解決手段】スロットル操作により開閉される主スロットルバルブ４０と電子的に開閉駆動が制御される副スロットルバルブ４１とを有するスロットルボディ１７を備え、このスロットルボディ１７をインテークパイプ３１を介してエンジン１６を構成するシリンダヘッド２３に接続すると共に、インテークパイプ３１とシリンダヘッド２３との間に弾性体から形成されるインシュレータ３８を配置し、インテークパイプ３１に第一フューエルインジェクタ４３を、スロットルボディ１７に第二フューエルインジェクタ４５をそれぞれ装着したものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動二輪車の燃料噴射装置に関する。

エンジンに混合気を供給する手段としてキャブレタを用いるものがあるが、エンジンの特性と、走行の要求に応えるために、近年、キャブレタの代わりに燃料噴射装置を備えたエンジンが多くなった。燃料噴射装置は、スロットル開度、エンジン回転数、エンジン温度、外気温度・気圧などをセンサで感知し、その情報をコンピューターで処理して補正値を求め、その時最も適切な必要燃料量をフューエルインジェクタでエンジンの吸気通路に直接噴射するものであり、燃焼効率がよく出力の向上が図れると共に、最低必要量しか燃料を噴射しないので燃料消費量も少ないなどの利点がある。

ところで、自動二輪車のエンジンのようにその回転数の変動が大きく、また頻繁な場合、一つのフューエルインジェクタではエンジンに要求される燃料の供給が充分に対応しきれない場合があるため、吸気通路を構成する例えばスロットルボディやその近傍に複数のフューエルインジェクタを配置して対応するようにしたものがある。

複数のフューエルインジェクタの配置例としては、フューエルインジェクタをスロットルボディと、その上流に配置されるエアクリーナの内部にそれぞれ設けたものや（例えば特許文献１参照）、フューエルインジェクタをスロットルボディの下流側に位置するシリンダヘッド本体と、スロットルボディの上流に配置されるエアクリーナにそれぞれ設けたものや、フューエルインジェクタをシリンダヘッド本体と、その上流のスロットルボディにそれぞれ設けたもの（例えば特許文献２参照）等がある。
特開平７−３３２２０８号公報 特開２００５−１６３９１号公報

しかしながら、エアクリーナの内部にフューエルインジェクタを設けようとする場合、エアクリーナが大型してしまい、例えば燃料タンクの下方にエアクリーナを配置するような車両では燃料タンクの容量を減少させてしまうと共に、燃料タンクの容量を優先的に確保すればエアクリーナ容量を減少させてしまう結果になる。

また、フューエルインジェクタをシリンダヘッド本体に直接取り付ける場合、精密な電子部品であるフューエルインジェクタにエンジンからの熱や振動が伝わり、好ましくない。

さらに、ひとつのスロットルボディに複数のフューエルインジェクタを取り付ける場合、周辺に取り付けスペースが少なく、フューエルインジェクタの噴出孔位置や取り付け角度等を考慮するとレイアウトの自由度がない。

さらにまた、フューエルインジェクタを燃焼室から遠ざけるとエンジンの空気量応答性が低下してしまう。特に、ダブルスロットル仕様のスロットルボディを備えるエンジンは、吸入空気量を正確に制御するために採用されるため、この制御された吸入空気に見合った燃料噴射が要求され、燃焼室への正確且つ応答性の良い燃料の供給が望まれる。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、空気量応答性の向上を図ると共に、フューエルインジェクタへのエンジンからの熱や振動の伝達を抑制した自動二輪車の燃料噴射装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自動二輪車の燃料噴射装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、スロットル操作により開閉される主スロットルバルブと電子的に開閉駆動が制御される副スロットルバルブとを有するスロットルボディを備え、このスロットルボディをインテークパイプを介してエンジンを構成するシリンダヘッドに接続すると共に、上記インテークパイプと上記シリンダヘッドとの間に弾性体から形成されるインシュレータを配置し、上記インテークパイプに第一フューエルインジェクタを、上記スロットルボディに第二フューエルインジェクタをそれぞれ装着したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記副スロットルバルブは上記主スロットルバルブの上流側に離間して設けられると共に、上記第二フューエルインジェクタを、上記副スロットルバルブの下流近傍に配設したものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、上記インテークパイプの、上記シリンダヘッドとの接続端面と上記スロットルボディ側の接続端面とに傾斜角を与えて形成すると共に、上記インテークパイプの上記シリンダヘッドとの接続端面を、上記シリンダヘッドのシリンダブロックとの接合面と略直交するように形成したものである。

そして、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、上記インテークパイプおよびスロットルボディの吸気通路を挟んだ上記シリンダヘッドの反対側の上記インテークパイプ壁部に上記第一フューエルインジェクタを配置すると共に、車両側面視で、上記インテークパイプおよびスロットルボディの、吸気通路に対して上記第一フューエルインジェクタが取り付けられた側と同じ側の上記スロットルボディ壁部に上記第二フューエルインジェクタを配置したものである。

そしてまた、上述した課題を解決するために、請求項５に記載したように、上記第一フューエルインジェクタの方を上記第二フューエルインジェクタより上記吸気通路の軸線に対して寝かせた状態で取り付けたものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、上記スロットルボディを、弾性体から形成されるジョイントパイプを介して上記インテークパイプに接続したものである。

本発明に係る自動二輪車の燃料噴射装置によれば、フューエルインジェクタが燃焼室に近接して配置できるため、空気量応答性の向上を図ることができる。また、フューエルインジェクタへのエンジンからの熱や振動の伝達が抑制可能となる。

さらに、仕様の異なるエンジンに対しても共通のスロットルボディが使用可能となる。そして、燃料配管の短縮化が図れる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明を適用した自動二輪車の一例を示す左側面図である。図１に示すように、この自動二輪車１は車体フレーム２を有し、その前方にヘッドパイプ３が設けられる。ヘッドパイプ３には図示しないサスペンション機構を内装し、前輪４を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク５やハンドルバー６等から構成されるステアリング機構７が設けられ、ハンドルバー６により前輪４が左右に回動自在に操舵される。

一方、車体フレーム２は、例えばツインチューブ型のもので、主にヘッドパイプ３の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に斜下後方に延びるタンクレールを兼ねた左右一対のメインフレーム８と、これらのメインフレーム８の後端部に一体に接続され、略上下方に向かって延びる左右一対のセンターフレーム９と、これらのセンターフレーム９の後上端から斜め後上方に延びる左右一対のシートレール１０とから構成される。

メインフレーム８の上方には燃料タンク１１が配置され、シートレール１０の上方には運転シート１２が配置される。また、センターフレーム９の略中央下部にはピボット軸１３が架設され、このピボット軸１３にスイングアーム１４がピボット軸１３廻りにスイング自在に枢着されると共に、このスイングアーム１４の後端に後輪１５が回動自在に軸支される。

車体の中央下部、燃料タンク１１下方の車体フレーム２には４サイクル多気筒エンジン１６が搭載される。エンジン１６の後上部にはエンジン吸気系を構成するスロットルボディ１７が接続され、このスロットルボディ１７の上流側にエアクリーナ１８が接続される。

一方、エンジン１６の前部にはエンジン排気系を構成するエキゾーストパイプ１９が接続され、エンジン１６の下部を回って後方に延びると共に、車体の一側、本実施形態においては後輪１５の右側、にはマフラ２０が斜め後上がりに配置され、エキゾーストパイプ１９とマフラ２０とが接続管２１によって接続される。

さらに、この自動二輪車１は車体の少なくとも一部、本実施形態においては前部から中央下部にかけて、が流線形のカウリング２２で覆われており、走行中の空気抵抗低減と、走行風圧からのライダの保護とが図られている。

図２は、エンジン１６を構成するシリンダヘッド２３およびこのシリンダヘッド２３に接続される上記スロットルボディ１７の縦断面図であり、その第一実施形態を示す。また、図３はこの自動二輪車１の燃料系統図である。図２および図３に示すように、シリンダヘッド２３には図示しないシリンダブロックとの接合面２４に、図示しないシリンダと整合する燃焼室２５が形成される。この燃焼室２５からは例えばシリンダヘッド２３の後面に向かって吸気通路を構成する吸気ポート２６が斜め後上方に向かって形成されると共に、燃焼室２５から例えばシリンダヘッド２３の前面に向かって排気通路を構成する排気ポート２６が斜め前上方に向かって形成され、これらの吸・排気ポート２６，２７は吸・排気バルブ２８，２９によって開閉される。

吸気ポート２６の入口部分が形成されるシリンダヘッド２３の後面は、シリンダヘッド２３のシリンダブロックとの接合面２４と略直交するように形成され（シリンダの軸線３０と略平行）、このシリンダヘッド２３後面にインテークパイプ３１およびゴムや樹脂等の弾性体から形成されるジョイントパイプ３２を介して前記スロットルボディ１７が接続される。

インテークパイプ３１のシリンダヘッド２３との接続端面３３とジョイントパイプ３２との接続端面３４とは傾斜角３５（挟み角度）を持って形成され、インテークパイプ３１内に形成される吸気通路３６の軸線３７がシリンダの軸線３０に対して斜め後上方に向かって傾斜するように構成される。また、インテークパイプ３１はシリンダヘッド２３の後面にゴムや樹脂等の弾性体から形成されるインシュレータ３８を挟んで接続される。

一方、このスロットルボディ１７はその内部に形成される吸気通路３９に一対のスロットルバルブ４０，４１が吸気通路３９の軸方向に離間して設けられたダブルスロットル仕様のものである。インテークパイプ３１側に設けられるスロットルバルブは主スロットルバルブ４０であり、ライダのスロットル操作により開閉される。また、エアクリーナ１８側、すなわち主スロットルバルブ４０の上流側に離間して設けられるスロットルバルブは副スロットルバルブ４１であり、電子的に開閉駆動が制御される。

インテークパイプ３１およびスロットルボディ１７の吸気通路３６，３９を挟んだシリンダヘッド２３の反対側、すなわちインテークパイプ３１の下面の壁部にはインジェクタ取り付けボス４２が一体に形成され、このボス４２に第一フューエルインジェクタ４３が、吸気ポート２６を指向するように取り付けられる。また、車両側面視において、インテークパイプ３１およびスロットルボディ１７の、吸気通路３６，３９に対して第一フューエルインジェクタ４３が取り付けられた側と同じ側、すなわちスロットルボディ１７の下面、且つ副スロットルバルブ４１の下流近傍の壁部には他のインジェクタ取り付けボス４４が一体に形成され、このボス４４に第二フューエルインジェクタ４５が、副スロットルバルブ４１の下流近傍を指向するように取り付けられる。そして、各フューエルインジェクタ４３，４５の取り付け角度は、吸気通路３６の軸線３７に対して第一フューエルインジェクタ４３の方が第二フューエルインジェクタ４５より寝かせた状態で取り付けられる。

図３に示すように、燃料タンク１１の例えば前下部にはエアクリーナ１８の収納部１１ａが凹設されてエアクリーナ１８が収納される。また、スロットルボディ１７は燃料タンク１１の略中央直下に配置されると共に、例えば燃料タンク１１後下内部の最深部には燃料ポンプ４６が内装される。

燃料ポンプ４６からは前方のスロットルボディ１７に向かって燃料供給ホース４７が延びる。燃料供給ホース４７の下流端はデリバリパイプ４８の略中央に接続され、このデリバリパイプ４８の両端がそれぞれ第一フューエルインジェクタ４３および第二フューエルインジェクタ４５の燃料供給部４３ａ，４５ａに接続される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

シリンダヘッド２３後面に形成された吸気通路を構成する吸気ポート２６の入口部分に、ゴムや樹脂等の弾性体から形成されるインシュレータ３８を挟んで、インテークパイプ３１およびスロットルボディ１７を接続し、このインテークパイプ３１に第一フューエルインジェクタ４３を、またスロットルボディ１７に第二フューエルインジェクタ４５をそれぞれ装着したことにより、スロットルボディ１７より下流（燃焼室２５側）に配置される第一フューエルインジェクタ４３と燃焼室２５との距離が近接するので、エンジン１６の空気量応答性が向上し、燃料を応答性良く供給できる。

また、ダブルスロットル仕様のスロットルボディ１７を備える本実施形態で示すような高回転・高出力型の特性を有するエンジン１６のシリンダヘッド２３は非常に高温となるが、シリンダヘッド２３とインテークパイプ３１とを別体に設けてそれらの間にインシュレータ３８を介装すれば、インテークパイプ３１に装着された第一フューエルインジェクタ４３にエンジン１６のシリンダヘッド２３からの熱や振動が伝達され難くなる。特にフューエルインジェクタ４３，４５は精密な電子部品であって振動に弱いため、インシュレータ３８の効果は大きい。

ところで、副スロットルバルブ４１は主スロットルバルブ４０の開度に応じた開度特性を備えており、副スロットルバルブ４１が中開度以上のときに第二フューエルインジェクタ４５が補助的に燃料を噴射するように設定されている。そこで、スロットルボディ１７に装着される第二フューエルインジェクタ４５を、副スロットルバルブ４１の下流近傍に配設し、副スロットルバルブ４１が中開度以上のときに第二フューエルインジェクタ４５からの燃料噴射を直接副スロットルバルブ４１に当てるようにすれば燃料の霧化が促進される。

一方、シリンダヘッド２３内に形成される、吸気通路を構成する吸気ポート２６はシリンダの軸線３０に対して傾斜した状態で形成されるが、この傾斜角は各エンジンの仕様によって異なる。そこで、インテークパイプ３１のシリンダヘッド２３との接続端面３３とスロットルボディ１７側のジョイントパイプ３２との接続端面３４とに傾斜角３５（挟み角度）を与えれば、この傾斜角３５を適宜設定することにより仕様の異なるエンジンに対しても共通のスロットルボディ１７が使用可能となり、コストの削減に繋がる。

また、逆にインテークパイプ３１の傾斜角３５を変更することによりシリンダヘッド２３に対するスロットルボディ１７の取り付け角の変更が容易になる。その結果、シリンダヘッド２３とスロットルボディ１７とを共通使用可能になる。

さらに、インテークパイプ３１のシリンダヘッド２３との接続端面３３（すなわちシリンダヘッド２３の後面）を、シリンダヘッド２３のシリンダブロックとの接合面２４と略直交するように形成したことにより、シリンダヘッド２３鋳造用の型成形が簡素化できる。

さらにまた、インテークパイプ３１およびスロットルボディ１７の吸気通路３６，３９を挟んだシリンダヘッド２３の反対側のインテークパイプ３１壁部に第一フューエルインジェクタ４３を配置すると共に、車両側面視で、インテークパイプ３１およびスロットルボディ１７の、吸気通路３６，３９に対して第一フューエルインジェクタ４３が取り付けられた側と同じ側のスロットルボディ１７壁部に第二フューエルインジェクタ４５を配置したことにより、インテークパイプ３１およびスロットルボディ１７の吸気通路３６，３９の一方側で燃料配管（燃料供給ホース４７およびデリバリパイプ４８）を集約して配索できる。その結果、少ないスペースを有効に利用できる。

また、インテークパイプ３１およびスロットルボディ１７の吸気通路３６，３９とシリンダヘッド２３との間のスペースは狭小であるため、吸気通路３６，３９を挟んだシリンダヘッド２３の反対側にフューエルインジェクタ４３，４５を配設するようにすれば十分な取り付けスペースを確保できる。その結果、レイアウトの自由度が増し、フューエルインジェクタ４３，４５の噴出孔位置や取り付け角度等の最適化を図ることができる。

さらに、図３に示すように、燃料ポンプ４６はインテークパイプ３１の後方に配置されているため、吸気通路３６，３９を挟んだシリンダヘッド２３の反対側にフューエルインジェクタ４３，４５を配設するようにすれば燃料配管（燃料供給ホース４７およびデリバリパイプ４８）を短くでき、その結果配管内の抵抗を低減させることができる。

さらにまた、下流側（シリンダヘッド２３側）に配置される第一フューエルインジェクタ４３の方を第二フューエルインジェクタ４５より吸気通路３６の軸線３０に対して寝かせた状態で取り付けたことにより、両インジェクタ４３，４５の燃料供給部４３ａ，４５ａを近接した位置に配設できるため、燃料供給部４３ａ，４５ａ同士を繋ぐデリバリパイプ４８を短縮化できる。また、第一フューエルインジェクタ４３を吸気バルブ２８のステム２８ａ近傍を指向させることにより、燃料の霧化促進が図られる。

一方、スロットルボディ１７には主スロットルバルブ４０および副スロットルバルブ４１の図示しない開度センサが備えられているため、エンジン１６からの振動が伝わらない構造が求められる。そこで、スロットルボディ１７を、ゴムや樹脂等の弾性体から形成されるジョイントパイプ３２を介してインテークパイプ３１に接続すれば、各開度センサおよび第二フューエルインジェクタ４５に伝わるエンジン１６からの振動が低減される。また、インテークパイプ３１の内径の異なる仕様に対しても、ジョイントパイプ３２を変更すれば同一のスロットルボディを共通使用可能となる。

図４は、エンジン１６を構成するシリンダヘッド２３およびこのシリンダヘッド２３に接続される上記スロットルボディ１７の縦断面図であり、その第二実施形態を示す。なお、第一実施形態に示すものと同一の構成部材には同一の符号を付す。

上述した第一実施形態においてはスロットルボディ１７を、ゴムや樹脂等の弾性体から形成されるジョイントパイプ３２を介してインテークパイプ３１に接続した例を示したが、シリンダヘッド２３とインテークパイプ３１との間に介装されるインシュレータ３８によってエンジン１６からの熱や振動が十分に抑制される場合、図４に示すように、スロットルボディ１７を直接インテークパイプ３１に接続することも可能である。

スロットルボディ１７を直接インテークパイプ３１に接続することにより、スロットルボディ１７自体が燃焼室２５に接近するため、エンジン１６の空気量応答性がさらに向上すると共に、吸気通路３６，３９全体の長さが短縮化されるので、出力特性が向上する。さらに、部品点数が減ることにより、コストおよび重量の低減が図れる。

本発明に係る自動二輪車の燃料噴射装置の一実施形態を示す自動二輪車の左側面図。 エンジンを構成するシリンダヘッドおよびこのシリンダヘッドに接続されるスロットルボディの第一実施形態の縦断面図。 自動二輪車の燃料系統図。 エンジンを構成するシリンダヘッドおよびこのシリンダヘッドに接続されるスロットルボディの第二実施形態の縦断面図。

符号の説明

１ 自動二輪車
１６ エンジン
１７ スロットルボディ
２３ シリンダヘッド
２４ シリンダヘッドのシリンダブロックとの接合面
２６ 吸気ポート（吸気通路）
３１ インテークパイプ
３２ ジョイントパイプ
３３ インテークパイプのシリンダヘッドとの接続端面
３４ インテークパイプのスロットルボディ側の接続端面
３５ 傾斜角
３６ インテークパイプ内に形成される吸気通路
３７ 吸気通路の軸線
３８ インシュレータ
３９ スロットルボディ内に形成される吸気通路
４０ 主スロットルバルブ
４１ 副スロットルバルブ
４３ 第一フューエルインジェクタ
４５ 第二フューエルインジェクタ

Claims (6)

1. スロットル操作により開閉される主スロットルバルブと電子的に開閉駆動が制御される副スロットルバルブとを有するスロットルボディを備え、このスロットルボディをインテークパイプを介してエンジンを構成するシリンダヘッドに接続すると共に、上記インテークパイプと上記シリンダヘッドとの間に弾性体から形成されるインシュレータを配置し、上記インテークパイプに第一フューエルインジェクタを、上記スロットルボディに第二フューエルインジェクタをそれぞれ装着したことを特徴とする自動二輪車の燃料噴射装置。
2. 上記副スロットルバルブは上記主スロットルバルブの上流側に離間して設けられると共に、上記第二フューエルインジェクタを、上記副スロットルバルブの下流近傍に配設した請求項１記載の自動二輪車の燃料噴射装置。
3. 上記インテークパイプの、上記シリンダヘッドとの接続端面と上記スロットルボディ側の接続端面とに傾斜角を与えて形成すると共に、上記インテークパイプの上記シリンダヘッドとの接続端面を、上記シリンダヘッドのシリンダブロックとの接合面と略直交するように形成した請求項１または２記載の自動二輪車の燃料噴射装置。
4. 上記インテークパイプおよびスロットルボディの吸気通路を挟んだ上記シリンダヘッドの反対側の上記インテークパイプ壁部に上記第一フューエルインジェクタを配置すると共に、車両側面視で、上記インテークパイプおよびスロットルボディの、吸気通路に対して上記第一フューエルインジェクタが取り付けられた側と同じ側の上記スロットルボディ壁部に上記第二フューエルインジェクタを配置した請求項１、２または３記載の自動二輪車の燃料噴射装置。
5. 上記第一フューエルインジェクタの方を上記第二フューエルインジェクタより上記吸気通路の軸線に対して寝かせた状態で取り付けた請求項４記載の自動二輪車の燃料噴射装置。
6. 上記スロットルボディを、弾性体から形成されるジョイントパイプを介して上記インテークパイプに接続した請求項１〜５のいずれかに記載の自動二輪車の燃料噴射装置。

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