JP2007040169A - Engine, intake device provided on engine and vehicle equipped with engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の分岐路を有する吸気ポートを備えるエンジン、エンジンに設けられる吸気装置およびエンジンを備える車両に関する。 The present invention relates to an engine including an intake port having a plurality of branch paths, an intake device provided in the engine, and a vehicle including the engine.
4ストロークエンジンにおいては、燃焼室内にスワールまたはタンブルを発生させることにより、空気と燃料とを均一に混合させることができる。 In a 4-stroke engine, air and fuel can be mixed uniformly by generating swirl or tumble in the combustion chamber.
このように、燃焼室内にスワールを発生させるエンジンの吸気装置が特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されているエンジンは、直列に並ぶ4つの気筒を備える。4つの気筒に対応するように、4対の吸気バルブおよび4対の排気バルブが設けられている。 As described above, Patent Document 1 discloses an engine intake device that generates a swirl in a combustion chamber. The engine disclosed in Patent Document 1 includes four cylinders arranged in series. Four pairs of intake valves and four pairs of exhaust valves are provided to correspond to the four cylinders.
このエンジンの吸気装置においては、スロットルバルブが開くことにより、主吸気通路を通じて空気が吸気ポートに送られる。そこで、吸気ポートに設けられた燃料噴射装置から燃料が噴射されることにより、空気および燃料からなる混合気が燃焼室内に供給される。 In this engine intake device, when the throttle valve is opened, air is sent to the intake port through the main intake passage. Thus, fuel is injected from a fuel injection device provided in the intake port, whereby an air-fuel mixture consisting of air and fuel is supplied into the combustion chamber.
一方、主吸気通路と吸気ポートとの間には、スロットルバルブを迂回するように副吸気通路が形成されている。吸気ポートには、副吸気通路の出口としてノズルが設けられている。副吸気制御バルブが開くことにより、副吸気通路を通じて供給される空気がノズルから吸気ポート内に送られる。 On the other hand, an auxiliary intake passage is formed between the main intake passage and the intake port so as to bypass the throttle valve. The intake port is provided with a nozzle as an outlet of the auxiliary intake passage. By opening the auxiliary intake control valve, the air supplied through the auxiliary intake passage is sent from the nozzle into the intake port.
副吸気通路のノズルは、その軸心が燃焼室の内周面に沿うように指向されている。これにより、空気および燃料からなる混合気が燃焼室内に供給される際に、副吸気通路からノズルを通じて吸気ポート内に流入する空気が燃焼室の内周面を沿うように流れる。それにより、燃焼室内にスワールが発生する。
上記の吸気装置において、吸気ポート内に供給される燃料は液滴状態で燃料噴射装置から噴射される。冷機状態であるエンジンの始動時またはアイドリング時等には、吸気ポート内の温度が低く、吸気ポートを流れる空気の流速も小さい。この場合、燃焼室内にスワールを発生させても、燃料噴射装置から噴射される燃料を十分に微粒化させたり、十分に気化させることは困難である。 In the above intake device, the fuel supplied into the intake port is injected from the fuel injection device in a droplet state. When the engine in a cold state is started or idling, the temperature in the intake port is low, and the flow rate of air flowing through the intake port is low. In this case, even if swirl is generated in the combustion chamber, it is difficult to sufficiently atomize or sufficiently vaporize the fuel injected from the fuel injection device.
吸気ポート内において、微粒化または気化されない燃料は、液滴状態のまま吸気ポートの内壁面、吸気バルブの傘裏または吸気バルブの軸部等に付着する。このような液滴状態の燃料が燃焼室内に流入すると、燃焼室内の燃料が十分に燃焼しない。その結果、排気ガス中の有害物質を十分に低減することができない。 In the intake port, the fuel that is not atomized or vaporized adheres to the inner wall surface of the intake port, the back of the intake valve, the shaft portion of the intake valve, or the like in a droplet state. When the fuel in the droplet state flows into the combustion chamber, the fuel in the combustion chamber is not burned sufficiently. As a result, harmful substances in the exhaust gas cannot be sufficiently reduced.
これに対して、吸気ポートの内壁面、吸気バルブの傘裏または吸気バルブの軸部等に付着する液滴状態の燃料を、微粒化または気化させつつ燃焼室内へ供給するエンジンの構造が特許文献2に開示されている。 On the other hand, Patent Document 1 discloses an engine structure that supplies fuel in a droplet state adhering to the inner wall surface of the intake port, the back of the intake valve umbrella, the shaft portion of the intake valve, or the like into the combustion chamber while atomizing or vaporizing the fuel. 2 is disclosed.
特許文献2のエンジンにおいては、吸気ポートに設けられた副吸気通路の開口(出口)が吸気ポートの内壁面、吸気バルブの傘裏または吸気バルブの軸部等に向かって指向されている。 In the engine of Patent Document 2, the opening (exit) of the auxiliary intake passage provided in the intake port is directed toward the inner wall surface of the intake port, the back of the intake valve, the shaft portion of the intake valve, or the like.
この場合、吸気ポートの内壁面、吸気バルブの傘裏または吸気バルブの軸部等に付着する液滴状態の燃料が、副吸気通路の開口から流れる空気により吹き飛ばされる。これにより、液滴状態の燃料の微粒化および気化が促進されるとともに、燃料が吸気ポート内で滞留することなく燃焼室内に供給される。 In this case, fuel in a droplet state that adheres to the inner wall surface of the intake port, the umbrella back of the intake valve, the shaft portion of the intake valve, or the like is blown away by the air flowing from the opening of the auxiliary intake passage. Thereby, atomization and vaporization of the fuel in the droplet state are promoted, and the fuel is supplied into the combustion chamber without staying in the intake port.
ところで、特許文献1および特許文献2の吸気装置およびエンジンにおいては、吸気ポートが2つの吸気バルブにそれぞれ空気を円滑に導くように分岐している。以下、吸気ポートの2つの分岐路間の壁部を隔壁と呼ぶ。 By the way, in the intake device and the engine of Patent Document 1 and Patent Document 2, the intake port branches so as to smoothly guide air to the two intake valves, respectively. Hereinafter, the wall portion between the two branch paths of the intake port is referred to as a partition wall.
ここで、吸気ポートに設けられる燃料噴射装置は隔壁の上流側に位置する。これにより、実際には燃料噴射装置から噴射された液滴状態の燃料が隔壁の先端に付着する場合がある。この場合、燃料噴射装置から噴射された燃料を十分に燃焼させることができない。また、排気ガス中の有害物質を十分に低減することができない。 Here, the fuel injection device provided in the intake port is located on the upstream side of the partition wall. As a result, the fuel in the droplet state injected from the fuel injection device may actually adhere to the tip of the partition wall. In this case, the fuel injected from the fuel injection device cannot be burned sufficiently. Further, harmful substances in the exhaust gas cannot be sufficiently reduced.
上述のように、特許文献1のエンジンの吸気装置においては、副吸気通路のノズルが吸気ポートの一方の分岐路に設けられ、ノズルの軸心が燃焼室の内周面に指向されている。 As described above, in the engine intake device of Patent Document 1, the nozzle of the auxiliary intake passage is provided in one branch passage of the intake port, and the axis of the nozzle is directed to the inner peripheral surface of the combustion chamber.
また、特許文献2のエンジンにおいては、副吸気通路の開口が吸気ポートの各分岐路に設けられ、副吸気通路の開口が吸気ポートの内壁面、吸気バルブの傘裏または吸気バルブの軸部に向かって指向されている。 Further, in the engine of Patent Document 2, the opening of the auxiliary intake passage is provided in each branch passage of the intake port, and the opening of the auxiliary intake passage is formed on the inner wall surface of the intake port, the umbrella back of the intake valve, or the shaft portion of the intake valve. Oriented towards.
したがって、特許文献1および特許文献2の吸気装置およびエンジンにおいては、隔壁に付着した燃料を微粒化したり、気化したりすることができない。 Therefore, in the intake devices and engines of Patent Document 1 and Patent Document 2, the fuel adhering to the partition walls cannot be atomized or vaporized.
本発明の目的は、燃料を十分に燃焼させることができるとともに、排気ガス中の有害物質を十分に低減することができるエンジン、エンジンに設けられる吸気装置およびエンジンを備える車両を提供することである。 An object of the present invention is to provide an engine capable of sufficiently burning fuel and sufficiently reducing harmful substances in exhaust gas, an intake device provided in the engine, and a vehicle including the engine. .
(1)第1の発明に係るエンジンは、燃焼室と、燃焼室に混合気を供給するための複数の吸気弁と、燃焼室内に空気を導く主吸気通路と、主吸気通路内に空気を導く副吸気通路とを備え、主吸気通路は、複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁を介して分離された複数の分岐路を有するものである。また、このエンジンは、複数の分岐路内に燃料を噴射する燃料噴射装置をさらに備え、副吸気通路は、主吸気通路の隔壁の上流側で、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料に交差して他の分岐路内へと空気が噴出されるように配置されたものである。 (1) An engine according to a first aspect of the invention includes a combustion chamber, a plurality of intake valves for supplying an air-fuel mixture to the combustion chamber, a main intake passage for guiding air into the combustion chamber, and air in the main intake passage The main intake passage has a plurality of branch passages separated by partition walls so as to guide air to the plurality of intake valves, respectively. The engine further includes a fuel injection device that injects fuel into the plurality of branch passages, and the auxiliary intake passage is injected from the fuel injection device to one branch passage on the upstream side of the partition wall of the main intake passage. It is arranged so that air crosses over the fuel to be ejected into the other branch passage.
本発明に係るエンジンにおいては、主吸気通路により空気が燃焼室内に導かれる。また、燃料噴射装置により主吸気通路の複数の分岐路内に燃料が噴射される。複数の吸気弁のいずれかまたは全てが開くと、空気と燃料との混合気が燃焼室内に供給される。 In the engine according to the present invention, air is guided into the combustion chamber by the main intake passage. Further, the fuel is injected into the plurality of branch passages of the main intake passage by the fuel injection device. When any or all of the plurality of intake valves are opened, a mixture of air and fuel is supplied into the combustion chamber.
この場合、主吸気通路の隔壁の上流側において、副吸気通路から噴出される空気が、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料に交差して他の分岐路内に噴出される。これにより、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料が副吸気通路による強い気流にさらされる。その結果、燃料の微粒化および気化が十分に促進される。 In this case, on the upstream side of the partition wall of the main intake passage, the air injected from the auxiliary intake passage crosses the fuel injected from the fuel injection device to one branch passage and is injected into the other branch passage. . As a result, the fuel injected from the fuel injection device to the one branch passage is exposed to a strong airflow by the auxiliary intake passage. As a result, fuel atomization and vaporization are sufficiently promoted.
また、副吸気通路から他の分岐路内に噴出される空気が燃焼室内に流れ込むことにより、燃焼室内にスワールが発生する。それにより、燃焼室内で混合気中の空気と燃料との混合状態がより均一化される。その結果、燃焼室内で燃料を十分に燃焼させることができる。したがって、排気ガス中の有害物質が十分に低減される。 Further, swirl is generated in the combustion chamber by the air jetted from the auxiliary intake passage into the other branch passage into the combustion chamber. Thereby, the mixing state of the air and fuel in the air-fuel mixture in the combustion chamber is made more uniform. As a result, the fuel can be sufficiently burned in the combustion chamber. Therefore, harmful substances in the exhaust gas are sufficiently reduced.
(2)エンジンは、空気噴出ノズルをさらに備え、空気噴出ノズルは、主吸気通路内に噴出される空気流の中心軸が、隔壁の端部の近傍を通過するように副吸気通路に設けられてもよい。 (2) The engine further includes an air ejection nozzle, and the air ejection nozzle is provided in the sub-intake passage so that the central axis of the air flow ejected into the main intake passage passes near the end of the partition wall. May be.
この場合、副吸気通路から噴出される空気の強い気流により、主吸気通路の内壁面および隔壁の端部に付着する液滴状態の燃料を吹き飛ばすことができる。これにより、燃料が燃焼室内に液体の状態で流入することが防止され、排気ガス中の有害物質がより十分に低減される。 In this case, the fuel in a droplet state adhering to the inner wall surface of the main intake passage and the end of the partition wall can be blown off by the strong air current ejected from the auxiliary intake passage. As a result, the fuel is prevented from flowing into the combustion chamber in a liquid state, and harmful substances in the exhaust gas are more sufficiently reduced.
(3)複数の吸気弁のうち一の分岐路に設けられた一の吸気弁は、当該エンジンの回転数に応じて、他の分岐路に設けられた他の吸気弁のリフト量よりも小さいリフト量で移動し、または閉じた状態を維持してもよい。この場合、他の分岐路から空気が燃焼室に流れ込むことにより、燃焼室内に容易にスワールを発生させることができる。 (3) One intake valve provided in one branch path among a plurality of intake valves is smaller than the lift amount of another intake valve provided in another branch path in accordance with the rotational speed of the engine. It may be moved by the lift amount or kept closed. In this case, swirl can be easily generated in the combustion chamber by allowing air to flow into the combustion chamber from another branch path.
また、副吸気通路から噴出される空気が、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料を他の分岐路へと吹き飛ばすので、一の分岐路内に燃料が液体の状態で付着することが防止される。したがって、燃料が液体の状態で燃焼室内に流入することが防止される。 In addition, since the air ejected from the auxiliary intake passage blows off the fuel injected from the fuel injection device to one branch passage to the other branch passage, the fuel adheres to the one branch passage in a liquid state. It is prevented. Therefore, the fuel is prevented from flowing into the combustion chamber in a liquid state.
(4)燃料噴射装置は、複数の吸気弁のうち他の分岐路に設けられた少なくとも1つの吸気弁が開いているときに燃料を噴射してもよい。この場合、燃料噴射装置は全ての吸気弁が閉じている状態で燃料を噴射しないので、複数の分岐路内に燃料が液体の状態で付着することが防止される。したがって、燃料が液体の状態で燃焼室内に流入することが防止される。 (4) The fuel injection device may inject fuel when at least one intake valve provided in another branch path among the plurality of intake valves is open. In this case, since the fuel injection device does not inject fuel when all the intake valves are closed, the fuel is prevented from adhering to the plurality of branch paths in the liquid state. Therefore, the fuel is prevented from flowing into the combustion chamber in a liquid state.
(5)エンジンは、主吸気通路内で開閉自在に設けられる第1の開閉機構をさらに備えてもよい。この場合、第1の開閉機構の開度に応じて主吸気通路から燃焼室内に流入する空気の量を調整することができる。それにより、混合気の空燃比を適切に制御することができる。 (5) The engine may further include a first opening / closing mechanism provided to be freely opened and closed in the main intake passage. In this case, the amount of air flowing into the combustion chamber from the main intake passage can be adjusted according to the opening of the first opening / closing mechanism. Thereby, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture can be appropriately controlled.
(6)燃焼室は所定の方向に並ぶように複数設けられ、複数の燃焼室に対応して主吸気通路および副吸気通路は複数設けられ、複数の主吸気通路は互いに並列に配置され、複数の主吸気通路のうち両端の主吸気通路は、隔壁の上流側で内側に湾曲してもよい。 (6) A plurality of combustion chambers are provided in a predetermined direction, a plurality of main intake passages and sub-intake passages are provided corresponding to the plurality of combustion chambers, and the plurality of main intake passages are arranged in parallel with each other, The main intake passages at both ends of the main intake passage may be curved inward on the upstream side of the partition wall.
この場合、並列に配置された主吸気通路の幅が隔壁の上流側で小さくなる。したがって、このエンジンを備える鞍乗型車両においては、乗り手が主吸気通路の湾曲部の位置で小さく両足を開いてエンジンを容易に跨ぐことができる。 In this case, the width of the main intake passages arranged in parallel becomes smaller on the upstream side of the partition wall. Therefore, in a straddle-type vehicle equipped with this engine, the rider can easily straddle the engine by opening both legs small at the position of the curved portion of the main intake passage.
(7)複数の副吸気通路は、両端の主吸気通路よりも内側に配置されてもよい。これにより、このエンジンを備える鞍乗型車両においては、乗り手が主吸気通路の湾曲部の位置で副吸気通路に妨げられることなく小さく両足を開いてエンジンを容易に跨ぐことができる。 (7) The plurality of auxiliary intake passages may be disposed inside the main intake passages at both ends. As a result, in a saddle-ride type vehicle equipped with this engine, the rider can easily straddle the engine by opening both legs small without being obstructed by the auxiliary intake passage at the position of the curved portion of the main intake passage.
(8)エンジンは、副吸気通路内で開閉自在に設けられる第2の開閉機構をさらに備え、第2の開閉機構は、当該エンジンの回転数が最大回転数の2分の1以下のときに開いてもよい。 (8) The engine further includes a second opening / closing mechanism that is openable / closable in the auxiliary intake passage, and the second opening / closing mechanism is configured so that the engine speed is less than or equal to one half of the maximum engine speed. You may open it.
この場合、第2の開閉機構を開くことにより副吸気通路から主吸気通路内に強い気流を発生させることができる。また、第2の開閉機構を閉じることにより副吸気通路から主吸気通路内に空気を流入させないことができる。 In this case, a strong air flow can be generated from the auxiliary intake passage into the main intake passage by opening the second opening / closing mechanism. Further, by closing the second opening / closing mechanism, air can be prevented from flowing into the main intake passage from the auxiliary intake passage.
さらに、当該エンジンの回転数が最大回転数の2分の1以下のときに、主吸気通路内に強い気流を発生させることができる。 Furthermore, a strong air flow can be generated in the main intake passage when the rotational speed of the engine is less than or equal to half of the maximum rotational speed.
したがって、アイドリング時等のエンジンの低回転時に、燃焼室内で燃料を十分に燃焼させることができる。その結果、排気ガス中の有害物質が十分に低減される。 Therefore, the fuel can be sufficiently burned in the combustion chamber when the engine is running at low speed, such as when idling. As a result, harmful substances in the exhaust gas are sufficiently reduced.
(9)第2の発明に係る吸気装置は、燃焼室および複数の吸気弁を備えるエンジンに設けられる吸気装置であって、エンジンの燃焼室内に空気を導く主吸気通路と、主吸気通路内に空気を導く副吸気通路とを備え、主吸気通路は、エンジンの複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁を介して分離された複数の分岐路を有するものである。また、この吸気装置は、複数の分岐路内に燃料を噴射する燃料噴射装置をさらに備え、副吸気通路は、主吸気通路の隔壁の上流側で、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料に交差して他の分岐路内へと空気が噴出されるように配置されたものである。 (9) An intake device according to a second invention is an intake device provided in an engine including a combustion chamber and a plurality of intake valves, and a main intake passage that guides air into the combustion chamber of the engine, and a main intake passage The main intake passage has a plurality of branch passages separated by partition walls so as to guide air to the plurality of intake valves of the engine, respectively. The intake device further includes a fuel injection device that injects fuel into the plurality of branch passages, and the auxiliary intake passage is injected from the fuel injection device to one branch passage on the upstream side of the partition wall of the main intake passage. It is arranged so that the air is jetted into the other branch passage across the fuel to be discharged.
本発明に係る吸気装置においては、主吸気通路により空気がエンジンの燃焼室内に導かれる。また、燃料噴射装置により主吸気通路の複数の分岐路内に燃料が噴射される。エンジンの複数の吸気弁のいずれかまたは全てが開くと、空気と燃料との混合気が燃焼室内に供給される。 In the intake device according to the present invention, air is guided into the combustion chamber of the engine by the main intake passage. Further, the fuel is injected into the plurality of branch passages of the main intake passage by the fuel injection device. When any or all of the plurality of intake valves of the engine are opened, a mixture of air and fuel is supplied into the combustion chamber.
この場合、主吸気通路の隔壁の上流側において、副吸気通路から噴出される空気が、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料に交差して他の分岐路内に噴出される。これにより、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料が副吸気通路による強い気流にさらされる。その結果、燃料の微粒化および気化が十分に促進される。 In this case, on the upstream side of the partition wall of the main intake passage, the air injected from the auxiliary intake passage crosses the fuel injected from the fuel injection device to one branch passage and is injected into the other branch passage. . As a result, the fuel injected from the fuel injection device to the one branch passage is exposed to a strong airflow by the auxiliary intake passage. As a result, fuel atomization and vaporization are sufficiently promoted.
また、副吸気通路から他の分岐路内に噴出される空気が燃焼室内に流れ込むことにより、燃焼室内にスワールが発生する。それにより、燃焼室内で混合気中の空気と燃料との混合状態がより均一化される。その結果、燃焼室内で燃料を十分に燃焼させることができる。したがって、排気ガス中の有害物質が十分に低減される。 Further, swirl is generated in the combustion chamber by the air jetted from the auxiliary intake passage into the other branch passage into the combustion chamber. Thereby, the mixing state of the air and fuel in the air-fuel mixture in the combustion chamber is made more uniform. As a result, the fuel can be sufficiently burned in the combustion chamber. Therefore, harmful substances in the exhaust gas are sufficiently reduced.
(10)第3の発明に係る車両は、第1の発明に係るエンジンと、駆動輪と、エンジンにより発生される動力を駆動輪に伝達する伝達機構とを備えたものである。本発明に係る車両においては、エンジンにより発生された動力が、伝達機構により駆動輪に伝達され、駆動輪が回転する。 (10) A vehicle according to a third invention includes the engine according to the first invention, a drive wheel, and a transmission mechanism that transmits power generated by the engine to the drive wheel. In the vehicle according to the present invention, the power generated by the engine is transmitted to the drive wheels by the transmission mechanism, and the drive wheels rotate.
この車両に設けられるエンジンにおいては、主吸気通路により空気が燃焼室内に導かれる。また、燃料噴射装置により主吸気通路の複数の分岐路内に燃料が噴射される。複数の吸気弁のいずれかまたは全てが開くと、空気と燃料との混合気が燃焼室内に供給される。 In the engine provided in this vehicle, air is guided into the combustion chamber by the main intake passage. Further, the fuel is injected into the plurality of branch passages of the main intake passage by the fuel injection device. When any or all of the plurality of intake valves are opened, a mixture of air and fuel is supplied into the combustion chamber.
この場合、主吸気通路の隔壁の上流側において、副吸気通路から噴出される空気が、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料に交差して他の分岐路内に噴出される。これにより、燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料が副吸気通路による強い気流にさらされる。その結果、燃料の微粒化および気化が十分に促進される。 In this case, on the upstream side of the partition wall of the main intake passage, the air injected from the auxiliary intake passage crosses the fuel injected from the fuel injection device to one branch passage and is injected into the other branch passage. . As a result, the fuel injected from the fuel injection device to the one branch passage is exposed to a strong airflow by the auxiliary intake passage. As a result, fuel atomization and vaporization are sufficiently promoted.
また、副吸気通路から他の分岐路内に噴出される空気が燃焼室内に流れ込むことにより、燃焼室内にスワールが発生する。それにより、燃焼室内で混合気中の空気と燃料との混合状態がより均一化される。その結果、燃焼室内で燃料を十分に燃焼させることができる。したがって、排気ガス中の有害物質が十分に低減される。 Further, swirl is generated in the combustion chamber by the air jetted from the auxiliary intake passage into the other branch passage into the combustion chamber. Thereby, the mixing state of the air and fuel in the air-fuel mixture in the combustion chamber is made more uniform. As a result, the fuel can be sufficiently burned in the combustion chamber. Therefore, harmful substances in the exhaust gas are sufficiently reduced.
本発明に係るエンジン、エンジンに設けられる吸気装置およびエンジンを備える車両においては、主吸気通路内で燃料の微粒化および気化が十分に促進される。また、燃焼室内でスワールが発生する。それにより、燃焼室内で混合気中の空気と燃料との混合状態がより均一化される。その結果、燃焼室内で燃料を十分に燃焼させることができる。したがって、排気ガス中の有害物質が十分に低減される。 In the engine according to the present invention, an intake device provided in the engine, and a vehicle including the engine, fuel atomization and vaporization are sufficiently promoted in the main intake passage. In addition, swirl is generated in the combustion chamber. Thereby, the mixing state of the air and fuel in the air-fuel mixture in the combustion chamber is made more uniform. As a result, the fuel can be sufficiently burned in the combustion chamber. Therefore, harmful substances in the exhaust gas are sufficiently reduced.
本発明の一実施の形態に係るエンジン、エンジンに設けられる吸気装置およびエンジンを備える車両について説明する。なお、以下の説明では、車両として自動二輪車を説明する。 An engine according to an embodiment of the present invention, an intake device provided in the engine, and a vehicle including the engine will be described. In the following description, a motorcycle will be described as a vehicle.
(1) 自動二輪車の構造
図1は、本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の模式図である。
(1) Structure of Motorcycle FIG. 1 is a schematic diagram of a motorcycle according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本例の自動二輪車100においては、本体部70の前端にヘッドパイプ71が設けられている。ヘッドパイプ71にフロントフォーク72が左右方向に揺動可能に設けられている。フロントフォーク72の下端に前輪73が回転可能に支持されている。ヘッドパイプ71の上端にはハンドル74が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, in the
本体部70の上部においては、ハンドル74側から後方へ燃料タンク75、メインシート76aおよびタンデムシート76bが設けられている。
In the upper part of the
本体部70の下端に後方へ延びるリアアーム77が取り付けられている。リアアーム77の後端に後輪78が回転可能に支持されている。
A
また、本体部70の中央には、エンジン90が設けられている。エンジン90は吸気装置10を備える。
An
エンジン90の前部には、ラジエータ79が取り付けられている。エンジン90の排気ポートには排気管80が連通し、排気管80の後端にマフラー81が取り付けられている。
A
エンジン90のドライブシャフト88にスプロケット82が取り付けられている。スプロケット82は、チェーン83を介して後輪78の後輪スプロケット84に連結されている。
A
エンジン90の下端側方にシフトペダル85が設けられている。また、本体部70の下端部にはサイドスタンド86が設けられている。
A
(2) エンジンの構造
本実施の形態において、図1のエンジン90は、直列に並ぶ4つの気筒を備えた直列4気筒エンジンである。4つの気筒に対応するように、4対の吸気バルブおよび4対の排気バルブが設けられている。
(2) Engine structure In the present embodiment, the
図2は、図1のエンジン90の縦断面図である。図1のエンジン90はシリンダ60を備える。シリンダ60内に、ピストン61が上下方向に往復動可能に設けられている。シリンダ60およびシリンダヘッド62により燃焼室64が形成される。シリンダヘッド62の上部はシリンダヘッドカバー63で覆われている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
シリンダヘッド62の一方の側部から中央へ向かって水平に延びるとともに中央下部に向かって湾曲するように吸気ポート20が形成されている。吸気ポート20は後述するように2つの分岐路を有する。これら2つの分岐路間の壁部を隔壁と呼ぶ。図2では、吸気ポート20の一方の分岐路201および隔壁210が示されている。
The
吸気ポート20の上側には、燃料を噴射する燃料噴射装置(以下、インジェクタと呼ぶ)30が取り付けられている。インジェクタ30は、燃料の噴射方向が吸気ポート20の2つの分岐路内に向かうように指向されている。
A fuel injection device (hereinafter referred to as an injector) 30 for injecting fuel is attached to the upper side of the
さらに、吸気ポート20内の斜め上側には、副吸気管40の端部が開口している。図2では、副吸気管40を点線で示す。副吸気管40の内部空間により副吸気通路SPが形成される。副吸気通路SPは、後述のサージタンクの内部空間と連通している。
Further, an end of the
吸気ポート20内の副吸気管40の開口には、副吸気ノズル41が取り付けられている。副吸気ノズル41の軸心は、隔壁210の中心面を基準として、副吸気ノズル41と反対側の分岐路に向かうように指向されている。詳細は後述する。
An
吸気ポート20において、インジェクタ30の先端部は、隔壁210の上流側に位置する。また、副吸気ノズル41の先端部はインジェクタ30の先端部近傍でかつインジェクタ30の上流側に位置する。ここで、副吸気ノズル41の先端部とインジェクタ30の先端部との間の距離は、例えば5mm〜15mmである。
In the
シリンダヘッド62の吸気ポート20につながるようにスロットルボディ50が設けられている。吸気ポート20およびスロットルボディ50の内部空間により主吸気通路MPが形成される。主吸気通路MPは、後述のサージタンクの内部空間と連通している。
A
スロットルボディ50内には、スロットルバルブ51がスロットルボディ50の軸心CL1と交差する水平軸を中心に回動可能に設けられている。スロットルバルブ51は矢印Rで示すように回動する。これにより、スロットルバルブ51が開く。スロットルバルブ51が開くことにより、サージタンクから主吸気通路MPを通して燃焼室64内に流入する空気の流入量が増加する。
A
この場合、スロットルバルブ51が空気を吸気ポート20内の上部に案内することによりインジェクタ30の先端部近傍に強い気流が発生し、インジェクタ30から噴射された燃料の微粒化(霧化)および気化が促進される。なお、本実施の形態では、少なくとも後述の吸気バルブ14が開いたときにインジェクタ30から燃料が噴射される。
In this case, when the
一方、エンジン90の回転数が低い場合(例えば、最大回転数の1/2以下の場合)、またはスロットルバルブ51が閉じている場合等には、サージタンクから副吸気通路SPを通して燃焼室64内に空気が流入する。これにより、例えば、アイドリング状態(スロットルバルブ51が閉じた状態)のエンジン90の回転数(以下、アイドル回転数と呼ぶ。)が所定の値で安定して維持される。
On the other hand, when the rotational speed of the
ここで、副吸気管40の内径は、スロットルボディ50の内径よりもはるかに小さい。それにより、後述の吸気バルブ14が開いて吸気ポート20内の混合気が燃焼室64内に流入する際には、サージタンク内の空気が副吸気ノズル41から強い勢いで吸気ポート20内に流れ込む。
Here, the inner diameter of the
これにより、インジェクタ30の先端部近傍で、副吸気ノズル41の軸心に沿った気流が発生する。それにより、副吸気ノズル41の軸心が指向された方向に沿ってインジェクタ30から噴射された燃料の微粒化(霧化)および気化が促進される。また、吸気ポート20の内壁面および隔壁210等に付着する液滴状態の燃料が吹き飛ばされる。詳細は後述する。
As a result, an airflow along the axis of the
吸気ポート20の一方の分岐路201の下端開口には、吸気バルブ14が設けられている。図示しないが、吸気ポート20の他方の分岐路の下端開口にも吸気バルブが設けられている。
An
吸気バルブ14は傘部14aを有する。この吸気バルブ14は、スプリング16により傘部14aが吸気ポート20の下端のバルブシート14bの開口を閉じる方向(斜め上方向)に付勢されている。吸気バルブ14の上端部には吸気カム18が回転可能に設けられている。吸気カム18が回転することにより吸気バルブ14が開閉する。
The
シリンダヘッド12の他方の側部から中央下部に延びるように排気ポート99が形成されている。排気ポート99の下端開口には、排気バルブ15が設けられている。排気バルブ15は傘部15aを有する。この排気バルブ15は、スプリング17により傘部15aが排気ポート99の下端のバルブシート15bの開口を閉じる方向(斜め上方向)に付勢されている。排気バルブ15の上端部には排気カム19が回転可能に設けられている。排気カム19が回転することにより排気バルブ15が開閉する。
An
上記のエンジン90の構造において、吸気ポート20、インジェクタ30、副吸気管40、主吸気通路MPおよび副吸気通路SPは吸気装置10の一部を構成する。
In the structure of the
(3) 吸気装置の構造
図3は、図1および図2の吸気装置10の構成を説明するための模式的上面図である。図3においては、図2の吸気ポート20および燃焼室64を反転した形状により表す。
(3) Structure of Intake Device FIG. 3 is a schematic top view for explaining the configuration of the
上述のように、本実施の形態に係るエンジン90は、直列4気筒エンジンである。図3では、直列に並ぶ4つの気筒の各々の燃焼室に対して順に64a,64b,64c,64dの符号を付す。
As described above,
一方、吸気装置10は、4つの気筒に対応するように4つの吸気ポートを備える。燃焼室と同様に、直列に並ぶ4つの吸気ポートに対して順に20a,20b,20c,20dの符号を付す。
On the other hand, the
吸気ポート20aの2つの分岐路に符号201a,202aを付し、隔壁に符号210aを付す。さらに、吸気ポート20aに連通する副吸気管に符号40aを付す。
同様に、吸気ポート20bの2つの分岐路に符号201b,202bを付し、隔壁に符号210bを付す。吸気ポート20bに連通する副吸気管に符号40bを付す。
Similarly, reference numerals 201b and 202b are assigned to the two branch paths of the
また、同様に、吸気ポート20cの2つの分岐路に符号201c,202cを付し、隔壁に符号210cを付す。吸気ポート20cに連通する副吸気管に符号40cを付す。
Similarly,
さらに、同様に、吸気ポート20dの2つの分岐路に符号201d,202dを付し、隔壁に符号210dを付す。吸気ポート20dに連通する副吸気管に符号40dを付す。
Similarly,
図3に示すように、本実施の形態に係る吸気装置10は、長手形状を有するサージタンク500を備える。サージタンク500の一側方においては、サージタンク500の略中央から空気供給管501が延びている。空気供給管501は図示しない吸気系に連通している。
As shown in FIG. 3, the
サージタンク500の他側方においては、並列に並ぶ複数の分岐管として4つのスロットルボディ50が延びている。4つのスロットルボディ50は、それぞれ吸気ポート20a,20b,20c,20dと連通している。4つのスロットルボディ50および吸気ポート20a〜20dの内部空間が上述の主吸気通路MPに相当する。
On the other side of the
吸気ポート20a〜20dのうち、内側に位置する吸気ポート20b,20cと、外側に位置する吸気ポート20a,20dとは形状が異なる。吸気ポート20b,20cと、吸気ポート20a,20dとの形状の相違点については後述する。
Among the
吸気ポート20a〜20dにおいては、上述のように、図2のインジェクタ30が、吸気ポート20a〜20dの上部でかつ隔壁210a,210b,210c,210dの上流側に取り付けられている。さらに、インジェクタ30は隔壁210a〜210dの中心面に沿うように配置されている。
In the
内側のスロットルボディ50間においては、サージタンク500の中央から副吸気管40Xが延びている。副吸気管40Xは副吸気制御装置510に接続されている。副吸気管40Xは、副吸気制御装置510から4つの副吸気管40a,40b,40c,40dに分岐している。
Between the
上述のように、副吸気管40a〜40dは、それぞれ吸気ポート20a〜20dに連通し、副吸気管40a〜40dの開口に副吸気ノズル41が取り付けられている。これら副吸気管40a〜40dの内部空間が上述の副吸気通路SPに相当する。
As described above, the
副吸気管40aに取り付けられる副吸気ノズル41は、隔壁210aの中心面を基準として隣接する吸気ポート20bに近い側に配置されている。副吸気管40bに取り付けられる副吸気ノズル41は、隔壁210bの中心面を基準として隣接する吸気ポート20aに近い側に配置されている。
The
また、副吸気管40cに取り付けられる副吸気ノズル41は、隔壁210cの中心面を基準として隣接する吸気ポート20dに近い側に配置されている。副吸気管40dに取り付けられる副吸気ノズル41は、隔壁210dの中心面を基準として隣接する吸気ポート20cに近い側に配置されている。
Further, the
副吸気制御装置510は、副吸気バルブおよびその開閉状態を調整する制御部を内蔵する。制御部は、エンジン90の回転数、およびスロットルバルブ51の開度等に基づいて副吸気バルブの開度を調整する。副吸気制御装置510の制御部としては、CPU(中央演算処理装置)等が用いられる。
The auxiliary
エンジン90の回転数は図示しないエンジン回転数センサにより測定される。スロットルバルブ51の開度は図示しないスロットルバルブセンサにより測定される。
The rotational speed of the
例えば、副吸気制御装置510の制御部は、測定されたエンジン90の回転数が低い場合(例えば、最大回転数の1/2以下の場合)に副吸気バルブを開き、エンジン90の回転数が中程度または高い場合に副吸気バルブを閉じる。
For example, the control unit of the auxiliary
この場合、副吸気制御装置510の制御部は、副吸気バルブの開度を低い回転数から高い回転数にかけて連続的に小さくなるように調整してもよい。
In this case, the control unit of the auxiliary
これにより、上述のように、エンジン90のアイドリング時においても、副吸気通路SPから吸気ポート20a〜20dに所定量の空気を確実に流入させることができる。それにより、燃焼室64a〜64dに所定量の空気が流入し、安定したアイドル回転数を維持することができる。
As a result, as described above, even when the
また、例えば副吸気制御装置510の制御部は、スロットルバルブ51の開度が小さい場合に副吸気バルブを開き、スロットルバルブ51の開度が大きい場合に副吸気バルブを閉じる。
For example, the control unit of the auxiliary
この場合、副吸気制御装置510の制御部は、副吸気バルブの開度をスロットルバルブ51の開度が小さい状態から大きい状態にかけて連続的に小さくなるように調整してもよい。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。
In this case, the control unit of the auxiliary
さらに、例えば副吸気制御装置510の制御部は、エンジン90の温度が低い場合に副吸気バルブを開き、エンジン90の温度が高い場合に副吸気バルブを閉じる。なお、エンジン90の温度は図示しない水温センサにより測定される。
Further, for example, the control unit of the auxiliary
この場合、副吸気制御装置510の制御部は、副吸気バルブの開度をエンジン90の温度が低い状態から高い状態にかけて連続的に小さくなるように調整してもよい。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。
In this case, the control unit of the auxiliary
なお、副吸気制御装置510の制御部は、各種センサにより得られるエンジン90の回転数、スロットルバルブ51の開度、およびエンジン90の温度に基づいて副吸気バルブの開度を調整してもよい。
The control unit of the auxiliary
本実施の形態に係る吸気装置10において、副吸気管40a〜40dに取り付けられた副吸気ノズル41は、吸気ポート20a〜20d内で副吸気ノズル41の軸心に沿った気流を発生させることができる。
In the
したがって、インジェクタ30から噴射された燃料の微粒化(霧化)および気化を促進することができる。これにより、燃焼室64a〜64d内で燃料を十分に燃焼させることができる。
Therefore, atomization (atomization) and vaporization of the fuel injected from the
また、吸気ポート20a〜20dの内壁面および隔壁210a〜210d等に付着する液滴状態の燃料を吹き飛ばすことができる。これにより、燃焼室64a〜64d内に液体の状態で燃料が流入することが防止され、排気ガス中の有害物質が十分に低減される。
Further, it is possible to blow off fuel in a droplet state attached to the inner wall surfaces of the
(4) 副吸気ノズルの配置位置および指向方向
図3の副吸気ノズル41の好ましい配置位置および指向方向について説明する。なお、以下の説明では、内側の吸気ポート20b,20cと、外側の吸気ポート20a,20dとの形状の相違点についても説明する。
(4) Arrangement Position and Direction Direction of Sub Intake Nozzle A preferred arrangement position and direction of the
(4−a) 内側の吸気ポート、副吸気管および副吸気ノズル
内側の吸気ポート20bの形状について説明する。また、吸気ポート20bに連通する副吸気管40bの配置位置および副吸気ノズル41の指向方向について説明する。
(4-a) The shape of the inner intake port, the auxiliary intake pipe, and the auxiliary intake nozzle The
図4は図3の吸気装置10の内側の吸気ポート20bの拡大上面図であり、図5は図3の吸気装置10の内側の吸気ポート20bの拡大縦断面図である。図4においても、図2の吸気ポート20bおよび燃焼室64bを反転した形状により表す。
4 is an enlarged top view of the
以下の説明においては、吸気ポート20bの分岐していない部分を主管部203bと称する。また、以下の説明において、鉛直面とは、図2のシリンダ60の軸心に垂直な面(水平面)に直交するとともに、スロットルボディ50の軸心CL1と平行な面をいう。
In the following description, the non-branched portion of the
図4に示すように、図3の吸気装置10の吸気ポート20bの部分では、スロットルボディ50の軸心CL1と、吸気ポート20bの主管部203bの軸心CL2と、隔壁210bの中心面CL3と、インジェクタ30の軸心CL4とが、同じ鉛直面内に含まれる。
As shown in FIG. 4, in the portion of the
図4および図5に示すように、インジェクタ30は、隔壁210bの上流側に位置し、鉛直面内で傾斜している。インジェクタ30による燃料の噴射方向は、分岐路201a,201bの下端開口を指向している。図4および図5では、インジェクタ30による燃料の噴射領域が点線で示されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
副吸気管40bは、スロットルボディ50の斜め上方でスロットルボディ50に沿うように延びている。
The
副吸気管40bは、吸気ポート20bの近傍において、内側に向かってかつ斜め下方に傾斜するように曲折している。吸気ポート20bに対応する副吸気ノズル41の配置位置および指向方向は、例えば以下のように設定する。
The
副吸気ノズル41はインジェクタ30の近傍に配置する。なお、副吸気ノズル41はインジェクタ30の近傍であれば、インジェクタ30の上流側に配置してもよい。
The
副吸気ノズル41の指向方向は、副吸気ノズル41の軸心CL5が隔壁210bの上流側でインジェクタ30の軸心CL4を含む鉛直面と交差するように設定する。
The directing direction of the
また、副吸気ノズル41の指向方向は、副吸気ノズル41の軸心CL5が隔壁210bの上流側で隔壁210bの中心面CL3と交差するように設定する。
Further, the directing direction of the
この場合、図4に示すように、上方から見た場合に、副吸気ノズル41の軸心CL5が隔壁210bの上流側でインジェクタ30の軸心CL4と交差する。
In this case, as shown in FIG. 4, when viewed from above, the axis CL5 of the
また、図5に示すように、側方から見た場合に、副吸気ノズル41の軸心CL5が隔壁210bの上流側でインジェクタ30の軸心CL4と交差する。
Further, as shown in FIG. 5, when viewed from the side, the axial center CL5 of the
このように、副吸気ノズル41の配置位置および指向方向を設定することにより、副吸気ノズル41から吸気ポート20内に空気が流入する際には、図4および図5の白抜きの矢印WA1で示す方向に強い気流が発生する。
Thus, by setting the arrangement position and the directing direction of the
これにより、インジェクタ30から噴射される燃料が副吸気ノズル41による強い気流にさらされる。それにより、燃料の微粒化(霧化)および気化が十分に促進される。
As a result, the fuel injected from the
また、副吸気ノズル41から吸気ポート20内に空気が流入する際に、吸気ポート20内の空気および燃料からなる混合気が分岐路202bを通じて燃焼室64b内に円滑に導かれる。それにより、燃焼室64b内では、図4および図5の白抜きの矢印WA2で示すように、混合気が燃焼室64bの内周面に沿って流れ、スワールが発生する。
Further, when air flows into the
その結果、燃焼室64b内に導かれる混合気中の空気と燃料との混合状態がより均一化される。それにより、図1および図2のエンジン90のアイドリング時、エンジン90の回転数が低い場合、スロットルバルブ51の開度が小さい場合、またはエンジン90の温度が低い場合でも、混合気が効率よく十分に燃焼される。
As a result, the mixed state of the air and fuel in the air-fuel mixture guided into the
特に、エンジン90のアイドリング時には、エンジン90は安定したアイドル回転数を維持することができる。
In particular, when the
本実施の形態に係るエンジン90は、各気筒に対応して1対の吸気バルブ14および1対の排気バルブ15を備える。このような4バルブ方式のエンジン90には、バルブリフト可変機構を設けることができる。このバルブリフト可変機構は、バルブ休止機構を含む。
The
本実施の形態において、バルブリフト可変機構は、回転数が高い場合に1対の吸気バルブ14および1対の排気バルブ15を大きいリフト量で動作させ、回転数が中程度または低い場合に1つの吸気バルブ14および1つの排気バルブ15を小さいリフト量で動作させる。
In the present embodiment, the variable valve lift mechanism operates a pair of
なお、一般に、リフト量が小さいときにバルブ(吸気バルブおよび排気バルブ)がリフトされるクランク角の範囲は、リフト量が大きいときにバルブがリフトされるクランク角の範囲よりも小さい。 In general, the range of the crank angle at which the valve (intake valve and exhaust valve) is lifted when the lift amount is small is smaller than the range of the crank angle at which the valve is lifted when the lift amount is large.
特に、バルブリフト可変機構がバルブ休止機構である場合、バルブ休止機構は、回転数が高い場合に一対の吸気バルブ14および一対の排気バルブ15を大きいリフト量で動作させ、回転数が中程度または低い場合に1つの吸気バルブ14および1つの排気バルブ15の動作を休止させる。
In particular, when the variable valve lift mechanism is a valve deactivation mechanism, the valve deactivation mechanism operates the pair of
図6は、バルブリフト可変機構によりエンジン90の回転数が高い場合と回転数が低い場合とで変化する1つの吸気バルブ14のリフト量を説明するための図である。図6において、横軸はクランク角(エンジン90の図示しないクランクシャフトの回転角度)を表し、縦軸は1つの吸気バルブ14のリフト量(吸気バルブ14の上下方向の変位量)を表す。
FIG. 6 is a diagram for explaining the lift amount of one
図6の太い実線で示すように、バルブリフト可変機構は、エンジン90の回転数が高い場合(例えば、最大回転数の2/3よりも高い場合)に、1つの吸気バルブ14を最大変位量が第1のリフト量αとなるように移動させる。
As shown by a thick solid line in FIG. 6, the variable valve lift mechanism allows one
一方、図6の太い一点鎖線で示すように、バルブリフト可変機構は、エンジン90の回転数が中程度または低い場合(例えば、最大回転数の2/3以下の場合)に、1つの吸気バルブ14を最大変位量が第2のリフト量βとなるように移動させる。
On the other hand, as shown by a thick dashed line in FIG. 6, the variable valve lift mechanism has one intake valve when the rotation speed of the
さらに、バルブリフト可変機構がバルブ休止機構である場合、図6の太い点線で示すように、バルブ休止機構は、エンジン90の回転数が中程度または低い場合(例えば、最大回転数の2/3以下の場合)に、1つの吸気バルブ14の動作を休止させる。この場合の1つの吸気バルブ14の最大変位量は0である。
Further, when the variable valve lift mechanism is a valve deactivation mechanism, as shown by a thick dotted line in FIG. 6, the valve deactivation mechanism has a medium or low rotation speed of the engine 90 (for example, 2/3 of the maximum rotation speed). In the following case), the operation of one
なお、上記において、エンジン90の回転数が中程度または低い場合の第2のリフト量βは、例えば第1のリフト量αの約1/2以下に設定される。
In the above description, the second lift amount β when the rotational speed of the
すなわち、第2のリフト量βは、一対の吸気バルブのうちの他の吸気バルブ14の最大リフト量の2分の1以下、または、1つの吸気バルブ14の最大リフト量の2分の1以下に設定される。
That is, the second lift amount β is less than or equal to one half of the maximum lift amount of the
ここでは1つの吸気バルブ14についてのみ説明したが、1つの排気バルブ15についても同様に、エンジン90の回転数に応じてリフト量が変化する。
Although only one
このように、バルブリフト可変機構(バルブ休止機構)は、回転数が中程度または低いときに、例えば1対の吸気バルブ14のうち副吸気ノズル41の指向方向に位置する吸気バルブ(分岐路202b側に位置する吸気バルブ)のみを大きいリフト量で動作させる。
Thus, the variable valve lift mechanism (valve deactivation mechanism) is, for example, an intake valve (branch path 202b) positioned in the direction of the
これにより、混合気が一方の分岐路202bから燃焼室64b内に導入されるので、混合気が燃焼室64b内に偏心して流入する。それにより、効率的かつ確実に燃焼室64b内にスワールを発生させることができる。
Thereby, the air-fuel mixture is introduced into the
ここで、本実施の形態の吸気装置10においては、上述のように副吸気ノズル41から分岐路202bへと強い気流を発生させることができる。それにより、より効率的かつ確実に燃焼室64b内にスワールを発生させることができる。
Here, in the
また、1対の吸気バルブ14がともに開く場合であっても、混合気が分岐路202b側に流れる。したがって、本実施の形態に係るエンジン90においては、バルブリフト可変機構(バルブ休止機構)を設けない場合でもバルブリフト可変機構(バルブ休止機構)を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
Further, even when the pair of
さらに、インジェクタ30から分岐路201bへ向かって噴射される燃料が、副吸気ノズル41から流入する空気により分岐路202b側に吹き飛ばされる。
Further, the fuel injected from the
換言すれば、インジェクタ30から他方の分岐路201bへ噴射される燃料の流れが、副吸気ノズル41からの空気流により一方の分岐路202bへと向かうように変更される。これにより、エンジン90の回転数が中程度または低い場合に、小さいリフト量で動作される(休止される)1つの吸気バルブ14側の分岐路201bの内壁に燃料が液体の状態で付着することが防止される。したがって、燃料が液体の状態で燃焼室64b内に流入することが防止される。
In other words, the flow of the fuel injected from the
以下の説明において、隔壁210bの先端部、すなわち2つの分岐路201b,202bの分岐部分における隔壁210bの稜線部分を隔壁先端部と称する。副吸気ノズル41は円筒形状を有する。したがって、副吸気ノズル41の空気の噴出部の内径を噴出口内径と称する。
In the following description, the tip of the
図7は、副吸気ノズル41の好ましい指向方向を説明するための図である。
FIG. 7 is a view for explaining a preferable directing direction of the
図4および図7に示すように、副吸気ノズル41の軸心CL5は隔壁210bの隔壁先端部CUに近接するように指向されることがより好ましい。なお、図7では、隔壁210bの隔壁先端部CUが太線により示されている。
As shown in FIGS. 4 and 7, it is more preferable that the axial center CL5 of the
具体的には、副吸気ノズル41は、噴出される空気流の中心軸(副吸気ノズル41の軸心CL5)が隔壁210bの隔壁先端部CUから上流側に噴出口内径の0倍以上1.2倍以下の範囲NAを通過するように副吸気管40bに設けられることがより好ましい。この場合、隔壁210bの隔壁先端部CU周辺に強い気流が発生する。
Specifically, the
インジェクタ30から噴射される燃料は、液体の状態で隔壁210bの先端部に付着する場合がある。このような場合でも、上記のように副吸気ノズル41が指向されていると、隔壁210bの隔壁先端部CUに付着した燃料が強い気流により吹き飛ばされ、燃焼室64bに送られる。
The fuel injected from the
その結果、インジェクタ30から噴射された燃料を十分に燃焼させることができる。また、隔壁210bの隔壁先端部CUに付着した燃料が液体の状態で燃焼室64b内に流入することも防止される。したがって、排気ガス中の有害物質がより十分に低減される。
As a result, the fuel injected from the
上記の構成において、図4に示すように、インジェクタ30の軸心CL4を含む鉛直面と、副吸気ノズル41の軸心CL5との間の角度θは、15°〜45°の範囲に設定することが好ましい。
In the above configuration, as shown in FIG. 4, the angle θ between the vertical plane including the axis CL4 of the
図3に示したように、内側の吸気ポート20cの形状は、鉛直面を基準として上記の吸気ポート20bの形状と対称である。したがって、内側の吸気ポート20cにおいても、上記と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 3, the shape of the
(4−b) 外側の吸気ポート、副吸気管および副吸気ノズル
外側の吸気ポート20aの形状について説明する。以下の説明では、上述の吸気ポート20bと異なる点について説明する。また、吸気ポート20aに連通する副吸気管40aの配置位置および副吸気ノズル41の指向方向について説明する。
(4-b) Outer intake port, auxiliary intake pipe and auxiliary intake nozzle The shape of the
図8は、図3の吸気装置10の外側の吸気ポート20aの拡大上面図である。図8においても、吸気ポート20aおよび燃焼室64aを反転した形状により表す。以下の説明においても、吸気ポート20aの分岐していない部分を主管部203aと称する。
FIG. 8 is an enlarged top view of the
図8に示すように、外側の吸気ポート20aにおいては、主管部203aの軸心CL2が湾曲している。具体的には、主管部203aの軸心CL2は、スロットルボディ50との連通部から下流に向かうにつれてエンジン90の外側(図3の吸気ポート20bの反対側)へと湾曲している。
As shown in FIG. 8, in the
したがって、吸気ポート20a内の隔壁210aは、上方から見た場合、スロットルボディ50の軸心CL1から外側に所定の距離Gオフセットされている。
Therefore, the
このように、本実施の形態では、外側に位置する吸気ポート20aが上流から下流にかけて外側へ湾曲し、副吸気管40aがスロットルボディ50よりも内側に設けられる。
As described above, in the present embodiment, the
図3に示したように、他方の外側の吸気ポート20dの形状は、鉛直面を基準として上記の吸気ポート20aの形状と対称である。また、副吸気管40dとスロットルボディ50との位置関係も、鉛直面を基準として副吸気管40aとスロットルボディ50との位置関係と対称となっている。
As shown in FIG. 3, the shape of the other
さらに、複数のスロットルボディ50の各々は、互いにほぼ同一の径を有し、燃焼室64a〜64dの径(シリンダボア)よりも小さくなるように形成されている。
Furthermore, each of the plurality of
上述のように、吸気ポート20a内の隔壁210aが、スロットルボディ50の軸心CL1から外側に所定の距離Gオフセットされている。換言すれば、本例では、スロットルボディ50の軸心CL1は、上方から見た場合に、燃焼室64aの軸心から内側に所定の距離Gオフセットされている。
As described above, the
このように、一方側のスロットルボディ50の軸心と他方側のスロットルボディ50の軸心とが各々に対応する燃焼室64a,64dの軸心に対して内側にオフセットされていることにより、一方側のスロットルボディ50の外側と他方側のスロットルボディ50の外側との間の距離が、一方側の燃焼室64aの外側と他方側の燃焼室64dの外側との間の距離よりも小さくなっている。
As described above, the axial center of the
なお、一方側のスロットルボディ50の外側と他方側のスロットルボディ50の外側との間の距離と、一方側の燃焼室64aの外側と他方側の燃焼室64dの外側との間の距離との差分値は、図8の距離Gの2倍の値と、燃焼室64aの径とスロットルボディ50の径との差分値との加算値となる。
The distance between the outside of the
図9は、図1の自動二輪車100にライダーが乗車した様子を示す図である。図9に示すように、ライダーMは本体部70を跨いで自動二輪車100に乗車する。
FIG. 9 is a diagram showing a rider riding on the
ここで、エンジン90は、例えば図2のシリンダ60が前方側に位置し、図3のサージタンク500が後方側に位置するように自動二輪車100の本体部70に設けられる。
Here, the
したがって、自動二輪車100に設けられるエンジン90においては、並列に並ぶ複数のスロットルボディ50の部分の幅が、複数の燃焼室64a〜64dの部分の幅よりも小さい。なお、ここで表記する幅とは、自動二輪車100の左右方向における長さをいう。
Therefore, in the
そこで、本実施の形態に係る自動二輪車100においては、ライダーMの両足が複数のスロットルボディ50の両脇(例えば、図8の破線Sで囲む領域)に位置するように、エンジン90を本体部70に設ける。
Therefore, in the
それにより、ライダーMは、自動二輪車100の乗車時に、幅が小さく形成された複数のスロットルボディ50の部分を容易に跨ぐことができる。
Accordingly, the rider M can easily straddle the portions of the plurality of
本実施の形態では、車両としてエンジン90を備える自動二輪車100を説明したが、エンジン90および吸気装置10は、バギー、自動三輪車、ジェットスキー、スノーモービルおよび自動車等の他の車両にも用いることができる。
Although the
特に、エンジン90および吸気装置10は、バギー、自動三輪車、ジェットスキーおよびスノーモービル等の鞍乗型車両に適用することが好ましい。
In particular, the
(5) 請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以上、本実施の形態においては、吸気バルブ14が吸気弁に相当し、吸気ポート20およびスロットルボディ50の内部空間からなる主吸気通路MPが主吸気通路に相当し、副吸気管40の内部空間からなる副吸気通路SPが副吸気通路に相当し、インジェクタ30が燃料噴射装置に相当する。
(5) Correspondence relationship between each constituent element of claims and each part of the embodiment As described above, in the present embodiment, the
また、分岐路202a,201b,202c,201dが一の分岐路に相当し、分岐路201a,202b,201c,202dが他の分岐路に相当し、副吸気ノズル41が空気噴出ノズルに相当し、スロットルバルブ51が第1の開閉機構に相当し、副吸気制御装置510が第2の開閉機構に相当する。
Further, the
さらに、自動二輪車100の後輪78が駆動輪に相当し、ドライブシャフト88、スプロケット82およびチェーン83が伝達機構に相当し、自動二輪車100が車両に相当する。また、隔壁210bの隔壁先端部CUが隔壁の端部に相当する。
Further, the
本発明は、自動二輪車、四輪の自動車等のエンジンを備える種々の車両および船舶等に利用することができる。 The present invention can be used for various vehicles and ships equipped with engines such as motorcycles and automobiles of four wheels.
10 吸気装置
14 吸気バルブ
20,20a,20b,20c,20d 吸気ポート
30 インジェクタ
40 副吸気管
41 副吸気ノズル
50 スロットルボディ
51 スロットルバルブ
64,64a,64c,64d 燃焼室
78 後輪
88 ドライブシャフト
82 スプロケット
83 チェーン
90 エンジン
100 自動二輪車
201,201a,201b,201c,201d,202a,202b,202c,202d 分岐路
210,210a,210b,210c,210d 隔壁
510 副吸気制御装置
CU 隔壁先端部
MP 主吸気通路
SP 副吸気通路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記燃焼室に混合気を供給するための複数の吸気弁と、
前記燃焼室内に空気を導く主吸気通路と、
前記主吸気通路内に空気を導く副吸気通路とを備え、
前記主吸気通路は、前記複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁を介して分離された複数の分岐路を有し、
前記複数の分岐路内に燃料を噴射する燃料噴射装置をさらに備え、
前記副吸気通路は、前記主吸気通路の前記隔壁の上流側で、前記燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料に交差して他の分岐路内へと空気が噴出されるように配置されたことを特徴とするエンジン。 A combustion chamber;
A plurality of intake valves for supplying an air-fuel mixture to the combustion chamber;
A main intake passage for guiding air into the combustion chamber;
A sub-intake passage for guiding air into the main intake passage;
The main intake passage has a plurality of branch paths separated through a partition so as to guide air to the plurality of intake valves, respectively.
A fuel injection device for injecting fuel into the plurality of branch paths;
The sub-intake passage intersects the fuel injected from the fuel injection device into one branch passage on the upstream side of the partition wall of the main intake passage, and air is jetted into the other branch passage. An engine characterized by being arranged in.
前記空気噴出ノズルは、前記主吸気通路内に噴出される空気流の中心軸が、前記隔壁の端部の近傍を通過するように前記副吸気通路に設けられたことを特徴とする請求項1記載のエンジン。 An air ejection nozzle,
2. The air injection nozzle is provided in the auxiliary intake passage so that a central axis of an air flow injected into the main intake passage passes in the vicinity of an end portion of the partition wall. The listed engine.
前記複数の燃焼室に対応して前記主吸気通路および前記副吸気通路は複数設けられ、
前記複数の主吸気通路は互いに並列に配置され、
前記複数の主吸気通路のうち両端の主吸気通路は、前記隔壁の上流側で内側に湾曲することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエンジン。 A plurality of the combustion chambers are provided in a predetermined direction,
A plurality of the main intake passages and the sub intake passages are provided corresponding to the plurality of combustion chambers,
The plurality of main intake passages are arranged in parallel with each other,
The engine according to claim 1, wherein main intake passages at both ends of the plurality of main intake passages are curved inward on the upstream side of the partition wall.
前記第2の開閉機構は、当該エンジンの回転数が最大回転数の2分の1以下のときに開くことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のエンジン。 A second opening / closing mechanism provided to be freely opened and closed in the auxiliary intake passage;
The engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the second opening / closing mechanism opens when the rotational speed of the engine is equal to or less than half of the maximum rotational speed.
前記エンジンの前記燃焼室内に空気を導く主吸気通路と、
前記主吸気通路内に空気を導く副吸気通路とを備え、
前記主吸気通路は、前記エンジンの前記複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁を介して分離された複数の分岐路を有し、
前記複数の分岐路内に燃料を噴射する燃料噴射装置をさらに備え、
前記副吸気通路は、前記主吸気通路の前記隔壁の上流側で、前記燃料噴射装置から一の分岐路へと噴射される燃料に交差して他の分岐路内へと空気が噴出されるように配置されたことを特徴とする吸気装置。 An intake device provided in an engine including a combustion chamber and a plurality of intake valves,
A main intake passage for directing air into the combustion chamber of the engine;
A sub-intake passage for guiding air into the main intake passage;
The main intake passage has a plurality of branch paths separated through a partition so as to guide air to the plurality of intake valves of the engine,
A fuel injection device for injecting fuel into the plurality of branch paths;
The sub-intake passage intersects the fuel injected from the fuel injection device into one branch passage on the upstream side of the partition wall of the main intake passage, and air is jetted into the other branch passage. An air intake device characterized by being arranged in
駆動輪と、前記エンジンにより発生される動力を前記駆動輪に伝達する伝達機構とを備えることを特徴とする車両。 An engine according to any one of claims 1 to 8,
A vehicle comprising drive wheels and a transmission mechanism for transmitting power generated by the engine to the drive wheels.
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JPH0395076A (en) * | 1989-09-07 | 1991-04-19 | Ricoh Co Ltd | Automatic supply and exhaust device for document sheet |
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