JP2012122331A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】
燃料噴射弁から噴射された燃料の霧化を促進できるエンジンを提供する。
【解決手段】
吸気装置１６は、吸気通路１８の上流側に配設された第１スロットル弁２２と、該第１スロットル弁２２より下流側に配設された第２スロットル弁２３とを有し、前記第１スロットル弁２２は、第１弁板２２ａの下側部分ｃ１が上側部分ｃ２より下流側に位置するように斜めに配置され、前記第２スロットル弁２３は、第２弁板２３ａの下側部分ｄ１が上側部分ｄ２より上流側に位置するよう斜めに配置され、さらに前記第２スロットル弁２３は、前記第１スロットル弁路２２に遅れて、かつ該第１スロットル弁２２の逆回りに開かれる。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動二輪車に好適なエンジンに関し、より詳細には燃料噴射弁から噴射された燃料を低吸入空気量運転域でも霧化を促進できるようにしたものに関する。

燃料噴射弁を備え、シリンダヘッドの吸気ポート内に燃料を噴射供給するようにしたエンジンでは、吸入空気量が少ない低速回転・低負荷運転域では、前記燃料の霧化が十分に行われない。そこで、吸気通路内に、第１スロットル弁と第２スロットル弁を設け、該吸気通路の第１，第２スロットル弁間部分と燃料噴射弁の噴射ノズル配置部とを副通路で接続し、低速回転・低負荷運転域では、前記第２スロットル弁を全閉状態に保持し、または僅かに開くことにより、前記副通路を介して空気を前記噴射された燃料に吹き付け、もって霧化を促進するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−２８６０９２号公報

ところで燃焼状態や排気ガス性状の改善を図るために、前記霧化をより一層促進することが要請されている。前記霧化の促進を図るには、前記第２スロットル弁が全閉及び僅かに開いた運転域において、空気をより確実に前記副通路に導入できるようにすることが必要である。

本発明は、前記従来の実情に鑑みてなされたもので、燃料噴射弁から噴射された燃料の霧化を促進できるエンジンを提供することを課題としている。

本発明は、燃焼室に連通する吸気ポートに燃料を供給する燃料噴射弁と、前記燃焼室に空気を供給する吸気装置とを備え、クランク軸を車幅方向に向けて車両に搭載されるエンジンであって、前記吸気装置は、前記吸気ポートに接続された吸気通路と、該吸気通路に配設され、第１弁軸と該第１弁軸と共に回転する第１弁板を有する第１開閉弁と、前記吸気通路の前記第１開閉弁より下流側に配設され、第２弁軸と該第２弁軸と共に回転する第２弁板を有する第２開閉弁と、前記吸気通路の第１，第２開閉弁間部分と前記燃料噴射弁の噴射ノズル配置部とを接続する副通路とを有し、前記第１開閉弁及び第２開閉弁は、前記第１弁軸及び第２弁軸がクランク軸と平行になるように前記吸気通路に配設され、前記第１開閉弁は、全閉時において、前記第１弁板の、前記吸気通路の軸線を挟んで前記副通路の接続口の反対側部分が接続口側部分より下流側に位置するように斜めに配置され、前記第２開閉弁は、全閉時において、前記第２弁板の、前記吸気通路の軸線を挟んで前記副通路の接続口の反対側部分が接続口側部分より上流側に位置するように斜めに配置され、前記第２開閉弁は、前記第１開閉弁に遅れて、かつ該第１開閉弁の逆回りに開かれることを特徴としている。

本発明によれば、第１開閉弁の第１弁板を、吸気通路の軸線を挟んで副通路の接続口の反対側部分が接続口側部分より下流側に位置するように斜めに配置し、同様に第２開閉弁の第２弁板を、吸気通路の軸線を挟んで副通路の接続口の反対側部分が接続口側部分より上流側に位置するように斜めに配置し、さらに前記第２開閉弁を、前記第１開閉弁に遅れて、かつ該第１開閉弁の逆回りに開くように構成した。そのため吸気を、第１，第２開閉弁間に接続された副通路を介して、燃料噴射弁のノズル配置部に確実に供給でき、噴射された燃料の霧化を促進できる。

即ち、第１開閉弁が少し開かれると、吸気は吸気通路と第１弁板の前記接続口の反対側部分との間を通って第１，第２開閉弁間に進入し、斜めに配置された第２弁板に沿って前記副通路内に案内され、前記ノズル配置部に確実に導入され、噴射された燃料の霧化を促進できる。

本発明の実施例１によるエンジンが搭載された自動二輪車の左側面図である。 前記エンジンの右側面図である。 前記エンジンの燃料噴射弁配置状態を示す断面図（図２のIII-III線断面図)である。 前記エンジンのスロットルボディ部分の断面側面図である。 前記エンジンのスロットルボディにおける吸気の流れを説明するための模式図である。 本発明の実施例２による開閉伝達機構を説明するための断面側面図である。

図１ないし図５は、本発明の実施例１によるエンジンを説明するための図である。なお、本実施例で前後，左右という場合は、特記なき限りシートに着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１はいわゆるスクータ型の自動二輪車である。この自動二輪車１の車体フレーム２は、その前端部の車幅方向中心に設けられたヘッドパイプ２ａと、該ヘッドパイプ２ａから下方に延びるメインパイプ２ｂと、該メインパイプ２ｂの下部から後方に略水平に延び、続いて上方に立ち上がり、さらに後斜め上方に延びる左右のサイドフレーム２ｃを備えている。

前記ヘッドパイプ２ａによりフロントフォーク３が左右操向可能に支持されており、該フロントフォーク３の、下端部に前輪４が支持され、上端部に操向ハンドル５が取り付けられている。また前記サイドフレーム２ｃの上方立ち上がり部付近にエンジン６がクランク軸を車幅方向に向けて、かつ上下揺動可能に懸架支持されている。このエンジン６の伝動ケース７の後端部に後輪８が支持されている。また前記サイドフレーム２ｃの後斜め上方に延びるシートレール２ｄ部分の上方にシート９が搭載されている。該シート９の下方には、収納ボックス２７が配設されており、該収納ボックス２７の上端開口は前記シート９により開閉可能となっている。そして前記車体フレーム２の周囲及び前記収納ボックス２７の左右側方は車体カバー１０により覆われている。

前記エンジン６は、クランク軸及び変速機が収容されたクランクケース１１と、該クランクケース１１に接続一体化されたエンジン本体１２と、前記クランクケースから後方に延びる前記伝動ケース７とを有する。前記エンジン本体１２は、前記クランクケース１１の前壁１１ａに、シリンダ軸線Ｃを略水平に、かつ車両前後方向の前方に向けて接続されたシリンダボディ１２ａと、該シリンダボディ１２ａに接続されたシリンダヘッド１２ｂと、該シリンダヘッド１２ｂに装着されたヘッドカバー１２ｃとを有する。

前記シリンダヘッド１２ｂのシリンダボディ１２ａ側合面部分には燃焼凹部１２ｄが凹設され、該燃焼凹部１２ｄには、吸気弁１５で開閉される吸気弁開口１２ｅが形成されている。この吸気弁開口１２ｅは吸気ポート１２ｆにより前記シリンダヘッド１２ｂの上壁に導出されている。

また前記シリンダヘッド１２ｂには、燃料噴射弁１３を装着するための弁孔１２ｈが前記吸気ポート１２ｆに開口するように形成されている。前記燃料噴射弁１３は、前記吸気弁１５の傘部１５ａの裏面に向かって燃料を噴射供給するようにその配置位置及び配置方向が設定されている。

前記燃料噴射弁１３は、弁本体１３ａと、該弁本体１３ａのノズル部１３ｂが嵌合挿着されるアダプタ１４と、前記弁本体１３ａの燃料導入部１３ｃに接続された燃料供給レール２４とを有する。前記アダプタ１４は前記弁孔１２ｈ内に挿入され、該アダプタ１４のフランジ部１４ａが前記弁孔１２ｈの開口縁部１２ｉに圧接している。前記燃料供給レール２４は、燃料導入管部２４ａと、取付けボス部２４ｂとを有し、該取付けボス部２４ｂは、前記弁孔１２ｈに隣接するように並列配置されたボルト２４ｃにより前記アダプタ１４と共にシリンダヘッド１２ｂに締め付け固定されている。このようにして燃料噴射弁１３は、高圧燃料が導入されても前記弁孔１２ｈから抜けることのないようシリンダヘッド１２ｂに確実に固定されている。

前記弁孔１２ｈと前記アダプタ１４の先端部に形成されたミキシング部１４ｂとの間には空間ａが形成されており、該ミキシング部１４ｂには前記空間ａに連通する複数の連通孔１４ｃが形成されている。

前記吸気ポート１２ｆの外部開口１２ｊには、吸気装置１６が接続されている。この吸気装置１６は、前記エンジン６の伝動ケース７上に搭載されたエアクリーナ１７と、該エアクリーナ１７と前記吸気ポート１２ｆの外部開口１２ｊとを連通接続する吸気通路１８とを有する。

前記吸気通路１８は、前記外部開口１２ｊに接続されたスロットルジョイント１９と、該スロットルジョイント１９にジョイントリング１９ａを介して接続されたスロットルボディ２０と、該スロットルボディ２０と前記エアクリーナ１７とを接続する吸気ダクト２１とを有する。

前記吸気通路１８は、上方に向かって開口する前記外部開口１２ｊから、スロットルジョイント１９により車両前後方向の前斜め上方に屈曲し、ここから前記エンジン６の上壁と前記収納ボックス２７の底壁２７ａとの間を直線状に後方斜め上方に延び、さらに後方斜め下方に延びて前記エアクリーナ１７に接続されている。

前記スロットルボディ２０は、金属製の円筒状のもので、バタフライ式の第１スロットル弁（第１開閉弁）２２と、これより下流側に配置された同じくバタフライ式の第２スロットル弁（第２開閉弁）２３とを有する。第１スットル弁２２は、第１弁軸２２ａと、これにボルト締め固定され、該第１弁軸２２ａと共に回転する第１弁板２２ｂとを有する。同様に前記第２スットル弁２３は、第２弁軸２３ａと、これにボルト締め固定され、該第２弁軸２３ａと共に回転する第２弁板２３ｂとを有する。

ここで前記第１弁板２２ｂは、全閉状態において、スロットルボディ２０の軸線Ｌを挟んで、後述する副通路２６の接続口２０ｂの反対側部分（下側部分）ｃ１が接続口２０ｂ側部分（上側部分）ｃ２より下流側に位置するよう斜めに配置されている。一方、前記第２弁板２３ａは、全閉状態で、前記軸線Lを挟んで前記接続口２０ｂ側部分（下側部分）ｄ１が接続口２０ｂ側部分（上側部分）ｄ２より上流側に位置するよう斜めに配置されている。

前記第１スロットル弁２２の第１弁軸２２ａの軸方向左端部には、スロットルプーリ２２ｃが取付けられている。該スロットルプーリ２２ｃはスロットルケーブル２２ｄにより、前記操向ハンドル５に装着されたスロットルグリップ（不図示）に連結されている。運転者がスロットルグリップを回動させると、前記第１スロットル弁２２がスロットルボディ２０のスロットル通路２０ａを開閉する。なお、前記第１，第２スロットル弁２２，２３は、図示しない復帰ばねによってその全閉位置に付勢されている。

また、前記スロットルボディ２０には、前記第１スロットル弁２２の開閉動作を第２スロットル弁２３に伝達する開閉伝達機構２５が、スロットルボディ２０の車幅方向右側に位置するように設けられている。この開閉伝達機構２５はカム式のものであり、第１カム部材を構成する前記スロットルプーリ２２ｃ及び該スロットルプーリ２２ｃの外周縁部に植設された駆動ピン２５ａと、前記第２スロットル弁２３の第２弁軸２３ａに固定された従動レバー（第２カム部材）２５ｂとで構成されている。

ここで、車両右側方から見ると、図２，図４に示すように、前記開閉伝達機構２５は、その大部分が前記スロットルボディ２０の右側壁と重なっている。つまり、前記開閉伝達機構２５は、前記スロットルボディ２０の上方，下方にはほとんど突出していない。一方、前記開閉伝達機構２５は、車両右側方から視認可能となっており、該開閉伝達機構２５のメンテナンス等を容易に実行できる配置となっている（図２参照）。なお、１２ｋは前記開閉伝達機構２５とシリンダブロック１２ａの上壁との間に配置された保護プレートである。

前記第１，第２スロットル弁２２，２３が共に全閉位置にあるとき、前記駆動ピン２５ａと従動レバー２５ｂのカム面２５ｃとの間に隙間ｂが設けられている。従って、前記第２スロットル弁２３は、前記隙間ｂに対応する角度分、第１スロットル弁２２に遅れて開くこととなる。なお、第１スロットル弁２２が全開となるときに第２スロットル弁２３も全開となる。

前記スロットルグリップの回動操作によって第１スロットル弁２２が図４で反時計回りに回転駆動されると、少し遅れて前記駆動ピン２５ａが前記従動レバー２５ｂのカム面２５ｃに当接して該従動レバー２５ｂを回動させ、第２スロットル弁２３が図４で時計回りに回動する。即ち、第１，第２スロットル弁２２，２３は互いに逆回りに回動する。この開閉動作の伝達において、前記駆動ピン２５ａと前記カム面２５ｃとの当接点は徐々に従動レバー２５ｂの回動中心側に移動する。

また、前記スロットルボディ２０の軸線Ｌより上側に位置する上壁部の、前記第１，第２スロットル弁２２，２３間部分には、副通路２６を接続するための接続口２０ｂが形成されている。この接続口２０ｂに接続管２６ａを介して前記副通路２６の上流端部２６ｂが接続されている。前記接続管２６ａの前記接続口２０ｂに嵌合挿入された部分は、前記第２スロットル弁２３の第２弁板２３ｂと同じ方向に傾斜している。また前記副通路２６の下流端部２６ｃは接続管２６ｄを介して前記シリンダヘッド１２ｂの前記弁孔１２ｈに連通接続されている。

本実施例では、スロットルグリップ全閉時には、図４，図５に実線で示すように、第１，第２スロットル弁２２，２３はスロットル通路２０ａを全閉しており、燃料噴射量はアイドル回転に見合った量に制御されている。吸気は第１スロットル弁２２をバイパスするアイドル通路（不図示）を通って、第１，第２スロットル弁２２，２３間に導入され、ここから副通路２６を通って燃料噴射弁１３が配置された弁孔１２ｈ内に導入され、弁本体１３ａから噴射される燃料の霧化を促進する。

スロットルグリップが少し開かれると、第１スロットル弁２２が反時計回りに少し開き（22-1参照）、第２スロットル弁２３は全閉状態に保持されるとともに、燃料噴射量は少し増量される。副通路２６を介して供給される吸気量が、増量された燃料に見合うように増量され、霧化が促進される。

スロットルグリップがさらに開かれると、第１スロットル弁２２の開度が増加する（22-2参照）とともに、第２スロットル弁２３も時計回りに開き始め（23-2参照）、吸気は吸気ポート１２ｆ及び副通路２６の両方から供給される。スロットルグリップの全開時には、第１，第２スロットル弁２２，２３の両方とも全開となる。

本実施形態では、前記第１スロットル弁２２の第１弁板２２ｂを、副通路２６の接続口２０ｂの反対側部分（下側部分）ｃ１が接続口２０ｂ側部分（上側部分）ｃ２より下流側に位置するように斜めに配置し、前記第２スロットル弁２３の第２弁板２３ｂを、副通路２６の接続口２０ｂの反対側部分（下側部分）ｄ１が接続口２０ｂ側部分（上側部分）ｄ２より上流側に位置するように斜めに配置し、さらに前記第２スロットル弁２３を、前記第１スロットル弁２２に遅れて、かつ該第１スロットル弁２２の逆回りに開くように構成した。そのため吸気を、第１，第２スロットル弁間に接続された副通路２６を介して、燃料噴射弁１３のノズル部１３ｂが配置された弁孔１２ｈに確実に供給でき、噴射された燃料の霧化を促進できる。

即ち、第１スロットル弁２２が少し開かれると、吸気は吸気通路２０ａの底壁部と第１弁板２２ａの下縁部分との間を通って第１，第２スロットル弁２２，２３間に進入し、斜めに配置された第２弁板２３ｂに沿って前記副通路２６内に案内され、前記弁孔１２ｈ内に確実に導入され、噴射された燃料の霧化を促進できる。

また前記副通路２６の前記吸気通路２０ａへの接続部である接続管２６ａを、前記第２スロットル弁２３の第２弁板２３ａの傾斜方向と同じ方向に傾斜させたので、前記吸気をより確実に前記弁孔１２ｈに導くことができ、この点からも燃料の霧化を促進できる。

前記吸気通路１８を車両前後方向に延びるように構成し、前記副通路２６を、前記吸気通路１８の軸線Ｌより上方に位置する上壁部に接続したので、エンジン側から吹き返された燃料が副通路２６内に進入するのを防止できる。

前記開閉伝達機構２５を、第１スロットル弁２２の第１弁軸２２ａに設けられた駆動ピン２５ａで第２スロットル弁２３の第２弁軸２３ａ設けられた従動レバー２５ｂを回動させるカム機構としたので、簡単な構造で第１スロットル弁２２の開閉動作を第２スロットル弁２３に伝達できる。

また、本実施例では、開閉伝達機構２５を前記カム機構により構成したので、車両側方から見たとき、前記開閉伝達機構２５をスロットルボディ２０の側壁と重なるように配置でき、つまり開閉伝達機構２５が側壁より下方にほとんど突出しないので、吸気通路１８をエンジン６側に近接させて配置でき、該吸気通路１８の上方に配置された収納ボックス２７の容量を拡大できる。この場合に開閉伝達機構２５とエンジン６のシリンダブロック１２ａの上壁との間に保護プレート１２ｋの配置スペースを容易に確保できる。仮に開閉伝達機構をリンク機構で構成した場合には、リンク部材がスロットルボディの側壁より下方に突出する可能性が高く、保護プレート１２ｋとの干渉を避けるためにも吸気通路をエンジンから離して上方に配置せざるを得なくなり、収納ボックスの容量を増大できない。

また、開閉伝達機構２５をスロットルボディ２０の右側壁に重なるように、つまり車両右側方から視認可能に配置したので、開閉伝達機構のメンテナンス作業性を確保できる。

前記実施例１では、開閉伝達機構をカム機構により構成したが、本発明の開閉伝達機構は、第１，第２スロットル弁を逆向きに、かつ下流側のスロットル弁を上流側のスロットル弁より遅れて開くように構成すれば良く、前記カム機構に限定されない。

図６は本発明の実施例２に係る開閉伝動機構を説明するための図である。図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例２の開閉伝達機構３５は、ギヤ機構で構成されている。前記第１スロットル弁２２の第１弁軸２２ａには、駆動ギヤ（第１ギヤ部材）３５ａが装着され、前記第２スロットル弁２３の第２弁軸２３ａには前記駆動ギヤ３５ａで駆動される従動ギヤ（第２ギヤ部材）３５ｂが装着されている。

ここで前記従動ギヤ３５ｂは全周に噛合歯を有する通常通りの歯車である。一方、駆動ギヤ３５ａでは、両ギヤの噛合ポイントＰから時計回りにθの範囲の噛合歯が削除されている。

運転者がスロットルグリップを少し回転させると、第１スロットル弁２２は反時計回りに回転するが、第２スロトル弁２３は全閉位置に保持される。スロットルグリップがさらに回転され、第１スロットル弁２２の回転が前記θに達すると、第２スロットル弁２３は反時計回りに回転開始する。

このように本実施例２では、開閉伝達機構３５を、θの範囲に噛合歯を有しない駆動ギヤ３５と，従動ギヤ３５ｂとで構成したので、簡単な構造により、第２スロットル弁２３を第１スロットル弁２２に遅れて、かつ逆方向に回転させることができる。

なお、前記駆動ギヤ３５ａ，従動ギヤ３５ｂの噛合歯の形成範囲については各種の変形例が採用可能である。例えば駆動ギヤ３５ａでは範囲θ１には噛合歯を設けなくても良く、また従動ギヤ３５ｂでは範囲θ２には噛合歯を設けなくても良い。

６ エンジン
１２ｄ 燃焼室
１２ｆ 吸気ポート
１３ 燃料噴射弁
１６ 吸気装置
１８ 吸気通路
２０ｂ 接続口
２２ 第１スロットル弁（第１開閉弁）
２２ａ 第１弁軸
２２ｂ 第１弁板
２３ 第２スロットル弁（第２開閉弁）
２３ａ 第２弁軸
２３ｂ 第２弁板
２５ 開閉伝達機構（カム機構）
２５ａ 駆動ピン（第１カム部材）
２５ｂ 従動レバー（第２カム部材）
２６ 副通路
２６ａ 接続管（接続部）
３５ 開閉伝達機構（ギヤ機構）
３５ａ 駆動ギヤ（第１ギヤ部材）
３５ｂ 従動ギヤ（第２ギヤ部材）
Ｌ 吸気通路の軸線

Claims (7)

1. 燃焼室に連通する吸気ポートに燃料を供給する燃料噴射弁と、
   前記燃焼室に空気を供給する吸気装置とを備え、クランク軸を車幅方向に向けて車両に搭載されるエンジンであって、
   前記吸気装置は、前記吸気ポートに接続された吸気通路と、該吸気通路に配設され、第１弁軸と該第１弁軸と共に回転する第１弁板を有する第１開閉弁と、前記吸気通路の前記第１開閉弁より下流側に配設され、第２弁軸と該第２弁軸と共に回転する第２弁板を有する第２開閉弁と、前記吸気通路の第１，第２開閉弁間部分と前記燃料噴射弁の噴射ノズル配置部とを接続する副通路とを有し、
   前記第１開閉弁及び第２開閉弁は、前記第１弁軸及び第２弁軸がクランク軸と平行になるように前記吸気通路に配設され、
   前記第１開閉弁は、全閉時において、前記第１弁板の、前記吸気通路の軸線を挟んで前記副通路の接続口の反対側部分が接続口側部分より下流側に位置するように斜めに配置され、
   前記第２開閉弁は、全閉時において、前記第２弁板の、前記吸気通路の軸線を挟んで前記副通路の接続口の反対側部分が接続口側部分より上流側に位置するように斜めに配置され、
   前記第２開閉弁は、前記第１開閉弁に遅れて、かつ該第１開閉弁の逆回りに開かれる
   ことを特徴とするエンジン。
2. 請求項１に記載のエンジンにおいて、
   前記副通路の前記吸気通路への接続部は、前記第２開閉弁の傾斜方向と同じ方向に傾斜している
   ことを特徴とするエンジン。
3. 請求項１に記載のエンジンにおいて、
   前記吸気通路は、該エンジンの車両搭載状態において車両前後方向にのびており、
   前記副通路は、前記吸気通路の軸線より上側部分に接続されている
   ことを特徴とするエンジン。
4. 請求項１に記載のエンジンにおいて、
   前記第１開閉弁と第２開閉弁とは開閉伝達機構により連結されており、該開閉伝達機構は連結点を移動させつつ第１開閉弁と第２開閉弁との間で開閉動作を伝達する
   ことを特徴とするエンジン。
5. 請求項４に記載のエンジンにおいて、
   前記開閉伝達機構は、前記第１開閉弁の第１弁軸に設けられた第１カム部材と、前記第２開閉弁の第２弁軸に設けられ、前記第１カム部材により駆動される第２カム部材とを有し、前記第１弁軸の回転を第１カム部材から第２カム部材に両カム部材の当接点を移動させつつ逆向きに伝達するカム機構である
   ことを特徴とするエンジン。
6. 請求項４に記載のエンジンにおいて、
   前記開閉伝達機構は、前記第１開閉弁の第１弁軸に設けられた第１ギヤ部材と、前記第２開閉弁の第２弁軸に設けられ、前記第１ギヤ部材により駆動される第２ギヤ部材とを有し、前記第１弁軸の回転を第１ギヤ部材から第２ギヤ部材に両ギヤ部材の当接点を移動させつつ逆回りに伝達するギヤ機構である
   ことを特徴とするエンジン。
7. 請求項５又は６に記載のエンジンにおいて、
   前記開閉伝達機構は、前記吸気通路の、クランク軸方向一側又は他側に配置されていることを特徴とするエンジン。

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