JP2015010571A

JP2015010571A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JP2015010571A
Application number: JP2013137759A
Authority: JP
Inventors: 浩幸川添; Hiroyuki Kawazoe
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2015-01-19

Abstract

【課題】スロットル吸気通路１の通路入口１ｂ付近でのエンジンオイルの凝集を抑制することができるエンジンの吸気装置を提供する。【解決手段】エンジンの吸気装置において、スロットル吸気通路１の中心軸線１ａと平行な向きに見て、ブローバイガス通路５の通路出口５ａが、スロットル吸気通路１の通路入口１ｂとオーバーラップする位置で、スロットル吸気通路１の通路入口１ｂに向けられ、スロットル吸気通路１内に架設されたスロットル弁軸３ａの架設部分の一端部を軸一端部３ｂとして、スロットル吸気通路１の中心軸線１ａと平行な向きに見て、スロットル吸気通路１の通路入口周縁部１ｃのうちの軸一端部３ｂ寄りの部分１ｄから、ブローバイガス通路５の通路出口周壁５ｂが、スロットル吸気通路１の通路入口１ｂに向けて導出され、この通路出口周壁５ｂが、軸一端部３ｂとオーバーラップしている。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの吸気装置に関し、詳しくは、スロットル吸気通路の通路入口付近でのエンジンオイルの凝集を抑制することができるエンジンの吸気装置に関する。

従来、エンジンの吸気装置として、次のものがある(例えば、特許文献１参照)。
図６に示すように、スロットル吸気通路(１０１)を備えたスロットルボディ(１０２)と、スロットル吸気通路(１０１)に設けられたスロットル弁(１０３)と、スロットル吸気通路(１０１)にブローバイガス(１０４)を導入するブローバイガス通路(１０５)とを備えたエンジンの吸気装置。

この種の吸気装置によれば、ブローバイガス(１０４)中のオイルミストが燃焼室(図外)で燃焼され、エンジンオイルの排出が抑制される利点がある。

しかし、この従来技術では、スロットル吸気通路(１０１)の中心軸線(１０１ａ)と平行な向きに見て、ブローバイガス通路(１０５)の通路出口(１０５ａ)が、スロットル吸気通路(１０１)の通路入口(１０１ｂ)からずれているため、問題がある。

実開昭５５−６４０７号公報(第１図、第２図参照)

《問題点》スロットル吸気通路の通路入口付近でのエンジンオイルの凝集が起こり易い。
スロットル吸気通路(１０１)の中心軸線(１０１ａ)と平行な向きに見て、ブローバイガス通路(１０５)の通路出口(１０５ａ)が、スロットル吸気通路(１０１)の通路入口(１０１ｂ)からずれているため、ブローバイガス通路(１０５)の通路出口(１０５ａ)に作用するスロットル吸気通路(１０１)の吸引力が弱く、スロットル吸気通路(１０１)の通路入口(１０１ｂ)付近でのエンジンオイルの凝集が起こり易い。これにより、スロットル吸気通路(１０１)の通路入口(１０１ｂ)付近がエンジンオイルで汚染される。

本発明の課題は、スロットル吸気通路の通路入口付近でのエンジンオイルの凝集を抑制することができるエンジンの吸気装置を提供することにある。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)または図２に例示するように、スロットル吸気通路(１)を備えたスロットルボディ(２)と、スロットル吸気通路(１)に設けられたスロットル弁(３)と、スロットル吸気通路(１)にブローバイガス(４)を導入するブローバイガス通路(５)とを備えたエンジンの吸気装置において、
図１(Ａ)に例示するように、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、ブローバイガス通路(５)の通路出口(５ａ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)とオーバーラップする位置で、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けられ、
図１(Ａ)に例示するように、スロットル吸気通路(１)内に架設されたスロットル弁軸(３ａ)の架設部分の一端部を軸一端部(３ｂ)として、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、スロットル吸気通路(１)の通路入口周縁部(１ｃ)のうちの軸一端部(３ｂ)寄りの部分(１ｄ)から、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けて導出され、この通路出口周壁(５ｂ)が、軸一端部(３ｂ)とオーバーラップしている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》スロットル吸気通路の通路入口付近でのエンジンオイルの凝集を抑制することができる。
図１(Ａ)に例示するように、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、ブローバイガス通路(５)の通路出口(５ａ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)とオーバーラップする位置で、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けられているので、ブローバイガス通路(５)の通路出口(５ａ)に作用するスロットル吸気通路(１)の吸引力が強く、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)付近でのエンジンオイルの凝集を抑制することができる。これにより、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)付近がエンジンオイルで汚染されにくい。

図１(Ａ)に例示するように、スロットル吸気通路(１)内に架設されたスロットル弁軸(３ａ)の架設部分の一端部を軸一端部(３ｂ)として、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、スロットル吸気通路(１)の通路入口周縁部(１ｃ)のうちの軸一端部(３ｂ)寄りの部分(１ｄ)から、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けて導出され、この通路出口周壁(５ｂ)が、軸一端部(３ｂ)とオーバーラップしているので、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)による吸気抵抗の増加量は小さく、これに起因する吸気不足を防止することができる。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》気筒間の吸気量のばらつきを防止することができる。
図２に例示するように、複数の気筒(６)(７)が前後方向に並べられた多気筒エンジンに用いられ、前後方向に向けられたスロットル弁軸(３ａ)がスロットルボディ(２)に取り付けられているので、スロットル弁(３)、スロットル弁軸(３ａ)、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)によって吸気(８)が前後に偏向されにくく、これに起因する気筒間(６)(７)の吸気量のばらつきを防止することができる。これにより、出力低下や排気ガスの悪化が抑制される。

本発明の実施形態に係るエンジンの吸気装置を説明する図で、図１(Ａ)はエアクリーナ奥端ケースとスロットルボディとを正面から見た図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態に係るエンジンの吸気装置を説明する図で、シリンダヘッドとスロットルボディとエアクリーナ奥端ケースの横断平面図である。図３(Ａ)は図２のIII−III線断面図、図３(Ｂ)は燃料噴射時期の説明図である。図１の吸気装置を備えたエンジンの側面図である。図４のエンジンの縦断側面図である。従来技術に係るエンジンの吸気装置の断面図である。

図１〜図５は本発明の実施形態に係るエンジンの吸気装置を説明する図であり、この実施形態では、立形の水冷直列２気筒火花点火式ガソリンエンジンについて説明する。

本発明の実施形態の概要は、次の通りである。
図４に示すように、シリンダブロック(２６)の上部にシリンダヘッド(１８)を組み付け、シリンダヘッド(１８)の上部にシリンダヘッドカバー(２７)を組み付けている。シリンダブロック(２６)の下部にはオイルパン(２８)を組み付けている。シリンダブロック(２６)の前部にはギヤケース(２９)を組み付け、ギヤケース(２９)の前部にはベルトケース(３０)を組み付けている。ベルトケース(３０)の前部にはエンジン冷却ファン(３１)を配置している。シリンダブロック(２６)の後部にはフライホイール(３２)を配置している。シリンダヘッド(１８)の手前(右側)にはスロットルボディ(２)を介してエアクリーナ(４７)を組み付けている。シリンダブロック(２６)の手前にはメカニカルガバナのガバナレバー(３３)とガバナスプリング(３４)とを配置している。このエンジンは、電子燃料噴射装置を備えている。

このエンジンの電子燃料噴射装置の概要は、次の通りである。
図２に示すように、シリンダヘッド(１８)に設けた吸気ポート(１９)内に燃料インジェクタ(１１)から燃料(１７)(１７)を噴射する。スロットルボディ(２)にスロットル弁(３)と燃料インジェクタ(１１)を取り付けている。スロットル弁(３)はメカニカルガバナのガバナレバー(３３)に連動連結している。スロットル弁(３)の吸気下流側の吸気圧を検出する吸気圧センサ(１２)と、エンジン回転数センサ(３５)と、制御手段(３６)とを設け、吸気圧センサ(１２)とエンジン回転数センサ(３５)とを制御手段(３６)を介して燃料インジェクタ(１１)に連携させ、吸気圧センサ(１２)で検出した吸気圧と、エンジン回転数センサ(３５)で検出したエンジン回転数とに基づいて、演算された吸気量に応じ、制御手段(３６)が燃料インジェクタ(１１)からの燃料噴射量を調節する。燃料(１７)には、ガソリンを用いているが、他の液体燃料や、液化ガス燃料を用いることもできる。液体燃料とは、常温常圧下(１５°Ｃ〜２０°Ｃ、７６０ｍｍＨｇ)で液体の燃料をいい、液化ガス燃料とは、常温常圧下ではガスであるが、加圧下で液体の燃料をいう。

電子燃料噴射装置の詳細は、次の通りである。
図３(Ａ)に示すように、燃料インジェクタ(１１)は、スロットルボディ(２)の上部に取り付けられている。図２に示すように、燃料インジェクタ(１１)は、燃料タンク(３７)内に設けた燃料圧送ポンプ(３８)に接続されている。燃料インジェクタ(１１)には燃料タンク(３７)から燃料圧送ポンプ(３８)により燃料が圧送される。そして、制御手段(３６)で燃料インジェクタ(１１)からの燃料噴射期間を制御することにより、燃料噴射量が調節される。制御手段(３６)はマイクロコンピュータである。制御手段(３６)は点火時期も制御する。

図２に示すように、気筒中心軸線(３９)(４０)と平行な向きに見て、２本の気筒(６)(７)の配列方向を前後方向、これと直交するシリンダヘッド(１８)の幅方向を左右方向として、隣り合う前後の気筒(６)(７)の一対に対して、一のスロットルボディ(２)を用い、このスロットルボディ(２)をシリンダヘッド(１８)の横一側(右側)に配置し、このスロットルボディ(２)に一のスロットル吸気通路(１)と一のスロットル弁(３)とを設けている。上記前後の気筒(６)(７)の各弁口(６ａ)(７ａ)の間からスロットル吸気通路(１)に向けて中央吸気ポート壁(４１)を導出し、この中央吸気ポート壁(４１)の前後に形成される吸気ポート(１９)を介して、上記各弁口(６ａ)(７ａ)を上記スロットル吸気通路(１)に連通させている。

図２、図３(Ａ)に示すように、前記スロットルボディ(２)に燃料インジェクタ(１１)を取り付けている。一のスロットルボディ(２)に対し、一の燃料インジェクタ(１１)を用いている。図２に示すように、燃料インジェクタ(１１)の先端部を先方の中央吸気ポート壁(４１)に向け、この燃料インジェクタ(１１)の先端部に前後の燃料噴射孔を配置し、これら前後の燃料噴射孔から前後に分けて噴射した噴射燃料(１７)を、それぞれ中央吸気ポート壁(４１)の前後で、吸気ポート(１９)の内壁面に衝突させるようにしている。燃料(１７)は、前後の燃料噴射孔から同時に噴射される。

図３(Ａ)に示すように、気筒軸線(３９)(４０)の方向を上下方向、シリンダヘッドカバー(２７)のある方を上、シリンダブロック(２６)のある方を下とし、クランク軸(４２)の架設方向と平行な向きから見て、燃料(１７)は、吸気ポート(１９)のポート入口(１９ａ)から吸気ポート(１９)に斜め下向きに噴射され、吸気ポート(１９)の内壁面の下部に斜め上から衝突する。

図２に示すように、中央吸気ポート壁(４１)は、スロットル吸気通路(１)に近づくにつれてその左右方向の幅が次第に狭くなるようにしている。吸気ポート(１９)を、単一の吸気ポート入口(１９ａ)から相互に隣り合う前後の気筒(６)(７)の各吸気弁口(６ａ)(７ａ)に向かうＶ字形の分岐構造としている。そして、前後の燃料噴射孔から前後に分けて同時に噴射した燃料(１７)(１７)は、それぞれ中央吸気ポート壁(４１)の前後で、前後の分岐ポート部分(４３)(４４)の内壁面に衝突する。このエンジンは、２気筒で吸気ポート(１９)が分岐しているため、インテークマニホルドを用いる必要がない。

図３(Ａ)に示すように、このエンジンは、スロットル吸気通路(１)を備えたスロットルボディ(２)と、スロットル吸気通路(１)に設けられたスロットル弁(３)と、燃料インジェクタ(１１)と、吸気圧センサ(１２)とを備え、スロットルボディ(２)の上部にインジェクタ取付座(１３)とセンサ取付筒(１４)とが設けられ、インジェクタ取付座(１３)に燃料インジェクタ(１１)が取り付けられ、センサ取付筒(１４)に吸気圧センサ(１２)が取り付けられ、センサ取付筒(１４)内に吸気圧導入室(１５)が設けられ、吸気圧導入室(１５)に吸気圧センサ(１２)が臨み、図２に示すように、この吸気圧導入室(１５)のスロットル吸気通路(１)側の奥端に吸気圧導入口(１６)が設けられ、スロットル吸気通路(１)がスロットル弁(３)よりも下流側の下流側通路部分(１ｅ)を備え、吸気圧導入口(１６)を介して吸気圧導入室(１５)が下流側通路部分(１ｅ)に連通されている。

図３(Ａ)に示すように、インジェクタ取付座(１３)よりも吸気下流側にセンサ取付筒(１４)が設けられ、図２に示すように、センサ取付筒(１４)をその中心軸線(１４ａ)と平行な向きに見て、吸気圧導入室(１４)の奥端の吸気圧導入口(１６)が下流側通路部分(１ｅ)と連通状にオーバーラップしている。
これにより、スロットル吸気通路(１)の周壁の肉厚の制約を受ける吸気圧導入通路を介することなく、吸気圧導入口(１６)を下流側通路部分(１ｅ)に連通させることができる。このため、大きな絞り抵抗を受けることなく、下流側通路部分(１ｅ)の圧力変動が、吸気圧導入室(１５)に速やかに伝わり、吸気圧センサ(１２)の圧力検出精度を高めることができる。
吸気圧センサ(１２)は、吸気温度を検出する機能も備えている。このため、上記構成により、下流側通路部分(１ｅ)の吸気温度の変動が、吸気圧導入室(１５)に速やかに伝わり、吸気圧センサ(１２)の温度検出精度も高まる。

図３(Ａ)に示すように、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)に対するインジェクタ取付座(１３)の仰角(１３ａ)が４５°以上とされ、インジェクタ取付座(１３)から吸気上流側斜上向きに燃焼インジェクタ(１１)が突出されることにより、インジェクタ取付座(１３)の吸気下流側に、インジェクタ取付座(１３)と一体のセンサ取付筒(１４)が設けられている。
これにより、スロットルボディ(２)がコンパクトになる。
この実施形態では、仰角(１３ａ)は６０°とされている。

図３(Ａ)に示すように、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)に対する燃料インジェクタ(１１)の中心軸線(１１ａ)の噴射側延長線(１１ｂ)の俯角(１１ｃ)が４５°未満とされることにより、燃料インジェクタ(１１)から噴射された燃料(１７)がシリンダヘッド(１８)の吸気ポート(１９)を経てポペット型吸気弁(２０)の弁頭(２０ａ)を直撃するように構成されている。
これにより、燃焼室(２５)の熱が弁頭(２０ａ)を介して噴射された燃料(１７)に供給され、噴射された燃料(１７)の気化が促進されるとともに、吸気弁(２０)の熱損傷が抑制される。
この実施形態では、俯角(１１ｃ)は３０°とされている。

図３(Ａ)(Ｂ)に示するように、燃料インジェクタ(１１)から吸気ポート(１９)への燃料(１７)の噴射の全部または一部が、爆発行程(２１)と排気行程(２２)とを区画する下死点(２３)の前４０°から後３０°のクランク角範囲(２４)内で実施される。
これにより、燃焼室(２５)の燃焼熱や排気熱がシリンダヘッド(１８)を介して噴射された燃料(１７)に伝わり、噴射された燃料(１７)の気化が促進される。

図３(Ｂ)に示すように、このエンジンは４サイクル式直列２気筒の構造で、クランクピン角度を３６０°とし、１サイクル中、各気筒(６)(７)の爆発行程(２１)と排気行程(２２)とを区画する下死点(２３)の前４０°から後３０°のクランク角範囲(２４)内で燃料インジェクタ(１１)から吸気ポート(１９)への燃料(１７)の噴射の全部または一部が実施される。この燃料(１７)の噴射は、１サイクル中２回、クランク角度３６０°の位相差で開始される。燃料噴射量の調節と同様、吸気圧センサ(１２)で検出した吸気圧と、エンジン回転数センサで検出したエンジン回転数とに基づいて、制御手段(１１)が燃料噴射の開始の時期を調節する。なお、図５中の符号(４２)はクランク軸、(４５)(４６)はクランクピンである。

図１(Ａ)または図２に示するように、このエンジンは、スロットル吸気通路(１)を備えたスロットルボディ(２)と、スロットル吸気通路(１)に設けられたスロットル弁(３)と、スロットル吸気通路(１)にブローバイガス(４)を導入するブローバイガス通路(５)とを備えている。

図１(Ａ)に示すように、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、ブローバイガス通路(５)の通路出口(５ａ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)とオーバーラップする位置で、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けられている。このため、ブローバイガス通路(５)の通路出口(５ａ)に作用するスロットル吸気通路(１)の吸引力が強く、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)付近でのエンジンオイルの凝集を抑制することができる。これにより、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)付近がエンジンオイルで汚染されにくい。

図１(Ａ)に示すように、スロットル吸気通路(１)内に架設されたスロットル弁軸(３ａ)の架設部分の一端部を軸一端部(３ｂ)として、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、スロットル吸気通路(１)の通路入口周縁部(１ｃ)のうちの軸一端部(３ｂ)寄りの部分(１ｄ)から、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けて導出され、この通路出口周壁(５ｂ)が、軸一端部(３ｂ)とオーバーラップしている。これにより、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)による吸気抵抗の増加量は小さく、これに起因する吸気不足を防止することができる。
図４に示すように、ブローバイガス通路(５)はブリーザパイプ(４９)を介してシリンダヘッドカバー(２７)のブリーザ室(４８)と連通している。

図２に示するように、複数の気筒(６)(７)が前後方向に並べられた多気筒エンジンに用いられ、前後方向に向けられたスロットル弁軸(３ａ)がスロットルボディ(２)に取り付けられている。このため、スロットル弁(３)、スロットル弁軸(３ａ)、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)によって吸気(８)が前後に偏向されにくく、これに起因する気筒間(６)(７)の吸気量のばらつきを防止することができる。これにより、出力低下や排気ガスの悪化が抑制される。

(１) スロットル吸気通路
(１ａ) 中心軸線
(１ｂ) 通路入口
(１ｃ) 通路入口周縁部
(１ｄ) 軸一端寄りの部分
(２) スロットルボディ
(３) スロットル弁
(３ａ) スロットル弁軸
(３ｂ) 軸一端部
(４) ブローバイガス
(５) ブローバイガス通路
(５ａ) 通路出口
(５ｂ) 通路出口周壁
(６) 第１気筒
(７) 第２気筒

Claims

スロットル吸気通路(１)を備えたスロットルボディ(２)と、スロットル吸気通路(１)に設けられたスロットル弁(３)と、スロットル吸気通路(１)にブローバイガス(４)を導入するブローバイガス通路(５)とを備えたエンジンの吸気装置において、
スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、ブローバイガス通路(５)の通路出口(５ａ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)とオーバーラップする位置で、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けられ、
スロットル吸気通路(１)内に架設されたスロットル弁軸(３ａ)の架設部分の一端部を軸一端部(３ｂ)として、スロットル吸気通路(１)の中心軸線(１ａ)と平行な向きに見て、スロットル吸気通路(１)の通路入口周縁部(１ｃ)のうちの軸一端部(３ｂ)寄りの部分(１ｄ)から、ブローバイガス通路(５)の通路出口周壁(５ｂ)が、スロットル吸気通路(１)の通路入口(１ｂ)に向けて導出され、この通路出口周壁(５ｂ)が、軸一端部(３ｂ)とオーバーラップしている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
請求項１に記載されたエンジンの吸気装置において、
複数の気筒(６)(７)が前後方向に並べられた多気筒エンジンに用いられ、前後方向に向けられたスロットル弁軸(３ａ)がスロットルボディ(２)に取り付けられている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。