JP2015063949A

JP2015063949A - 自動二輪車

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Publication number: JP2015063949A
Application number: JP2013198488A
Authority: JP
Inventors: 謙柴野; Ken Shibano; 佳里稲山; Yoshisato Inayama; 勇太遠藤; Yuta Endo
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: JP6171790B2

Abstract

【課題】エンジン吸気系まわりの部品の効果的な配設構造を実現する自動二輪車を提供する。【解決手段】スロットルボディ２０及びサージタンク２９はシリンダヘッド１４の後方に配置されると共に、インタークーラ２８はシリンダヘッド１４及びスロットルボディ２０よりも後方に位置してサージタンク２９に隣接して配置される。過給機３０はインタークーラ２８の前方に設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は自動二輪車、特にはそのエンジンの吸気系まわりの部品の配設構造に関するものである。

自動二輪車等の車両において、エンジンの燃費改善と出力向上を図るために、エンジンの排気量ダウン及び過給機の組合せを用い、即ちエンジンの小排気量化と過給機による吸気効率の向上を同時に行う場合がある。

過給機を用いると、過給機により加圧された空気が高温になるため、そのままでは吸気効率低下の原因になる。吸気効率を犠牲しないように吸気を冷却すべくインタークーラが追加される。このように過給機を使用する場合には通常、インタークーラが併用される。

特開２０１０−１６３８９１号公報

上記のように過給機及びインタークーラを併用するエンジンにおいて、インタークーラによって吸入空気を効率よく冷却することと、ターボラグ（応答遅れ）を減少させるための効果的な部品配置、配管とが要請される。従来より自動二輪車等にあっては限られた狭小スペース内でこの種の要請に対応するのは容易ではなかった。
なお、特許文献１にはエンジンのシリンダヘッドから後方にスロットルボディ、インタークーラ及びエアクリーナの順で、それらをシートのレールの間に配置した構造が開示されている。

本発明はかかる実情に鑑み、特にエンジン吸気系まわりの部品の効果的な配設構造を実現する自動二輪車を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車は、シリンダヘッドの前側にてエキゾーストパイプが接続される排気口とその後側にてスロットルボディが接続される吸気口とを備えるエンジンと、このエンジンの前側に配置されて吸入した燃焼用の空気を圧縮する過給機と、この過給機によって圧縮された空気を冷却するためのインタークーラと、このインタークーラからの空気をスロットルボディに流すサージタンクと、を備える自動二輪車において、前記スロットルボディ及び前記サージタンクは前記シリンダヘッドの後方に配置されると共に、前記インタークーラは前記シリンダヘッド及び前記スロットルボディよりも後方に位置して前記サージタンクに隣接して配置され、前記過給機は前記インタークーラの前方に設けられることを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車において、前記インタークーラは、空気の流入口と流出口とが一方側に設定され、内部の空気流路が略Ｕ字形状となることを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車において、前記インタークーラは着座シート下方に配置され、車体平面視において少なくともその一部が前記着座シート前端に対して後方に位置することを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車において、前記インタークーラは、その放熱面側が後輪上方の空間に臨む態様で配置されることを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車において、前記インタークーラは、その一部が前記サージタンクと上下方向に重なることを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車において、前記インタークーラは、その長手方向が車体前後方向に延びて配置されることを特徴とする。

本発明によれば、インタークーラをサージタンクに隣接配置することで、両者間の空気経路を短縮できてスロットルレスポンスが向上する。また、配管類を減らすことができるため軽量化、部品点数減にも繋がる。また、インタークーラをエンジンの後方に配置することで、ラジエータや排気管、及び過給機が配置されるエンジンの前方のレイアウトを容易にできる。
また、過給機をインタークーラの前方に配置することで、過給機がエンジン付近に配置されることになり、吸気系部品を集約できるため配管を短縮、簡略化できる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の側面図である。本発明の実施形態に係る自動二輪車の前方斜視図である。本発明の実施形態に係る自動二輪車の後方斜視図である。本発明の実施形態に係るエンジンユニットまわりの側面図である。本発明の実施形態に係るエンジンユニットまわりの上面図である。本発明の実施形態に係るエンジンユニットまわりの底面図である。本発明の実施形態に係るエンジンユニットの吸気系まわりを示す斜視図である。本発明の実施形態に係る吸気系まわりを含めたエンジンの左側面図である。本発明の実施形態に係る吸気系まわりを含めたエンジンの右側面図である。本発明の実施形態に係る吸気系まわりを含めたエンジンの上面図である。本発明の実施形態に係る吸気系における吸気の流通経路を模式的に示す図である。本発明の実施形態に係るインタークーラを示す斜視図である。

以下、図面に基づき、本発明における自動二輪車における好適な実施の形態を説明する。
図１〜図３は、本発明の適用例としての自動二輪車１００の概略構成を示し、図１は側面図、図２は前方斜視図、図３は後方斜視図である。先ず、これらの図を用いて、自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１〜図３を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

図１〜図３において鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１（メインフレーム）の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはステアリングブラケット１０５を介してハンドルバー１０４が固定される。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６の上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。

車体フレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に一体的に結合し、後方に向けて左右一対で二又状に分岐し、ステアリングヘッドパイプ１０２から後下方に拡幅しながら延設する。本例では高速性能を要求される車両等に好適なものとして採用される所謂、ツインスパータイプのフレームであってよい。なお、図示を省略するが車体フレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレールが後方へ延出し、シート１０８（着座シート）を支持する。また、車体フレーム１０１はその後端部付近で下方へ湾曲もしくは屈曲し、その下端にて左右が相互に結合し、全体として内側にスペースが形成された立体的構造を有する。

車体フレーム１０１の後端下方付近にはピボット軸１０９を介して、スイングアーム１１０が上下方向に揺動可能に結合する。スイングアーム１１０の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。この例では後輪１１１はスイングアーム１１０の後部側で片持ち式に支持される。車体フレーム１０１とスイングアーム１１０の間にはリヤショックアブソーバ１１２が装架されるが、特にリヤショックアブソーバ１１２の下端側はリンク機構１１３を介して車体フレーム１０１及びスイングアーム１１０の双方に連結される。後輪１１１には、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１８が巻回されるドリブンスプロケット１１４が軸着し、後輪１１１はこのドリブンスプロケット１１４を介して回転駆動される。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１５が設けられる。

車両外装において、詳細図示を省略するがカウリングあるいはサイドカウルによって車両の主に前部及び左右両側部が覆われる。また、車両後部ではシート１０８まわりにシートカバーもしくはシートカウル１１６が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。なお、シート１０８の前側には燃料タンク１１７が搭載される。

自動二輪車１００の略車両中央部においてエンジンユニット１０が搭載される。次に図４〜図６を参照して、エンジンユニット１０はエンジン１１を有し、本実施形態では水冷式多気筒の４サイクルガソリンエンジンを使用する。エンジン１１は♯１気筒及び♯２気筒が左右（車幅方向）に並設された並列２気筒エンジンとし、左右に水平支持されるクランクシャフトを収容するクランクケース１２の上方にシリンダ１３、シリンダヘッド１４及びシリンダヘッドカバー１５が順次重なるように一体的に結合し（図４）、最下部にはオイルパン１６が付設される。なお、エンジン１１のシリンダ軸線は前方に適度に傾斜し、またオイルパン１６は実質的に左方へ偏倚して配置される。かかるエンジン１１は複数のエンジンマウントを介して車体フレーム１０１に懸架されることで車体フレーム１０１の内側に一体的に結合支持され、それ自体で車体フレーム１０１の剛性部材として作用する。

クランクケース１２の後部にはトランスミッションケース１７が結合し、このトランスミッションケース１７内には図示しないカウンタシャフトや複数のトランスミッションギアが配設される。エンジンユニット１０の動力はクランクシャフトからトランスミッションを経て最終的に、その出力端であるドライブスプロケット１８（図４等参照）へ伝達され、このドライブスプロケット１８が動力伝達用チェーン１１８（図１参照）を介してドリブンスプロケット１１４、従って後輪１１１を回転駆動するようになっている。

なお、クランクケース１２とトランスミッションケース１７は相互に一体的に結合し、全体としてエンジンユニット１０のケーシングアセンブリを構成する。このケーシングアセンブリの適所にはエンジン始動用のスタータモータやクラッチ装置等を始めとする複数の補機類が搭載もしくは結合し、これらを含めたエンジンユニット１０全体が車体フレーム１０１によって支持される。

エンジン１１には更に、エアクリーナ及び燃料供給装置（これらについては後述するものとする）からそれぞれ供給される空気（吸気）及び燃料でなる混合気を供給する吸気系、燃焼後の排気ガスをエンジン１１から排出する排気系、エンジン１１を冷却する冷却系及びエンジン１１の可動部を潤滑する潤滑系、更にはそれらを作動制御する制御系（ＥＣＵ；Engine Control Unit）が付属する。制御系の制御により複数の機能系が上述の補機類等と協働し、これによりエンジンユニット１０全体として円滑作動が遂行される。

より具体的には先ず、吸気系において♯１及び♯２気筒ともシリンダヘッド１４の後側に吸気口１９（インテークポート；図４参照）が開口し、この吸気口１９に吸気管２１（インテークパイプ）を介してスロットルボディ２０が接続される。スロットルボディ２０にはその内部に形成されている吸気流路を、アクセル開度に応じて開閉するスロットルバルブ（図示せず）が装着され、後述するエアクリーナから送給されてくる空気の流量が制御される。この例では♯１及び♯２気筒のスロットルバルブ軸が同軸に配置され、これを電気もしくは電磁式に駆動するバルブ駆動機構２２を有する。一方、各スロットルボディ２０にはスロットルバルブの下流側には燃料噴射用のインジェクタ２３が配置され、これらのインジェクタ２３に対して燃料ポンプによって燃料タンク１１７内の燃料が供給される。この場合、各インジェクタ２３はその上側にて車幅方向に横架されたデリバリパイプ２４と接続され、燃料ポンプに接続されたデリバリパイプ２４から燃料が配給されるようになっている。各インジェクタ２３は制御系の制御により所定タイミングでスロットルボディ２０内の吸気流路に燃料を噴射し、これにより♯１及び♯２気筒のシリンダ１３に所定空燃比の混合気が供給される。

ここで、図４あるいは図６に示したようにエンジン１１の下部、即ちクランクケース１２の左側に設けられたマグネト室２５の下方であって、オイルパン１６の左側方に所定間隔あけてエアクリーナ２６（図４等において一点鎖線により略記される）が隣接配置される。エアクリーナ２６は箱型のケーシング内にエアフィルタが装着されており、そのケーシング内に取り込んだ空気を該エアフィルタで清浄化する。エアクリーナ２６のケーシング前面部には清浄化された空気の流出口が開設されており、この流出口に空気送給パイプ２７が接続される。空気送給パイプ２７はエアクリーナ２６から延出して図４に示されるようにクランクケース１２の前方に回り込んで、その後上方へ湾曲し、更にシリンダ１３の左側方を通って本例では空冷式のインタークーラ２８に接続される。

インタークーラ２８は空気送給パイプ２７から供給された空気を冷却し、その冷却された空気は、サージタンク２９を介して♯１及び♯２気筒のスロットルボディ２０に供給されるようになっている。なお、本例では空気送給パイプ２７の途中、即ちエンジン１１の前側に配置されて、吸入した空気を圧縮する過給機３０（ターボチャージャ）を備える。これらインタークーラ２８及び過給機３０等の具体的構成等については後述するものとする。

次に、排気系において♯１及び♯２気筒ともシリンダヘッド１４の前側にて排気口３１（エキゾーストポート；図４参照）が開口し、この排気口３１に排気管３２（エキゾーストパイプ）が接続される。各気筒の排気管３２は排気口３１から一旦下方へ延出して、シリンダ１３の前側で合流して一体化し、その後クランクケース１２の右方下部に回り込んで、更に後方へ延出する。排気管３２の後端にはマフラ（消音器）が取り付けられる。なお、本例では排気管３２の途中に過給機３０の駆動部側、即ちタービンが配置され、このタービンにより回転駆動されるコンプレッサが空気送給パイプ２７の途中に配置される。このように本実施形態ではエンジン１１の排気流を利用して、エアクリーナ２６から吸入した空気を加圧してインタークーラ２８に供給するターボチャージャを採用する。

また、冷却系において詳細な図示は省略するが、シリンダ１３を含むシリンダブロックの周囲には冷却水が循環するように形成したウォータジャケットが構成されると共に、該ウォータジャケットに送給される冷却水を冷却するラジエータ３３を装備する。なお、ラジエータ３３はエンジンユニット１０の前部にて車体フレーム１０１等を利用して、それらの適所に支持される。

更に、エンジンユニット１０の可動部に潤滑油を供給して、それらを潤滑するための潤滑系が構成される。この潤滑系には、なお同様に詳細な図示は省略するが、クランクシャフトやシリンダヘッド１４内に構成される動弁装置、そしてそれらを連結するカムチェーン、トランスミッション等々が含まれる。本実施形態において潤滑系に対して、通常のオイルポンプを使用するが、このオイルポンプによりオイルパン１６から吸い上げたオイルを潤滑系に送給する。

さて、本発明のエンジンユニット１０の特に吸気系まわりについて説明すると、図７に示されるようにスロットルボディ２０及びサージタンク２９はシリンダヘッド１４の後方に配置されると共に、インタークーラ２８はシリンダヘッド１４及びスロットルボディ２０よりも後方に位置してサージタンク２９に隣接して配置される。また、過給機３０はインタークーラ２８の前方に設けられる。

更に、図８は吸気系まわりを含めたエンジン１１の左側面図、図９はその右側面図、図１０はその上面図を示し、これらの図も参照する。インタークーラ２８はこの例では前側が適度に下がるように傾斜配置された薄箱型を呈し、その長手方向が車体前後方向に延びて配置される。インタークーラ２８の箱型の前端面に前方より空気送給パイプ２７が接続される。ここで図１を参照して、インタークーラ２８はシート１０８の下方に配置され、車体平面視において少なくともその一部（後部付近）がシート１０８の前端に対して後方に位置する。

また、インタークーラ２８の箱型の上面を受風面２８Ａとし、その下面を放熱面２８Ｂとする。インタークーラ２８を傾斜させて受風面２８Ａを斜め前方に向けることで、傾斜させないで水平配置する場合に比べて、冷却風の導入から排出までの経路上の屈曲が減らせて、車体前方から取入れた走行風を受け易く、またインタークーラ２８を通過した排熱風を後方へと流し易くする。更に、インタークーラ２８の下面の放熱面２８Ｂ側が図１及び図３に示されるように後輪１１１の上方の空間に臨む態様で配置される。

図１１は、吸気系における空気の流通経路を模式的に示している。上述のようにインタークーラ２８の前端面に接続された空気送給パイプ２７は、インタークーラ２８内部と連通し、即ちインタークーラ２８の前部側に空気の流入口２８ａが配置される。インタークーラ２８の内部中央には長手方向に沿って仕切板３４が設けられ、この場合インタークーラ２８の後端まで達しておらず、これによりインタークーラ２８内部の空気流路が略Ｕ字形状となる。この例ではインタークーラ２８の左側において前方より後方へ流れ、後端部で折り返してインタークーラ２８の右側において後方より前方へと流れる流路が形成される。また、インタークーラ２８の箱型の前端部の上面には図１２等に示されるように出口パイプ３５が接続され、即ちこの場合もインタークーラ２８の前部側に空気の流出口２８ｂが配置され、このように本例のインタークーラ２８では、空気の流入口２８ａと流出口２８ｂとが一方側に設定される。

サージタンク２９は上述したようにシリンダヘッド１４の後方に配置されるが、後端側の下面で出口パイプ３５と接続する（図８及び図９等参照）。また、図１０等の平面視では♯１及び♯２気筒のスロットルボディ２０に向けて拡幅して概略三角形状を呈し、前端面でそれらのスロットルボディ２０と接続する。この場合、図８あるいは図９等に示されるようにインタークーラ２８の一部（前部付近）がサージタンク２９と上下方向に重なって配置される。

次に本発明における主だった作用等について説明する。先ず、インタークーラ２８をサージタンク２９に隣接配置することで、両者間の空気経路を短縮できてスロットルレスポンスが向上する。また配管類を減らすことができるため軽量化、部品点数減にも繋がる。また、インタークーラ２８をエンジン１１の後方に配置することで、ラジエータ３３や排気管３２、及び過給機３０（主にターボの場合）が配置されるエンジン１１の前方側のレイアウトを容易化できる。

また、過給機３０をインタークーラ２８の前方に配置することで、過給機３０がエンジン１１付近に配置されることになり、吸気系部品を集約できるため配管を短縮、簡略化できる。また、部品重量が車体中央部に集中するため、車両の操作性が向上する。本例において排気流を利用して吸入空気を圧縮する所謂ターボである過給機３０は、シリンダ１３の前側から延びる排気管３２に隣接してエンジン１１の前方に配置する必要が有るが、インタークーラ２８を後方に配置したことでエンジン１１前方のレイアウトを容易にしている。

また、インタークーラ２８において、空気の流入口２８ａと流出口２８ｂとが一方側（車体前半部）に位置し、内部の空気流路が略Ｕ字形状となる。これにより空気の流路をインタークーラ２８の内部で折り返す構成とすることで、折返し型のＵ字配管を設けた場合に較べてインタークーラ２８を、従来のＵ字配管の占有分広く設定できる。これによりシート１０８下側の限られた空間もしくはスペースを最大限に活用できるため吸入空気の冷却効率が向上する上、部品点数も減らすことが可能になる。

また、インタークーラ２８は、シート１０８の下方に位置し、車体平面視において少なくとも一部がシート１０８の前端に対して後方に位置する。これにより高温の排熱風を発するインタークーラ２８を、シート１０８の下方（真下もしくは後方）に配置することで、シート１０８の前方に設けた場合に較べて排熱風が乗員に当り難くなり、乗員における快適性が向上する。

また、インタークーラ２８は、片側の放熱面２８Ｂが後輪１１１の上方（且つシート１０８の下方）の空間に臨む態様で配置される。これによりインタークーラ２８を、車体後部のシート１０８の下方の空間に露出するように配置することで、放熱面２８Ｂが外気に触れて空気を冷却し易く、更に排熱風の抜けが良くなって放熱性に優る。
また、インタークーラ２８の一部がサージタンク２９と上下方向に重なることにより、構成部品を集約して配置することで、過給機３０からの空気送給パイプ２７を更に短縮できる。この場合、構成部品の重量が車体中央部に集中化するため、車両の操作性が向上する。

更に、インタークーラ２８は、長手方向が車体前後方向に延びて配置される。これにより前方に位置する過給機３０から前後方向に延びる空気送給パイプ２７に対して、空気の流路が略ストレートになるようにインタークーラ２８を配置することで、空気に流れに対する抵抗部が減ってスロットルレスポンスに優る。また、前後に細長く延びる自動二輪車１００等において、インタークーラ２８を前後に延ばすことで最小限の経路の折返しで通過経路長を確保でき、冷却効率に優る。

上記の場合、過給機３０はエンジン１１（クランクケース１２）の前方下部に位置し、エアクリーナ２６はエンジン１１（クランクケース１２）の側方下部に位置する。このように過給機３０と近接させることで配管が短縮できる。
また、インタークーラ２８は水冷式でもよい。
また、自動二輪車１００において車体前部からインタークーラ２８の前側面へと走行風を誘導するダクトを有するとよい。
また、カバー付の車両の場合は、車体後部（シート１０８の下方）のシートカバーに排風口を設け、カバー内を通過してインタークーラ２８の後側面と排風口とを繋ぐ排風ダクトを有するとよい。
また、インタークーラ２８の後側面は直接車体外側に露出していてもよい。
また、シートカバーの排風口は、車体後端に位置してもよく、また乗員用シートの後方ならば車体上方に向けて設けてもよい。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において水冷式の並列２気筒エンジンの例で説明したが、エンジン１１の気筒数や冷却方式等は適宜選択可能であり、例えば３気筒以上の空冷エンジンに対しても適用可能である。

１０エンジンユニット、１１エンジン、１２クランクケース、１３シリンダ、１４シリンダヘッド、１６オイルパン、１７トランスミッションケース、１８ドライブスプロケット、１９吸気口、２０スロットルボディ、２１吸気管、２２バルブ駆動機構、２３インジェクタ、２４デリバリパイプ、２５マグネト室、２６エアクリーナ、２７空気送給パイプ、２８インタークーラ、２９サージタンク、３０過給機、３１排気口、３２排気管、３３ラジエータ、３４仕切板、３５出口パイプ、１００自動二輪車。

Claims

シリンダヘッドの前側にてエキゾーストパイプが接続される排気口とその後側にてスロットルボディが接続される吸気口とを備えるエンジンと、このエンジンの前側に配置されて吸入した燃焼用の空気を圧縮する過給機と、この過給機によって圧縮された空気を冷却するためのインタークーラと、このインタークーラからの空気をスロットルボディに流すサージタンクと、を備える自動二輪車において、
前記スロットルボディ及び前記サージタンクは前記シリンダヘッドの後方に配置されると共に、前記インタークーラは前記シリンダヘッド及び前記スロットルボディよりも後方に位置して前記サージタンクに隣接して配置され、
前記過給機は前記インタークーラの前方に設けられることを特徴とする自動二輪車。
前記インタークーラは、空気の流入口と流出口とが一方側に設定され、内部の空気流路が略Ｕ字形状となることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
前記インタークーラは着座シート下方に配置され、車体平面視において少なくともその一部が前記着座シート前端に対して後方に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車。
前記インタークーラは、その放熱面側が後輪上方の空間に臨む態様で配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動二輪車。
前記インタークーラは、その一部が前記サージタンクと上下方向に重なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動二輪車。
前記インタークーラは、その長手方向が車体前後方向に延びて配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動二輪車。