JP4464243B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、主として自動二輪車に用いられるエンジンの吸気装置に関する。
従来、レース用の自動二輪車に搭載されるエンジンのような高出力エンジンとして、各気筒の吸気通路に燃料インジェクタを２つ設けて、高出力時に両方の燃料インジェクタを作動させるものがある。これらの燃料インジェクタは、例えば、スロットルボディにおけるスロットル弁の下流側と、吸気通路の一部分を形成するエアクリーナの内部に突出した吸気ダクトの上流側とに配置される。後者の燃料インジェクタをエンジンから離れたエアクリーナ内に配置し、燃料インジェクタの噴射口からエンジンまでの距離を長く設定することにより、燃料を微粒化させて霧化を促進する。
しかしながら、コンパクト化が進む自動二輪車において、従来のエンジンの吸気装置では、吸気通路の大きさおよび形状に制約がある。特に、上述のようにエアクリーナの内部に突出した吸気ダクトの上方（上流側）に燃料インジェクタを配置した場合、吸気ダクト上方の吸気空間が制限され、吸気効率が低くなる傾向にある（特許文献１）。
特開２００４−６０５５２公報
そこで、本発明は、吸気通路内に燃料インジェクタを配置したエンジンの吸気装置において、吸気効率を向上させることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンの吸気装置は、吸気通路内に突出した吸気ダクトの上流側に、燃料を前記吸気ダクトに向けて噴射する燃料インジェクタを備え、前記吸気ダクトの後部の壁の高さが前部の壁の高さよりも高く設定されており、前記吸気ダクトの前部の壁の高さが前記燃料インジェクタの噴射口よりも低く設定されている。
このエンジンの吸気装置によれば、吸気ダクトの後部の壁の高さを前部の壁の高さよりも高く設定しているため、後部の壁の高さを前部の壁の高さと略同一とした場合に比べて、吸気ダクトの上方を通過していた空気が、前部の壁の高さよりも高い後部の壁により取り込まれる。つまり、吸気ダクトの開口面積（吸気面積）が実質的に広がる。これによって、より多くの空気が吸気ダクトに取り込まれるので、吸気効率が向上する。ここでいう前部とは車体の前方、または吸気の流れの上流側を表している。
本発明の好ましい実施形態では、前記吸気ダクトは、前記吸気通路に設けたエアクリーナの吸気導出部に設けられている。この構成によれば、エアクリーナの吸気導出部において、後部の壁の高さが前部の壁の高さよりも高く設定された吸気ダクトによって、より多くの空気が吸気ダクトに取り込まれるので、吸気効率が向上する。
また、本発明の好ましい実施形態では、前記吸気ダクトの後部の壁の高さが、前記燃料インジェクタの噴射口と略同一またはこれよりも高く設定されている。この構成によれば、噴射口から噴射された燃料が空気によって運ばれて、吸気ダクトの後方へ漏れるのが防止される。
さらに、本発明の好ましい実施形態では、前記吸気ダクトの前部の壁および後部の壁をつなぐ側部の壁の上端が凹んだ形状に形成されている。この構成によれば、吸気通路内の空気の流れに対し、側方からの空気も吸い込むことができ、より多くの空気を吸気ダクト内へ吸入し、吸気効率がさらに向上する。
本発明のエンジンの吸気装置によれば、吸気ダクトの後部の壁の高さを前部の壁の高さよりも高く設定しているため、後部の壁の高さを前部の壁の高さと略同一とした場合に比べて、吸気ダクトの開口面積が実質的に広がるので、吸気効率が向上する。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる自動二輪車の全体構造を示す側面図である。この自動二輪車は、車体フレームＦＲの前端にフロントフォーク３が支持され、このフロントフォーク３の下端部に前輪４が支持されている。車体フレームＦＲの中央下部には、スイングアームブラケット５が形成されており、これにスイングアーム６が上下揺動可能に軸支されて、このスイングアーム６に後輪７が支持されている。
また、車体フレームＦＲの中央下部には、エンジンＥが取り付けられており、このエンジンＥで図示しないチェーンを介して前記後輪７を駆動する。前記フロントフォーク３の上部を支持するアッパーブラケット３０にはハンドル８が装着されている。車体フレームＦＲにおけるメインフレーム２の上部には燃料タンク１１が配置されている。前記燃料タンク１１の下方で前記エンジンＥの上方に、エアクリーナ９が配設されている。メインフレーム２の後部側には、車体フレームＦＲの後部を構成するシートレール１４と補強レール１５が取り付けられ、シートレール１４にライダー用シート１６が装着されている。車体フレームＦＲとスイングアーム６との間には、１本のリヤサスペンション１７が取り付けられている。また、車体前部に、前記ハンドル８の前方から車体前部の側方を覆う樹脂製のカウリング１８が装着されており、このカウリング１８の後方部分はエンジンＥの側部と下部とを覆っている。さらに、前記カウリング１８の下方前部に前輪４の上部を覆うフロントフェンダ１９が配置されている。
前記カウリング１８の前面には空気取入口１８ａが形成されており、この空気取入口１８ａとエアクリーナ９の吸入口９ａとの間に、空気取入口１８ａからの空気Ａを吸入口９ａからエアクリーナ９内に後方に向けて導入する導入ダクト１３が形成されている。この導入ダクト１３により、吸気通路１２におけるエアクリーナ９の上流側部分１２ａが形成されている。また、エアクリーナ９の吸気導出部には、エンジンＥの図示しない吸気ポートに通じる吸気ダクト２２が、エアクリーナ９内に突出して設けられている。さらに、前記エアクリーナ９の内部に突出した吸気ダクト２２の上流側には、燃料インジェクタ２１が設けられている。
図２は、図１の自動二輪車の吸気装置およびその周辺を示す部分側面図である。図２に示すように、前記エアクリーナ９は、車体フレームＦＲのメインフレーム２を形成する左右一対のメインフレーム片２ａ，２ａの間に配置されている。エアクリーナ９内には、空気を浄化するクリーナエレメント３２が収納されており、その下流、つまり清浄室３１内に吸気ダクト２２が配置されている。
前記吸気ダクト２２はエアクリーナ９の底壁９０に取り付けられて、底壁９０を貫通し、吸気ダクト２２内の通路がスロットルボディ２５内の通路を介してエンジンＥの図示しない吸気ポートに接続されている。こうして、導入ダクト１３、エアクリーナ９、吸気ダクト２２およびスロットルボディ２５により吸気通路１２が形成されており、吸気ダクト２２およびスロットルボディ２５が吸気通路１２におけるエアクリーナ９よりも下流側部分１２ｂを形成している。
エンジンＥはいわゆるダブルインジェクタ方式であり、通常、スロットル弁下流に設けられる第１の燃料インジェクタ２０に加え、エアクリーナ９に取り付けられて吸気ダクト２２の入口に対向する部分に設けられた第２の燃料インジェクタ２１を有する。第１の燃料インジェクタ２０および第２の燃料インジェクタ２１は、エンジンＥの負荷によって噴射が制御され、燃料噴射量が調整される。例えば低負荷時は第１の燃料インジェクタ２０からのみ燃料Ｆが噴射され、高負荷時には両方の燃料インジェクタ２０，２１から燃料Ｆが噴射される。
図３に示すように、吸気ダクト２２は、この例では、軸心Ｃに直交する方向の横断面が楕円形であり、吸気ダクト２２のエアクリーナ９内への突出高さが、前部の壁２２ａよりも後部の壁２２ｂの方が高くなっており、後部の壁２２ｂの上端２２ｂａの突出高さが、燃料インジェクタ２１の噴射口２１ａよりも高く設定されている。すなわち、側面視で燃料インジェクタ２１の噴射口２１ａは後部の壁２２ｂの上端２２ｂａよりも下方の吸気ダクト２２内に入っている。また、吸気ダクト２２の前部の壁２２ａおよび後部の壁２２ｂをつなぐ側部の壁２２ｃの上端２２ｃａは、滑らかな曲線状に軸方向へ凹んだ形状とされている。吸気ダクト２２の軸心Ｃは、エアクリーナ９の底壁９０に直交し、かつ清浄室３１内の浄化された空気Ａ１〜Ａ３が吸気ダクト２２に向かう流れに対してほぼ直交している。なお、図３ではクリーナエレメント３２（図２）を省いている。
上記構成において、第１実施形態は、第２の燃料インジェクタ２１が、エアクリーナ９内に、吸気ダクト２２の入口に対向して設けられることにより、吸気ダクト２２の上方の吸気空間Ｓが狭くなっている。これに対し、吸気ダクト２２の後部の壁２２ｂの高さを前部の壁２２ａの高さよりも高く設定しているため、後部の壁２２ｂの高さを前部の壁２２ａの高さと略同一とした場合に比べて、吸気ダクト２２の開口面積（吸気面積）が実質的に広がる。つまり、後部の壁２２ｂの高さを前部の壁２２ａの高さと略同一とした二点鎖線で示す従来の吸気ダクト５２の場合に、吸気ダクト５２の上方を通過していた空気Ａ１が、後部の壁２２ｂの高さを高くすることで取り込まれ、さらに、吸気ダクト５２の開口の下方を通過していた空気Ａ２も取り込まれるために、空気Ａ１，Ａ２を取り込む開口面積が実質的に広がることになり、その結果、吸気効率が向上する。
また、後部の壁２２ｂの上端２２ｂａが、燃料インジェクタ２１の噴射口２１ａよりも高く設定されているから、噴射口２１ａから噴射された燃料Ｆが空気Ａ１〜Ａ３によって運ばれて吸気ダクト２２の後方へ漏れるのが防止される。さらに、吸気ダクト２２の側部の壁２２ｃの上端２２ｃａが凹んでいるので、エアクリーナ９（吸気通路１２）内の空気の流れに対し、側方からの空気Ａ３も吸い込むことができ、より多くの空気を吸気ダクト２２内へ吸入し、吸気効率がさらに向上する。
図４は、本発明の第２実施形態に係るエンジンＥの吸気装置の要部を示す部分縦断面図である。図４において、吸気ダクト２２の側部の壁２２ｃの上端２２ｃａが、第１実施形態のような凹み形状を有していない。この実施形態において吸気ダクト２２の側部の壁２２ｃの上端２２ｃａは、前部の壁２２ａの上端２２ａａと後部の壁２２ｂの上端２２ｂａとの間を側面視で直線的につないで形成されている。第２実施形態においても第１実施形態と同様に、吸気ダクト２２の後部の壁２２ｂの高さが前部の壁２２ａの高さよりも高くなるように設定されているから、後部の壁２２ｂの高さを前部の壁２２ａの高さと略同一とした場合に比べて、吸気ダクト２２の開口面積（吸気面積）が広がり、より多くの空気が吸気ダクト２２に取り込まれ、吸気効率が向上する。また、後部の壁２２ｂの上端２２ｂａの高さが、燃料インジェクタ２１の噴射口２１ａよりも高く設定されているから、噴射口２１ａから噴射された燃料Ｆが空気Ａ１，Ａ２によって吸気ダクト２２内へ運ばれて吸気ダクト２２の後方へ漏れるのが防止される。なお、図４でもクリーナエレメント３２（図２）は省いている。
図５は、本発明の第３実施形態にかかるエンジンＥの吸気装置の要部を示す部分縦断面図である。図５において、第２実施形態と同様に、前部の壁２２ａの上端２２ａａと後部の壁２２ｂの上端２２ｂａとの間を直線的につないで形成されている。この第３実施形態において、吸気ダクト２２の軸心Ｃが前方に向かって曲線状に滑らかに傾いており、吸気ダクト２２の後部の壁２２ｂの高さが前部の壁２２ａの高さよりも高くなるように設定され、後部の壁２２ｂの上端２２ｂａの高さが燃料インジェクタ２１の噴射口２１ａよりも高く設定されている。これにより、やはり吸気量が増加して吸気効率が向上するとともに、燃料Ｆが空気Ａ１，Ａ２によって吸気ダクト２２内へ運ばれて吸気ダクト２２の後方へ漏れるのが防止される。図５でもクリーナエレメント３２（図２）は省いている。
なお、上記各実施形態において、エンジンＥが複数気筒の場合、吸気慣性等を考慮して各気筒の吸気ダクト２２の通路長さを互いに異ならせることにより、吸気効率の一層の向上を図ることができる。
また、前述した実施形態では、吸気ダクト２２の軸心Ｃに直交する方向の横断面を楕円形としたが、吸気ダクト２２の断面形状は、楕円形に限定されず、例えば円形、長円形、矩形または菱形等、他の形状としてもよい。
さらに、前述した実施形態では、吸気ダクト２２の後部の壁２２ｂの上端２２ｂａの高さを燃料インジェクタ２１の噴射口２１ａよりも高く設定したが、上端２２ｂａの高さは、噴射口２１ａよりも上方に限定されず、例えば噴射口２１ａから噴射された燃料が吸気ダクト２２の外に漏れない程度に噴射口２１ａよりも若干低い高さまたは噴射口２１ａと略同じ高さに設定してもよい。
本発明の第１実施形態にかかるエンジンの吸気装置を備えた自動二輪車の側面図である。 同エンジンの吸気装置およびその周辺を示す部分側面図である。 同エンジンの吸気装置の要部を示す部分縦断面図である。 第２実施形態にかかるエンジンの吸気装置の要部を示す部分縦断面図である。 第３実施形態にかかるエンジンの吸気装置の要部を示す部分縦断面図である。
符号の説明
９ エアクリーナ
９ａ 吸気口
１２ 吸気通路
２０ 第１の燃料インジェクタ
２１ 第２の燃料インジェクタ
２２ 吸気ダクト
２２ａ 吸気ダクトの前部の壁
２２ｂ 吸気ダクトの後部の壁
２２ｃ 吸気ダクトの側部の壁
９０ 底壁
Ｅ エンジン
Ａ，Ａ１〜Ａ３ 空気
Ｆ 燃料

Claims (6)

  1. 吸気通路内に突出した吸気ダクトの上流側に、燃料を前記吸気ダクトに向けて噴射する燃料インジェクタを備え、
    前記吸気ダクトの後部の壁の高さが前部の壁の高さよりも高く設定されており、
    前記吸気ダクトの前部の壁の高さが前記燃料インジェクタの噴射口よりも低く設定されているエンジンの吸気装置。
  2. 請求項１において、
    前記吸気ダクトの後部の壁の上端が、前記燃料インジェクタの噴射口よりも高く設定されたエンジンの吸気装置。
  3. 請求項１または２において、
    前記吸気ダクトの前部の壁および後部の壁をつなぐ側部の壁の上端が、前記燃料インジェクタの噴射口との間に、前記吸気ダクトの軸心方向の隙間を有するように設定されているエンジンの吸気装置。
  4. 請求項３において、
    前記吸気ダクトの前部の壁および後部の壁をつなぐ側部の壁の上端が凹んだ形状に形成されたエンジンの吸気装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一項において、前記燃料インジェクタは、前記吸気通路に設けたエアクリーナの、前記吸気ダクトに対向する部分に配置されており、前記燃料インジェクタが配置された前記吸気ダクト上方の吸気空間が、前記吸気通路における該吸気空間の上流側よりも狭く形成されているエンジンの吸気装置。
  6. 吸気通路内に突出した吸気ダクトの上流側に、燃料を前記吸気ダクトに向けて噴射する燃料インジェクタを備え、
    前記吸気ダクトの前部の壁の高さが後部の壁の高さよりも低く設定されており、
    前記燃料インジェクタは、前記吸気通路に設けたエアクリーナの、前記吸気ダクトに対向する部分に配置されており、前記燃料インジェクタが配置された前記吸気ダクト上方の吸気空間が、前記吸気通路における該吸気空間の上流側よりも狭く形成されているエンジンの吸気装置。
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