JP4496813B2 - インタークーラー搭載のスノーモービル - Google Patents

Description

本発明は、インタークーラー搭載のスノーモービルに関する。

スノーモービルのエンジンは軽量且つ高出力の２サイクルエンジンが主流であったが、近年、環境問題に配慮して４サイクルエンジンを搭載する傾向にある。

４サイクルエンジンは、２サイクルエンジンと比較してその全高が高くなると共に、２サイクルエンジンと同じ大きさで同等の出力を得るためにターボチャージャーやインタークーラーを備えている。（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２１４７５０号公報（段落番号［００１９］、図１および図２）

しかしながら、走行風をエンジンルーム内に取り入れてこの走行風でインタークーラーを冷却する構造であるスノーモービルの場合、スノーモービルが例えば深い雪の中を走行するとエンジンが高負荷となってターボチャージャーによって加圧される吸気の温度が高くなるにもかかわらず、スノーモービルの走行スピードが著しく低下してインタークーラーによる吸気の冷却効率が著しく悪化するので、例えターボチャージャーを用いてもエンジンの出力向上が望めない。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、いかなるエンジン負荷状態においても吸気の温度の適正化を図ることができるインタークーラー搭載のスノーモービルを提供することを目的とする。

本発明に係るインタークーラー搭載のスノーモービルは、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、エンジンフードによって覆われたエンジンルーム内に、過給器とこの過給器によって加圧されて温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラーとを備える水冷式４サイクルエンジンを搭載したスノーモービルにおいて、上記インタークーラーは、上記エンジン冷却用冷却水の一部を上記インタークーラーに導いて吸気を冷却する水冷式インタークーラーであって、上記エンジンの後部にエンジン吸気系を構成するサージタンクを接続し、上記エンジンの側部に変速装置を配置する一方、上記サージタンクの側方且つ上記変速装置の上方に上記インタークーラーを配置したものである。

そして、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記サージタンクにエンジン制御ユニットと吸気温センサとを設けると共に、上記インタークーラーに、このインタークーラー内に導かれる冷却水の流量を調整する冷却水流量調整装置を設け、この冷却水流量調整装置を用いて上記吸気温センサによって検出された上記サージタンク内の吸気温度に応じて上記エンジン制御ユニットで上記インタークーラーに供給される冷却水の流量を制御するように構成したものである。

本発明に係るインタークーラー搭載のスノーモービルによれば、エンジンの負荷状態やスノーモービルの走行状態（速度）に大きく左右されず、常に安定した冷却効率を維持でき、エンジンの高出力を維持できる。

また、冷却系機器をエンジンと共用できるのでコストや重量を低減できると共に、エンジンルーム内のデッドスペースを有効に利用できるので、エンジンルームをコンパクト化できる。さらに、エンジンの前方を遮るものがなくなって外気導入孔からの外気を全てエンジンの冷却風として利用できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示すスノーモービルの右側面図である。また、図２はこのスノーモービルの平面図である。

図１および図２に示すように、このスノーモービル１は前後方向に延びる車体の前下部に左右一対の操舵用スキッド２が左右に操舵可能に設けられる。また、操舵用スキッド２はフロントサスペンション機構３により緩衝可能に支持される。一方、車体の後下部にはクローラ機構４が設けられる。このクローラ機構４は、例えば前側に配置された駆動輪５と、後側に配置された従動輪６と、これらの動輪間に配置された複数個の中間輪７と、これらの中間輪７を緩衝可能に支持するリヤサスペンション機構８と、各車輪の周囲に巻装された無限軌道９とから構成される。

クローラ機構４の上方には前後に延びる運転シート１０が設けられ、この運転シート１０の左右には一段低いステップ１１が設けられる。また、運転シート１０の前方にはステアリングシャフト１２を介して上記操舵用スキッド２を操作するハンドルバー１３が設けられる。そして、ハンドルバー１３前方にはメータパネル１４やウィンドシールド１５等が設けられ、メータパネル１４前方のウィンドシールド１５前下端にはヘッドライト１６が設けられる。さらに、車体の前上半分は開閉可能なエンジンフード１７によって覆われ、その内部にエンジンルーム１８を形成する。

図３〜図５は本願発明の第一実施形態を示すものであり、図３はエンジンルーム１８の右側面図である。また、図４はこのエンジンルーム１８の左側面図である。さらに、図５はこのエンジンルーム１８の平面図である。

図３〜図５に示すように、エンジンルーム１８内にはエンジン１９が搭載される。また、エンジンフード１７は上記ヘッドライト１６の光軸を遮らないよう、ヘッドライト１６下前部を最高点として前方に行くほど下がってゆく前下がり形状を有する。このエンジン１９は例えばクランクケース２０と、その上方に載置されるシリンダブロック２１と、その上方に載置されるシリンダヘッド２２とから構成された、図示しないドライサンプ式潤滑方式を用いた水冷式４サイクル並列多気筒（本実施形態においては二気筒）エンジンである。

このエンジン１９は、そのクランクケース２０内に回転自在に軸支されるクランクシャフト２３の軸線が車体の幅方向に延びるよう、横置きに配置される。また、エンジン１９は側面視でヘッドライト１６の下方にシリンダヘッド２２が配置されるように、且つクランクシャフト２３を軸にやや後方に傾斜した状態で配置される。さらに、このエンジン１９は平面視で一側、本実施形態においては車体の進行方向に向かって左側に若干オフセットして配置される。

シリンダブロック２１内には図示しないシリンダが形成され、その内部には図示しないピストンがクランクシャフト２３と直角方向に摺動自在に挿入される。そして、ピストンとクランクシャフト２３とが図示しないコンロッドによって連結され、ピストンの往復ストロークがクランクシャフト２３の回転運動に変換される。

さらに、このエンジン１９にはその振動低減用にバランサ装置が備えられる。バランサ装置は、上下に分割されるクランクケース２０の合せ面２４にクランクシャフト２３を挟んでその前後に配置される前後一対のバランサシャフト２５と、これらのバランサシャフト２５に一体に形成されたバランサウェイト（図示せず）とから構成される。

エンジン１９がオフセットされた側のクランクシャフト２３端、本実施形態においては左端、はエンジン１９外に突出し、この突出部にＣＶＴ機構２６（無段変速装置）を構成するドライブプーリ２７がクランクシャフト２３と回転一体に設けられる。一方、エンジン１９の後方には動力伝達機構であるドライブシャフト２８がクランクシャフト２３と平行に配置され、ドライブプーリ２７側のドライブシャフト２８端部（左端）にドリブンプーリ２９が設けられる。そして、ドライブプーリ２７とドリブンプーリ２９との間には例えばドライブベルト３０が巻装されてクランクシャフト２３の回転がドライブシャフト２８に伝達されるように構成される。

一方、ドライブシャフト２８の他端（右端）には図示しないドライブスプロケットが設けられ、前記クローラ機構４の駆動輪５と同軸上に回転一体に設けられた図示しないドリブンスプロケットとの間に例えば図示しないドライブチェーンが巻装されてエンジン１９の回転がクローラ機構４に伝達されるように構成される。

シリンダヘッド２２後方の、メータパネル１４とヘッドライト１６との間の空間内にはエンジン吸気系を構成するスロットルボディ３１が配置され、シリンダヘッド２２の後部に取り付けられる。また、スロットルボディ３１の上流側、すなわち後部には例えばサージタンク３２が接続されると共に、サージタンク３２の上方には例えばエンジン１９制御用の電子機器（図示せず）を収納したエンジン制御ユニットであるＥＣＭボックス３３が配設される。さらに、サージタンク３２には吸気の温度を検出する吸気温センサ３４が取り付けられる。

一方、シリンダヘッド２２の前方にはターボチャージャー３５（過給器）が配置される。ターボチャージャー３５からはＣＶＴ機構２６の側、すなわちエンジン１９がオフセットされた側、本実施形態においてはエンジン１９の左側から後方に向かって吸気経路３６が延びてサージタンク３２に接続されると共に、エンジン１９の後側に位置する吸気経路３６途中のサージタンク３２下方の空間にはターボチャージャー３５によって加圧されることにより温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラー３７が介装される。

ターボチャージャー３５の吸気口３８からは車体の前方に向かって吸気管３９が延設され、その上流端がターボチャージャー３５の前方に配置されたエアボックス４０に接続される。また、図１および図２に示すように、エンジンフード１７のエアボックス４０上方には外気をエンジンルーム１８内に導入する複数個の外気導入孔４１が形成されると共に、図５に示すように、エンジンルーム１８の後部にはエンジンルーム１８内の空気を外部に排出する排出口４２が形成される。

一方、ターボチャージャー３５の排気口４３からはエンジン１９の右側に向かって排気管４４が延設され、その下流端がエンジン１９の右側に配置されたマフラ４５に接続される。他方、駆動輪５の前方および上方にはエンジン１９冷却用のラジエター４６が配置される。

ラジエター４６によって冷却された冷却水は、図示しない冷却水ホースを介してクランクケース２０のＣＶＴ機構２６とは反対側、すなわちクランクケース２０右側部に配置されたウォータポンプ４７によって汲み上げられ、このウォータポンプ４７によってエンジン冷却水供給ホース４８を介してエンジン１９内各部に圧送される。また、エンジン１９内各部を冷却して温度が上昇した冷却水は、エンジン冷却水戻しホース４９を介してラジエター４６に送られ、ラジエター４６によって冷却される。

ところで、本実施形態に用いられるインタークーラー３７は水冷方式であり、エンジン冷却用の冷却水の一部を用いてインタークーラー３７内においてターボチャージャー３５によって加圧されることにより温度が上昇した吸気を冷却する。

具体的には、ウォータポンプ４７に設けられたインタークーラー用吐出口５０からインタークーラー冷却水供給ホース５１がインタークーラー３７に向かって延び、ラジエター４６によって冷却された冷却水を直接インタークーラー３７内に導くと共に、吸気を冷却して温度が上昇した冷却水は、インタークーラー冷却水戻しホース５２を介してラジエター４６に送られ、ラジエター４６によって冷却される。

さらに、インタークーラー３７にはインタークーラー３７内に導かれる冷却水の流量を調整する冷却水流量調整装置５３が設けられる。冷却水流量調整装置５３は、例えば図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である図６（ａ）および（ｂ）に示すように、インタークーラー３７の上流側においてインタークーラー冷却水供給ホース５１が接続される冷却水供給通路５４と、インタークーラー３７の下流側においてインタークーラー冷却水戻しホース５２が接続される冷却水戻し通路５５と、冷却水供給通路５４と冷却水戻し通路５５とを連通するバイパス通路５６と、このバイパス通路５６を開閉する例えばピストンバルブ５７と、このピストンバルブ５７を移動させるアクチュエータ５８とから構成される。また、冷却水供給通路５４の入口５９および冷却水戻し通路５５の出口６０は、車両の進行方向に向かってウォータポンプ４７が配置された側、本実施形態においては右側に開口して併設される。

例えばサージタンク３２に取り付けられた吸気温センサ３４がサージタンク３２内の吸気温度を検出し、エンジン低負荷時など、ターボチャージャー３５によって加圧された吸気の温度が低い場合は、図６（ａ）に示すように、アクチュエータ５８によってピストンバルブ５７が冷却水供給通路５４を塞ぐ位置に移動され、冷却水はインタークーラー３７に供給されることなくバイパス通路５６から冷却水戻し通路５５へ導かれ、吸気の過冷却を防止する。

また、エンジン高負荷時など、ターボチャージャー３５によって加圧された吸気の温度が高い場合は、図６（ｂ）に示すように、ＥＣＭボックス３３の制御によるアクチュエータ５８によってピストンバルブ５７がバイパス通路５６を塞ぐ位置に移動され、冷却水はインタークーラー３７に供給されて吸気を適正温度に冷却した後、冷却水戻し通路５５へ導かれる。

さらに、ＥＣＭボックス３３の制御によるピストンバルブ５７の移動を細かく制御してインタークーラー３７内の吸気の温度領域毎に冷却水の流量を細かく設定することも可能である。

図７および図８は本願発明の第二実施形態を示すものであり、図７はエンジンルーム１８の左側面図である。また、図８はこのエンジンルーム１８の平面図である。なお、第一実施形態に示されたものと共通の部材には同一の符号を付して説明を省略する。

図７および図８に示すように、第二実施形態に示すエンジンルーム１８内のレイアウトの、第一実施形態に示すものと異なる点はインタークーラー６１の配置であり、その位置が異なることに伴って配管等も異なってくる。

具体的には、第二実施形態においてインタークーラー６１はエンジン１９の左側下部に配置されたＣＶＴ機構２６の上方、且つエンジン１９の後部に配置されたサージタンク３２側方のスペースに配置される。このインタークーラー６１は例えば柱状の形状を有し、その長手方向が前後方向に延びるように配置される。すなわち、ターボチャージャー３５から吸気経路３６がＣＶＴ機構２６の上方を通るように延びてエンジン１９後方のサージタンク３２に接続されると共に、ＣＶＴ機構２６の上方に位置する吸気経路３６の途中にインタークーラー６１が介装される。

また、このインタークーラー６１にもその後部に冷却水流量調整装置５３が備えられており、ウォータポンプ４７からインタークーラー６１に向かって延びるインタークーラー冷却水供給ホース６２およびインタークーラー６１からラジエター４６に向かって延びるインタークーラー冷却水戻しホース６３はシリンダブロック２１後方のスペースを通って配設される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

吸気経路３６の途中に介装され、ターボチャージャー３５によって加圧されて温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラー３７，６１を水冷方式としたことにより、吸気の冷却効率は空冷方式のものに比べてエンジン１９の負荷状態やスノーモービル１の走行状態（速度）に大きく左右されず、常に安定した冷却効率を維持でき、エンジン１９の高出力を維持できる。

さらに、インタークーラー３７，６１を水冷方式としたことにより、空冷式のインタークーラーのように外気の流れに合わせて配置するといったレイアウト上の制約を受けないため、インタークーラー３７，６１をエンジンルーム１８内の任意の場所に配置でき、デッドスペースを有効に利用できるので、エンジンルーム１８をコンパクト化できる。

また、インタークーラー３７に、このインタークーラー３７内に導かれる冷却水の流量を調整する冷却水流量調整装置５３を設け、検出されたサージタンク３２内の吸気温度に応じてＥＣＭボックス３３でインタークーラー３７，６１に供給される冷却水の流量を制御するようにしたことにより、エンジン１９の負荷状態やスノーモービル１の走行状態（速度）に関わらず、常に安定した冷却効率を維持でき、エンジン１９の高出力を維持できると共に、吸気の過冷却も防止できる。

ところで、インタークーラー３７，６１の水冷方式は、エンジン１９から独立した別の冷却経路を用いて冷媒（冷却水）を循環させる方法（図示せず）も考えられるが、この場合専用のポンプや熱交換器、タンク等が必要となり、コストや重量等が増加する要因となる。

一方、本願発明に適用したインタークーラー３７，６１の水冷方式のように、ラジエター４６によって冷却された冷却水の一部をエンジン１９内各部に圧送される前に分岐させて直接インタークーラー３７，６１に導くようにすれば、ポンプ（ウォータポンプ４７）や熱交換器（ラジエター４６）、タンク（図示せず）等をエンジン１９と共用でき、コストや重量を低減できる。

そして、第一実施形態に示したように、エンジン１９後方のサージタンク３２下方の空間にインタークーラー３７を配置すれば、インタークーラー冷却水供給ホース５１やインタークーラー冷却水戻しホース５２といった冷却水配管や制御配線（図示せず）が短くでき、エンジン周りがコンパクト化できる。

また、重量部品である、冷却水で満たされたインタークーラー３７を車体中心側下方に配置することになるので、車両の低重心化が図られ、操縦安定性が向上する。さらにまた、エンジン１９後方のサージタンク３２下方の空間にインタークーラー３７を配置したことにより、エンジン１９の前方を遮るものがなくなってエンジンフード１７に形成された外気導入孔４１からの外気を全てエンジン１９の冷却風として利用できる。

一方、空冷式のインタークーラーは走行風を受ける面積が必要なためその形状がほぼ板状に制限されるが、第二実施形態に示すように、水冷方式のインタークーラー６１は形状に自由度があり、例えばその外形を柱状に形成することができる。その結果、従来部品配置が困難でデッドスペースとなっていたＣＶＴ機構２６の上方にインタークーラー６１を配置可能となってデッドスペースを有効に利用できるので、エンジンルーム１８をコンパクト化できる。

また、ＣＶＴ機構２６の上方にインタークーラー６１を配置したことにより、吸気系の部品を車体の一側、本実施形態においてはエンジン１９の左側に、排気系の部品を車体の他側、本実施形態においてはエンジン１９の右側に分離配置可能となり、吸気系部品が排気系部品の放熱を受けにくくなるのでインタークーラー６１の冷却効率をより高く維持可能となる。

さらに、エンジン１９の前方からエアボックス４０、ターボチャージャー３５、インタークーラー６１、サージタンク３２と直線的に吸気経路３６を形成できるので、配管がコンパクト化される。

本発明に係るインタークーラー搭載のスノーモービルの一実施形態を示す右側面図。 図１に示すスノーモービルの平面図。 エンジンルームの右側面図（第一実施形態）。 エンジンルームの左側面図（第一実施形態）。 エンジンルームの平面図（第一実施形態）。 （ａ）および（ｂ）は図３のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。 エンジンルームの左側面図（第二実施形態）。 エンジンルームの平面図（第二実施形態）。

符号の説明

１ スノーモービル
１７ エンジンフード
１８ エンジンルーム
１９ 水冷式４サイクルエンジン
２６ ＣＶＴ機構（変速装置）
３２ サージタンク
３３ ＥＣＭボックス（エンジン制御ユニット）
３４ 吸気温センサ
３５ ターボチャージャー（過給器）
３７，６１ インタークーラー
４６ ラジエター
４７ ウォータポンプ
５０ インタークーラー用吐出口
５１，６２ インタークーラー冷却水供給ホース
５２，６３ インタークーラー冷却水戻しホース
５３ 冷却水流量調整装置

Claims (2)

1. エンジンフードによって覆われたエンジンルーム内に、過給器とこの過給器によって加圧されて温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラーとを備える水冷式４サイクルエンジンを搭載したスノーモービルにおいて、上記インタークーラーは、上記エンジン冷却用冷却水の一部を上記インタークーラーに導いて吸気を冷却する水冷式インタークーラーであって、上記エンジンの後部にエンジン吸気系を構成するサージタンクを接続し、上記エンジンの側部に変速装置を配置する一方、上記サージタンクの側方且つ上記変速装置の上方に上記インタークーラーを配置したことを特徴とするインタークーラー搭載のスノーモービル。
2. 上記サージタンクにエンジン制御ユニットと吸気温センサとを設けると共に、上記インタークーラーに、このインタークーラー内に導かれる冷却水の流量を調整する冷却水流量調整装置を設け、この冷却水流量調整装置を用いて上記吸気温センサによって検出された上記サージタンク内の吸気温度に応じて上記エンジン制御ユニットで上記インタークーラに供給される冷却水の流量を制御するように構成した請求項１記載のインタークーラー搭載のスノーモービル。

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