JPH0224283A - 過給機付きエンジンを備えた自動二輪車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの軸出力によって駆動される機械式
の過給機を備えた自動二輪車に関する。

〔従来の技術〕

エンジンの軸出力によって駆動される機械式の過給機、
いわゆるスーパチャージャーは、ターボ過給機のような
作動遅れが生じることもなく、良好なスロットルレスポ
ンスが得られることから、最近、この過給機付きエンジ
ンを自動二輪車に搭載することが試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この過給機付きエンジンでは、エアクリーナ
で浄化された吸入空気をロータの回転によって加圧しつ
つエンジン側に送り出しているので、この過給機の下流
側に、加圧された吸入空気を冷却するためのインターク
ーラを設置し、吸入空気の充填効率を高めることが望ま
しいものとなる。

この場合、特に自動二輪車では、フレーム内の限られた
空間部分にエンジンを始めとして、吸気装置や冷却装置
等の補機類が所狭しと配置されているために、レイアウ
ト面は勿論のこと、安定した冷却性能を得ることを考慮
すると、上記インク−クーラとしては、走行風の流れに
制約されることなく、比較的自由な場所に設置できる水
冷式のインタークーラを用いることが望まれる。

ところが、スペース的な面だけを考慮してインタークー
ラの設置場所を決定すると、インタークーラから気化器
までの吸気管路長が長くなったり、複雑に折れ曲がる虞
れがあり得る。このため、インタークーラで冷却された
吸入空気がエンジンの熱影響を受けて昇温されたり、管
路抵抗の増大によって圧力損失が大きくなる不具合があ
り、この点において一考の余地があった。

したがって、本発明は、インタークーラと気化器を結ぶ
吸気管路を短くできるとともに、その取り回しも無理な
く行なえ、過給効率に優れる過給機付きエンジンを備え
た自動二輪車の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明においては、エンジンのシリンダブロッ
クおよびシリンダヘッドを鉛直線に対し前傾させて設け
、このシリンダヘッドの上方に縦向き通風形の気化器と
エアクリーナとを上下に並べて配置し、このエアクリー
ナと気化器とを結ぶ吸気管路に、エンジンの軸出力によ
って駆動される機械式の過給機を設けるとともに、この
過給機の下流側に加圧された吸入空気を冷却する水冷式
のインタークーラを設け、このインタークーラは上記エ
アクリーナの上に載置したことを特徴としている。

〔作用〕

この構成によれば、インタークーラと気化器とが、エア
クリーナを挾んだ上下両側に互いに近接して位置するの
で、これらインタークーラと気化器を結ぶ吸気管路の全
長を短くすることができ、冷却された吸入空気を最短距
離を通ってエンジンに供給することができる。それとと
もに、インタークーラとエンジンとの間にはエアクリー
ナが介在されるから、このエアクリーナによってエンジ
ンからインタークーラに向う熱気が遮られることになり
、インタークーラに対するエンジンの熱影響も少なく抑
えることができる。

また、インタークーラと気化器とは上下に並置されるか
ら、これらの間を結ぶ吸気管路は単に上下方向に配管す
れば良く、この配管形状を曲がりの少ない滑らかなもの
とすることができる。したがって、吸気管路の取回しを
無理なく行なうことができ、上記吸気管路長を短くでき
ることと相まって、吸入空気の温度上昇や圧力損失を防
止することができる。

〔実施例〕

以下本発明を、図面に示す一実施例にもとづいて説明す
る。

第１図中符号ｌは自動二輪車の車体を構成するフレーム
であり、その前端のステアリングヘッドバイブ２には、
後方に延びるメインバイブ３と、下向きに延びるダウン
チューブ４が溶接されている。これらメインバイブ３と
ダウンチューブ４との間にはエンジン５が支持されてい
る。本実施例のエンジン５は４サイクル水冷四気筒エン
ジンであり、そのクランクケース６内には車体の幅方向
に沿うクランク軸７が支持されている。クランクケース
Ｂの上面にはシリンダブロック８が立設されており、こ
のシリンダブロック８内のピストン９とクランク軸７と
がコンロッド９ａを介して連結されている。

シリンダブロック８およびこのシリンダブロック８の上
面に重ねられたシリンダヘッドＩＯは、第２図に示すよ
うにクランク軸７の中心を通る鉛直線ｘｌ−Ｘｌに対し
、進行方向前方側に向って大きく前傾されており、この
シリンダヘッドｌＯがクランクケースＢの前面よりも前
方に大きく突出している。シリンダヘッドｌＯには吸気
弁１１によって開閉される吸気口１２と、排気弁１３に
よって開閉される排気口１４が形成されている。吸気口
１２はシリンダヘッドｌＯの後面において上向きに開口
されており、この吸気口１２にダウンドラフト形の気化
器１５が接続されている。気化器１５は上下方向に沿う
縦置きの吸気通路１５ａを備えており、この吸気通路１
５ａの上端が気化器１５の上方のサージタンクＩＢに連
なっている。

なお、このサージタンク１６は耐圧構造とするため、例
えばアルミ合金の鋳造成形品が用いられている。

また、シリンダヘッドｌＯの前面に開口する排気口１４
には、下向きに延びる排気管１７が連結されている。こ
の排気管１７はクランクケースＢの前方を通過した後、
クランクケース６の下方を通って後方に延びており、こ
の排気管１７の直前にエンジン冷却水を冷却するラジェ
ータ１８が配置されている。

ところで、上記サージタンクＩ６の前面には、合成樹脂
製のエアクリーナ２０が連結されている。エアクリーナ
２０は気化器１５およびシリンダヘッドｌＯの上方に位
置されており、そのエレメント２１の上流側はエアクリ
ーナ２０の前面に開口する吸入口２２に連なっている。

エレメント２１の下流側の浄化室２３は、吸気管路２４
を介してサージタンク１６に連なっており、この吸気管
路２４にはエアクリーナ２０で浄化された吸入空気をサ
ージタンク１Ｂに圧送する機械式の過給機２５が設けら
れている。こめ過給機２５はクランクケース８の前面と
排気管１７との間に収められており、本実施例の場合は
、過給機２５の外郭を形作るケーシング２Ｂがクランク
ケース６にボルト締めされている。このケーシング２Ｂ
内には、スクリュー状をなす二本のロータ２７が収容さ
れている。ロータ２７はクランク軸７と平行に設けられ
ており、その外周面に形成した図示しない凹部と凸部と
を噛み合わせた状態で、ケーシング２Ｂに回転自在に支
持されている。一方のロータ２７の回転軸２８は、第３
図に示すようにクランクケース６の前面に突設した膨出
部２９内に入り込むとともに、この膨出部２９内に軸支
した従動歯車３０と連結されており、この従動歯車３０
は中間歯車３１を介してクランク軸７上の減小歯車３２
と噛み合っている。このため、過給機２５のロータ２７
はクランク軸７の軸出力によって回転駆動される。

また、ケーシング２６の下面には、ロータ２７の軸方向
一端側に位置して吸入口３３が開口されており、この吸
入口３３は上記吸気管路２４を構成する上流側吸気配管
３４を介してエアクリーナ２０の浄化室２３に連なって
いる。ケーシング２６の上面には、上記吸入口３３とは
ロータ２７の軸方向反対側に偏った位置に、加圧された
吸入空気を送り出す吐出口３５が開口されている。吐出
口３５は下流側吸気配管３６を介して上方のサージタン
ク１Ｂに連なっており、この下流側吸気配管３Ｂの途中
には、加圧された吸入空気を冷却する水冷式のインター
クーラ３７が設けられている。インタークーラ３７は、
第１図および第２図に示すようにサージタンク１Ｂとエ
アクリーナ２０の上面に跨がって載置されており、この
インタークーラ３７とサージタンク１６とが互いに隣接
するとともに、このインタークーラ３７の空気出口３８
が下流側吸気配管３Ｂの下流部３９を介してサージタン
ク１６に連なっている。また、このインタークーラ３７
は、冷却水配管４０を介してシリンダヘッド１０の直前
に設けたサブラジェータ４１に連なっている。

サブラジェータ４１は上記エンジン冷却用のラジェータ
１８とは独立しており、このため、吸入空気の冷却系と
エンジンの冷却系とが互いに独立した別系統となってい
る。

冷却水配管４０の途中には、サブラジェータ４１の上流
側に位置して冷却水を循環させるウォータポンプ４２が
設けられている。ウォータポンプ４２はシリンダヘッド
ｌＯの右側面に取付けられており、そのインペラ４３が
排気弁１３を開閉する排気用カム軸４４によって回転駆
動される。

また、エアクリーナ２０とサージタンク１Ｂの互いに重
なり合う側壁には、サージタンク１Ｂとエアクリーナ２
０の浄化室２３とを連通させる連−通孔４５が開口され
ている。連通孔４５には浄化室２３からサージタンク１
Ｂに向う空気の流通のみを許容するリード弁４Ｂが設け
られており、このリード弁４６はエンジン５の低速運転
時のように、エンジン５の吸気負圧の方が過給機２５の
過給圧よりも大きい場合に、連通孔４５を開くようにな
っている。このため、過給圧が低いエンジンの低速運転
時には、吸入空気は過給機２５を通らずに連通孔４５が
らサージタンク１６を通じて直接気化器１５に吸い込ま
れる。

なお、リード弁４Ｂの側方には、第４図に示すようにサ
ージタンク１６内の圧力が所定値を上回った際に、吸入
空気をエアクリーナ２ｏの浄化室２３に逃すリリーフ弁
４７が設けられている。

さらに、サージタンク１６とエアクリーナ２０の浄化室
２３とは、バイパス通路５０を介して連通されている。

このバイパス通路５０の途中には、エンジンブレーキ対
策として吸気負圧に応じて開閉制御される常閉形の他の
リリーフ弁５１が設けられている。

リリーフ弁５１の負圧制御部５１ａは負圧導入管５２を
介して気化器１５の絞り弁下流の吸気管路１５ａに連な
りでおり、吸気管路１５ａの負圧が所定値に達すると、
リリーフ弁５１を開作動させて、サージタンク１６内の
吸入空気を浄化室２３に逃すようになっている。すなわ
ち、例えば坂道をスロットルを閉じた状態で下っている
状態では、スロットルを閉じているにも拘らず、エンジ
ン回転数が上昇するので、過給機２５のロータ２７も高
速回転し、逆に過給されてしまうことになる。

しかるに、上記構成によれば、エンジン回転数の上昇に
伴って吸気通路１５ａの吸気負圧が所定の圧力に達する
と、負圧制御部５１ａがリリーフ弁５１を開いて、サー
ジタンク１６内の吸入空気を浄化室２３に逃すので、吸
入空気はサージタンク１６と浄化室２３との間で循環さ
れることになる。この結果、エンジン５への過給がなさ
れなくなり、エンジンブレーキを良好に利かすことがで
きる。

一方、本実施例のエンジン５には、排ガス浄化用の二次
空気導入装置５５が付加されている。この二次空気導入
装置５５について、第５図および第６図を加えて説明す
ると、上記シリンダヘッド１０の排気口１４の直前には
箱形をなす分配ケース５Ｂが設けられている。分配ケー
ス５６の上部には空気導入口５７が設けられており、こ
の空気導入口５７は連通管５８を介して過給機２５の直
後の下流側吸気配管３６に連なっている。分配ケース５
Ｂの側面には、エンジン５の気筒の数に対応して四つの
分配孔５９が開口されている。各分配孔５９は分配ケー
ス５Ｂ内から外方に向う空気の流通のみを許容するリー
ド弁６０が設けられており、このリード弁６０を覆うカ
バー６１に、エンジン５の排気口１４に連なる分配管６
２が接続されている。そして、分配ケース５６には吸気
負圧に応じて空気導入口５７を開閉する常開形の制御弁
Ｂ３が組み込まれている。制御弁６３は空気導入口５７
の内面の弁座Ｂ４に接離する弁体６５と、この弁体６５
を開閉駆動する駆動部Ｂ６とで構成される。駆動部６Ｂ
はダイヤフラムＢ７によって気密に区画された負圧室６
８を備えており、この負圧室６８が負圧導入管６９を介
して上記気化器１５の吸気通路１５ａに通じている。ま
た、ダイヤフラム６７は弁棒７０を介して弁体Ｂ５と連
結されており、このダイヤフラム６７はスプリング７１
によって常時弁体６５が弁座６４から離脱する方向に付
勢されている。

このような二次空気導入装置５５によると、エンジン運
転中、吸気通路１５ａの吸気負圧が所定値に達するまで
は、弁体Ｂ５が弁座８４から離脱し、空気導入口５７が
開かれているため、過給機２５によって加圧された吸入
空気の一部が分配ケース５Ｂに供給される。この吸入空
気は分配孔５９からリード弁ＢＯを介して分配管６２に
分配され、これら分配管６２から排気口１４に強制的に
導入される。

このため、格別なエアポンプを用いることなく、加圧さ
れた空気を排気口１４に導入することができ、自動二輪
車のようにエンジン回りのスペースに余裕がない場合に
好都合となる。

また、排気口１４に導入される吸入空気は、加圧により
高温となっているので、特に排ガス中の炭化水素を効率
良く浄化できる利点もある。

なお、分配ケース５６の負圧室６８には、常時吸気通路
１５ａの吸気負圧が作用しているので、例えば坂道をス
ロットルを閉じて惰力で下っている時のように、スロッ
トルを閉じているにも拘らず吸気通路１５ａ内の吸気負
圧が高くなると、この吸気負圧がスプリング７１の付勢
力に打ち勝った時点で、ダイヤフラム６７が第５図中想
像線で示すように変位し、弁体Ｂ５を弁座Ｂ４に押付け
る。このため、空気導入口５７が閉じられ、排気口１４
への空気の導入が停止される。

また、上記サージタンクｌＢの後方には、第２図に示す
ように燃料タンク７５が配置されている。燃料タンク７
５の底部には燃料コック７６が設けられており、この燃
料コック７Ｂと気化器１５とを結ぶ燃料供給管７７の途
中には、燃料を気化器１５に向って圧送する燃料ポンプ
７８が介装されている。燃料ボンブ７８よりも下流側の
燃料供給管７７は、チエツク弁７９を介して気化器１５
に連なる送り管路７９ａと燃料コック７Ｂに連なる戻し
管路７９ｂとに分岐されている。この戻し管路７９ｂの
途中には、サージタンク１Ｂ内の圧力に応じて気化器１
５に対する燃料の供給圧を調整する常開形のレギュレー
タ８０が設けられている。レギュレータ８０の制御部Ｊ
ｌＯａは、圧力導入管８１を介してサージタンク１６に
通じており、このサージタンクｌＢ内の圧力が所定値に
達すると、レギュレータ８０により戻し管路７９ｂが閉
じられる。

したがって、サージタンクｌＢ内の圧力が高い時には、
気化器１５に圧送される燃料の供給圧が増大し、逆にサ
ージタンク１Ｂ内の圧力が低くなると、レギュレータ８
０が開かれて、燃料ポンプ７８から送られる燃料の一部
が燃料コック７Ｂ側に戻され、気化器１５に対する燃料
の供給圧が低くなるようになっている。すなわち、気化
器１５に供給される吸入空気の圧°力に応じて、気化器
１５への燃料の供給圧が増減調整されるから、吸入空気
が加圧されているにも拘らず、気化器１５の油面の変動
を防止するこのような構成の過給機付きエンジンにおい
て、クランク軸７の軸出力が中間歯車３１および従動歯
車３０を介してロータ２７に伝わると、二本のロータ２
７が噛み合いながら逆向きに回転し、エアクリーナ２０
で浄化された吸入空気を吸入口３３から吸込むとともに
、この吸入空気を加圧して吐出口３５から下流側吸気配
管３Ｂ内に送り出す。この加圧された吸入空気はエアク
リーナ２０の上方のインタークーラ３７に導かれ、ここ
を−通過する過程で冷却水との熱交換により冷却される
。この冷却された吸入空気はサージタンク１Ｂに導かれ
た後、各気筒の気化器１５に分配され、このことにより
過給が開始される。

ところで、上記構成においては、エンジン５のシリンダ
ブロック８およびシリンダヘッドｌＯを前傾させ、この
シリンダヘッドｌＯの上方に気化器１５とエアクリーナ
２０を上下に並べて配置するとともに、このエアクリー
ナ２０の上に水冷式のインタークーラ３７を載置したの
で、インタークーラ３７と気化器１５とがエアクリーナ
２０を挾んだ上下両側に互いに近接した状態で配置され
ることになる。このため、インタークーラ３７と気化器
１５とを結ぶ下流側吸気配管３６の下流部３９の全長を
短くすることができ、インタークーラ３７で冷却された
吸入空気をｌ＆短距離を通って気化器１５に供給するこ
とができる。

しかも、インタークーラ３７とエンジン５との間には、
エアクリーナ２０やサージタンク１Ｂが介装されている
から、これらエアクリーナ２ｏやサージタンクｌＢによ
ってインタークーラ３７側に向うエンジン５の熱気が遮
られることになり、インタークーラ３７に対するエンジ
ン５の熱影響を少なく抑えることができる。

それとともに、インタークーラ３７と気化器Ｉ５とを結
ぶ下流部３９は、単に上下方向に配管すれ−ば良いから
、この下流部３９の配管形状を曲がりの少ない滑らかな
ものとすることができる。このため、冷却された吸入空
気を気化器１５に送るための配管を無理なく行なえ、上
記下流３９の全長を短くできることと相まって、吸入空
気の温度上昇や圧力損失を抑えることができ、その分、
効率の良い過給を行なえる。

なお、過給機の駆動手段は歯車に限らず、ベルト駆動と
しても良いとともに、例えばクランク軸の前方にバラン
サ軸を備えたエンジンでは、このバランサ軸の軸出力に
よって駆動するようにしても良い。

さらに、過給機のロータもスクリュー状に制約されず、
例えばまゆ形のロータを組み合わせたルーツ式の過給機
であっても良い。

［発明の効果〕 以上詳述した本発明によれば、インタークーラで冷却さ
れた吸入空気を最短距離を通って気化器に供給できると
ともに、このインタークーラに対するエンジンの熱影響
も少なく抑えることができ、吸入空気の温度上昇や圧力
損失を抑えて、効率の良い過給を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は自動二輪車の
側面図、第２図は過給機付きエンジンを一部断面した側
面図、第３図は過給機の駆動系路を一部断面した平面図
、第４図は第２図中■線方向から見た矢視図、第５図は
二次空気導入装置の分配ケースの断面図、第６図は分配
ケースを一部断面した正面図である。 ５・・・エンジン、８・・・シリンダブロック、１Ｇ・
・・シリンダヘッド、１５・・・気化器、２０・・・エ
アクリーナ、２４・・・吸気管路、２５・・・過給機、
３７・・・インタークーラ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドを鉛
   直線に対し前傾させて設け、このシリンダヘッドの上方
   に縦向き通風形の気化器とエアクリーナとを上下に並べ
   て配置し、このエアクリーナと気化器とを結ぶ吸気管路
   に、エンジンの軸出力によって駆動される機械式の過給
   機を設けるとともに、この過給機の下流側に加圧された
   吸入空気を冷却する水冷式のインタークーラを設け、こ
   のインタークーラは上記エアクリーナの上に載置したこ
   とを特徴とする過給機付きエンジンを備えた自動二輪車
   。