JPWO2017217449A1 - 鞍乗型車両 - Google Patents

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Abstract

ウェイストゲートバルブアクチュエータ(72)のロッド(72r)は、ターボチャージャー(80)の連結軸(83)の中心軸線(Ct1)およびシリンダ孔(22a)の中心軸線(Cy)の両方に平行な仮想平面(Sr)に沿って進退する。車両の左右方向に見て、触媒部(62)のメイン触媒(62a)は、シリンダ孔(22a)の中心軸線(Cy)より前方に配置される。ターボチャージャー(80)の連結軸(83)の中心軸線(Ct1)およびシリンダ孔(22a)の中心軸線(Cy)の両方に垂直な方向(A方向)に見たとき、メイン触媒(62a)の排ガスの流れ方向は、ウェイストゲートバルブアクチュエータ(72)のロッド(72r)の進退方向と交差する。

Description

本発明は、ターボチャージャーを含むエンジンユニットを備えた鞍乗型車両に関する。
自動二輪車等の鞍乗型車両は、エンジンの燃費の改善と、エンジンの出力の向上が求められる。これらの要求を満たすために、ターボチャージャーを設けて、かつ、エンジンの排気量を下げることが行われている。エンジンの排気量を下げることで、燃費を改善できる。また、ターボチャージャーを設けることで、吸気効率を向上できる。それにより、燃費を改善しつつ、エンジンの出力を向上できる。
エンジンの排気量を下げることで、エンジン本体は小型化される。しかし、ターボチャージャーを設ける場合、部品数が増加する。鞍乗型車両の大型化を抑制するためには、増加した部品を鞍乗型車両の限られた狭いスペースに配置しなければならない。特許文献1には、車両の大型化を抑制しつつ、ターボチャージャーを設けた鞍乗型車両のレイアウトが提案されている。
特許文献1には、ターボチャージャー、インタークーラー、サージタンク、スロットルボディ、およびエンジン本体のシリンダヘッドのレイアウトが記載されている。インタークーラーは、ターボチャージャーによって圧縮された空気を冷却する装置である。インタークーラーから排出された空気は、サージタンクを介して、スロットルボディに供給される。スロットルボディおよびサージタンクは、シリンダヘッドの後ろに配置される。インタークーラーは、シリンダヘッドおよびスロットルボディより後方に配置される。インタークーラーは、サージタンクに隣接して配置される。ターボチャージャーは、インタークーラーより前方に配置される。このレイアウトにより、インタークーラーによって吸入空気を効率よく冷却できる。それにより、吸気効率を高めることができる。したがって、特許文献1のレイアウトによると、吸気効率を高めつつ、鞍乗型車両の大型化を抑制できる。
米国特許出願公開第2015/083513号明細書
近年、鞍乗型車両は、排気浄化性能を向上させることが求められている。しかし、特許文献1に記載の鞍乗型車両は、車両の大型化を抑制しつつ、排気浄化性能を向上させることが困難であることがわかった。
本発明は、ターボチャージャーを設けても、車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる鞍乗型車両を提供することを目的とする。
上述したように、近年、鞍乗型車両は、排気浄化性能をより向上させることが求められている。しかし、特許文献1の鞍乗型車両では、車両の大型化を抑制しつつ、排気浄化性能を向上させることが困難であることがわかった。以下、その理由について説明する。
エンジン本体は、排ガスを排出するための排気通路部と接続される。特許文献1の鞍乗型車両においてターボチャージャーの下流の排気通路部を、タービン下流通路部と称する。特許文献1において、ターボチャージャーは、エンジン本体の下部の前に配置される。左右方向に見て、タービン下流通路部の排ガスの流れ方向は、前後方向とほぼ平行である。つまり、タービン下流通路部全体が、ターボチャージャーとほぼ同じ低い位置に配置される。特許文献1は、触媒について記載されていない。本願発明者は、このタービン下流通路部内に、触媒を配置することを検討した。排気浄化性能を高めるために、触媒は大型化される。大型化した触媒がタービン下流通路部に配置されると、タービン下流通路部は大型化する。上述したように、タービン下流通路部全体は低い位置に配置される。そのため、タービン下流通路部が側方に大型化した場合、鞍乗型車両をリーンさせたときに、タービン下流通路部が路面と接触する。一方、タービン下流通路部を下方に大型化した場合、タービン下流通路部と路面との間に十分な距離を確保できない。そのため、タービン下流通路部は、上方にしか大型化できない。特許文献1において、タービン下流通路部は、エンジン本体の下面の一部に近接して配置される。そのため、タービン下流通路部を上方に大型化すると、エンジン本体の位置が高くなる。それにより、車両が上方に大型化する。つまり、タービン下流通路部に大型化した触媒を単純に配置しようとすると、鞍乗型車両が上方に大型化する。
特許文献1に記載の技術は、吸気効率を高めつつ、鞍乗型車両の大型化を抑制することを目的としている。その目的を達成するために、特許文献1では、エンジンユニットの吸気系のレイアウトを決定してから、最後にターボチャージャーの位置を決めるという技術思想を採用している。しかし、この技術思想に基づいたエンジンユニットにおいて、排気浄化性能を向上させようとすると、上述したように、鞍乗型車両が上方に大型化してしまうことがわかった。
そこで、本願発明者は、従来の技術思想を以下のような技術思想に転換して、エンジンユニットのレイアウトを検討した。その技術思想とは、タービン下流通路部に配置される触媒の配置位置の自由度を高めるように、ターボチャージャーの位置を決めるという技術思想である。触媒の配置位置の自由度を高めることで、鞍乗型車両の大型化を抑制できる位置に大型化した触媒を配置できる。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
本願発明者は、更に、研究開発を進める中で、新たな技術思想を見出した。それは、ターボチャージャーに使用されているウェイストゲートバルブのアクチュエータと触媒の位置関係を工夫するという技術思想である。言い換えれば、触媒の配置位置の自由度を高めるように、ウェイストゲートバルブのアクチュエータの位置を決めるという技術思想である。触媒の配置位置の自由度を高めることで、鞍乗型車両の大型化を抑制できる位置に、大型化した触媒を配置できる。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(1)本発明の鞍乗型車両は、車体フレームと、前記車体フレームに支持されるエンジンユニットと、少なくとも1つの前輪を含み、車両の左右方向に見たとき、前記車両の前後方向において前記エンジンユニットの前に配置される前輪部と、少なくとも1つの後輪を含み、前記左右方向に見たとき、前記前後方向において前記エンジンユニットの後ろに配置される後輪部と、を備える鞍乗型車両である。
前記エンジンユニットは、少なくとも1つの燃焼室および少なくとも1つのシリンダ孔を有するエンジン本体と、前記エンジン本体に接続され、大気から空気を吸入する大気吸入口を有し、前記少なくとも1つの燃焼室に供給される空気が通過する吸気通路部と、前記エンジン本体に接続され、前記少なくとも1つの燃焼室から排出された排ガスが通過する上流排気通路部と、大気に排ガスを放出する大気放出口を有する下流排気通路部と、前記上流排気通路部内に配置されるタービンホイール、および、前記吸気通路部内に配置され、前記左右方向に沿った中心軸線を有する連結軸を介して前記タービンホイールに連結されるコンプレッサホイールを有するターボチャージャーと、前記タービンホイールを迂回するように前記上流排気通路部に接続されるバイパス排気通路部と、前記バイパス排気通路部の経路の断面積を変更して、前記タービンホイールに供給される排ガスの流量を調整するウェイストゲートバルブと、前記ウェイストゲートバルブに接続されたロッドを含み、前記ロッドを前記ターボチャージャーの前記連結軸の中心軸線および前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に平行な仮想平面に沿った方向に進退させて、前記ウェイストゲートバルブを駆動するウェイストゲートバルブアクチュエータと、前記上流排気通路部の下流端および前記下流排気通路部の上流端に接続され、前記少なくとも1つの燃焼室から前記大気放出口に至る少なくとも1つの排気経路において前記少なくとも1つの燃焼室から排出された排ガスを最も浄化するメイン触媒を含む触媒部であって、前記左右方向に見て、前記メイン触媒が前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線より前方に位置するように、かつ、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に平行な方向に沿うように、かつ、前記ターボチャージャーの前記連結軸の中心軸線および前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に垂直な方向に見たとき、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が、前記ウェイストゲートバルブアクチュエータの前記ロッドの進退方向と交差するように、かつ、前記メイン触媒と前記ウェイストゲートバルブアクチュエータとの間に前記鞍乗型車両の前記左右方向の中央が位置するように設けられた前記触媒部と、を備える。
この構成によると、鞍乗型車両は、車体フレームと、エンジンユニットと、前輪部と、後輪部を備える。以下の説明において、左右方向、前後方向、および、上下方向は、それぞれ、車両の左右方向、車両の前後方向、および車両の上下方向のことである。エンジンユニットは、車体フレームに支持される。前輪部は、少なくとも1つの前輪を含む。前輪部は、左右方向に見て、エンジンユニットの前に配置される。後輪部は、少なくとも1つの後輪を含む。後輪部は、左右方向に見て、エンジンユニットの後ろに配置される。
エンジンユニットは、エンジン本体と、吸気通路部と、上流排気通路部と、下流集合排気通路部を備える。エンジン本体は、少なくとも1つの燃焼室を有する。エンジン本体は、少なくとも1つのシリンダ孔を有する。シリンダ孔は、燃焼室の内面の一部を構成する。吸気通路部は、エンジン本体に接続される。吸気通路部は、大気から空気を吸入する大気吸入口を有する。少なくとも1つの燃焼室に供給される空気は、吸気通路部を通過する。上流排気通路部は、エンジン本体に接続される。少なくとも1つの燃焼室から排出された排ガスは、上流排気通路部を通過する。下流排気通路部は、大気に排ガスを放出する大気放出口を有する。
エンジンユニットは、ターボチャージャーと、バイパス排気通路部と、ウェイストゲートバルブと、ウェイストゲートバルブアクチュエータを備える。ターボチャージャーは、タービンホイールと、コンプレッサホイールを有する。タービンホイールは、上流排気通路部内に配置される。コンプレッサホイールは、吸気通路部内に配置される。コンプレッサホイールは、左右方向に沿った中心軸線を有する連結軸を介してタービンホイールに連結される。つまり、タービンホイールおよびコンプレッサホイールの回転中心軸は、左右方向に沿っている。タービンホイールは排ガスを受けて回転する。タービンホイールの回転に伴って、コンプレッサホイールは回転する。それにより、コンプレッサホイールは空気を圧縮する。圧縮された空気はエンジン本体に供給される。バイパス排気通路部は、タービンホイールを迂回するように上流排気通路部に接続される。ウェイストゲートバルブは、バイパス排気通路部の経路の断面積を変更可能に構成されている。バイパス排気通路部の経路の断面積が変更されることで、タービンホイールに供給される排ガスの流量が調整される。つまり、ウェイストゲートバルブは、タービンホイールに供給される排ガスの流量を調整可能に構成されている。ウェイストゲートバルブアクチュエータは、ウェイストゲートバルブに直接的または間接的に接続されたロッドを含む。ウェイストゲートバルブアクチュエータは、ある仮想平面に沿った方向にロッドを進退可能に構成されている。この仮想平面は、ターボチャージャーの連結軸の中心軸線および少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に平行な平面である。ロッドの進退方向はロッドの長手方向である。ロッドが進退することで、ウェイストゲートバルブが駆動される。ウェイストゲートバルブアクチュエータは、ウェイストゲートバルブを駆動可能に構成されている。
エンジンユニットは、触媒部を有する。触媒部は、上流排気通路部の下流端および下流排気通路部の上流端に接続される。触媒部は、メイン触媒を含む。メイン触媒は、少なくとも1つの燃焼室から大気放出口に至る少なくとも1つの排気経路において少なくとも1つの燃焼室から排出された排ガスを最も浄化する。
触媒部は、左右方向に見て、メイン触媒が少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線より前方に位置するように設けられる。さらに、触媒部は、メイン触媒の排ガスの流れ方向が、少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に平行な方向に沿うように設けられる。鞍乗型車両の場合、車両全体の大きさに対するエンジン本体の大きさの比率が大きい。そのため、鞍乗型車両において、触媒部を上記のように設けることで、触媒部をエンジン本体の近くに配置することができる。
さらに、触媒部は、ターボチャージャーの連結軸の中心軸線および少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に垂直な方向に見たとき、メイン触媒の排ガスの流れ方向が、ウェイストゲートバルブアクチュエータのロッドの進退方向と交差するように設けられる。これにより、触媒部およびウェイストゲートバルブアクチュエータを互いに離れた位置に設けることができる。触媒部は、ウェイストゲートバルブアクチュエータと干渉しにくいため、触媒部の配置位置の自由度を高めることができる。
加えて、触媒部は、メイン触媒とウェイストゲートバルブアクチュエータとの間に鞍乗型車両の左右方向の中央が位置するように設けられる。鞍乗型車両の場合、車両の左右方向の重量バランスの偏りにより、部品の配置位置が制約を受ける場合がある。本発明では、メイン触媒とウェイストゲートバルブアクチュエータの位置関係を工夫することで、鞍乗型車両の左右方向の重量バランスの偏りを抑制することができる。
本発明の鞍乗型車両はこのような構成を有することで、触媒部の配置位置の自由度が向上される。それにより、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部を配置することができる。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。このように、触媒部の配置位置の自由度を高めるように、触媒部とエンジン本体の位置関係、触媒部とターボチャージャーの位置関係、および、触媒部とウェイストゲートバルブアクチュエータの位置関係が設定されることで、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
より詳細には、シリンダ孔の中心軸線と車両の上下方向のなす角度が45度以下の場合、左右方向に見て、エンジン本体と前輪部の間に、触媒部とターボチャージャーとウェイストゲートバルブアクチュエータを配置しても、エンジン本体と前輪部の間の距離が大きくなることを抑制できる。よって、車両の前後方向の大型化をより抑制できる。また、シリンダ孔の中心軸線と車両の上下方向のなす角度が45度以上の場合、左右方向に見て、エンジン本体と路面の間に、触媒部とターボチャージャーとウェイストゲートバルブアクチュエータが配置されても、エンジン本体と路面の間の距離が大きくなることを抑制できる。よって、車両の上下方向の大型化をより抑制できる。
(2)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)の構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記触媒部は、前記ターボチャージャーの前記連結軸の中心軸線および前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に垂直な方向に見て、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が、前記ウェイストゲートバルブアクチュエータの前記ロッドの進退方向と鋭角または鈍角で交差するように設けられる。
この構成によると、触媒部とウェイストゲートバルブアクチュエータの左右方向の距離を小さくすることができる。これにより、触媒部の配置位置の自由度を高めることができる。それにより、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部を配置することができる。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(3)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)または(2)の構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記触媒部の少なくとも一部および前記ウェイストゲートバルブアクチュエータの少なくとも一部は、前記前後方向に見て、前記前輪部と重ならない。
鞍乗型車両において、車両の大型化を抑制するために、触媒部、ターボチャージャーおよびウェイストゲートバルブアクチュエータを集約して設けた場合、熱による部品の耐久性低下が懸念される。場合によっては、熱による部品の耐久性の低下を避けるために、車両が大型化する。しかしながら、触媒部の少なくとも一部およびウェイストゲートバルブアクチュエータの少なくとも一部が、前後方向に見て、前輪部と重なっていないことで、熱による部品の耐久性の低下を避けることができる。それにより、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部を配置することができる。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(4)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(3)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含む。前記触媒部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記クランク軸の中心軸線より前方に配置される。
この構成によると、エンジン本体は、クランク軸を含む。クランク軸は、左右方向に沿った中心軸線を有する。触媒部の少なくとも一部は、クランク軸の中心軸線より前方に配置される。したがって、燃焼室から触媒部までの経路長が短くなる。そのため、メイン触媒に流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニットの冷間始動時に、メイン触媒が非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒による排気浄化性能をより向上できる。なお、エンジンユニットの冷間始動とは、エンジン本体の温度が外気温かそれよりも低い状態で、エンジンユニットを始動することである。
(5)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(4)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記触媒部の少なくとも一部は、車両の上下方向において前記前輪部の中心を通る水平面より下方に配置される。
仮に、触媒部全体が、前輪部の中心を通る水平面より上方に配置されると、ターボチャージャーの配置位置がかなり高くなる。それにより、ターボチャージャーの配置スペースを確保するために、鞍乗型車両が上下方向に大型化される。よって、触媒部の少なくとも一部が、前輪部の中心を通る水平面より下方に配置されることで、鞍乗型車両の上下方向の大型化をより抑制できる。
(6)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(5)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記鞍乗型車両の前記左右方向の中央と前記タービンホイールとの間の前記左右方向の距離が、前記鞍乗型車両の前記左右方向の中央と前記コンプレッサホイールとの間の前記左右方向の距離より短い。
鞍乗型車両の左右方向の中央とタービンホイールとの間の左右方向の距離を距離D1とする。鞍乗型車両の左右方向の中央とコンプレッサホイールとの間の左右方向の距離を距離D2とする。距離D1は距離D2より短い。つまり、タービンホイールは、コンプレッサホイールよりも鞍乗型車両の左右方向の中央に近い。エンジン本体の外面には、上流排気通路部と接続される少なくとも1つの排気口が設けられる。全ての排気口が設けられる領域の左右方向中央は、鞍乗型車両の左右方向の中央に近い。そのため、タービンホイールが鞍乗型車両の左右方向の中央に近い位置に配置されることで、上流排気通路部の上流端からタービンホイールまでの経路長がより短くなる。よって、燃焼室から触媒部までの経路長を短くできる。そのため、メイン触媒に流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニットの冷間始動時に、メイン触媒が非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒による排気浄化性能をより向上できる。
(7)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(6)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記前後方向に見て、前記触媒部は、前記左右方向において前記タービンホイールより左方または右方に配置される。
この構成によると、前後方向に見て、触媒部の少なくとも一部と、タービンホイールの少なくとも一部が上下方向に並ぶことがない。仮に、前後方向に見て、触媒部の少なくとも一部が、タービンホイールの下に配置され、かつ、タービンホイールの少なくとも一部と上下方向に並んでいるとする。この場合、タービンホイールから上流排気通路部の下流端までの経路が、前後方向に見て略S字に曲がった形状となる。一般的に、通路部が有する曲がり部分が多いほど、通路部の経路長は長くなる。したがって、触媒部が、タービンホイールより左方または右方に配置されることで、燃焼室から触媒部までの経路長を短くできる。そのため、メイン触媒に流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニットの冷間始動時に、メイン触媒が非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒による排気浄化性能をより向上できる。
(8)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(7)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含む。前記左右方向に見て、前記スクロール排気通路部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつ前記クランク軸の中心軸線を通る直線より前方に配置される。
この構成によると、エンジン本体は、クランク軸を含む。クランク軸は、左右方向に沿った中心軸線を有する。左右方向に見て、少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつクランク軸の中心軸線を通る直線を、直線L2とする。左右方向に見て、スクロール排気通路部の少なくとも一部は、直線L2より前方に配置される。したがって、左右方向に見てスクロール排気通路部全体が直線L2より後方に配置される場合に比べて、上流排気通路部の上流端からタービンホイールまでの経路長が短くなる。それにより、上流排気通路部におけるタービンホイールより下流の部分の経路長が長くなる。よって、触媒部の配置位置の自由度をより高めることができる。それにより、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部を配置することができる。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(9)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(8)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記触媒部は、車両の上下方向において前記タービンホイールより下方に配置される。
この構成によると、触媒部の少なくとも一部が、タービンホイールの最下端より上方に配置される場合に比べて、触媒部の配置位置の自由度が高い。それにより、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部を配置することができる。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(10)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(9)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線が、車両の上下方向に沿っている。
この構成によると、触媒部が、タービンホイールより下方に配置されるという構成を実現しやすい。よって、鞍乗型車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(11)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(10)の構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記触媒部は、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が車両の上下方向に沿うように設けられる。
この構成によると、触媒部の前後方向長さは、触媒部の上下方向長さよりも短い。そのため、エンジン本体の前に触媒部を配置するスペースを確保しやすい。また、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の前後方向の大型化を抑制できる。
(12)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(11)の構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含む。前記左右方向に見て、前記触媒部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつ前記クランク軸の中心軸線を通る直線より前方に配置される。
この構成によると、エンジン本体は、クランク軸を含む。クランク軸は、左右方向に沿った中心軸線を有する。左右方向に見て、少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつクランク軸の中心軸線を通る直線を、直線L2とする。左右方向に見て、触媒部の少なくとも一部は、直線L2より前方に配置される。したがって、左右方向に見て、触媒部全体が、直線L2より後方に配置される場合に比べて、燃焼室から触媒部までの経路長が短くなる。そのため、メイン触媒に流入する排ガスの温度がより高くなる。それにより、エンジンユニットの冷間始動時に、メイン触媒が非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒による排気浄化性能をより向上できる。
(13)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(11)または(12)の構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記左右方向に見て、前記触媒部の少なくとも一部は、前記スクロール排気通路部の少なくとも一部と車両の上下方向に並んでおり、かつ、前記スクロール排気通路部の下に配置されている。
この構成によると、触媒部およびターボチャージャーが配置されるスペースの前後方向の長さを短くできる。よって、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の前後方向の大型化を抑制できる。
(14)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(10)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記触媒部は、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が水平方向に沿うように設けられる。
この構成によると、触媒部の上下方向長さは、触媒部の前後方向長さよりも短い。そのため、エンジン本体の下に触媒部を配置するスペースを確保しやすい。また、メイン触媒を大型化しても、鞍乗型車両の上下方向の大型化をより抑制できる。
(15)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(14)の構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含む。前記左右方向に見て、前記触媒部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつ前記クランク軸の中心軸線を通る直線より後方に配置される。
この構成によると、エンジン本体は、クランク軸を含む。クランク軸は、左右方向に沿った中心軸線を有する。左右方向に見て、少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつクランク軸の中心軸線を通る直線を、直線L2とする。左右方向に見て、触媒部の少なくとも一部は、直線L2より後方に配置される。また、触媒部は、メイン触媒の排ガスの流れ方向が、水平方向に沿うように設けられている。仮に、このような触媒部全体が、左右方向に見て直線L2より前方に配置されるとする。この場合、触媒部の最前端がエンジン本体の最前端よりも大幅に前方に位置する場合がある。この場合に、前輪部と触媒部の間に十分な距離を確保しようとすると、鞍乗型車両が前後方向に大型化する。したがって、左右方向に見て、触媒部の少なくとも一部が、直線L2より後方に配置されることで、鞍乗型車両の前後方向の大型化を抑制できる。
(16)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(15)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記エンジンユニットは、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射装置を備える。
この構成によると、燃料の気化熱により、燃焼室の温度が低くなる。そのため、圧縮比を上げてもノッキングが発生しにくくなる。よって、圧縮比を上げることができる。圧縮比を上げることで、燃費を向上できる。
(17)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(16)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記燃焼室の数が複数である。前記エンジンユニットは、前記エンジン本体の前記複数の燃焼室にそれぞれ接続された複数の独立排気通路部と、前記複数の独立排気通路部の下流端と前記触媒部の上流端に接続され、前記上流排気通路部の少なくとも一部を構成し、前記複数の独立排気通路部から排出された排ガスを集合させる上流集合排気通路部と、排ガスを冷却する冷却媒体が流れており、少なくとも一部が、前記上流集合排気通路部の少なくとも一部の外周に設けられる排ガス冷却通路部と、を備える。
この構成によると、エンジンユニットは、複数の独立排気通路部と、上流集合排気通路部と、排ガス冷却通路部を有する。複数の独立排気通路部は、エンジン本体の複数の燃焼室にそれぞれ接続される。上流集合排気通路部は、複数の独立排気通路部の下流端と触媒部の上流端に接続される。上流集合排気通路部は、複数の独立排気通路部から排出された排ガスを集合させる。上流集合排気通路部は、上述の上流排気通路部の少なくとも一部を構成する。各独立排気通路部は、一部だけがエンジン本体の内部に設けられていてもよい。この場合、複数の独立排気通路部の残りの部分と、上流集合排気通路部全体によって、上流排気通路部が構成される。また、各独立排気通路部は、全体がエンジン本体の内部に設けられていてもよい。この場合、上流集合排気通路部の一部が、エンジン本体の内部に設けられて、上流集合排気通路部の残りの部分がエンジン本体の外に設けられる。
排ガス冷却通路部の少なくとも一部は、上流集合排気通路部の少なくとも一部の外周部に設けられる。排ガスを冷却する冷却媒体が、排ガス冷却通路部を流れる。よって、触媒部に流入する排ガスの温度が低下する。そのため、燃焼室に近い位置に触媒部が配置されても、触媒部に流入する排ガスの温度が高くなり過ぎるのを防止できる。それにより、メイン触媒の過熱による劣化を防止できる。その結果、メイン触媒による排気浄化性能をより向上できる。
排ガス冷却通路部の少なくとも一部は、上流集合排気通路部の少なくとも一部の外周に設けられる。それにより、排ガス冷却通路部が、上流集合排気通路部に設けられず、複数の独立排気通路部のそれぞれの外周に設けられる場合に比べて、排ガス冷却通路部を小型化できる。よって、鞍乗型車両の上下方向および前後方向の大型化を抑制できる。
(18)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(17)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記燃焼室の数が複数である。前記上流排気通路部は、前記エンジン本体に接続される複数の外部独立排気通路部と、前記タービンホイールが配置され、前記複数の外部独立排気通路部の下流端と前記触媒部の上流端に接続され、前記複数の外部独立排気通路部から排出された排ガスを集合させる外部上流集合排気通路部と、を有する。
この構成によると、上流排気通路部は、複数の外部独立排気通路部と、外部上流集合排気通路部を有する。複数の外部独立排気通路部は、エンジン本体に接続される。タービンホイールは、外部上流集合排気通路部に配置される。外部上流集合排気通路部は、複数の外部独立排気通路部の下流端と触媒部の上流端に接続される。外部上流集合排気通路部は、複数の外部独立排気通路部から排出された排ガスを集合させる。よって、複数の燃焼室から排出された排ガスを集合させる通路部は、エンジン本体に設けられない。仮に、複数の燃焼室から排出された排ガスを集合させる通路部が、エンジン本体に設けられるとする。この場合、1つの燃焼室から排出された排ガスの圧力が、別の燃焼室からの排ガスの排出の邪魔をする場合がある。つまり、排ガスの流量および圧力が低下する場合がある。それにより、エンジンの出力が低下する。また、排ガスの流量および圧力が低下することで、タービンホイールの回転速度が低下する。それにより、吸気効率が低下する。吸気効率が低下することで、燃費が低下すると共に、エンジンの出力がより低下する。よって、上流排気通路部が複数の外部独立排気通路部と外部上流集合排気通路部とを有することで、出力および燃費の低下を防止できる。
(19)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(18)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記燃焼室の数が複数である。前記エンジン本体は、前記複数の燃焼室にそれぞれ接続される複数の内部独立排気通路部と、前記複数の内部独立排気通路部の下流端および前記上流排気通路部の上流端に接続され、前記複数の内部独立排気通路部から排出された排ガスを集合させる内部集合排気通路部と、を有する。
この構成によると、エンジン本体は、複数の燃焼室と、複数の内部独立排気通路部と、内部集合排気通路部を有する。複数の内部独立排気通路部は、複数の燃焼室にそれぞれ接続される。内部集合排気通路部は、複数の内部独立排気通路部の下流端および上流排気通路部の上流端に接続される。内部集合排気通路部は、複数の内部独立排気通路部から排出された排ガスを集合させる。この構成によると、内部集合排気通路部を設けない場合に比べて、1つの燃焼室から排出された排ガスだけが通過する通路部の経路長を短くできる。よって、複数の燃焼室から触媒部までの通路部の内面の表面積を小さくできる。つまり、複数の燃焼室から触媒部までの通路部の熱容量を低減できる。よって、内部集合排気通路部を設けない場合に比べて、触媒部に流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニットの冷間始動時に、メイン触媒が非活性状態から活性化するまでの時間を短くできる。よって、メイン触媒による排気浄化性能を向上できる。
(20)本発明の1つの観点によると、本発明の鞍乗型車両は、上記(1)〜(19)のいずれかの構成に加えて、以下の構成を有することが好ましい。前記左右方向に見て、前記タービンホイールは、前記車体フレームと重ならない。
仮に、左右方向に見て、タービンホイールの少なくとも一部が、車体フレームと重なる場合、ターボチャージャーの配置位置が高くなる。ターボチャージャーの配置位置が高いと、ターボチャージャーの配置スペースを確保するために、鞍乗型車両が上下方向に大型化される。そのため、左右方向に見て、タービンホイールが車体フレームと重ならないことで、鞍乗型車両の上下方向の大型化をより抑制できる。
<メイン触媒の定義>
本発明において、「少なくとも1つの排気経路において少なくとも1つの燃焼室から排出された排ガスを最も浄化するメイン触媒」とは、以下のことを指す。前記少なくとも1つ排気経路に設けられる触媒の数が1つだけの場合、その触媒がメイン触媒である。前記少なくとも1つ排気経路に設けられる触媒の数が複数の場合、複数の触媒のうち排ガスを最も浄化する触媒がメイン触媒である。排ガスを最も浄化するとは、排ガスを浄化する寄与度が最も高いことをいう。排ガスを浄化する寄与度が最も高い触媒は、触媒の浄化能力が最も高いとは限らない。
本発明において「メイン触媒の排ガスの流れ方向」とは、メイン触媒の中心軸線の方向である。
<バイパス排気通路部の経路の断面積の定義>
本発明において、「バイパス排気通路部の経路の断面積」とは、バイパス排気通路部の内部空間の排ガスの流れ方向に直交する断面の面積のことである。
<車体フレームの定義>
本発明において、車体フレームとは、車両において応力を主に受ける部材である。車体フレームは、複数の部品を組み合わせたフレーム、または、一体成型されたフレームであってもよい。車体フレームは、車両の外観部品で構成したモノコック構造、または、その一部が車両の外観部品を兼ねるセミモノコック構造であってもよい。なお、車体フレームの材質は、アルミ、鉄などの金属、CFRPなどの樹脂、または、それらの組み合わせであってもよい。
<ロッドの定義>
本発明において、ロッドとは、長尺に形成された部材である。その長手方向の断面形状は限定されない。断面形状は、円形でも、矩形でも、多角形でもよい。また、ロッドは、中空形状であってもよく、中実形状であってもよい。
本発明において、ウェイストゲートバルブアクチュエータのロッドが、ウェイストゲートバルブに接続されるとは、ロッドが直接的または間接的にウェイストゲートバルブに接続されることをいう。
<前輪部・後輪部の定義>
本発明において、前輪部は、1つの前輪だけで構成されていてもよく、複数の前輪を含んでいてもよい。本発明において、後輪部は、1つの後輪だけで構成されていてもよく、複数の後輪を含んでいてもよい。
本発明において、前輪とは、タイヤと、タイヤを保持するホイール本体とを含む。後輪についても同様の定義が適用される。
<その他の用語の定義>
本発明において、車両の上下方向とは、鞍乗型車両を水平な路面に直立させた状態における上下方向である。車両の左右方向および前後方向とは、上記の状態において、鞍乗型車両に乗車するライダーから見た方向である。
本発明において、通路部とは、経路を囲んで経路を形成する壁体等を意味する。また、経路とは対象が通過する空間を意味する。吸気通路部とは、吸気経路を囲んで吸気経路を形成する壁体等を意味する。吸気経路とは、燃焼室に供給される空気が通過する空間を意味する。排気通路部とは、排気経路を囲んで排気経路を形成する壁体等を意味する。排気経路とは、排ガスが通過する空間を意味する。
本明細書において、排気経路の任意の部分の経路長とは、排気経路の中心を通るラインの長さを言う。
本発明において、ある部品の端部とは、部品の端とその近傍部とを合わせた部分を意味する。
本明細書において、特に限定しない限り、直線Aの直線Bに対する傾斜角度とは、直線Aと直線Bのなす角度のうち、小さい方の角度である。この定義は、「直線」に限らず「方向」にも適用される。
本明細書において、特に限定しない限り、直線Aの直線Bのなす角度とは、直線Aと直線Bのなす角度のうち、小さい方の角度である。この定義は、「直線」に限らず「方向」にも適用される。
本発明および本明細書において、A方向に沿った直線とは、A方向と平行な直線に限らない。A方向に沿った直線とは、特に限定しない限り、A方向を示す直線に対して−45°以上+45°以下の範囲内で傾斜している直線を含む。同様の定義が、「沿った」を用いた他の表現にも適用される。「沿った」を用いた他の表現とは、例えば、「A方向に沿った方向」や、「複数のBがA方向に沿って配列される」や、「1つのBがA方向に沿っている」等である。なお、A方向は、特定の方向を指すものではない。A方向を、水平方向や前後方向に置き換えることができる。
本発明および本明細書において、AとBがX方向に並ぶとは、以下の状態を指す。X方向と直交するいずれの方向からAとBを見た場合であっても、X方向を示す任意の直線または曲線がAとBの両方を通る。また、A全体がBとX方向に並ぶとは、A全体がBとX方向に向かい合っていることを指す。つまり、X方向に見て、A全体がBと重なる状態を指す。全体を一部に言い換えてもよい。
本発明および本明細書において、Y方向から見てAとBがX方向に並ぶとは、以下の状態を指す。Y方向からAとBを見たときに、X方向を示す任意の直線または曲線がAとBの両方を通る。Y方向とは異なるW方向からAとBを見たとき、AとBがX方向に並んでいなくてもよい。Y方向から見て、A全体がBとX方向に並ぶとは、Y方向から見て、A全体がBとX方向に向かい合っているように見えることをいう。全体を一部に言い換えてもよい。
なお、上述の2つの定義において、AとBは、接触していてもよい。また、AとBは、離れていてもよい。AとBの間に、Cが存在していてもよい。
本発明および本明細書において、AがBより前方にあるとは、特に限定しない限り、以下の状態を指す。Aが、Bの最前端を通り前後方向に直交する平面の前方にある。AとBは、前後方向に並んでいてもよく、並んでいなくてもよい。Bが前後方向に直交する平面または直線の場合、Bの最前端を通る平面とは、Bを通る平面のことである。Bが前後方向の長さが無限の直線または平面である場合、Bの最前端は特定されない。前後方向の長さが無限の直線または平面とは、前後方向に平行な直線または平面に限らない。
なお、Bについて同じ条件の元、AがBより後方にあるという表現にも、同様の定義が適用される。また、Bについて同様の条件の元、AがBより上方または下方にある、AがBより右方または左方にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
本発明および本明細書において、Bが前後方向の長さが無限の平面の場合、AがBより前方にあるとは、以下の状態を指す。Bによって仕切られる2つの空間のうち、前方の空間内に、Aが存在する。
なお、Bについて同じ条件の元、AがBより後方にあるという表現にも、同様の定義が適用される。また、Bについて同様の条件の元、AがBより上方または下方にある、AがBより右方または左方にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
本発明および本明細書において、前後方向と異なるX方向に見て、Bが前後方向の長さが無限の直線の場合に、X方向に見て、AがBより前方にあるとは、以下の状態を指す。X方向に見て、Bによって仕切られる2つの領域のうち、前方の領域に、Aが存在する。BはX方向に見て直線であれば、3次元において平面であってもよい。
なお、Bおよび見る方向について同じ条件の元、AがBより後方にあるという表現にも、同様の定義が適用される。また、Bおよび見る方向について同様の条件の元、任意の方向から見て、AがBより上方または下方にある、AがBより右方または左方にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
本発明および本明細書において、AがBの前にあるとは、特に限定しない限り、以下の状態を指す。Aの後面の少なくとも一部が、Bの前面の少なくとも一部と前後方向に向かい合う。さらに、Bの最前端がAの最前端より後方で、且つ、Bの最後端がAの最後端より前方にある。Aの後面とは、Aを後ろから見た時に見える面のことである。Aの後面は、連続した1つの面であってもよく、連続しない複数の面で構成されてもよい。Bの前面の定義も同様である。
なお、AがBの後ろにある、AがBの上または下にある、AがBの右または左にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
本発明および本明細書において、前後方向と異なる方向であるX方向に見て、AがBの前にあるとは、特に限定しない限り、以下の状態を指す。X方向に見て、Aの後端の少なくとも一部が、Bの前端の少なくとも一部と前後方向に向かい合う。さらに、Bの最前端がAの最前端より後方で、且つ、Bの最後端がAの最後端より前方にある。X方向とは異なるY方向からAとBを見たとき、Aの後端の少なくとも一部が、Bの前端の少なくとも一部と前後方向に向かい合っていなくてよい。
なお、任意の方向に見て、AがBの後ろにある、AがBの上または下にある、AがBの右または左にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
本明細書において、Aが、BとCとの間に配置されるとは、特に限定しない限り、以下の状態を指す。任意の直線が、BとAとCをこの順で通る。つまり、BとAとCが、任意の直線の方向にこの順で並んでいる。
本発明において、含む(including)、有する(comprising)、備える(having)およびこれらの派生語は、列挙されたアイテム及びその等価物に加えて追加的アイテムをも包含することが意図されて用いられている。
本発明において、取り付けられた(mounted)、接続された(connected)、結合された(coupled)、支持された(supported)という用語は、広義に用いられている。具体的には、直接的な取付、接続、結合、支持だけでなく、間接的な取付、接続、結合および支持も含む。さらに、接続された(connected)および結合された(coupled)は、物理的又は機械的な接続/結合に限られない。それらは、直接的なまたは間接的な電気的接続/結合も含む。
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されることはない。
本明細書において、「好ましい」という用語は非排他的なものである。「好ましい」は、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味する。本明細書において、「好ましい」と記載された構成は、少なくとも、上記(1)の構成により得られる上記効果を奏する。また、本明細書において、「してもよい」という用語は非排他的なものである。「してもよい」は、「してもよいがこれに限定されるものではない」という意味である。本明細書において、「してもよい」と記載された構成は、少なくとも、上記(1)の構成により得られる上記効果を奏する。
特許請求の範囲において、ある構成要素の数を明確に特定しておらず、英語に翻訳された場合に単数で表示される場合、本発明は、この構成要素を、複数有していてもよい。また本発明は、この構成要素を1つだけ有していてもよい。
本発明では、上述した好ましい構成を互いに組み合わせることを制限しない。本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されたまたは図面に図示された構成要素の構成および配置の詳細に制限されないことが理解されるべきである。本発明は、後述する実施形態以外の実施形態でも可能である。本発明は、後述する実施形態に様々な変更を加えた実施形態でも可能である。また、本発明は、後述する変形例を適宜組み合わせて実施することができる。
本発明の鞍乗型車両によると、ターボチャージャーを設けても、車両の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(a)は本発明の実施形態の自動二輪車のエンジンユニットの一部の右側面図であり、(b)は(a)に示すA方向の矢視図である。 本発明の実施形態の具体例1の自動二輪車の右側面図である。 図2に示すIII―III線の断面図である。 本発明の実施形態の具体例1の自動二輪車のエンジンユニットの一部の右側面図である。 本発明の実施形態の具体例1の自動二輪車のエンジンユニットの一部の正面図である。 本発明の実施形態の具体例1の自動二輪車のエンジンユニットの一部の模式図である。 本発明の実施形態の具体例1の自動二輪車のターボチャージャーの断面図である。 本発明の実施形態の具体例1の自動二輪車のターボチャージャーの側面図である。 ウェイストゲートバルブおよびウェイストゲートバルブアクチュエータの模式図である。 本発明の実施形態の具体例2の自動二輪車のエンジンユニットの一部の右側面図である。 本発明の実施形態の変形例1の自動二輪車の右側面図である。 本発明の実施形態の変形例1の自動二輪車のエンジンユニットの一部の右側面図である。 本発明の実施形態の変形例1の自動二輪車のエンジンユニットの一部の正面図である。 図12に示すA方向の矢視図である。 本発明の実施形態の他の変形例のエンジンユニットの一部の右側面図である。 本発明の実施形態の他の変形例の上流排気通路部の断面図である。 本発明の実施形態の他の変形例のエンジンユニットの一部の平面図である。 本発明の実施形態の他の変形例のエンジンユニットの一部の正面図である。 本発明の実施形態の他の変形例のターボチャージャーの一部の断面図である。 本発明の実施形態の他の変形例のエンジンユニットの一部の右側面図である。
(本発明の実施形態)
以下、本発明の実施形態について図1(a)および図1(b)を参照しつつ説明する。本実施形態は、自動二輪車に本発明を適用した一例である。以下の説明において、前後方向、左右方向、上下方向とは、それぞれ、車両の前後方向、車両の左右方向、車両の上下方向のことである。また、本願の各図中の矢印F、矢印B、矢印U、矢印D、矢印L、矢印Rは、それぞれ、前方、後方、上方、下方、左方、右方を表している。
図1(a)に示すように、鞍乗型車両1は、車体フレーム4と、エンジンユニット11と、前輪部2と、後輪部(図示せず)を備える。エンジンユニット11は、車体フレーム4に支持される。前輪部2は、少なくとも1つの前輪を含む。前輪部2は、左右方向に見て、エンジンユニット11の前に配置される。後輪部は、少なくとも1つの後輪を含み、左右方向に見て、エンジンユニット11の後ろに配置される。
エンジンユニット11は、エンジン本体20と、吸気通路部50と、上流排気通路部61と、下流排気通路部66を備える。エンジン本体20は、少なくとも1つの燃焼室30を有する。エンジン本体20は、少なくとも1つのシリンダ孔22aを有する。シリンダ孔22aは、燃焼室30の内面の一部を構成する。図1(a)では、シリンダ孔22aの中心軸線Cyと上下方向のなす角度θcyは45度以下である。左右方向に見たときのシリンダ孔22aの中心軸線Cyの方向は、これに限らない。図20に示すように、シリンダ孔22aの中心軸線Cyと上下方向のなす角度θcyは45度以上であってもよい。吸気通路部50は、エンジン本体20に接続される。吸気通路部50は、大気から空気を吸入する大気吸入口(図示せず)を有する。少なくとも1つの燃焼室30に供給される空気は、吸気通路部50を通過する。上流排気通路部61は、エンジン本体20に接続される。少なくとも1つの燃焼室30から排出された排ガスは、上流排気通路部61を通過する。下流排気通路部66は、大気に排ガスを放出する大気放出口(図示せず)を有する。
エンジンユニット11は、ターボチャージャー80と、バイパス排気通路部70と、ウェイストゲートバルブ71と、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72を備える。図1(a)に示す矢印Aは、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct1およびシリンダ軸線Cyの両方に垂直な方向を示している。図1(b)は、エンジンユニット11を、A方向に見た図である。図1(b)に示すように、ターボチャージャー80は、タービンホイール81と、コンプレッサホイール82を有する。タービンホイール81は、上流排気通路部61内に配置される。コンプレッサホイール82は、吸気通路部50内に配置される。コンプレッサホイール82は、左右方向に沿った中心軸線Ct1を有する連結軸83を介してタービンホイール81に連結される。つまり、タービンホイール81およびコンプレッサホイール82の回転中心軸は、左右方向に沿っている。タービンホイール81は排ガスを受けて回転する。タービンホイール81の回転に伴って、コンプレッサホイール82は回転する。それにより、コンプレッサホイール82は空気を圧縮する。圧縮された空気はエンジン本体20に供給される。バイパス排気通路部70は、タービンホイール81を迂回するように上流排気通路部61に接続される。ウェイストゲートバルブ71は、バイパス排気通路部70の経路の断面積を変更可能に構成されている。バイパス排気通路部70の経路の断面積が変更されることで、タービンホイール81に供給される排ガスの流量が調整される。つまり、ウェイストゲートバルブ71は、タービンホイール81に供給される排ガスの流量を調整可能に構成されている。ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、ウェイストゲートバルブ71に直接的または間接的に接続されたロッド72rを含む。図1(a)に示すように、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、ある仮想平面Srに沿った方向にロッド72rを進退可能に構成されている。この仮想平面Srは、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct1およびシリンダ孔22aの中心軸線Cyの両方に平行な平面である。ロッド72rの進退方向は、ロッド72rの長手方向である。ロッド72rが進退することで、ウェイストゲートバルブ71が駆動される。このように、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、ウェイストゲートバルブ71を駆動可能に構成されている。
図1(a)および図1(b)に示すように、エンジンユニット11は、触媒部62を有する。触媒部62は、上流排気通路部61の下流端および下流排気通路部66の上流端に接続される。触媒部62は、メイン触媒62aを含む。メイン触媒62aは、少なくとも1つの燃焼室30から大気放出口(図示せず)に至る少なくとも1つの排気経路において少なくとも1つの燃焼室30から排出された排ガスを最も浄化する。
触媒部62は、図1(a)に示すように、左右方向に見て、メイン触媒62aがシリンダ孔22aの中心軸線Cyより前方に位置するように設けられる。また、触媒部62は、図1(a)および図1(b)に示すように、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向が、シリンダ孔22aの中心軸線Cyに平行な方向に沿うように設けられる。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向は、メイン触媒62aの中心軸線C1の方向と同じである。鞍乗型車両1の場合、車両全体の大きさに対するエンジン本体20の大きさの比率が大きい。そのため、鞍乗型車両1において、触媒部62を上記のように設けることで、触媒部62をエンジン本体20の近くに配置することができる。
さらに、図1(b)に示すように、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct1およびシリンダ孔22aの中心軸線Cyの両方に垂直な方向であるA方向に見たとき、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向が、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72のロッド72rの進退方向と交差する。これにより、触媒部62およびウェイストゲートバルブアクチュエータ72を互いに離れた位置に設けることができる。触媒部62は、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72と干渉しにくいため、触媒部62の配置位置の自由度を高めることができる。
加えて、触媒部62は、図1(b)に示すように、メイン触媒62aとウェイストゲートバルブアクチュエータ72との間に鞍乗型車両1の左右方向の中央C0が位置するように設けられる。鞍乗型車両1の場合、車両の左右方向の重量バランスの偏りにより、部品の配置位置が制約を受ける場合がある。本実施形態では、メイン触媒62aとウェイストゲートバルブアクチュエータ72の位置関係を工夫することで、鞍乗型車両1の左右方向の重量バランスの偏りを抑制することができる。
本実施形態の鞍乗型車両1はこのような構成を有することで、触媒部62の配置位置の自由度が向上される。それにより、メイン触媒62aを大型化しても、鞍乗型車両1の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部62を配置することができる。よって、鞍乗型車両1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。このように、触媒部62の配置位置の自由度を高めるように、触媒部62とエンジン本体20の位置関係、触媒部62とターボチャージャー80の位置関係、および、触媒部62とウェイストゲートバルブアクチュエータ72の位置関係が設定されることで、鞍乗型車両1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
より詳細には、図1(a)に示すように、シリンダ孔22aの中心軸線Cyと上下方向のなす角度θcyが45度以下の場合、左右方向に見て、エンジン本体20と前輪部2の間に、触媒部62とターボチャージャー80とウェイストゲートバルブアクチュエータ72を配置しても、エンジン本体20と前輪部2の間の距離が大きくなることを抑制できる。よって、鞍乗型車両1の前後方向の大型化をより抑制できる。また、図21に示すように、シリンダ孔22aの中心軸線Cyと上下方向のなす角度θcyが45度以上の場合、左右方向に見て、エンジン本体20と路面Rの間に、触媒部62とターボチャージャー80とウェイストゲートバルブアクチュエータ72を配置しても、エンジン本体20と路面Rの間の距離が大きくなることを抑制できる。よって、鞍乗型車両1の上下方向の大型化をより抑制できる。
(本発明の実施形態の具体例1)
次に、上述した本発明の実施形態の具体例1について図2〜図9を用いて説明する。基本的に、本発明の実施形態の具体例1は、上述した本発明の実施形態の特徴を全て有している。上述した本発明の実施形態と同じ部位についての説明は省略する。以下、上述した本発明の実施形態と異なる構成について説明する。
<自動二輪車の全体構成>
図2に示すように、自動二輪車1は、前輪部2と、後輪部3と、車体フレーム4とを備えている。車体フレーム4は、その前部にヘッドパイプ4aを有する。ステアリングシャフト(図示せず)は、回転可能にヘッドパイプ4aに挿通されている。ステアリングシャフトの上端部は、ハンドルユニット5に連結されている。一対のフロントフォーク6の上端部は、ハンドルユニット5に固定されている。一対のフロントフォーク6の下端部は、前輪部2を支持する。フロントフォーク6は、上下方向の衝撃を吸収するように伸縮可能に構成されている。前輪部2は、1つの前輪で構成される。前輪は、タイヤとホイールを含む。前輪部2の上部はフェンダー2Fで覆われる。このフェンダー2Fは前輪部2に含まれない。
図3に示すように、ハンドルユニット5は、1本のハンドルバー12を有する。グリップ13L、13Rは、ハンドルバー12の左端と右端にそれぞれ設けられている。右側のグリップ13Rは、エンジンの出力を調整するアクセルグリップである。
図2に示すように、一対のスイングアーム7が、揺動可能に車体フレーム4に支持されている。一対のスイングアーム7の後端部は、後輪部3を支持する。後輪部3は、1つの後輪で構成される。後輪は、タイヤとホイールを含む。リアサスペンション8の一端部は、各スイングアーム7の揺動中心より後方の位置に取り付けられている。リアサスペンション8の他端部は、車体フレーム4に取り付けられている。リアサスペンション8は、上下方向の衝撃を吸収するように伸縮可能に構成されている。
図2、図3および図4は、フロントフォーク6およびリアサスペンション8が最も伸びた状態を表している。つまり、前輪部2および後輪部3の位置に対して、車体フレーム4の位置が最も高い状態を表示している。
車体フレーム4は、シート9と燃料タンク10を支持する。燃料タンク10は、シート9の前にある。車体フレーム4は、エンジンユニット11を支持する。エンジンユニット11は、車体フレーム4に直接連結されていても、間接的に連結されていてもよい。エンジンユニット11は、燃料タンク10の下にある。シート9の上端9aは、エンジンユニット11より上方にある。シート9は、ライダー(運転者)が座る部位であって、ライダーの腰または背中がもたれかかる部位は含まない。また、シート9は、タンデムライダー(乗員)が座る部位は含まない。左右方向に見て、エンジンユニット11は、前輪部2の後ろに配置される。左右方向に見て、エンジンユニット11は、後輪部3の前に配置される。図3に示すように、エンジンユニット11の左右方向の幅は、前輪部2の左右方向の幅よりも大きい。エンジンユニット11の左右方向の幅は、後輪部3の左右方向の幅よりも大きい。ここでの左右方向の幅とは、左右方向の最大長さのことである。車体フレーム4は、バッテリ(図示せず)を支持する。バッテリは、エンジンユニット11を制御する制御装置(図示せず)や各種センサなどの電子機器に電力を供給する。
<エンジンユニットの全体構成>
図2に示すように、エンジンユニット11は、エンジン本体20と、水冷却装置40と、排気通路部60と、ターボチャージャー80とを有する。さらに、図6に示すように、エンジンユニット11は、吸気通路部50を有する。エンジン本体20は、水冷却装置40、吸気通路部50、および排気通路部60にそれぞれ接続される。エンジンユニット11は、2気筒を有する2気筒エンジンである。エンジンユニット11は、4ストローク式のエンジンである。4ストローク式のエンジンとは、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程(膨張行程)、及び排気行程を繰り返すエンジンである。2気筒における燃焼行程のタイミングは異なっている。図6は、エンジン本体20の2気筒のうちの一方のみを表示し、他方の気筒の表示を省略している。
エンジンユニット11は、水冷式エンジンである。エンジン本体20は、冷却水で冷却されるように構成される。エンジン本体20の熱を吸熱した高温の冷却水が、水冷却装置40に供給される。水冷却装置40は、エンジン本体20から供給された冷却水の温度を低下させて、エンジン本体20に戻す。水冷却装置40は、ラジエータ41と、ラジエータファン(図示せず)と、リザーバタンク42を有する。ラジエータ41は、エンジン本体20の前面の上部と前後方向に対向するように配置される。ラジエータファン(図示せず)は、エンジン本体20とラジエータ41との間に配置される。リザーバタンク42は、エンジン本体20の前面の下部と前後方向に並んでいる。リザーバタンク42は、エンジン本体20の前面の右部と前後方向に並んでいる。なお、リザーバタンク48の配置位置は、エンジン本体20の前面の左部または左右方向の中央部と前後方向に向かい合っていてもよい。エンジンユニット11は、冷却水を循環させるためのウォーターポンプ(図示せず)を有する。ウォーターポンプは、エンジン本体20の内部に設けられる。
<エンジン本体の構成>
図4に示すように、エンジン本体20は、クランクケース部20aと、シリンダ部20bとを有する。クランクケース部20aは、エンジン本体20の下部に設けられる。シリンダ部20bは、エンジン本体20の上部に設けられる。シリンダ部20bは、クランクケース部20aの上端部に接続される。
クランクケース部20aは、クランクケース21と、オイルパン26を有する。クランクケース部20aは、クランクケース21に収容されるクランク軸27を有する。図示は省略するが、クランクケース部20aは、変速機、クラッチ、スターターモーター、および発電機を有する。これらもクランクケース21に収容される。クランク軸27の中心軸線Crを、クランク軸線Crと称する。クランク軸線Crは、クランク軸27が存在する領域だけに存在する線分ではなく、無限に延びる直線である。クランク軸線Crは、左右方向に沿っている。より詳細には、クランク軸線Crは、左右方向と平行である。
オイルパン26は、クランクケース部20aの下部に設けられる。オイルパン26は、クランクケース21の下端に接続される。図5に示すように、オイルパン26の下面の右部は窪んでいる。言い換えると、オイルパン26の下面の右部は、オイルパン26の下面の左部より上方にある。オイルパン26の窪みの内側に排気通路部60の一部が配置される。オイルパン26は、エンジン本体20を潤滑する潤滑オイルを貯留する。クランクケース部20aは、オイルパン26に貯留された潤滑オイルを吸い上げるオイルポンプ(図示せず)を有する。
図4に示すように、シリンダ部20bは、シリンダボディ22と、シリンダヘッド23と、ヘッドカバー24とを有する。シリンダボディ22は、クランクケース21の上端部に接続される。シリンダヘッド23は、シリンダボディ22の上端部に接続される。ヘッドカバー24は、シリンダヘッド23の上端部に接続される。
図4および図6に示すように、シリンダボディ22は、シリンダ孔22aを有する。シリンダボディ22は、複数(2つ)のシリンダ孔22aを有する。2つのシリンダ孔22aは、左右方向に沿って並んでいる。各シリンダ孔22aの内部にはピストン28が摺動自在に収容される。2つのピストン28は、2つのコネクティングロッド29を介して1つのクランク軸27に連結される。2つのシリンダ孔22aの周囲に、冷却水が流れる冷却通路22bが設けられている。
シリンダ孔22aの中心軸線Cyを、シリンダ軸線Cyと称する。シリンダ軸線Cyは、シリンダ孔22aが存在する領域だけに存在する線分ではなく、無限に延びる直線である。2つのシリンダ軸線Cyは、平行である。左右方向に見て、2つのシリンダ軸線Cyは一致する。図4に示すように、シリンダ軸線Cyは、クランク軸線Crと交差しない。なお、シリンダ軸線Cyは、クランク軸線Crと交差してもよい。シリンダ軸線Cyは、上下方向に沿っている。左右方向に見て、シリンダ軸線Cyは、上下方向に対して前後方向に傾斜している。シリンダ軸線Cyは、前方に向かうほど上方に向かうように傾斜している。左右方向に見て、シリンダ軸線Cyの上下方向に対する傾斜角度を傾斜角度θcyとする。傾斜角度θcyは図4に示す角度に限定されない。傾斜角度θcyは0度以上45度以下である。図20に示すように、傾斜角度θcyは、45度を超えていてもよい。つまり、シリンダ軸線Cyは、前後方向に沿っていてもよい。
図4および図6に示すように、シリンダ部20bは、燃焼室30を有する。シリンダ部20bは、複数(2つ)の燃焼室30を有する。2つの燃焼室30は、左右方向に沿って並んでいる。各燃焼室30は、シリンダヘッド23の下面と、シリンダ孔22aと、ピストン28の上面によって形成される。つまり、シリンダ孔22aは、燃焼室30の一部を構成する。図4に示すように、左右方向に見て、クランク軸線Crを通り、上下方向と平行な直線を、直線La1とする。直線La1は、無限に延びる直線である。左右方向に見て、2つの燃焼室30は、直線La1より前方に配置される。つまり、左右方向に見て、2つの燃焼室30は、クランク軸線Crより前方に配置される。
図6に示すように、燃焼室30には、点火プラグ31の先端部が配置される。点火プラグ31の先端部は、火花放電を発生させる。この火花放電によって、燃焼室30内の混合気は点火される。なお、本明細書において、混合気とは、空気と燃料とが混合した気体である。点火プラグ31は、点火コイル(図示せず)に接続される。点火コイルは、点火プラグ31の火花放電を生じさせるための電力を蓄える。
シリンダヘッド23には、複数の内部吸気通路部33および複数の内部排気通路部34が設けられる。なお、本明細書において、通路部とは、経路を形成する構造物を意味する。経路とは、ガスなどが通過する空間を意味する。各内部吸気通路部33は、燃焼室30に接続される。内部吸気通路部33は、燃焼室30ごとに1つずつ設けられる。各内部排気通路部34は、燃焼室30に接続される。内部排気通路部34は、燃焼室30ごとに1つずつ設けられる。内部吸気通路部33は、燃焼室30に空気を導入するために設けられる。内部排気通路部34は、燃焼室30で発生した排ガスを燃焼室30から排出するために設けられる。
シリンダヘッド23の燃焼室30を形成する面には、燃焼室吸気口33aおよび燃焼室排気口34aが設けられる。燃焼室吸気口33aは、内部吸気通路部33の下流端である。燃焼室排気口34aは、内部排気通路部34の上流端である。シリンダヘッド23の外面には、吸気口33bおよび排気口34bが設けられる。吸気口33bは、内部吸気通路部33の上流端である。排気口34bは、内部排気通路部34の下流端である。1つの燃焼室30に対して設けられる燃焼室吸気口33aの数は、1つであっても2つ以上であってもよい。1つの燃焼室30に対して、吸気口33bは1つだけ設けられる。例えば、1つの燃焼室30に対して2つの燃焼室吸気口33aが設けられる場合、内部吸気通路部33は二股状となっている。1つの燃焼室30に対して設けられる燃焼室排気口34aの数は、1つであっても2つ以上であってもよい。1つの燃焼室30に対して、排気口34bは、1つだけ設けられる。図4に示すように、吸気口33bは、シリンダヘッド23の前面に設けられる。排気口34bは、シリンダヘッド23の前面に設けられる。図5に示すように、2つの排気口34bは、左右方向に沿って並んでいる。
図6に示すように、内部吸気通路部33には、燃焼室吸気口33aを開閉する吸気バルブ37が配置される。吸気バルブ37は、燃焼室吸気口33aごとに1つずつ設けられる。内部排気通路部34には、燃焼室排気口34aを開閉する排気バルブ38が配置される。排気バルブ38は、燃焼室排気口34aごとに1つずつ設けられる。吸気バルブ37および排気バルブ38は、シリンダヘッド23に収容された動弁装置(図示せず)によって駆動される。動弁装置は、クランク軸27と連動して作動する。動弁機構は、可変バルブタイミング装置を有していてもよい。可変バルブタイミング装置は、公知のものが適用される。可変バルブタイミング装置は、吸気バルブまたは/および排気バルブの開閉タイミングを変化させるように構成される。
エンジン本体20は、複数のインジェクタ39を有する。インジェクタ39は、燃焼室30ごとに1つずつ設けられる。インジェクタ39は、燃焼室30に燃料を供給する燃料供給装置である。インジェクタ39は、燃焼室30に燃料を噴射するように配置されている。インジェクタ39は、本発明における燃料噴射装置に相当する。インジェクタ39は、燃料タンク10に接続される。燃料タンク10の内部には、低圧ポンプ(図示せず)が配置される。さらに、エンジンユニット11は、高圧ポンプ(図示せず)を有する。低圧ポンプは、燃料タンク10内の燃料を吸引して圧送する。高圧ポンプは、低圧ポンプによって加圧された燃料をさらに加圧する。高圧ポンプによって加圧された燃料は、インジェクタ39に供給される。そのため、インジェクタ39は、燃焼室30内の圧力に抗して、燃料を燃焼室30内に噴射できる。なお、インジェクタ39は、内部排気通路部34に燃料を噴射するように配置されていてもよい。また、インジェクタ39は、吸気通路部50の後述する分岐吸気通路部51に燃料を噴射するように配置されていてもよい。また、エンジン本体20は、燃料供給装置として、インジェクタ39の代わりに、キャブレターを有していてもよい。キャブレターは、燃焼室30の負圧を利用して、燃焼室30内に燃料を供給する。
インジェクタ39が燃焼室30内で燃料を噴射することで、燃料の気化熱によって、燃焼室30の温度が低くなる。つまり、内部排気通路部34または吸気通路部50内で燃料が噴射される場合に比べて、燃焼室30の温度が低くなる。そのため、圧縮比を上げてもノッキングが発生しにくくなる。よって、圧縮比を上げることができる。圧縮比を上げることで、燃費を向上できる。なお、ノッキングとは、燃焼室30内において異常燃焼が発生することで、金属性の打撃音または打撃的な振動が発生する現象である。通常は、火花放電による点火をきっかけに混合気が燃焼を開始して、その火炎が周囲に伝播していく。ノッキングは、火炎伝播が届いていない未燃焼の混合気が燃焼室30内で自然発火することで起こる。圧縮比とは、ピストン28が上死点にあるときの燃焼室30の容積によって、ピストン28が下死点にあるときの燃焼室30の容積を割った値である。
<吸気通路部の構成>
図6に示すように、吸気通路部50は、1つの主吸気通路部52と、1つのバイパス吸気通路部56と、複数(2つ)の分岐吸気通路部51とを有する。以下の説明において、吸気通路部50および内部吸気通路部33における空気の流れ方向の上流および下流を、単に上流および下流という。
主吸気通路部52の上流端は、大気に面する大気吸入口52aである。主吸気通路部52の下流端は、2つの分岐吸気通路部51の上流端に接続される。2つの分岐吸気通路部51の下流端は、シリンダヘッド23の後面に設けられた2つの吸気口33bにそれぞれ接続される。大気吸入口52aは大気から空気を吸入する。大気吸入口52aから主吸気通路部52に流入した空気は、2つの分岐吸気通路部51を通って、エンジン本体20に供給される。
主吸気通路部52には、空気を浄化するエアクリーナ53が設けられる。主吸気通路部52内には、ターボチャージャー80のコンプレッサホイール82が配置される。コンプレッサホイール82は、エアクリーナ53より下流に配置される。詳細は後述するが、コンプレッサホイール82は空気を圧縮する。バイパス吸気通路部56は、コンプレッサホイール82を迂回するように主吸気通路部52に接続されている。バイパス吸気通路部56には、ブローオフバルブ57が設けられる。ブローオフバルブ57は、エンジン本体20に供給される空気の流量を調整するためのバルブである。ブローオフバルブ57の開閉は、制御装置(図示せず)によって制御される。ブローオフバルブ57は、例えば電磁弁である。なお、バイパス吸気通路部56およびブローオフバルブ57は設けなくてもよい。
主吸気通路部52には、インタークーラー54が設けられる。インタークーラー54は、コンプレッサホイール82より下流に配置される。コンプレッサホイール82によって圧縮されて温度が上昇した空気は、インタークーラー54に流入する。インタークーラー54は、通過する空気を冷却する。これにより、エンジン本体20に供給される空気の密度が高められて、吸入効率が向上する。インタークーラー54は、空冷式であってもよく、水冷式であってもよい。空冷式のインタークーラー54は、走行中に空気が吹き付けられる位置に配置される。主吸気通路部52を流れる空気は、走行中にインタークーラー54に吹き付ける空気によって冷却される。水冷式のインタークーラー54は、冷却水が流れる冷却水通路部を有する。主吸気通路部52を流れる空気は、この冷却水通路部を流れる冷却水によって冷却される。水冷式のインタークーラー54を設ける場合、冷却水を冷却するためのサブラジエータが設けられる。この冷却水は、水冷却装置40とエンジン本体20を循環する冷却水とは異なる冷却水である。サブラジエータは、走行中に空気が吹き付けられる位置に配置される。
複数の分岐吸気通路部51には、それぞれ、スロットル弁55が配置される。スロットル弁55は、燃焼室30ごとに1つずつ設けられる。スロットル弁55の開度は、ライダーがアクセルグリップ13Rを回動操作することによって変更される。
<排気通路部とターボチャージャーの構成>
図6に示すように、排気通路部60は、上流排気通路部61と、触媒部62と、下流集合排気通路部63とを有する。以下の説明において、排気通路部60および内部排気通路部34における排ガスの流れ方向の上流および下流を、単に上流および下流という。上流排気通路部61は、複数(2つ)の独立排気通路部64と、1つの上流集合排気通路部65とを有する。独立排気通路部64は、燃焼室30ごとに1つずつ設けられる。下流集合排気通路部63は、下流排気通路部66と、マフラー部67とを有する。2つの独立排気通路部64の上流端は、シリンダヘッド23の前面に設けられた2つの排気口34bにそれぞれ接続される。2つの独立排気通路部64の下流端は、上流集合排気通路部65の上流端に接続される。上流集合排気通路部65は、2つの独立排気通路部64から排出された排ガスを集合(合流)させる。上流集合排気通路部65の下流端は、触媒部62の上流端に接続される。触媒部62は、その内部に、排ガスを浄化するメイン触媒62aを有する。触媒部62の下流端は、下流排気通路部66の上流端に接続される。下流排気通路部66の下流端は、マフラー部67の上流端に接続される。マフラー部67は、大気に面する大気放出口67aを有する。エンジン本体20の2つの排気口34bから排出された排ガスは、上流排気通路部61を通って触媒部62内に流入する。排ガスは、メイン触媒62aを通過することで浄化された後、下流集合排気通路部63を通って大気放出口67aから排出される。独立排気通路部64は、本発明における外部独立排気通路部に相当する。上流集合排気通路部65は、本発明における外部上流集合排気通路部に相当する。
なお、2つの独立排気通路部64から排出された排ガスを集合させるとは、2つの独立排気通路部64から排出された排ガスを集合させることが可能な状態をいう。必ずしも、2つの独立排気通路部64から排出された排ガスが混ざらなくてもよい。上述したように、3つの燃焼室30における燃焼行程のタイミングは異なる。したがって、2つの燃焼室30から排出された排ガス同士は混ざらない場合がある。
内部排気通路部34と独立排気通路部64とを合わせた通路部を、独立排気通路部68と称する。独立排気通路部68は、燃焼室30ごとに1つずつ設けられる。燃焼室30から大気放出口67aに至る排ガスの経路を、排気経路69と称する。エンジンユニット11は、2つの排気経路69を有する。排気経路69は、1つの燃焼室30から排出された排ガスが通る空間である。排気経路69は、独立排気通路部68と上流集合排気通路部65と触媒部62と下流集合排気通路部63とよって形成される。言い換えると、排気経路69は、内部排気通路部34と上流排気通路部61と触媒部62と下流集合排気通路部63とよって形成される。
図6に示すように、ターボチャージャー80は、タービンホイール81と、コンプレッサホイール82とを有する。タービンホイール81は、排気通路部60の上流集合排気通路部65内に配置される。コンプレッサホイール82は、吸気通路部50の主吸気通路部52内に配置される。図5に示すように、タービンホイール81は、コンプレッサホイール82の右に配置される。
図7に示すように、タービンホイール81は、連結軸83を介してコンプレッサホイール82に連結される。連結軸83は、センターハウジング部84に収容される。センターハウジング部84は、上流集合排気通路部65と主吸気通路部52に接続される。連結軸83は、図示しない軸受を介してセンターハウジング部84に回転可能に支持される。タービンホイール81およびコンプレッサホイール82は、連結軸83の中心軸線Ct1周りに回転可能である。図4および図5に示すように、中心軸線Ct1は、左右方向に沿っている。より詳細には、中心軸線Ct1は、左右方向とほぼ平行である。中心軸線Ct1は、連結軸83が存在する領域だけに存在する線分ではなく、無限に延びる直線である。上流集合排気通路部65においてタービンホイール81が配置される部分の中心軸線は、中心軸線Ct1と同軸である。主吸気通路部52においてタービンホイール81が配置される部分の中心軸線は、中心軸線Ct1と同軸である。
図7に示すように、タービンホイール81は、軸部81aと、軸部81aの外周面に設けられた複数の羽根81bとを有する。図8に示すように、複数の羽根81bは、放射状に配置される。コンプレッサホイール82は、軸部82aと、軸部82aの外周面に設けられた複数の羽根82bとを有する。複数の羽根82bは、放射状に配置される。タービンホイール81の最大径は、コンプレッサホイール82の最大径と同じかそれより大きい。なお、タービンホイール81の最大径は、コンプレッサホイール82の最大径より小さくてもよい。
図7および図8に示すように、上流集合排気通路部65は、スクロール排気通路部65sを有する。スクロール排気通路部65sは、タービンホイール81の外周を1周にわたって取り囲んでいる。図7に示すように、主吸気通路部52は、スクロール吸気通路部52sを有する。スクロール吸気通路部52sは、コンプレッサホイール82の外周を1周にわたって取り囲んでいる。図8に示すように、中心軸線Ct1の方向に見て、スクロール排気通路部65sの輪郭は、中心軸線Ct1を中心とした真円ではない。つまり、中心軸線Ct1からスクロール排気通路部65sの外面までの長さは一定ではない。スクロール吸気通路部52sについても同様である。中心軸線Ct1からスクロール排気通路部65sの外面までの最大長さは、中心軸線Ct1からスクロール吸気通路部52sの外面までの最大長さとほぼ同じである。スクロール排気通路部65sは、タービンホイール81より上流に位置する。スクロール吸気通路部52sは、コンプレッサホイール82より下流に位置する。スクロール排気通路部65sは、独立した部品であってもなくてもよい。よって、スクロール排気通路部65sの上流端65suは、部品の端部であってもなくてもよい。スクロール排気通路部65sと同様に、スクロール吸気通路部52sは、独立した部品であってもなくてもよい。
スクロール排気通路部65s内の排ガスは、タービンホイール81の外周部に吹き付けられる。それにより、タービンホイール81が回転する。タービンホイール81の外周部に吹き付けられた排ガスは、タービンホイール81から中心軸線Ct1の方向に排出される。タービンホイール81の回転に伴って、コンプレッサホイール82は回転する。それにより、コンプレッサホイール82は、中心軸線Ct1の方向に空気を吸い込む。そして、コンプレッサホイール82は、吸い込んだ空気を圧縮して、外周部から排出する。コンプレッサホイール82の外周部から排出された圧縮空気は、スクロール吸気通路部52sに流入する。その後、圧縮空気は、インタークーラー54で冷却されてから、燃焼室30に供給される。圧縮空気が燃焼室30に供給されることで、吸気効率が向上する。その結果、エンジンの出力を向上できる。また、圧縮空気が燃焼室30に供給されることで、エンジン本体20の排気量を下げることができる。それにより、燃費を向上できると共に、エンジン本体20を小型化できる。エンジン本体20を小型化できることで、自動二輪車1の大型化を抑制できる。
図6に示すように、排気通路部60は、バイパス排気通路部70を有する。バイパス排気通路部70は、タービンホイール81を迂回するように上流集合排気通路部65に接続されている。バイパス排気通路部70の内面の一部は、スクロール排気通路部65sの外面の一部であってもよい。バイパス排気通路部70内には、ウェイストゲートバルブ71が配置される。ウェイストゲートバルブ71は、タービンホイール81に供給される排ガスの流量を調整するためのバルブである。図8に示すように、ウェイストゲートバルブ71の少なくとも一部は、中心軸線Ct1より上方に配置されている。ウェイストゲートバルブ71の少なくとも一部は、中心軸線Ct1より下方に配置されていてもよい。
ウェイストゲートバルブ71は、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72によって駆動される。ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、図3および図5に実線で表示した位置に配置してもよく、二点鎖線で表示した位置に配置してもよい。ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、ロッド72rを含む。図8および図9に示すように、ウェイストゲートバルブ71は、回転軸部71rとレバー71lを介してロッド72rに連結されている。ウェイストゲートバルブ71とレバー71lは、それぞれ、回転軸部71rに回転可能に連結されている。ロッド72rは、レバー71lに回転可能に連結されている。ロッド72rは、全体として略直線状であれば、曲がり部を有していてもよい。ロッド72rは、直線状であってもよい。ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、ロッド72rを、ロッド72rの長手方向に進退可能に構成されている。ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、電動モータで駆動されてもよく、正圧または負圧の空気圧を利用して駆動されてもよい。空気圧を利用した場合、ウェイストゲートバルブ71の位置が空気圧に応じて決まる。一方、電動モータを用いる場合、制御装置によって電動モータを制御することで、ウェイストゲートバルブ71の位置を制御できる。ロッド72rが進退することで、ウェイストゲートバルブ71が駆動される(開閉される)。ウェイストゲートバルブ71の開度によって、タービンホイール81の回転速度が変更される。図3に示すように、前後方向に見て、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72の少なくとも一部は、前輪部2と重ならない。
ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、図4に示す仮想平面Sr1に沿った方向にロッド72rを進退可能に構成されている。仮想平面Sr1は、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct1およびシリンダ軸線Cyの両方に平行な平面である。図5に二点鎖線で示したウェイストゲートバルブアクチュエータ72も、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct1およびシリンダ軸線Cyの両方に平行な仮想平面に沿った方向にロッド72rを進退可能に構成されている。この仮想平面は、仮想平面Sr1と同じであってもよく、異なっていてもよい。図4に示すように、左右方向に見て、ロッド72rの長手方向は、上下方向に沿っている。より詳細には、左右方向に見て、ロッド72rの長手方向は、上下方向に対して前後方向に傾斜している。図5に示すように、前後方向に見て、実線で示すロッド72rの長手方向は、上下方向に沿っている。より詳細には、前後方向に見て、実線で示すロッド72rの長手方向は、上下方向に対して左右方向に傾斜している。前後方向に見て、ロッド72rの長手方向は、上下方向と平行であってもよい。前後方向に見て、ロッド72rの長手方向は、左右方向に沿っていてもよい。
図4に示すように、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、排気口34bより下方に配置される。当然ながら、タービンホイール81は、排気口34bより下方に配置される。スクロール排気通路部65sの最後端を通り前後方向に直交する平面を、平面Ss1とする。排気口34bの少なくとも一部は、平面Ss1より後方に位置する。つまり、排気口34bの少なくとも一部は、スクロール排気通路部65sより後方に位置する。また、排気口34bの少なくとも一部は、スクロール吸気通路部52sより後方に位置する。タービンホイール81は、排気口34bより前方に配置される。なお、タービンホイール81の一部だけが、排気口34bより前方に配置されてもよい。タービンホイール81の少なくとも一部は、排気口34bより前方に配置されることが好ましい。
図4に示すように、スクロール排気通路部65sの上流端65suは、スクロール排気通路部65sの上部に設けられる。スクロール排気通路部65sの上流端65suは、排気口34bより下方に位置する。スクロール排気通路部65sの上流端65suは、排気口34bより前方に位置する。スクロール排気通路部65sの上流端65suにおける排ガスの流れ方向は、上下方向に沿っている。左右方向に見て、排気通路部60の上流端からスクロール排気通路部65sまでの排ガスの流れ方向は、下斜め前方である。スクロール排気通路部65s内において、排ガスは、周方向と、径方向内向き方向に流れる。スクロール排気通路部65sの下流端は、スクロール排気通路部65sの中央部に設けられる。図5に示すように、スクロール吸気通路部52sの下流端は、スクロール吸気通路部52sの上部に設けられる。なお、スクロール吸気通路部52sの下流端は、スクロール吸気通路部52sの下部に設けられてもよい。また、スクロール吸気通路部52sの下流端は、スクロール吸気通路部52sの後部または前部に設けられてもよい。スクロール吸気通路部52s内において、空気は、周方向と、径方向外向き方向に流れる。スクロール吸気通路部52sの上流端は、スクロール吸気通路部52sの中央部に設けられてもよい。
図4に示すように、左右方向に見て、排気口34bの中心を通る軸線を、中心軸線Cu1とする。中心軸線Cu1は、無限に延びる直線である。中心軸線Cu1の方向は、排気口34bにおける排ガスの流れ方向である。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、中心軸線Cu1より下方に配置される。当然ながら、左右方向に見て、タービンホイール81は、中心軸線Cu1より下方に配置される。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの一部が、中心軸線Cu1より上方に配置されてもよい。スクロール排気通路部65sの少なくとも一部は、中心軸線Cu1より下方に配置されることが好ましい。同様に、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部は、中心軸線Cu1より下方に配置されることが好ましい。
図4に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sは、エンジン本体20の下に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部は、エンジン本体20と上下方向に並んでいる。左右方向に見て、スクロール吸気通路部52sは、エンジン本体20の下に配置される。左右方向に見て、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部は、エンジン本体20と上下方向に並んでいる。左右方向に見て、タービンホイール81は、エンジン本体20の下に配置される。左右方向に見て、タービンホイール81の少なくとも一部は、エンジン本体20と上下方向に並んでいる。クランクケース部20aの最前端を通り前後方向に直交する平面を平面Se1とする。スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、平面Se1より前方に配置される。つまり、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランクケース部20aより前方に配置される。図4に示すように、クランクケース部20aの最上端を通り上下方向に直交する平面を平面Se3とする。クランクケース部20aの最後端を通り上下方向に直交する平面を平面Se4とする。スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、平面Se3と平面Se4との間に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランクケース部20aの前に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52s全体が、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。当然ながら、左右方向に見て、タービンホイール81は、クランクケース部20aの前に配置される。左右方向に見て、タービンホイール81全体が、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。
図5に示すように、エンジン本体20の最左端を通り左右方向に直交する平面を平面Se5とする。平面Se5は、クランクケース部20aの最左端を通る。エンジン本体20の最右端を通り左右方向に直交する平面を平面Se6とする。平面Se6は、クランクケース部20aの最右端を通る。スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、平面Se5と平面Se6との間に配置される。前後方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランクケース部20aと重なる。当然ながら、前後方向に見て、ターボチャージャー80は、クランクケース部20aと重なる。なお、前後方向に見て、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部が、エンジン本体20と重ならなくてもよい。また、前後方向に見て、スクロール排気通路部65sの一部が、エンジン本体20と重ならなくてもよい。前後方向に見て、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部は、エンジン本体20と重なることが好ましい。スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランクケース部20aの前に配置される。スクロール排気通路部65s全体およびスクロール吸気通路部52s全体が、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。当然ながら、ターボチャージャー80は、クランクケース部20aの前に配置される。ターボチャージャー80全体が、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。なお、スクロール排気通路部65sの一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいなくてもよい。スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいなくてもよい。
図4に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、直線La1より前方に配置される。つまり、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランク軸線Crより前方に配置される。左右方向に見て、シリンダ軸線Cyに直交し、かつ、クランク軸線Crを通る直線を、直線La2とする。直線La2は、無限に延びる直線である。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、直線La2より前方(上方)に配置される。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの一部だけが、直線La2より前方に配置されてもよい。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部は、直線La2より前方に配置されることが好ましい。スクロール排気通路部65sと同様に、左右方向に見て、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部は、直線La2より前方に配置されることが好ましい。また、スクロール吸気通路部52sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランク軸線Crより下方に配置される。なお、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部が、クランク軸線Crより上方に配置されてもよい。また、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部が、クランク軸線Crより上方に配置されてもよい。
図4に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、車体フレーム4と重ならない。当然ながら、左右方向に見て、タービンホイール81は、車体フレーム4と重ならない。なお、車体フレーム4の形状は図2に示す形状に限定されない。
図4に示すように、左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も下方に配置される線分を、線分Lw1とする。線分Lw1は、エンジン本体20の最下端と前輪部2の最下端の近傍とを結ぶ線分である。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、線分Lw1の上に配置される。左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も上方に配置される線分を、線分Lw2とする。線分Lw2は、エンジン本体20の最上端と前輪部2の最上端またはその近傍とを結ぶ線分である。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、線分Lw2の下に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、線分Lw1と線分Lw2を2辺とする四角形の領域内に配置される。線分Lw1と線分Lw2を2辺とする四角形とは、言い換えると、線分Lw1の両端と線分Lw2の両端を頂点とする四角形である。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、上述の四角形の領域内に配置されて、かつ、エンジン本体20と重ならない。つまり、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、エンジン本体20と前輪部2との間に配置される。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの一部だけが、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されてもよい。例えば、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの一部が、エンジン本体20と重なっていてもよい。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されることが好ましい。スクロール排気通路部65sと同様に、左右方向に見て、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されることが好ましい。フロントフォーク6および/またはリアサスペンション8が伸縮することで、前輪部2に対する車体フレーム4の相対位置は変化する。したがって、前輪部2に対するエンジンユニット11の相対位置は変化する。左右方向に見て触媒部62の少なくとも一部がエンジン本体20と前輪部2との間に配置されるとは、前輪部2に対してエンジンユニット11がどの位置にあるときにでも、配置されているという意味ではない。左右方向に見て触媒部62の少なくとも一部がエンジン本体20と前輪部2との間に配置されるとは、前輪部2に対してエンジンユニット11がいずれかの位置のときに、配置されていればよいものとする。
図4に示すように、前輪部2の上端を通る水平面を、水平面Sw1とする。スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、水平面Sw1より下方に配置される。当然ながら、タービンホイール81は、水平面Sw1より下方に配置される。本明細書において、ある部品または部材の一部が、水平面Sw1より下方に配置されるとは、前輪部2に対してエンジンユニット11がいずれかの位置のときに、配置されていればよいものとする。
図4に示すように、前輪部2の中心を通る水平面を、水平面Sw2とする。水平面Sw2は、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sを通る。なお、スクロール排気通路部65s全体が、水平面Sw2より上方に配置されてもよい。つまり、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部が、水平面Sw2より上方に配置されてもよい。また、スクロール排気通路部65s全体が、水平面Sw2より下方に配置されてもよい。つまり、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部が、水平面Sw2より下方に配置されてもよい。スクロール吸気通路部52sについても同様である。タービンホイール81の少なくとも一部は、水平面Sw2より上方に配置される。なお、タービンホイール81の少なくとも一部が、水平面Sw2より下方に配置されてもよい。本明細書において、ある部品または部材の一部が、水平面Sw2より下方または上方に配置されるとは、前輪部2に対してエンジンユニット11がいずれかの位置のときに、配置されていればよいものとする。
図5に示すように、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、自動二輪車1の左部に配置される。ここで、前輪部2および後輪部3の左右方向中央を通る平面をC0とする。前輪部2および後輪部3の左右方向中央は、自動二輪車1の左右方向中央でもある。以下の説明において、自動二輪車1の左右方向中央を、自動二輪車1の左右方向中央C0という。ターボチャージャー80は、自動二輪車1の左右方向中央C0より左に配置される。自動二輪車1の左右方向中央C0とタービンホイール81との間の左右方向の距離を距離Dt1とする。自動二輪車1の左右方向中央C0とコンプレッサホイール82との間の左右方向の距離を距離Dt2とする。上述したように、タービンホイール81はコンプレッサホイール82の右に配置される。そのため、距離Dt1は、距離Dt2よりも短い。なお、タービンホイール81は、自動二輪車1の左右方向中央C0上に配置されてもよい。また、タービンホイール81は、自動二輪車1の左右方向中央C0より右方に配置されてもよい。これらの場合であっても、距離Dt1は、距離Dt2よりも短いことが好ましい。また、前後方向に見て、複数の排気口34b全体の左右方向中央を通り、上下方向に平行な直線を、直線Leとする。直線Leは、無限に延びる直線である。前後方向に見て、タービンホイール81と直線Leとの間の左右方向の距離は短いことが好ましい。距離が短いとは、距離がゼロの場合を含む。つまり、前後方向に見て、タービンホイール81は、複数の排気口34b全体の左右方向中央(Le)に近いことが好ましい。これにより、複数の独立排気通路部64の経路長の差を小さくできる。
図4、図5および図6に示すように、上流集合排気通路部65には、酸素センサ76が設けられる。酸素センサ76は、タービンホイール81より下流に配置される。酸素センサ76は、上流集合排気通路部65内の排ガス中の酸素濃度を検出する。
図4および図5に示すように、触媒部62は、メイン触媒62aと、筒部62bとを有する。筒部62bは、上流集合排気通路部65の下流端と下流排気通路部66の上流端に接続される。筒部62bは、上流集合排気通路部65の一部と一体成形されていてもよい。また、筒部62bは、下流排気通路部66の一部と一体成形されていてもよい。排気通路部60には、メイン触媒62a以外の触媒が配置されない。メイン触媒62aは、複数の排気経路69(図6参照)において排ガスを最も浄化する。
メイン触媒62aは円柱状である。メイン触媒62aは、多孔構造である。多孔構造とは、排ガスの流れ方向に貫通する複数の孔を有する構造をいう。メイン触媒62aは、三元触媒である。三元触媒は、排ガス中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)および窒素酸化物(NOx)の3物質を酸化または還元することで除去する。三元触媒は、酸化還元触媒の1種である。なお、メイン触媒62aは、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のいずれか1つまたは2つを除去する触媒であってもよい。メイン触媒62aは、酸化還元触媒でなくてもよい。メイン触媒は、酸化だけで有害物質を除去する酸化触媒であってもよい。メイン触媒は、還元だけで有害物質を除去する還元触媒であってもよい。メイン触媒62aは、基材と、この基材の表面に付着された触媒物質とを有する。触媒物質は、担体と貴金属を有する。担体は、貴金属を基材に付着させる機能を有する。貴金属は、排ガスを浄化する機能を有する。貴金属としては、例えば、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物をそれぞれ除去する、プラチナ、パラジウム、ロジウムなどが挙げられる。メイン触媒62aの温度が所定の活性温度よりも低い場合、メイン触媒62aは非活性状態であって浄化性能を発揮しない。メイン触媒62aの温度が所定の活性温度以上の場合に、メイン触媒62aは活性状態となって浄化性能を発揮する。メイン触媒62aは、メタル基材触媒であっても、セラミック基材触媒であってもよい。メタル基材触媒とは、基材が金属製の触媒である。セラミック基材触媒とは、基材がセラミック製の触媒である。メタル基材触媒の基材は、例えば、金属製の波板と金属製の平板を交互に重ねて巻回することで形成される。セラミック基材触媒の基材は、例えば、ハニカム構造体である。
メイン触媒62aの中心軸線C1は、触媒部の中心軸線と同軸である。触媒部62の中心軸線とは、筒部62bの中心軸線のことである。触媒部62の排ガスの流れ方向の長さは、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向の長さと同じである。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向の長さは、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向に直交する方向の最大長さよりも長い。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向は、メイン触媒62aの中心軸線C1とほぼ同じである。以下の説明において、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向を、排ガスの流れ方向C1と称する場合がある。
図4に示すように、左右方向に見て、メイン触媒62aの中心軸線C1は、上下方向に対して前後方向に傾斜している。左右方向に見て、メイン触媒62aの中心軸線C1の上下方向に対する傾斜角度を傾斜角度θ1とする。傾斜角度θ1は、図4に示す角度に限定されない。傾斜角度θ1は、45度よりも大きい。傾斜角度θ1は、90度未満である。よって、左右方向に見て、メイン触媒62aの中心軸線C1は、前後方向に沿っている。言い換えると、左右方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、前後方向に沿っている。なお、傾斜角度θ1は、0度より大きく、45度以下であってもよい。つまり、左右方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、上下方向に沿っていてもよい。図5に示すように、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、上下方向に沿っている。より詳細には、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、上下方向とほぼ平行である。なお、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、上下方向に対して左右方向に傾斜していてもよい。また、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、左右方向に沿っていてもよい。図示は省略するが、上下方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、前後方向に沿っている。詳細には、上下方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、前後方向とほぼ平行である。上下方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、前後方向に対して左右方向に傾いていてもよい。上下方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、左右方向に沿っていてもよい。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、前後方向に沿っている。つまり、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、水平方向に沿っている。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、上下方向に沿っていてもよい。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、左右方向に沿っていてもよい。
図4に示すように、左右方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、シリンダ軸線Cyに平行な方向に沿っている。図5に示すように、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、シリンダ軸線Cyに平行な方向に沿っている。よって、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、シリンダ軸線Cyに平行な方向に沿っている。
図4に示す矢印Aは、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct1およびシリンダ軸線Cyの両方に垂直な方向を示している。図10は、エンジンユニット11を、A方向に見た図である。図1(b)に示すように、A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向は、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72のロッド72rの進退方向と鋭角または鈍角で交差する。つまり、A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と平行でない。A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と垂直ではない。A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と平行であってもよい。A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と垂直であってもよい。
図4に示すように、左右方向に見て、触媒部62は、エンジン本体20の下に配置される。左右方向に見て、触媒部62全体は、エンジン本体20と上下方向に並んでいる。クランクケース部20aの最後端を通り前後方向に直交する平面を平面Se2とする。触媒部62は、平面Se1と平面Se2との間に配置される。上述したように、平面Se1は、クランクケース部20aの最前端を通り前後方向に直交する平面である。左右方向に見て、触媒部62は、クランクケース部20aの下に配置される。左右方向に見て、触媒部62全体が、クランクケース部20aと上下方向に並んでいる。なお、左右方向に見て、触媒部62の一部だけが、クランクケース部20aと上下方向に向かい合ってもよい。左右方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、クランクケース部20aと上下方向に並んでいることが好ましい。図4に示すように、触媒部62の少なくとも一部は、平面Se3と平面Se4との間に配置される。平面Se3は、クランクケース部20aの最上端を通り上下方向に直交する平面である。平面Se4は、クランクケース部20aの最後端を通り上下方向に直交する平面である。左右方向に見て、左右方向に見て、触媒部62は、クランクケース部20aの前に配置される。触媒部62の少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。図5に示すように、触媒部62は、平面Se5と平面Se6との間に配置される。平面Se5は、クランクケース部20aの最左端を通り左右方向に直交する平面である。平面Se6は、クランクケース部20aの最右端を通り左右方向に直交する平面である。前後方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、クランクケース部20aと重なる。図示は省略するが、上下方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、クランクケース部20aと重なる。触媒部62は、クランクケース部20aの前に配置される。触媒部62の少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。触媒部62は、クランクケース部20aの下に配置される。触媒部62の少なくとも一部は、クランクケース部20aと上下方向に並んでいる。なお、触媒部62全体が、クランクケース部20aと上下方向に向かい合っていなくてもよい。但し、触媒部62の少なくとも一部は、エンジン本体20と上下方向に並んでいることが好ましい。
左右方向に見て、触媒部62は、直線La1より前方に配置される。つまり、触媒部62は、クランク軸線Crより前方に配置される。なお、触媒部62の一部だけが、クランク軸線Crより前方に配置されてもよい。触媒部62の少なくとも一部は、クランク軸線Crより前方に配置されることが好ましい。左右方向に見て、触媒部62は、直線La2より後方(下方)に配置される。直線La2は、左右方向に見て、シリンダ軸線Cyに直交し、かつ、クランク軸線Crを通る直線である。なお、左右方向に見て、触媒部62の一部だけが、直線La2より後方(下方)に配置されてもよい。左右方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、直線La2より後方(下方)に配置されることが好ましい。また、左右方向に見て、触媒部62全体が、直線La2より前方(上方)に配置されてもよい。つまり、左右方向に見て、触媒部62の少なくとも一部が、直線La2より前方(上方)に配置されてもよい。また、触媒部62は、クランク軸線Crより下方に配置される。左右方向に見て、触媒部62は、シリンダ軸線Cyより前方に配置される。
図4に示すように、スクロール排気通路部65sの最下端を通り上下方向に直交する平面を、平面Ss2とする。触媒部62は、平面Ss2より下方に配置される。つまり、触媒部62は、スクロール排気通路部65sより下方に配置される。なお、触媒部62の一部だけが、スクロール排気通路部65sより下方に配置されてもよい。触媒部62の少なくとも一部は、スクロール排気通路部65sより下方に配置されることが好ましい。触媒部62は、タービンホイール81より下方に配置される。当然ながら、触媒部62の下流端も、タービンホイール81より下方に配置される。
図4に示すように、触媒部62は、平面Ss1より後方に配置される。平面Ss1は、スクロール排気通路部65sの最後端を通り前後方向に直交する平面である。つまり、触媒部62は、スクロール排気通路部65sより後方に配置される。なお、触媒部62の一部だけが、スクロール排気通路部65sより後方に配置されてもよい。触媒部62の少なくとも一部は、スクロール排気通路部65sより後方に配置されることが好ましい。
図4に示すように、左右方向に見て、触媒部62は、線分Lw1の上に配置される。線分Lw1は、左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も下方に配置される線分である。左右方向に見て、触媒部62は、線分Lw2の下に配置される。線分Lw2は、左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も上方に配置される線分である。左右方向に見て、触媒部62は、線分Lw1と線分Lw2を2辺とする四角形の領域内に配置される。左右方向に見て、触媒部62は、上述の四角形の領域内に配置されて、かつ、エンジン本体20と重ならない。つまり、左右方向に見て、触媒部62は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置される。なお、左右方向に見て、触媒部62の一部だけが、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されてもよい。例えば、左右方向に見て、触媒部62の一部が、エンジン本体20と重なっていてもよい。また、例えば、左右方向に見て、触媒部62の一部が、線分Lw1の下に配置されていてもよい。左右方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されることが好ましい。
図4に示すように、左右方向に見て、エンジン本体20の最下端と前輪部2の最下端とを結ぶ線分を、線分Lw3とする。左右方向に見て、エンジン本体20の最下端は、前後方向に長さを持っている。図4の線分Lw3の端は、エンジン本体20の最下端の前端であるが、エンジン本体20の最下端であればどの位置であってもよい。左右方向に見て、触媒部62は、線分Lw3の上に配置される。なお、左右方向に見て、触媒部62の一部だけが、線分Lw3の上に配置されてもよい。左右方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、線分Lw3およびその延長線の上に配置されることが好ましい。
図4に示すように、触媒部62は、水平面Sw2より下方に配置される。水平面Sw2は、前輪部2の中心を通る水平面である。なお、触媒部62の一部だけが、水平面Sw2より下方に配置されてもよい。触媒部62の少なくとも一部は、水平面Sw2より下方に配置されることが好ましい。
図5に示すように、触媒部62は、自動二輪車1の右部に配置されている。触媒部62の上流端の中心および下流端の中心は、自動二輪車1の左右方向中央C0上にない。触媒部62の上流端の中心および下流端の中心は、自動二輪車1の左右方向中央C0の右方にある。前後方向に見て、触媒部62は、自動二輪車1の左右方向中央C0の右方にある。なお、前後方向に見て、触媒部62の一部が、自動二輪車1の左右方向中央C0の右方にあり、触媒部62の残りの部分が、自動二輪車1の左右方向中央C0の左方にあってもよい。触媒部62およびメイン触媒62aは、タービンホイール81より右方に配置される。メイン触媒62aは、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72より右方に配置される。自動二輪車1の左右方向中央C0は、メイン触媒62aとウェイストゲートバルブアクチュエータ72との間に位置する。また、図3に示すように、前後方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、前輪部2と重ならない。
触媒部62の下流端は、下流排気通路部66の上流端に接続される。下流排気通路部66の排ガスの流れ方向は、前後方向に沿っている。下流排気通路部66の下流端は、マフラー部67の上流端に接続される。マフラー部67は、排ガスによる騒音を低減する装置である。
エンジンユニット11は、上述した酸素センサ76以外にも各種センサを有する。各種センサには、例えば、吸気通路部50内の圧力を検出するセンサが含まれる。また、各種センサには、吸気通路部50内の温度を検出するセンサが含まれる。さらに、各種センサには、冷却通路22b内の冷却水の温度を検出するセンサが含まれる。また、エンジンユニット11は、酸素センサ76とは別に、下流排気通路部66またはマフラー部67に設けられた酸素センサを有していてもよい。酸素センサ76を含む各種センサは、制御装置(図示せず)に接続されている。制御装置は、各種センサの信号に基づいて、エンジンユニット11の動作を制御する。例えば、制御装置は、各種センサの信号に基づいて低圧ポンプおよびインジェクタ39の動作を制御する。それによって、制御装置は、燃料噴射量および燃料噴射タイミングを制御する。また、制御装置は、各種センサの信号に基づいて点火コイルへの通電を制御する。それによって、制御装置は、点火時期を制御する。なお、点火時期とは、点火プラグ31の放電タイミングのことである。また、下流排気通路部66またはマフラー部67に酸素センサが設けられる場合、制御装置は、少なくともこの酸素センサの信号に基づいて、メイン触媒62aの劣化を判定してもよい。
本発明の実施形態の具体例1は、上述した本発明の実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
A方向に見て、触媒部62は、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1が、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72のロッド72rの進退方向と鋭角または鈍角で交差するように設けられる(図1(b)参照)。A方向は、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct1およびシリンダ孔22aの中心軸線Cyの両方に垂直な方向である。この構成によると、触媒部62とウェイストゲートバルブアクチュエータ72の左右方向の距離を小さくすることができる。これにより、触媒部62の配置位置の自由度を高めることができる。それにより、メイン触媒62aを大型化しても、自動二輪車1の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部62を配置することができる。よって、自動二輪車1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
触媒部62の少なくとも一部およびウェイストゲートバルブアクチュエータ72の少なくとも一部は、前後方向に見て、前輪部2と重ならない。自動二輪車1において、車両の大型化を抑制するために、触媒部62、ターボチャージャー80およびウェイストゲートバルブアクチュエータ72を集約して設けた場合、熱による部品の耐久性低下が懸念される。場合によっては、熱による部品の耐久性の低下を避けるために、車両が大型化する。しかしながら、触媒部62の少なくとも一部およびウェイストゲートバルブアクチュエータ72の少なくとも一部が、前後方向に見て、前輪部2と重なっていないことで、熱による部品の耐久性の低下を避けることができる。それにより、メイン触媒62aを大型化しても、自動二輪車1の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部62を配置することができる。よって、自動二輪車1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
クランク軸27は、左右方向に沿った中心軸線Crを有する。触媒部62の少なくとも一部は、クランク軸27の中心軸線Crより前方に配置される。したがって、燃焼室30から触媒部62までの経路長が短くなる。そのため、メイン触媒62aに流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニット11の冷間始動時に、メイン触媒62aが非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒62aによる排気浄化性能をより向上できる。なお、エンジンユニット11の冷間始動とは、エンジン本体20の温度が外気温かそれよりも低い状態で、エンジンユニット11を始動することである。
触媒部62の少なくとも一部は、前輪部2の中心を通る水平面Sw2より下方に配置される。仮に、触媒部62全体が、前輪部2の中心を通る水平面Sw2より上方に配置されると、ターボチャージャー80の配置位置がかなり高くなる。それにより、ターボチャージャー80の配置スペースを確保するために、自動二輪車1が上下方向に大型化される。よって、触媒部62の少なくとも一部が、前輪部2の中心を通る水平面Sw2より下方に配置されることで、自動二輪車1の上下方向の大型化をより抑制できる。
自動二輪車1の左右方向中央C0とタービンホイール81との間の左右方向の距離Dt1は、自動二輪車1の左右方向中央C0とコンプレッサホイール82との間の左右方向の距離Dt2より短い。つまり、タービンホイール81は、コンプレッサホイール82よりも自動二輪車1の左右方向中央C0に近い。エンジン本体20の外面には、上流排気通路部61と接続される複数の排気口34bが設けられる。全ての排気口34bが設けられる領域の左右方向中央は、自動二輪車1の左右方向の中央に近い。そのため、タービンホイール81が自動二輪車1の左右方向の中央に近い位置に配置されることで、上流排気通路部61の上流端からタービンホイール81までの経路長がより短くなる。よって、燃焼室30から触媒部62までの経路長を短くできる。そのため、メイン触媒62aに流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニット11の冷間始動時に、メイン触媒62aが非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒62aによる排気浄化性能をより向上できる。
触媒部62は、タービンホイール81より左方または右方に配置される。この構成によると、前後方向に見て、触媒部62の少なくとも一部と、タービンホイール81の少なくとも一部が上下方向に並ぶことがない。仮に、前後方向に見て、触媒部62の少なくとも一部が、タービンホイール81の下に配置され、かつ、タービンホイール81の少なくとも一部と上下方向に並んでいるとする。この場合、タービンホイール81から上流排気通路部61の下流端までの経路が、前後方向に見て略S字に曲がった形状となる。一般的に、通路部が有する曲がり部分が多いほど、通路部の経路長は長くなる。したがって、触媒部62が、タービンホイール81より左方または右方に配置されることで、燃焼室30から触媒部62までの経路長を短くできる。そのため、メイン触媒62aに流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニット11の冷間始動時に、メイン触媒62aが非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒62aによる排気浄化性能をより向上できる。
クランク軸27は、左右方向に沿った中心軸線Crを有する。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部は、直線La2より前方に配置される。直線La2は、左右方向に見て、シリンダ孔22aの中心軸線Cyに直交しかつクランク軸27の中心軸線Crを通る直線である。この構成によると、左右方向に見てスクロール排気通路部65s全体が直線La2より後方に配置される場合に比べて、上流排気通路部61の上流端からタービンホイール81までの経路長が短くなる。それにより、上流排気通路部61におけるタービンホイール81より下流の部分の経路長が長くなる。よって、触媒部62の配置位置の自由度をより高めることができる。それにより、メイン触媒62aを大型化しても、自動二輪車1の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部62を配置することができる。よって、自動二輪車1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
触媒部62は、タービンホイール81より下方に配置される。そのため、触媒部62の少なくとも一部が、タービンホイール81の最下端より上方に配置される場合に比べて、触媒部62の配置位置の自由度が高い。それにより、メイン触媒62aを大型化しても、自動二輪車1の上下方向の大型化を抑制できる位置に触媒部62を配置することができる。よって、自動二輪車1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
全てのシリンダ孔22aの中心軸線Cyが、上下方向に沿っている。これにより、触媒部62が、タービンホイール81より下方に配置されるという構成を実現しやすい。よって、自動二輪車1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
触媒部62は、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1が水平方向に沿うように設けられる。この構成によると、触媒部62の上下方向長さは、触媒部62の前後方向長さよりも短い。そのため、エンジン本体20の下に触媒部62を配置するスペースを確保しやすい。また、メイン触媒62aを大型化しても、自動二輪車1の上下方向の大型化をより抑制できる。
クランク軸27は、左右方向に沿った中心軸線Crを有する。左右方向に見て、触媒部62の少なくとも一部は、直線La2より後方に配置される。直線La2は、左右方向に見て、シリンダ孔22aの中心軸線Cyに直交しかつクランク軸27の中心軸線Crを通る直線である。加えて、触媒部62は、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1が、水平方向に沿うように設けられている。仮に、このような触媒部62全体が、左右方向に見て直線La2より前方に配置されるとする。この場合、触媒部62の最前端がエンジン本体20の最前端よりも大幅に前方に位置する場合がある。この場合に、前輪部2と触媒部62の間に十分な距離を確保しようとすると、自動二輪車1が前後方向に大型化する。したがって、左右方向に見て、触媒部62の少なくとも一部が、直線La2より後方に配置されることで、自動二輪車1の前後方向の大型化を抑制できる。
エンジンユニット11は、燃焼室30に燃料を噴射するインジェクタ39を備える。この構成によると、燃料の気化熱により、燃焼室30の温度が低くなる。そのため、圧縮比を上げてもノッキングが発生しにくくなる。よって、圧縮比を上げることができる。圧縮比を上げることで、燃費を向上できる。
左右方向に見て、タービンホイール81は、車体フレーム4と重ならない。仮に、左右方向に見て、タービンホイール81の少なくとも一部が、車体フレームと重なる場合、ターボチャージャー80の配置位置が高くなる。ターボチャージャー80の配置位置が高いと、ターボチャージャー80の配置スペースを確保するために、自動二輪車1が上下方向に大型化される。そのため、左右方向に見て、タービンホイール81が車体フレームと重ならないことで、自動二輪車1の上下方向の大型化をより抑制できる。
上流排気通路部61は、複数の独立排気通路部64と、上流集合排気通路部65を有する。独立排気通路部64は、本発明における外部独立排気通路部に相当する。上流集合排気通路部65は、本発明における外部上流集合排気通路部に相当する。複数の独立排気通路部64は、エンジン本体20に接続される。タービンホイール81は、上流集合排気通路部65に配置される。上流集合排気通路部65は、複数の独立排気通路部64の下流端と触媒部62の上流端に接続される。上流集合排気通路部65は、複数の独立排気通路部64から排出された排ガスを集合させる。よって、複数の燃焼室30から排出された排ガスを集合させる通路部は、エンジン本体20に設けられない。仮に、複数の燃焼室30から排出された排ガスを集合させる通路部が、エンジン本体20に設けられるとする。この場合、1つの燃焼室30から排出された排ガスの圧力が、別の燃焼室30からの排ガスの排出の邪魔をする場合がある。つまり、排ガスの流量および圧力が低下する場合がある。それにより、エンジンの出力が低下する。また、排ガスの流量および圧力が低下することで、タービンホイール81の回転速度が低下する。それにより、吸気効率が低下する。吸気効率が低下することで、燃費が低下すると共に、エンジンの出力がより低下する。よって、上流排気通路部61が複数の独立排気通路部64と上流集合排気通路部65とを有することで、出力および燃費の低下を防止できる。
(本発明の実施形態の具体例2)
次に、本発明の実施形態の具体例2について、図10に基づいて説明する。基本的に、本発明の実施形態の具体例2は、上述した本発明の実施形態の特徴を全て有している。上述した本発明の実施形態およびその具体例1と同じ部位についての説明は省略する。以下、上述した本発明の実施形態およびその具体例1と異なる構成について説明する。
図10に示すように、実施形態の具体例2の自動二輪車のエンジンユニットは、下流サブ触媒47Dと上流サブ触媒47Uを有する。その他の構成は、実施形態の具体例1と同じである。以下の説明において、上流サブ触媒47Uと下流サブ触媒47Dを、サブ触媒47(不図示)と総称する場合がある。
上流サブ触媒47Uは、触媒部62より上流に配置される。上流サブ触媒47Uは、上流排気通路部61に配置される。上流サブ触媒47Uは、複数の独立排気通路部64の少なくとも1つに配置される。なお、上流サブ触媒47Uは、上流集合排気通路部65に配置されてもよい。また、上流サブ触媒47Uは、複数の内部排気通路部34の少なくとも1つに配置されてもよい。上流サブ触媒47Uは、酸素センサ76より上流に配置される。
下流サブ触媒47Dは、触媒部62より下流に配置される。下流サブ触媒47Dは、下流集合排気通路部63に配置される。下流サブ触媒47Dは、下流排気通路部66に配置される。なお、下流サブ触媒47Dは、マフラー部67に配置されてもよい。
サブ触媒47は、排ガスを浄化する。サブ触媒47は、メイン触媒62aと同様の触媒物質を有する。サブ触媒47は、メイン触媒62aと同様に多孔構造であってもよい。サブ触媒47は、多孔構造でなくてもよい。多孔構造でないサブ触媒47の一例を挙げる。例えば、サブ触媒47は、下流集合排気通路部63の内面に付着された触媒物質だけで構成される。この場合、サブ触媒47の触媒物質が付着される基材は、下流集合排気通路部63である。多孔構造でないサブ触媒47の他の一例を挙げる。例えば、サブ触媒47は、板状の基材に触媒物質を付着させた構成である。この板状の基材の排ガスの流れ方向に直交する断面の形状は、例えば、円形状、C字状、S字状である。
実施形態の具体例2において、メイン触媒62aは、複数の排気経路69において排ガスを最も浄化する。つまり、メイン触媒62aは、複数の排気経路69において、燃焼室30から排出された排ガスを、サブ触媒47より浄化する。言い換えると、サブ触媒47は、メイン触媒62aに比べて、排ガスを浄化する寄与度が低い。メイン触媒62aと上流サブ触媒47Uと下流サブ触媒47Dのそれぞれの浄化の寄与度は、以下の方法で測定できる。
実施形態の具体例2のエンジンユニットを運転して、暖機状態のときに大気放出口67aから排出された排ガスに含まれる有害物質の濃度を測定する。なお、暖機状態とは、エンジン本体20の温度が十分に温まった状態を指す。排ガスの測定方法は、欧州規制に従った測定方法とする。エンジンユニットが暖機状態のとき、メイン触媒62aとサブ触媒47は、高温であって活性化されている。そのため、メイン触媒62aとサブ触媒47は、暖機状態のときに、浄化性能を十分に発揮できる。
次に、実施形態の具体例2のエンジンユニットから、下流サブ触媒47Dを取り外して、その代わりに下流サブ触媒47Dの基材のみを配置する。この状態のエンジンユニットを、測定用エンジンユニットAとする。そして、測定用エンジンユニットAを運転して、暖機状態のときに大気放出口67aから排出された排ガスに含まれる有害物質の濃度を測定する。
なお、下流サブ触媒47Dは、下流集合排気通路部63の内面に触媒物質を直接付着させた構成の場合がある。この場合には、「下流サブ触媒47Dの基材のみを配置する」とは、下流集合排気通路部63の内面に触媒物質を付着させないことを意味する。
次に、測定用エンジンユニットAから、メイン触媒62aを取り外して、その代わりにメイン触媒62aの基材のみを配置する。この状態のエンジンユニットを、測定用エンジンユニットBとする。そして、測定用エンジンユニットBを運転して、暖機状態のときに大気放出口67aから排出された排ガスに含まれる有害物質の濃度を測定する。
その後、測定用エンジンユニットBから、上流サブ触媒47Uを取り外して、その代わりに上流サブ触媒47Uの基材のみを配置する。この状態のエンジンユニットを、測定用エンジンユニットCとする。そして、測定用エンジンユニットCを運転して、暖機状態のときに大気放出口67aから排出された排ガスに含まれる有害物質の濃度を測定する。
測定用エンジンユニットCは、メイン触媒62aとサブ触媒47を有しない。測定用エンジンユニットBは、上流サブ触媒47Uを有し、メイン触媒62aと下流サブ触媒47Dを有しない。測定用エンジンユニットAは、メイン触媒62aと上流サブ触媒47Uを有し、下流サブ触媒47Dを有しない。そのため、実施形態の具体例2のエンジンユニットの測定結果と、測定用エンジンユニットAの測定結果の差から、下流サブ触媒47Dの浄化の寄与度が算出される。また、測定用エンジンユニットAの測定結果と、測定用エンジンユニットBの測定結果の差から、メイン触媒62aの浄化の寄与度が算出される。また、測定用エンジンユニットBの測定結果と、測定用エンジンユニットCの測定結果の差から、上流サブ触媒47Uの浄化の寄与度が算出される。
メイン触媒62aは、複数の排気経路69において排ガスを最も浄化する。この条件を満たせば、サブ触媒47の浄化能力は、メイン触媒62aの浄化能力より小さくても大きくてもよい。なお、サブ触媒47の浄化能力が、メイン触媒62aの浄化能力より小さいとは、以下の状態をいう。即ち、サブ触媒だけを設けた場合に大気放出口67aから排出される排ガスが、メイン触媒62aだけを設けた場合に大気放出口67aから排出される排ガスより浄化されている状態である。
上流の触媒は下流の触媒より早く劣化する。そのため、使用時間が長くなると、メイン触媒62aと下流サブ触媒47Dの浄化の寄与度の大小関係が逆転する場合がある。そこで、メイン触媒62aが下流サブ触媒47Dより浄化の寄与度が高いとは、以下の状態とする。即ち、走行距離が所定距離(例えば1000km)に到達していないときに、メイン触媒62aが下流サブ触媒47Dより浄化の寄与度が高い状態とする。
メイン触媒62aの体積は、サブ触媒47の体積より大きいことが好ましい。メイン触媒62aの表面積は、サブ触媒47の表面積より大きいことが好ましい。メイン触媒62aの貴金属の量は、サブ触媒の貴金属の量より多いことが好ましい。
なお、エンジンユニットは、上流サブ触媒47Uおよび下流サブ触媒47Dの一方のみを備えてもよい。この場合、浄化の寄与度は、上述した方法を応用した方法で算出できる。
この実施形態の具体例2によると、サブ触媒47を設けない場合に比べて、排気浄化性能を向上できる。また、サブ触媒47を設けない場合に比べて、排気浄化性能を維持しつつ、メイン触媒62aを小さくできる。したがって、自動二輪車1の大型化を抑制しつつ、かつ、排気浄化性能をより向上できる。
(本発明の実施形態の変形例1)
次に、本発明の実施形態の変形例1について、図11、図12および図13に基づいて説明する。基本的に、本発明の実施形態の変形例1は、本発明の実施形態の説明で述べた特徴を全て有している。上述した本発明の実施形態およびその具体例1と同じ部位についての説明は省略する。以下、上述した本発明の実施形態およびその具体例1、2と異なる構成について説明する。
図11に示すように、実施形態の変形例1の自動二輪車101は、エンジンユニット111の構成が、実施形態の具体例1のエンジンユニット11と異なっている。その他の構成は、実施形態の具体例1とほぼ同じである。エンジンユニット111は、エンジン本体20と、排気通路部160と、吸気通路部150(図13参照)と、水冷却装置140(図11参照)とを有する。図11に示すように、水冷却装置140のラジエータ141は、実施形態の具体例1のラジエータ41より上下方向長さが短い。また、ラジエータ141の下端は、ラジエータ41の下端より上方に位置する。水冷却装置140のその他の構成は、実施形態の具体例1の水冷却装置40とほぼ同じである。なお、図11は、水冷却装置140の一部を省略して表示している。図13に示すように、吸気通路部150の主吸気通路部152の形状は、実施形態の具体例1の主吸気通路部52の形状と異なる。吸気通路部150のその他の構成は、図6に示す実施形態の具体例1の吸気通路部50とほぼ同じである。
図12に示すように、排気通路部160は、上流排気通路部161と、触媒部162と、下流集合排気通路部163とを有する。上流排気通路部161は、2つの独立排気通路部164と、上流集合排気通路部165とを有する。下流集合排気通路部163は、下流排気通路部166と、マフラー部67とを有する。独立排気通路部164は、実施形態の具体例1の独立排気通路部64と形状が異なっている。上流集合排気通路部165は、実施形態の具体例1の上流集合排気通路部65と形状が異なっている。下流排気通路部166は、実施形態の具体例1の下流排気通路部66と形状が異なっている。排気通路部160のその他の構成は、図6に示す実施形態の具体例1の排気通路部60とほぼ同じである。独立排気通路部164は、本発明における外部独立排気通路部に相当する。上流集合排気通路部165は、本発明における外部上流集合排気通路部に相当する。
エンジンユニット111は、ターボチャージャー80を有する。図13に示すように、ターボチャージャー80のタービンホイール81は、上流集合排気通路部165内に配置される。ターボチャージャー80のコンプレッサホイール82は、主吸気通路部152内に配置される。タービンホイール81は、コンプレッサホイール82の右に配置される。連結軸83の中心軸線Ct2は、左右方向とほぼ平行である。上流集合排気通路部165は、スクロール排気通路部165sを有する。主吸気通路部152は、スクロール吸気通路部152sを有する。スクロール排気通路部165sは、タービンホイール81の外周を1周にわたって取り囲んでいる。スクロール排気通路部165sの大きさは、実施形態の具体例1のスクロール排気通路部65sと同じである。スクロール吸気通路部152sは、コンプレッサホイール82の外周を1周にわたって取り囲んでいる。スクロール吸気通路部152sの大きさは、実施形態の具体例1のスクロール吸気通路部52sと同じである。ターボチャージャー80における排ガスと空気の流れは、実施形態の具体例1とほぼ同じである。
図12に示すように、排気通路部160は、バイパス排気通路部170を有する。バイパス排気通路部170は、タービンホイール81を迂回するように上流集合排気通路部165に接続されている。バイパス排気通路部170の内面の一部は、スクロール排気通路部165sの外面の一部であってもよい。バイパス排気通路部170内には、ウェイストゲートバルブ71が配置される。ウェイストゲートバルブ71の少なくとも一部は、中心軸線Ct2より下方に配置されている。ウェイストゲートバルブ71の少なくとも一部は、中心軸線Ct2より上方に配置されていてもよい。
ウェイストゲートバルブ71は、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72によって駆動される。ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、図13に実線で表示した位置に配置してもよく、二点鎖線で表示した位置に配置してもよい。ウェイストゲートバルブ71は、回転軸部71rとレバー71lを介して、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72のロッド72rに連結されている。前後方向に見て、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72の少なくとも一部は、前輪部2と重ならない。
ウェイストゲートバルブアクチュエータ72は、図12に示す仮想平面Sr2に沿った方向にロッド72rを進退可能に構成されている。仮想平面Sr2は、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct2およびシリンダ軸線Cyの両方に平行な平面である。図13に二点鎖線で示したウェイストゲートバルブアクチュエータ72も、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct2およびシリンダ軸線Cyの両方に平行な仮想平面に沿った方向にロッド72rを進退可能に構成されている。この仮想平面は、仮想平面Sr2と同じであってもよく、異なっていてもよい。図12に示すように、左右方向に見て、ロッド72rの長手方向は、上下方向に沿っている。より詳細には、左右方向に見て、ロッド72rの長手方向は、上下方向に対して前後方向に傾斜している。図13に示すように、前後方向に見て、実線で示すロッド72rの長手方向は、上下方向に沿っている。より詳細には、前後方向に見て、実線で示すロッド72rの長手方向は、上下方向に対して左右方向に傾斜している。前後方向に見て、ロッド72rの長手方向は、上下方向と平行であってもよい。前後方向に見て、ロッド72rの長手方向は、左右方向に沿っていてもよい。
図12に示すように、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sの一部は、排気口34bより上方に配置される。なお、スクロール排気通路部165s全体が、排気口34bより上方に配置されてもよい。スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、排気口34bより上方に配置されることが好ましい。同様に、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、排気口34bより上方に配置されることが好ましい。また、スクロール排気通路部165sの少なくとも一部が、排気口34bより下方に配置されてもよい。同様に、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部が、排気口34bより下方に配置されてもよい。スクロール排気通路部165sの最後端を通り前後方向に直交する平面を、平面Ss3とする。排気口34bは、平面Ss3より後方に位置する。つまり、スクロール排気通路部165sは、排気口34bより前方に配置される。同様に、スクロール吸気通路部152sは、排気口34bより前方に配置される。当然ながら、タービンホイール81は、排気口34bより前方に配置される。
図12に示すように、スクロール排気通路部165sの上流端165suは、スクロール排気通路部165sの下部に設けられる。スクロール排気通路部165sの上流端165suは、排気口34bより前方に位置する。スクロール排気通路部165sの上流端165suの少なくとも一部は、排気口34bより下方に位置する。スクロール排気通路部165sの上流端165suにおける排ガスの流れ方向は、前後方向に沿っている。なお、スクロール排気通路部165sの上流端165suは、スクロール排気通路部165sの後部または前部に設けられてもよい。スクロール排気通路部165sの下流端は、スクロール排気通路部165sの中央部に設けられる。図13に示すように、スクロール吸気通路部152sの下流端は、スクロール吸気通路部152sの下部に設けられる。なお、スクロール吸気通路部152sの下流端は、スクロール吸気通路部152sの上部に設けられてもよい。また、スクロール吸気通路部152sの下流端は、スクロール吸気通路部152sの後部または前部に設けられてもよい。スクロール吸気通路部152sの上流端は、スクロール吸気通路部152sの中央部に設けられる。
図12に示すように、左右方向に見て、排気口34bの中心を通る軸線を、中心軸線Cu2とする。中心軸線Cu2の方向は、排気口34bにおける排ガスの流れ方向である。左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、中心軸線Cu2より上方に配置される。当然ながら、左右方向に見て、タービンホイール81は、中心軸線Cu2より上方に配置される。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの一部が、中心軸線Cu2より下方に配置されてもよい。スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、中心軸線Cu2より上方に配置されることが好ましい。同様に、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、中心軸線Cu2より上方に配置されることが好ましい。
図12に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、エンジン本体20の前に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部165s全体およびスクロール吸気通路部152s全体が、エンジン本体20と前後方向に並んでいる。さらに、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、エンジン本体20より前方に配置される。当然ながら、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランクケース部20aより前方に配置される。また、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、平面Se3と平面Se4との間に配置される。平面Se3は、クランクケース部20aの最上端を通り上下方向に直交する平面である。平面Se4は、クランクケース部20aの最後端を通り上下方向に直交する平面である。左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランクケース部20aの前に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部165s全体およびスクロール吸気通路部152s全体は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。当然ながら、左右方向に見て、タービンホイール81は、クランクケース部20aの前に配置される。左右方向に見て、タービンホイール81全体は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいなくてもよい。例えば、スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、平面Se3より上方に配置されてもよい。左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいることが好ましい。同様に、左右方向に見て、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいることが好ましい。左右方向に見て、タービンホイール81の少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいることが好ましい。
図13に示すように、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、平面Se5と平面Se6との間に配置される。平面Se5は、クランクケース部20aの最左端を通り左右方向に直交する平面である。平面Se6は、クランクケース部20aの最右端を通り左右方向に直交する平面である。前後方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランクケース部20aと重なる。当然ながら、前後方向に見て、ターボチャージャー80は、クランクケース部20aと重なる。なお、前後方向に見て、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部が、エンジン本体20と重ならなくてもよい。また、前後方向に見て、スクロール排気通路部165sの一部が、エンジン本体20と重ならなくてもよい。前後方向に見て、スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、エンジン本体20と重なることが好ましい。スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランクケース部20aの前に配置される。スクロール排気通路部165s全体およびスクロール吸気通路部152s全体は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。当然ながら、ターボチャージャー80は、クランクケース部20aの前に配置される。ターボチャージャー80全体は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。なお、スクロール排気通路部165sの一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいなくてもよい。スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいなくてもよい。
図12に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、直線La1より前方に配置される。つまり、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランク軸線Crより前方に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの全体およびスクロール吸気通路部152s全体は、直線La2より前方(上方)に配置される。直線La2は、左右方向に見て、シリンダ軸線Cyに直交し、かつ、クランク軸線Crを通る直線である。また、スクロール吸気通路部152sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランク軸線Crより上方に配置される。なお、スクロール排気通路部165sの一部だけが、クランク軸線Crより上方に配置されてもよい。スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、クランク軸線Crより上方に配置されることが好ましい。また、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、クランク軸線Crより上方に配置されることが好ましい。
図12に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、車体フレーム4と重ならない。当然ながら、左右方向に見て、タービンホイール81は、車体フレーム4と重ならない。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの少なくとも一部が、車体フレーム4と重なってもよい。左右方向に見て、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部が、車体フレーム4と重なってもよい。左右方向に見て、タービンホイール81の少なくとも一部が、車体フレーム4と重なってもよい。なお、車体フレーム4の形状は図11に示す形状に限定されない。
図12に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、線分Lw1と線分Lw2を2辺とする四角形の領域内に配置される。線分Lw1は、左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も下方に配置される線分である。線分Lw2は、左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も上方に配置される線分である。左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、上述の四角形の領域内に配置されて、かつ、エンジン本体20と重ならない。つまり、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、エンジン本体20と前輪部2との間に配置される。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの一部だけが、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されてもよい。例えば、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの一部が、エンジン本体20と重なっていてもよい。また、例えば、スクロール排気通路部165sの一部が、線分Lw2の上に配置されてもよい。左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されることが好ましい。スクロール排気通路部165sと同様に、左右方向に見て、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されることが好ましい。
図12に示すように、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、水平面Sw1より下方に配置される。水平面Sw1は、前輪部2の上端を通る水平面である。当然ながら、タービンホイール81は、水平面Sw1より下方に配置される。なお、スクロール排気通路部165sの一部が、水平面Sw1より上方に配置されてもよい。スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、水平面Sw1より下方に配置されることが好ましい。スクロール排気通路部165sと同様に、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、水平面Sw1より下方に配置されることが好ましい。また、タービンホイール81の一部が、水平面Sw1より上方に配置されてもよい。タービンホイール81の少なくとも一部は、水平面Sw1より下方に配置されることが好ましい。
図12に示すように、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、水平面Sw2より上方に配置される。水平面Sw2は、前輪部2の中心を通る水平面である。
左右方向について、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sの配置位置は、実施形態の具体例1のスクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sの配置位置とほぼ同じである。よって、自動二輪車101の左右方向中央C0とタービンホイール81との間の左右方向の距離は、自動二輪車101の左右方向中央C0とコンプレッサホイール82との間の左右方向の距離より短い。
図12および図13に示すように、触媒部162は、メイン触媒62aと、筒部162bとを有する。筒部162bは、上流集合排気通路部165の下流端と下流排気通路部166の上流端に接続される。筒部162bは、上流集合排気通路部165の一部と一体成形されていてもよい。また、筒部162bは、下流排気通路部166の一部と一体成形されていてもよい。排気通路部160には、メイン触媒62a以外の触媒が配置されない。
メイン触媒62aの中心軸線C2は、触媒部162の中心軸線と同軸である。触媒部162の中心軸線とは、筒部162bの中心軸線のことである。触媒部162の排ガスの流れ方向の長さは、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向の長さと同じである。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向は、メイン触媒62aの中心軸線C2とほぼ同じである。以下の説明において、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向を、排ガスの流れ方向C2と称する場合がある。
図12に示すように、左右方向に見て、メイン触媒62aの中心軸線C2は、上下方向に対して前後方向に傾斜している。左右方向に見て、メイン触媒62aの中心軸線C2の上下方向に対する傾斜角度を傾斜角度θ2とする。傾斜角度θ2は、図12に示す角度に限定されない。傾斜角度θ2は、0度より大きい。傾斜角度θ2は、45度以下である。よって、左右方向に見て、メイン触媒62aの中心軸線C2は、上下方向に沿っている。言い換えると、左右方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、上下方向に沿っている。なお、傾斜角度θ2は、0度であってもよい。また、傾斜角度θ2は、45度より大きくてもよい。つまり、左右方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、前後方向に沿っていてもよい。図13に示すように、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、上下方向に沿っている。より詳細には、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、上下方向とほぼ平行である。なお、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、上下方向に対して左右方向に傾斜していてもよい。図示は省略するが、上下方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、前後方向に沿っている。上下方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、左右方向に沿っていてもよい。メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、上下方向に沿っている。
図12に示すように、左右方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、シリンダ軸線Cyに平行な方向に沿っている。図13に示すように、前後方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、シリンダ軸線Cyに平行な方向に沿っている。よって、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C2は、シリンダ軸線Cyに平行な方向に沿っている。
図12に示す矢印Aは、ターボチャージャー80の連結軸83の中心軸線Ct2およびシリンダ軸線Cyの両方に垂直な方向である。図14は、エンジンユニット111を、A方向に見た図である。図14に示すように、A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向は、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72のロッド72rの進退方向と鋭角または鈍角で交差する。つまり、A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と平行でない。A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と垂直ではない。A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と平行であってもよい。A方向に見て、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1は、ロッド72rの進退方向と垂直であってもよい。
図12に示すように、触媒部162の一部は、平面Se1と平面Se2との間に配置される。平面Se1は、クランクケース部20aの最前端を通り前後方向に直交する平面である。平面Se2は、クランクケース部20aの最後端を通り前後方向に直交する平面である。左右方向に見て、触媒部162は、クランクケース部20aの下に配置される。左右方向に見て、触媒部162の一部は、クランクケース部20aと上下方向に並んでいる。なお、触媒部162全体が、平面Se1より前方に配置されてもよい。つまり、左右方向に見て、触媒部162全体が、クランクケース部20aと上下方向に並んでいなくてもよい。図12に示すように、触媒部162は、平面Se3と平面Se4との間に配置される。平面Se3は、クランクケース部20aの最上端を通り上下方向に直交する平面である。平面Se4は、クランクケース部20aの最後端を通り上下方向に直交する平面である。左右方向に見て、触媒部162は、クランクケース部20aの前に配置される。左右方向に見て、触媒部162全体は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。なお、左右方向に見て、触媒部162の一部だけが、クランクケース部20aと前後方向に並んでいてもよい。触媒部162の少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいることが好ましい。図13に示すように、触媒部162は、平面Se5と平面Se6との間に配置される。平面Se5は、クランクケース部20aの最左端を通り左右方向に直交する平面である。平面Se6は、クランクケース部20aの最右端を通り左右方向に直交する平面である。前後方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、クランクケース部20aと重なる。つまり、前後方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、エンジン本体20と重なる。図示は省略するが、上下方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、エンジン本体20と重なる。触媒部162の少なくとも一部は、エンジン本体20と前後方向に並んでいる。触媒部162の少なくとも一部は、クランクケース部20aと前後方向に並んでいる。触媒部162の一部は、エンジン本体20と上下方向に並んでいる。
左右方向に見て、触媒部162は、直線La1より前方に配置される。つまり、触媒部162は、クランク軸線Crより前方に配置される。また、触媒部162は、クランク軸線Crより下方に配置される。なお、触媒部162の一部が、クランク軸線Crより上方に配置されてもよい。触媒部162の少なくとも一部は、クランク軸線Crより下方に配置されることが好ましい。左右方向に見て、触媒部162は、シリンダ軸線Cyより前方に配置される。左右方向に見て、触媒部162の一部は、直線La2より前方(上方)に配置される。直線La2は、左右方向に見て、シリンダ軸線Cyに直交し、かつ、クランク軸線Crを通る直線である。なお、左右方向に見て、触媒部162全体が、直線La2より前方に配置されてもよい。左右方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、直線La2より前方に配置されることが好ましい。
図12に示すように、スクロール排気通路部165sの最下端を通り上下方向に直交する平面を、平面Ss4とする。触媒部162は、平面Ss4より下方に配置される。つまり、触媒部162は、スクロール排気通路部165sより下方に配置される。よって、触媒部162も、タービンホイール81より下方に配置される。当然ながら、触媒部162の下流端は、タービンホイール81より下方に配置される。また、左右方向に見て、触媒部162は、スクロール排気通路部165sの下に配置される。左右方向に見て、触媒部162の一部は、スクロール排気通路部165sと上下方向に並んでいる。なお、左右方向に見て、触媒部162の一部が、スクロール排気通路部165sと上下方向に並んでいなくてもよい。また、左右方向に見て、触媒部162全体が、スクロール排気通路部165sと上下方向に並んでいてもよい。左右方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、スクロール排気通路部165sと上下方向に並んでいることが好ましい。左右方向に見て、触媒部162は、タービンホイール81の下に配置されない。なお、左右方向に見て、触媒部162は、タービンホイール81の下に配置されてもよい。左右方向に見て、触媒部162の一部は、タービンホイール81と上下方向に並んでいてもよい。
図12に示すように、触媒部162の一部は、平面Ss3より後方に配置される。平面Ss3は、スクロール排気通路部165sの最後端を通り前後方向に直交する平面である。つまり、触媒部162の一部は、スクロール排気通路部165sより後方に配置される。なお、触媒部162の少なくとも一部が、平面Ss3より前方に配置されてもよい。また、触媒部162の少なくとも一部が、平面Ss3より後方に配置されてもよい。
図13に示すように、触媒部162は、タービンホイール81より右方に配置される。つまり、触媒部162は、タービンホイール81のコンプレッサホイール82と反対側に配置される。実施形態の具体例1と同様に、前後方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、前輪部2と重ならない。
図12に示すように、左右方向に見て、触媒部162は、線分Lw1と線分Lw2を2辺とする四角形の領域内に配置される。線分Lw1は、左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も下方に配置される線分である。線分Lw2は、左右方向に見て、エンジン本体20の輪郭線上の点と前輪部2の輪郭線上の点とを結ぶ線分のうち最も上方に配置される線分である。左右方向に見て、触媒部162は、上述の四角形の領域内に配置されて、かつ、エンジン本体20と重ならない。つまり、左右方向に見て、触媒部162は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置される。なお、左右方向に見て、触媒部162の一部だけが、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されてもよい。例えば、左右方向に見て、触媒部162の一部が、エンジン本体20と重なっていてもよい。左右方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、エンジン本体20と前輪部2との間に配置されることが好ましい。
図12に示すように、左右方向に見て、触媒部162は、線分Lw3の上に配置される。線分Lw3は、左右方向に見て、エンジン本体20の最下端と前輪部2の最下端とを通る結ぶ線分である。なお、左右方向に見て、触媒部162の一部だけが、線分Lw3の上に配置されてもよい。左右方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、線分Lw3およびその延長線の上に配置されることが好ましい。
図12に示すように、触媒部162の一部は、水平面Sw2より下方に配置される。水平面Sw2は、前輪部2の中心を通る水平面である。
左右方向について、触媒部162の配置位置は、実施形態の具体例1の触媒部62の配置位置とほぼ同じである。触媒部162は、自動二輪車101の右部に配置されている。触媒部162およびメイン触媒62aは、タービンホイール81より右方に配置される。メイン触媒62aは、ウェイストゲートバルブアクチュエータ72より右方に配置される。自動二輪車101の左右方向中央C0は、メイン触媒62aとウェイストゲートバルブアクチュエータ72との間に位置する。また、前後方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、前輪部2と重ならない。
本実施形態のエンジンユニット111は、実施形態の具体例2のように、上流サブ触媒47Uを有していてもよい。また、本実施形態のエンジンユニット111は、実施形態の具体例2のように、下流サブ触媒47Dを有していてもよい。
本実施形態の自動二輪車101は、実施形態の具体例1と同様の構成について、実施形態の具体例1で述べた効果と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態の自動二輪車101は、以下の特徴を有する。
触媒部162は、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1が上下方向に沿うように設けられる。そのため、触媒部162の前後方向長さは、触媒部162の上下方向長さよりも短い。そのため、エンジン本体20の前に触媒部162を配置するスペースを確保しやすい。また、メイン触媒62aを大型化しても、自動二輪車101の前後方向の大型化を抑制できる。
クランク軸27は、左右方向に沿った中心軸線Crを有する。左右方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、直線La2より前方に配置される。直線La2は、左右方向に見て、シリンダ孔22aの中心軸線Cyに直交しかつクランク軸27の中心軸線Crを通る直線である。この構成によると、左右方向に見て、触媒部162全体が、直線La2より後方に配置される場合に比べて、燃焼室30から触媒部162までの経路長が短くなる。そのため、メイン触媒62aに流入する排ガスの温度がより高くなる。それにより、エンジンユニット111の冷間始動時に、メイン触媒62aが非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒62aによる排気浄化性能をより向上できる。
左右方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、スクロール排気通路部165sの少なくとも一部と上下方向に並んでおり、かつ、スクロール排気通路部165sの下に配置されている。したがって、触媒部162およびターボチャージャー80が配置されるスペースの前後方向の長さを短くできる。よって、メイン触媒62aを大型化しても、自動二輪車101の前後方向の大型化を抑制できる。
本発明は、上述した実施形態の具体例1、2および変形例1に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。以下、本発明の実施形態の他の変形例について説明する。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、クランクケース21とシリンダボディ22は、別体である。しかし、クランクケースとシリンダボディは、一体成形されてもよい。また、実施形態の具体例1、2および変形例1において、シリンダボディ22とシリンダヘッド23と、ヘッドカバー24とは、別体である。しかし、シリンダボディとシリンダヘッドとヘッドカバーのいずれか2つまたは3つが一体成形されてもよい。また、実施形態の具体例1、2および変形例1において、クランクケース21とオイルパン26は、別体である。しかし、クランクケースとオイルパンは、一体成形されてもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向に直交する断面の形状は、円形である。しかし、本発明のメイン触媒の断面形状は、円形に限定されない。例えば、メイン触媒の断面形状は、左右方向に長い長円状としてもよい。つまり、偏平状としてもよい。触媒部の断面形状は、メイン触媒の断面形状と相似であることが好ましい。
サブ触媒47が多孔構造の場合、この変形例はサブ触媒47に適用してもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1の長さは、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向C1に直交する方向の最大長さより長い。しかし、本発明において、メイン触媒の排ガスの流れ方向の長さは、メイン触媒の排ガスの流れ方向に直交する方向の最大長さより短くてもよい。
本発明において、メイン触媒は、複数の触媒体が近接して配置された構成であってもよい。各触媒体は、基材と触媒物質を有する。複数の触媒体が近接して配置されるとは、以下の状態のことを指す。それは、各触媒体の排ガスの流れ方向の長さより、触媒体同士の間の距離が短い状態である。複数の触媒体の基材の組成は、同じであっても、異なっていてもよい。複数の触媒体の触媒物質の貴金属は、同じであっても、異なっていてもよい。
この変形例は、サブ触媒47に適用してもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、触媒部62、162は、自動二輪車1、101の右部に配置されている。しかし、本発明において、触媒部は、鞍乗型車両の左部に配置されてもよい。この場合、下流排気通路部も、鞍乗型車両の左部に配置されることが好ましい。また、この場合、触媒部は、タービンホイールより左方に配置されることが好ましい。メイン触媒の中心軸線は、前後方向に見て、鞍乗型車両の左右方向中央のラインと交差してもよい。
図15に示すように、筒部62bの外面の少なくとも一部が、プロテクター330で覆われていてもよい。プロテクター330のうち、筒部62bの外面を覆う部分を、触媒プロテクター部362cとする。触媒プロテクター部362cは、触媒部362に含まれる。プロテクター330の一部は、上流集合排気通路部65に含まれてもよい。プロテクター330の一部は、下流排気通路部66に含まれてもよい。触媒プロテクター部362cは、円筒状であってもよいが、円筒状でなくてもよい。触媒プロテクター部362cを設けることで、メイン触媒62aの保温効果を高めることができる。したがって、エンジンユニットの冷間始動時に、メイン触媒62aが非活性状態から活性化するまでの時間をより短縮できる。よって、メイン触媒62aによる排気浄化性能をより向上できる。また、触媒プロテクター部362cを設けることで、筒部62bとメイン触媒62aを保護できる。さらに、触媒プロテクター部362cを設けることで、外観性を向上できる。
この変形例は、実施形態の具体例2および変形例1に適用してもよい。
本発明において、上流排気通路部の少なくとも一部は、多重管で構成されてもよい。多重管は、内管と内管を覆う少なくとも1つの外管で構成される。例えば図16に示すように、上流排気通路部61の一部が二重管430で構成されていてもよい。二重管430は、内管430aと、外管430bとを有する。内管430aの両端部は、外管430bの両端部と接触する。内管430aと外管430bは、両端部以外の箇所で接触してもよい。例えば、曲がり部において、内管430aと外管430bは接触してもよい。二重管430のような多重管を設けることで、上流排気通路部において排ガスの温度が低下するのを抑制できる。それにより、エンジンユニットの冷間始動時に、メイン触媒を非活性状態から活性化するまでの時間が短縮される。その結果、メイン触媒による排気浄化性能をより向上できる。
排気通路部60は、1つの触媒部62に対して、2つのマフラー部67を有していてもよい。つまり、排気通路部60は、1つの触媒部62に対して、2つの大気放出口67aを有していてもよい。この場合、下流排気通路部66は二股状に設けられる。2つのマフラー部67は、上下方向に並んでいる。もしくは、2つのマフラー部67は、自動二輪車1の右部と左部にそれぞれ配置される。
この変形例は、実施形態の具体例2および変形例1に適用してもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、エンジン本体20に設けられる排気口34bの数と、燃焼室30の数は同じである。しかし、1つの燃焼室30に対して複数の燃焼室排気口34aが設けられる場合、排気口34bの数は、燃焼室30の数より多くてもよい。つまり、本発明において、外部独立排気通路部の数は、燃焼室30の数より多くてもよい。
また、エンジン本体20に設けられる排気口34bの数は、燃焼室30の数より少なくてもよい。排気口34bは、少なくとも1つあればよい。この場合、複数の燃焼室30から排出された排ガスは、エンジン本体20の内部において集合する。具体的には、図17に示すように、エンジン本体520は、複数の内部独立排気通路部534S1と、内部集合排気通路部534S2とを有する。複数の内部独立排気通路部534S1は、複数の燃焼室30にそれぞれ接続される。図17では、燃焼室30の数は2つであるが、3つ以上であってもよい。内部集合排気通路部534S2は、複数の内部独立排気通路部534S1の下流端に接続される。内部集合排気通路部534S2は、複数の内部独立排気通路部534S1から排出された排ガスを集合させる。排気口534bは、内部集合排気通路部534S2の下流端に設けられる。内部集合排気通路部534S2は、上流集合排気通路部565の上流端に接続される。複数の独立排気通路部64は設けられない。この変形例によると、1つの燃焼室30から排出された排ガスだけが通過する通路部の経路長を短くできる。よって、複数の燃焼室30から触媒部62までの通路部の内面の表面積を小さくできる。つまり、複数の燃焼室30から触媒部62までの通路部の熱容量を低減できる。よって、触媒部62に流入する排ガスの温度が高くなる。それにより、エンジンユニット11の冷間始動時に、メイン触媒62aが非活性状態から活性化するまでの時間を短くできる。よって、メイン触媒62aによる排気浄化性能を向上できる。
また、内部独立排気通路部534S1を設けた場合、ターボチャージャー80を排気口534bにより近い位置に配置できる。したがって、ターボチャージャー80を排気口534bより下方に配置しつつ、実施形態の具体例2のように、メイン触媒62aの排ガスの流れ方向が上下方向に沿うように触媒部を設けることができる。
エンジンユニット11は、燃焼室30から触媒部62までの間に、排ガスが冷却水で冷却されるように構成されていてもよい。つまり、エンジンユニット11は、排ガスを冷却する冷却水が流れる排ガス冷却通路部を有していてもよい。例えば図18に示すように、排ガス冷却通路部630の少なくとも一部は、上流集合排気通路部65の少なくとも一部の外周に設けられてもよい。また、例えば図18に示すように、排ガス冷却通路部630の少なくとも一部は、複数の独立排気通路部64のそれぞれの少なくとも一部の外周に設けられてもよい。また、排ガス冷却通路部の少なくとも一部は、複数の内部排気通路部34のそれぞれの少なくとも一部の外周に設けられてもよい。つまり、排ガス冷却通路部の少なくとも一部は、複数の独立排気通路部68のそれぞれの少なくとも一部の外周に設けられてもよい。独立排気通路部68は、本発明における独立排気通路部に相当する。上流集合排気通路部65は、本発明における上流集合排気通路部に相当する。排ガス冷却通路部を流れる冷却水は、エンジン本体20を冷却する冷却水と共通であってもよく、異なっていてもよい。また、排ガスの冷却は、冷却水の代わりに、水以外の冷却媒体を用いてもよい。また、エンジンユニット11の冷間始動時から所定のタイミングまでは、排ガス冷却通路部の冷却水は循環させないことが好ましい。つまり、この期間は、排ガスを冷却水で冷却しないことが好ましい。所定のタイミングは、例えば、経過時間、クランク軸27の回転数の合計、または、排ガスの温度に基づいて決定する。この変形例によると、触媒部62に流入する排ガスの温度が低下する。そのため、燃焼室30に近い位置に触媒部62が配置されても、触媒部62に流入する排ガスの温度が高くなり過ぎるのを防止できる。それにより、メイン触媒62aの過熱による劣化を防止できる。その結果、メイン触媒62aによる排気浄化性能をより向上できる。さらに、排ガス冷却通路部の少なくとも一部が、上流集合排気通路部65の少なくとも一部の外周に設けられる場合には、以下の効果が得られる。排ガス冷却通路部が、上流集合排気通路部65に設けられず、複数の独立排気通路部68のそれぞれの外周に設けられる場合に比べて、排ガス冷却通路部を小型化できる。よって、自動二輪車1の上下方向および前後方向の大型化を抑制できる。
この変形例は、実施形態の具体例2および変形例1に適用してもよい。
また、図17の変形例に、排ガス冷却通路部を適用してもよい。排ガス冷却通路部の少なくとも一部は、上流集合排気通路部565の少なくとも一部の外周に設けられてもよい。また、排ガス冷却通路部の少なくとも一部は、内部集合排気通路部534S2の少なくとも一部の外周に設けられてもよい。また、排ガス冷却通路部の少なくとも一部は、複数の内部独立排気通路部534S1のそれぞれの少なくとも一部の外周に設けられてもよい。内部独立排気通路部534S1は、本発明における独立排気通路部に相当する。また、内部集合排気通路部534S2と上流集合排気通路部565とを合わせたものが、本発明における上流集合排気通路部に相当する。また、上流集合排気通路部65全体が、本発明における上流排気通路部に相当する。この変形例によると、排ガスを冷却水で冷却するため、触媒部62に流入する排ガスの温度が高くなり過ぎるのを防止できる。それにより、メイン触媒62aの過熱による劣化を防止できる。その結果、メイン触媒62aによる排気浄化性能をより向上できる。さらに、排ガス冷却通路部の少なくとも一部が、内部集合排気通路部534S2の少なくとも一部の外周に設けられる場合には、以下の効果が得られる。排ガス冷却通路部が、内部集合排気通路部534S2に設けられず、複数の内部独立排気通路部534S1のそれぞれの外周に設けられる場合に比べて、排ガス冷却通路部を小型化できる。よって、エンジン本体の上下方向および前後方向の大型化を抑制できる。その結果、自動二輪車1の上下方向および前後方向の大型化を抑制できる。
燃焼室30は、主燃焼室と、主燃焼室につながる副燃焼室とを有する構成であってもよい。この場合、主燃焼室と副燃焼室とを合わせたものが、本発明における「燃焼室」に相当する。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、複数の燃焼室30は左右方向に並んでいる。しかし、本発明において、複数の燃焼室が、前後方向に沿って並んでいてもよい。この場合、上流排気通路部は、エンジン本体の左面または右面に接続される。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、排気口34bは、エンジン本体20の前面に形成されている。しかし、排気口34bは、エンジン本体20の後面に設けられてもよい。つまり、本発明において、上流排気通路部は、エンジン本体の前面に接続されてもよく、後面に接続されてもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1のエンジン本体20は、2つの燃焼室30を有する。しかし、本発明において、エンジン本体が有する燃焼室の数は、2つに限らない。3つ以上であってもよい。また、本発明において、エンジン本体が有する燃焼室の数は、1つであってもよい。つまり、本発明が適用される鞍乗型車両のエンジンユニットは、単気筒エンジンであってもよい。
本発明において、燃焼室の数が4つ以上の場合、触媒部が複数設けられてもよい。そして、複数の燃焼室のうちの一部の燃焼室から排出された排ガスだけが、1つの触媒部を通過してもよい。この場合、エンジンユニットは、複数の上流集合排気通路部を有する。
燃焼室の数が4つの場合を例に挙げて説明する。
エンジンユニットは、4つの独立排気通路部と、2つの上流集合排気通路部と、2つの触媒部とを有する。独立排気通路部は、4つの燃焼室にそれぞれ接続される。独立排気通路部は、少なくとも一部がエンジン本体の内部に設けられる。4つの独立排気通路部のうちの2つの独立排気通路部の下流端は、第1上流集合排気通路部に接続される。残りの2つの独立排気通路部の下流端は、第2上流集合排気通路部に接続される。第1上流集合排気通路部は、4つの燃焼室のうちの2つの燃焼室から排出された排ガスを集合させる。第2上流集合排気通路部は、残りの2つの燃焼室から排出された排ガスを集合させる。第1触媒部は、第1上流集合排気通路部の下流端と第1下流集合排気通路部の上流端に接続される。第1触媒部は、第2上流集合排気通路部の下流端と第2下流集合排気通路部の上流端に接続される。
触媒部の数が2つの場合、エンジンユニットは、2つの下流排気通路部を有していてもよい。この2つの下流排気通路部は、それぞれ、触媒部の下流端に接続される。この2つの下流排気通路部は、それぞれ、大気放出口を有する。触媒部の数が2つの場合、エンジンユニットは、下流排気通路を1つだけ有していてもよい。この下流排気通路部は、2つの触媒部の下流端に接続される。この下流排気通路部は、2つの触媒部から排出された排ガスを集合させる。この下流排気通路部は、大気放出口を1つだけ有していてもよく、2つ有していてもよい。下流排気通路部が大気放出口を2つ有する場合、2つの触媒部から排出された排ガスは一旦集合した後、2つに分けられる。
ターボチャージャー80は、第1上流集合排気通路部と第2上流集合排気通路部の少なくとも一方に配置される。ターボチャージャー80が第1上流集合排気通路部に配置される場合、第1触媒部が、本発明における触媒部に相当する。また、ターボチャージャー80が、第2上流集合排気通路部に配置される場合、第2触媒部が、本発明における触媒部に相当する。
燃焼室の数が2つ以上の場合、エンジン本体は、いわゆる、V型エンジンであってもよい。例えば、V型4気筒エンジンは、前後に2つずつ配置された4つの燃焼室を有する。V型エンジンの前部に設けられる燃焼室を、前燃焼室と称する。V型エンジンの後部に設けられる燃焼室を、後燃焼室と称する。前燃焼室の数が複数の場合、複数の前燃焼室は左右方向に並んでいる。後燃焼室も同様である。前燃焼室の一部を形成するシリンダ孔を、前シリンダ孔とする。前シリンダ孔の中心軸線は、前方に向かうほど上方に向かうように傾斜している。前燃焼室は、本発明における「複数の燃焼室」に含まれる。
エンジン本体がV型エンジンの場合、後燃焼室から排出された排ガスは、前燃焼室から排出された排ガスと合流してもよい。
本発明における触媒部は、後燃焼室から排出された排ガスと前燃焼室から排出された排ガスを集合させる前後集合排気通路部の下流端に接続されてもよい。この場合、本発明におけるタービンホイールは、前後集合排気通路部に配置される。この場合、後燃焼室は、本発明における「複数の燃焼室」に含まれても含まれなくてもよい。
本発明における触媒部は、少なくとも1つの前燃焼室から排出された排ガスのみが通過する上流排気通路部の下流端に接続されてもよい。この場合、本発明におけるタービンホイールは、この上流排気通路部に配置される。また、この場合、前燃焼室から排出された排ガスを浄化するメイン触媒とは別に、後燃焼室から排出された排ガスを浄化する触媒が設けられる。この場合、後燃焼室は、本発明における「複数の燃焼室」に含まれない。この場合、後燃焼室から排出された排ガスだけで駆動するターボチャージャーを設けてもよく、設けなくてもよい。
エンジン本体がV型エンジンの場合、後燃焼室から排出された排ガスは、前燃焼室から排出された排ガスと合流しなくてもよい。この場合、前燃焼室から排出された排ガスを浄化するメイン触媒とは別に、後燃焼室から排出された排ガスを浄化する触媒が設けられる。この場合、後燃焼室は、本発明における「複数の燃焼室」に含まれない。この場合、後燃焼室から排出された排ガスだけで駆動するターボチャージャーを設けてもよく、設けなくてもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、シリンダ軸線Cyは、上方に向かうほど前方に向かうように傾斜している。しかし、シリンダ軸線Cyは、上方に向かうほど後方に向かうように傾斜していてもよい。
独立排気通路部64の数が3つ以上の場合、独立排気通路部64の下流端が、別の独立排気通路部64の下流端よりも下流に位置していてもよい。この場合、酸素センサ76は、全ての独立排気通路部64の下流端よりも下流に配置されることが好ましい。
この変形例は、実施形態の具体例2および変形例1に適用してもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、スクロール排気通路部65s、165sは、排ガスの導入口を1つだけ有するシングルスクロール式である。しかし、本発明におけるスクロール排気通路部は、排ガスの導入口を2つ有するツインスクロール式であってもよい。図19は、ツインスクロール式のスクロール排気通路部764sの一部の断面図である。スクロール排気通路部764sは、第1スクロール通路部764s1と第2スクロール通路部764s2とを有する。第1スクロール通路部764s1および第2スクロール通路部764s2は、2つの独立排気通路部764にそれぞれ設けられる。タービンホイール81は、上流集合排気通路部765内に配置される。第1スクロール通路部764s1と第2スクロール通路部764s2は、連結軸83の中心軸線Ct1、Ct2、Ct3の方向に並んでいる。第1スクロール通路部764s1と第2スクロール通路部764s2は、隔壁764wによって仕切られる。第1スクロール通路部764s1内の排ガスと、第2スクロール通路部764s2内の排ガスは、タービンホイール81の外周部に吹き付けられる。2つのスクロール通路部764s1、764s2から排出された排ガスは、タービンホイール81を通過する際に集合(合流)する。ツインスクロール式のスクロール排気通路部を設けることにより、1つの燃焼室30から排出された排ガスの圧力によって、別の燃焼室30からの排ガスの排出が邪魔されるのを防止できる。つまり、排ガスの流量および圧力の低下を防止できる。よって、エンジンの出力の低下を防止できる。また、排ガスの流量および圧力の低下を防止することで、タービンホイール81の回転速度の低下を防止できる。よって、吸気効率の低下を防止できる。吸気効率の低下を防止することで、燃費の低下を防止できると共に、エンジンの出力の低下を防止できる。
なお、燃焼室30の数が3つ以上の場合、第1スクロール通路部764s1および第2スクロール通路部764s2の少なくとも一方には、2つ以上の燃焼室30から排出された排ガスが流れる。例えば、燃焼室30の数が4つの場合、各スクロール通路部764s1、764s2には、2つの燃焼室30から排出された排ガスのみが流れる。この場合、2つの燃焼室30から第1スクロール通路部764s1までの間に、2つの燃焼室30から排出された排ガスを集合させる。同様に、残りの2つの燃焼室30から第2スクロール通路部764s2までの間に、2つの燃焼室30から排出された排ガスを集合させる。2つの燃焼室30から排出された排ガスを集合させる排気通路部の上流端は、エンジン本体20の内部であっても、エンジン本体20の外であってもよい。
実施形態の具体例1の触媒部62と、実施形態の変形例1の上流排気通路部161とを組み合わせてもよい。この変形例では、スクロール排気通路部の下流端から触媒部までの経路長が、実施形態の変形例1より長くなる。また、実施形態の変形例1を以下のように変更してもよい。触媒部162の上下方向長さを短くして、かつ、タービンホイール81を排気口34bの中心軸線Cu2より下方に配置する。
実施形態の具体例1において、エンジンユニット11の運転時、排気経路69を流れるガスは、燃焼室30から排出された排ガスだけである。しかし、本発明のエンジンユニットは、燃焼室から触媒部に至る上流排気経路に空気を供給する二次空気供給機構を備えていてもよい。二次空気供給機構の具体的な構成は、公知の構成が採用される。二次空気供給機構は、エアポンプによって強制的に上流排気経路に空気を供給する構成であってもよい。また、二次空気供給機構は、上流排気経路の負圧によって空気を排気経路に引き込む構成であってもよい。後者の場合、二次空気供給機構は、上流排気経路の圧力の変化に応じて開閉するリード弁を備える。二次空気供給機構を設ける場合、ターボチャージャーは、空気が供給される箇所より上流と下流のどちらに設けてもよい。
この変形例は、実施形態の具体例2および変形例1に適用してもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1において、エンジンユニット11、111は、水冷式エンジンである。しかし、本発明のエンジンユニットは、空冷式エンジンであってもよい。本発明のエンジンユニットは、自然空冷式であっても、強制空冷式であってもよい。
実施形態の具体例1、2および変形例1の自動二輪車は、スポーツタイプの自動二輪車である。しかし、本発明の鞍乗型車両は、オンロードタイプの自動二輪車、オフロードタイプの自動二輪車、スクータ、原動機付き自転車、モペット等であってもよい。本発明の鞍乗型車両は、自動二輪車に限定されない。鞍乗型車両は、自動二輪車、三輪車、四輪バギー(ATV:All Terrain Vehicle(全地形型車両))、水上バイク、スノーモービル等を含む。鞍乗型車両とは、ライダーが鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指す。
1、101 自動二輪車(鞍乗型車両)
2 前輪部
3 後輪部
4 車体フレーム
11、111 エンジンユニット
20、520 エンジン本体
22a シリンダ孔
27 クランク軸
30 燃焼室
34 内部排気通路部
34b、534b 排気口
39 インジェクタ(燃料噴射装置)
50、150 吸気通路部
52、152 主吸気通路部
52a 大気吸入口
52s、152s スクロール吸気通路部
60、160 排気通路部
61、161 上流排気通路部
62、162、362 触媒部
62a メイン触媒
63、163 下流集合排気通路部
64、164、764 独立排気通路部(外部独立排気通路部)
65、165、765 上流集合排気通路部(外部上流集合排気通路部)
65s、165s、764s スクロール排気通路部
66、166 下流排気通路部
67a 大気放出口
68 独立排気通路部
69 排気経路
71 ウェイストゲートバルブ
72 ウェイストゲートバルブアクチュエータ
72r ロッド
80 ターボチャージャー
81 タービンホイール
82 コンプレッサホイール
83 連結軸
534S1 内部独立排気通路部
534S2 内部集合排気通路部
565 上流集合排気通路部(上流排気通路部)
630 排ガス冷却通路部
C1、C2、C3 触媒部の中心軸線
Cr クランク軸の中心軸線
Ct1、Ct2、Ct3 連結軸の中心軸線
Cy シリンダ孔の中心軸線
Dt1 車両の左右方向中央とタービンホイールとの間の左右方向の距離
Dt2 車両の左右方向中央とコンプレッサホイールとの間の左右方向の距離
Sw2 前輪部の中心を通る水平面
シリンダヘッド23の燃焼室30を形成する面には、燃焼室吸気口33aおよび燃焼室排気口34aが設けられる。燃焼室吸気口33aは、内部吸気通路部33の下流端である。燃焼室排気口34aは、内部排気通路部34の上流端である。シリンダヘッド23の外面には、吸気口33bおよび排気口34bが設けられる。吸気口33bは、内部吸気通路部33の上流端である。排気口34bは、内部排気通路部34の下流端である。1つの燃焼室30に対して設けられる燃焼室吸気口33aの数は、1つであっても2つ以上であってもよい。1つの燃焼室30に対して、吸気口33bは1つだけ設けられる。例えば、1つの燃焼室30に対して2つの燃焼室吸気口33aが設けられる場合、内部吸気通路部33は二股状となっている。1つの燃焼室30に対して設けられる燃焼室排気口34aの数は、1つであっても2つ以上であってもよい。1つの燃焼室30に対して、排気口34bは、1つだけ設けられる。図4に示すように、吸気口33bは、シリンダヘッド23の面に設けられる。排気口34bは、シリンダヘッド23の前面に設けられる。図5に示すように、2つの排気口34bは、左右方向に沿って並んでいる。
図4に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、直線La1より前方に配置される。つまり、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランク軸線Crより前方に配置される。左右方向に見て、シリンダ軸線Cyに直交し、かつ、クランク軸線Crを通る直線を、直線La2とする。直線La2は、無限に延びる直線である。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、直線La2より前方(上方)に配置される。なお、左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの一部だけが、直線La2より前方に配置されてもよい。左右方向に見て、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部は、直線La2より前方に配置されることが好ましい。スクロール排気通路部65sと同様に、左右方向に見て、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部は、直線La2より前方に配置されることが好ましい。また、スクロール排気通路部65sおよびスクロール吸気通路部52sは、クランク軸線Crより下方に配置される。なお、スクロール排気通路部65sの少なくとも一部が、クランク軸線Crより上方に配置されてもよい。また、スクロール吸気通路部52sの少なくとも一部が、クランク軸線Crより上方に配置されてもよい。
図12に示すように、左右方向に見て、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、直線La1より前方に配置される。つまり、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランク軸線Crより前方に配置される。左右方向に見て、スクロール排気通路部165sの全体およびスクロール吸気通路部152s全体は、直線La2より前方(上方)に配置される。直線La2は、左右方向に見て、シリンダ軸線Cyに直交し、かつ、クランク軸線Crを通る直線である。また、スクロール排気通路部165sおよびスクロール吸気通路部152sは、クランク軸線Crより上方に配置される。なお、スクロール排気通路部165sの一部だけが、クランク軸線Crより上方に配置されてもよい。スクロール排気通路部165sの少なくとも一部は、クランク軸線Crより上方に配置されることが好ましい。また、スクロール吸気通路部152sの少なくとも一部は、クランク軸線Crより上方に配置されることが好ましい。
図12に示すように、左右方向に見て、触媒部162は、線分Lw3の上に配置される。線分Lw3は、左右方向に見て、エンジン本体20の最下端と前輪部2の最下端とを結ぶ線分である。なお、左右方向に見て、触媒部162の一部だけが、線分Lw3の上に配置されてもよい。左右方向に見て、触媒部162の少なくとも一部は、線分Lw3およびその延長線の上に配置されることが好ましい。

Claims (15)

  1. 車体フレームと、
    前記車体フレームに支持されるエンジンユニットと、
    少なくとも1つの前輪を含み、車両の左右方向に見たとき、前記車両の前後方向において前記エンジンユニットの前に配置される前輪部と、
    少なくとも1つの後輪を含み、前記左右方向に見たとき、前記前後方向において前記エンジンユニットの後ろに配置される後輪部と、を備える鞍乗型車両であって、
    前記エンジンユニットは、
    少なくとも1つの燃焼室および少なくとも1つのシリンダ孔を有するエンジン本体と、
    前記エンジン本体に接続され、大気から空気を吸入する大気吸入口を有し、前記少なくとも1つの燃焼室に供給される空気が通過する吸気通路部と、
    前記エンジン本体に接続され、前記少なくとも1つの燃焼室から排出された排ガスが通過する上流排気通路部と、
    大気に排ガスを放出する大気放出口を有する下流排気通路部と、
    前記上流排気通路部内に配置されるタービンホイール、および、前記吸気通路部内に配置され、前記左右方向に沿った中心軸線を有する連結軸を介して前記タービンホイールに連結されるコンプレッサホイールを有するターボチャージャーと、
    前記タービンホイールを迂回するように前記上流排気通路部に接続されるバイパス排気通路部と、
    前記バイパス排気通路部の経路の断面積を変更して、前記タービンホイールに供給される排ガスの流量を調整するウェイストゲートバルブと、
    前記ウェイストゲートバルブに接続されたロッドを含み、前記ロッドを前記ターボチャージャーの前記連結軸の中心軸線および前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に平行な仮想平面に沿った方向に進退させて、前記ウェイストゲートバルブを駆動するウェイストゲートバルブアクチュエータと、
    前記上流排気通路部の下流端および前記下流排気通路部の上流端に接続され、前記少なくとも1つの燃焼室から前記大気放出口に至る少なくとも1つの排気経路において前記少なくとも1つの燃焼室から排出された排ガスを最も浄化するメイン触媒を含む触媒部であって、前記左右方向に見て、前記メイン触媒が前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線より前方に位置するように、かつ、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に平行な方向に沿うように、かつ、前記ターボチャージャーの前記連結軸の中心軸線および前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に垂直な方向に見たとき、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が、前記ウェイストゲートバルブアクチュエータの前記ロッドの進退方向と交差するように、かつ、前記メイン触媒と前記ウェイストゲートバルブアクチュエータとの間に前記鞍乗型車両の前記左右方向の中央が位置するように設けられた前記触媒部と、を備えることを特徴とする鞍乗型車両。
  2. 前記触媒部は、前記ターボチャージャーの前記連結軸の中心軸線および前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線の両方に垂直な方向に見て、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が、前記ウェイストゲートバルブアクチュエータの前記ロッドの進退方向と鋭角または鈍角で交差するように設けられることを特徴とする請求項1に記載の鞍乗型車両。
  3. 前記触媒部の少なくとも一部および前記ウェイストゲートバルブアクチュエータの少なくとも一部は、前記前後方向に見て、前記前輪部と重ならないことを特徴とする請求項1または2に記載の鞍乗型車両。
  4. 前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含んでおり、
    前記触媒部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記クランク軸の中心軸線より前方に配置されることを特徴とする請求項1〜3に記載の鞍乗型車両。
  5. 前記触媒部の少なくとも一部は、車両の上下方向において前記前輪部の中心を通る水平面より下方に配置されることを特徴とする請求項1〜4に記載の鞍乗型車両。
  6. 前記鞍乗型車両の前記左右方向の中央と前記タービンホイールとの間の前記左右方向の距離が、前記鞍乗型車両の前記左右方向の中央と前記コンプレッサホイールとの間の前記左右方向の距離より短いことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の鞍乗型車両。
  7. 前記前後方向に見て、前記触媒部は、前記左右方向において前記タービンホイールより左方または右方に配置されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の鞍乗型車両。
  8. 前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含んでおり、
    前記左右方向に見て、前記スクロール排気通路部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつ前記クランク軸の中心軸線を通る直線より前方に配置されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の鞍乗型車両。
  9. 前記触媒部は、車両の上下方向において前記タービンホイールより下方に配置されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の鞍乗型車両。
  10. 前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線が、車両の上下方向に沿っていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の鞍乗型車両。
  11. 前記触媒部は、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が車両の上下方向に沿うように設けられることを特徴とする請求項10に記載の鞍乗型車両。
  12. 前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含んでおり、
    前記左右方向に見て、前記触媒部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつ前記クランク軸の中心軸線を通る直線より前方に配置されることを特徴とする請求項11に記載の鞍乗型車両。
  13. 前記左右方向に見て、前記触媒部の少なくとも一部は、前記スクロール排気通路部の少なくとも一部と車両の上下方向に並んでおり、かつ、前記スクロール排気通路部の下に配置されていることを特徴とする請求項11または12に記載の鞍乗型車両。
  14. 前記触媒部は、前記メイン触媒の排ガスの流れ方向が水平方向に沿うように設けられることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の鞍乗型車両。
  15. 前記エンジン本体は、前記左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含んでおり、
    前記左右方向に見て、前記触媒部の少なくとも一部は、前記前後方向において前記少なくとも1つのシリンダ孔の中心軸線に直交しかつ前記クランク軸の中心軸線を通る直線より後方に配置されることを特徴とする請求項14に記載の鞍乗型車両。
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