WO2011046098A1 - エンジンの過給装置 - Google Patents

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有馬久豊
田中義信
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川崎重工業株式会社
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    • F02M69/044—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the intake conduit downstream of an air throttle valve

Definitions

  • the present invention relates to a supercharging device that compresses air into an engine and forcibly sends it.
  • Patent Document 1 since the space between the carburetor and the air cleaner is utilized as the installation space for the supercharger, the supercharger can be arranged without difficulty around the engine.
  • an intake chamber (surge tank) is provided on the discharge side of the supercharger, and the intake chamber and the air cleaner are communicated with each other via a bypass pipe.
  • a relief valve is provided to release the air. Therefore, it is necessary to secure a space for arranging the bypass pipe, and it cannot be said that the space is efficiently used.
  • the carburetor, the intake chamber, and the air cleaner are arranged in this order behind the cylinder, there is a problem that these intake system units become larger in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an engine supercharging device capable of efficiently arranging each component in a limited space around the engine.
  • a supercharger for an engine includes a supercharger that pressurizes air sucked into the engine, an air cleaner that purifies outside air, and clean air from the air cleaner to the supercharger.
  • a clean air supply passage for supplying air, a supercharge passage for supplying air from the supercharger to an intake passage of the engine, and a relief valve for adjusting an air pressure in the supercharge passage, the air cleaner and the The discharge port of the relief valve is accommodated in at least one of the clean air supply passages.
  • the engine has a plurality of cylinders, and further, a downstream portion of the supercharging air passage is formed by an intake chamber that supplies intake air to each intake passage of the plurality of cylinders, and the relief valve is the intake air.
  • the air pressure of the chamber can be adjusted.
  • the rotating shaft of the engine extends in the lateral direction of the engine body, the case and the intake chamber of the air cleaner are disposed above the engine body, and the supercharger is located below the case and the intake chamber of the air cleaner.
  • the clean air supply passage is disposed closer to one side of the engine body, and the supercharged air passage is disposed closer to the lateral center of the engine body than the air supply passage.
  • the engine body refers to a portion including a crankcase, a cylinder, a cylinder head, a cylinder head cover, and an oil pan, and does not include an intake system, an exhaust system, and a transmission. According to this configuration, the supercharged air passage and the air supply passage are arranged side by side in the lateral direction, so that the space can be used more effectively.
  • an additional fuel supply device for supplying additional fuel toward the inlet of the intake passage is attached to the intake chamber. According to this configuration, the temperature of the air in the intake chamber can be lowered by fuel injection.
  • inlets of the intake passages to the respective cylinders are connected to the intake chamber in a certain direction and are connected to the outlet of the supercharged passage that opens to the intake chamber. It is preferable that the passage area of the portion of the intake chamber facing the inlet of the intake passage is set to be smaller as the distance to the inlet is larger.
  • the portion where the inlet of the intake passage faces is a space connected to the inlet, which is a portion included in a virtual plane passing through the axis of the inlet of the intake passage and orthogonal to the predetermined direction.
  • the air flow rate decreases as the distance from the outlet of the supercharging air passage decreases, so that the balance between the air flow rate and the passage area is improved, and the air flow is smooth. Further, since the passage area is narrow at a portion away from the outlet of the supercharged passage, for example, a clean air supply passage can be arranged in a space that is vacated by narrowing the passage area.
  • the supercharging device for an engine of the present invention mounted on a motorcycle it is preferable that at least one of the air cleaner and the clean air supply passage covers an upper portion of at least a part of the supercharging air passage. According to this configuration, the outlet of the relief valve provided in the supercharger passage can be easily accommodated in the upper air cleaner or the clean air supply passage.
  • a transmission is disposed behind the engine body, a supercharger is disposed behind a forwardly inclined cylinder of the engine body, the intake chamber is disposed above the supercharger, and the above-mentioned cylinder head is disposed above the cylinder head.
  • An air cleaner can be placed. According to this configuration, the supercharger and the intake chamber can be respectively disposed in the vacant spaces behind and above the forwardly inclined cylinder.
  • the supercharger When the supercharger is disposed behind the cylinder, it is preferable that the supercharger is driven by the rotating shaft of the engine via a chain. According to this configuration, since the supercharger approaches the rotation shaft of the engine, the chain can be shortened.
  • the air cleaner covers a part of the intake chamber and the relief valve is disposed in the part. According to this configuration, it is easy to connect the relief valve to both the air cleaner and the intake chamber.
  • FIG. 1 is a side view of a motorcycle equipped with an engine with a supercharging device according to a first embodiment of the present invention. It is a side view shown with a partial cross section of an engine same as the above. It is a top view of the intake system of an engine same as the above. It is sectional drawing which shows the relief valve vicinity of an engine intake system same as the above. It is sectional drawing which shows an intake chamber same as the above.
  • FIG. 1 is a side view of a motorcycle equipped with an engine with a supercharging device according to an embodiment of the present invention.
  • the motorcycle body frame FR includes a main frame 1 that forms a front half portion, and a seat rail 2 and a reinforcing rail 2a that are attached to the rear portion of the main frame 1 and form the rear half portion of the body frame FR.
  • a front fork 8 is pivotally supported on a head pipe 6 integrally formed with the head block 4 at the front end of the main frame 1 via a steering shaft (not shown), and a front wheel 10 is attached to the front fork 8. ing.
  • a swing arm bracket 12 is provided at the rear end of the main frame 1 which is the lower center of the vehicle body frame FR.
  • a swing arm 14 is pivotally supported on the swing arm bracket 12 so as to be swingable up and down.
  • the rear wheel 16 is attached to 14.
  • An engine E is attached to the front side of the swing arm bracket 12 at the lower center of the vehicle body frame FR, and the rear wheel 16 is driven by the engine E via a chain (not shown).
  • the engine E is, for example, a 4-cylinder 4-cycle engine.
  • a steering handle (not shown) for steering is fixed to the upper end of the front fork 8.
  • a fuel tank 20 is arranged on the upper part of the main frame 1 and a driver's seat 22 and a passenger seat 24 are mounted on the seat rail 2.
  • a resin cowling 26 that covers a portion from the front of the upper end portion of the front fork 8 to the side of the front portion of the vehicle body is attached to the front portion of the vehicle body.
  • a headlamp unit 28 is attached to the cowling 26, and an air intake 30 is formed above the headlamp unit 28 and takes in combustion air to the engine E.
  • the head block 4 is formed by integrally forming a suction duct portion 32 having an open front end and the head pipe 6 by casting.
  • a ram duct unit 34 is connected to the front end portion of the suction duct portion 32, and the ram duct unit 34 is coupled to the head block 4 in such an arrangement that its front end opening faces the air intake port 30 of the cowling 26. Yes.
  • An air cleaner 36 is connected to the rear end of the head block 4.
  • the traveling wind A passes from the air intake 30 through the ram duct unit 34 and the suction duct portion 32, is purified by the air cleaner 36 to become clean air CA, and is pressurized by the supercharger 38 described later to the engine E. be introduced.
  • the ram duct unit 34 may be omitted.
  • a crankshaft 40 that is a rotating shaft of the engine E extends in the lateral direction of the engine body EB, that is, in the vehicle width direction.
  • the engine body EB covers a crankcase 42 that supports the crankshaft 40, a cylinder 44 that is forwardly inclined connected to the upper part of the crankcase 42, a cylinder head 46 that is connected to the upper part of the cylinder 44, and the cylinder head 46.
  • a portion including the cylinder head cover 48 and an oil pan 50 connected to a lower portion of the crankcase 42 is referred to.
  • a transmission 52 is disposed behind the engine body EB.
  • the crankshaft 40 is provided with a balancer gear 43 that drives a balancer 41 having an axis parallel to the crankshaft 40, and a gear shaft 45 that is a kind of idle shaft on the opposite side of the balancer 41 with respect to the crankshaft 40.
  • the gear shaft 45 rotates in conjunction with the crankshaft 40 when a drive gear 47 provided to rotate integrally therewith meshes with the balancer gear 43.
  • a sprocket 49 is provided on the gear shaft 45, and the rotational force of the crankshaft 40 is transmitted to the drive gear shaft 53 of the supercharger 38 via the chain 51.
  • the driving method of the supercharger 38 is not limited to this.
  • the exhaust pipes 54 are connected to the four exhaust ports 46a of the cylinder head 46.
  • the exhaust pipes 54 are gathered under the engine body EB through the front of the engine body EB and are connected to a muffler (not shown) provided at the rear of the vehicle body. It is connected.
  • the exhaust pipe 54 and the muffler form an exhaust system.
  • the case 36 a of the air cleaner 36 is disposed above the cylinder head cover 48 of the engine body EB, and is attached to the head block 4 by a screw body 55.
  • a supercharger 38 is disposed below the air cleaner 36, specifically, between the air cleaner 36, the engine body EB, and the speed reducer 52, and behind the forwardly inclined cylinder 44. Therefore, since the supercharger 38 approaches the crankshaft 40, the chain 51 spanned between the sprocket 49 interlocked with the crankshaft 40 and the drive gear shaft 53 of the supercharger 38 is shortened.
  • the air cleaner 36 and the supercharger 38 are connected by a clean air supply passage 56, and the clean air CA that has passed through the filter element 37 of the air cleaner 36 passes from the clean air chamber 39 that is the clean side on the secondary side to the clean air supply passage 56. And is supplied to the supercharger 38.
  • the clean air supply passage 56 is formed by an air pipe 57, and an air control valve 58 that adjusts the amount of clean air CA supplied to the supercharger 38 through the clean air supply passage 56 is provided in the air pipe 57. It is installed.
  • the supercharged air SA supercharged by the supercharger 38 is supplied to the four intake passages 60 of the four-cylinder engine E through the single intake chamber 64.
  • An air passage 62 is connected.
  • the supercharging air passage 62 is formed by a supercharging pipe 63.
  • the intake chamber 64 is disposed above the engine body EB, more specifically below the air cleaner 36 and above the cylinder head 46 and the supercharger 38, and is connected to the downstream end of the supercharge air passage 62. .
  • the intake chamber 64 supplies the supercharged air SA to the intake passage 60.
  • Each intake passage 60 is formed in a throttle body 72 attached to the cylinder head 46.
  • the throttle body 72 is provided with a throttle valve 66 for adjusting the intake amount, a choke valve 65 for opening and closing the intake passage 60, and a fuel F1.
  • An injector 67 for injection is attached.
  • a chamber case 74 forming an intake chamber 64 is attached to the upstream end portion of the throttle body 72 by a screw body 76.
  • the throttle valve 66 and the injector 67 are controlled by the electronic control unit ECU together with the air control valve 58.
  • the clean air supply passage 56 is disposed on the right side closer to one side of the engine main body EB, and the supercharged air passage 62 is located on the engine main body EB more than the clean air supply passage 56.
  • the supercharger 38 is disposed at the center in the left-right direction of the engine body EB.
  • An air cleaner 36 covers a portion of the intake chamber 64 that forms the downstream portion of the supercharging air passage 62. In this embodiment, the air cleaner 36 covers almost half of the intake chamber 64, but at least one of the air cleaner 36 and the clean air supply passage 56 may cover at least a part of the intake chamber 64.
  • the relief valve 68 is provided with a relief valve 68 for adjusting the air pressure of the intake chamber 64.
  • the relief valve 68 is disposed in the part of the intake chamber 64 covered with the air cleaner 36. Therefore, it is easy to connect the relief valve 68 to both the intake chamber 64 and the air cleaner 36.
  • the relief valve 68 is detachably attached to the chamber case 74 by a fastening member (not shown), and the pressure sensitive part 68 a faces the intake chamber 64.
  • the discharge port 68b of the relief valve 68 is accommodated in the air cleaner 36, and opens when the pressure in the intake chamber 64 reaches a predetermined value, so that the air in the chamber 64 is released to the air cleaner 36.
  • a gap between the discharge port portion 68b and the insertion hole 78 through which the discharge port portion 68b in the cleaner case 36a is inserted is sealed with a seal member 80 made of an O-ring.
  • the valve body 84 is pressed against the annular valve seat 82 by the spring force of the spring body 86, and the valve body 84 resists the spring force when the pressure in the intake chamber 64 exceeds a predetermined value. Is separated from the valve seat 82, and the intake chamber 64 is communicated with the clean air chamber 39 of the air cleaner 36 to release the high pressure.
  • the relief valve 68 is provided so as to operate with the pressure of the intake chamber 64, but the pressure sensing portion 68 a of the relief valve 68 faces the supercharged air passage 62, and It may be operated by pressure. Further, the discharge port portion 68 b of the relief valve 68 may be housed in the clean air passage 56 instead of the air cleaner 36. Further, a top injector 70 that is an additional fuel supply device that supplies additional fuel F ⁇ b> 2 from the upstream side of the intake passage 60 toward the inlet of each intake passage 60 is attached to the intake chamber 64.
  • the air cleaner 36, the clean air supply passage 56, the supercharger 38, the supercharge air passage 62, the intake chamber 64, and the throttle body 72 form an intake system.
  • the intake passage 60 to each cylinder has an inlet 60 a aligned in the vehicle width direction W and connected to the intake chamber 64.
  • An outlet 62 a of the supercharged air passage 62 is opened at the center of the intake chamber 64 in the vehicle width direction W.
  • the passage area S1 of the portion where the inlets 60a of the two intake passages 60 near the center face is larger than the passage area S2 of the portion where the inlets 60a of the two intake passages 60 on both sides face.
  • the portion where the inlet 60a of the intake passage 60 faces is a space connected to the inlet 60a, which passes through the axis X of the inlet 60a of the intake passage 60 and is the direction in which the inlets 60a are arranged in the vehicle width direction W.
  • the supercharged air SA supplied from the outlet 62a of the supercharged air passage 62 to the two left and right intake passages 60 flows. Only the supercharged air SA supplied to one intake passage 60 flows in the vicinity of both outer side portions. Therefore, since the passage area S1 closer to the center is larger than the passage area S2 on both sides, the flow rate of the supercharged air SA balances the passage area S1 closer to the center and the passage areas S2 on both sides.
  • a clean air supply passage 56 is disposed in a space above the intake chamber 64 with a narrow passage area S2.
  • the supercharger 38 interlocked with the rotation of the crankshaft 40 of the engine E in FIG. 2 is driven.
  • a ram duct unit 34 (FIG. 1) extending in front of the vehicle body is connected to the case 36a of the air cleaner 36 on the upstream side of the supercharger 38.
  • a larger boost pressure can be obtained.
  • An air control valve 58 provided in the clean air supply passage 56 is controlled by the electronic control unit ECU, and the amount of air supplied to the supercharger 38, that is, the supercharging pressure is adjusted.
  • the supercharged air SA pressurized by the supercharger 38 is sent to the intake chamber 64 through the supercharged air passage 62.
  • the supercharged air SA sent to the intake chamber 64 is mixed with the fuel F1 supplied from the injector 67 when passing through the intake passage 60 and sent to the cylinder 44.
  • the opening degree of the intake throttle valve 66 or the air control valve 58 in the intake passage 60 and the fuel injection amount by the injector 67 are controlled by the electronic control unit ECU based on a command from the throttle grip of the handle.
  • the relief valve 68 provided in the intake chamber 64 shown in FIG. 4 is activated, that is, the secondary side of the filter element 37 of the air cleaner 36, that is, It escapes to the clean air chamber 39 which is the clean side to prevent the supercharging pressure from becoming excessive.
  • the outlet 68b of the relief valve 68 for adjusting the pressure in the intake chamber 64 can be easily accommodated in the upper air cleaner 36.
  • the clean air supply passage 56 shown in FIG. 3 is disposed on the right side, which is closer to one side of the engine body EB, and the supercharge air passage 62 is disposed closer to the center in the left-right direction of the engine body EB than the clean air supply passage 56. Therefore, the supercharged air passage 62 and the clean air supply passage 56 are arranged side by side in the lateral direction, so that the space can be used more effectively.
  • a top injector 70 for supplying additional fuel F2 toward the inlet 60a of the intake passage 60 shown in FIG. 5 is mounted on the intake chamber 64, the air in the intake chamber 64 is injected by the injection of the fuel F2.
  • An increase in temperature is suppressed, and deterioration due to high temperatures of the intake passage 60, the resin portion of the intake throttle valve 66, rubber parts, and the like is suppressed.
  • the passage area S of the intake chamber 64 is large in the area S1 of the portion of the intake chamber 64 where the inlet 60a of the intake passage 60 at the center in the vehicle width direction faces and the inlet 60a of the intake passage 60 on both sides in the vehicle width direction. Since the area S2 of the portion is set small, the balance between the flow rate of the supercharged air SA and both the passage areas S1 and S2 is improved, the flow of the supercharged air SA is smoothed, and the intake resistance is reduced. Moreover, since the height of the both sides of the intake chamber 64 is reduced and the clean air supply passage 56 is disposed in the vacant space, the space around the engine E can be used more efficiently.
  • the transmission 52 is disposed behind the engine body EB
  • the supercharger 38 is disposed behind the forwardly inclined cylinder 44 of the engine body EB
  • the intake chamber 64 is disposed above the supercharger 38
  • the cylinder Since the air cleaner 36 is disposed above the head cover 48, the air cleaner 36, the supercharger 38, and the intake chamber 64 are respectively disposed in the vacant space behind the forward inclined cylinder 44 and the engine. The space around E can be used effectively.
  • the supercharged air SA whose temperature has been increased by the supercharger 38 may be cooled by an intercooler, or the supercharger 38 may be driven via a gear instead of the chain 51. Therefore, such a thing is also included in the scope of the present invention.

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Abstract

　エンジンＥに吸入される空気を加圧する過給機３８と、外気を清浄するエアクリーナ３６と、エアクリーナ３６から過給機３８に清浄空気ＣＡを供給する清浄空気供給通路５６と、過給機３８からエンジンＥの吸気通路６０へ過給空気ＳＡを供給する過給気通路６２と、過給気通路６２の空気圧力を調整するリリーフ弁６８とを備え、エアクリーナ３６に、リリーフ弁６８の排出口部６８ｂが収納されている。エンジンＥは複数気筒を有し、過給気通路６２の下流部が複数気筒のそれぞれの吸気通路６０に吸気を供給する吸気チャンバ６４により形成されており、リリーフ弁６８が吸気チャンバ６４の空気圧力を調整している。

Description

エンジンの過給装置 関連出願
　本出願は、２００９年１０月１４日出願の特願２００９－２３６９９６の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　本発明は、エンジンに空気を圧縮して強制的に送り込む過給装置に関するものである。
　例えば過給機付きのエンジンを搭載した自動二輪車において、エンジン周辺の限られたスペース内に過給機、エアクリーナ、吸気チャンバ等を効率的に配置することが課題になる。そこで、前方に傾いたシリンダの後方に、気化器とエアクリーナとを前後方向に並べて配置するとともに吸気管路で接続し、これら気化器とエアクリーナとの間の空間に過給機を納めたものがある（特許文献１）。
特開平２－２４２８２号公報
　特許文献１の構成によれば、気化器とエアクリーナとの間の空間を過給機の設置スペースとして活用しているので、エンジンの回りに無理なく過給機を配置できる。しかしながら、特許文献１では、過給機の吐出側に吸気チャンバ（サージタンク）が設けられ、該吸気チャンバとエアクリーナとがバイパス管を介して連通されており、該バイパス管の途中に過給圧を逃がすリリーフ弁が設けられている。そのためにバイパス管を配置するスペースを確保しなければならず、スペースを効率的に利用しているとはいえない。また、シリンダの後方に気化器、吸気チャンバ、エアクリーナという順に配置されるから、これら吸気系ユニットが車体前後方向に大きくなるという問題もあった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、エンジン周辺の限られたスペース内に各部品を効率的に配置できるエンジンの過給装置を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンの過給装置は、エンジンに吸入される空気を加圧する過給機と、外気を浄化するエアクリーナと、前記エアクリーナから前記過給機に清浄空気を供給する清浄空気供給通路と、前記過給機からエンジンの吸気通路へ空気を供給する過給気通路と、前記過給気通路の空気圧力を調整するリリーフ弁とを備え、前記エアクリーナおよび前記清浄空気供給通路の少なくとも一方に、前記リリーフ弁の排出口部が収納されている。
　この構成によれば、リリーフ弁の排出口部がエアクリーナおよび清浄空気供給通路の少なくとも一方に収納されているので、リリーフ弁とエアクリーナまたは清浄空気供給通路との間の配管を省略でき、その結果、エンジン周辺のスペースを効率的に利用することができる。
　本発明において、エンジンは複数気筒を有し、さらに、前記過給気通路の下流部が前記複数気筒のそれぞれの吸気通路に吸気を供給する吸気チャンバにより形成されており、前記リリーフ弁が前記吸気チャンバの空気圧力を調整しているものとすることができる。
　本発明において、エンジンの回転軸がエンジン本体の横方向に延びており、前記エアクリーナのケースおよび吸気チャンバはエンジン本体の上方に配置され、前記過給機が前記エアクリーナのケースおよび吸気チャンバよりも下方に配置され、前記清浄空気供給通路がエンジン本体の一側寄りに配置され、前記過給気通路が前記空気供給通路よりもエンジン本体の横方向中央寄りに配置されていることが好ましい。ここで、エンジン本体とは、クランクケース、シリンダ、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバーおよびオイルパンを含む部分をいい、吸気系、排気系およびトランスミッションは含まない。この構成によれば、過給気通路と空気供給通路とが横方向に並んで配置されるので、さらにスペースを有効活用できる。
　本発明において、前記吸気通路の入口に向って追加の燃料を供給する追加燃料供給装置が、前記吸気チャンバに装着されていることが好ましい。この構成によれば、燃料の噴射により、吸気チャンバ内の空気の温度を下げることができる。
　本発明において、前記各気筒への吸気通路の入口が一定方向に並んで前記吸気チャンバに接続されており、前記吸気チャンバに開口した前記過給気通路の出口に対し、この出口から前記吸気通路の入口までの距離が大きいほど、前記吸気チャンバ内における前記吸気通路の入口が臨む部分の通路面積が小さく設定されているのが好ましい。ここで、吸気通路の入口が臨む部分とは、入口につながる空間であって、吸気通路の入口の軸心を通り、前記一定方向と直交する仮想面に含まれる部分のことをいう。この構成によれば、過給気通路の出口から離れるほど空気流量は少なくなるので、空気流量と通路面積とのバランスがよくなり、空気の流れが円滑になる。また、過給気通路の出口から離れた部分では通路面積が狭くなっているので、通路面積を狭くしたことにより空いたスペースに、例えば清浄空気供給通路を配置できる。
　さらに、自動二輪車に搭載される本発明のエンジンの過給装置であって、前記エアクリーナおよび清浄空気供給通路の少なくとも一方が前記過給気通路の少なくとも一部分の上方を覆っていることが好ましい。この構成によれば、過給機通路に設けたリリーフ弁の出口を上方のエアクリーナまたは清浄空気供給通路に容易に収納できる。
　さらに、エンジン本体の後方に変速機が配置され、エンジン本体の前傾したシリンダの後方に過給機が配置され、前記過給機の上方に前記吸気チャンバが配置され、シリンダヘッドの上方に前記エアクリーナを配置することができる。この構成によれば、前傾したシリンダの後方および上方の空いたスペースに、過給機および吸気チャンバをそれぞれ配置することができる。
　過給機がシリンダの後方に配置される場合、前記過給機がチェーンを介してエンジンの回転軸により駆動されることが好ましい。この構成によれば、過給機がエンジンの回転軸に近づくから、チェーンが短くて済む。
　吸気チャンバを備える場合、前記エアクリーナが前記吸気チャンバの一部分の上方を覆っており、前記一部分に前記リリーフ弁が配置されていることが好ましい。この構成によれば、エアクリーナと吸気チャンバの両方にリリーフ弁を連結するのが容易である。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
本発明の第１実施形態に係る過給装置付きのエンジンを搭載した自動二輪車の側面図である。 同上エンジンの一部断面で示す側面図である。 同上エンジンの吸気系の平面図である。 同上エンジン吸気系のリリーフ弁近傍を示す断面図である。 同上吸気チャンバを示す断面図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る過給装置付きのエンジンを搭載した自動二輪車の側面図である。この自動二輪車の車体フレームＦＲは、前半部を形成するメインフレーム１と、このメインフレーム１の後部に取り付けられて車体フレームＦＲの後半部を形成するシートレール２および補強レール２ａとを有している。メインフレーム１の前端のヘッドブロック４に一体形成されたヘッドパイプ６に、図示しないステアリングシャフトを介してフロントフォーク８が回動自在に軸支されて、このフロントフォーク８に前車輪１０が取り付けられている。一方、車体フレームＦＲの中央下部であるメインフレーム１の後端部にスイングアームブラケット１２が設けられており、このスイングアームブラケット１２にスイングアーム１４が上下揺動自在に軸支され、このスイングアーム１４に後車輪１６が取り付けられている。車体フレームＦＲの中央下部でスイングアームブラケット１２の前側にエンジンＥが取り付けられており、このエンジンＥにより図示しないチェーンを介して後車輪１６を駆動する。エンジンＥは、例えば４気筒４サイクルエンジンである。フロントフォーク８の上端部に操向用の図示しないハンドルが固定されている。
　メインフレーム１の上部に燃料タンク２０が配置され、シートレール２に操縦者のシート２２および同乗車用シート２４が装着されている。また、車体前部に、前記フロントフォーク８の上端部の前方から車体前部の側方にかけての部分を覆う樹脂製のカウリング２６が装着されている。カウリング２６には、ヘッドランプユニット２８が装着され、このヘッドランプユニット２８の上方に位置してエンジンＥへの燃焼用空気を取り入れる空気取入口３０が形成されている。
　前記ヘッドブロック４は、前端が開口した吸入ダクト部３２と前記ヘッドパイプ６とが鋳物で一体形成されてなる。吸入ダクト部３２の前端部に、ラムダクトユニット３４が接続されており、ラムダクトユニット３４は、これの前端開口をカウリング２６の空気取入口３０に臨ませた配置でヘッドブロック４に連結されている。ヘッドブロック４の後端部にはエアクリーナ３６が接続されている。走行風Ａは、空気取入口３０からラムダクトユニット３４および吸入ダクト部３２を通り、エアクリーナ３６で清浄化されて清浄空気ＣＡとなって、後述する過給機３８により加圧されてエンジンＥへ導入される。なお、ラムダクトユニット３４は省略してもよい。
　エンジンの側面図である図２に示すように、エンジンＥの回転軸であるクランク軸４０がエンジン本体ＥＢの横方向、すなわち車幅方向に延びている。エンジン本体ＥＢは、クランク軸４０を支持するクランクケース４２と、クランクケース４２の上部に連結されて前傾したシリンダ４４と、シリンダ４４の上部に連結されたシリンダヘッド４６と、シリンダヘッド４６を覆うシリンダヘッドカバー４８と、クランクケースの４２の下部に連結されたオイルパン５０とを含む部分をいう。エンジン本体ＥＢの後方には変速機５２が配置されている。
　クランク軸４０には、クランク軸４０と平行な軸心を持つバランサ４１を駆動するバランサギヤ４３が設けられ、クランク軸４０に対して、バランサ４１と反対側にアイドル軸の１種であるギヤ軸４５が配置され、このギヤ軸４５は、これに一体回転するように設けられた駆動ギヤ４７がバランサギヤ４３に噛合することにより、クランク軸４０に連動して回転している。ギヤ軸４５には、スプロケット４９が設けられており、チェーン５１を介して過給機３８の駆動ギヤ軸５３にクランク軸４０の回転力を伝達している。ただし、過給機３８の駆動方法はこれに限定されない。
　シリンダヘッド４６の４つの排気ポート４６ａに４本の排気管５４が接続され、排気管５４はエンジン本体ＥＢの前方を通ってエンジン本体ＥＢの下方で集合され、車体後方に設けられる図示しないマフラに接続されている。これら排気管５４およびマフラが排気系を形成している。
　エンジン本体ＥＢのシリンダヘッドカバー４８の上方に前記エアクリーナ３６のケース３６ａが配置され、ねじ体５５によりヘッドブロック４に取り付けられている。エアクリーナ３６の下方、具体的には、エアクリーナ３６とエンジン本体ＥＢおよび減速機５２との間で、且つ前傾したシリンダ４４の後方に過給機３８が配置されている。したがって、過給機３８がクランク軸４０に近づくから、クランク軸４０に連動するスプロケット４９と過給機３８の駆動ギヤ軸５３との間にかけ渡されたチェーン５１が短くなる。エアクリーナ３６と過給機３８とは清浄空気供給通路５６により接続され、エアクリーナ３６のフィルタエレメント３７を通過した清浄空気ＣＡが、二次側のクリーンサイドである清浄空気室３９から清浄空気供給通路５６を通って過給機３８に供給されている。清浄空気供給通路５６は空気パイプ５７により形成されており、この空気パイプ５７に、清浄空気供給通路５６を通って過給機３８に供給される清浄空気ＣＡの量を調整する空気制御弁５８が装着されている。
　過給機３８の吐口側には、過給機３８で過給された過給空気ＳＡを、単一の吸気チャンバ６４を介して、４気筒エンジンＥの４つの吸気通路６０に供給する過給気通路６２が接続されている。過給気通路６２は過給パイプ６３により形成されている。吸気チャンバ６４はエンジン本体ＥＢの上方、より具体的には、エアクリーナ３６の下方で且つシリンダヘッド４６および過給機３８の上方に配置され、過給気通路６２の下流端部に接続されている。吸気チャンバ６４は吸気通路６０に過給空気ＳＡを供給する。
　各吸気通路６０は、シリンダヘッド４６に取り付けられたスロットルボディ７２に形成されており、このスロットルボディ７２に、吸気量を調整するスロットル弁６６、吸気通路６０を開閉するチョーク弁６５および燃料Ｆ１を噴射するインジェクタ６７が装着されている。スロットルボディ７２の上流端部に、吸気チャンバ６４を形成するチャンバケース７４がねじ体７６により取り付けられている。スロットル弁６６およびインジェクタ６７は空気制御弁５８とともに、電子制御ユニットＥＣＵにより制御される。
　吸気系の平面図である図３に示すように、清浄空気供給通路５６はエンジン本体ＥＢの一側寄りである右側に配置され、過給気通路６２は清浄空気供給通路５６よりもエンジン本体ＥＢの左右方向中央寄りに配置され、過給機３８はエンジン本体ＥＢにおける左右方向中央部に配置されている。エアクリーナ３６が過給気通路６２の下流部を形成する吸気チャンバ６４の一部分の上方を覆っている。本実施形態では、エアクリーナ３６が吸気チャンバ６４のほぼ半分を覆っているが、エアクリーナ３６と清浄空気供給通路５６の少なくとも一方が、吸気チャンバ６４の少なくとも一部分を覆うようにしてもよい。
　図２に示す吸気チャンバ６４には、吸気チャンバ６４の空気圧力を調整するリリーフ弁６８が設けられている。リリーフ弁６８は、吸気チャンバ６４におけるエアクリーナ３６により覆われた前記一部分に配置されている。したがって、リリーフ弁６８を吸気チャンバ６４とエアクリーナ３６の両方に連結するのが容易である。リリーフ弁６８は、図４に示すようにチャンバケース７４に締結部材（図示せず）によって着脱自在に取り付けられ、感圧部６８ａが吸気チャンバ６４内に臨んでいる。リリーフ弁６８の排出口部６８ｂはエアクリーナ３６に収納されており、吸気チャンバ６４の圧力が所定値に達すると開弁して、チャンバ６４内の空気をエアクリーナ３６に逃がすようになっている。排出口部６８ｂと、クリーナケース３６ａにおける排出口部６８ｂが挿通される挿通孔７８との間は、Ｏリングからなるシール部材８０によりシールされている。リリーフ弁６８は環状の弁座８２に弁体８４がばね体８６のばね力によって押圧されており、吸気チャンバ６４内の圧力が所定値以上となったとき、ばね力に抗して弁体８４が弁座８２から離間し、吸気チャンバ６４をエアクリーナ３６の清浄空気室３９に連通させて、高圧を逃がす。
　この実施形態では、リリーフ弁６８を吸気チャンバ６４の圧力で作動するように設けているが、リリーフ弁６８の感圧部６８ａを過給気通路６２内に臨ませて、過給気通路６２の圧力で作動するようしてもよい。また、リリーフ弁６８の排出口部６８ｂは、エアクリーナ３６ではなく、清浄空気通路５６に収納されてもよい。さらに、吸気チャンバ６４に、各吸気通路６０の入口に向かって、吸気通路６０よりも上流側から追加の燃料Ｆ２を供給する追加燃料供給装置であるトップインジェクタ７０が装着されている。これらエアクリーナ３６、清浄空気供給通路５６、過給機３８、過給気通路６２、吸気チャンバ６４およびスロットルボディ７２が吸気系を形成している。
　図５に示すように、各気筒への吸気通路６０は、その入口６０ａが車幅方向Ｗに並んで、吸気チャンバ６４に接続されている。吸気チャンバ６４における車幅方向Ｗの中央部に、過給気通路６２の出口６２ａが開口している。この過給気通路６２の出口６２ａに対し、この出口６２ａの中心から吸気通路６０の入口６０ａの軸心Ｘまでの距離Ｌが大きいほど、吸気チャンバ６４内の通路面積Ｓ、つまり、吸気チャンバ６４内の過給空気ＳＡの流れ方向に直交した面積が小さくなるように、中央部から両側部にかけて滑らかに変化している。したがって、中央寄りの２つの吸気通路６０の入口６０ａが臨む部分の通路面積Ｓ１が、両外側の２つの吸気通路６０の入口６０ａが臨む部分の通路面積Ｓ２よりも大きくなっている。ここで、吸気通路６０の入口６０ａが臨む部分とは、入口６０ａにつながる空間であって、吸気通路６０の入口６０ａの軸心Ｘを通り、入口６０ａが並んでいる方向である車幅方向Ｗと直交する仮想面Ｖに含まれる部分のことをいう。
　吸気チャンバ６４の車幅方向Ｗの中央部付近は、過給気通路６２の出口６２ａから左右それぞれの２本の吸気通路６０に対して供給される過給空気ＳＡが流れるが、車幅方向Ｗの両外側部付近は、１本の吸気通路６０に供給される過給空気ＳＡが流れるのみである。したがって、中央寄りの通路面積Ｓ１が両側の通路面積Ｓ２よりも大きいことで、過給空気ＳＡの流量と、中央寄りの通路面積Ｓ１および両側の通路面積Ｓ２とがバランスする。吸気チャンバ６４の上方における、通路面積Ｓ２を狭くして空いたスペースに、清浄空気供給通路５６が配置されている。
　次に吸気系の作用について説明する。図２のエンジンＥのクランク軸４０の回転により、これに連動した過給機３８が駆動される。過給機３８の上流側のエアクリーナ３６のケース３６ａには、車体の前方に延びるラムダクトユニット３４（図１）が接続されているので、ラムエアＡでの空気圧により過給機３８の仕事を助け、一層大きな過給圧が得られるようになっている。清浄空気供給通路５６に設けられた空気制御弁５８が電子制御ユニットＥＣＵにより制御され、過給機３８に供給される空気量、すなわち過給圧が調整される。
　過給機３８で加圧された過給空気ＳＡは、過給気通路６２を介して吸気チャンバ６４に送られる。吸気チャンバ６４に送られた過給空気ＳＡは吸気通路６０を通過する際にインジェクタ６７から供給される燃料Ｆ１と混合されてシリンダ４４に送られる。このとき、ハンドルのスロットルグリップからの指令に基づき、電子制御ユニットＥＣＵにより、吸気通路６０の吸気スロットル弁６６または空気制御弁５８の開度およびインジェクタ６７による燃料噴射量が制御される。
　高負荷・高回転領域にあるとき、インジェクタ６７とは別に、図５の吸気チャンバ６４に設けられたトップインジェクタ７０からも燃料Ｆ２が吸気通路６０に供給される。その際、高回転の過給機３８から送られる高温の過給空気ＳＡがトップインジェクタ７０からの噴射燃料Ｆ２により冷却される利点がある。
　さらに、吸気チャンバ６４内の過給圧が設定値以上となったとき、図４に示す吸気チャンバ６４に設けられたリリーフ弁６８が作動して、エアクリーナ３６のフィルタエレメント３７の二次側、すなわちクリーンサイドである清浄空気室３９に逃がして、過給圧の過大化を防止している。
　上記構成において、吸気チャンバ６４に設けたリリーフ弁６８の排出口部６８ｂが、エアクリーナ３６に収納されているので、リリーフ弁６８とエアクリーナ３６との間の配管が省略され、図２のエンジンＥ周辺のスペースを効率的に利用することができる。
　エアクリーナ３６が吸気チャンバ６４に近接して、その一部分の上方を覆っているので、吸気チャンバ６４内の圧力を調整するリリーフ弁６８の排出口部６８ｂを上方のエアクリーナ３６に容易に収納できる。
　また、図３に示す清浄空気供給通路５６がエンジン本体ＥＢの一側寄りである右側寄りに配置され、過給気通路６２が清浄空気供給通路５６よりもエンジン本体ＥＢの左右方向中央寄りに配置されているから、過給気通路６２と清浄空気供給通路５６とが横方向に並んで配置されるので、さらにスペースを有効活用できる。
　さらに、図５に示す吸気通路６０の入口６０ａに向かって追加の燃料Ｆ２を供給するトップインジェクタ７０が、吸気チャンバ６４に装着されているので、燃料Ｆ２の噴射により、吸気チャンバ６４内の空気の温度上昇が抑制され、吸気通路６０、吸気スロットル弁６６の樹脂部分、ゴム部品等の高温による劣化が抑制される。
　また、吸気チャンバ６４の通路面積Ｓは、吸気チャンバ６４における車幅方向中央部の吸気通路６０の入口６０ａが臨む部分の面積Ｓ１が大きく、車幅方向両側部の吸気通路６０の入口６０ａが臨む部分の面積Ｓ２が小さく設定されているので、過給空気ＳＡの流量と両通路面積Ｓ１、Ｓ２とのバランスがよくなり、過給空気ＳＡの流れが円滑になって吸気抵抗が減少する。また、吸気チャンバ６４の両側部の高さが小さくなり、空いたスペースに清浄空気供給通路５６を配置しているので、エンジンＥ周辺のスペースを一層効率的に利用することができる。
　さらに、エンジン本体ＥＢの後方に変速機５２が配置され、エンジン本体ＥＢの前傾したシリンダ４４の後方に過給機３８が配置され、過給機３８の上方に吸気チャンバ６４が配置され、シリンダヘッドカバー４８の上方にエアクリーナ３６が配置されているので、前傾したシリンダ４４の後方および上方の空いたスペースに、エアクリーナ３６、過給機３８および吸気チャンバ６４がそれぞれ配置されることになり、エンジンＥ周辺のスペースを有効に利用できる。
　以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、過給機３８にて温度上昇した過給空気ＳＡをインタークーラーにより冷却したり、過給機３８をチェーン５１ではなくギヤを介して駆動したりしてもよい。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
３８　過給機
３６　エアクリーナ
３６ａ　ケース
４４　シリンダ
５２　減速機
５６　清浄空気供給通路
６０　吸気通路
６０ａ　入口部
６２　過給気通路
６２ａ　出口
６４　吸気チャンバ
６８　リリーフ弁
６８ｂ　排出口部
７０　トップインジェクタ（追加燃料供給装置）
Ｅ　エンジン
ＥＢ　エンジン本体
Ｓ　通路面積

Claims (9)

  1. 　エンジンに吸入される空気を加圧する過給機と、
    　外気を浄化するエアクリーナと、
    　前記エアクリーナから前記過給機に清浄空気を供給する清浄空気供給通路と、
    　前記過給機からエンジンの吸気通路へ空気を供給する過給気通路と、
    　前記過給気通路の空気圧力を調整するリリーフ弁とを備え、
    　前記エアクリーナおよび前記清浄空気供給通路の少なくとも一方に、前記リリーフ弁の排出口部が収納されているエンジンの過給装置。
  2. 　請求項１において、エンジンは複数気筒を有し、
    　さらに、前記過給気通路の下流部が前記複数気筒のそれぞれの吸気通路に吸気を供給する吸気チャンバにより形成されており、
    　前記リリーフ弁が前記吸気チャンバの空気圧力を調整しているエンジンの過給装置。
  3. 　請求項２において、エンジンの回転軸がエンジン本体の横方向に延びており、前記エアクリーナのケースおよび吸気チャンバはエンジン本体の上方に配置され、前記過給機が前記エアクリーナのケースおよび吸気チャンバよりも下方に配置され、前記清浄空気供給通路がエンジン本体の一側寄りに配置され、前記過給気通路が前記清浄空気供給通路よりもエンジン本体の横方向中央寄りに配置されているエンジンの過給装置。
  4. 　請求項２または３において、前記吸気通路の入口に向って追加の燃料を供給する追加燃料供給装置が、前記吸気チャンバに装着されているエンジンの過給装置。
  5. 　請求項２または３において、前記各気筒への吸気通路の入口が一定方向に並んで前記吸気チャンバに接続されており、
    　前記吸気チャンバに開口した前記過給気通路の出口に対し、この出口から前記吸気通路の入口までの距離が大きいほど、前記吸気チャンバ内における前記吸気通路の入口が臨む部分の通路面積が小さく設定されているエンジンの過給装置。
  6. 　自動二輪車に搭載される請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジンの過給装置であって、
    　前記エアクリーナおよび清浄空気供給通路の少なくとも一方が前記過給気通路の少なくとも一部分の上方を覆っているエンジンの過給装置。
  7. 　請求項６において、エンジン本体の後方に変速機が配置され、エンジン本体の前傾したシリンダの後方に過給機が配置され、
    　前記過給機の上方に前記吸気チャンバが配置され、シリンダヘッドの上方に前記エアクリーナが配置されている自動二輪車に搭載されるエンジンの過給装置。
  8. 　請求項７において、前記過給機がチェーンを介してエンジンの回転軸により駆動されるエンジンの過給装置。
  9. 　請求項２において、前記エアクリーナが前記吸気チャンバの一部分の上方を覆っており、前記一部分に前記リリーフ弁が配置されているエンジンの過給装置。
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