(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】2021067189
(43)【公開日】20210430
(54)【発明の名称】エンジンの吸気装置
(51)【国際特許分類】
   F02M 35/10 20060101AFI20210402BHJP
   F02M 35/104 20060101ALI20210402BHJP
   F02M 35/16 20060101ALI20210402BHJP
【FI】
   !F02M35/10 301P
   !F02M35/10 301T
   !F02M35/10 301U
   !F02M35/104 Y
   !F02M35/104 R
   !F02M35/16 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
【全頁数】16
(21)【出願番号】2019190942
(22)【出願日】20191018
(71)【出願人】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
【住所又は居所】兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1号
(74)【代理人】
【識別番号】100087941
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 修司
(74)【代理人】
【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
(74)【代理人】
【識別番号】100112829
【弁理士】
【氏名又は名称】堤 健郎
(74)【代理人】
【識別番号】100154771
【弁理士】
【氏名又は名称】中田 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100155963
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 大輔
(72)【発明者】
【氏名】成岡 翔平
【住所又は居所】兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1号 川崎重工業株式会社内
(57)【要約】
【課題】広範囲のエンジン回転領域での出力向上を図ることができるエンジンの吸気装置を提供する。
【解決手段】本発明の吸気装置は、3気筒以上の気筒を備えたエンジンEに設けられている。エアクリーナ25に、エンジンEに供給される空気が貯留されている。ファンネル36の上流端36aがエアクリーナ25内に開口し、下流端36bがエンジンEの吸気ポート26aに接続されている。ファンネル36は、気筒毎に設けられ、ファンネル36の形状が3種類以上設けられている。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
3気筒以上の気筒を備えたエンジンの吸気装置であって、
エンジンに供給される空気が貯留される空気タンクと、
上流端が前記空気タンク内に開口し、下流端がエンジンの吸気ポートに接続されたファンネルと、を備え、
前記ファンネルは、気筒毎に設けられ、ファンネルの形状が3種類以上設けられているエンジンの吸気装置。
【請求項2】
請求項1に記載のエンジンの吸気装置において、前記空気タンクは、前記ファンネルが設けられるファンネル設置壁と、前記ファンネル設置壁に対向する対向壁とを有し、
前記対向壁は、前記ファンネルが並ぶ直列方向の中央部の中間部分と、前記中間部分から直列方向の外側に向かって前記ファンネル設置壁に近づくように傾斜して延びる2つの外側部分とを有し、
3つ以上の前記ファンネルのうち直列方向の両側の2つの外側ファンネルの少なくとも一部が、前記ファンネル設置壁における前記対向壁の外側部分と対向する部分に設けられ、
2つの前記外側ファンネルは、その内側に配置される内側ファンネルよりも長さが短く形成されているエンジンの吸気装置。
【請求項3】
請求項2に記載のエンジンの吸気装置において、前記エンジンは4気筒以上であって、
長さの異なる複数の前記内側ファンネルが設けられているエンジンの吸気装置。
【請求項4】
請求項2または3に記載のエンジンの吸気装置において、最も長いファンネルは、その他のファンネルに比べて、上流側開口の面積が大きく形成されているエンジンの吸気装置。
【請求項5】
請求項2から4のいずれか一項に記載のエンジンの吸気装置において、最も長いファンネルの上流側開口は、前記空気タンクの空気取入口に対向する方向から外れた方向を向いているエンジンの吸気装置。
【請求項6】
請求項5に記載のエンジンの吸気装置において、前記エンジンは車両に搭載され、
走行風を前記空気タンクに取り入れるダクトが前記空気取入口に接続され、
前記ダクトが、前記空気タンクの前後方向中心線に対して車幅方向一方から他方に向かうように接続され、
最も長い前記ファンネルの上流側開口は、車幅方向他方に開口しているエンジンの吸気装置。
【請求項7】
請求項2から6のいずれか一項に記載のエンジンの吸気装置において、前記空気タンクにおける最も短いファンネルと最も長いファンネルの直列方向の中間の位置であって、前記ファンネル設置壁と前記対向壁との間の高さ方向における最も短いファンネルと最も長いファンネルの中間の位置に、前記空気タンク内にブローバイガスを導く導入口が形成されているエンジンの吸気装置。
【請求項8】
請求項2から7のいずれか一項に記載のエンジンの吸気装置において、前記エンジンは自動二輪車に搭載され、前記ファンネルが車幅方向に並び、
最も短いファンネルが、車幅方向におけるサイドスタンドと反対側に配置されているエンジンの吸気装置。
【請求項9】
請求項2から8のいずれか一項に記載のエンジンの吸気装置において、前記外側ファンネルに対応する気筒内の燃料と、前記内側ファンネルに対応する気筒内の燃料が交互に爆発するエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、3気筒以上の気筒を備えた多気筒エンジンの吸気装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に開示の多気筒エンジンでは、エアクリーナ内で開口する吸気ファンネルが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2017−186942号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ファンネルを設けたとしても、広範囲のエンジン回転領域において出力を向上させることが難しい場合があった。
【0005】
そこで、本発明は、広範囲のエンジン回転領域での出力向上を図ることができるエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明のエンジンの吸気装置は、3気筒以上の気筒を備えたエンジンの吸気装置であって、エンジンに供給される空気が貯留される空気タンクと、上流端が前記空気タンク内に開口し、下流端がエンジンの吸気ポートに接続されたファンネルとを備え、前記ファンネルは、気筒毎に設けられ、ファンネルの形状が3種類以上設けられている。
【0007】
この構成によれば、エンジン全体の出力として、エンジン回転数に応じた出力曲線が異なる3種類以上のエンジン特性を重畳したような特性を得ることができる。これによって、ファンネル形状が同じである場合に比べて、出力ピークとなるエンジン回転数の前後の領域での出力の落ち込みを抑えることができる。これにより、広範囲のエンジン回転領域での出力向上を図ることができる。
【0008】
本発明において、前記空気タンクは、前記ファンネルが設けられるファンネル設置壁と、前記ファンネル設置壁に対向する対向壁とを有し、前記対向壁は、前記ファンネルが並ぶ直列方向の中央部の中間部分と、前記中間部分から直列方向の外側に向かって前記ファンネル設置壁に近づくように傾斜して延びる2つの外側部分とを有し、3つ以上の前記ファンネルのうち直列方向の両側の2つの外側ファンネルの少なくとも一部が、前記ファンネル設置壁における前記対向壁の外側部分と対向する部分に設けられ、2つの前記外側ファンネルは、その内側に配置される内側ファンネルよりもファンネルが短く形成されていてもよい。この構成によれば、外側ファンネルが短く形成されることで、空気タンクの対向壁の外側部分に干渉するのを防ぐことができる。これによって限られた空気タンクスペースの中で、気筒毎のエンジン特性を異ならせ易く、さらに、広範囲のエンジン回転領域での出力向上を図り易くすることができる。
【0009】
前記ファンネルが直列方向に並ぶ場合、前記エンジンは4気筒以上であって、長さの異なる複数の前記内側ファンネルが設けられていてもよい。この構成によれば、ファンネル設置壁と対向壁との距離が長い領域に配置される内側ファンネルの長さを変えることで、比較的長い2種類以上の内側ファンネルを設けることができる。これによって、エンジンの低回転数域での特性を調整しやすく、エンジンの低回転数域でのエンジン出力の低下を抑制しやすい。
【0010】
前記ファンネルが直列方向に並ぶ場合、最も長いファンネルは、その他のファンネルに比べて、上流側開口の面積が大きく形成されていてもよい。この構成によれば、長さの大きいファンネルにおいて、吸気通路の長さに起因する吸気抵抗の増加を抑制できる。
【0011】
前記ファンネルが直列方向に並ぶ場合、最も長いファンネルの上流側開口は、前記空気タンクの空気取入口に対向する方向から外れた方向を向いていてもよい。長さの大きいファンネルは、残余のファンネルに比べて吸気音が大きくなる傾向にある。この構成によれば、最も長いファンネルで生じた吸気音が空気取入口に向かうことが防がれる。これによって、吸気音が空気取入口から外部に漏れるのを抑制でき、エンジン騒音の低減を図ることができる。
【0012】
最も長いファンネルの上流側開口が前記空気取入口に対向する方向から外れた方向を向いている場合、前記エンジンは車両に搭載され、走行風を前記空気タンクに取り入れるダクトが前記空気取入口に接続され、前記ダクトが、前記空気タンクの前後方向中心線に対して車幅方向一方から他方に向かうように接続され、最も長い前記ファンネルの上流側開口は、車幅方向他方に開口していてもよい。ダクトの向きが車幅方向に変位していることに起因して、空気タンク内で空気圧力に偏りが生じ易い。この構成によれば、最も長い前記ファンネルの上流側開口が、空気タンク内の比較的圧力が高い領域に開口しているので、比較的高圧の空気が最も長いファンネルに取り込まれ、エンジンの低回転数域でのエンジントルクの上昇を図ることができる。
【0013】
前記ファンネルが直列方向に並ぶ場合、前記空気タンクにおける最も短いファンネルと最も長いファンネルの直列方向の中間の位置であって、前記ファンネル設置壁と前記対向壁との間の高さ方向における最も短いファンネルと最も長いファンネルの中間の位置に、前記空気タンク内にブローバイガスを導く導入口が形成されていてもよい。この構成によれば、ブローバイガスが、1つの気筒に集中して流れ込むのを防ぐことができる。これによって、ブローバイガスによる一気筒あたりの影響を抑えることができる。
【0014】
前記エンジンは自動二輪車に搭載され、前記ファンネルが車幅方向に並ぶ場合、最も短いファンネルが、車幅方向におけるサイドスタンドと反対側に配置されていてもよい。この構成によれば、空気タンク内に浸入した液体が、ファンネルを介して気筒に流れ込むのを防ぐことができる。
【0015】
前記ファンネルが直列方向に並ぶ場合、前記外側ファンネルに対応する気筒内の燃料と、前記内側ファンネルに対応する気筒内の燃料が交互に爆発してもよい。この構成によれば、短いファンネルと長いファンネルが吸気を交互に吸引することで、長い2つのファンネルの吸気が連続する場合に比べて、長いファンネルでの吸気量を増やしやすく、エンジンの低回転数域でのエンジントルクの向上を図り易い。
【発明の効果】
【0016】
本発明のエンジンの吸気装置によれば、ファンネル形状が同じである場合に比べて、出力ピークとなるエンジン回転数の前後の領域での出力の落ち込みを抑えることができる。これにより、広範囲のエンジン回転領域での出力向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第1実施形態に係る吸気装置を備えたエンジンが搭載された自動二輪車の前部を示す側面図である。
【図2】同自動二輪車の前部を示す平面図である。
【図3】同吸気装置を示す側面図である。
【図4】同吸気装置を示す縦断面図である。
【図5】同吸気装置のエアクリーナを示す平面図である。
【図6】同エアクリーナの内部を示す前方斜視図である。
【図7】同エアクリーナを車体後方から見た背面図である。
【図8】同吸気装置を備えたエンジンの性能曲線である。
【図9】同吸気装置の変形例に係るエアクリーナの内部を示す前方斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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は本発明の第1実施形態に係る鞍乗型車両の一種である自動二輪車の前部を示す側面図である。本明細書において、「右」、「左」は、車両に乗車した運転者から見た「右」、「左」をいう。また、「上流」、「下流」は吸気の流れ方向の「上流」、「下流」をいう。
【0019】
本実施形態の自動二輪車の車体フレームFRは、前半部を構成するメインフレーム1と、後半部を構成するリヤフレーム2とを有している。リヤフレーム2は、メインフレーム1の後部に接合されている。メインフレーム1は、前端のヘッドパイプ4から後方に向かって下方に傾斜して延びている。
【0020】
メインフレーム1の前端のヘッドパイプ4に、ステアリングシャフト(図示せず)を介してフロントフォーク16が回動自在に支持されている。このフロントフォーク16の下端に前輪18が支持されている。フロンクフォーク16の上端部を支持するアッパブラケット17に、ハンドル20が取り付けられている。メインフレーム1の後端下部にスイングアーム(図示せず)が支持され、このスイングアームに後輪(図示せず)が支持されている。メインフレーム1の中央下部に、エンジンEが支持されている。エンジンEにより、後輪が駆動される。
【0021】
本実施形態のエンジンEは、気筒が車幅方向W(図2)に並ぶ水冷式の4気筒4サイクルエンジンである。本実施形態では、左から順に1〜4番気筒が、直列方向である車幅方向Wに並んでいる。ただし、エンジンEの形式はこれに限定されない。エンジンEは、クランクシャフト(図示せず)を支持するクランクケース22と、クランクケース22の前部から上方に突出するシリンダ24と、その上方のシリンダヘッド26とを有している。シリンダヘッド26の後面に、吸気が導入される吸気ポート26aが形成されている。シリンダヘッド26の前面に、排気が導出される排気ポート26bが形成されている。排気ポート26bに、排気管28が接続されている。
【0022】
エンジンEのシリンダヘッド26の上方に、エアクリーナ25が配置されている。エアクリーナ25は、エンジンEに供給される空気を濾過する。詳細には、エアクリーナ25は、図4に示すクリーナケース34と、クリーナケース34の内部に配置されたクリーナエレメント35とを有している。空気は、クリーナエレメント35を通過する際に濾過される。このように、エアクリーナ25は、エンジンEに供給される空気が貯留される空気タンクを構成する。図1のエアクリーナ25の上方に、燃料タンク40が配置されている。
【0023】
図2に示すエアクリーナ25の前部の車幅方向一方、本実施形態では左側寄りに、クリーナ入口25aが形成され、後部にクリーナ出口25bが形成されている。クリーナ出口25bは、気筒ごとに1つずつ配置され、車幅方向に並んで合計4つ設けられている。本実施形態のクリーナ出口25bは、図4に示すエアクリーナ25のケースの底壁を貫通するファンネル36で構成されている。ファンネル36の詳細は後述する。
【0024】
クリーナ出口25bとエンジンEの吸気ポート26aとの間に、スロットルボディ27が接続されている。つまり、エアクリーナ25の後部は、スロットルボディ27を介してエンジンEに支持されている。スロットルボディ27の内部にスロットル弁27aが設けられている。スロットル弁27aは、エンジンEに供給する吸気量を調整する。
【0025】
スロットルボディ27の前部に、スロットル弁27aの駆動機構27bが設けられている。駆動機構27bは、例えば、モータ、モータギア等を含む。駆動機構27bは、スロットルボディ27の前部から斜め上方に突出している。スロットルボディ27に燃料噴射装置27cが設けられている。燃料噴射装置27cは、スロットルボディ27内部の吸気通路に燃料を噴射する。本実施形態では、スロットル弁27aは、気筒毎に設けられている。スロットル弁27aは、例えば、全気筒共通で制御され、燃料噴射装置27cは、例えば、気筒ごとに制御される。ただし、制御方式は、これに限定されない。例えば、燃料噴射量は、全気筒共通で制御されてもよい。
【0026】
本実施形態の自動二輪車は、図1に示すフロントカウル30と、左右一対のサイドカウル32とを有している。フロントカウル30は、ヘッドパイプ4の前方を覆っている。サイドカウル32は、フロントカウル30の後方に配置され、車体の前部、詳細には、メインフレーム1およびエンジンEを外側方から覆っている。フロントカウル30の前面に、前方に開口した空気導入口50が形成されている。自動二輪車が走行すると、空気導入口50から走行風AがエンジンEの吸気として取り入れられる。
【0027】
空気導入口50とエアクリーナ25とを連通する吸気ダクト52が設けられている。図2に示す吸気ダクト52の前端の入口52aは、車両の車幅方向中心線C1上に位置し、空気導入口50に臨んでいる。図2に示す吸気ダクト52の後端の出口52bは、エアクリーナ25の前部左側のクリーナ入口25aに接続されている。つまり、吸気ダクト52は、空気導入口50から走行風Aを取り入れ、ヘッドパイプ4よりも車幅方向一方である左側を通過させてエアクリーナ25に供給する。吸気ダクト52は、エアクリーナ25の前後方向中心線C2に対して車幅方向一方(左方)から前方に延びながら他方(右方)に向かうように湾曲形成されている。車体の車幅方向一方側にサイドスタンド38が設けられ、車体フレームFRに支持されている。
【0028】
図3に示すように、クリーナケース34は上下2つ割りの上側ケース半体34aと下側ケース半体34bとを有し、両ケース半体34a,34bが、複数のボルト54により連結されている。両ケース半体34a,34bの合い面55がメインフレーム1に沿って前後方向に延びている。クリーナ入口25aは、下側ケース半体34bの前部に形成されている。
【0029】
上側ケース半体34aの前半部の上壁は、合い面55に対して後方に向かって上方に傾斜する傾斜部56を有している。上側ケース半体34aの後半部の上壁は、上方に向かって滑らかに膨出し、後部で下方に向かって滑らかに湾曲する湾曲部57で構成されている。
【0030】
図4に示すように、クリーナエレメント35は、クリーナケース34の前部に収納されている。クリーナケース34内におけるクリーナエレメント35よりも上流側がダーティ室33で、下流側がクリーン室37となる。クリーナ入口25a(図3)はクリーナエレメント35の下方に設けられ、傾斜部56はクリーナエレメント35の上方に形成されている。クリーナ出口25bは、下側ケース半体34bの後部に形成されている。
【0031】
クリーナケース34の底壁58の前半部は、シリンダヘッド26の上面に沿って後方に向かって上方に傾斜して延びている。底壁58の後半部は、後方に向かって下方に傾斜して延びている。クリーナケース34の底壁58の後半部に、上方に凹入した凹所60が形成されている。凹所60を設けたことで形成された空間に、スロットルボディ27の駆動機構27bの一部が収納されている。
【0032】
つぎに、本実施形態の自動二輪車の吸気の流れを説明する。自動二輪車が走行すると、図2に示す走行風Aが、空気導入口50から吸気ダクト52に導入される。その際、ラム圧によって走行風Aの圧力が上昇する。吸気ダクト52に導入された空気Aは、エアクリーナ25に導入される。
【0033】
エアクリーナ25に導入された空気Aは、図4に示すように、エアクリーナ25の内部でクリーナエレメント35により濾過されて清浄空気CAとなる。清浄空気CAは、クリーン室37内でクリーナケース34の傾斜面56により後方に案内され、後方のクリーナ出口25bに向かって流れる。清浄空気CAは、クリーナ出口25bに装着されたファンネル36からスロットルボディ27を介してエンジンEに供給される。
【0034】
つぎに、本実施形態のファンネル36について説明する。ファンネル36は、断面形状が円形のパイプ部材からなり、気筒毎に1つ設けられている。ファンネル36の上流端36aはエアクリーナ25内部のクリーン室37に開口し、下流端36bはスロットルボディ27を介してエンジンEの吸気ポート26aに接続されている。
【0035】
ファンネル36の形状が3種類以上設けられている。ここで、「ファンネル36の形状が3種類以上設けられる」とは、形状の異なるファンネル36が3種類以上あることをいう。本実施形態では、ファンネル36の形状が4種類設けられている。つまり、本実施形態では、4つのファンネル36の形状がすべて異なっている。以下の説明において、最も左側の1番気筒に対応するファンネル36を第1ファンネル36−1とする。1番気筒の右隣りの2番気筒に対応するファンネル36を第2ファンネル36−2とする。2番気筒の右隣りの3番気筒に対応するファンネル36を第3ファンネル36−3とする。最も右側の4番気筒に対応するファンネル36を第4ファンネル36−4とする。
【0036】
ここで、「形状が異なる」とは、例えば、ファンネル36の長さが異なる場合でもよく、ファンネル36の直径が異なる場合でもよく、その両方であってもよい。すなわち、気筒毎のエンジン特性に変化を生じさせるように形状が変化していればよい。本実施形態では、4つのファンネル36の長さがすべて異なっている。ここで、「ファンネル36の長さ」とは、ファンネル36の軸心の長さをいう。つまり、ファンネル36が直管の場合、「ファンネル36の長さ」は直管の長さに一致する。例えば、ファンネル36の長さは、エアクリーナ25内部での長さとしてもよい。ファンネル36の長さまたは容積が大きいほど吸気慣性を高めることができ、エンジンEの低回転数領域での出力ピークを得やすい。また、ファンネル36の長さが短いまたは容積が小さいほど吸気慣性を抑えることができ、エンジンEの高回転数領域での出力ピークを得やすい。
【0037】
図6に示すように、直列方向の両端に位置する2つの外側ファンネルである第1ファンネル36−1,第4ファンネル36−4は、その直列方向内側に配置される2つの内側ファンネルである第2ファンネル36−2,第3ファンネル36−3よりも短く形成されている。本実施形態では、内側の3番ファンネル36−3が最も長く、第2ファンネル36−2が2番目に長く形成されている。さらに、第1ファンネル36−1が3番目に長く、第4ファンネル36−4が最も短く形成されている。各ファンネル36−1〜36−4の下側ケース半体34bから下方への突出長さは同一なので、ファンネルの長さの大小は、クリーナケース34内に突出する部分の長さの大小によって決まる。最も長い第3ファンネル36−3が曲管で構成され、その他の3つのファンネル36−1,36−2,36−4は直管で構成されている。
【0038】
このように、本実施形態では、サイドスタンド38(図2)が配置される車体左側と反対の右端の第4ファンネル36−4の長さが最短である。また、本実施形態では、最も長い第3ファンネル36−3が、最短の第4ファンネル36−4の隣りに配置されている。これにより、ファンネル36の長さを異ならせたことによる左右の重量バランスの偏りを抑えやすい。
【0039】
さらに、本実施形態では、最も長い第3ファンネル36−3と、2番目に長い第2ファンネル36−2との長さの差は、最も短い第4ファンネル36−4と2番目に短い第1ファンネル36−1との長さの差よりも大きく形成されている。
【0040】
吸気ダクト52からエアクリーナ25に導かれる清浄空気CAは、走行風圧によって送り込まれる。本実施形態では、清浄空気CAは、吸気ダクト52によって車幅方向一方から他方に向けてエアクリーナ25内に導かれることによって、エレメント35を通って上側ケース半体34aの上壁の近傍で且つ車幅方向他方側(右側)に集まって圧力が高くなる。この上壁の近傍で且つ車幅方向他方側に最も長い第3ファンネル36−3の上流端36aが位置するので、圧力の高い空気が最も長い第3ファンネル36−3から吸入されやすい。これによって、エンジンEの低回転領域でのエンジン出力を高めることができる。
【0041】
例えば、本実施形態では、最も長い第3ファンネル36−3の長さは、その他の3つのファンネル36−1,36−2,36−4の長さの合計よりも大きく形成されている。これによって、3つの比較的短いファンネル36−1,36−2,36−4によってエンジンEの高回転領域での出力を高めつつ、1つの比較的長い第3ファンネル36−3によってエンジンEの低回転領域でのエンジン出力の低下を抑えることができる。また、比較的短いファンネル36−1,36−2,36−4についても、長さをそれぞれ異ならせることで、高回転領域での出力ピークが急峻になることを抑えて、高回転領域全域での出力向上を図ることができる。
【0042】
本実施形態では、最も長い第3ファンネル36−3以外の3つのファンネル36−1,36−2,36−4は、エアクリーナ25の合い面55よりも下方に位置している。つまり、最も長い第3ファンネル36−3の上流端のみが、エアクリーナ25の合い面55よりも上方に位置している。これにより、最も長い第3ファンネル36−3の周囲に圧力の高い空気が残りやすくなり、エンジンEの低回転領域でのエンジン出力をさらに高めやすい。
【0043】
本実施形態では、図5から明らかなように、最も長い第3ファンネル36−3は、その他の3つのファンネル36−1,36−2,36−4に比べて、上流端36aの開口65がベルマウス状に大きく形成される。すなわち、上流側に向かって開口面積が大きくなる拡径形状に形成される。このように第3ファンネル36−3の上流側では、その下流側の本体部分よりも大きい管路断面積を有する。その他の3つのファンネル36−1,36−2,36−4は、上流端36aの開口65が、その下流側の本体部分の断面積と同一またはほぼ同一である。各ファンネル36−1〜36−4において、開口65を除いた本体部分の断面積Sは同一である。したがって、各ファンネル36−1〜36−4は、断面積Sとファンネル36の長さLの比(S/L)が異なって形成される。
【0044】
ファンネル36の長さは、気筒毎の燃料の爆発のタイミングを考慮して設定される。本実施形態では、外側ファンネル36−1,36−4に対応する気筒と内側ファンネル36−2,36−3に対応する気筒に供給された燃料が交互に爆発する。詳細には、1番気筒が最初に爆発し、以降、2番気筒、4番気筒、3番気筒の順に爆発する。つまり、最も長い第3ファンネル36−3に対応する3番気筒での爆発時期は、外側の短い第4ファンネル36−4に対応する4番気筒での爆発の後で、且つ第1ファンネル36−1に対応する1番気筒での爆発の前となる。2番目に長い第2ファンネル36−2に対応する2番気筒での爆発時期は、第1ファンネル36−1に対応する1番気筒での爆発の後で、且つ第4ファンネル36−4に対応する4番気筒での爆発の前となる。このように、隣接する気筒で、点火時期が近くならないように設定されている。ただし、気筒の爆発順序はこれに限定されない。
【0045】
内側の2つのファンネル36−2,36−3の並びについては、図4のエンジンEの吸気ポート26aに空気が入り易い並び、すなわち、燃料噴射装置27cが多くの燃料を吹くような並びに設定されている。このような設定は、例えば、排気管28(図1)の集合の形態により影響される。本実施形態では、気筒毎に延びる排気管28がエンジンEの下方で集合した後、集合後の排気管28は前後方向に延びる車体中心線に対して車幅方向他方側(右側)に位置する。すなわち、集合後の排気管28が位置する側(右側)のファンネル36が長く設定されている。このような、燃料射装置27cの燃料噴射量や、排気管28の集合形態を考慮して、第2ファンネル36−2を第3ファンネル36−3よりも長くしてもよい。
【0046】
つぎに、ファンネル36の長さとエアクリーナ25の構造の関係について説明する。上述のように、エアクリーナ25は、下側ケース半体34bに形成された底壁58と、上側ケース半体34aに形成された上壁56,57を有している。底壁58が、ファンネル36が設けられるファンネル設置壁58を構成している。また、上壁の後半部の湾曲部57が、ファンネル設置壁58に対向する対向壁57を構成している。
【0047】
上述のように、図4に示す上側ケース半体34aの上壁の後半部を形成する湾曲部57は、上方に向かって滑らかに膨出し、後部で下方に向かって滑らかに湾曲している。これにより、ファンネル36の周囲に、十分な空間が形成されている。
【0048】
図7に示すように、対向壁57は、車幅方向(直列方向)Wの中央部の中間部分66と、中間部分66から車幅方向Wの外側に向かって底壁(ファンネル設置壁)58に近づくように下方に傾斜して延びる2つの外側部分68,68とを有している。車幅方向Wの両側の2つの外側ファンネル36−1,36−4の少なくとも一部が、対向壁57の外側部分68の下方に配置されている。つまり、外側ファンネル36−1,36−4の少なくとも一方が、ファンネル設置壁58における外側部分68と対向する部分に設けられている。
【0049】
エアクリーナ25の後端部に、ブリーザホース69が接続されている。ブリーザホース69は、エンジンEのブローバイガスGをエアクリーナ25のクリーン室37に導出する。詳細には、エアクリーナ25の後端に、後方斜め下方に突出するホース取付口70が設けられ、このホース取付口70にブリーザホース69が接続されている。
【0050】
図5に示すように、ホース取付口70を車幅方向および前方から囲むように、底壁58から上方に延びる立壁72が形成されている。この立壁72の上端の開口が、エアクリーナ25内のクリーン室37にブローバイガスGを導く導入口74を構成している。
【0051】
本実施形態では、導入口74は、車幅方向Wにおける、最も短い第4ファンネル36−4と最も長い第3ファンネル36−3の中間の位置に設けられている。また、導入口74は、図4に示すように、底壁(ファンネル設置壁)58と上壁(対向壁)57との間の高さ方向Hにおいて、最も短い第4ファンネル36−4と最も長い第3ファンネル36−3の中間の位置に形成されている。
【0052】
上述のように、底壁58の後半部の車幅方向中央部分に、上方に凹入した凹所60が形成されている。この凹所60に隣接する内側ファンネル36−2,36−3は、外側のファンネル36−1,36−4に比べて長く形成されているので、凹所60から離れた空間の空気を吸い込むことができる。その結果、エンジン出力の低下を抑えることができる。特に、最も長い第3ファンネル36−3は、凹所60を避けるように湾曲している。
【0053】
この湾曲した最も長い第3ファンネル36−3の上流端の開口(上流側開口)65は、図5に示すように、エアクリーナ25の前部の左側のクリーナ入口25a(空気取入口)に対向する方向から外れた方向を向いている。本実施形態では、平面視で、クリーナ入口25aの軸心方向D1は後方斜め右側を向いており、第3ファンネル36−3の上流側開口65の軸心方向D2は前方斜め右側を向いている。また、エアクリーナ25の前後方向中心線C2を挟んで、クリーナ入口25aは車幅方向一方側(左側)に設けられ、最も長い第3ファンネル36−3の上流側開口65は車幅方向他方側(右側)に設けられている。
【0054】
上記構成によれば、図8に示すように、エンジン全体の出力として、エンジン回転数に応じた出力曲線が異なる4種類のエンジン特性を重畳したような特性を得ることができる。これによって、ファンネル形状が同じである従来例に比べて、出力ピークとなるエンジン回転数の前後の領域での出力の落ち込みを抑えることができる。これにより、広範囲のエンジン回転領域での出力向上を図ることができる。特に、自動二輪車は四輪車に比べて、使用されるエンジンEの回転数の領域が広い(例えば、毎分0〜1万7千回転)。本実施形態では、上述のように、4種類のファンネル36を用いることで、広範囲におけるエンジン回転領域においても、出力向上を図ることができる。
【0055】
本実施形態は、走行風圧によって吸気圧を高める車両のエンジン構造である。この場合、高速走行時には、走行風圧によって図5のエアクリーナ25内の圧力は比較的高くなりやすく、低速走行時には、走行風圧が低くエアクリーナ25内の圧力は比較的低い。1つの第3ファンネル36−3を残余のファンネル36−1,36−2,36−4に比べて十分長く形成することで、エアクリーナ25内の圧力が低くなる低速走行でもエンジン出力の低下を抑えることができる。
【0056】
図7に示すように、2つの外側ファンネル36−1,36−4は、2つの内側ファンネル36−2,36−3よりも短く形成されている。これにより、外側ファンネル36−1,36−4が、エアクリーナ25の対向壁(上壁)57の外側部分66に干渉するのを防ぐことができる。これによって限られたエアクリーナ25のスペースの中で、気筒毎のエンジン特性を異ならせ易く、さらに、広範囲のエンジン回転領域での出力向上を図り易くすることができる。
【0057】
また、底壁58と上壁57との距離が長い領域に配管される内側ファンネル36−2,36−3の長さを変えることで、比較的長い2種類の内側ファンネル36−2,36−3を設けることができる。これによって、エンジンEの低回転数域での特性を調整しやすく、エンジンEの低回転数域でのエンジン出力の低下を抑制しやすい。
【0058】
図6に示すように、最も長い第3ファンネル36−3は、その他の3つのファンネル36−1,36−2,36−4に比べて、上流側開口65の面積が大きく形成されている。これにより、長さの大きい第3ファンネル36−3において、吸気通路の長さに起因する吸気抵抗の増加を抑制できる。
【0059】
図5に示すように、最も長い第3ファンネル36−3の上流側開口65は、エアクリーナ25のクリーナ入口25aに対向する方向D1から外れた方向D2を向いている。最も長い第3ファンネル36−3は、その他の3つのファンネル36−1,36−2,36−4に比べて吸気音が大きくなる傾向にある。上記構成によれば、最も長い第3ファンネル36−3で生じた吸気音がクリーナ入口25aに向かうことが防がれる。これによって、吸気音がクリーナ入口25aから外部に漏れるのを抑制でき、エンジン騒音の低減を図ることができる。
【0060】
吸気ダクト52がエアクリーナ25の前後方向中心線C2に対して車幅方向右側から左側に向かうように接続され、最も長い第3ファンネル36−3の上流側開口65が車幅方向右側に開口している。吸気ダクト52の向きが車幅方向に変位していることに起因して、エアクリーナ25内部で空気圧力に偏りが生じ易い。この構成によれば、最も長い第3ファンネル36−3の上流側開口65が、図4のエアクリーナ25内部の上壁近傍の比較的圧力が高い領域に開口しているので、比較的高圧の空気が最も長いファンネル36−3に取り込まれ、エンジンEの低回転数域でのエンジントルクの上昇を図ることができる。
【0061】
ブローバイガスGの導入口74が、最も短い第4ファンネル36−4と最も長い第3ファンネル36−3の車幅方向Wの中間位置で、図5に示す最も短い第4ファンネル36−4と最も長い第3ファンネル36−3の高さ方向Hの中間位置に形成されている。これにより、ブローバイガスGが、1つの気筒に集中して流れ込むのを防ぐことができる。その結果、ブローバイガスGによる一気筒当たりの影響を抑えることができる。
【0062】
図5に示す最も短い第4ファンネル36−4が、車幅方向Wにおけるサイドスタンド38(図2)と反対側の右側に配置されている。これにより、サイドスタンド38起立時に左側に傾斜したエアクリーナ25内に浸入した液体(例えば、オイル)が、ファンネル36を介して気筒に流れ込むのを防ぐことができる。
【0063】
外側ファンネル36−1,36−4に対応する気筒内の燃料と、内側ファンネル36−2,36−3に対応する気筒内の燃料が交互に爆発する。これにより、短いファンネル36−1,36−4と長いファンネル36−2,36−3が吸気を交互に吸引することになるので、長い2つのファンネル36−2,36−3の吸気が連続する場合に比べて、長い2つのファンネル36−2,36−3での吸気量を増やしやすく、エンジンEの低回転域でのエンジントルクの向上を図り易い。
【0064】
上記実施形態では、4気筒エンジンにおいて、4つのファンネル36の長さが異なっていたが、形状の異なる3種類以上のファンネル36が設けられていればよい。例えば、図9に示すように、外側ファンネル36−1,36−4の形状(長さ)を同じに形成してもよい。つまり、図9の例では、第3ファンネル36−3が最も長く、第2ファンネル36−2が2番目に長く、第1ファンネル36−1と第4ファンネル36−4が同じ長さで最も短い。図9の例によれば、1番気筒と4番気筒でファンネル36を共通化でき、コスト低下を図ることができる。
【0065】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要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、上記実施形態では、4気筒エンジンについて説明したが、3気筒以上のエンジンであればよく、例えば、3気筒エンジン、6気筒エンジンであってもよい。また、気筒数に関わらず、ファンネル36の形状が3種類以上であればよい。さらに、エンジンは、直列エンジンに限定されず、V型エンジンであってもよい。
【0066】
本発明の吸気装置は、トルクが比較的低い小排気量のエンジン、例えば、400cc以下、好ましくは250cc以下の小排気量の多気筒エンジンに好適に用いられる。小排気量の3気筒以上の多気筒エンジンでは、隣接するファンネル間の車幅方向距離が小さい。したがって、1つのファンネルで吸気された直後に、隣接するファンネルで吸気される場合には、エアクリーナ内の吸気量が小さくなりやすい。さらに、低速走行時、エンジン低回転時には、吸気量が低下しやすい。このような状況であっても、本発明によれば、吸気量の低下を抑えることができ、エンジン出力の低下を効果的に抑えることができる。ただし、本発明の吸気装置は、排気量の大きな多気筒エンジンにも適用可能である。また、本発明の吸気装置は、ラム圧を利用して空気をエンジンに供給する吸気系だけでなく、ラム圧を利用せず自然吸気により空気をエンジンに供給する吸気系にも適用できる。
【0067】
上記実施形態では、電動スロットルによりスロットル弁が制御されていたが、スロットルグリップの操作量に応じたワイヤ操作量でスロットル弁が制御されてもよい。また、ファンネルの断面形状は、円形に限定されず、楕円形等の円形以外の形状であってもよい。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。
【符号の説明】
【0068】
25 エアクリーナ(空気タンク)
25a クリーナ入口(空気タンクの空気取入口)
26a 吸気ポート
36 ファンネル
38 サイドスタンド
36a ファンネルの上流端
36b ファンネルの下流端
36−1,36−4 外側ファンネル
36−2,36−3 内側ファンネル
36−3 最も長さの大きいファンネル
36−4 最も長さの小さいファンネル
52 吸気ダクト(ダクト)
57 対向壁
58 底壁(ファンネル設置壁)
65 上流端の開口(上流側開口)
66 対向壁の中間部分
68 対向壁の外側部分
74 導入口
A 空気
C2 エアクリーナ(空気タンク)の前後方向中心線
E エンジン
G ブローバイガス
H 高さ方向
W 車幅方向(直列方向)
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】