JP2003097392A - 燃料噴射エンジンのインジェクタ配置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射エンジンにおいて、ＨＣの低減を図
ったインジェクタの配置構造を提供する。 【解決手段】 曲がった形状の吸気通路（吸気マニホル
ド３９、吸気管４０）の端部に吸気バルブ９９が備わ
り、該吸気バルブ近傍の吸気通路４０にインジェクタ５
０が装着された燃料噴射エンジンのインジェクタ配置構
造において、前記インジェクタ５０の噴射方向を、前記
吸気通路の曲り部分の内径側の吸気通路内壁面（内側壁
面１２５）に向けて配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射エンジン
のインジェクタ配置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの排気ガスエミッション対策の
１つとしてＨＣの低減が求められている。特に急発進や
低速からの急加速時でのスロットル全開状態において未
燃ガスが増加し、これに伴うＨＣの増加が問題となる。

【０００３】燃料噴射エンジンにおいては、シリンダヘ
ッドの燃焼室に連通する吸気通路の端部に吸気バルブが
備わり、この吸気バルブ近傍の吸気通路に臨んでインジ
ェクタが装着され燃料を噴射する。インジェクタは、通
常その噴射方向を吸気バルブ弁体の背面に向けて配設さ
れる。

【０００４】エンジン周りのスペースが非常に狭い自動
二輪車等において、レイアウト上シリンダを前傾させて
エンジンを搭載する場合がある。このような前傾したエ
ンジンにおいて、吸気通路は、曲がりながらエンジン上
側からシリンダヘッドに接続される。インジェクタはこ
の吸気通路の曲り部分に取付けられる。

【０００５】このような自動二輪車の燃料噴射エンジン
においても、効率よくＨＣ対策を施さなければならな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
を考慮したものであって、燃料噴射エンジンにおいて、
ＨＣの低減を図ったインジェクタの配置構造の提供を目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、曲がった形状の吸気通路の端部に吸気
バルブが備わり、該吸気バルブ近傍の吸気通路にインジ
ェクタが装着された燃料噴射エンジンのインジェクタ配
置構造において、前記インジェクタの噴射方向を、前記
吸気通路の曲り部分の内径側の吸気通路内壁面に向けて
配設したことを特徴とする燃料噴射エンジンのインジェ
クタ配置構造を提供する。

【０００８】この構成によれば、曲った吸気通路の内径
側（曲った形状の内側）の吸気通路内壁面に向けて燃料
を噴射することにより、吸気バルブ弁体や吸気通路の外
径側（曲った形状の外側）の吸気通路内壁面に向けて噴
射する場合に比べ、ＨＣエミッションが低減する。これ
は実験的に確認されている。

【０００９】好ましい構成例では、前傾したシリンダの
シリンダヘッドの上側から前記吸気通路が連通している
ことを特徴としている。

【００１０】この構成によれば、特に前傾したエンジン
の場合に吸気通路がシリンダヘッドに対し上から湾曲し
て配置されるため、本発明のインジェクタ配置が有効に
適用できる。

【００１１】さらに好ましい構成例では、前記インジェ
クタよりエンジン側の吸気通路に断熱材を介装したこと
を特徴としている。

【００１２】この構成によれば、インジェクタをエンジ
ンに近接させて設けた場合であっても、吸気通路（吸気
管）を伝わるエンジンから発生する熱及び振動が断熱材
により遮断されるため、インジェクタに対する熱的影響
及び振動が軽減され、信頼性の高い機能が維持される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は本発明が適用される小
型自動二輪車の外観図である。

【００１４】車体１は、前部にハンドル２を有し、ハン
ドル２はヘッドパイプ３を挿通するステアリング軸４を
介して前輪５に連結される。ヘッドパイプ３に車体フレ
ーム６が結合される。車体フレーム６は車体全体のフレ
ーム構造を形成する。車体前部はカウリング７で覆われ
る。車体１は、車体フレーム６の外側から車体カバー８
で覆われる。車体中央にシート９が備わり、その下側に
燃料タンク１０が設けられ、その後方にヘルメットボッ
クス（物入れ）１１が備わる。燃料タンク１０は不図示
の燃料ホースを介してインジェクタ（不図示）に燃料を
供給する。燃料タンク１０の上部にブリーザホース１２
の一端が接続されその他端はキャニスタ１３に接続され
る。キャニスタ１３はパージホース１４を介して吸気系
（例えばスロットルボディ）に連結される。不図示の右
側ハンドル部分のスロットルグリップ（又はレバー）に
スロットルワイヤ１５が装着され吸気系のスロットルバ
ルブに連結される。同じくハンドル部分のブレーキレバ
ー（不図示）にブレーキケーブル１６が装着され後輪１
７のブレーキカムシャフト１８に連結される。

【００１５】車体中央部の車体フレーム６にエンジンユ
ニット１９が取付けられる。エンジンユニット１９は、
エンジン（不図示）とそのクランクケース（不図示）に
一体結合された減速機２４からなる。このエンジンユニ
ット１９は、エンジンブラケット２０を介して車体フレ
ーム６の一部を構成する下部車体フレーム部材２１に対
しピボット２２廻りに回転可能に懸架される。このエン
ジンユニット１９の後部に後輪１７が連結されるととも
にダンパー２３の下端が枢着される。ダンパー２３の上
端は車体フレーム６の一部を構成する後部車体フレーム
（不図示）に枢着される。これにより、エンジンユニッ
ト１９は後輪１７とともにピボット２２廻りに揺動可能
となり、スイングユニット式エンジンが形成される。

【００１６】減速機２４の上側にエアクリーナ２５が備
わる。エアクリーナ２５の前部に外気取入用開口２５ａ
が開口し、この開口を覆って車体カバー８の内側にゴム
あるいは樹脂からなる防塵カバー２６が設けられる。２
７はスタンド、２８はキックレバーである。

【００１７】図２及び図３はそれぞれ、上記本発明に係
る燃料噴射エンジンを備えた自動二輪車の要部を示す側
面図及び平面図である。また、図４はその吸気系部分の
拡大図である。

【００１８】燃料タンク１０の下方にエンジン２９が備
わる。このエンジン２９は、燃料噴射インジェクタを備
えた４サイクル単気筒エンジンである。エンジン２９の
クランクケース（不図示）は例えばＶベルト式の無段減
速機構からなる減速機２４と一体結合され全体でスイン
グユニットエンジン形式のエンジンユニット１９を構成
する。減速機２４の前部にダクト３０が接続されその開
放端部３０ａから外気を吸引して減速機５内に供給し内
部を冷却する。減速機２４の後部出力軸（不図示）は後
輪１７の車軸に連結される。

【００１９】このスイングユニットエンジン形式のエン
ジンユニット１９の前部にエンジンブラケット２０が一
体結合される。このエンジンブラケット２０に軸３１を
介してリンクプレート３２が枢着される。リンクプレー
ト３２はピボット２２を介して下部車体フレーム部材２
１に回転可能に取付けられる。

【００２０】エンジンユニット１９の後部にダンパー
（ショックアブソーバ）２３が備わる。ダンパー２３
は、その上端３３が後部車体フレーム部材３４に枢着さ
れ、下端３５がエンジンユニット１９の後端部のブラケ
ット３６に枢着される。これにより、エンジンユニット
１９はその前側のピボット２２を中心に車体フレームに
対し揺動可能に装着される。図４に示すように、エンジ
ン２９のシリンダ３７はほぼ水平近くまで前傾してい
る。クランク軸３８は、前述のピボット２２を中心にエ
ンジンブラケット２０（図２）の軸３１とともの矢印Ｄ
のように揺動する。

【００２１】エンジン２９の吸気側にはシリンダヘッド
の吸気ポート（不図示）に連通する吸気マニホルド３９
及びこれに接続する吸気管４０（図３、図４）が備わ
り、排気側には排気管４１（図３）が接続される。吸気
管４０は屈曲したエルボ状の吸気管であり、図４に示す
ように、樹脂の断熱材４２を介して相互にフランジ４３
を突き合せ、２本のボルト４４により固定される。４５
は動弁カムの整備用カバーである。エンジン２９には水
温センサ４６（図３、図４）が設けられる。水温センサ
４６の検出出力信号は、水温信号ケーブル８９（図３）
及びワイヤハーネス７２を介してエンジン制御ユニット
４７（図３）に送られる。エンジン制御ユニット４７に
はさらに後述の吸気温センサ及び吸気圧センサの検出信
号ケーブル（不図示）がワイヤハーネス７２を介して接
続され、これらの検出データに基づいてスロットルバル
ブ（不図示）を開閉制御する。

【００２２】吸気マニホルド３９には前述の屈曲したエ
ルボ状吸気管４０を介してスロットルボディ４８が接続
される。スロットルボディ４８は、ジョイント４９を介
してエアクリーナ２５に接続される。吸気管４０にイン
ジェクタ５０が装着される。

【００２３】スロットルボディ４８内にはスロットルバ
ルブ（不図示）が装着されるとともに、その上流側にダ
イヤフラム式サクションピストン５１が装着される。こ
のサクションピストン５１は、後述のように、そのダイ
ヤフラム室５２がスロットルボディ４８の上側に設けら
れ、このダイヤフラム室５２に大気を導入する大気通路
５３の大気取入口（大気開放端部）５４がスロットルボ
ディ４８の下側に設けられる。スロットルバルブの弁軸
には、リンク５５を介して不図示のスロットルレバー又
はスロットルグリップ等に連結されたスロットルワイヤ
１５が接続される。

【００２４】エアクリーナ２５前部の空気取入用開口部
２５ａはゴム又は樹脂等からなる防塵カバー２６（図１
の一点鎖線）で覆われる。この防塵カバー２６の外側に
さらに車体カバーが取付けられる。サクションピストン
５１の大気取入口５４はこの防塵カバー２６の内側に開
口する。

【００２５】サクションピストン５１に隣接してスロッ
トルボディ４８にヒータ式ワックスタイプのオートチョ
ーク５６および吸気圧センサ５７が備わる（図３）。オ
ートチョーク５６は、スロットルバルブの上流側と下流
側とを連通するバイパス管（不図示）を開閉する。吸気
圧センサ５７は負圧ホース５８（図４）を介して吸気マ
ニホルド３９又は吸気管４０に連通する。エアクリーナ
２５内に吸気温センサ５９（図３）が備わる。

【００２６】なお、吸気圧センサ５７は吸気マニホルド
近傍に設けてもよい。また、リンク５５と反対側のスロ
ットルバルブの弁軸にスロットル位置センサ（不図示）
を設けてもよい。この場合、オートチョーク５６は、ス
ロットル位置センサと干渉しないようにスロットルバル
ブより上流側に設けられる。

【００２７】燃料タンク１０は、その前側下部がブラケ
ット６０を介して左右の車体フレーム部材６１に固定さ
れる。燃料タンク１０の後方から燃料ホース６２が引出
され、インジェクタ５０に燃料を供給する。燃料ホース
６２はスティ６３（図２、図４）を介して後部車体フレ
ーム部材３４に固定される。６４（図２）はオーバーフ
ローパイプである。６５（図３）はバッテリ、６６（図
３）は冷却水のリカバリータンクを示す。車体中央部右
側に、図３に示すように、排気ガス浄化用の二次空気導
入システム８６が備わる。この二次空気導入システム８
６は負圧ホース８７を介して吸気マニホルドに連通し、
吸気負圧に応じてエアホース８８を介して外気を触媒
（不図示）に供給して排気ガスを再燃焼させる。

【００２８】エアクリーナ２５には、図２に示すよう
に、ブローバイガスホース９０が接続される。このブロ
ーバイガスホース９０は、エンジン２９のクランクケー
ス（不図示）に通じるカムチェーン室（不図示）に連通
し、エンジンのクランクケース内等の圧力上昇によるオ
イルシール脱落やロス馬力を防止する。このブローバイ
ガスホース９０は、エアクリーナ内のエレメント通過後
のクリーンサイドに接続され、ブローバイガスは再度燃
焼室に導入される。

【００２９】図５は上記自動二輪車のインジェクタの取
付け位置の説明図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側
面図である。図示したように、吸気系の吸気通路は、前
述のとおり連続した吸気マニホルド３９と吸気管４０と
スロットルボディ４８とジョイント４９及びこれに連通
するエアクリーナ２５とにより構成される。７４はスロ
ットルバルブである。吸気マニホルド３９の端部に不図
示のシリンダヘッドの燃焼室に臨む吸気バルブ９９が装
着される。吸気バルブ９９の弁体９９ａが燃焼室（不図
示）を開閉する。

【００３０】エンジンのシリンダは前述のように前傾
し、吸気通路を構成する吸気マニホルド３９及び吸気管
４０は、図１３（Ｂ）に示すように、垂直断面において
吸気バルブ９９の上側で曲りながら燃焼室（不図示）に
連通するように形成される。

【００３１】インジェクタ５０は、このような吸気通路
の曲り部分の内径側となる内側壁面１２５上の点Ａに向
けて噴射方向が配設される。これにより、曲り部分の外
径側となる外側壁面１２６に向けて噴射する場合や、吸
気バルブ９９の弁体９９ａの背面に向けて噴射する場合
に比べ、排気ガス中のＨＣが低減する。実験データの一
例によれば、低速時のスロットルバルブ全開状態におけ
るＨＣ排出量は、バルブ弁体９９ａに向けた場合５００
０ｐｐｍ、外側壁面１２６に向けた場合１５０００ｐｐ
ｍ、内側壁面１２５に向けた場合３０００ｐｐｍであっ
た。

【００３２】外側壁面１２６に向けた場合には、壁面に
当った液体燃料が壁面を伝って下に流れ、バルブ下縁側
の吸気通路端部に溜りやすく、これが燃焼室内に吸引さ
れ未燃ガスとなってＨＣが増加すると考えられる。バル
ブ背面に向けた場合には、バルブが開いたタイミングで
噴射したときに吹き抜けが起きやすく、したがって、バ
ルブが開く時間が長い低回転時にＨＣが増加すると考え
られる。

【００３３】図６はインジェクタ噴射方向がＨＣに与え
る影響を示すグラフである。ａは外側壁面１２６に向け
た場合、ｂは弁体９９ａの背面に向けた場合、ｃは内側
壁面１２５に向けた場合のＨＣ排出量を示す。グラフか
ら分かるように、内側壁面に向けて噴射することによ
り、特に低回転領域でＨＣ低減の効果が顕著になる。

【００３４】図７は、吸気通路の構成図である。前述の
ようにインジェクタ５０が装着された吸気管４０は、エ
ンジン側の合面Ｐで、エンジンのシリンダヘッドに形成
した吸気マニホルド３９に接続される。この場合、吸気
管４０及び吸気マニホルド３９の双方のフランジ４３同
士を突き合せて、その間に断熱材４２をオーリング１２
７とともに介装してボルト４４により相互に固定され
る。

【００３５】このようにインジェクタ５０よりエンジン
側の吸気通路に断熱材４２を介装することにより、エン
ジンから吸気マニホルド３９を介して吸気管４０に伝わ
る熱が断熱材４２により遮断されるため、インジェクタ
５０に対する熱的影響が軽減され、信頼性の高い燃料噴
射機能が維持される。

【００３６】吸気管４０は例えばアルミ合金製であり、
その上流側端部にゴムジョイント７８が焼付けられて固
定される。このゴムジョイント７８にスロットルボディ
４８が圧入され、ゴムジョイント７８の外周凹部７８ａ
にバンド（不図示）を嵌めて締付け固定する。このよう
なゴムジョイント７８を介してスロットルボディ４８を
接続することにより、エンジンからの振動を遮断してエ
アクリーナから外部への騒音の漏れを抑制するととも
に、スロットルボディ４８に取付けたサクションピスト
ン５１やスロットルバルブ７４等への熱的影響を軽減し
て高精度で信頼性の高い動作を達成できる。

【００３７】サクションピストン５１は、スロットルボ
ディ４８の上側に一体的に形成されたダイヤフラム室５
２とスロットルボディ４８の吸気通路４８ａ内で進退動
作するピストン７９とにより構成される。ダイヤフラム
室５２は、ダイヤフラム８０で仕切られた第１室（上
室）８１と第２室（下室）８２とを有する。第１室８１
は、ダイヤフラム８０を挿通してピストン７９内部と連
通する。ピストン７９の先端には負圧ポート８３が形成
され第１室８１に吸気負圧を導入する。ダイヤフラム室
５２の天井面とピストン７９の底部との間にスプリング
８４が備わる。このスプリング８４により、ピストン７
９は、スロットルボディ４８の吸気通路４８ａ内に進出
する方向（吸気通路４８ａを閉じる方向）に付勢され
る。ピストン７９内に導入される吸気負圧はこのスプリ
ング８４に抗してピストン７９を引き上げる方向（吸気
通路４８ａを開く方向）に作用する。

【００３８】ダイヤフラム８０の下側の第２室８２に
は、スロットルボディ４８の外側面を通過する大気通路
５３が連通する。大気通路５３の端部の大気取入口５４
は、スロットルボディ４８の下側に開口する。第２室８
２には、大気取入口５４から導入された大気圧が作用す
る。したがって、ダイヤフラム８０にはその両側の第１
室８１と第２室８２の差圧に応じた力が作用してピスト
ン７９を開閉方向に進退動作させる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、曲っ
た吸気通路の内径側（曲った形状の内側）の吸気通路内
壁面に向けて燃料を噴射することにより、吸気バルブ弁
体や吸気通路の外径側（曲った形状の外側）の吸気通路
内壁面に向けて噴射する場合に比べ、ＨＣエミッション
が低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る小型自動二輪車の外観図。

【図２】 図１の自動二輪車の要部側面図。

【図３】 図１の自動二輪車の要部平面図。

【図４】 図１の自動二輪車のエンジン部分の構成図。

【図５】 本発明に係る吸気通路の構成図。

【図６】 インジェクタの噴射方向がＨＣに与える影響
を示すグラフ。

【図７】 本発明に係る吸気通路の構成図。

【符号の説明】

１：車体、２：ハンドル、３：ヘッドパイプ、４：ステ
アリング軸、５：前輪、６：車体フレーム、７：カウリ
ング、８：車体カバー、９：シート、１０：燃料タン
ク、１１：ヘルメットボックス、１２：ブリーザホー
ス、１３：キャニスタ、１４：パージホース、１５：ス
ロットルワイヤ、１６：ブレーキケーブル、１７：後
輪、１８：ブレーキカムシャフト、１９：エンジンユニ
ット、、２０：エンジンブラケット、２１：下部車体フ
レーム部材、２２：ピボット、２３：ダンパー、２４：
減速機、２５：エアクリーナ、２５ａ：空気取入用開
口、２６：防塵カバー、２７：スタンド、２８：キック
レバー、２９：エンジン、３０：ダクト、３０ａ：開放
端部、３１：軸、３２：リンクプレート、３３：上端、
３４：後部車体フレーム部材、３５：下端、３６：ブラ
ケット、３７：シリンダ、３８：クランク軸、３９：吸
気マニホルド、４０：吸気管、４１：排気管、４２：断
熱材、４３：フランジ、４４：ボルト、４５：整備用カ
バー、４６：水温センサ、４７：エンジン制御ユニッ
ト、４８：スロットルボディ、４９：ジョイント、４９
ａ：ジョイント端部、５０：インジェクタ、５１：サク
ションピストン、５２：ダイヤフラム室、５３：大気通
路、５４：大気取入口、５５：リンク、５６：オートチ
ョーク、５７：吸気圧センサ、５８：負圧ホース、５
９：吸気温センサ、６０：ブラケット、６１：車体フレ
ーム部材、６２：燃料ホース、６３：スティ、６４：オ
ーバーフローパイプ、６５：バッテリ、６６：リカバリ
ータンク、７２：ワイヤハーネス、７４：スロットルバ
ルブ、７８：ゴムジョイント、７８ａ：凹部、７９：ピ
ストン、８０：ダイヤフラム、８１：第１室、８２：第
２室、８３：負圧ポート、８４：スプリング、８６：二
次空気導入システム、８７：負圧ホース、８８：エアホ
ース、８９：水温信号ケーブル、９０：ブローバイガス
ホース、９９；吸気バルブ、９９ａ：弁体、１２５：内
側壁面、１２６：外側壁面、１２７：オーリング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】曲がった形状の吸気通路の端部に吸気バル
   ブが備わり、該吸気バルブ近傍の吸気通路にインジェク
   タが装着された燃料噴射エンジンのインジェクタ配置構
   造において、 前記インジェクタの噴射方向を、前記吸気通路の曲り部
   分の内径側の吸気通路内壁面に向けて配設したことを特
   徴とする燃料噴射エンジンのインジェクタ配置構造。
2. 【請求項２】前傾したシリンダのシリンダヘッドの上側
   から前記吸気通路が連通していることを特徴とする請求
   項１に記載の燃料噴射エンジンのインジェクタ配置構
   造。
3. 【請求項３】前記インジェクタよりエンジン側の吸気通
   路に断熱材を介装したことを特徴とする請求項１または
   ２に記載の燃料噴射エンジンのインジェクタ配置構造。