TW202006241A - 火花點火式2閥引擎、引擎單元及車輛 - Google Patents

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田之倉隼人
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Abstract

本發明提供一種能夠提高熱效率之火花點火式2閥引擎。火花點火式2閥引擎具備活塞部、曲軸、僅1個排氣埠、僅1個單中心滾流埠、偏置火星塞、及與上述活塞部一併劃定燃燒室之小徑長行程汽缸，上述燃燒室係於沿往復方向觀察時，具有較上述活塞部之往復移動之行程短之直徑，且以如下方式形成，即，當上述活塞部朝向下死點移動較沿上述往復方向觀察時之上述燃燒室之直徑長之行程量時，使自上述單中心滾流埠吸入之氣體產生滾流，並且當上述活塞部朝向上死點移動較上述直徑長之行程量時，使被上述活塞部推壓之上述氣體前往進氣口。

Description

火花點火式2閥引擎、引擎單元及車輛
本發明係關於一種火花點火式2閥引擎、引擎單元及車輛。
已知有一種具備1個進氣閥及1個排氣閥且藉由火星塞之火花點火而燃燒之火花點火式2閥引擎。
例如，於專利文獻1中，表示有四行程2閥方式之火花點火式內燃機。專利文獻1之火花點火式內燃機具備汽缸、汽缸頭、一組進氣閥及排氣閥以及火星塞。該火花點火式內燃機之汽缸頭具備與活塞冠面之周緣部分對向之擠壓面。藉由擠壓面產生擠流(squish flow)。於專利文獻1之火花點火式內燃機中，藉由擠流而謀求燃燒室內之火焰傳播速度之增加。
又，例如，於專利文獻2中，表示有具備1個進氣閥、1個排氣閥及火星塞之內燃機。於專利文獻2之內燃機中，藉由閥及進氣埠之形狀，而於燃燒室內產生滾流(tumble flow)。藉此，謀求熱效率之提高。
又，例如，於專利文獻3中，表示有具有火星塞之2閥內燃機。於專利文獻3之2閥內燃機之活塞之頂面，設置有沿著外周緣形成之擠壓面。藉由位於擠壓面與汽缸頭之間之擠壓區域(squish area)而產生擠流。又，於較擠壓面靠中心之部分，設置有用以保持滾流之凹部。於專利文獻3之2閥內燃機中，藉由滾流及擠流而謀求熱效率之提高。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2003-301722號公報 專利文獻2：日本專利特開2012-241531號公報 專利文獻3：日本專利特開2015-63926號公報
[發明所欲解決之問題]
如上所述，於火花點火式2閥引擎中，為了使熱效率提高，一直嘗試藉由使用擠流或使用滾流來增大燃燒速度。又，其後，一直嘗試如例如專利文獻3所提出般藉由對滾流添加擠流來增大燃燒速度。
於火花點火式2閥引擎中，期望進一步提高熱效率。
本發明之目的在於提供一種能夠提高熱效率之火花點火式2閥引擎。 [解決問題之技術手段]
先前，火花點火式2閥引擎之研究、開發係為了謀求熱效率之提高而著眼於燃燒速度，例如基於利用擠流使燃燒速度成為高速之技術思想進行。 然而，本發明者等人於進行研究、開發之過程中，認識到僅以燃燒速度之視點難以進一步提高火花點火式2閥引擎之熱效率。作為以燃燒速度之視點難以提高熱效率之主要原因，認為是火花點火式2閥引擎中之熱損失。例如，於如專利文獻1~3所示般之欲進一步增大引擎之燃燒速度之情形時，因燃燒而導致一部分之溫度迅速增大。於該情形時，藉由燃燒所產生之能量中被轉換以用於活塞之下壓之能量容易減少，另一方面，沿汽缸等傳遞而逃逸之熱能容易增大。
本發明者等人著眼於火花點火式2閥引擎之燃燒中火焰傳播之距離。本發明者等人就燃燒之火焰傳播之距離之觀點而言，針對火花點火式2閥引擎之大小及形狀進行了研究。於對燃燒之火焰傳播之距離進行研究之過程中，本發明者等人研究了將活塞之行程設定得較長。
先前，認為若於通常之引擎之設計中將活塞之行程設定得較長，則會因伴隨活塞移動之機械損失之增大而導致熱效率下降。又，存在若伴隨著將活塞之行程設定得較長而汽缸孔(bore)之直徑變小，則能夠設置擠壓區域之區域減少之情形。因此，可認為燃燒速度減小，熱效率下降。
本發明者等人針對火花點火式2閥引擎之活塞之行程進行了研究，結果發現了以下情況。
本發明者等人針對火花點火式2閥引擎之活塞之行程進一步進行了研究，結果注意到以下情況。 藉由在供將氣體輸送至燃燒室之單中心滾流埠(SCTP)設置用以將氣體自壁面剝離之剝離強化部，能夠利用輸送至燃燒室之氣體產生較快之滾流。若將活塞之行程設定得較長，則活塞之移動速度增大。藉由使氣體進入時之活塞之移動速度增大，從而藉由進入之氣體所形成之滾流之速度增大。 於火花點火式2閥引擎中，設置有1個進氣閥及1個進氣口。因此，1個進氣閥及1個進氣口能以被定義為具有進氣口之寬度且自進氣口朝進氣方向延伸之區域的延長區域與排氣口重疊之方式設置。於該情形時，自進氣口進入至燃燒室內之氣體所形成之氣流係於沿活塞之往復方向觀察時，於自1個進氣口之中心延伸至1個排氣口之中心之直線附近最快。亦即，與例如排列有2個進氣口之構成相比，於氣流之中央部分產生流動較快之滾流。氣流之中央部分構成滾流之主要部分，且於燃燒室內移動最長之距離。滾流由於在氣流之中央部分具有較快之速度分佈，故而即便氣流整體之速度增大，亦能抑制滾流之混亂。
如此，於設置有1個進氣閥之火花點火式2閥引擎中，藉由進氣衝程中之活塞之較快之移動，而產生氣流之混亂得以抑制之較快之滾流。 進而，於火花點火式2閥引擎中，藉由將活塞之行程設定得較長，從而活塞於壓縮衝程中將進入之氣體壓回時之活塞之移動速度亦增大。藉此，可獲得較快之滾流。 因此，於火花點火式2閥引擎中，於將活塞之行程設定得較長之情形時，藉由獲得較快之滾流而氣體之燃燒所需要之時間減少。於火花點火式2閥引擎中，即便伴隨著例如汽缸孔之直徑之減小而能夠設置擠壓區域之區域減少，亦能藉由上述較快之滾流來降低因擠壓區域之減少所造成之影響。
於火花點火式2閥引擎中，伴隨著將活塞之行程設定得較長，而汽缸孔之直徑減小。亦即，藉由活塞所劃定之燃燒室之形狀之扁平度下降。因此，燃燒室中汽缸孔之徑向上之距離即火焰傳播之最大距離變小。因此，能夠抑制於燃燒完成之前沿汽缸等傳遞而逃逸之熱能之增大。因此，火花點火式2閥引擎之熱效率增大。
基於上述研究，本發明者等人考慮到存在藉由將火花點火式2閥引擎之活塞之行程設定得較長所產生的熱效率之增大較機械損失之增大量大的可能性。 因此，本發明者等人針對火花點火式2閥引擎，增大了活塞之行程，並且減小了汽缸孔直徑。其結果，發現能夠提高熱效率。
基於以上見解而完成之本發明之火花點火式2閥引擎具備以下構成。
(1)一種火花點火式2閥引擎，其具備： 活塞部，其劃定燃燒室並且往復移動； 曲軸，其以根據上述活塞部之往復移動而旋轉之方式與上述活塞部連結； 1個排氣埠，其經由排氣口與上述燃燒室連通； 1個單中心滾流埠，其經由進氣口與上述燃燒室連通，且具有剝離強化部，該剝離強化部係以使自上述進氣口進入至上述燃燒室之氣體產生繞於與上述往復方向相交之方向上延伸之軸線之滾流的方式，將輸送至上述進氣口之氣體自與上述進氣口相連之壁面剝離，上述進氣口係以被定義為沿上述活塞部之往復方向觀察時具有上述進氣口之寬度且自上述進氣口朝進氣方向延伸之區域的延長區域與上述排氣口重疊之方式設置； 1個排氣閥，其將上述排氣口打開及封閉； 1個進氣閥，其將上述進氣口打開及封閉； 偏置火星塞，其以藉由偏置點火部對上述燃燒室之氣體進行火花點火之方式構成，該偏置點火部係於藉由利用沿上述往復方向觀察時通過上述排氣口之中心及上述進氣口之中心的中心通過線區分上述燃燒室而定義之2個區域中之第1區域，以不與上述中心通過線重疊之方式配置；以及 小徑長行程汽缸，其形成有上述1個排氣埠及上述單中心滾流埠，具有0.1 L以上且未達0.2 L之衝程容積，與上述活塞部一併劃定上述燃燒室，且以如下方式形成，即，上述燃燒室於沿上述往復方向觀察時，具有較上述活塞部之往復移動之行程短之直徑，當上述活塞部朝向下死點移動較沿上述往復方向觀察時之上述燃燒室之直徑長之行程量時，經由上述剝離強化部使自上述單中心滾流埠進入之氣體產生上述滾流，並且當上述活塞部朝向上死點移動較上述直徑長之行程量時，使被上述活塞部推壓之上述氣體前往上述進氣口。
(1)之火花點火式2閥引擎具備活塞部、曲軸、偏置火星塞及小徑長行程汽缸。 活塞部進行往復移動。曲軸係以根據活塞部之往復移動而旋轉之方式與活塞部連結。小徑長行程汽缸與活塞部一併劃定燃燒室。小徑長行程汽缸具有0.1 L以上且未達0.2 L之衝程容積。小徑長行程汽缸具有1個排氣埠及1個單中心滾流埠(SCTP)。排氣埠經由排氣口與燃燒室連通。 單中心滾流埠(SCTP)經由進氣口與燃燒室連通。單中心滾流埠(SCTP)具有剝離強化部。剝離強化部係以強化氣體自與進氣口相連之壁面之剝離的方式構成。剝離強化部係以使進入至燃燒室之氣體產生滾流之方式強化氣體自壁面之剝離。進氣口係以進氣口之延長區域與排氣口重疊之方式配置。延長區域被定義為沿活塞部之往復方向觀察時具有進氣口之寬度且自進氣口朝進氣方向延伸之區域。偏置點火部係以不與中心通過線重疊之方式位於藉由利用中心通過線區分燃燒室而定義之2個區域中之第1區域。 燃燒室係於沿往復方向觀察時，具有較活塞部之往復移動之行程短之直徑。當活塞部朝下死點移動時，於燃燒室中，藉由自單中心滾流埠(SCTP)進入之氣體而產生滾流。活塞部移動較燃燒室之直徑長之行程量。又，於燃燒室中，當活塞部朝上死點移動時，使被活塞推壓之氣體前往進氣口。此時，活塞部亦移動較燃燒室之直徑長之行程量。偏置點火部對燃燒室之氣體進行火花點火。
根據(1)之構成，於燃燒室中，當活塞部朝向下死點移動時，氣體通過單中心滾流埠(SCTP)。氣體係藉由剝離強化部而自與進氣口相連之壁面剝離。剝離強化部係以於小徑長行程汽缸中形成滾流之方式，將氣體自壁面剝離。因此，於小徑長行程汽缸中，形成由自單中心滾流埠(SCTP)進入之氣體所產生之較快之滾流。由於活塞部移動之行程較燃燒室之直徑長，故而活塞部之移動速度較大。因此，燃燒室中產生較快之滾流。 由於偏置點火部係以不與中心通過線重疊之方式位於燃燒室之第1區域，故而能夠抑制由偏置點火部對配置空間造成之影響，從而確保單中心滾流埠(SCTP)之較大之進氣口。但，單中心滾流埠(SCTP)中之進氣口之面積小於例如具有複數個進氣口之引擎之進氣口之合計面積。由於氣體係開口越小則以越快之流速通過，故而通過單中心滾流埠(SCTP)之進氣口之氣體於燃燒室中產生較快之滾流。 又，進而，單中心滾流埠(SCTP)之進氣口係以當沿活塞部之往復方向觀察時進氣口之延長區域與排氣口重疊之方式配置。因此，自單中心滾流埠(SCTP)進入至燃燒室之氣體之流動於沿往復方向觀察時於燃燒室之中心線附近具有較快之流速之分量。因此，燃燒室內所形成之滾流由於在氣流之中央部分具有較快之分佈，故而即便氣流整體之速度增大亦能夠抑制混亂。因此，容易遍及燃燒室整體地維持較快之滾流。自進氣口進入至小徑長行程汽缸內之氣體首先朝向活塞流動。由於氣體之流動較快，故而進入至燃燒室之氣體於活塞部在下死點改變移動之朝向之前到達至活塞附近。因此，於活塞部改變移動之朝向並朝上死點移動時，已到達至活塞附近之氣體被活塞部壓回而反轉。於燃燒室中，被活塞部推壓之氣體前往進氣口，藉此，滾流被增強或維持。由於活塞部移動之行程較燃燒室之直徑長，故而活塞部之移動速度較大。藉由氣體被移動速度較大之活塞部壓回，而容易維持較快之滾流。 又，藉由燃燒室於沿往復方向觀察時具有較活塞部之往復移動之行程短之直徑，而由活塞部劃定之燃燒室之形狀之扁平度下降。因此，變得容易維持滾流，並且於點火後火焰傳播時，火焰沿著活塞部之頂面擴展之方向傳播之距離減小。因此，燃燒時間減少。因此，能夠抑制於燃燒完成之前沿汽缸等傳遞而逃逸之熱能。 偏置點火部於沿往復方向觀察時配置於自燃燒室之中心偏移之位置。然而，藉由較快之滾流及火焰傳播之最大距離之減小，而抑制因偏置點火部之偏移對燃燒時間造成之影響。因此，火花點火式2閥引擎之熱效率增大。 如此，由於在燃燒室內維持較快之滾流，並且火焰傳播之距離減小，故而氣體燃燒所需要之時間減少。藉由燃燒所需要之時間減少，能夠提高火花點火式2閥引擎之熱效率。 通常之引擎之圖示熱效率因體積與表面積之關係而具有引擎之大小越小則越減少之傾向。若為未達0.2 L之衝程容積，則伴隨衝程容積之減少之圖示熱效率之下降加速。根據(1)之構成，藉由自具有剝離強化部之單中心滾流埠(SCTP)進入至小徑長行程汽缸之氣體形成較快之滾流，因而火花點火式2閥引擎之熱效率增大。該熱效率之增大能夠彌補將通常之引擎小型化至0.1 L之衝程容積之情形時之因小型化所引起之圖示熱效率之下降。因此，根據(1)之構成，能夠提高具備具有剝離強化部之單中心滾流埠(SCTP)及小徑長行程汽缸且衝程容積為0.1 L以上且未達0.2 L之火花點火式2閥引擎之熱效率。
根據本發明之一態樣，火花點火式2閥引擎可採用以下構成。 (2)如(1)之火花點火式2閥引擎，其中 上述小徑長行程汽缸具有0.1 L以上且未達0.18 L之衝程容積。
(2)之火花點火式2閥引擎具有具備1個作為進氣閥發揮功能之單中心滾流埠及1個排氣閥之簡易構造，因此，能夠抑制具有未達0.18 L之衝程容積之小型引擎之大型化並且提高熱效率。
根據本發明之一態樣，火花點火式2閥引擎可採用以下構成。 (3)如(1)或(2)之火花點火式2閥引擎，其中 上述活塞部具有較上述燃燒室之直徑之1.2倍更大之往復移動之行程。
由於(3)之火花點火式2閥引擎之活塞部之往復移動之行程較燃燒室之直徑之1.2倍更大，故而活塞部之移動速度較大。因此，於燃燒室中產生較快之滾流。又，活塞部處於上死點之情形時之燃燒室之形狀之扁平度下降。因此，變得容易維持滾流，並且於點火後火焰傳播時，火焰沿著活塞部之頂面擴展之方向傳播之距離減小。因此，燃燒時間減少。於活塞部之往復移動之行程較燃燒室之直徑之1.2倍更大之區域中，可穩定地獲得藉由活塞部之移動速度之增大而產生之圖示熱效率之增大之效果。若使相對於燃燒室之直徑之活塞部之往復移動之行程大於1.2倍，則圖示熱效率之增大相對於行程之增大之程度飽和。即，相對於行程之增大，圖示熱效率之增大穩定。
根據本發明之一態樣，引擎單元可採用以下構成。 (4)一種引擎單元，其具備： 如(1)至(3)中任一項之火花點火式2閥引擎； 進氣通路，其與上述單中心滾流埠連通且對上述單中心滾流埠供給氣體；及 節流閥體，其具有調節於上述進氣通路中流動之氣體之流量的節流閥；且 上述節流閥體係以上述活塞部之往復方向與上述節流閥體中之上述進氣通路之中心線所成之角小於垂直於上述活塞部之往復方向之面與上述中心線所成之角之方式，於與上述活塞部之往復方向垂直之方向上配置於與上述小徑長行程汽缸重疊之位置。
(4)之引擎單元所具備之火花點火式2閥引擎之燃燒室於沿往復方向觀察時具有較活塞部之往復移動之行程短之直徑。因此，可抑制劃定燃燒室之小徑長行程汽缸之朝徑向之尺寸增大。因此，配置於與小徑長行程汽缸重疊之位置之節流閥體之配置自由度較高。因此，於以活塞部之往復方向與進氣通路之中心線所成之角小於垂直於活塞部之往復方向之面與中心線所成之角之方式配置節流閥體之情形時，能夠避開如會妨礙較快之滾流之產生的進氣通路之配置。其結果，能夠進一步提高熱效率。
根據本發明之一態樣，引擎單元可採用以下構成。 (5)一種引擎單元，其具備： 如(1)至(3)中任一項之火花點火式2閥引擎； 進氣通路，其與上述單中心滾流埠連通且對上述單中心滾流埠供給氣體；及 節流閥體，其具有調節於上述進氣通路中流動之氣體之流量的節流閥；且 上述節流閥體係以於上述活塞部之往復方向上延伸之上述活塞部之中心線與上述節流閥體中之上述進氣通路之中心線相交之方式配置。
(5)之引擎單元所具備之火花點火式2閥引擎之燃燒室於沿往復方向觀察時具有較活塞部之往復移動之行程短之直徑。因此，可抑制劃定燃燒室之小徑長行程汽缸之朝徑向之尺寸增大。因此，節流閥體之配置自由度較高。因此，於以活塞部之中心線與進氣通路之中心線相交之方式配置節流閥體之情形時，能夠避開如會妨礙較快之滾流之產生的進氣通路之配置。其結果，能夠進一步提高熱效率。
根據本發明之一態樣，引擎單元可採用以下構成。 (6)一種引擎單元，其具備： 如(1)至(3)中任一項之火花點火式2閥引擎；及 觸媒單元，其以於沿上述小徑長行程汽缸之徑向觀察時與上述小徑長行程汽缸至少局部地重合之方式配置，且收容將自上述火花點火式2閥引擎之上述燃燒室排出之廢氣淨化之觸媒。
(6)之引擎單元所具備之火花點火式2閥引擎之燃燒室於沿往復方向觀察時具有較活塞部之往復移動之行程短之直徑。因此，能夠抑制小徑長行程汽缸之朝徑向之尺寸增大，並且以觸媒單元於小徑長行程汽缸之徑向上與小徑長行程汽缸重合之方式配置。藉由此種配置，為了更有效地發揮觸媒之淨化性能，能夠縮短燃燒室與觸媒之距離以將更高溫之廢氣供給至觸媒。上述(6)之引擎單元較佳地搭載於車輛、尤其是跨坐型車輛。
例如，跨坐型車輛具有於行駛時進行利用騎乘者之體重移動所進行之姿勢控制，且朝向彎道之中心傾斜而迴轉之性質。通常，跨坐型車輛之座部高度及最小離地間隙因上述性質而受到制約，因此座部高度及最小離地間隙之變更並不容易。上述(6)之引擎單元可尤佳地應用於此種跨坐型車輛。根據上述(6)之引擎單元，能夠抑制小徑長行程汽缸之朝徑向之尺寸增大，並且以觸媒單元於小徑長行程汽缸之徑向上與小徑長行程汽缸重合之方式配置觸媒單元。藉此，能夠以一面抑制或不進行座部高度及/或最小離地間隙之變更，一面能更有效地發揮觸媒之淨化性能之方式配置觸媒單元。藉由觸媒之淨化性能之提高，而容易進行適合熱效率之駕駛。因此，能夠使熱效率進一步提高。
根據本發明之一態樣，車輛可採用以下構成。 (7)一種車輛，其具備： 如(1)至(3)中任一項之火花點火式2閥引擎；及 車輪，其由上述火花點火式2閥引擎驅動。
根據(7)之車輛，由於具備如(1)至(3)之火花點火式2閥引擎，故而引擎之熱效率提高，結果車輛之燃料效率提高。
單中心滾流埠(SCTP)係向燃燒室供給之氣體之通路，具有作為滾流埠(tumble port)之功能。作為滾流埠之功能係於燃燒室內使進氣產生滾流(縱渦流)之功能。單中心滾流埠(SCTP)具有以於燃燒室內使進氣產生滾流之方式使進氣於燃燒室內流動之形狀之壁面。單中心滾流埠(SCTP)所具有之產生滾流之構造例如為使氣流自單中心滾流埠(SCTP)之與進氣口相連之筒狀壁面中之最遠離排氣口之壁面部分剝離之構造。產生滾流之構造例如具有設置於上述壁面部分之突起。產生滾流之構造並不限於此，例如，於較壁面部分更靠氣流中之上游部分具有朝埠外鼓出之鼓出部。具備單中心滾流埠(SCTP)之小徑長行程汽缸係藉由活塞部移動長行程量，而自相對較大之唯一之滾流埠朝相對較小之直徑之汽缸孔內進行進氣。藉此，可產生較快之滾流。又，於小徑長行程汽缸中，行程較孔徑長。行程相對於孔徑之比率例如較佳為大於1.0，更佳為1.2以上。行程相對於孔徑之比率例如為1.3以上。又，行程相對於孔徑之比率例如為1.5以上。 又，單中心滾流埠(SCTP)例如亦可如下述(i)~(iii)般構成。 (i)單中心滾流埠(SCTP)亦可具備以如下方式形成之進氣口，即，通過進氣口之中心及排氣口之中心的中心通過線上之進氣口與排氣口之間之間隔較偏置點火部之直徑短。由於偏置點火部偏移，故而能夠確保進氣口之直徑較大。 (ii)單中心滾流埠(SCTP)亦可具備以如下方式形成之進氣口，即，於沿活塞部之往復方向觀察時，汽缸孔之中心(即活塞部之中心線通過之點)位於進氣口內。 (iii)單中心滾流埠(SCTP)亦可具備以如下方式形成之進氣口，即，於沿活塞部之往復方向觀察時，於包含進氣口之區域內之中心通過線上，中心通過線與進氣口重疊之部分較中心通過線與進氣口不重疊之部分長。藉此，相對於小徑孔，確保進氣口較寬。又，進氣口之直徑亦可較包含進氣口之區域內之中心通過線長。藉此，相對於小徑孔，確保進氣口更寬。再者，所謂包含進氣口之區域係指於藉由沿活塞部之往復方向觀察時與上述中心通過線正交且通過汽缸孔之中心之直線將燃燒室區分為2個區域之情形時主要包含進氣口之區域。又，所謂中心通過線係指於沿活塞部之往復方向觀察時通過汽缸孔之中心之直線。 如上所述，藉由自具有較大之進氣口之單中心滾流埠向小徑長行程汽缸供給氣體，能夠於燃燒室中產生更快之滾流。單中心滾流埠(SCTP)例如亦可以滿足以下任一項之方式構成。 ·上述(i)~(iii)全部 ·上述(i)及(ii) ·上述(ii)及(iii) ·上述(i)及(iii) ·上述(i) ·上述(ii) ·上述(iii) 於本說明書中，單中心滾流埠(SCTP)及排氣埠中之埠係指形成於小徑長行程汽缸之氣體之通路。另一方面，進氣口係用於進氣之開口，排氣口係用於排氣之開口。進氣口相當於單中心滾流埠(SCTP)與燃燒室之交界。排氣口相當於排氣埠與燃燒室之交界。
燃燒室係藉由活塞部及小徑長行程汽缸所劃定之空間。
滾流係繞於與活塞部之往復方向相交之方向上延伸之軸線之渦流。產生滾流之燃燒室氣體可亦產生除滾流以外之渦流。例如，燃燒室氣體亦可具有滾流以及繞於活塞部之往復方向上延伸之軸線旋轉之漩渦流(swirl flow)。 又，滾流係於燃燒室之上部(靠近汽缸頭之部分)自進氣口朝向排氣口流動。但，於形成有滾流時，燃燒室內之氣體亦可包含例如與在燃燒室之上部自進氣口朝向排氣口之氣流方向相反之氣流。
活塞及燃燒室於沿往復方向觀察時為圓形。但，活塞及燃燒室中之至少一者例如於沿往復方向觀察時亦可為長圓形。活塞部係以與小徑長行程汽缸相同之方式具有較直徑長之行程。
剝離強化部具有以使自進氣口吸入至燃燒室之氣體產生滾流之方式，將輸送至進氣口之氣體自與進氣口相連之壁面剝離之構造。剝離強化部例如為朝向單中心滾流埠(SCTP)內之空間突出之凸部。凸部亦可具有邊緣。又，凸部亦可鄰接於用以強調該凸部之凹部。又，剝離強化部並不限於1個凸部，例如亦可為設置於壁面之小凹坑(dimple)、即複數個微小之凹處。
延長區域被定義為於沿活塞部之往復方向觀察時具有進氣口之寬度且自進氣口於進氣方向上延伸之區域。進氣方向相當於自進氣口將單中心滾流埠(SCTP)之中心線延長所得之直線之朝向。作為進氣口之寬度，使用於與進氣方向垂直之方向上最大之進氣口之寬度。於沿活塞部之往復方向觀察時，延長區域例如與活塞部之頂面之中心重疊。 又，中心通過線係沿活塞部之往復方向觀察時通過排氣口之中心及進氣口之中心之直線。
火花點火式2閥引擎例如具備作為偏置火星塞之1個火星塞。但，火花點火式2閥引擎並不限於此，例如亦可具備2個以上之偏置火星塞。
火花點火式2閥引擎例如為四行程引擎。但，火花點火式2閥引擎並不限於此，例如亦可為六行程引擎或八行程引擎。
觸媒單元與小徑長行程汽缸至少局部地重疊之位置包含觸媒單元整體與小徑長行程汽缸重疊之位置。
車輛除了具有引擎以外，例如還具有車輪。車輪包含受到自引擎輸出之動力而旋轉之驅動輪。車輪之個數並無特別限定。作為車輛，並無特別限定，例如可列舉：四輪汽車、跨坐型車輛等。四輪汽車例如具有車廂。所謂跨坐型車輛係指騎乘者橫跨地乘坐於鞍之形式之車輛。作為跨坐型車輛，例如可列舉：機車、三輪機車、ATV(All-Terrain Vehicle，全地形車輛)。
本說明書中所使用之專業用語係為了僅定義特定之實施例，並不具有限制發明之意圖。本說明書中所使用之用語「及/或」包含一個或複數個相關聯而列舉之構成物之全部或所有組合。於在本說明書中使用之情形時，用語「包含、包括(including)」「包含、具備(comprising)」或「具有(having)」及其變化之使用雖特定出所記載之特徵、製程、操作、要素、成分及/或其等之均等物之存在，但可包含步驟、動作、要素、成分、及/或其等之群中之1個或複數個。於在本說明書中使用之情形時，用語「安裝」、「連接」、「結合」及/或其等之均等物被廣泛使用，包含直接及間接之安裝、連接及結合之兩者。進而，「連接」及「結合」並不限定於物理性或機械性連接或結合，可包含直接或間接之電性連接或結合。只要未另外定義，則本說明書中所使用之全部用語(包含技術用語及科學用語)具有與由本發明所屬領域之技術人員通常所理解之含義相同之含義。如通常使用之詞典中所定義之用語般之用語應解釋為具有與相關技術及本發明之語境中之含義一致之含義，只要於本說明書中未明確地定義，則不應以理想化或過度形式化之含義進行解釋。於本發明之說明中，可理解為揭示有較多之技術及製程。其等之各者具有個別之利益，分別亦可與其他所揭示之技術之1個以上、或視情形與全部一併使用。因此，為了變得明確，本說明限制不必要地重複各個步驟之可能之全部組合。儘管如此，說明書及申請專利範圍應被理解並解讀為此種組合全部處於本發明及請求項之範圍內。 於本說明書中，對新的火花點火式2閥引擎進行說明。於以下之說明中，出於說明之目的，為了提供本發明之完全之理解而對多個具體之詳細情況進行敍述。然而，本領域技術人員明白能夠不參照該等特定之詳細情況而實施本發明。本發明應被考慮為本發明之例示，而並非意圖將本發明限定於藉由以下之圖式或說明而表示之特定之實施形態。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種能夠提高熱效率之火花點火式2閥引擎。
圖1係表示本發明之第一實施形態之火花點火式2閥引擎之概略構成之圖，(A)係沿活塞部之往復方向觀察時之內部之透視圖，(B)係側面剖視圖。 圖2係圖1所示之火花點火式2閥引擎之正面剖視圖。
圖1及圖2所示之火花點火式2閥引擎1(以下，亦簡稱為引擎1)例如搭載於圖16所示之跨坐型車輛100。 火花點火式2閥引擎1為單汽缸引擎。火花點火式2閥引擎1具備曲軸2、曲軸箱部21、小徑長行程汽缸4、活塞部5、燃料噴射部6、偏置點火部7a(偏置火星塞7)、進氣閥81及排氣閥82。火花點火式2閥引擎1為單汽缸引擎。火花點火式2閥引擎1具有1個小徑長行程汽缸4。
小徑長行程汽缸4具備汽缸頭部41及汽缸體部42。曲軸箱部21、汽缸體部42及汽缸頭部41依序堆積且相互緊固。
於汽缸體部42之內部形成有汽缸孔42b。汽缸孔42b為汽缸體部42內之空間。火花點火式2閥引擎1為水冷式引擎。於汽缸體部42設置有冷卻液通路42j。
活塞部5收容於汽缸孔42b。活塞部5係能夠往復移動地配置。將活塞部5往復之方向稱為往復方向Z。活塞部5於圖1之實線所示之上死點與虛線所示之下死點之間往復移動。活塞部5劃定燃燒室4r。更詳細而言，活塞部5及小徑長行程汽缸4劃定燃燒室4r。進一步詳細而言，活塞部5、小徑長行程汽缸4、進氣閥81及排氣閥82劃定燃燒室4r。 小徑長行程汽缸4例如具有0.1 L以上且未達0.2 L之衝程容積。火花點火式2閥引擎1為自然進氣式引擎。火花點火式2閥引擎1係於無增壓器之情況下進氣。 燃燒室4r於沿往復方向Z觀察時具有較活塞部5之往復移動之行程St短之直徑B。即，活塞部5之往復移動之行程St較燃燒室4r之直徑B長。行程St相對於直徑B之比率例如為1.2以上。行程St相對於直徑B之比率例如亦可為1.3以上。於行程St相對於直徑B之比率為1.3以上之情形時，熱效率更高。又，行程St相對於直徑B之比率例如為1.5以上。於本實施形態中，於行程St相對於直徑B之比率為1.5以上之情形時，熱效率更高。
又，火花點火式2閥引擎1中之壓縮比與先前之引擎相比設定得較高。於火花點火式2閥引擎1中，能夠抑制爆震(knocking)之產生，並且具有與先前之引擎相比較高之壓縮比。藉此，火花點火式2閥引擎1中之熱效率亦提高。
火花點火式2閥引擎1之最高輸出旋轉速度被設定為未達6000 rpm。最高輸出旋轉速度為可獲得最高輸出之旋轉速度。火花點火式2閥引擎1雖具有較大之行程St，但藉由將最高輸出旋轉速度抑制為未達6000 rpm，可抑制活塞部5之最大移動速度。 火花點火式2閥引擎1中之燃燒室4r之直徑B例如被設定為40 mm至60 mm之範圍。行程St被設定為70 mm至80 mm之間。
圖3係表示圖1所示之火花點火式2閥引擎之活塞部之立體圖。 活塞部5於活塞部5之頂面5t具有較周圍凹陷之凹部5c。凹部5c於沿往復方向Z觀察時為圓狀。凹部5c於沿往復方向Z觀察時為以活塞部5之中心線Lc為中心之圓狀。 再者，於本實施形態中，沿往復方向Z觀察時活塞部5之中心與燃燒室4r之中心重疊。又，沿往復方向Z觀察時活塞部5之中心及燃燒室4r之中心與中心線Lc重疊。因此，對於沿往復方向Z觀察時之活塞部5之中心、燃燒室4r之中心及中心軸標註相同之符號Lc而加以參照。 又，於活塞部5之頂面5t亦設置有用以避免與進氣閥81及排氣閥82之干涉之閥凹槽5a、5b。閥凹槽5a、5b與凹部5c相鄰。於閥凹槽5a、5b中承收進氣閥81及排氣閥82之一部分。凹部5c係與閥凹槽5a、5b不同之部分，不承收進氣閥81及排氣閥82。
圖1及圖2所示之曲軸2經由軸承31(參照圖2)而支持於曲軸箱部21。曲軸2係以根據活塞部5之往復移動而旋轉之方式與活塞部5連結。曲軸2經由連桿32而與活塞部5連結。連桿32之一端旋轉自如地支持於曲軸2，連桿32之另一端旋轉自如地支持於活塞部5。 將曲軸2延伸之方向設為曲軸方向X。圖中亦示出了與曲軸方向X及往復方向Z之兩者相交之方向Y。
火花點火式2閥引擎1具備僅1個單中心滾流埠(SCTP)41a及僅1個排氣埠41e。單中心滾流埠(SCTP)41a作為進氣埠發揮功能。單中心滾流埠(SCTP)41a及排氣埠41e形成於小徑長行程汽缸4。詳細而言，單中心滾流埠(SCTP)41a及排氣埠41e形成於汽缸頭部41。單中心滾流埠(SCTP)41a及排氣埠41e之各者與燃燒室4r相連。汽缸頭部41具有進氣口41b及排氣口41f。進氣口41b係單中心滾流埠(SCTP)41a於燃燒室4r中之開口部。排氣口41f係排氣埠41e於燃燒室4r中之開口部。通過單中心滾流埠(SCTP)41a之氣體係通過進氣口41b而被供給至燃燒室4r。火花點火式2閥引擎1中之進氣口41b較排氣口41f大。進氣口41b係以於沿活塞部之往復方向Z觀察時汽缸孔42b之中心(即活塞部5之中心線Lc通過之點)位於進氣口41b內之方式形成。
單中心滾流埠(SCTP)41a經由進氣口41b而與燃燒室4r連通。單中心滾流埠(SCTP)41a具有使自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體產生滾流之構造。滾流係於燃燒室4r內繞於與往復方向Z相交之方向上延伸之軸線的氣流。產生滾流之構造之詳細情況將於下文敍述。
單中心滾流埠(SCTP)41a中之與進氣口41b相反之端(上游端)係於汽缸頭部41之外表面開口。於進氣口41b之端(上游端)連接有進氣通路115。詳細而言，於進氣口41b之上游端連結有構成進氣通路115之進氣管114。
排氣埠41e經由排氣口41f而與燃燒室4r連通。排氣埠41e係以自燃燒室4r之排氣口41f起一面彎曲一面於汽缸頭部41內朝向下游延伸之方式形成。排氣埠41e中之與排氣口41f相反之端(下游端)係於汽缸頭部41之外表面開口。於排氣口41f之端(下游端)連結有排氣通路117(參照圖17)。
如圖1(A)所示，延長區域Ae被定義為於沿往復方向Z觀察小徑長行程汽缸4時，具有進氣口41b之寬度且自進氣口41b朝進氣方向Y1延伸之區域。單中心滾流埠(SCTP)41a及進氣口41b係以延長區域Ae與排氣口41f重疊之方式設置。於本實施形態中，進氣方向Y1包含於方向Y。
燃料噴射部6係朝向單中心滾流埠(SCTP)41a安裝。燃料噴射部6向單中心滾流埠(SCTP)41a噴射燃料。燃料噴射部6係於較進氣口41b更靠上游之位置噴射燃料。燃料噴射部6向被供給至單中心滾流埠(SCTP)41a內之空氣噴射燃料，藉此製作出混合氣體(以下，亦簡稱為氣體)。氣體包含空氣及燃料。氣體通過進氣口41b被供給至燃燒室4r。
火花點火式2閥引擎1係以理論空燃比(化學計量(stoichiometry))燃燒。燃料噴射部6係以火花點火式2閥引擎1按理論空燃比燃燒之方式噴射燃料。燃料噴射部6係以空燃比成為14.2至14.8之範圍之方式噴射燃料。其相當於以過量空氣比(excess air ratio)計為0.98至1.02之範圍。更詳細而言，火花點火式2閥引擎1例如藉由未圖示之氧感測器檢測廢氣中之氧含量，並基於所檢測出之氧含量，以空燃比成為14.2至14.8之範圍之方式噴射燃料。
進氣閥81將進氣口41b打開及封閉。排氣閥82將排氣口41f打開及封閉。於汽缸頭部41旋轉自如地設置有凸輪軸41s。於凸輪軸41s設置有凸輪41t。凸輪軸41s及凸輪41t係一體地與曲軸2之旋轉連動地旋轉。藉由凸輪41t之動作，從而進氣閥81及排氣閥82之各者直線往復移動，藉此進氣口41b及排氣口41f打開及封閉。
偏置火星塞7設置於汽缸頭部41。偏置火星塞7具有偏置點火部7a。偏置點火部7a露出至燃燒室4r。偏置點火部7a對燃燒室4r之氣體進行火花點火。 如圖1(A)所示，燃燒室4r於沿往復方向Z觀察時被區分為2個區域即第1區域A1及第2區域A2。第1區域A1及第2區域A2係藉由通過排氣口41f之中心f及進氣口41b之中心b之中心通過線S而區分。偏置點火部7a係以不與中心通過線S重疊之方式配置於第1區域A1。 進氣口41b係以中心通過線S上之進氣口41b與排氣口41f之間之間隔較偏置點火部7a之直徑短之方式形成。偏置點火部7a係以不與中心通過線S重疊之方式配置，可確保進氣口41b之直徑較大。
小徑長行程汽缸4係於活塞部5朝向下死點移動較沿往復方向Z觀察時之燃燒室4r之直徑B長之行程量時，使自單中心滾流埠(SCTP)41a進入之氣體產生滾流。具體而言，小徑長行程汽缸4具有收容有活塞部5之圓筒狀之汽缸孔42b。藉由小徑長行程汽缸4及活塞部5劃定燃燒室4r。於小徑長行程汽缸4之中，活塞部5移動較燃燒室4r之直徑B長之行程St。自單中心滾流埠(SCTP)41a進入之氣體主要朝向排氣閥82流動，其次被引導至筒狀之汽缸孔42b之壁面。藉此，產生滾流。又，小徑長行程汽缸4係以使被活塞部5推壓之氣體前往配置有進氣閥81之進氣口41b之方式形成。被活塞部5推壓之氣體被引導至筒狀之汽缸孔42b之壁面，並朝向配置有進氣閥81之進氣口41b流動。藉此，亦產生滾流。關於滾流之詳細情況，將於下文敍述。
圖4係圖1(A)所示之火花點火式2閥引擎之放大圖。 於圖4中，示出根據與圖1(A)不同之觀點所進行之燃燒室4r之區分。即，如圖4所示，燃燒室4r係藉由沿活塞部5(參照圖1)之往復方向Z觀察時與中心通過線S正交且通過汽缸孔42b之中心線Lc之直線T，而區分為包含進氣口41b之區域Ab與包含排氣口41f之區域Af。又，於圖4中，示出了於沿活塞部5之往復方向Z觀察時通過汽缸孔之中心線Lc之中心通過線。
於本實施形態中，單中心滾流埠(SCTP)41a所具備之進氣口41b係相對於小徑之汽缸孔42b被確保得較寬。具體而言，進氣口41b係以如下方式形成。沿往復方向Z觀察時，於包含進氣口41b之區域Ab內之中心通過線S上，中心通過線S與進氣口41b重疊之部分較中心通過線S與進氣口41b不重疊之部分長。 如此，藉由自具有較大之進氣口41b之單中心滾流埠(SCTP)41a向小徑長行程汽缸4供給氣體，能夠於燃燒室4r中產生較快之滾流。 例如，於圖4所示之例中，區域Ab內中心通過線S與進氣口41b不重疊之部分之長度實質上為0。即，沿往復方向Z觀察時，進氣口41b係以內切於燃燒室4r之方式配置。又，沿往復方向Z觀察時，汽缸孔42b之中心線Lc包含於進氣口41b之範圍。
例如，燃燒室4r之直徑大於40 mm且小於60 mm。於該情形時，包含進氣口41b之區域Ab內之中心通過線S之長度大於20 mm且小於30 mm。其中，中心通過線S與進氣口41b重疊之部分大於20 mm且小於30 mm。於圖4所示之例中，於包含進氣口41b之區域Ab內之中心通過線S上，中心通過線S與進氣口41b重疊之部分之長度大於20 mm且小於30 mm。但，燃燒室4r之直徑、包含進氣口41b之區域Ab內之中心通過線S之長度、中心通過線S與進氣口41b重疊之部分之長度、及不重疊之部分之長度之各者並不限於上述範圍。
圖5係將圖1所示之火花點火式2閥引擎之單中心滾流埠(SCTP)及其周邊部分放大表示之剖視圖。圖5(A)係除了表示單中心滾流埠(SCTP)41a以外還表示進氣閥81及燃料噴射部6之位置之圖。圖5(B)係僅易於觀察地表示單中心滾流埠(SCTP)41a之剖視圖。
如上文所說明般，於火花點火式2閥引擎1中僅設置有1個單中心滾流埠(SCTP)41a。單中心滾流埠(SCTP)41a具有呈筒狀延伸之內壁。 進氣閥81具有傘部81a及桿部81b。傘部81a為圓盤狀。桿部81b為柱狀且與傘部81a相連。進氣閥81之傘部81a將單中心滾流埠(SCTP)41a之進氣口41b打開及封閉。 單中心滾流埠(SCTP)41a具有使自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體產生滾流之構造。詳細而言，於單中心滾流埠(SCTP)41a之內壁設置有剝離強化部41p。剝離強化部41p具有以使自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體產生滾流之方式，將輸送至進氣口41b之氣體自與進氣口41b相連之壁面剝離之構造。更詳細而言，剝離強化部41p具有如將氣體自劃定單中心滾流埠(SCTP)41a之進氣口41b之圓周中之至少最遠離排氣口41f(參照圖1)之部分41g剝離般之構造。更詳細而言，於通過進氣口41b及排氣口41f之剖面中，剝離強化部41p具有設置於構成單中心滾流埠(SCTP)41a之壁面之鄰接於進氣口41b之環狀部分之至少最遠離排氣口41f之部分41g的回折之形狀。剝離強化部41p係急遽地朝遠離單中心滾流埠(SCTP)41a之中心線41c之朝向回折而成之形狀。換言之，剝離強化部41p係急遽地朝遠離排氣口41f之朝向回折而成之形狀。 圖5所示之剝離強化部41p係朝向單中心滾流埠(SCTP)41a內之空間突出之凸部。剝離強化部41p係沿著較進氣口41b更靠氣體流動之上游之內壁之環狀之周延伸之突條。即，剝離強化部41p係沿著進氣口41b之圓周延伸。但，剝離強化部41p並未環繞內壁一周。單中心滾流埠(SCTP)41a係於與進氣口41b相連之環狀帶部分中之最遠離排氣口41f之部分具有剝離強化部41p。剝離強化部41p具有邊緣。因此，圖5所示之單中心滾流埠(SCTP)41a之內壁於單中心滾流埠(SCTP)41a之延伸方向上於剝離強化部41p處不連續。剝離強化部41p於圖5所示之剖面中形成直角或銳角。 剝離強化部41p例如於圖5所示之剖面中形成銳角。 剝離強化部41p為回折之形狀，但微觀上亦可未必具有如圖5所示般之邊緣。 於單中心滾流埠(SCTP)41a內一面與壁面相接一面朝向進氣口41b流動之氣體係藉由剝離強化部41p而自壁面剝離。氣體無法沿著急遽地回折之形狀流動。亦即，遠離排氣口41f之朝向之氣流減少。因此，通過進氣口41b與進氣閥81之間之間隙而進入至燃燒室4r之氣體流動中自進氣口41b前往排氣口41f之氣流較其他朝向之氣流更快。藉由自進氣口41b前往排氣口41f之氣流，而於燃燒室4r中產生滾流。關於滾流之詳細情況，將於下文敍述。
火花點火式2閥引擎1為進氣管噴射式引擎。燃料噴射部6係以朝向單中心滾流埠(SCTP)41a之進氣口41b噴射燃料之方式配置。燃料噴射部6將經霧化之燃料噴射至圓錐狀之噴射範圍6a。所噴射之燃料之密度係越接近噴射範圍6a之中心6c則越大。噴射範圍6a之中心6c處之燃料之密度最大。 燃料噴射部6係以燃料之噴射範圍6a之中心6c不與單中心滾流埠(SCTP)41a之剝離強化部41p相交之方式配置。燃料噴射部6係以燃料之噴射範圍之中心6c與進氣閥81之桿部81b相交之方式配置。具有最大燃料密度之噴射範圍6a之中心6c不與剝離強化部41p相交。因此，可抑制燃料附著於剝離強化部41p並凝聚於剝離強化部41p附近之事態之發生。其結果，可抑制凝聚之燃燒成為較大之塊(液滴)並間斷性地進入至燃燒室4r等事態之發生。因此，可抑制來自單中心滾流埠(SCTP)41a之非意欲之間斷性燃料供給之變動。因此，熱效率提高。 更詳細而言，燃料噴射部6係以噴射範圍6a不與單中心滾流埠(SCTP)41a之剝離強化部41p相交之方式配置。藉此，可進一步抑制燃料附著於剝離強化部41p並凝聚於剝離強化部41p附近之事態之發生。因此，熱效率進一步提高。
圖6係對圖1所示之火花點火式2閥引擎之燃燒室內之混合氣體之流動進行說明之圖。(A)表示進氣衝程之俯視圖，(B)表示進氣衝程之立體圖。(C)表示壓縮衝程之俯視圖，(D)表示壓縮衝程之立體圖。
如圖6(A)、(B)所示，於進氣衝程中，活塞部5自上死點朝向下死點移動。又，於進氣衝程中，進氣閥81將進氣口41b打開。其結果，氣體通過單中心滾流埠(SCTP)41a及進氣口41b流入至燃燒室4r。 如圖6(A)所示，於沿往復方向Z觀察時自進氣口41b朝進氣方向Y1延伸之延長區域Ae與排氣口41f重疊。因此，如圖6(A)所示，於單中心滾流埠(SCTP)41a中朝進氣方向Y1流動且自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體大多藉由單中心滾流埠(SCTP)41a之構造而尤其向配置有排氣口41f之方向、即進氣方向Y1流動。更詳細而言，於單中心滾流埠(SCTP)41a內流動之氣流係藉由剝離強化部41p而自單中心滾流埠(SCTP)41a之壁面剝離。因此，如圖6(A)所示，通過進氣口41b與進氣閥81之間之圓環狀間隙而進入至燃燒室4r之氣體流動中自進氣口41b前往排氣口41f之氣流較其他朝向之氣流更快且多。於圖6(A)~(D)中，以較粗之箭頭線表示較快之氣流。自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體大多沿著排氣閥82之閥面流動，且以被引入至活塞部5之方式朝向活塞部5之下死點之位置流動。其結果，於燃燒室4r內形成滾流。滾流係繞於與往復方向Z相交之方向上延伸之軸線X1之渦流。於圖6所示之本實施形態之例中，軸線X1實質上與曲軸方向X平行。但，燃燒室4r內之氣流亦存在除了包含滾流以外還包含作為繞中心線Lc之渦流之漩渦流之情形。於該情形時，滾流之分量之軸實質上不與曲軸方向X平行。
火花點火式2閥引擎1具備僅1個單中心滾流埠(SCTP)41a之進氣口41b、及僅1個排氣埠41e之排氣口41f。與例如具有3個以上之進氣口及排氣口之引擎不同，1個進氣口41b及1個排氣口41f係以於沿往復方向Z觀察時與燃燒室4r之共通之直徑重疊之方式配置。即，1個進氣口41b及1個排氣口41f係於沿往復方向Z觀察時配置於通過燃燒室4r之中心線Lc且與進氣方向Y1平行之直線上。因此，自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體流動中通過中心線Lc附近之氣體之流動最快。 於火花點火式2閥引擎1設置有與例如具備複數個進氣口之情形相比較大之進氣口41b。因此，沿往復方向Z觀察時自進氣口41b朝排氣口41f產生寬度較寬之氣體流動。而且，氣體之流動中通過中心線Lc附近之中央部分之流動最快。 火花點火式2閥引擎1之偏置點火部7a(參照圖1)係以不與中心通過線S重疊之方式位於燃燒室之第1區域A1。因此，與例如沿往復方向Z觀察時點火部配置於燃燒室4r之中心之情形相比，設置有較大之進氣口41b。藉此，亦自進氣口41b朝排氣口41f產生寬度較寬之氣體流動。 以此方式，藉由自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體，而形成具有較寬之寬度且寬度方向(本實施形態中為軸線X1方向)之中央部分之流動較快之滾流。
於火花點火式2閥引擎1中，與例如具備複數個進氣口之構成中之1個進氣口相比，確保了較大之進氣口41b。但，進氣口41b之大小相較於例如設置有複數個進氣口之情形時之進氣口之面積之合計而言較小。由於開口越小則氣體以越快之流速通過，故而通過單中心滾流埠(SCTP)41a之進氣口41b之氣體產生與具有複數個進氣口之情形相比而言較快之滾流。 火花點火式2閥引擎1之活塞部5之往復移動之行程St(參照圖1)較燃燒室4r之直徑B長。因此，活塞部5朝向下死點移動時之移動速度較大。因此，因活塞部5之移動，而自進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體之流動較快。因此，產生較快之滾流。 以此方式，如圖6(B)所示，於燃燒室4r內，形成寬度較寬而且於寬度方向上之中央部分具有最快流動之滾流。中心部分具有最快流動之滾流係藉由移動較燃燒室4r之直徑B長之行程St量之活塞部5之移動而形成。藉由在寬度方向上之中央部分具有最快流動之滾流，可抑制氣流之混亂。此種滾流容易長時間地維持速度。
火花點火式2閥引擎1之單中心滾流埠(SCTP)41a於小徑長行程汽缸4內形成滾流比大於0.3之滾流。
滾流比係表示滾流之強度之指標。滾流比係表示滾流之速度之指標。
圖7係對滾流比之計算方法進行說明之圖。於圖7中，模式性地示出小徑長行程汽缸4之內部構造。 於計算滾流比時，在小徑長行程汽缸4內定義稱為滾流球TS之空間。根據滾流球TS之球體內之氣體之角速度來計算滾流比。
於繼進氣衝程後之壓縮衝程中，如圖6(D)所示般，活塞部5朝向上死點移動。於進氣衝程中，如圖6(B)所示般，自進氣口41b出來並沿著排氣閥82之閥面流動，然後朝向活塞部5流動之氣體於壓縮衝程中如圖6(D)所示般被活塞部5推壓。被活塞部5推壓之氣體朝向進氣口41b流動。藉此，維持滾流。活塞部5移動之行程St較燃燒室4r之直徑B長。因此，壓縮衝程中之活塞部5之移動速度亦較大。因此，藉由被活塞部5推壓之氣體，容易維持較快之滾流。 於火花點火之時點，燃燒室4r內之較快之滾流變為較快之亂流。其結果，火焰於較短之期間內傳播。 又，燃燒室4r於沿往復方向Z觀察時具有較活塞部5之往復移動之行程St短之直徑B。藉由較短之直徑B，而當活塞部5處於上死點時藉由活塞部5所劃定之燃燒室4r之扁平度下降。因此，於利用偏置點火部7a點火後，於火焰傳播時，火焰傳播之最大距離減小。藉此，燃燒時間亦減少。
火花點火式2閥引擎1之偏置點火部7a係於沿往復方向Z觀察時配置於自燃燒室4r之中心偏移之位置。然而，於本實施形態之火花點火式2閥引擎1中，藉由較快之滾流及火焰傳播之最大距離之減小，可抑制因偏置點火部7a之偏移後之配置位置對燃燒時間造成之影響。 如此，於燃燒室內維持較快之滾流，並且火焰傳播之距離減小，因此氣體燃燒所需要之時間減少。藉由形成滾流比大於0.3之滾流，從而氣體燃燒所需要之時間進一步減少。藉由燃燒所需要之時間減少，從而火花點火式2閥引擎1之熱效率提高。
於火花點火式2閥引擎1中，藉由燃燒所需要之時間減少，可抑制爆震之產生。又，由於火花點火式2閥引擎1為水冷式引擎，故而可抑制爆震之產生。因此，能夠抑制爆震之產生並且將火花點火式2閥引擎1之壓縮比設定得較先前之引擎高。其結果，火花點火式2閥引擎1之熱效率進一步提高。
圖8係對作為比較例之火花點火式4閥引擎之混合氣體之流入狀況進行說明之俯視圖。
圖8所示之比較例之引擎9具備4個閥。且具備2個進氣口941b。自進氣口941b之各者進入至燃燒室94r之氣體流動中以相互遠離之方式相對於進氣方向朝向斜向之氣流最快。 由於圖8所示之比較例之引擎之氣體之進氣口941b分散為2個，故而來自各個進氣口941b之氣體之流動與具備1個進氣口41b(參照圖6)之本實施形態之氣流相比而言較慢。 而且，自進氣口941b之各者進入至燃燒室94r之氣體之流動中以相互靠近之方式相對於進氣方向朝向斜向之氣流因於中心部分相互碰撞而混亂。因此，有助於滾流之流動受到妨礙。又，最有助於滾流之氣體之流動被分為2個。其結果，即便活塞95移動與本實施形態相同之行程量，滾流之速度亦較小。又，由於滾流混亂，故而當於壓縮衝程中活塞朝向上死點移動時，被活塞推壓之氣流之流動容易混亂。因此，滾流容易衰減。
相對於此，於本實施形態之火花點火式2閥引擎1中，如圖6所示，藉由自僅1個單中心滾流埠(SCTP)41a進入至燃燒室4r之氣體，而形成氣流之寬度方向上之中央部分處之流動較快之滾流。自與例如具備2個進氣口941b之情形相比具有較小之面積之進氣口41b進入至燃燒室4r之氣體之流動係於進氣衝程中藉由高速地移動較燃燒室4r之直徑B長之行程的活塞，而高速地移動。因此，形成較快之滾流。又，氣體之流動係於壓縮衝程中藉由高速地返回之活塞，而將氣流朝向進氣閥81之配置方向壓回。藉此，形成更快之滾流。
圖9係表示火花點火式2閥引擎之燃燒室之直徑與熱效率之關係之曲線圖。
於圖9中，作為示例，表示於將衝程容積(排氣量)固定為0.15 L之火花點火式2閥引擎中，改變燃燒室之直徑及活塞部之行程之情形時之熱效率(圖示熱效率)之計算結果。模擬對象之火花點火式2閥引擎係除了燃燒室之直徑與活塞部之行程以外，具有與圖1及圖2所示之構成相同之構成。亦即，計算對象之火花點火式2閥引擎具備單中心滾流埠(SCTP)41a。 於圖9之曲線圖中，燃燒室之直徑較R1小之區域、即圖中較R1靠左之區域係活塞部之行程較燃燒室之直徑長。 於圖9之曲線圖中，燃燒室之直徑較R2小之區域、即圖中較R2靠左之區域係活塞部之行程較燃燒室之直徑之1.2倍更長。 於圖9之曲線圖中，燃燒室之直徑較R3小之區域、即圖中較R2靠左之區域係活塞部之行程較燃燒室之直徑之1.5倍更長。
於具備單中心滾流埠(SCTP)41a及偏置點火部7a之火花點火式2閥引擎1中，如圖9所示，藉由使活塞部之行程St較燃燒室之直徑B長，可獲得較高之熱效率。
於活塞部之行程較燃燒室之直徑之1.2倍更長之區域中，圖示熱效率之增大程度實質上飽和。即，相對於行程增大，圖示熱效率難以增大。於活塞部之行程較燃燒室之直徑之1.2倍更長之區域中，圖示熱效率更高。
於活塞部之行程較燃燒室之直徑之1.5倍更長之區域中，圖示熱效率之增大程度進一步飽和。即，相對於行程增大，圖示熱效率更難以增大。於活塞部之行程較燃燒室之直徑之1.5倍更長之區域中，因活塞部之移動速度之增大所引起之圖示熱效率之增大更穩定。
圖10係表示引擎之衝程容積與熱效率之關係之曲線圖。
圖10之曲線圖表示壓縮比固定之條件下之引擎之衝程容積與熱效率之關係。圖10之曲線圖之橫軸為引擎之衝程容積。衝程容積係每一汽缸之衝程容積(排氣量)。縱軸表示熱效率(圖示熱效率)。曲線圖之實線η1表示利用本實施形態之具備單中心滾流埠(SCTP)之引擎之模型所得之熱效率之估算結果。曲線圖之虛線η2表示利用不具備單中心滾流埠(SCTP)之引擎之模型所得之熱效率之估算結果。 根據本實施形態，於熱效率容易下降之具有未達0.2 L之衝程容積之火花點火式2閥引擎1中，藉由具有單中心滾流埠(SCTP)41a及較活塞部之行程St長之燃燒室之直徑B而容易維持滾流，藉此可抑制熱效率之下降。即，根據本實施形態，關於未達0.2 L之衝程容積，與不具有單中心滾流埠(SCTP)41a及活塞部之行程St之構成之熱效率(η2)相比，可獲得較高之熱效率(η1)。
圖11係表示通常之引擎之衝程容積與圖示熱效率之關係之曲線圖。 於圖11中，作為參考例，示出了通常之引擎中之衝程容積及圖示熱效率。圖示熱效率係不考慮機械損失之熱效率。參考例中之活塞部之行程係與燃燒室之直徑相等。 以圖11所示之參考例為代表般之通常之引擎之圖示熱效率係因體積與表面積之關係，而具有引擎之大小越小則越減小之傾向。其原因在於，體積與產生熱量密切相關，相對於此，表面積與散熱所致之熱損失密切相關。 如圖11所示，於引擎之衝程容積未達0.2 L之情形時，相對於衝程容積之減少，圖示熱效率之下降加速。亦即，自表示例如0.4 L以上之大型引擎中之傾向之直線(單點鏈線)η'的背離變大。圖示熱效率之下降係若衝程容積未達0.15 L則變得顯著。即，自直線(單點鏈線)η'之背離於未達0.2 L時明顯存在，於衝程容積未達0.18 L時變得顯著。
圖1至圖9所示之火花點火式2閥引擎1由於藉由自具有剝離強化部41p(參照圖5)之單中心滾流埠(SCTP)41a進入至小徑長行程汽缸4之氣體而形成較快之滾流，故而圖示熱效率增大。圖示熱效率之增大能夠彌補通常之引擎小型化至0.1 L之衝程容積之情形時之因小型化所引起之圖示熱效率之下降。因此，根據圖1至圖9所示之構成，能夠提高具備具有剝離強化部41p之單中心滾流埠(SCTP)41a及小徑長行程汽缸4且衝程容積為0.1 L以上且未達0.2 L之火花點火式2閥引擎之熱效率。 於火花點火式2閥引擎具有0.125 L以上之衝程容積之情形時，藉由滾流形成所產生之圖示熱效率之增大相對於因小型化所致之圖示熱效率之下降具有充分之裕度。
根據圖1至圖9所示之構成，能夠提高於如參考例所示般之引擎之情形時可觀察到尤其顯著之下降之未達0.2 L之火花點火式2閥引擎之熱效率。
圖12係對圖1至圖9所示之火花點火式2閥引擎1中之氣體之流動進行說明之圖。於圖12中，表示圖1至圖9所示之火花點火式2閥引擎1之進氣衝程中之氣體之流動之模擬。顯示濃度越深之部分(越暗之部分)表示越快之流速。 自單中心滾流埠(SCTP)41a進入至小徑長行程汽缸4之氣體係藉由剝離強化部41p而容易自壁面剝離。剝離後之氣體容易朝單中心滾流埠(SCTP)41a延伸之朝向流動。因此，自單中心滾流埠(SCTP)41a進入至燃燒室4r之氣體中朝向排氣閥82之閥面流動之氣體之流量及速度增加。 相對於此，自排氣閥82觀察時，自較進氣閥81更遠之位置進入至燃燒室4r之氣體之量及流速減小。 其結果，於沿著排氣閥82之閥面流動之後，產生朝活塞部5(圖1)之朝向之較快之滾流。
圖13(A)係表示火花點火式2閥引擎中之埠之變化例之圖。圖13(B)係對圖13(A)之火花點火式2閥引擎中之氣體之流動進行說明之圖。於圖13(B)中，表示進氣衝程中之氣體流動之模擬結果。
圖13(A)所示之單中心滾流埠(SCTP)241a具有剝離強化部241p。剝離強化部241p具有以使自進氣口241b進入至燃燒室4r(參照圖5)之氣體產生滾流之方式，將輸送至進氣口241b之氣體自與進氣口241b相連之壁面剝離之構造。更詳細而言，剝離強化部241p具有如將氣體自劃定單中心滾流埠(SCTP)241a之進氣口241b之圓周中之至少最遠離排氣口41f(參照圖1)之部分剝離般之構造。更詳細而言，於通過進氣口241b及排氣口41f(參照圖1)之剖面中，剝離強化部241p具有設置於構成單中心滾流埠(SCTP)241a之壁面之鄰接於進氣口241b之環狀帶部分之至少最遠離排氣口41f之部分的回折之形狀。剝離強化部41p係急遽地朝遠離單中心滾流埠(SCTP)241a之中心線之朝向回折之形狀。換言之，剝離強化部241p係急遽地朝遠離排氣口41f之朝向回折之形狀。剝離強化部241p係於通過進氣口241b及排氣口41f(參照圖1)之剖面中為以形成直角或銳角之方式回折之形狀。剝離強化部241p於圖13(A)所示之剖面中實質上為以形成直角之方式回折之形狀。但，剝離強化部241p係微觀上不具有邊緣而是呈曲面狀回折之形狀。 剝離強化部241p係朝單中心滾流埠(SCTP)241a內部突出之凸部。
圖13(A)所示之單中心滾流埠(SCTP)241a於氣體之流動中之較剝離強化部241p更靠上游具有凹部241v。凹部241v鄰接於剝離強化部241p，且於沿著單中心滾流埠(SCTP)241a之延伸方向之剖面中形成曲面。藉由凹部241v鄰接，從而剝離強化部241p係急遽地朝遠離排氣口41f之朝向回折之形狀。 因此，單中心滾流埠(SCTP)241a之內壁係於單中心滾流埠(SCTP)241a之延伸方向上於剝離強化部241p處實質上不連續。氣體藉由凹部241v及剝離強化部241p而自壁面剝離。
如圖13(B)所示，自單中心滾流埠(SCTP)241a進入至小徑長行程汽缸4之氣體藉由剝離強化部241p而容易自壁面剝離。剝離後之氣體容易朝單中心滾流埠(SCTP)241a延伸之朝向流動。因此，自單中心滾流埠(SCTP)241a進入至燃燒室4r之氣體中朝向排氣閥82之閥面流動之氣體之流量及速度增加。相對於此，自排氣閥82觀察時，自較進氣閥81更遠之位置進入至燃燒室4r之氣體之量及流速減小。 其結果，於沿著排氣閥82之閥面流動之後，產生朝活塞部5(圖1)之朝向之較快之滾流。
圖14係對比較例中之氣體之流動進行說明之圖。 圖14所示之剝離強化部341p單中心滾流埠(SCTP)不具有剝離強化部241p。通過單中心滾流埠(SCTP)之氣體難以自壁面剝離。其結果，自單中心滾流埠(SCTP)241a進入至燃燒室4r之氣體中朝向排氣閥82之閥面流動之氣體之流量及速度較小。相對於此，自排氣閥82觀察時，自較進氣閥81更遠之位置進入至燃燒室4r之氣體之量及流速例如與圖13(B)所示之情形相比而言較大。 其結果，於沿著排氣閥82之閥面流動之後，朝活塞部5(圖1)之朝向之滾流較慢。
圖15係表示圖12、圖13及圖14各自所示之構成中之滾流比之曲線圖。 曲線圖之TR1表示圖12所示之構成中之滾流比。又，TR2表示圖13所示之構成中之滾流比。又，TRr表示圖14所示之比較例之構成中之滾流比。滾流比係以進氣閥81之閥升程不同之條件表示。 於圖12、圖13所示之實施形態之構成之情形時，可獲得較比較例之情形大之滾流比。
圖16係表示搭載有圖1所示之火花點火式2閥引擎之跨坐型車輛之側視圖。 圖16所示之跨坐型車輛100具備車體102及車輪103a、103b。詳細而言，跨坐型車輛100為機車。跨坐型車輛100為速克達型車輛。後車輪103b為驅動輪。於車體102設置有框架104。框架104包含向下框架104a。 又，跨坐型車輛100具備加速指示部108。加速指示部108係用以根據操作來指示跨坐型車輛100之加速之操作器。加速指示部108根據操作而位移。加速指示部108為加速器握把。 跨坐型車輛100具備引擎單元EU1。引擎單元EU1包含進氣通路115及節流閥體116。
圖17係概略性地表示圖16所示之車輛之引擎單元之配置的圖。 將搭載有引擎單元EU1之跨坐型車輛100之行駛方向設為前方Fr，將前方Fr之反向設為後方Bk。又，將包含前方Fr及後方Bk之方向亦稱為前後方向FB。 引擎單元EU1具備火花點火式2閥引擎1、進氣通路115、節流閥體116、排氣通路117及觸媒單元119。 進氣通路115與火花點火式2閥引擎1連接。 節流閥體116設置於進氣通路115之中途。本說明書中之進氣通路115包含節流閥體116內之氣體之通路。節流閥體116控制供給至火花點火式2閥引擎1之空氣之流量。節流閥體116基於加速指示部108之操作量，而控制供給至火花點火式2閥引擎1之空氣之量。 排氣通路117供自火花點火式2閥引擎1排出之氣體通過。觸媒單元119設置於排氣通路117。觸媒單元119將通過排氣通路117之氣體淨化。
火花點火式2閥引擎1係橫向地配置於跨坐型車輛100。即，火花點火式2閥引擎1係以和垂直於前後方向FB之鉛直面與活塞部5之往復方向Z所成之角相比，水平面與往復方向Z所成之角較小之方式配置。 進氣通路115連接未圖示之空氣過濾器與火花點火式2閥引擎1。進氣通路115與火花點火式2閥引擎1之單中心滾流埠(SCTP)41a連通。更詳細而言，進氣通路115所包含之進氣管114將單中心滾流埠(SCTP)41a與節流閥體116連接。進氣通路115向單中心滾流埠(SCTP)41a供給氣體。更詳細而言，進氣通路115將自未圖示之空氣過濾器取入之空氣供給至單中心滾流埠(SCTP)41a。 節流閥體116具備節流閥116a。節流閥116a調節於進氣通路115中流動之氣體之流量。更詳細而言，節流閥116a基於加速指示部108之操作量而控制於進氣通路115中流動之空氣之量。
圖17所示之引擎單元EU1之節流閥體116係以活塞部5之往復方向Z與節流閥體116中之進氣通路115之中心線115a所成之角θ1小於垂直於往復方向Z之面V與中心線115a所成之角θ2之方式配置。又，節流閥體116於與往復方向Z垂直之方向Y上配置於與小徑長行程汽缸4重疊之位置。
又，觸媒單元119於與往復方向Z垂直之方向Y上配置於與小徑長行程汽缸4重疊之位置。亦即，觸媒單元119係以沿著小徑長行程汽缸4之方式配置。觸媒單元119於直立狀態下之跨坐型車輛100之鉛直方向上配置於較小徑長行程汽缸4更靠下方。
引擎單元EU1係為了搭載於跨坐型車輛100，而要求為小型。例如，引擎單元EU1所具備之火花點火式2閥引擎1之小徑長行程汽缸4於鉛直方向上配置於較向下框架104a更靠上方。又，引擎單元EU1所具備之進氣通路115及節流閥體116亦配置於較向下框架104a更靠上方。 於較引擎單元EU1更靠上方，例如配置有未圖示之電池或收納部。引擎單元EU1配置於向下框架104a與電池或收納部之間之有限空間內。 圖17所示之引擎單元EU1所具備之火花點火式2閥引擎之燃燒室4r於沿往復方向Z觀察時具有較活塞部5之往復移動之行程St(參照圖1)短之直徑B。因此，劃定燃燒室4r之小徑長行程汽缸4之朝徑向之尺寸係與例如具有較行程長之直徑之情形時之構成相比而言較小。因此，配置於與小徑長行程汽缸4重疊之位置之節流閥體116之配置自由度較高。 因此，如圖17所示，於以往復方向Z與進氣通路之中心線115a所成之角θ1小於垂直於活塞部5之往復方向Z之面V與中心線所成之角θ2之方式配置節流閥體116之情形時，可將進氣通路115及單中心滾流埠(SCTP)41a沿著曲率較低之曲線配置。因此，燃燒室4r內之較快之滾流之產生不易受到妨礙。藉由較快之滾流使熱效率進一步增大。
又，觸媒單元119於與往復方向Z垂直之方向Y上配置於與小徑長行程汽缸4重疊之位置。藉此，可將觸媒單元119配置於火花點火式2閥引擎1之附近。於將觸媒單元119配置於火花點火式2閥引擎1之附近之情形時，更高溫之廢氣被供給至觸媒單元119之觸媒，故而例如能夠於引擎起動後更有效地發揮觸媒之淨化性能。但，當將觸媒單元119配置於火花點火式2閥引擎1之附近時，觸媒單元119對自火花點火式2閥引擎1排出之廢氣之流動的阻力影響較大。
圖16及圖17所示之觸媒單元119配置於如維持跨坐型車輛100中之引擎單元EU1之最小離地間隙之位置。因此，配置觸媒單元119之最低高度存在限制。然而，小徑長行程汽缸4之徑向上之尺寸與例如具有較行程長之直徑之情形相比而言較小。因此，觸媒單元119之形狀設計之自由度較高。因此，例如，藉由將觸媒單元119設為粗徑，能夠抑制觸媒單元119對廢氣之流動之阻力。於該情形時，藉由抑制對於廢氣之流動之阻力，從而火花點火式2閥引擎1之熱效率提高。
又，藉由小徑長行程汽缸4之徑向上之尺寸較小，亦能提高火花點火式2閥引擎1本身之配置之自由度。例如，能夠於維持觸媒單元119之位置及形狀之狀態下，將火花點火式2閥引擎1於鉛直方向上配置於更下方。其結果，能夠將進氣通路115及單中心滾流埠(SCTP)41a沿著曲率較低之曲線配置。因此，燃燒室4r內之較快之滾流之產生不易受到妨礙。藉由較快之滾流使熱效率進一步增大。
如此，根據圖17所示之引擎單元EU1，能夠一面具有向車輛之搭載性，一面提高熱效率。
圖18係表示與圖16不同種類之跨坐型車輛之側視圖。
圖18所示之跨坐型車輛200係所謂之街道型(street-type)之機車。跨坐型車輛200具備車體202及車輪203a、203b。於車體202設置有框架204。框架204具有前框架204f。 跨坐型車輛200具備引擎單元EU2。引擎單元EU2具備火花點火式2閥引擎1、進氣通路215、節流閥體216、排氣通路217及觸媒單元219。車輪203b受到自火花點火式2閥引擎1輸出之旋轉力並驅動跨坐型車輛200。 節流閥體216控制供給至火花點火式2閥引擎1之空氣之流量。 排氣通路217供自火花點火式2閥引擎1排出之氣體通過。觸媒單元219設置於排氣通路217。
圖19係概略性地表示圖18所示之車輛之引擎單元之配置的圖。
火花點火式2閥引擎1係縱向地配置於跨坐型車輛。即，火花點火式2閥引擎1係以和跨坐型車輛200中之鉛直面與活塞部5之往復方向Z所成之角相比，水平面與往復方向Z所成之角較大之方式配置。 於跨坐型車輛200之前後方向FB上較火花點火式2閥引擎1更靠前Fr配置有前框架204f。
圖19所示之引擎單元EU2之節流閥體216係以於活塞部5之往復方向Z上延伸之活塞部之中心線Lc與節流閥體216中之進氣通路215之中心線215a相交之方式配置。
圖19所示之引擎單元EU2於前後方向FB上配置於較前框架204f更靠後方Bk。火花點火式2閥引擎之燃燒室4r於沿往復方向Z觀察時具有較活塞部5之往復移動之行程St(參照圖1)短之直徑B。因此，劃定燃燒室4r之小徑長行程汽缸4之朝徑向之尺寸與例如具有較行程長之直徑之情形時之構成相比而言較小。因此，以活塞部5之中心線與進氣通路215之中心線215a相交之方式配置之節流閥體216之配置自由度較高。由於能夠以難以妨礙燃燒室4r內之較快之滾流之產生之方式配置節流閥體216，故而可藉由較快之滾流進一步增大熱效率。
圖20係概略性地表示進而與圖19不同之引擎單元之配置的圖。 圖20所示之引擎單元EU3之觸媒單元319配置於與圖18所示之觸媒單元219不同之位置。為了易於理解地表示觸媒單元319之位置，而省略了前框架204f之圖示。其他方面與圖19相同。
圖20所示之觸媒單元319於與往復方向Z垂直之方向Y上配置於與小徑長行程汽缸4重疊之位置。亦即，觸媒單元319係以沿著小徑長行程汽缸4之方式配置。觸媒單元319於搭載有引擎單元EU3之跨坐型車輛之前後方向FB上配置於較小徑長行程汽缸4更靠前方Fr。
圖20所示之引擎單元EU3亦與圖19所示之引擎單元EU2同樣地，為了搭載於跨坐型車輛200(參照圖18)，而要求為小型。例如，引擎單元EU3係與前車輪203a(參照圖18)隔開間隔而配置。
引擎單元EU3所具備之火花點火式2閥引擎1之燃燒室4r於沿往復方向Z觀察時具有較活塞部5之往復移動之行程St(參照圖1)短之直徑B。因此，劃定燃燒室4r之小徑長行程汽缸4之朝徑向之尺寸與例如具有較行程長之直徑之情形時之構成相比而言較小。因此，配置於與小徑長行程汽缸4重疊之位置之觸媒單元319之配置自由度較高。 於圖20所示之引擎單元EU3中，藉由將觸媒單元319配置於火花點火式2閥引擎1之附近，而能夠於例如引擎起動後更有效地發揮觸媒之淨化性能。又，由於以沿著具備具有較活塞部5之往復移動之行程St(參照圖1)短之直徑B之燃燒室4r的火花點火式2閥引擎1之小徑長行程汽缸4之方式配置觸媒單元319，故而於觸媒單元319可採用較粗之直徑，因此能夠減小自火花點火式2閥引擎1排出之廢氣通過觸媒單元319時之阻力。因此，由於排氣衝程中之廢氣流之阻力減小，故而能夠提高熱效率。
1‧‧‧火花點火式2閥引擎 2‧‧‧曲軸 4‧‧‧小徑長行程汽缸 4r‧‧‧燃燒室 5‧‧‧活塞部 5a、5b‧‧‧閥凹槽 5c‧‧‧凹部 5t‧‧‧頂面 6‧‧‧燃料噴射部 6a‧‧‧噴射範圍 6c‧‧‧中心 7‧‧‧偏置火星塞 7a‧‧‧偏置點火部 9‧‧‧引擎 21‧‧‧曲軸箱部 31‧‧‧軸承 32‧‧‧連桿 41‧‧‧汽缸頭部 41a‧‧‧單中心滾流埠 41b‧‧‧進氣口 41c‧‧‧中心線 41e‧‧‧排氣埠 41f‧‧‧排氣口 41g‧‧‧部分 41p‧‧‧剝離強化部 41s‧‧‧凸輪軸 41t‧‧‧凸輪 42‧‧‧汽缸體部 42b‧‧‧汽缸孔 42j‧‧‧冷卻液通路 81‧‧‧進氣閥 81a‧‧‧傘部 81b‧‧‧桿部 82‧‧‧排氣閥 94r‧‧‧燃燒室 100‧‧‧跨坐型車輛 102‧‧‧車體 103a‧‧‧車輪 103b‧‧‧車輪 104‧‧‧框架 104a‧‧‧向下框架 108‧‧‧加速指示部 114‧‧‧進氣管 115‧‧‧進氣通路 115a‧‧‧中心線 116‧‧‧節流閥體 116a‧‧‧節流閥 117‧‧‧排氣通路 119‧‧‧觸媒單元 200‧‧‧跨坐型車輛 202‧‧‧車體 203a‧‧‧車輪 203b‧‧‧車輪 204‧‧‧框架 204f‧‧‧前框架 215‧‧‧進氣通路 215a‧‧‧中心線 216‧‧‧節流閥體 217‧‧‧排氣通路 219‧‧‧觸媒單元 241a‧‧‧單中心滾流埠 241b‧‧‧進氣口 241p‧‧‧剝離強化部 241v‧‧‧凹部 319‧‧‧觸媒單元 341a‧‧‧單中心滾流埠 941b‧‧‧進氣口 A1‧‧‧第1區域 A2‧‧‧第2區域 Ab‧‧‧區域 Ae‧‧‧延長區域 Af‧‧‧區域 B‧‧‧直徑 b‧‧‧中心 Bk‧‧‧後方 EU1‧‧‧引擎單元 EU2‧‧‧引擎單元 EU3‧‧‧引擎單元 f‧‧‧中心 FB‧‧‧前後方向 Fr‧‧‧前方 Lc‧‧‧中心線 S‧‧‧中心通過線 St‧‧‧行程 T‧‧‧直線 TS‧‧‧滾流球 V‧‧‧面 X‧‧‧曲軸方向 X1‧‧‧軸線 Y‧‧‧方向 Y1‧‧‧進氣方向 Z‧‧‧往復方向 η1‧‧‧實線 η2‧‧‧虛線 η'‧‧‧直線(單點鏈線) θ1‧‧‧角 θ2‧‧‧角
圖1(A)係表示本發明之第一實施形態之火花點火式2閥引擎之概略構成且沿活塞部之往復方向觀察時之內部之透視圖。圖1(B)係表示火花點火式2閥引擎之概略構成之側面剖視圖。 圖2係圖1所示之火花點火式2閥引擎之正面剖視圖。 圖3係表示圖1所示之火花點火式2閥引擎之活塞部之立體圖。 圖4係圖1(A)所示之火花點火式2閥引擎之放大圖。 圖5(A)係將圖1所示之火花點火式2閥引擎之單中心滾流埠(SCTP)及其周邊部分放大表示之剖視圖。圖5(B)係僅易於觀察地表示單中心滾流埠(SCTP)之剖視圖。 圖6(A)係對圖1所示之火花點火式2閥引擎之燃燒室內之混合氣體之流動進行說明之進氣衝程之俯視圖。圖6(B)係進氣衝程之立體圖。圖6(C)係壓縮衝程之俯視圖。圖6(D)係壓縮衝程之立體圖。 圖7係對滾流比(tumble ratio)之計算方法進行說明之圖。 圖8係對作為比較例之火花點火式4閥引擎之混合氣體之流入狀況進行說明之俯視圖。 圖9係表示火花點火式2閥引擎之燃燒室之直徑與熱效率之關係之曲線圖。 圖10係表示火花點火式2閥引擎之衝程容積與熱效率之關係之曲線圖。 圖11係表示通常之引擎之衝程容積與圖示熱效率之關係之曲線圖。 圖12係對圖1至圖9所示之火花點火式2閥引擎1中之氣體之流動進行說明之圖。 圖13(A)係表示火花點火式2閥引擎中之埠之變化例之圖。圖13(B)係對火花點火式2閥引擎中之氣體之流動進行說明之圖。 圖14係對比較例中之氣體之流動進行說明之圖。 圖15係表示圖12、圖13及圖14各自所示之構成中之滾流比之曲線圖。 圖16係表示搭載有圖1所示之火花點火式2閥引擎之跨坐型車輛之側視圖。 圖17係概略性地表示圖16所示之車輛之引擎單元之配置之圖。 圖18係表示與圖16不同種類之跨坐型車輛之側視圖。 圖19係概略性地表示圖18所示之車輛之引擎單元之配置之圖。 圖20係概略性地表示進而與圖19不同之引擎單元之配置之圖。
1‧‧‧火花點火式2閥引擎
2‧‧‧曲軸
4‧‧‧小徑長行程汽缸
4r‧‧‧燃燒室
5‧‧‧活塞部
6‧‧‧燃料噴射部
7‧‧‧偏置火星塞
7a‧‧‧偏置點火部
21‧‧‧曲軸箱部
32‧‧‧連桿
41‧‧‧汽缸頭部
41a‧‧‧單中心滾流埠
41b‧‧‧進氣口
41e‧‧‧排氣埠
41f‧‧‧排氣口
41s‧‧‧凸輪軸
41t‧‧‧凸輪
42‧‧‧汽缸體部
42b‧‧‧汽缸孔
42j‧‧‧冷卻液通路
81‧‧‧進氣閥
82‧‧‧排氣閥
114‧‧‧進氣管
115‧‧‧進氣通路
A1‧‧‧第1區域
A2‧‧‧第2區域
Ae‧‧‧延長區域
B‧‧‧直徑
b‧‧‧中心
f‧‧‧中心
Lc‧‧‧中心線
S‧‧‧中心通過線
St‧‧‧行程
X‧‧‧曲軸方向
Y‧‧‧方向
Y1‧‧‧進氣方向
Z‧‧‧往復方向

Claims (7)

  1. 一種火花點火式2閥引擎，其具備： 活塞部，其劃定燃燒室並且往復移動； 曲軸，其以根據上述活塞部之往復移動而旋轉之方式與上述活塞部連結； 1個排氣埠，其經由排氣口與上述燃燒室連通； 1個單中心滾流埠，其經由進氣口與上述燃燒室連通，且具有剝離強化部，該剝離強化部係以使自上述進氣口吸入至上述燃燒室之氣體產生繞於與上述往復方向相交之方向上延伸之軸線之滾流的方式，將輸送至上述進氣口之氣體自與上述進氣口相連之壁面剝離，上述進氣口係以被定義為沿上述活塞部之往復方向觀察時具有上述進氣口之寬度且自上述進氣口向進氣方向延伸之區域的延長區域與上述排氣口重疊之方式設置； 1個排氣閥，其將上述排氣口打開及封閉； 1個進氣閥，其將上述進氣口打開及封閉； 偏置火星塞，其以藉由偏置點火部對上述燃燒室之氣體進行火花點火之方式構成，該偏置點火部係於藉由利用沿上述往復方向觀察時通過上述排氣口之中心及上述進氣口之中心的中心通過線區分上述燃燒室所定義之2個區域中之第1區域，以不與上述中心通過線重疊之方式配置；以及 小徑長行程汽缸，其形成有上述1個排氣埠及上述單中心滾流埠，具有0.1 L以上且未達0.2 L之衝程容積，與上述活塞部一併劃定上述燃燒室，且以如下方式形成，即，上述燃燒室於沿上述往復方向觀察時，具有較上述活塞部之往復移動之行程短之直徑，當上述活塞部朝向下死點移動較沿上述往復方向觀察時之上述燃燒室之直徑長之行程量時，經由上述剝離強化部使自上述單中心滾流埠吸入之氣體產生上述滾流，並且當上述活塞部朝向上死點移動較上述直徑長之行程量時，使被上述活塞部推壓之上述氣體前往上述進氣口。
  2. 如請求項1之火花點火式2閥引擎，其中 上述小徑長行程汽缸具有0.1 L以上且未達0.18 L之衝程容積。
  3. 如請求項1或2之火花點火式2閥引擎，其中 上述活塞部係以較上述燃燒室之直徑之1.2倍更大之行程往復移動。
  4. 一種引擎單元，其具備： 如請求項1至3中任一項之火花點火式2閥引擎； 進氣通路，其與上述單中心滾流埠連通且對上述單中心滾流埠供給氣體；及 節流閥體，其具有調節於上述進氣通路中流動之氣體之流量的節流閥；且 上述節流閥體係以上述活塞部之往復方向與上述節流閥體中之上述進氣通路之中心線所成之角小於垂直於上述活塞部之往復方向之面與上述中心線所成之角之方式，於與上述活塞部之往復方向垂直之方向上配置於與上述小徑長行程汽缸重疊之位置。
  5. 一種引擎單元，其具備： 如請求項1至3中任一項之火花點火式2閥引擎； 進氣通路，其與上述單中心滾流埠連通且對上述單中心滾流埠供給氣體；及 節流閥體，其具有調節於上述進氣通路中流動之氣體之流量的節流閥；且 上述節流閥體係以於上述活塞部之往復方向上延伸之上述活塞部之中心線與上述節流閥體中之上述進氣通路之中心線相交之方式配置。
  6. 一種引擎單元，其具備： 如請求項1至3中任一項之火花點火式2閥引擎；及 觸媒單元，其以沿上述小徑長行程汽缸之徑向觀察時與上述小徑長行程汽缸至少局部地重合之方式配置，且收容將自上述火花點火式2閥引擎之上述燃燒室排出之廢氣淨化之觸媒。
  7. 一種車輛，其具備： 如請求項1至3中任一項之火花點火式2閥引擎；及 車輪，其由上述火花點火式2閥引擎驅動。
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