WO2020013291A1

WO2020013291A1 - 火花点火式エンジンユニット及び車両

Info

Publication number: WO2020013291A1
Application number: PCT/JP2019/027558
Authority: WO
Inventors: 真往吉野; 良卓永井; 隼人田之倉
Original assignee: ヤマハ発動機株式会社
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2020-01-16
Also published as: JP2021169770A; EP3808952A4; TWI755614B; TW202006244A; EP3808952A1

Abstract

本発明は、燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度が高められた火花点火式エンジンユニット、及び車両を提供する。火花点火式エンジンユニットは、シリンダ部と、ピストン部と、クランクシャフトと、１つの排気ポートと、１つのシングルセンタータンブルポートと、１つの排気バルブと、１つの吸気バルブと、点火プラグと、スロットルボディと、吸気管と、排気管と、排気再循環通路と、を備える。排気再循環通路は、排ガスの一部が、再循環ガスとして、サージタンクを通らずにスロットルボディ、吸気管及び前記１つのシングルセンタータンブルポートを流れるガスと共に、吸気バルブの開放に伴ってシングルセンタータンブルポートを介して吸気されることにより、燃焼室内においてタンブル流を成すように、再循環ガスを吸気管又はシングルセンタータンブルポートに供給する。

Description

火花点火式エンジンユニット及び車両

　本発明は、火花点火式エンジンユニット及び車両に関する。

　火花点火式エンジンユニットとして、排ガスの一部を吸気系に還流するタイプのエンジンユニットが知られている。

　例えば特許文献１には、点火プラグを有する火花点火式エンジンが示されている。このエンジンは、燃焼室に開口する２つの吸気口と、吸気口のそれぞれに連なる吸気ポートと、１つの排気口と、排気口に連なる排気ポートとを備えている。エンジンはまた、吸気ポートに接続される吸気系と、この吸気系及び排気ポートを結ぶ排気再循環通路としての排気還流路とを備えている。排気ポートを通る排ガスの一部は、排気還流路を通って吸気系に還流する。還流した排ガスは、一対の吸気口から燃焼室に吸気される。

　また、例えば特許文献２には、排ガス再循環装置が設けられたエンジンが示されている。このエンジンは、２つの吸気ポートと２つの排気ポートを備えている。排ガス再循環装置は、吸気ガスが供給される吸気タンクと、エンジンの排ガスが供給されるＥＧＲタンクとを備えている。ＥＧＲタンク内の排ガスは、吸気タンクに導かれ、吸気ガスと混合される。
　特許文献２では、エンジンの吸気ポートに排ガス（再循環ガス）を均一に供給するような構成が提案されている。特許文献２の排ガス再循環装置では、具体的には、排ガスが供給されるＥＧＲタンクが、サージタンクとして機能する吸気タンクと一体形成されている。また吸気タンク及びＥＧＲタンクには、排ガスをＥＧＲタンクから吸気タンクに導く連通孔が設けられている。連通孔を通った排ガスと外気は混合されて吸気タンク（サージタンク）に蓄えられる。エンジンに供給されるガス中の排ガスが均一化する。

特許４１１９２８１号公報特開２００９－１４４６５３号公報

　排気再循環通路を有する火花点火式エンジンユニットにおいて、排気再循環通路を通った排ガスと外気の燃焼室における分布を所望の燃焼状態に適するようにすることが望まれる場合がある。このため、排気再循環通路を有する火花点火式エンジンユニットでは、燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度を高めることが求められている。

　本発明は、燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度が高められた火花点火式エンジンユニット、及び車両を提供する。

　燃焼室に吸気されるガスは、排ガス（再循環ガス）と外気の混合である。排ガスに含まれる酸素濃度は外気と比べて少ない。また排ガスに含まれる二酸化炭素濃度は外気と比べて多い。酸素及び二酸化炭素の濃度の分布は、燃焼室における燃焼及び燃焼に伴う温度の増大に影響を与える。

　このため、例えば特許文献２では、排ガスを均一化する構成が提案されている。特許文献２に示すエンジンでは、サージタンクの構造を利用した排ガスの均一化が図られている。
　しかし、エンジン又はエンジンユニットにサージタンクが設けられていない場合、サージタンクの構造を利用した分布（ここでは均一化）が実現できない。

　本発明者らは、燃焼室内における排ガスの分布についてさらに検討した結果、次のことに気づいた。
　燃焼室における排ガスの分布が均一であることは、必ずしも燃焼にとって最適であるとは限らない。例えば、燃焼室における点火プラグの位置に対応して、排ガスが燃焼室内で偏在する方が好ましい場合もある。例えば、ピストンの往復方向に見て燃焼室の中心からずれた位置に点火プラグの点火部が配置されている場合、燃焼室内の外気が点火部付近に多く分布し、比熱の高い排ガスが点火プラグから離れた領域に分布していることが好ましい。

　そこで、本発明者らは、燃焼室内での排ガスの分布を敢えて偏らせることを検討した。そして本発明者らは、タンブルポートによって形成されるタンブル流を利用することによって燃焼室内における排ガスの分布の偏りを維持しやすくなることに気づいた。
　１つの吸気バルブと１つの排気バルブとを備えた２バルブエンジンは、１つのタンブルポートを有する。燃焼室にガスを送るシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）に、ガスを壁面から剥離するための剥離強化部を設けることによって、燃焼室に送られるガスによる速いタンブル流を生成することができる。１つのタンブルポートの吸気口は、複数の吸気口を有する場合と比べて１つの吸気口としてより大きい面積を有することができる。このため、１つの吸気バルブが開放する吸気口を有する１つの吸気ポートつまりシングルタンブルポートを通って燃焼室に入ったガスの主な部分は、ピストンの往復方向に見て吸気口から排気口に向かって１つの大きな流れを形成する。
　例えば、特許文献１及び特許文献２に示されるような、複数の吸気口、及び各吸気口に続く複数のタンブルポートを有する構成の場合、ピストンの往復方向に見て燃焼室の中心部分では、複数の吸気口のそれぞれから吸気されるガスで形成される複数の流れがぶつかり合う。このため気流が乱れ、ガスが混合されやすい。
　これに対し、エンジンが１つのシングルタンブルポートを備えた２バルブ構成では、乱れの抑えられたタンブル流が形成される。これによって、タンブルポートに供給された排ガスの分布を反映した、排ガスと外気による成層状態が形成されやすい。つまり、タンブル流の乱れが抑えられやすい。このため、タンブルポートよりガスの流れの上流に配置され、サージタンクが設けられない吸気管に排ガスを供給することで、吸気管からシングルセンタータンブルポートに供給された排ガスの分布が、燃焼室内の排ガスの分布に反映されやすい。

　またこの逆に、タンブル流は燃焼室内の渦なので、渦によって燃焼室内のガスが速く移動するため、燃焼室内のガスの一部は均一になりやすい。このため、吸気管における排ガスの合流位置を調整することによって、燃焼室内で排ガスを均一に分散することも可能である。

　このようにして本発明者らは、火花点火式エンジンの燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができることに気づいた。

　以上の知見に基づいて完成した本発明の火花点火式エンジンは、次の構成を備える。

　（１）　火花点火式エンジンユニットであって、
　前記火花点火式エンジンユニットは、
　燃焼室が形成されたシリンダ部と、
　シリンダ部内に往復動可能に設けられ、シリンダ部とともに前記燃焼室を画定するピストン部と、
　前記ピストン部の往復動に応じて回転するようピストン部と連結されたクランクシャフトと、
　前記燃焼室に排気口を介して連通するよう前記シリンダ部に設けられ、前記燃焼室からの排ガスが通る１つの排気ポートと、
　前記燃焼室に吸気口を介して連通するよう前記シリンダ部に設けられ、前記吸気口から前記燃焼室へ吸気された吸気ガスに前記往復方向と交わる方向に延びた軸線周りのタンブル流を生成させるように前記吸気口に送るガスを前記吸気口に続く壁面から剥離する剥離強化部を有し、前記吸気口は、前記ピストン部の往復方向に見たときに前記吸気口の幅を有し且つ前記吸気口から吸気方向へ延びる領域として定義される延長領域が前記排気口と重なるように設けられた、１つのシングルセンタータンブルポートと、
　前記排気口を開放及び閉鎖する１つの排気バルブと、
　前記吸気口を開放及び閉鎖する１つの吸気バルブと、
　前記燃焼室に配置された点火部を有し、前記燃焼室のガスに火花点火するように構成された点火プラグと、
　前記燃焼室へ吸気されるガスの流量を調節するスロットル弁を有するスロットルボディと、
　前記スロットルボディ及び前記１つのシングルセンタータンブルポートを、サージタンクを介すること無しに接続し、前記スロットルボディから前記１つのシングルセンタータンブルポートまでガスを通す吸気管と、
　前記１つの排気ポートのうちの前記排気口とは反対の端に接続され、前記１つの排気ポートを介して排気される排ガスを通す排気管と、
　前記排気管又は前記排気ポートと前記吸気管又は前記シングルセンタータンブルポートとを接続する排気再循環通路であって、前記排気管又は前記排気ポートから取り出される排ガスの一部が、再循環ガスとして、前記サージタンクを通らずに前記スロットルボディ、前記吸気管及び前記１つのシングルセンタータンブルポートを流れるガスと共に、前記１つの吸気バルブの開放に伴って前記剥離強化部を経て前記１つのシングルセンタータンブルポートを介して吸気されることにより、前記燃焼室内において前記タンブル流を成すように、前記再循環ガスを前記吸気管又は前記１つのシングルセンタータンブルポートに供給する排気再循環通路と、を備える。

　（１）の火花点火式エンジンユニットは、シリンダ部と、ピストン部と、クランクシャフトと、１つの排気ポートと、１つのシングルセンタータンブルポートと、１つの排気バルブと、１つの吸気バルブと、点火プラグと、スロットルボディと、吸気管と、排気管と、排気再循環通路とを備える。
　ピストン部は、シリンダ部内に往復動可能に設けられている。ピストン部は、シリンダ部とともに燃焼室を画定する。クランクシャフトは、ピストン部の往復動に応じて回転するようピストン部と連結されている。排気ポートは、燃焼室に排気口を介して連通するようシリンダ部に設けられている。燃焼室からの排ガスが排気ポートを通る。シングルセンタータンブルポートは、燃焼室に吸気口を介して連通するようシリンダ部に設けられている。シングルセンタータンブルポートは、吸気口から燃焼室へ吸気された吸気ガスに往復方向と交わる方向に延びた軸線周りのタンブル流を生成させる構造を有している。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、剥離強化部を有している。剥離強化部は、吸気口に続く壁面からのガスの剥離を強化するように構成される。剥離強化部は、燃焼室へ吸気されたガスにタンブル流を生成させるように、壁面からのガスの剥離を強化する。シングルセンタータンブルポートの吸気口は、延長領域が排気口と重なるように設けられている。ここで、延長領域は、ピストン部の往復方向に見たときに吸気口の幅を有し且つ吸気口から吸気方向へ延びる領域として定義される。排気バルブは、排気口を開放及び閉鎖する。吸気バルブは、吸気口を開放及び閉鎖する。
　点火プラグは、燃焼室に配置された点火部を有する。点火プラグは、燃焼室のガスに火花点火するように構成されている。スロットルボディは、スロットル弁を有する。スロットル弁は、燃焼室へ吸気されるガスの流量を調節する。
　吸気管は、スロットルボディ及びシングルセンタータンブルポートを、サージタンクを介すること無しに接続している。吸気管は、スロットルボディからシングルセンタータンブルポートまでガスを通す。排気管は、排気ポートのうちの排気口とは反対の端に接続されている。排気管は、排気ポートを介して排気される排ガスを通す。
　排気再循環通路は、排気管又は排気ポートと、吸気管又はシングルセンタータンブルポートとを接続する。排気再循環通路は、排気管又は排気ポートから取り出される排ガスの一部が再循環ガスとして燃焼室内でタンブル流を成すように、再循環ガスを、吸気管又は１つのシングルセンタータンブルポートに供給する。再循環ガスは、スロットルボディ、吸気管及び１つのシングルセンタータンブルポートを流れるガスと共に、１つの吸気バルブの開放に伴って１つのシングルセンタータンブルポートを介して吸気される。これにより、再循環ガスが燃焼室内においてタンブル流を成す。

　（１）の火花点火式エンジンユニットによれば、燃焼室では、ピストン部が下死点へ移動する時、ガスがシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）を通る。ガスは、剥離強化部によって、吸気口に続く壁面から剥離する。剥離強化部は、シリンダ部でタンブル流を形成するように、壁面からガスを剥離する。このため、シリンダ部では、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）から吸気されたガスによるタンブル流が形成される。１つのシングルセンタータンブルポートに設けられ１つの吸気バルブで開放及び閉鎖される吸気口は、例えば複数のタンブルポート及び複数の吸気口を有する場合と比べて、大きい面積を有することができる。このため、吸気口から吸気されるガスの流れは大きなまとまりを成すように流れることができる。従って、タンブル流の乱れが抑えられる。また、吸気口から吸気されるガスの流れは１つのまとまりを成すように流れるので、往復方向に見た中心付近でのガスの流れの乱れは、例えば互いに並んだ複数の吸気口からガスが吸気される場合と比べて小さい。このため、タンブル流の乱れが抑えられる。
　再循環ガスは、スロットルボディを流れるガスと共に、１つのシングルセンタータンブルポートを介して吸気される。このガスは、サージタンクを通らずにスロットルボディ、吸気管、及び１つのシングルセンタータンブルポートを流れる外気である。燃焼室内では、乱れが抑えられたタンブル流が形成されるので、燃焼室内には、１つのシングルセンタータンブルポートに供給されたスロットルボディからのガスと再循環ガスの分布を反映したガスの分布が維持しやすい。このため、燃焼室における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。例えば、排ガスを燃焼室内における偏った位置に分布させることもできる。また、排ガスを燃焼室において均一に分散することもできる。
　このように（１）の火花点火式エンジンユニットによれば、火花点火式エンジンの燃焼室内部における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。

　（２）　（１）の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記点火プラグは、前記往復方向に見たときに前記排気口の中心及び前記吸気口の中心を通る中心通過線により前記燃焼室が区分されることにより定義される２つの領域のうち第１の領域に、前記中心通過線と重ならないように配置される前記点火部により、前記燃焼室のガスに火花点火するように構成されている。

　（２）の構成によれば、点火プラグの点火部が中心通過線と重ならないように配置されているため、吸気口と排気口の間隔を点火部の径よりも短くなるように形成することができる。点火部は、中心通過線から離れた位置にずれて配置されている。この場合でも、燃焼室における排ガスの分布の設計自由度が高いので、燃焼室内の排ガスの分布を点火部の位置に応じて偏らせることができる。また、吸気口と排気口の間隔を点火部の径よりも短くなるように吸気口を形成することで、シングルセンタータンブルポートの吸気口の径を大きく確保することができる。シングルセンタータンブルポートに供給されたスロットルボディからのガスと再循環ガスの分布を反映したガスの分布がさらに維持されやすい。従って、排ガスの分布の設計自由度が更に高い。

　（３）　（１）又は（２）の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記排気管には、前記燃焼室から排出された排ガスを浄化する触媒を収容する触媒ユニットが更に設けられ、
　前記排気再循環通路は、前記触媒ユニットよりも排ガスの流れにおける下流から、排ガスの一部を前記再循環ガスとして取り出す。

　（３）の構成によれば、触媒を収容する触媒ユニットを通過することによって、火花点火式エンジンユニットにおける燃焼による脈動が抑えられた排ガスが、再循環ガスとして排気再循環通路に取り出される。このため、排気再循環通路から吸気管に、脈動が抑えられた再循環ガスが供給される。燃焼に起因した変動の影響が抑えられるため、想定された分布に対する、燃焼室での再循環ガスの分布のずれが抑えられる。従って、排ガスの分布の設計自由度が更に高い。なお、排気管内の複数箇所に触媒ユニットが設けられる場合、排気再循環通路は、いずれの触媒ユニットの下流から再循環ガスを取り出すように構成されていてもよい。例えば、排気管内に上流触媒ユニット及び下流触媒ユニットが設けられる場合、排気再循環通路は、上流触媒ユニットと下流触媒ユニットとの間から再循環ガスを取り出すように構成されていてもよく、下流触媒ユニットより下流から再循環通路を取り出すように構成されていてもよい。

　（４）　（１）から（３）いずれか１の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記燃焼室は、前記往復方向に見たときに、前記ピストン部の往復動のストロークより短い径を有する。

　（４）の構成によれば、ピストン部が下死点へ向かって移動する時、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）から吸気されたガスによるタンブル流が形成される。ピストン部が移動するストロークが燃焼室の径より長いため、ピストン部の移動速度が大きい。さらに、ピストン部が上死点に向かって移動する時、燃焼室では、ピストン部に押されたガスがピストン部の上死点に向かうことによって、タンブル流が増強ないし維持される。ピストン部が移動するストロークは燃焼室の径より長いため、ピストン部の移動速度は大きい。移動速度が大きいピストン部にガスが押し戻されることによって、速いタンブル流が維持されやすい。速いタンブル流によって燃焼時間を短くして熱効率を高めるとともに、維持されやすいタンブル流を利用して燃焼室内の排ガスの分布を設定することができる。従って、熱効率が高くしかも排ガスの分布の設計自由度が高い。

　（５）　（４）の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記シリンダ部は、０．１Ｌ以上０．２Ｌ未満の行程容積を有する。

　（５）の火花点火式エンジンユニットは、１つの吸気バルブとして機能するシングルセンタータンブルポートと１つの排気バルブを備えた簡潔な構造を有している。このため、０．１Ｌ以上０．２Ｌ未満の行程容積を有する小容積エンジンが大型化するのを抑えつつ、燃焼室内で、スロットルボディからのガスと再循環ガスの分布を反映したガスの分布を維持することができる。このため、大型化を抑えつつ燃焼室における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。

　（６）　（１）から（５）いずれか１の火花点火式エンジンユニットと、
　前記火花点火式エンジンユニットに駆動される車輪と、
を備える車両。

　（６）の車両によれば、（１）から（５）いずれか１の火花点火式エンジンユニットを備えるので、火花点火式エンジンユニットにおける排ガスの分布の設計自由度が高い。

　本明細書にて使用される専門用語は特定の実施例のみを定義する目的であって発明を制限する意図を有しない。本明細書にて使用される用語「および/または」はひとつの、または複数の関連した列挙された構成物のあらゆるまたはすべての組み合わせを含む。本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える（including）」「含む、備える（comprising）」または「有する（having）」およびその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分および/またはそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループのうちの1つまたは複数を含むことができる。本明細書中で使用される場合、用語「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」および/またはそれらの等価物は広く使用され、直接的および間接的な取り付け、接続および結合の両方を包含する。さらに、「接続された」および「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な電気的接続または結合を含むことができる。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、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。本発明の説明においては、多くの技術および工程が開示されていると理解される。これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の1つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。したがって、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。それにもかかわらず、明細書および特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明および請求項の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。
　本明細書では、新しい火花点火式エンジンユニットについて説明する。以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。

　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、燃焼室へ供給されるガスの通路であり、タンブルポートとしての機能を有する。タンブルポートとしての機能は、燃焼室内で吸気がタンブル流（縦渦流）を発生させる機能である。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、燃焼室内で吸気がタンブル流を発生させるように吸気を燃焼室内に流す形状の壁面を有する。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）が有するタンブル流を生成させる構造は、例えば、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）の吸気口に続く筒状の壁面のうち、排気口から最も遠い壁面部分からガス流を剥離させる構造である。タンブル流を生成させる構造は、例えば、上記壁面部分に設けた突起を有する。タンブル流を生成させる構造は、これに限られず、例えば、壁面部分よりもガス流での上流部分に、ポートの外向きに膨らんだ膨出部を有する。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）を備えたシリンダ部は、ロングストローク分のピストン部の移動により、比較的大きな唯一のタンブルポートからシリンダボア内へ吸気を行う。これにより、速いタンブル流を生じさせることができる。
　シリンダ部では、ボア径よりもストロークが長い。また、シリンダでは、ボア径よりもストロークが長い。ボア径に対するストロークの割合は、例えば、１．２以上である。
　また、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、例えば、下記（ｉ）～（ｉｉｉ）の少なくとも１つの要件を満たすように構成されてもよい。
　（ｉ）シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、吸気口の中心と排気口の中心とを通る中心通過線上における吸気口と排気口との間の間隔がオフセット点火部の径よりも短くなるように形成された吸気口を備えてもよい。オフセット点火部がオフセットしているため、吸気口の径が大きく確保され得る。
　（ｉｉ）シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、ピストン部の往復方向に見た時にシリンダボアの中心（即ちピストン部の中心線が通る点）が吸気口内に位置するように形成された吸気口を備えてもよい。
　（ｉｉｉ）シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、ピストン部の往復方向に見て、吸気口を含む領域内の中心通過線上において、中心通過線と吸気口とが重なる部分が、中心通過線と吸気口とが重ならない部分よりも長くなるように形成された吸気口を備えてもよい。これにより、シリンダボアの径に対して吸気口が広く確保される。また、吸気口の径が吸気口を含む領域内の中心通過線よりも長くてもよい。これにより、シリンダボアの径に対して吸気口がより広く確保される。なお、吸気口を含む領域とは、ピストン部の往復方向に見て上記中心通過線と直交し且つシリンダボアの中心を通る直線によって燃焼室が２つの領域に区分された場合において主として吸気口が含まれる領域をいう。また、中心通過線とは、ピストン部の往復方向に見た時に、中心通過線と平行であり且つシリンダボアの中心を通る直線をいう。中心通過線は中心通過線と重複してもよい。
　上述したように大きな吸気口を有するシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）からシリンダ部へガスが供給されることにより、燃焼室でより速いタンブル流を生じさせることができる。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、例えば、以下のいずれかを満たすように構成されていてもよい。
　・上記（ｉ）～（ｉｉｉ）の全て
　・上記（ｉ）及び（ｉｉ）
　・上記（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）
　・上記（ｉ）及び（ｉｉｉ）
　・上記（ｉ）
　・上記（ｉｉ）
　・上記（ｉｉｉ）
　本明細書において、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）及び排気ポートにおけるポートは、シリンダ部に形成されるガスの通路を指す。一方、吸気口は、吸気のための開口であり、排気口は、排気のための開口である。吸気口は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）と燃焼室との境界に相当する。排気口は、排気ポートと燃焼室との境界に相当する。

　燃焼室は、ピストン部及びシリンダ部によって画定された空間である。

　タンブル流は、ピストンの往復方向と交わる方向に延びた軸線周りの渦である。タンブル流を生成している燃焼室ガスは、タンブル流以外の渦も生成していてよい。例えば、燃焼室ガスは、タンブル流とともに、ピストンの往復方向に延びる軸回りに回転するスワール流を有してもよい。
　また、タンブル流は、燃焼室の上部（シリンダヘッドに近い部分）で吸気口から排気口へ向かって流れる。但し、タンブル流が形成されているとき、燃焼室内のガスは、例えば燃焼室の上部で吸気口から排気口へ向かう流れとは逆向きの流れを含んでもよい。

　ピストン部及び燃焼室は、往復方向に見たときに円形である。但し、ピストン及び燃焼室の少なくとも一方は、例えば往復方向に見たときに長円形であってもよい。往復方向に見た時の形状は、特に限定されない。

　剥離強化部は、吸気口から燃焼室へ吸気されたガスにタンブル流を生成させるように、吸気口に送るガスを吸気口に続く壁面から剥離する構造を有する。剥離強化部は、例えばシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）内の空間に向かって突出している凸部である。凸部は、エッジを有していてもよい。また、凸部は、この凸部を強調するための凹部に隣接してもよい。また、剥離強化部は、１つの凸部に限られず、例えば壁面に設けられたディンプル、即ち、複数の微少な窪みでもよい。

　延長領域は、ピストンの往復方向に見たときに吸気口の幅を有し、吸気口から吸気方向に延びる領域として定義される。吸気方向は、吸気口からシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）の中心線を延長した直線の向きに相当する。吸気口の幅としては、吸気方向と垂直な方向において最も大きい吸気口の幅が用いられる。ピストンの往復方向に見たときに、延長領域は、例えば、ピストンの頂面の中心と重なる。
　また、中心通過線は、ピストンの往復方向に見て排気口の中心及び吸気口の中心を通る直線である。

　火花点火式エンジンの点火部は、中心通過線と重ならないように配置される。火花点火式エンジンの点火部は、例えば、中心通過線で区分されることにより定義される２つの領域のうち第１の領域に配置される。即ち、点火部はオフセット点火部である。但し、火花点火式エンジンの点火部は、例えば中心通過線と重なるように配置されてもよい。また、点火プラグは、１つ設けられる。但し、火花点火式エンジンユニットは、これに限られず、例えば、２つ以上の点火プラグを備えていてもよい。

　排気再循環通路は、例えば、排気管と吸気管とに接続される。但し、排気再循環通路は、排気ポートと吸気管とに接続されてもよい。また、排気再循環通路は、排気管とシングルセンタータンブルポートとに接続されてもよい。また、排気再循環通路は、排気ポートとシングルセンタータンブルポートとに接続されてもよい。排気再循環通路の数は、１つに限定されず、複数であってもよい。

　火花点火式エンジンユニットは、例えば、４ストロークエンジンユニットである。但し、火花点火式エンジンユニットは、これに限られず、例えば、６ストロークエンジンユニット又は８ストロークエンジンユニットであってもよい。エンジンの気筒数は、特に限定されない。火花点火式エンジンは、例えば、単気筒エンジンである。

　触媒ユニットがシリンダ部と少なくとも部分的に重なる位置は、触媒ユニットの全体がシリンダ部と重なる位置を含む。

　車両は、エンジンに加え、例えば、車輪を有する。車輪には、エンジンから出力される動力を受けて回転する駆動輪が含まれる。車輪の数は、特に限定されない。車両としては、特に限定されず、例えば、四輪自動車、鞍乗型車両などが挙げられる。四輪自動車は、例えば、車室を有する。鞍乗型車両とは、運転者がサドルに跨って着座する形式の車両をいう。鞍乗型車両としては、例えば、自動二輪車、自動三輪車、ＡＴＶ（Ａｌｌ－Ｔｅｒｒａｉｎ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）が挙げられる。

　本発明によれば、燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度が高められた火花点火式エンジンを提供できる。

（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る火花点火式エンジンユニットの概略構成を示す側面図である。（Ｂ）は、火花点火式エンジンユニットに含まれる火花点火式エンジンを説明する、ピストン部の往復方向に見た内部の透視図である。（Ａ）は、図１に示す火花点火式エンジンを詳細に説明する、ピストン部の往復方向に見た内部の透視図である。（Ｂ）は、火花点火式エンジンの概略構成を示す側面断面図である。図２に示す火花点火式エンジンの正面断面図である。図２に示す火花点火式エンジンのピストン部を示す斜視図である。図２（Ａ）に示す火花点火式エンジン内部の拡大図である。図２に示す火花点火式エンジンのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）及びその周辺部分を拡大して示す断面図である。（Ａ）は、図２に示す火花点火式エンジンの燃焼室内のガスの流れを模式的に説明する、吸気行程の平面図である。（Ｂ）は吸気行程の斜視図である。タンブル比の計算方法を説明する図である。（Ａ）は、本実施形態に係る火花点火式エンジンユニットの変形例における火花点火式エンジンの燃焼室内のガスの流れを模式的に説明する、吸気行程の平面図である。（Ｂ）は吸気行程の斜視図である。比較例としての火花点火式４バルブエンジンでの圧縮行程におけるガスの流出の状況を説明する平面図である。火花点火式エンジンの燃焼室の径と熱効率の関係を示すグラフである。火花点火式エンジンの行程容積と熱効率の関係を示すグラフである。一般的なエンジンの行程容積と図示熱効率の関係を示すグラフである。図１から図９に示す火花点火式エンジンにおけるガスの流れを説明する図である。（Ａ）は、火花点火式エンジンにおけるポートの変形例を示す図である。（Ｂ）は、火花点火式エンジンにおけるポートの別の変形例を示す図である。比較例におけるガスの流れを説明する図である。図１４、図１５、及び図１６それぞれに示す構成におけるタンブル比を示すグラフである。図１に示す火花点火式エンジンユニットが搭載された鞍乗型車両を示す側面図である。図１８とは別の種類の鞍乗型車両を示す側面図である。図１９に示す車両のエンジンユニットの配置を概略的に示す図である。図２０とは更に別のエンジンユニットの配置を概略的に示す図である。

　図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る火花点火式エンジンユニットの概略構成を示す側面図である。図１（Ｂ）は、火花点火式エンジンユニットに含まれる火花点火式エンジンを説明する、ピストン部の往復方向に見た内部の透視図である。
　図１に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ１は、例えば鞍乗型車両１００（図１８参照）に搭載される。火花点火式エンジンユニットＥＵ１が搭載される鞍乗型車両１００の走行方向を前方Ｆｒとし、前方Ｆｒの逆を後方Ｂｋとする。また、前方Ｆｒ及び後方Ｂｋを含む方向を前後方向ＦＢとも称する。

　火花点火式エンジンユニットＥＵ１は、火花点火式エンジン１、吸気管１１４、スロットルボディ１１６、排気管１１８、及び触媒ユニット１１９、及び排気再循環通路１２０を備えている。

　火花点火式エンジン１は、単気筒エンジンである。火花点火式エンジン１（以降、単にエンジン１とも称する）は、シリンダ部４と、ピストン部５と、クランクシャフト２と、ただ１つの排気ポート４１ｅと、ただ１つのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａと、ただ１つの吸気バルブ８１と、ただ１つの排気バルブ８２と、オフセット点火プラグ７と、を備えている。つまり、火花点火式エンジンユニットＥＵ１は、ピストン部５と、クランクシャフト２と、ただ１つの排気ポート４１ｅと、ただ１つのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａと、ただ１つの吸気バルブ８１と、ただ１つの排気バルブ８２と、オフセット点火プラグ７と、を備えている。火花点火式エンジン１は、１つのシリンダ部４を有する。

　シリンダ部４には、燃焼室４ｒが形成されている。火花点火式エンジン１は、水冷エンジンである。シリンダボディ部４２には、冷却液通路４２ｊが設けられている。
　ピストン部５は、シリンダ部４内に往復動可能に配置されている。ピストン部５は、シリンダ部４とともに燃焼室４ｒを画定している。ピストン部５が往復する方向を往復方向Ｚと称する。
　クランクシャフト２は、ピストン部５の往復動に応じて回転するようにピストン部５と連結されている。
　図１（Ｂ）において、クランクシャフト２が延びる方向をクランクシャフト方向Ｘとする。図には、クランクシャフト方向Ｘ及び往復方向Ｚの双方と交わる方向Ｙも示されている。
　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａと排気ポート４１ｅは、シリンダ部４に形成されている。排気ポート４１ｅは、排気口４１ｆを介して燃焼室４ｒに連通している。燃焼室４ｒから排出される排ガスは排気ポート４１ｅを通る。
　シリンダ部４は、例えば、０．１Ｌ以上０．２Ｌ未満の行程容積を有する。火花点火式エンジン１は、自然吸気式のエンジンである。火花点火式エンジン１は、過給器無しに吸気する。
　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａは、吸気口４１ｂを介して燃焼室４ｒに連通している。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａは、吸気口４１ｂから燃焼室４ｒへ吸気されたガスに、タンブル流を生成させる構造を有している。燃焼室４ｒへ吸気されたガスを吸気ガスとも称する。タンブル流は、燃焼室４ｒ内で、往復方向Ｚと交わる方向に延びた軸線周りの流れである。タンブル流を生成させる構造の詳細は後述する。

　図２（Ａ）に示すように、シリンダ部４を往復方向Ｚに見たとき、吸気口４１ｂの幅を有し且つ吸気口４１ｂから吸気方向Ｙ１へ延びる領域として、延長領域Ａｅが定義される。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ及び吸気口４１ｂは、延長領域Ａｅが排気口４１ｆと重なるように設けられている。本実施形態において吸気方向Ｙ１は、方向Ｙに含まれる。

　吸気バルブ８１は、吸気口４１ｂを開放及び閉鎖する。排気バルブ８２は、排気口４１ｆを開放及び閉鎖する。

　オフセット点火プラグ７は、シリンダヘッド部４１に設けられている。オフセット点火プラグ７は、オフセット点火部７ａを有する。オフセット点火プラグ７は、シリンダ部４に形成されたプラグ穴４１ｄに差し込まれている。オフセット点火部７ａは、燃焼室４ｒに露出している。オフセット点火部７ａは、燃焼室４ｒのガスに火花点火する。

　吸気管１１４は、火花点火式エンジン１と接続されている。より詳細には、吸気管１１４は、火花点火式エンジン１のシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに連通している。吸気管１１４は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａとスロットルボディ１１６とを接続している。火花点火式エンジンユニットＥＵ１は、サージタンクを備えていない。吸気管１１４は、スロットルボディ１１６及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを、サージタンクを介すること無しに接続している。吸気管１１４は、スロットルボディ１１６からシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａまでガスを通す。

　スロットルボディ１１６は、火花点火式エンジン１に供給される外気の流量を制御する。吸気管１１４と、スロットルボディ１１６のうちガスを流す部分とによって、吸気通路１１５が形成される。吸気通路１１５は、図示しないエアフィルタから取り込んだ外気をシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに供給する。
　スロットルボディ１１６は、スロットル弁１１６ａを備えている。スロットル弁１１６ａは、吸気通路１１５を流れるガスの流量を調節する。より詳細には、スロットル弁１１６ａは、加速指示部１０８（図１８参照）の操作量に基づいて吸気通路１１５を流れる外気の量を制御する。スロットルボディ１１６は、車両の、加速指示部１０８の操作量に基づいて火花点火式エンジン１に供給される外気の量を制御する。　

　排気管１１８は、排気ポート４１ｅのうちの排気口４１ｆとは反対の端に接続されている。排気管１１８は、排気ポート４１ｅを介して火花点火式エンジン１から排気される排ガスを通す。排気管１１８は、消音器１１７ａを含んでいる。消音器１１７ａは、触媒ユニット１１９よりも排ガスの流れにおける下流に設けられている。

　触媒ユニット１１９は、排気管１１８の途中に配置されている。触媒ユニット１１９は、排気管１１８を通るガスを浄化する触媒を収容している。なお、触媒ユニット１１９に加えて又は替えて、消音器１１７ａ内に触媒（又は触媒ユニット）が設けられてもよい。

　排気再循環通路１２０は、火花点火式エンジン１で発生する排ガスの一部を、再循環ガスとして火花点火式エンジン１に再度吸気させるための通路である。例えば、火花点火式エンジン１の部分負荷時に排気再循環通路１２０から再循環ガスが供給されることによって、吸気管１１４の負圧が減少する。このため、スロットル弁１１６ａによるポンピング損失が抑えられる。
　再循環ガスは、スロットルボディ１１６を通る外気と比べ低い酸素濃度と高い二酸化炭素濃度を有する。本実施形態では、燃焼室４ｒにおける再循環ガスの分布が、所望の燃焼状態に合わせて設計される。

　本実施形態における排気再循環通路１２０は、排気管１１８と吸気管１１４とに接続される。排気再循環通路１２０は、排気再循環弁１２１と排気再循環管１２２とを有する。排気再循環弁１２１は排気再循環管１２２の途中に設けられている。排気再循環弁１２１によって、再循環ガスが燃焼室４ｒに供給される量が制御される。
　排気再循環通路１２０は、排気管１１８から排ガスの一部を再循環ガスとして取り出す。再循環ガスは、スロットルボディ１１６を流れるガスと共に、吸気バルブ８１の開放に伴ってシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを介して燃焼室４ｒに吸気される。
　排気再循環通路１２０は、再循環ガスを吸気管１１４に供給する。排気再循環通路１２０は、再循環ガスがスロットルボディ１１６を流れるガスと共に燃焼室４ｒ内においてタンブル流を成すように、再循環ガスを吸気管１１４に供給する。

　本実施形態の排気再循環通路１２０は、触媒ユニット１１９よりも排ガスの流れにおける下流から再循環ガスを取り出す。詳細には、排気再循環通路１２０の排気再循環管１２２は、消音器１１７ａに接続されている。排気再循環通路１２０は、消音器１１７ａから再循環ガスを取り出す。触媒ユニット１１９よりも下流の排ガスは、触媒ユニット１１９を通過している。このため、火花点火式エンジン１の燃焼に起因する排ガスの圧力と流量の脈動が抑えられている。排気再循環通路１２０は、燃焼による脈動が抑えられた排ガスを再循環ガスとして取り出す。排気再循環通路１２０は、燃焼による脈動が抑えられた再循環ガスを吸気管１１４に供給する。

　図１（Ｂ）に示すように、燃焼室４ｒは、往復方向Ｚに見たときに、２つの領域即ち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２に区分される。第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２は、排気口４１ｆの中心ｆ及び吸気口４１ｂの中心ｂを通る中心通過線Ｓにより区分される。オフセット点火部７ａは、第１の領域Ａ１に、中心通過線Ｓと重ならないように配置される。

　図１（Ｂ）には、吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの中心線Ｓ２も示されている。この中心線Ｓ２は、往復方向Ｚに見たときに、中心通過線Ｓから延長し、吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに沿って延びる。吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの内部も、往復方向Ｚに見たときに、中心線Ｓ２によって２つの領域に区分される。これらの２つの領域は、往復方向Ｚに見たときに、燃焼室４ｒに含まれる第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２に続いている。吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに含まれる２つの領域のうち、燃焼室４ｒの第１の領域Ａ１に続く領域を第１の領域Ａ１と称する。また、吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに含まれる２つの領域のうち、燃焼室４ｒの第２の領域Ａ２に続く領域を第２の領域Ａ２と称する。なお、往復方向Ｚに見たときに、吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａにおける中心線Ｓ２は、必ずしも、図１（Ｂ）に示すような直線であるとは限らない。吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａが曲がっている場合には、中心線Ｓ２も曲がる。その場合、曲がった中心線Ｓ２を基準として、第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２が定義される。

　本実施形態における排気再循環通路１２０は、吸気管１１４内の第２の領域Ａ２に開口するように接続されている。吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａにおいて、排気再循環通路１２０から供給された再循環ガスの多くは、第２の領域Ａ２に分布している。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを通ったガスは、燃焼室４ｒ内においてタンブル流を成す。本実施形態における燃焼室内４ｒでは、乱れが抑えられたタンブル流が形成されるので、燃焼室内４ｒには、ただ１つのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに供給されたスロットルボディ１１６からのガスと再循環ガスの分布を反映したガスの分布が維持されやすい。つまり、排気再循環通路１２０から供給された再循環ガスの多くは、燃焼室内４ｒの第２の領域Ａ２に分布し、この分布が維持されやすい。
　乱れが抑えられたタンブル流の形成、及び、再循環ガスの分布の詳細については、後述する。

　図２は、図１に示す火花点火式エンジン１を詳細に説明する図であり、（Ａ）はピストン部の往復方向に見た内部の透視図であり、（Ｂ）は側面断面図である。
　図３は、図２に示す火花点火式エンジンの正面断面図である。

　図２及び図３に示す火花点火式エンジン１は、例えば図１８に示す鞍乗型車両１００に搭載される。
　火花点火式エンジン１は、クランクシャフト２、クランクケース部２１、シリンダ部４、ピストン部５、燃料噴射部６、オフセット点火部７ａ（オフセット点火プラグ７）、吸気バルブ８１、及び排気バルブ８２を備えている。火花点火式エンジン１は、単気筒エンジンである。

　シリンダ部４は、シリンダヘッド部４１、及びシリンダボディ部４２を備えている。クランクケース部２１、シリンダボディ部４２、及びシリンダヘッド部４１は、この順で積み上げられ、互いに締結されている。

　シリンダボディ部４２の内部には、シリンダボア４２ｂが形成されている。シリンダボア４２ｂは、シリンダボディ部４２内の空間である。
　シリンダヘッド部４１は、燃焼室４ｒの天井部４１ｒを形成している。

　ピストン部５は、シリンダボア４２ｂに収容されている。ピストン部５は、往復動可能に配置されている。ピストン部５が往復する方向を往復方向Ｚと称する。ピストン部５は、図２の実線で示す上死点と、破線で示す下死点の間で往復動する。ピストン部５は、シリンダ部４とともに燃焼室４ｒを画定している。ピストン部５、シリンダ部４、吸気バルブ８１、及び排気バルブ８２は、燃焼室４ｒを画定している。
　燃焼室４ｒは、往復方向Ｚに見たときに、ピストン部５の往復動のストロークＳｔより短い径Ｂを有している。即ち、ピストン部５の往復動のストロークＳｔは、燃焼室４ｒの径Ｂよりも長い。径Ｂに対するストロークＳｔの割合は、例えば、１．２以上である。径Ｂに対するストロークＳｔの割合は、例えば、１．３以上でもよい。また、径Ｂに対するストロークＳｔの割合は、例えば１．５以上である。

　また、火花点火式エンジン１における圧縮比は、従来のエンジンに比べて高く設定されている。火花点火式エンジン１では、ノッキングの発生を抑えつつ従来のエンジンに比べて高い圧縮比を有することができる。このことによっても、火花点火式エンジン１における熱効率が向上する。

　火花点火式エンジン１の最高出力回転速度は、６０００ｒｐｍ未満に設定されている。最高出力回転速度は、最高出力が得られる回転速度である。火花点火式エンジン１は、大きなストロークＳｔを有するが、最高出力回転速度が６０００ｒｐｍ未満に抑えられることによって、ピストン部５の最大移動速度が抑えられる。
　火花点火式エンジン１における燃焼室４ｒの径Ｂは、例えば、４０ｍｍから６０ｍｍまでの範囲に設定される。ストロークＳｔは、７０ｍｍから８０ｍｍの間に設定される。

　図４は、図２に示す火花点火式エンジンのピストン部を示す斜視図である。
　ピストン部５は、ピストン部５の頂面５ｔに、周囲よりも窪んだ凹部５ｃを有している。凹部５ｃは、往復方向Ｚに見た時に円状である。凹部５ｃは、往復方向Ｚに見た時にピストン部５の中心線Ｌｃを中心とした円状である。
　なお、本実施形態では、往復方向Ｚに見てピストン部５の中心及び燃焼室４ｒの中心は重なっている。また、往復方向Ｚに見てピストン部５の中心及び燃焼室４ｒの中心は、中心線Ｌｃと重なっている。従って、往復方向Ｚに見てピストン部５の中心、燃焼室４ｒの中心、及び中心線について、同じ符号Ｌｃを付して参照する。
　また、ピストン部５の頂面５ｔには、吸気バルブ８１及び排気バルブ８２との干渉を避けるためのバルブリセス５ａ，５ｂも設けられている。バルブリセス５ａ，５ｂは、凹部５ｃと隣り合っている。バルブリセス５ａ，５ｂには、吸気バルブ８１及び排気バルブ８２の一部が受け入れられる。凹部５ｃは、バルブリセス５ａ，５ｂとは別の部分であり、吸気バルブ８１及び排気バルブ８２を受け入れない。

　図２及び図３に示すクランクシャフト２は、軸受３１（図３参照）を介してクランクケース部２１に支持されている。クランクシャフト２は、コンロッド３２を介してピストン部５と連結されている。コンロッド３２の一端は、クランクシャフト２に回転自在に支持されており、コンロッド３２の他端は、ピストン部５に回転自在に支持されている。これによって、クランクシャフト２は、ピストン部５の往復動に応じて回転する。

　火花点火式エンジン１は、ただ１つのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａとただ１つの排気ポート４１ｅを備えている。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａは吸気ポートとして機能する。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａと排気ポート４１ｅは、シリンダヘッド部４１に形成されている。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ及び排気ポート４１ｅのそれぞれは、燃焼室４ｒに続いている。シリンダヘッド部４１は、吸気口４１ｂ及び排気口４１ｆを有している。吸気口４１ｂは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの燃焼室４ｒにおける開口部である。排気口４１ｆは、排気ポート４１ｅの燃焼室４ｒにおける開口部である。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを通るガスは、吸気口４１ｂを通り燃焼室４ｒへ供給される。火花点火式エンジン１における吸気口４１ｂは、排気口４１ｆよりも大きい。吸気口４１ｂは、ピストン部の往復方向Ｚに見た時にシリンダボア４２ｂの中心（即ちピストン部５の中心線Ｌｃが通る点）が吸気口４１ｂ内に位置するように形成されている。

　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａにおける吸気口４１ｂとは反対の端（上流端）は、シリンダヘッド部４１の外面に開口している。吸気口４１ｂの端（上流端）に、吸気通路１１５（図１参照）が接続されている。詳細には、吸気口４１ｂの上流端に、吸気通路１１５を構成する吸気管１１４が連結されている。

　排気ポート４１ｅは、燃焼室４ｒの排気口４１ｆから曲がりながらシリンダヘッド部４１内を下流へ向けて延びるように形成されている。排気ポート４１ｅにおける排気口４１ｆの反対の端（下流端）は、シリンダヘッド部４１の外面に開口している。排気口４１ｆの端（下流端）に、排気管１１８（図１参照）が連結される。

　図２（Ａ）に示すように、シリンダ部４を往復方向Ｚに見たとき、延長領域Ａｅに対し、吸気口４１ｂから吸気方向Ｙ１とは逆方向へ延びた領域として、吸気口近傍領域Ａｒが定義される。少なくとも燃焼室４ｒの天井部４１ｒのうちシリンダボディ部４２に続く周縁部は、吸気口近傍領域Ａｒに非スキッシュ領域ＮＳを有している。非スキッシュ領域ＮＳは、天井部４１ｒの周縁部のうち、燃焼室４ｒに向いた突状部が設けられていない領域である。つまり、非スキッシュ領域ＮＳは、スキッシュ効果の発生のための突状部が設けられていない領域である。
　非スキッシュ領域ＮＳでは、ピストン部５の中心線Ｌｃ方向におけるシリンダヘッド部４１とピストン部５との離間距離が、燃焼室４ｒの径方向における中心に向かって連続的に大きくなるように構成されている。
　本実施形態では、非スキッシュ領域ＮＳが、天井部４１ｒの周縁部の全体に設けられている。

　燃料噴射部６は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを向け取付けられている。燃料噴射部６は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに燃料を噴射する。燃料噴射部６は、吸気口４１ｂよりも上流の位置で燃料を噴射する。燃料噴射部６は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ内に供給されたガスに燃料を噴射する。燃料を含むガスは、吸気口４１ｂを通って燃焼室４ｒに供給される。燃焼室４ｒに供給されるガスは、詳細には、外気と再循環ガスと燃料とを含んでいる。

　火花点火式エンジン１は、理論空燃比（ストイキオメトリー）で燃焼している。燃料噴射部６は、火花点火式エンジン１が理論空燃比で燃焼するように、燃料を噴射する。燃料噴射部６は、空燃比が１４．２から１４．８までの範囲となるように燃料を噴射する。これは、空気過剰率で０．９８から１．０２までの範囲に相当する。より詳細には、火花点火式エンジン１は、例えば、図示しない酸素センサで排ガス中の酸素含有量を検出し、検出される酸素含有量に基づいて、空燃比が１４．２から１４．８までの範囲となるように燃料を噴射する。

　図２（Ａ）に示すように燃焼室４ｒは、往復方向Ｚに見たときに、２つの領域即ち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２に区分される。オフセット点火部７ａは、第１の領域Ａ１に、中心通過線Ｓと重ならないように配置される。
　吸気口４１ｂは、中心通過線Ｓ上における吸気口４１ｂと排気口４１ｆとの間の間隔がオフセット点火部７ａの径よりも短くなるように形成されている。オフセット点火部７ａが、中心通過線Ｓと重ならないよう配置され、吸気口４１ｂの径が大きく確保され得る。

　シリンダヘッド部４１には、カムシャフト４１ｓが回転自在に設けられている。カムシャフト４１ｓにはカム４１ｔ，４１ｕ，４１ｖが設けられている。カムシャフト４１ｓ及びカム４１ｔ，４１ｕ，４１ｖは一体で、クランクシャフト２の回転と連動して回転する。カム４１ｔの動作によって排気バルブ８２が直線往復動することにより、排気口４１ｆが開放及び閉鎖する。また、カム４１ｕ，４１ｖの動作によって吸気バルブ８１が直線往復動することにより、吸気口４１ｂが開放及び閉鎖する。

　吸気バルブ８１は、ピストン部５が下死点（図２の破線で示す位置）に移動する時に吸気口４１ｂを開放することによって、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを通して燃焼室４ｒに吸気されるガス（吸気ガス）にタンブル流を生成させる。

　吸気バルブ８１は、吸気口４１ｂの閉鎖をピストン部５の下死点への到達より遅くすることによって、火花点火式エンジン１の圧縮比を膨張比よりも小さくする。火花点火式エンジン１は、可変バルブタイミング機構４３を備えている。可変バルブタイミング機構４３は、図示しない制御部の制御に応じて、吸気バルブ８１が閉鎖するタイミングを切換える。詳細には、可変バルブタイミング機構４３は、吸気バルブ８１を駆動するカムを、カム４１ｕと４１ｖとで切換えることによって、吸気バルブ８１が閉鎖するタイミングを切換える。

　シリンダ部４は、往復方向Ｚに見たときの燃焼室４ｒの径Ｂより長いストローク分ピストン部５が下死点へ向けて移動する時に、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａから吸気されたガスにタンブル流を生成させる。具体的には、シリンダ部４は、ピストン部５が収容された円筒状のシリンダボア４２ｂを有している。シリンダ部４及びピストン部５によって燃焼室４ｒが画定されている。シリンダ部４の中で、ピストン部５は、燃焼室４ｒの径Ｂより長いストロークＳｔだけ移動する。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａから吸気されたガスは、主に排気バルブ８２の方へ向かって流れ、次に筒状のシリンダボア４２ｂの壁面に案内される。これによって、タンブル流が生成される。ピストン部５が上死点に向かって移動する時、ピストン部５は、上死点に向かってガスを押す。シリンダ部４は、上死点に向かってピストン部５に押されたガスを吸気バルブ８１が配置された吸気口４１ｂに向かわせるように形成されている。ピストン部５に押されたガスは、筒状のシリンダボア４２ｂの壁面に案内され、吸気バルブ８１が配置された吸気口４１ｂに向かって上昇する。これによっても、タンブル流が生成される。タンブル流の詳細については後述する。

　図５は、図２（Ａ）に示す火花点火式エンジンの拡大図である。
　図５には、図２（Ａ）とは別の観点による燃焼室４ｒの区分が示されている。即ち、燃焼室４ｒは、図５に示すように、ピストン部５（図２参照）の往復方向Ｚに見て中心通過線Ｓと直交し且つシリンダボア４２ｂの中心Ｌｃを通る直線Ｔによって、吸気口４１ｂを含む領域Ａｂと排気口４１ｆを含む領域Ａｆとに区分される。また、図５には、ピストン部５の往復方向Ｚに見た時にシリンダボアの中心Ｌｃを通る中心通過線が示されている。

　本実施形態において、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに備えられた吸気口４１ｂは、小径のシリンダボア４２ｂに対して広く確保されている。具体的には、吸気口４１ｂは、次のように形成されている。往復方向Ｚに見て、吸気口４１ｂを含む領域Ａｂ内の中心通過線Ｓ上において、領域Ａｂ内で中心通過線Ｓと吸気口４１ｂとが重なる部分が、中心通過線Ｓと吸気口４１ｂとが重ならない部分よりも長い。
　このように、大きな吸気口４１ｂを有するシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａからシリンダ部４へガスが供給されることにより、燃焼室４ｒで速いタンブル流を生じさせることができる。
　例えば、図５に示す例において、中心通過線Ｓと吸気口４１ｂとが重ならない部分の長さは実質的に０である。即ち、往復方向Ｚに見て、吸気口４１ｂは、燃焼室４ｒに内接するように配置されている。また、往復方向Ｚに見て、シリンダボア４２ｂの中心Ｌｃは、吸気口４１ｂの範囲に含まれている。

　また、本実施形態において、吸気バルブ８１は、次のように配置されている。吸気バルブ８１のバルブ面部８１ｃが吸気口４１ｂを閉鎖する時、バルブ面部８１ｃにおける排気口４１ｆに近い端点（図５ではＬｃと重なる点）が、往復方向Ｚに見て中心通過線Ｓと平行な方向において、プラグ穴４１ｄにおける吸気口に近い端点ｄよりも、排気口４１ｆに近い。これによって、大きな吸気口４１ｂが形成されている。

　例えば、燃焼室４ｒの直径は、４０ｍｍより大きく６０ｍｍより小さい。この場合、吸気口４１ｂを含む領域Ａｂ内の中心通過線Ｓの長さは２０ｍｍより大きく３０ｍｍより小さい。このうち、中心通過線Ｓと吸気口４１ｂとが重なる部分は、２０ｍｍより大きく３０ｍｍより小さい。図５に示す例では、吸気口４１ｂを含む領域Ａｂ内の中心通過線Ｓ上において、中心通過線Ｓと吸気口４１ｂとが重なる部分の長さは、２０ｍｍより大きく３０ｍｍより小さい。但し、燃焼室４ｒの直径、吸気口４１ｂを含む領域Ａｂ内の中心通過線Ｓの長さ、中心通過線Ｓと吸気口４１ｂとが重なる部分の長さ、及び重ならない部分の長さのそれぞれは、上述した範囲に限られない。

　図６は、図２に示す火花点火式エンジンのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）及びその周辺部分を拡大して示す断面図である。図５（Ａ）は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａに加え吸気バルブ８１及び燃料噴射部６の位置も示す図である。図５（Ｂ）は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａのみを見やすく示す断面図である。

　先に説明したように、火花点火式エンジン１には、ただ１つのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａが設けられている。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａは、筒状に延びる内壁を有する。
　吸気バルブ８１は、傘部８１ａ及びステム部８１ｂを有している。傘部８１ａは円盤状である。ステム部８１ｂは柱状であり、傘部８１ａに続いている。吸気バルブ８１は、バルブ面部８１ｃを有している。バルブ面部８１ｃは、傘部８１ａのうち、燃焼室４ｒに向いた部分である。バルブ面部８１ｃは、円状である。吸気バルブ８１が吸気口４１ｂを閉鎖するとき、バルブ面部８１ｃが吸気口４１ｂを塞ぐ。吸気バルブ８１が吸気口４１ｂを閉鎖するとき、バルブ面部８１ｃと吸気口４１ｂの間の隙間がなくなり、バルブ面部８１ｃとシリンダ部４とピストン部５とによって燃焼室４ｒが完全に画定される。
　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａは、吸気口４１ｂから燃焼室４ｒへ吸気されたガスに、タンブル流を生成させる構造を有している。詳細には、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの内壁に、剥離強化部４１ｐが設けられている。剥離強化部４１ｐは、吸気口４１ｂから燃焼室４ｒへ吸気されたガスにタンブル流を生成させるように、吸気口４１ｂに送るガスを吸気口４１ｂに続く壁面から剥離する構造を有する。より詳細には、剥離強化部４１ｐは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの吸気口４１ｂを画定する円周のうち、少なくとも排気口４１ｆ（図１参照）に対し最も遠い部分４１ｇからガスを剥離するような構造を有する。より詳細には、吸気口４１ｂ及び排気口４１ｆを通る断面において、剥離強化部４１ｐは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを構成する壁面の、吸気口４１ｂに隣接する環状の部分の、少なくとも排気口４１ｆから最も遠い部分４１ｇに設けられた、折り返した形状を有する。剥離強化部４１ｐは、急激にシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの中心線４１ｃから遠ざかる向きに折り返した形状である。言い換えると、剥離強化部４１ｐは、急激に排気口４１ｆから遠ざかる向きに折り返した形状である。
剥離強化部４１ｐは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ内の空間に向かって突出している。剥離強化部４１ｐは、吸気口４１ｂよりもガスの流れの上流の内壁の環状の周に沿って延びる突条である。即ち、剥離強化部４１ｐは、吸気口４１ｂの円周に沿って延びる。但し、剥離強化部４１ｐは内壁を一周していない。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａは、吸気口４１ｂに続く環状の帯部分のうち、排気口４１ｆから最も遠い部分に剥離強化部４１ｐを有している。剥離強化部４１ｐはエッジを有している。従って図６に示すシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの内壁は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの延伸方向に沿って剥離強化部で４１ｐにおいて不連続である。剥離強化部４１ｐは図５に示す断面において直角又は鋭角を成している。
　剥離強化部４１ｐは図６に示す断面において鋭角を成している。
　剥離強化部４１ｐは折り返した形状であるが、微視的には図５に示すようなエッジを必ずしも有していなくともよい。
　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ内を壁面に接しながら吸気口４１ｂに向かって流れるガスは、剥離強化部４１ｐで壁面から剥離する。ガスは、急激に折り返した形状に沿って流れることができない。つまり、排気口４１ｆから遠ざかる向きの流れが減少する。このため、吸気口４１ｂと吸気バルブ８１と間の隙間を通って燃焼室４ｒに吸気されるガスの流れのうち、吸気口４１ｂから排気口４１ｆに向かう流れが、他の向きの流れよりも速い。吸気口４１ｂから排気口４１ｆに向かう流れにより、燃焼室４ｒの中でタンブル流が生成される。タンブル流の詳細については、後述する。

　火花点火式エンジン１は、吸気管噴射式のエンジンである。燃料噴射部６は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの吸気口４１ｂに向かって燃料を噴射するように配置されている。燃料噴射部６は、霧化した燃料を円錐状の噴射範囲６ａに噴射する。噴射される燃料の密度は、噴射範囲の中心６ｃに近づくほど大きい。噴射範囲６ａの中心６ｃにおける燃料の密度は最大である。
　燃料噴射部６は、燃料の噴射範囲６ａの中心６ｃが、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの剥離強化部４１ｐと交わらないように配置されている。燃料噴射部６は、燃料の噴射範囲の中心６ｃが、吸気バルブ８１のステム部８１ｂと交わるように配置されている。最大の燃料の密度を有する噴射範囲６ａの中心６ｃが剥離強化部４１ｐと交わらない。このため、燃料が剥離強化部４１ｐに付着して剥離強化部４１ｐ付近に凝集する事態の発生が抑えられる。この結果、凝集した燃焼が大きな塊（液滴）となって間欠的に燃焼室４ｒに入るといった事態の発生が抑えられる。従って、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａからの意図しない間欠的な燃料供給の変動が抑えられる。従って、熱効率が向上する。
　より詳細には、燃料噴射部６は、噴射範囲６ａがシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの剥離強化部４１ｐと交わらないように配置されている。これにより、燃料が剥離強化部４１ｐに付着して剥離強化部４１ｐ付近に凝集する事態の発生がさらに抑えられる。従って、熱効率がより向上する。

　図７は、図２に示す火花点火式エンジンの燃焼室内のガスの流れを模式的に説明する図である。（Ａ）は吸気行程の平面図を示し、（Ｂ）は吸気行程の斜視図を示す。

　図７（Ｂ）に示すように、吸気行程ではピストン部５が上死点から下死点へ向かって移動する。また、吸気行程では、吸気バルブ８１が吸気口４１ｂを開放する。この結果、ガスがシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ及び吸気口４１ｂを通って燃焼室４ｒに流入する。

　本実施形態における、排気再循環通路１２０は、図７（Ａ）に示すように、吸気管１１４内の第２の領域Ａ２に開口するように吸気管１１４に接続されている。このため、排気再循環通路１２０から供給された再循環ガス（斜線付き矢印で示す）の多くは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの第２の領域Ａ２に分布している。

　図７（Ａ）に示すように、往復方向Ｚに見たときに吸気口４１ｂから吸気方向Ｙ１へ延びる延長領域Ａｅは、排気口４１ｆと重なる。従って図７（Ａ）に示すようにシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを吸気方向Ｙ１に流れ、吸気口４１ｂから燃焼室４ｒに入ったガスの多くは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの構造によって、特に排気口４１ｆが配置された方向、即ち吸気方向Ｙ１に流れる。より詳細には、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ内を流れるガス流が、剥離強化部４１ｐによって、ガス流がシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの壁面から剥離する。このため、吸気口４１ｂと吸気バルブ８１との間の円環状の隙間を通って燃焼室４ｒに吸気されるガスの流れのうち、吸気口４１ｂから排気口４１ｆに向かう流れは、他の向きの流れよりも速く多い。吸気口４１ｂから燃焼室４ｒに入ったガスの多くは、排気バルブ８２のバルブ面部に沿って流れ、ピストン部５に引き込まれるようにピストン部５の下死点に向かって流れる。この結果、燃焼室４ｒ内でタンブル流が形成される。タンブル流は、往復方向Ｚと交わる方向に延びた軸線Ｘ１の周りの渦である。図７に示す本実施形態の例では、軸線Ｘ１は、クランクシャフト方向Ｘと実質的に平行である。なお、バルブ面部は、燃焼室に臨む面状の部分である。

　火花点火式エンジン１は、ただ１つのシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの吸気口４１ｂと、ただ１つの排気ポート４１ｅの排気口４１ｆを備えている。例えば３つ以上の吸気口及び排気口を有するエンジンとは異なり、１つの吸気口４１ｂと１つの排気口４１ｆは、往復方向Ｚに見たとき燃焼室４ｒの共通の直径と重なるように配置されている。即ち、１つの吸気口４１ｂと１つの排気口４１ｆは、往復方向Ｚに見たとき燃焼室４ｒの中心線Ｌｃを通り吸気方向Ｙ１と平行な直線上に配置されている。このため、吸気口４１ｂから燃焼室４ｒに入ったガスの流れのうち、中心線Ｌｃ付近を通るガスの流れが最も速い。
　火花点火式エンジン１には、例えば複数の吸気口を備える場合と比べて大きな吸気口４１ｂが設けられている。このため、往復方向Ｚに見たとき吸気口４１ｂから排気口４１ｆの方へ流れるガスの流れが生じる。このガスの流れは、クランクシャフト方向Ｘで広い幅を有するまとまりを成している。
　火花点火式エンジン１のオフセット点火部７ａ（図２参照）は、燃焼室の第１の領域Ａ１に中心通過線Ｓと重ならないように位置している。このため、例えば往復方向Ｚに見て点火部が燃焼室４ｒの中心に配置される場合と比べて大きな吸気口４１ｂが設けられている。このことによっても、吸気口４１ｂから排気口４１ｆの方へ幅の広いガスの流れが生じる。
　このようにして、吸気口４１ｂから燃焼室４ｒに入ったガスによって、広い幅を有し幅方向（本実施形態では軸線Ｘ１方向）での中央部分の流れが速いタンブル流が形成される。

　火花点火式エンジン１には、例えば複数の吸気口を備える構成における１つの吸気口と比べて、大きな吸気口４１ｂが確保されている。但し、吸気口４１ｂの面積は、例えば複数の吸気口が設けられる場合の吸気口の面積の総計と比べて小さい。開口が小さいほど速い流速でガスが通過するので、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの吸気口４１ｂを通過するガスは、複数の吸気口を有する場合と比べて速いタンブル流を生じさせる。

　火花点火式エンジン１のシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａは、シリンダ部４内で、タンブル比が０．３よりも大きいタンブル流を形成する。

　タンブル比は、タンブル流の強度を示す指標である。タンブル比は、タンブル流の速度を示す指標である。

　図８は、タンブル比の計算方法を説明する図である。図８には、シリンダ部４の内部構造が模式的に示されている。
　タンブル比の計算では、シリンダ部４内にタンブル球ＴＳという空間が定義される。タンブル球ＴＳの球体内におけるガスの角速度からタンブル比が計算される。

　このようにして、図７（Ｂ）に示すように、燃焼室４ｒ内では、幅が広く、しかも幅方向での中央部分で最も速い流れを有するタンブル流が形成される。中心部分が最も速い流れを有するタンブル流が、燃焼室４ｒの径Ｂよりも長いストロークＳｔ分移動するピストン部５の移動によって形成される。幅方向での中央部分で最も速い流れを有するタンブル流によって、流れの乱れが抑えられる。このようなタンブル流では、長い期間、速度が維持されやすい。タンブル比が０．３よりも大きいタンブルが形成されることによって、ガスの燃焼に要する時間がより減少する。

　焼室内４ｒでは、乱れが抑えられたタンブル流が形成されるため、燃焼室４ｒ内におけるクランクシャフト方向Ｘでの再循環ガスの分布の傾向は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ内におけるガスにおける分布の傾向と近似する。
　また、燃焼室４ｒ内で、広い幅を有し幅方向（本実施形態では軸線Ｘ１方向）での中央部分の流れが速いタンブル流が形成されるため、流れの乱れが抑えられる。このようなタンブル流は、長い期間、速度が維持されやすい。従って、燃焼室４ｒ内における再循環ガスのクランクシャフト方向Ｘでの分布の傾向が維持されやすい。この結果、再循環ガスの多くは、燃焼室４ｒ内の第２の領域Ａ２に分布している。

　吸気行程に続く圧縮行程ではピストン部５が上死点に向かって移動する。即ち、ピストン部５が下死点の位置から上昇する。吸気行程で図７（Ｂ）に示すように吸気口４１ｂから出て排気バルブ８２のバルブ面に沿って流れ、そしてピストン部５に向かって流れたガスが、圧縮行程でピストン部５に押される。ピストン部５に押されたガスが吸気口４１ｂに向かって流れる。これによってタンブル流が維持される。ピストン部５が移動するストロークＳｔは、燃焼室４ｒの径Ｂより長い。従って、圧縮行程におけるピストン部５の移動速度も大きい。このため、ピストン部５に押されたガスによって速いタンブル流が維持されやすい。
　このため、燃焼室４ｒ内における再循環ガスのクランクシャフト方向Ｘでの分布が維持されやすい。

　また、図２（Ａ）に示すように、少なくとも燃焼室４ｒの天井部４１ｒの周縁部は、吸気口近傍領域Ａｒに非スキッシュ領域ＮＳを有している。このため、燃焼室４ｒにおけるタンブル流の乱れが抑えられる。これによっても、燃焼室４ｒ内における再循環ガスのクランクシャフト方向Ｘでの分布が維持されやすい。

　燃焼室４ｒ内における再循環ガスの分布が維持される結果、火花点火の時点で、再循環ガスの多くが燃焼室４ｒの第２の領域Ａ２に分布している。この結果、高い酸素濃度を有する外気の多くが、燃焼室４ｒ内におけるオフセット点火部７ａ付近の第１の領域Ａ１に分布している。そして、高い比熱を有する再循環ガスの多くが、オフセット点火部７ａから離れた第２の領域Ａ２に分布している。
　このような再循環ガスの偏在は、火花点火式エンジン１の特性として、オフセット点火部７ａによる点火後、燃焼を急速に進めつつ燃焼室４ｒの外部に逃げる熱を抑制するような燃焼動作を設定する場合に適している。第１の領域Ａ１に配置されたオフセット点火部７ａによる点火によって、多くの外気を含んだ第１の領域Ａ１のガスが短時間で燃焼する。オフセット点火部７ａから離れた第２の領域Ａ２のガスには、多くの再循環ガスが含まれている。第１の領域Ａ１のガスの燃焼による熱の、ピストン部５およびシリンダ部４への逃げが、高い比熱を有する再循環ガスによって抑えられる。

　火花点火の時点で、燃焼室４ｒ内の速いタンブル流が、速い乱流に変化する。これによっても、火炎が短い期間で伝播する。
　また、燃焼室４ｒが、往復方向Ｚに見たときに、ピストン部５の往復動のストロークＳｔより短い径Ｂを有している。短い径Ｂによって、ピストン部５が上死点にある時にピストン部５によって画定される燃焼室４ｒの扁平度が低下する。従って、オフセット点火部７ａによる点火後、火炎が伝播する時に、火炎が伝播する最大距離が減少する。このことによっても、燃焼時間が減少する。

　火花点火式エンジン１のオフセット点火部７ａは、往復方向Ｚに見て燃焼室４ｒの中心からオフセットした位置に配置されている。しかし、本実施形態の火花点火式エンジン１では、速いタンブル流と、火炎伝播の最大距離の減少とによって、オフセット点火部７ａのオフセットした配置位置に起因する燃焼時間への影響が抑えられる。
　このように、燃焼室内で速いタンブル流が維持されるとともに、火炎が伝播する距離が減少するため、ガスの燃焼に要する時間が減少する。燃焼に要する時間が減少することによって、火花点火式エンジン１の熱効率が向上する。

　火花点火式エンジン１では、燃焼に要する時間が減少することによって、ノッキングの発生が抑えられる。また、火花点火式エンジン１は、水冷エンジンであるため、ノッキングの発生が抑えられる。このため、ノッキングの発生を抑えつつ火花点火式エンジン１の圧縮比を従来のエンジンよりも高く設定することができる。この結果、火花点火式エンジン１の熱効率がさらに向上する。

　図９は、本実施形態に係る火花点火式エンジンユニットの変形例を説明する図である。（Ａ）は、変形例における火花点火式エンジンの燃焼室内のガスの流れを模式的に説明する吸気行程の平面図である。（Ｂ）は吸気行程の斜視図である。

　図９に示す変形例では、排気再循環通路１２０は、往復方向Ｚに見て吸気管１１４の中心線Ｓ２と重なる位置で吸気管１１４内に開口している。この場合、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａにおける、排気再循環通路１２０から供給された再循環ガスの分布は、往復方向Ｚで偏りを有する。
　但し、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａの往復方向Ｚの分布に対応する、吸気口４１ｂと吸気バルブ８１と間の隙間の距離は小さい。吸気口４１ｂと吸気バルブ８１との間の隙間を、外気と再循環ガスの重なりが通過する。このため、燃焼室４ｒにおける再循環ガスが外気と混合されやすい。この結果、燃焼室４ｒ内で再循環ガスが均一に分散する。
　このように再循環ガスが均一に分散した分布は、火花点火式エンジン１の燃焼動作特性として、オフセット点火部７ａによる点火後、ガスの燃焼の速度を均一化するような燃焼動作を設定する場合に適している。

　図７に示す本実施形態、及び図９に示す変形例では、排気再循環通路１２０によって排気管１１８から取り出される再循環ガスが、外気と共にシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを介して燃焼室４ｒに吸気される。これによって燃焼室４ｒ内においてタンブル流が形成される。外気は、サージタンクを通らずにスロットルボディ１１６、吸気管１１４及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを流れる。
　このため、図７及び図９に示す例のように、再循環ガスの合流位置を調整することによって、燃焼室４ｒ内で再循環ガスの分布の偏りを増大したり、あるいは偏りをなくして再循環ガスの分布を均一化したりすることができる。

　例えば、再循環ガスと外気がサージタンクで混合される場合、再循環ガスと外気はシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを通過する前に均一化される。このため、燃焼室内で再循環ガスの分布の偏りを生じさせるような設計が困難である。再循環ガスと外気がサージタンクより下流で混合される場合でも、分布の偏りを生じさせるような設計は困難である。なぜなら、サージタンクは、通常複数のシリンダに設けられた燃焼室にガスを供給するため、負圧となる期間を有する。サージタンクより下流で外気に合流した再循環ガスは、サージタンクが負圧となる期間サージタンク即ち上流に向かって流れる場合がある。上流に流れた再循環ガスを含むガスは、その後下流に流れ、合流位置を通過して燃焼室に供給される。混合された再循環ガスが一旦上流に流れ下流に流れることによって、再循環ガスと外気が均一化されやすい。このため、燃焼室内で再循環ガスの分布の偏りを生じさせるような設計が困難である。
　これに対し、本実施形態によれば、再循環ガスの合流位置を調整することによって、燃焼室４ｒ内で再循環ガスの分布の偏りを増大したり、あるいは偏りをなくして再循環ガスの分布を均一化したりすることができる。

　シングルセンタータンブルポートによるタンブル流によって再循環ガスの分布を維持しやすくする構成は、図７及び図９に示す例以外にも適用される。

　例えば、往復方向Ｚに見て、点火プラグが燃焼室の中央に配置されている場合、排気再循環通路を、吸気管内の第１の領域と第２の領域の２箇所に開口するように配置する。この場合、燃焼室内では、往復方向に見て中心通過線付近の中央領域で再循環ガスの濃度が低く、中央領域の外部の領域で再循環ガスの濃度が高い。このような燃焼室内の分布が、シングルセンタータンブルポートで形成されるタンブル流によって点火時期まで維持されやすい。
　往復方向Ｚに見て、燃焼室の中央の点火プラグの付近の領域では、再循環ガスの濃度が低く、点火プラグから離れた２つの領域では再循環ガスの濃度が高い。
　このように、吸気管及びセンタータンブルポートの周方向における再循環ガスの合流位置及びその数は、特に限定されない。また、吸気管及びセンタータンブルポートの流れ方向における再循環ガスの合流位置は、スロットルボディと吸気口との間であればよく、合流位置の数も特に限定されない。再循環ガスが、より下流で合流されることにより、再循環ガスが燃焼室に流入するまでの時間が短くなるので、燃焼室内での再循環ガスの分布の偏りを増大させることが可能になる。再循環ガスが、より上流で合流されることにより、再循環ガスが燃焼室に流入するまでの時間が長くなるので、燃焼室内での再循環ガスの分布の偏りを緩やかにできる。
　このように、再循環ガスの合流位置を調整することによって、燃焼室４ｒ内における再循環ガスの分布の設計自由度が高められる。

　図１０は、比較例としての火花点火式４バルブエンジンのガスの流出の状況を説明する平面図である。

　図１０に示す比較例のエンジン９は、４つのバルブを備えている。比較例のエンジン９は、ガスの吸気口９４１ｂが２つに分散しているため、それぞれの吸気口９４１ｂからのガスの流れは、１つの吸気口４１ｂ（図７参照）を備える本実施形態の流れと比べて遅い。
　また、吸気口９４１ｂのそれぞれから燃焼室９４ｒに入ったガスの流れのうち、互いに近づくよう吸気方向に対し斜めに向いた流れは、中心部分で互いにぶつかることによって乱れる。このため、燃焼室９４ｒに吸気されたガスは、吸気直後に撹拌される。このため、例えば図７に示す形態と同じように、再循環ガスの分布をクランクシャフト方向で偏らせても、再循環ガスが外気と混合されてしまう。また、燃焼室９４ｒに吸気されたガスが撹拌される程度は、２つの吸気口９４１ｂから流入するガスのぶつかり合いによるため、程度の調整が困難である。従って、比較例のエンジン９では、燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度が低い。

　これに対し、本実施形態によれば、図７あるは図９に示すように再循環ガスの合流位置を調整することによって、燃焼室４ｒ内で再循環ガスの分布の偏りを増大したり、逆に、偏りをなくして再循環ガスの分布を均一化したりすることができる。
　このように、本実施形態の火花点火式エンジンユニットＥＵ１によれば、火花点火式エンジンの燃焼室４ｒ内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。

　また、本実施形態の火花点火式エンジン１によれば、速いタンブル流によって燃焼時間を短くして熱効率を高めるとともに、維持されやすいタンブル流を利用して燃焼室４ｒ内の排ガスの分布を設定することができる。従って、熱効率が高くしかも排ガスの分布の設計自由度が高い。

　図１１は、火花点火式エンジンの燃焼室の径と熱効率の関係を示すグラフである。

　図１１には、例として、行程容積（行程容積）を０．１５Ｌに固定した火花点火式エンジンにおいて、燃焼室の径とピストン部のストロークを変えた場合における熱効率（図示熱効率）の計算結果が示されている。シミュレーションの対象の火花点火式エンジンは、燃焼室の径とピストン部のストローク以外は、図２及び図３に示す構成と同じ構成を有している。つまり、計算対象の火花点火式エンジンは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを備えている。
　図１１のグラフにおいて、燃焼室の径がＲ１より小さい領域、即ち図中でＲ１より左の領域は、ピストン部のストロークが燃焼室の径よりも長い。
　図１１のグラフにおいて、燃焼室の径がＲ２より小さい領域、即ち図中でＲ２より左の領域は、ピストン部のストロークが燃焼室の径の１．２倍よりも長い。
　図１１のグラフにおいて、燃焼室の径がＲ３より小さい領域、即ち図中でＲ２より左の領域は、ピストン部のストロークが燃焼室の径の１．５倍よりも長い。

　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ及びオフセット点火部７ａを備える火花点火式エンジン１では、図１１に示すように、ピストン部のストロークＳｔが燃焼室の径Ｂよりも長いことによって、高い熱効率が得られる。従って、熱効率が高い。

　ピストン部のストロークが燃焼室の径の１．２倍よりも長い領域では、図示熱効率の増大の度合いが実質的に飽和する。即ち、ストローク増大に対し、図示熱効率が増大しにくい。ピストン部のストロークが燃焼室の径の１．２倍よりも長い領域では、図示熱効率がより高い。

　ピストン部のストロークが燃焼室の径の１．５倍よりも長い領域では、図示熱効率の増大の度合いが更に飽和する。即ち、ストローク増大に対し、図示熱効率が更に増大しにくい。ピストン部のストロークが燃焼室の径の１．５倍よりも長い領域では、ピストン部の移動速度の増大による図示熱効率の増大がより安定している。
　ピストン部のストロークを設定することにより、熱効率を増大しつつ燃焼室における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。

　図１２は、エンジンの行程容積と熱効率の関係を示すグラフである。

　図１２のグラフは、圧縮比が一定の条件におけるエンジンの行程容積と熱効率の関係を示している。図１０のグラフの横軸はエンジンの行程容積である。行程容積は、１気筒当たりの行程容積（排気量）である。縦軸は、熱効率（図示熱効率）を示している。グラフの実線η１は、本実施形態のシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）を備えたエンジンのモデルによる熱効率の試算結果を示す。グラフの破線η２は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）を備えないエンジンのモデルによる熱効率の試算結果を示す。
　本実施形態の火花点火式エンジン１では、熱効率が低下しやすい０．２Ｌ未満のストローク容積を有する火花点火式エンジンにおいて、例えば、サージタンクを通って流れるガスとともに排ガスの一部がシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを介して吸気される場合と比べ、熱効率の低下を抑えるような、燃焼室の排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。つまり、熱効率の低下を抑える設計において、大型化を抑えつつ燃焼室における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。

　図１３は、一般的なエンジンの行程容積と図示熱効率の関係を示すグラフである。
　図１３には、参考例として、一般的なエンジンにおける行程容積と図示熱効率が示されている。図示熱効率は、機械損失を考慮しない熱効率である。参考例におけるピストン部のストロークは燃焼室の径と等しい。
　図１３に示す参考例に代表されるような一般的なエンジンの図示熱効率は、体積と表面積の関係に起因して、エンジンの大きさが小さくなるほど減少する傾向を有する。体積は発生熱量に密に関連するのに対し、表面積は放熱による熱損失に密に関連するためである。
　図１３に示すように、エンジンの行程容積が０．２Ｌ未満の場合、行程容積の減少に対し図示熱効率の低下が加速する。つまり、例えば０．４Ｌ以上の大型エンジンにおける傾向を表す直線（一点鎖線）η’からの乖離が大きくなる。図示熱効率の低下は、行程容積が０．１５Ｌ未満で顕著になる。即ち、直線（一点鎖線）η’からの乖離は、０．２Ｌ未満で顕在化し、行程容積が０．１８Ｌ未満で顕著になる。

　図１から図１０に示す火花点火式２バルブエンジン１は、剥離強化部４１ｐ（図５参照）を有するシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａからシリンダ部４に吸気されたガスによる速いタンブル流が形成されるため、図示熱効率が増大する。図示熱効率の増大は、一般的なエンジンが０．１Ｌの行程容積まで小型化した場合の、小型化による図示熱効率の低下を補うことができる。このため、図１から図１０に示す構成によれば、剥離強化部４１ｐを有するシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａとシリンダ部４を備え、行程容積が０．１Ｌ以上０．２Ｌ未満の火花点火式２バルブエンジンの熱効率を向上しつつ燃焼室における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。
　火花点火式２バルブエンジンが０．１２５Ｌ以上の行程容積を有する場合、タンブル流形成による図示熱効率の増大が、小型化による図示熱効率の低下に対し十分な余裕を有する。

　図１から図１０に示す構成によれば、燃焼室における排ガスの分布の設計自由度を高めつつ、参考例に示すような０．２Ｌ未満の行程容積で顕著な低下が見られる、火花点火式２バルブエンジンの熱効率を向上することができる。

　図１４は、図１から図１０に示す火花点火式２バルブエンジン１におけるガスの流れを説明する図である。図１４には、図１から図１０に示す火花点火式２バルブエンジン１の吸気行程におけるガスの流れのシミュレーションが示されている。表示濃度の濃い部分（暗い部分）ほど、速い流速を示している。
　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａからシリンダ部４に吸気されたガスは、剥離強化部４１ｐで壁面から剥離しやすい。剥離したガスは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａが延伸する向きに流れやすい。従ってシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａから燃焼室４ｒに吸気されるガスのうち、排気バルブ８２のバルブ面に向かって流れるガスの流量及び速度が増加する。
これに対し、排気バルブ８２から見て、吸気バルブ８１よりも遠い位置から燃焼室４ｒに吸気されるガスの量及び流速が減少する。
　この結果、排気バルブ８２のバルブ面に沿って流れた後、ピストン部５（図１）に向かう向きの速いタンブル流が生成される。

　図１５（Ａ）は、火花点火式エンジンにおけるポートの変形例を示す図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の火花点火式エンジンにおけるガスの流れを説明する図である。図１５（Ｂ）には、吸気行程におけるガスの流れのシミュレーション結果が示されている。

　図１５（Ａ）に示すシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａは、剥離強化部２４１ｐを有している。剥離強化部２４１ｐは、吸気口２４１ｂから燃焼室４ｒ（図５参照）へ吸気されたガスにタンブル流を生成させるように、吸気口２４１ｂに送るガスを吸気口２４１ｂに続く壁面から剥離する構造を有する。より詳細には、剥離強化部２４１ｐは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａの吸気口２４１ｂを画定する円周のうち、少なくとも排気口４１ｆ（図２参照）に対し最も遠い部分からガスを剥離するような構造を有する。より詳細には、吸気口２４１ｂ及び排気口４１ｆ（図２参照）を通る断面において、剥離強化部２４１ｐは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａを構成する壁面の、吸気口２４１ｂに隣接する環状の帯部分の、少なくとも排気口４１ｆから最も遠い部分に設けられた、折り返した形状を有する。剥離強化部４１ｐは、急激にシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａの中心線から遠ざかる向きに折り返した形状である。言い換えると、剥離強化部２４１ｐは、急激に排気口４１ｆから遠ざかる向きに折り返した形状である。剥離強化部２４１ｐは、吸気口２４１ｂ及び排気口４１ｆ（図２参照）を通る断面において、直角又は鋭角を成すように折り返した形状である。剥離強化部２４１ｐは、図１５（Ａ）に示す断面において、実質的に直角を成すように折り返した形状である。ただし、剥離強化部２４１ｐは、微視的にはエッジを有しておらず、曲面状に折り返した形状である。
　剥離強化部２４１ｐは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａ内部に突出している凸部である。

　図１５（Ａ）に示すシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａは、ガスの流れにおける剥離強化部２４１ｐよりも上流に、凹部２４１ｖを有している。凹部２４１ｖは、剥離強化部２４１ｐに隣接しており、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａの延伸方向に沿った断面において曲面を成している。凹部２４１ｖが隣接することによって、剥離強化部２４１ｐは、急激に排気口４１ｆから遠ざかる向きに折り返した形状である。
　従って、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａの内壁は、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａの延伸方向で剥離強化部２４１ｐにおいて実質的に不連続である。凹部２４１ｖ及び剥離強化部２４１ｐにより、ガスは壁面から剥離する。

　図１５（Ｂ）に示すように、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａからシリンダ部４に吸気されたガスは、剥離強化部２４１ｐで壁面から剥離しやすい。剥離したガスは、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａが延伸する向きに流れやすい。従って、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａから燃焼室４ｒに吸気されるガスのうち、排気バルブ８２のバルブ面に向かって流れるガスの流量及び速度が増加する。これに対し、排気バルブ８２から見て、吸気バルブ８１よりも遠い位置から燃焼室４ｒに吸気されるガスの量及び流速が減少する。
　この結果、排気バルブ８２のバルブ面に沿って流れた後、ピストン部５（図２）に向かう向きの速いタンブル流が生成される。

　図１６は、比較例におけるガスの流れを説明する図である。
　図１６に示す剥離強化部３４１ｐシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）は、剥離強化部２４１ｐを有さない。シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）を通るガスは、壁面から剥離しがたい。この結果、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）２４１ａから燃焼室４ｒに吸気されるガスのうち、排気バルブ８２のバルブ面に向かって流れるガスの流量及び速度が小さい。これに対し、排気バルブ８２から見て、吸気バルブ８１よりも遠い位置から燃焼室４ｒに吸気されるガスの量及び流速が、例えば図１５（Ｂ）に示す場合と比べて大きい。
　この結果、排気バルブ８２のバルブ面に沿って流れた後、ピストン部５（図２）に向かう向きのタンブル流は遅い。

　図１７は、図１４、図１５、及び図１６それぞれに示す構成におけるタンブル比を示すグラフである。
　グラフのＴＲ１は、図１４に示す構成におけるタンブル比を示している。また、ＴＲ２は、図１５に示す構成におけるタンブル比を示している。また、ＴＲｒは、図１６に示す比較例の構成におけるタンブル比を示している。タンブル比は、吸気バルブ８１のバルブリフトが異なる条件で示されている。
　図１４、図１５に示す実施形態の構成の場合には、比較例の場合よりも大きいタンブル比が得られる。

　図１８は、図１に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ１が搭載された鞍乗型車両を示す側面図である。
　図１８に示す鞍乗型車両１００は、車体１０２及び車輪１０３ａ，１０３ｂを備えている。詳細には、鞍乗型車両１００は、自動二輪車である。鞍乗型車両１００は、スクータタイプの車両である。後ろの車輪１０３ｂは駆動輪である。車体１０２には、フレーム１０４が設けられている。フレーム１０４は、ダウンフレーム１０４ａを含んでいる。
　また、鞍乗型車両１００は、加速指示部１０８を備えている。加速指示部１０８は、操作に応じて鞍乗型車両１００の加速を指示するための操作子である。加速指示部１０８は、操作に応じて変位する。加速指示部１０８は、アクセルグリップである。

　図１を参照して、火花点火式エンジンユニットＥＵ１の各部の配置について説明する。
火花点火式エンジン１は、鞍乗型車両１００に横向きで配置されている。即ち、火花点火式エンジン１は、前後方向ＦＢに垂直な鉛直面とピストン部５の往復方向Ｚとで成す角よりも、水平面と往復方向Ｚとで成す角が小さくなるように配置されている。

　火花点火式エンジンユニットＥＵ１のスロットルボディ１１６は、ピストン部５の往復方向Ｚとスロットルボディ１１６における吸気通路１１５の中心線１１５ａとで成す角θ１が、往復方向Ｚに垂直な面Ｖと中心線１１５ａとで成す角θ２よりも小さくなるように配置されている。また、スロットルボディ１１６は、往復方向Ｚと垂直な方向Ｙでシリンダ部４と重なる位置に配置されている。

　また、触媒ユニット１１９は、往復方向Ｚと垂直な方向Ｙでシリンダ部４と重なる位置に配置されている。つまり、触媒ユニット１１９は、シリンダ部４に沿うように配置されている。触媒ユニット１１９は、直立状態における鞍乗型車両１００の鉛直方向でシリンダ部４よりも下に配置されている。

　火花点火式エンジンユニットＥＵ１は、鞍乗型車両１００へ搭載されるため、小型であることが求められる。例えば、火花点火式エンジンユニットＥＵ１に備えられる火花点火式エンジン１のシリンダ部４は、鉛直方向で、ダウンフレーム１０４ａより上に配置される。また、火花点火式エンジンユニットＥＵ１に備えられる吸気通路１１５及びスロットルボディ１１６もダウンフレーム１０４ａより上に配置される。
　火花点火式エンジンユニットＥＵ１より上には、例えば図示しないバッテリ又は収納部が配置される。火花点火式エンジンユニットＥＵ１は、ダウンフレーム１０４ａと、バッテリ又は収納部との間の限られた空間に配置される。
　図１に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ１が備える火花点火式エンジンの燃焼室４ｒは、往復方向Ｚに見たときにピストン部５の往復動のストロークＳｔ（図２参照）より短い径Ｂを有している。このため、燃焼室４ｒを画定するシリンダ部４の径方向へのサイズは、例えばストロークより長い径を有している場合の構成と比べて小さい。このため、シリンダ部４と重なる位置に配置されているスロットルボディ１１６の配置の自由度が高い。
　従って、図１に示されているように、往復方向Ｚと吸気通路の中心線１１５ａとで成す角θ１が、ピストン部５の往復方向Ｚに垂直な面Ｖと中心線１１５ａとで成す角θ２よりも小さくなるようにスロットルボディ１１６が配置されている場合に、吸気通路１１５及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを曲率の低い曲線に沿って配置することができる。このため、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ内における、再循環ガスと外気の分布の乱れが抑えられる。また、燃焼室４ｒ内における速いタンブル流の生成が妨げられにくい。火花点火式エンジンユニットＥＵ１によれば、火花点火式エンジンの燃焼室４ｒ内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができるとともに、速いタンブル流によって熱効率を増大することができる。

　また、触媒ユニット１１９は、往復方向Ｚと垂直な方向Ｙでシリンダ部４と重なる位置に配置されている。これによって、触媒ユニット１１９を火花点火式エンジン１の近くに配置することができる。触媒ユニット１１９が火花点火式エンジン１の近くに配置される場合、より高温の排ガスが触媒ユニット１１９の触媒に供給されるので、例えばエンジン始動後に触媒の浄化性能をより効果的に発揮することができる。ただし、触媒ユニット１１９が火花点火式エンジン１の近くに配置されると、火花点火式エンジン１から排気される排ガスの流れに対する触媒ユニット１１９の抵抗の影響が大きい。

　図１８及び図１に示す触媒ユニット１１９は、鞍乗型車両１００における火花点火式エンジンユニットＥＵ１の最低地上高を維持するような位置に配置されている。従って、触媒ユニット１１９が配置される低さには制限がある。しかし、シリンダ部４の径方向でのサイズは、例えばストロークより長い径を有している場合と比べて小さい。このため、触媒ユニット１１９の形状設計の自由度が高い。このため、例えば、触媒ユニット１１９を太径とすることによって、排ガスの流れに対する触媒ユニット１１９の抵抗を抑えることができる。この場合、排ガスの流れに対する抵抗が抑えられることによって、火花点火式エンジン１の熱効率が向上する。

　また、シリンダ部４の径方向でのサイズが小さいことによって、火花点火式エンジン１自体の配置の自由度も高められる。例えば、触媒ユニット１１９の位置と形状を維持したまま、火花点火式エンジン１を鉛直方向で、より下方に配置することができる。この結果、吸気通路１１５及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを曲率の低い曲線に沿って配置することができる。このため、シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａ内における、再循環ガスと外気の分布の乱れが抑えられる。従って、火花点火式エンジン１の燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。
　また、吸気通路１１５及びシングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）４１ａを曲率の低い曲線に沿って配置することができるので、燃焼室４ｒ内における速いタンブル流の生成が妨げられにくい。速いタンブル流によって熱効率がより増大する。

　このように、図１に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ１によれば、車両への搭載性を有しつつ、燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度を向上するとともに熱効率を向上することができる。

　図１９は、図１８とは別の種類の鞍乗型車両を示す側面図である。

　図１９に示す鞍乗型車両２００は、いわゆるストリートタイプの自動二輪車である。鞍乗型車両２００は、車体２０２、車輪２０３ａ，２０３ｂを備えている。車体２０２には、フレーム２０４が設けられている。フレーム２０４は、フロントフレーム２０４ｆを有する。
　鞍乗型車両２００は、火花点火式エンジンユニットＥＵ２を備えている。火花点火式エンジンユニットＥＵ２は、火花点火式エンジン１、吸気通路２１５、スロットルボディ２１６、排気通路２１７、及び触媒ユニット２１９を備えている。車輪２０３ｂは、火花点火式エンジン１から出力される回転力を受け鞍乗型車両２００を駆動する。
　スロットルボディ２１６は、火花点火式エンジン１に供給される外気の流量を制御する。
　排気通路２１７は、火花点火式エンジン１から排出されるガスを通す。触媒ユニット２１９は、排気通路２１７に設けられている。

　図２０は、図１９に示す車両の火花点火式エンジンユニットの配置を概略的に示す図である。

　火花点火式エンジン１は、鞍乗型車両に縦向きで配置されている。即ち、火花点火式エンジン１は、鞍乗型車両２００における鉛直面とピストン部５の往復方向Ｚとで成す角よりも、水平面と往復方向Ｚとで成す角の方を大きくするように配置されている。
　鞍乗型車両２００における前後方向ＦＢで火花点火式エンジン１よりも前Ｆｒに、フロントフレーム２０４ｆが配置されている。

　図２０に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ２のスロットルボディ２１６は、ピストン部５の往復方向Ｚに延びるピストン部の中心線Ｌｃとスロットルボディ２１６における吸気通路２１５の中心線２１５ａとが交わるように配置されている。

　図２０に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ２は、前後方向ＦＢでフロントフレーム２０４ｆよりも後ろＢｋに配置されている。火花点火式エンジンの燃焼室４ｒは、往復方向Ｚに見たときにピストン部５の往復動のストロークＳｔ（図２参照）より短い径Ｂを有している。従って、燃焼室４ｒを画定するシリンダ部４の径方向へのサイズは、例えばストロークより長い径を有している場合の構成と比べて小さい。このため、ピストン部５の中心線と吸気通路２１５の中心線２１５ａとが交わるよう配置されるスロットルボディ２１６の配置の自由度が高い。燃焼室４ｒ内における速いタンブル流の生成が妨げられ難いようにスロットルボディ２１６を配置することができるので、速いタンブル流を生じさせることができる。
　このように、火花点火式エンジンユニットＥＵ２によれば、火花点火式エンジン１の燃焼室４ｒ内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができるとともに、熱効率をより増大することができる。

　図２１は、図２０とは更に別の火花点火式エンジンユニットの配置を概略的に示す図である。
　図２１に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ３の触媒ユニット３１９は、図１９に示す触媒ユニット２１９とは異なる位置に配置されている。触媒ユニット３１９の位置を分かりやすく示すため、フロントフレーム２０４ｆの図示は省略されている。その他の点は、図２０と同じである。

　図２１に示す触媒ユニット３１９は、往復方向Ｚと垂直な方向Ｙでシリンダ部４と重なる位置に配置されている。つまり、触媒ユニット３１９は、シリンダ部４に沿うように配置されている。触媒ユニット３１９は、火花点火式エンジンユニットＥＵ３が搭載される鞍乗型車両の前後方向ＦＢでシリンダ部４よりも前Ｆｒに配置されている。

　図２１に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ３も、図２０に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ２と同様に、鞍乗型車両２００（図１９参照）へ搭載されるため小型であることが求められる。例えば、火花点火式エンジンユニットＥＵ３は、前の車輪２０３ａ（図１９参照）と間隔をあけて配置される。

　火花点火式エンジンユニットＥＵ３が備える火花点火式エンジン１の燃焼室４ｒは、往復方向Ｚに見たときにピストン部５の往復動のストロークＳｔ（図２参照）より短い径Ｂを有している。このため、燃焼室４ｒを画定するシリンダ部４の径方向へのサイズは、例えばストロークより長い径を有している場合の構成と比べて小さい。このため、シリンダ部４と重なる位置に配置されている触媒ユニット３１９の配置の自由度が高い。
　図２１に示す火花点火式エンジンユニットＥＵ３において、触媒ユニット３１９が火花点火式エンジン１の近くに配置されることによって、例えばエンジン始動後に触媒の浄化性能をより効果的に発揮することができる。また、ピストン部５の往復動のストロークＳｔ（図２参照）より短い径Ｂを有する燃焼室４ｒを備えた火花点火式エンジン１のシリンダ部４に沿うように触媒ユニット３１９が配置されているので、触媒ユニット３１９に太い径を採用することができるため、火花点火式エンジン１から排出された排ガスが触媒ユニット３１９を通過するときの抵抗を減少することができる。このように、火花点火式エンジンユニットＥＵ３によれば、火花点火式エンジンの燃焼室４ｒ内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができるとともに、排気行程における排ガス流の抵抗が減少するので熱効率を向上することができる。

　本発明は、上述した例に限定されず、例えば、下記（７）～（８）の構成を採用し得る。下記（８）～（９）の実施形態としては、上述した実施形態が挙げられる。

　（８）　（１）から（６）いずれか１の火花点火式エンジンユニットであって
　前記スロットルボディは、前記ピストン部の往復方向と前記スロットルボディにおける前記吸気通路の中心線とで成す角が、前記ピストン部の往復方向に垂直な面と前記中心線とで成す角よりも小さくなるように、前記ピストン部の往復方向と垂直な方向で前記シリンダ部と重なる位置に配置されている。

　（８）の火花点火式エンジンユニットが備える火花点火式エンジンの燃焼室は、往復方向に見たときにピストン部の往復動のストロークより短い径を有している。このため、燃焼室を画定するシリンダ部の径方向へのサイズの増大が抑えられる。このため、シリンダ部と重なる位置に配置されているスロットルボディの配置の自由度が高い。従って、ピストン部の往復方向と吸気通路の中心線とで成す角が、ピストン部の往復方向に垂直な面と吸気通路の中心線とで成す角よりも小さくなるようにスロットルボディが配置される場合に、速いタンブル流の生成を妨げるような吸気通路の配置を避けることができる。従って、火花点火式エンジンの燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。

　（９）　（１）から（６）いずれか１の火花点火式エンジンユニットであって
　前記スロットルボディは、前記ピストン部の往復方向に延びる前記ピストン部の中心線と前記スロットルボディにおける前記吸気通路の中心線とが交わるように配置されている。

　（９）の火花点火式エンジンユニットが備える火花点火式エンジンの燃焼室は、往復方向に見たときにピストン部の往復動のストロークより短い径を有している。このため、燃焼室を画定するシリンダ部の径方向へのサイズの増大が抑えられる。このため、スロットルボディの配置の自由度が高い。従って、ピストン部の中心線と吸気通路の中心線とが交わるようスロットルボディが配置される場合に、速いタンブル流の生成を妨げるような吸気通路の配置を避けることができる。従って、火花点火式エンジン１の燃焼室内における排ガスの分布の設計自由度を高めることができる。

　１　　　火花点火式エンジン
　２　　　クランクシャフト
　４　　　シリンダ部
　４ｒ　　燃焼室
　５　　　ピストン部
　７　　　オフセット点火プラグ（点火プラグ）
　７ａ　　オフセット点火部（点火部）
　４１　　シリンダヘッド部
　４２　　シリンダボディ部
　４１ａ，２４１ａ，３４１ａ　シングルセンタータンブルポート（ＳＣＴＰ）
　４１ｂ　吸気口
　４１ｅ　排気ポート
　４１ｆ　排気口
　８１　　吸気バルブ
　８２　　排気バルブ
　８１ｃ　バルブ面部
　１００，２００　鞍乗型車両
　１１４　　吸気管
　１１５，２１５　　　　吸気通路
　１１６，２１６　スロットルボディ
　１１６ａ　スロットル弁
　１１７　　排気通路
　１１８　　排気管
　１１９，２１９，３１９　　触媒ユニット
　１２０　　排気再循環通路
　ＥＵ１，ＥＵ２，ＥＵ３　　火花点火式エンジンユニット
　ＮＳ　　非スキッシュ領域

Claims

　火花点火式エンジンユニットであって、
　前記火花点火式エンジンユニットは、
　燃焼室が形成されたシリンダ部と、
　シリンダ部内に往復動可能に設けられ、シリンダ部とともに前記燃焼室を画定するピストン部と、
　前記ピストン部の往復動に応じて回転するようピストン部と連結されたクランクシャフトと、
　前記燃焼室に排気口を介して連通するよう前記シリンダ部に設けられ、前記燃焼室からの排ガスが通る１つの排気ポートと、
　前記燃焼室に吸気口を介して連通するよう前記シリンダ部に設けられ、前記吸気口から前記燃焼室へ吸気された吸気ガスに前記往復方向と交わる方向に延びた軸線周りのタンブル流を生成させるように前記吸気口に送るガスを前記吸気口に続く壁面から剥離する剥離強化部を有し、前記吸気口は、前記ピストン部の往復方向に見たときに前記吸気口の幅を有し且つ前記吸気口から吸気方向へ延びる領域として定義される延長領域が前記排気口と重なるように設けられた、１つのシングルセンタータンブルポートと、
　前記排気口を開放及び閉鎖する１つの排気バルブと、
　前記吸気口を開放及び閉鎖する１つの吸気バルブと、
　前記燃焼室に配置された点火部を有し、前記燃焼室のガスに火花点火するように構成された点火プラグと、
　前記燃焼室へ吸気されるガスの流量を調節するスロットル弁を有するスロットルボディと、
　前記スロットルボディ及び前記１つのシングルセンタータンブルポートを、サージタンクを介すること無しに接続し、前記スロットルボディから前記１つのシングルセンタータンブルポートまでガスを通す吸気管と、
　前記１つの排気ポートのうちの前記排気口とは反対の端に接続され、前記１つの排気ポートを介して排気される排ガスを通す排気管と、
　前記排気管又は前記排気ポートと前記吸気管又は前記シングルセンタータンブルポートとを接続する排気再循環通路であって、前記排気管又は前記排気ポートから取り出される排ガスの一部が、再循環ガスとして、前記サージタンクを通らずに前記スロットルボディ、前記吸気管及び前記１つのシングルセンタータンブルポートを流れるガスと共に、前記１つの吸気バルブの開放に伴って前記剥離強化部を経て前記１つのシングルセンタータンブルポートを介して吸気されることにより、前記燃焼室内において前記タンブル流を成すように、前記再循環ガスを前記吸気管又は前記１つのシングルセンタータンブルポートに供給する排気再循環通路と、を備える。
　請求項１に記載の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記点火プラグは、前記往復方向に見たときに前記排気口の中心及び前記吸気口の中心を通る中心通過線により前記燃焼室が区分されることにより定義される２つの領域のうち第１の領域に、前記中心通過線と重ならないように配置される前記点火部により、前記燃焼室のガスに火花点火するように構成されている。
　請求項１又は２に記載の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記排気管には、前記燃焼室から排出された排ガスを浄化する触媒を収容する触媒ユニットが更に設けられ、
　前記排気再循環通路は、前記触媒ユニットよりも排ガスの流れにおける下流から、排ガスの一部を前記再循環ガスとして取り出す。
　請求項１から３いずれか１項に記載の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記燃焼室は、前記往復方向に見たときに、前記ピストン部の往復動のストロークより短い径を有する。
　請求項１から４いずれか１項に記載の火花点火式エンジンユニットであって、
　前記シリンダ部は、０．１Ｌ以上０．２Ｌ未満の行程容積を有する。
　請求項１から５いずれか１項に記載の火花点火式エンジンユニットと、
　前記火花点火式エンジンユニットに駆動される車輪と、
を備える車両。