(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に混合気を流入させる吸気バルブと混合気が燃焼された排気ガスを前記燃焼室から排気させる排気バルブとを備える内燃機関であって、
１気筒につき、傘表部の中央に凹部を形成した前記吸気バルブと、傘表部に平坦面を形成した前記排気バルブとがそれぞれ１つずつ組み合わされ、
前記吸気バルブが配設される吸気ポートの上側の内壁面は、側面視において、前記吸気バルブの軸部よりも上流側には前記排気バルブの傘表部の平坦面と略平行な平坦部が形成され、前記吸気バルブの軸部よりも下流側が前記平坦部の下流端から前記平坦部を延長させた延長線よりも湾曲状に凹ませて形成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記平坦部は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々にその面積が広がる略三角形状に形成され、
前記吸気ポートの通路の断面形状は、前記平坦部の平坦方向であって且つ混合気の流入する方向に対して直交する方向に拡幅する拡幅部が形成され、前記拡幅部から上流側および下流側に向かうにしたがって徐々に略円形状に戻るように形成され、
前記拡幅部の幅は、前記平坦部が形成されている範囲の略中央が最も拡幅していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車や自動車などに用いられる内燃機関に関するものである。特に、排気バルブおよび吸気バルブを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の性能の向上や燃費の向上を図るために、吸気ポート、排気ポート、シリンダヘッドおよびピストン形状などの改良が行われている。例えば、燃焼室に流入される混合気の速度を上昇させて燃焼室内にタンブル流を発生させることは、内燃機関の性能の向上や燃費の向上に有効である。特に、ピストンが上昇したとき、通常減衰してしまうタンブル流をできるだけ減衰させないような構造にすることが望ましい。
【０００３】
特許文献１に開示された内燃機関では、ピストン冠面の略矩形状の凹部の底面をタンブル流に沿うように、ピストンピン中心軸線と略平行な湾曲面が形成されている。また、点火プラグ直下の底面略中央部にピストンピン中心軸線と平行な突条部が形成され、その吸気弁側および排気弁側の立ち上がり部が円弧面をなしている。このような構成によれば、排気弁側の立ち上がり部が曲率半径の大きな円弧面をなしているので、均質燃焼の際のタンブル流の流れを阻害しないようにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された内燃機関は、ピストン冠面が複雑な形状であって、ピストンの製造コストが上昇してしまうという問題を有している。特に、例えば小型の車両に用いられる内燃機関ではコストをかけることができないことから、簡単な構造での性能向上が要求される。
【０００６】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な形状を有することなく燃焼室内に速度の速いタンブル流を発生させることで、燃焼効率を向上させて燃費が向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、燃焼室に混合気を流入させる吸気バルブと混合気が燃焼された排気ガスを前記燃焼室から排気させる排気バルブとを備える内燃機関であって、１気筒につき、傘表部の中央に凹部を形成した前記吸気バルブと、傘表部に平坦面を形成した前記排気バルブとがそれぞれ１つずつ組み合わされ、前記吸気バルブが配設される吸気ポートの上側の内壁面は、側面視において、前記吸気バルブの軸部よりも上流側には前記排気バルブの傘表部の平坦面と略平行な平坦部が形成され、前記吸気バルブの軸部よりも下流側が前記平坦部の下流端から前記平坦部を延長させた延長線よりも湾曲状に凹ませて形成されていることを特徴とする。
また、前記平坦部は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々にその面積が広がる略三角形状に形成され、前記吸気ポートの通路の断面形状は、前記平坦部の平坦方向であって且つ混合気の流入する方向に対して直交する方向に拡幅する拡幅部が形成され、前記拡幅部から上流側および下流側に向かうにしたがって徐々に略円形状に戻るように形成され、前記拡幅部の幅は、前記平坦部が形成されている範囲の略中央が最も拡幅していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複雑な形状を有することなく燃焼室内に速度の速いタンブル流を発生させることで、燃焼効率を向上させて燃費が向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スクータ型自動二輪車の右側面図である。
【図２】パワーユニットの右側面図である。
【図３】エンジンのＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】エンジンのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図５】シリンダヘッドの周辺の構成を示す断面図である。
【図６Ａ】本実施形態の吸気バルブの構成を示す図である。
【図６Ｂ】本実施形態の排気バルブの構成を示す図である。
【図７】吸気ポート、排気ポートおよび燃焼室の形状を示す斜視図である。
【図８Ａ】本実施形態のエンジンにおける混合気の速度分布を示す図である。
【図８Ｂ】比較例のエンジンにおける混合気の速度分布を示す図である。
【図９Ａ】本実施形態のエンジンにおけるタンブル流の速度および方向を示す図である。
【図９Ｂ】比較例のエンジンにおけるタンブル流の速度および方向を示す図である。
【図１０】本実施形態のエンジンによる出力改善率を示すグラフである。
【図１１】本実施形態のエンジンによる流量係数改善率を示すグラフである。
【図１２】本実施形態のエンジンによるポンピングロス改善率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態に係る内燃機関としてスクータ型自動二輪車に搭載されるエンジンを一例に説明する。
まず、スクータ型自動二輪車１００の全体構成について図１を参照して説明する。図１は本実施形態に係るスクータ型自動二輪車の右側面図である。なお、以下に示す図では、必要に応じて車体の前側を矢印Ｆｒにより、車体の後側を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、車体の右側を矢印Ｒにより、車体の左側を矢印Ｌにより示す。
【００１１】
スクータ型自動二輪車１００（以下、自動二輪車という）は、車体前部にステアリングヘッドパイプ１１が配設されている。ステアリングヘッドパイプ１１の略中央部には、ダウンチューブ１２が略後斜め下側に向かって延設されている。ダウンチューブ１２の下端付近には、一対のアンダーフレーム１３が略後側に向かって延設されている。一対のアンダーフレーム１３の略後端のそれぞれには、メインフレーム１４が略上側に向かって延設されている。一対のメインフレーム１４の上端のそれぞれには、リアフレーム１５が後斜め上側に向かって延設されている。
【００１２】
図１に示すように、ステアリングヘッドパイプ１１は、フロントフォーク１６を回動可能に支持している。フロントフォーク１６の上端には操舵のためのハンドルバー１７が左右方向に沿って配設され、下端には前輪１８が回動可能に支持されている。
また、アンダーフレーム１３の後端には、エンジンを含むパワーユニット２２を支持するためのブラケット１９が付設形成されている。ブラケット１９には、ステー２０が略後側に向かって配設されている。また、ステー２０には、ピボット軸２１を介して、スイング式のパワーユニット２２が支持されている。パワーユニット２２はピボット軸２１を中心にして上下に揺動可能である。
【００１３】
パワーユニット２２の上側には、ライダーが着座するためのシート２３が設置されている。アンダーフレーム１３の上側には、シート２３に着座したライダーの足を載せるステップボード２４が支持されている。パワーユニット２２とシート２３との間にはヘルメットなどを収容できるラゲッジボックス２５が配置されている。
また、車体の前部には、フロントレッグシールド２６がダウンチューブ１２の周囲を被覆している。車体の中央部から後部には、フレームカバー２７がメインフレーム１４およびリアフレーム１５の周囲を被覆している。
【００１４】
図２はパワーユニット２２の右側面図である。パワーユニット２２は、クランクケース４１およびシリンダアセンブリ２８を有するエンジン４０とベルト式自動変速機２９とをユニット化したものである。
ベルト式自動変速機２９の上側にはエアークリーナボックス３０が搭載されている。エアークリーナボックス３０とシリンダアセンブリ２８との間には吸気パイプ３１が接続されている。吸気パイプ３１の途中には、キャブレタ３２が配設されている。エアークリーナボックス３０からの吸気はキャブレタ３２によって燃料との混合気に生成され、シリンダアセンブリ２８内に吸入され、燃焼された後、排気ガスとして排気管３３を介してマフラー３４から排気される。ベルト式自動変速機２９は、エンジン４０からの出力を図示しないベルトを介して後輪３５に伝達する。
【００１５】
次に、エンジン４０の構成について図３および図４を参照して説明する。図３は図２に示すエンジン４０をＩ−Ｉ線で切断した断面図である。また、図４は、図３に示すエンジン４０をＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
本実施形態のエンジン４０は、ＯＨＶ方式の４ストローク単気筒エンジンが用いられている。図３に示すように、エンジン４０はファンカウリング３６によって覆われ、クランクシャフト４２に軸着され一体的に回転する冷却ファン３７によってファンカウリング３６内に外気を取り入れて強制的に冷却される空冷式である。
【００１６】
図４に示すように、エンジン４０は、クランクケース４１、シリンダブロック４３、シリンダヘッド４７およびシリンダヘッドカバー５６を備えている。
クランクケース４１は、左右方向に沿って配設されたクランクシャフト４２を回動自在に軸支する。クランクケース４１には、シリンダブロック４３が前傾した態様で延設されている。シリンダブロック４３は、外壁面に複数のフィン４６が形成され、内部にピストン４４が摺動可能に配設されている。ピストン４４とクランクシャフト４２とはコネクティングロッド４５を介して接続され、ピストン４４の往復運動はコネクティングロッド４５を介してクランクシャフト４２の回転に変換される。
【００１７】
シリンダブロック４３の頂部にシリンダヘッド４７が結合されることで、内部に燃焼室４８が形成される。図３に示すように、燃焼室４８の内部は、半球型に形成されている。シリンダヘッド４７には点火プラグ３８が、その先端を燃焼室４８内に配置される態様で配設されている。本実施形態の点火プラグ３８は、シリンダヘッド４７の右側から斜めに取り付けられ、その先端が燃焼室４８の中心に指向して固定される。
【００１８】
図４に示すように、シリンダヘッド４７には燃焼室４８と連通する吸気ポート４９が形成されている。吸気ポート４９は左右方向（クランク軸線Ｃｒ方向）には屈曲せず、燃焼室４８に近接した位置で燃焼室４８に向かって緩やかに屈曲している。吸気ポート４９の開口部のうち、燃焼室４８側と反対の開口部４９ａには吸気パイプ３１が結合されている。また、吸気ポート４９内には、吸気バルブ５０が吸気ポート４９の燃焼室４８側の開口部４９ｂに向かって配設されている。一方、シリンダヘッド４７には燃焼室４８と連通する排気ポート５１が形成されている。排気ポート５１は左右方向（クランク軸線Ｃｒ方向）には屈曲せず、燃焼室４８に近接した位置で燃焼室４８に向かって緩やかに屈曲している。排気ポート５１の開口部のうち、燃焼室４８側と反対の開口部５１ａには図２に示す排気管３３が結合される。また、排気ポート５１内には排気バルブ５２が排気ポート５１の燃焼室４８側の開口部５１ｂに向かって配設されている。シリンダヘッド４７の頂部にはシリンダヘッドカバー５６が結合され、吸気バルブ５０や排気バルブ５２を含む動弁装置５４を被覆している。
【００１９】
図５は、シリンダヘッド４７の周辺の構成をより詳細に示す断面図である。図５では、シリンダ軸線Ｃｙに沿って上側を矢印Ｕｐにより、下側を矢印Ｌｏにより示す。なお、図５は、吸気行程の状態を示している。
また、図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ吸気バルブ５０および排気バルブ５２の構成を示す一部断面図である。吸気バルブ５０および排気バルブ５２は、それぞれ軸部５０ａ、５２ａと傘部５０ｂ、５２ｂとにより構成されている。図５に示すように、吸気バルブ５０および排気バルブ５２は、それぞれシリンダヘッド４７に固定されたバルブガイド５５内を摺動可能に挿通されている。本実施形態では、吸気バルブ５０と排気バルブ５２との挟み角度が略５０°に設定されている。
【００２０】
吸気バルブ５０および排気バルブ５２の軸端部５０ｃ、５２ｃには、スプリングリテーナ５７が取り付けられている。また、シリンダヘッド４７の上側であってバルブガイド５５の周囲には、各スプリングリテーナ５７に対応してスプリングシート５８が取り付けられている。スプリングリテーナ５７とスプリングシート５８との間には、それぞれバルブスプリング５９が圧縮状態で介装されている。また、吸気ポート４９および排気ポート５１の燃焼室４８側の開口部４９ｂ、５１ｂには、それぞれバルブシート６０が固定されている。吸気バルブ５０および排気バルブ５２は、それぞれバルブスプリング５９によって開口部４９ｂ、５１ｂを閉じる方向に付勢されている。吸気バルブ５０および排気バルブ５２が開口部４９ｂ、５１ｂを閉じている状態では、それぞれ傘裏部５０ｄ、５２ｄがバルブシート６０に当接している。また、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、吸気バルブ５０および排気バルブ５２の傘裏部５０ｄ、５２ｄには、それぞれ傾斜角度が異なる第１のテーパ部５０ｄ１、５２ｄ１と第２のテーパ部５０ｄ２、５２ｄ２とが連続して形成されている。吸気バルブ５０および排気バルブ５２のそれぞれ第２のテーパ部５０ｄ２、５２ｄ２がバルブシート６０に当接する。
【００２１】
吸気バルブ５０と排気バルブ５２とは、図５に示すようにシリンダヘッド４７内に回転自在に軸支されたカムシャフト６１のカム６２によって開閉タイミングが制御されている。カムシャフト６１は、図示しないカムチェーンを介してクランクシャフト４２に接続され、クランクシャフト４２によって回転される。カムチェーンは、図３に示すように、シリンダブロック４３内の左側に、シリンダ軸線Ｃｙ方向に沿って形成されたカムチェーントンネル６３内に配設される。
図５に示すように、シリンダヘッド４７には、カムシャフト６１と平行して２つのロッカシャフト６４が回転自在に軸支されている。各ロッカシャフト６４には、ロッカアーム６５が揺動自在に設けられ、それぞれ吸気バルブ５０および排気バルブ５２に接続されている。カムシャフト６１の回転に応じてカム６２がロッカアーム６５にそれぞれ当接し、ロッカアーム６５がロッカシャフト６４を中心に揺動する。各ロッカアーム６５の揺動により吸気バルブ５０および排気バルブ５２はそれぞれバルブスプリング５９に抗して押し下げられ、吸気ポート４９の開口部４９ｂおよび排気ポート５１の開口部５１ｂを開口させる。
【００２２】
吸気行程では、吸気バルブ５０が押し下げされることで吸気ポート４９の開口部４９ｂが開口し、燃焼室４８に混合気が流入する。圧縮行程では、吸気バルブ５０の傘部５０ｂが吸気ポート４９の開口部４９ｂを閉塞すると共にピストン４４が上昇することで、燃焼室４８に流入した混合気が圧縮される。燃焼行程では、点火プラグ３８がピストン４４によって圧縮された混合気に点火することで、混合気を燃焼させピストン４４を下降させてクランクシャフト４２を回転させる。排気行程では、排気バルブ５２が押し下げられることで排気ポート５１の開口部５１ｂが開口し、燃焼された排気ガスが排気される。
【００２３】
本実施形態では、吸気バルブ５０の傘部５０ｂの形状と排気バルブ５２の傘部５２ｂの形状を特定の組み合わせにすることで、燃焼室４８に流入する混合気を燃焼室４８内で整流させて速度の速いタンブル流を発生させることができると共に燃焼室４８内で燃焼された排気ガスを円滑に排気することができる。また、吸気ポート４９の通路の断面形状を所定の形状にすることで、燃焼室４８に流入する混合気を整流させることができ、燃焼室４８内のタンブル流をより強化させることができる。以下、具体的に図５、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。
【００２４】
まず、図６Ａに示すように、吸気バルブ５０の傘部５０ｂの傘表部５０ｅは、全面のうち一部に緩やかに湾曲する略球面状の凹部５０ｆが形成されている。本実施形態の凹部５０ｆは、傘表部５０ｅの中央に形成されている。具体的には、傘表部５０ｅの全面積のうち略２／３が凹部５０ｆであって、他の略１／３が平面状である。一方、図６Ｂに示すように、排気バルブ５２の傘部５２ｂの傘表部５２ｅは、全面が平坦面に形成されている。このように本実施形態の吸気バルブ５０および排気バルブ５２は、それぞれ傘表部５０ｅ、５２ｅの形状が異なっている。
【００２５】
また、図５に示す吸気ポート４９内の通路は、ほとんどの断面形状が略円形状であるが、シリンダヘッド４７に形成された吸気バルブ５０を挿通させるための挿通孔６６の上流の上側の内壁面に平坦部４９ｃが形成されている。平坦部４９ｃは、吸気ポート４９の通路の長さ方向の略中央に形成されている。また、平坦部４９ｃが形成されている長さは、吸気ポート４９の通路断面中央を通ったときの開口部４９ａから開口部４９ｂまでの長さに対して、略１／３〜略１／６の長さを有している。また、吸気ポート４９の平坦部４９ｃは、排気バルブ５２が排気ポート５１の開口部５１ｂを閉じている状態では、排気バルブ５２の傘表部５２ｅの平坦面と略平行になるように形成されている（図５に示す一点鎖線Ｌを参照）。
【００２６】
更に、吸気ポート４９の通路のうち、平坦部４９ｃが形成されている部分に、通路の断面形状が略楕円状の拡幅部４９ｄが形成されている。拡幅部４９ｄは、左右方向（クランク軸線Ｃｒ方向）、すなわち平坦部４９ｃの平坦方向であって且つ混合気が流入する方向に対して直交する方向に拡幅されている。図７は、吸気ポート４９、排気ポート５１および燃焼室４８の形状を図５に示す矢印Ａ方向から見た斜視図である。図７に示すように、吸気ポート４９の平坦部４９ｃは、上流側から下流側（開口部４９ａから開口部４９ｂ）に向かうにしたがって徐々にその面積が広がる略三角形状に形成されている。また、拡幅部４９ｄの幅Ｗは、平坦部４９ｃが形成されている範囲の略中央が最も広く、その前後で徐々に略円形状に戻るように形成されている。
【００２７】
次に、図５を参照して上述したように構成される吸気バルブ５０、排気バルブ５２および吸気ポート４９を用いて混合気を燃焼室４８に流入させるときの混合気の流れについて説明する。
まず、吸気ポート４９に流入した混合気は、通路の中央に向かうにしたがって、左右方向に長い略楕円状に形成された拡幅部４９ｄによって、拡幅部４９ｄに沿った流れに変化する。すなわち、拡幅部４９ｄには平坦部４９ｃが形成されていることから、より多くの混合気はこの平坦部４９ｃに沿った流れに変化する。その後、混合気は、吸気ポート４９の開口部４９ｂと吸気バルブ５０の傘裏部５０ｄとの間を通って燃焼室４８に流入する。燃焼室４８に流入する混合気のうち、排気バルブ５２側に向かう混合気は、排気バルブ５２の傘表部５２ｅの平坦面によって燃焼室４８内に案内されるために流れが整流され円滑になる。そのため、混合気の速度が減速することなく、燃焼室４８に案内されるために燃焼室４８内に図５の二点鎖線で示すような反時計回りの湾曲状に流れるタンブル流を発生させることができ、燃焼室４８内の混合気をかき混ぜることができる。なお、混合気が吸気ポート４９の開口部４９ｂと吸気バルブ５０の傘裏部５０ｄとの間を通るとき、吸気バルブ５０の傘裏部５０ｄの第１テーパ部５０ｄ１のうち排気バルブ５２側の部分は、混合気を排気バルブ５２の傘表部５２ｅの平坦面に案内する役割を有する。一方、吸気バルブ５０の傘裏部５０ｄの第２テーパ部５０ｄ２は、混合気を燃焼室４８内に円滑に案内する役割を有する。
【００２８】
また、上述したように排気バルブ５２の傘表部５２ｅの平坦面と吸気ポート４９に形成された平坦部４９ｃとは略平行である。したがって、排気バルブ５２の平坦面に案内される混合気は、吸気ポート４９に形成された平坦部４９ｃによって予め平行に整流させているために混合気の流れを円滑になり、より速度の速いタンブル流を発生させることができ、タンブル流を強化させることができる。
一方、上述したように吸気バルブ５０の傘表部５０ｅに凹部５０ｆが形成されていることから、燃焼室４８内に発生したタンブル流は、凹部５０ｆの表面によって案内されるために、湾曲状の流れとなり、タンブル流の減衰を抑制することができる。
【００２９】
また、混合気が燃焼されることで生成された排気ガスは、排気バルブ５２が押し下げられると共にピストン４４が上昇することで排気ポート５１の開口部５１ｂと排気バルブ５２の傘裏部５２ｄとの間を通って排気される。このとき、排気バルブ５２の傘表部５２ｅが平坦面であることから、例えば排気バルブ５２の傘表部５２ｅに凹部が形成されている場合に比べて、燃焼室４８の排気ガスを抵抗なく円滑に排気することができる。
このように、排気バルブ５２の傘表部５２ｅを平坦面にして、吸気バルブ５０の傘表部５０ｅを凹部５０ｆとすることで、燃焼効率が向上すると共に吸排気を円滑に行うことができる。
【００３０】
次に、上述したように構成される本実施形態のエンジン４０による混合気の速度と比較例のエンジンによる混合気の速度とを図８Ａおよび図８Ｂを参照して説明する。
図８Ａは、本実施形態のエンジン４０における混合気の速度分布を示す図である。一方、図８Ｂは、比較例のエンジンにおける混合気の速度分布を示す図である。ここで、比較例のエンジン８０は、吸気バルブ８１の傘表部と排気バルブ８２の傘表部との何れも凹部８１ａ、８２ａを形成している。図８Ａおよび図８Ｂでは、混合気の速度分布を濃淡で示し、濃度が濃い領域は混合気の速度が速く、濃度が薄い領域（白抜きの領域）は混合気の速度が遅いことを示している。図８Ａおよび図８Ｂにおいて、同一の濃度の領域は、同一の速度分布である。図８Ａおよび図８Ｂは、何れもシミュレーションによって得られた結果である。
【００３１】
図８Ａに示す本実施形態のエンジン４０の燃焼室４８は、図８Ｂに示す比較例のエンジン８０の燃焼室８３に比べて濃度が濃い領域の面積が大きい。すなわち、本実施形態のエンジン４０を用いることで、燃焼室４８内に速度の速いタンブル流を発生させることができる。したがって、燃焼室４８内の混合気はよりかき混ぜられ、燃焼効率を向上させることができる。
【００３２】
次に、本実施形態のエンジン４０の燃焼室４８内で発生したタンブル流と、比較例のエンジン８０の燃焼室８３内で発生したタンブル流とを図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。
図９Ａは、本実施形態のエンジン４０における圧縮工程のタンブル流を示す図である。一方、図９Ｂは、比較例のエンジン８０における圧縮工程のタンブル流を示す図である。図９Ａおよび図９Ｂでは、タンブル流の流れの方向を矢印で示し、タンブル流の速度を矢印の長さで示している。図９Ａおよび図９Ｂは、何れもシミュレーションによって得られた結果である。
【００３３】
図９Ａに示すタンブル流は、図９Ｂに示すタンブル流に比べて、タンブル流の速度が速い。すなわち、本実施形態のエンジン４０では、ピストン４４が上昇して混合気が圧縮されたとしても、タンブル流の減衰を抑制することができる。したがって、圧縮工程において混合気が圧縮された場合であっても、タンブル流が維持されていることで、燃焼効率を向上させることができる。
【００３４】
次に、本実施形態のエンジン４０による出力改善率について図１０を参照して説明する。図１０は、比較例のエンジン８０と比べた本実施形態のエンジン４０の出力改善率を示すグラフである。図１０は、横軸がエンジン回転数であり、縦軸がエンジン出力改善率を示している。図１０に示すように、本実施形態のエンジン４０では、何れのエンジン回転数でもエンジン出力が改善されている。出力改善率は略１％〜略２．５％であった。このように、上述したようなエンジン４０の構成によって燃焼効率が向上することが実証できた。
【００３５】
次に、本実施形態のエンジン４０による流量係数改善率について図１１を参照して説明する。図１１は、比較例のエンジン８０と比べた本実施形態のエンジン４０の流量係数改善率を示すグラフである。図１１は、横軸が排気バルブ５２のリフト量であり、縦軸が流量係数改善率を示している。図１１に示す流量係数は、排気ガスが燃焼室４８から排気ポート５１に排気されるときの流量係数の改善率であり、定常流試験機を用い圧力損失を測定することで算出する。本実施形態のエンジン４０では、何れの排気バルブ５２のリフト量でも流量係数が改善されている。流量係数改善率は略１．５％〜略３％である。このように、上述したようなエンジン４０の構成、具体的には排気バルブ５２の傘表部５２ｅを平坦面にしたことによって排気が円滑に行われていることが実証できた。
【００３６】
次に、本実施形態のエンジン４０によるポンピングロス改善率について図１２を参照して説明する。図１２は、比較例のエンジン８０と比べた本実施形態のエンジン４０のポンピングロス改善率を示すグラフである。図１２は、横軸がエンジン回転数であり、縦軸がポンピングロス改善率を示している。図１２に示すポンピングロスは、燃焼室４８内の圧力と体積とから圧力−体積線図を作成し、吸排気損失部分の面積からポンピングロスを算出する。本実施形態のエンジン４０では、何れのエンジン回転数でもポンピングロスが改善されている。ポンピングロス改善率は略３％〜略７％である。このように、上述したようなエンジン４０の構成によって吸排気が円滑に行われることが実証できた。
【００３７】
このように、本実施形態のエンジン４０では、傘表部５０ｅの少なくとも一部に凹部５０ｆを形成した吸気バルブ５０と傘表部５２ｅに平坦面を形成した排気バルブ５２とを組み合わせる簡単な形状により、燃焼室４８に流入した混合気を燃焼室４８内で整流させて速度の速いタンブル流を発生させることができると共に燃焼室４８内で燃焼された排気ガスを円滑に排気させることができる。結果として、燃焼効率を向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【００３８】
以上、本発明を上述した実施形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、本実施形態では、単気筒のエンジンに用いる場合について説明したが、この場合に限られず、複数気筒のエンジンに用いることができる。また、本実施形態では、１気筒につき吸気バルブ５０と排気バルブ５２とがそれぞれ一つずつの２バルブのエンジンについて説明したが、この場合に限られず、１気筒につき吸気バルブと排気バルブとがそれぞれ２つずつの４バルブのエンジンにも用いることができる。
また、本実施形態では、内燃機関をスクータ型自動二輪車に用いる場合について説明したが、この場合に限られず、自動車をはじめ他の車両等にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００：自動二輪車  ４０：エンジン  ４１：クランクケース  ４２：クランクシャフト４３：シリンダブロック  ４４：ピストン  ４７：シリンダヘッド  ４８：燃焼室  ４９：吸気ポート  ４９ａ：開口部  ４９ｂ：開口部  ４９ｃ：平坦部  ４９ｄ：拡幅部  ５０：吸気バルブ  ５０ｂ：傘部  ５０ｄ：傘裏部  ５０ｅ：傘表部  ５０ｆ：凹部  ５１：排気ポート  ５２：排気バルブ  ５２ｂ：傘部  ５２ｄ：傘裏部  ５２ｅ：傘表部  ５５：バルブガイド  ５６：シリンダヘッドカバー  ５７：スプリングリテーナ  ５８：スプリングシート  ５９：バルブスプリング  ６０：バルブシート  ６１：カムシャフト  ６２：カム  ６４：ロッカシャフト  ６５：ロッカアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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