(57)【要約】【課題】  高い定常時出力を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性が向上された高出力エンジンおよびそれを備えた車両を提供することである。【解決手段】  吸気ポート２０の隔壁長さＬと隣接する吸気弁の中心間距離Ｄとの比Ｘが０．４５以上０．７２以下となるように隔壁長さＬが設定される。インジェクタ３０はスロットルボディ２１の上側に装着される。インジェクタ３０の装着角度φは４２度以上５５度以下に設定される。インジェクタ３０の噴射開始時期が吸気弁が閉じている期間内に設定される。【選択図】        図１
2006057503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダとともに燃焼室を形成するように設けられ、前記燃焼室に空気を導く吸気ポートを有するシリンダヘッドと、
前記吸気ポートの下流側の開口端に開閉可能に設けられた複数の吸気弁と、
前記吸気弁の上流の前記吸気ポートの内壁面に向けて燃料を噴射するように設けられた燃料噴射装置とを備え、
前記吸気ポートは、前記複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁により分離された複数の分岐路を有し、
隣接する吸気弁の中心間距離に対する前記隔壁の長さの比が０．４５以上０．７２以下に設定されたことを特徴とする高出力エンジン。
【請求項２】
前記吸気ポートの上流側に開閉可能に設けられたスロットル弁をさらに備え、
前記燃料噴射装置は、前記スロットル弁が開いたときに他の側よりも強い気流が発生する側に設けられたことを特徴とする請求項１記載の高出力エンジン。
【請求項３】
前記吸気ポートに連通する内部空間を有する吸気管をさらに備え、
前記吸気ポートおよび前記吸気管の内部空間が略直線状の空気吸入通路を形成し、
前記スロットル弁は、前記吸気管内で上端が下流側に開くとともに下端が上流側に開くように設けられ、
前記燃料噴射装置は、前記吸気ポートの下側の内壁面に向けて燃料を噴射するように前記吸気管の上側に設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の高出力エンジン。
【請求項４】
前記燃料噴射装置の噴射方向と前記吸気ポートの中心軸とのなす角度が４２度以上５５度以下に設定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高出力エンジン。
【請求項５】
前記燃料噴射装置による燃料の噴射は、前記複数の吸気弁が閉じている期間に開始されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高出力エンジン。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の高出力エンジンと、
車輪と、
前記高出力エンジンにより発生された動力を前記車輪に伝達する伝達機構とを備えたことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の分岐路を有する吸気ポートを備えた高出力エンジンおよびそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の吸気弁を有するエンジンにおいて、吸気ポート（吸気孔）は複数の吸気弁にそれぞれ空気を円滑に導くように複数の分岐路に分岐している。吸気ポートの複数の分岐路間の壁部を隔壁と呼ぶ。このような隔壁を有する吸気ポートは、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
高出力エンジンでは、吸気抵抗を低減するために、通常、低出力エンジンに比べて長い隔壁が設けられている。
【０００４】
ここで、高出力エンジンとは、１００００ｒｐｍ以上の最大回転速度を有するか、シリンダの中心軸と吸気弁の中心軸とのなす角度が１０度〜２０度であるか、または吸気弁の中心軸と吸気ポートの中心軸とのなす角度が３０度〜４５度であるエンジンをいう。
【特許文献１】特開平６−２７２６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、自動二輪車に用いられるエンジンにおいては、四輪の自動車に用いられるエンジンと同様に、過渡出力応答性の向上および排気ガス特性の向上が要求されている。
【０００６】
高出力エンジンにおいて、高い定常時出力を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性をさらに向上させるためには、吸気ポートの構造を十分に最適化する必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、高い定常時出力を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性が向上された高出力エンジンおよびそれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、実験および検証の結果、高出力エンジンにおいては、吸気ポートの隔壁が長いと、隔壁への燃料の付着が発生し、過渡出力応答性が低下するとともに排気ガス特性が悪化することを見出し、その結果に基づいて以下の発明を案出した。
【０００９】
第１の発明に係る高出力エンジンは、シリンダと、シリンダとともに燃焼室を形成するように設けられ、燃焼室に空気を導く吸気ポートを有するシリンダヘッドと、吸気ポートの下流側の開口端に開閉可能に設けられた複数の吸気弁と、吸気弁の上流の吸気ポートの内壁面に向けて燃料を噴射するように設けられた燃料噴射装置とを備え、吸気ポートは、複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁により分離された複数の分岐路を有し、隣接する吸気弁の中心間距離に対する隔壁の長さの比が０．４５以上０．７２以下に設定されたものである。
【００１０】
本発明に係る高出力エンジンにおいては、吸気ポートが複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁により分離された複数の分岐路を有する。また、隣接する吸気弁の中心間距離に対する隔壁の長さの比が０．４５以上０．７２以下に設定され、燃料噴射装置は吸気弁の上流の吸気ポートの内壁面に向けて燃料を噴射するように設けられる。この場合、隔壁の長さが短く、かつ燃料噴射装置により燃料が隔壁よりも上流側に噴射される。
【００１１】
それにより、隔壁への燃料の付着を防止することができるので、より効率良く燃料を燃焼室に導入することができる。その結果、高い定常時出力を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性を向上させることができる。
【００１２】
高出力エンジンは、吸気ポートの上流側に開閉可能に設けられたスロットル弁をさらに備え、燃料噴射装置は、スロットル弁が開いたときに他の側よりも強い気流が発生する側に設けられてもよい。
【００１３】
この場合、スロットル弁が開いたときにより強い吸入気流が発生する側に燃料噴射装置が設けられるので、燃料噴射装置により噴射された燃料の霧化が促進される。それにより、燃焼効率が向上し、排気ガス特性がより改善される。
【００１４】
高出力エンジンは、吸気ポートに連通する内部空間を有する吸気管をさらに備え、吸気ポートおよび吸気管の内部空間が略直線状の空気吸入通路を形成し、スロットル弁は、吸気管内で上端が下流側に開くとともに下端が上流側に開くように設けられ、燃料噴射装置は、吸気ポートの下側の内壁面に向けて燃料を噴射するように吸気管の上側に設けられてもよい。
【００１５】
吸気管内でスロットル弁の上端が下流側に開くとともにスロットル弁の下端が上流側に開く。それにより、直線状の空気吸入通路内の上部で下部に比べて強い吸入気流が発生する。この場合、燃料噴射装置は吸気ポートの下側の内壁面に向けて燃料を噴射するように吸気管の上側に設けられているので、燃料噴射装置により噴射された燃料の霧化が促進される。それにより、燃焼効率が向上し、排気ガス特性がより改善される。
【００１６】
燃料噴射装置の噴射方向と吸気ポートの中心軸とのなす角度が４２度以上５５度以下に設定されてもよい。
【００１７】
この場合、シリンダ内で適切な混合気が形成される。それにより、過渡出力応答性および排気ガス特性がより向上する。
【００１８】
燃料噴射装置による燃料の噴射は、複数の吸気弁が閉じている期間に開始されてもよい。
【００１９】
吸気弁が閉じている期間に噴射した場合には、排気ガス中の未燃燃料の量が低下する。したがって、燃料の噴射が複数の吸気弁が閉じている期間に開始されることにより、排気ガス特性がさらに向上する。
【００２０】
この場合、複数の吸気弁が閉じた状態では、燃料噴射装置により噴射される燃料が隔壁に付着しやすいが、隔壁の長さが短く、かつ燃料噴射装置により燃料が隔壁よりも上流側に噴射されることにより、隔壁への燃料の付着を防止することができる。したがって、過渡出力応答性および排気ガス特性の向上の効果が顕著に表れる。
【００２１】
第２の発明に係る車両は、第１の発明に係る高出力エンジンと、車輪と、高出力エンジンにより発生された動力を車輪に伝達する伝達機構とを備えたものである。
【００２２】
本発明に係る車両においては、第１の発明に係る高出力エンジンにより発生された動力が伝達機構により車輪に伝達される。その高出力エンジンにおいては、吸気ポートが複数の吸気弁にそれぞれ空気を導くように隔壁により分離された複数の分岐路を有する。また、隣接する吸気弁の中心間距離に対する隔壁の長さの比が０．４５以上０．７２以下に設定され、燃料噴射装置は吸気弁の上流の吸気ポートの内壁面に向けて燃料を噴射するように設けられる。この場合、隔壁の長さが短く、かつ燃料噴射装置により燃料が隔壁よりも上流側に噴射される。
【００２３】
それにより、隔壁への燃料の付着を防止することができるので、より効率良く燃料を燃焼室に導入することができる。その結果、高い定常時出力を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、隔壁への燃料の付着を防止することができるので、より効率良く燃料を燃焼室に導入することができる。その結果、高い定常時出力を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の一実施の形態に係る高出力エンジンの縦断面図である。また、図２は図１の高出力エンジンのシリンダヘッドを下から見た図である。
【００２６】
図１の高出力エンジン１はシリンダ１０を備える。シリンダ１０内にピストン１１が上下に往復動可能に設けられている。シリンダ１０上にはシリンダヘッド１２が設けられている。シリンダ１０およびシリンダヘッド１２により燃焼室３５が形成される。シリンダヘッド１２の上部はシリンダヘッドカバー１３で覆われている。
【００２７】
シリンダヘッド１２の一方の側部から中央下部に向かって傾斜するように吸気ポート２０が形成されている。シリンダヘッド１２の吸気ポート２０につながるようにスロットルボディ２１およびファンネル２２が設けられている。スロットルボディ２１およびファンネル２２が吸気管を構成する。吸気ポート２０、スロットルボディ２１の内部空間およびファンネル２２の内部空間により略直線状の空気吸入通路が形成される。
【００２８】
スロットルボディ２１の上側には、燃料を噴射する燃料噴射装置（以下、インジェクタと呼ぶ）３０が設けられている。また、スロットルボディ２１内には、スロットル弁３１が吸気ポート２０の中心軸Ｐ２と交差する水平軸を中心に回動可能に設けられている。
【００２９】
インジェクタ３０の軸心（燃料の噴射方向）は、スロットル弁３１の下流側で吸気ポート２０の下側の内壁面に向かうように設定されている。スロットル弁３１は、矢印Ｒの方向に回動することにより上端が下流側に開くとともに下端が上流側に開くように設けられている。スロットル弁３１が開くことにより、ファンネル２２を通して流入する吸気量が増加する。この場合、スロットル弁３１が流入する空気を案内することによってインジェクタ３０の先端近傍に強い気流が発生し、インジェクタ３０から噴射された燃料の霧化が促進される。
【００３０】
吸気ポート２０は、後述するように２つの分岐路を有する。吸気ポート２０の一方の分岐路の下端開口には、吸気弁１４が設けられている。吸気ポート２０の他方の分岐路の下端開口には図２に示す吸気弁２４が設けられている。
【００３１】
図１に示すように、吸気弁１４は傘部１４ａを有する。この吸気弁１４は、スプリング１６により傘部１４ａが吸気ポート２０の下端のバルブシート１４ｂの開口を閉じる方向（斜め上方向）に付勢されている。吸気弁１４の上端部には吸気カム１８が回転可能に設けられている。吸気カム１８が回転することにより吸気弁１４が開閉する。
【００３２】
図２に示すように、吸気弁１４および吸気弁２４は、隣接するように設けられている。隣接する吸気弁１４の中心間距離をＤとする。吸気弁２４の構造は、図１の吸気弁１４の構造と同様である。
【００３３】
図１に示すように、シリンダヘッド１２の他方の側部から中央下部に延びるように排気ポート３２が形成されている。排気ポート３２の下端開口には、排気弁１５が設けられている。排気弁１５は傘部１５ａを有する。この排気弁１５は、スプリング１７により傘部１５ａが排気ポート３２の下端のバルブシート１５ｂの開口を閉じる方向（斜め上方向）に付勢されている。排気弁１５の上端部には排気カム１９が回転可能に設けられている。排気カム１９が回転することにより排気弁１５が開閉する。
【００３４】
図２に示すように、排気弁１５に隣接するように他の排気弁２５が設けられている。排気弁２５の構造は、図１の排気弁１５の構造と同様である。
【００３５】
本実施の形態の高出力エンジン１において、シリンダ１０の中心軸Ｐ０と吸気弁１４の中心軸Ｐ１とのなす角度θ1は１０度〜２０度であり、吸気弁１４の中心軸Ｐ１と吸気ポート２０の中心軸Ｐ２とのなす角度θ2は３０度〜４５度である。
【００３６】
一般に、インジェクタの噴霧方向の軸心は吸気弁の傘部の裏側に向かうように設定されている。これは、吸気ポートの内壁面への燃料の付着量を減少させることにより、エンジンの過渡出力応答性および排気ガス特性を改善するためである。
【００３７】
これに対して、本実施の形態では、上記のように、インジェクタ３０の軸心は吸気弁１５の傘部１５ａよりも上流の吸気ポート２０の下側の内壁面に向かうように設定されている。それにより、後述するように、過渡出力応答性および排気ガス特性がさらに向上する。
【００３８】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は３種類の吸気ポートの反転した形状を示す斜視図である。すなわち、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）には、３種類の吸気ポートの内壁面の形状が示されている。図３（ｄ），（ｅ），（ｆ）はそれぞれ図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の吸気ポートの軸方向の縦断面図である。
【００３９】
図３に示すように、吸気ポート２０は、略円筒状の共通路２０１から２つの略円筒状の分岐路２０２，２０３が分岐した構造を有する。
【００４０】
ここで、分岐路２０２，２０３間の壁部を隔壁２００と呼ぶ。隔壁２００の上流側はＶ字形状に形成されている。隔壁２００により分岐路２０２，２０３が互いに隔離される。以下、隔壁２００の軸方向の長さＬを隔壁長さと呼ぶ。隔壁長さＬは、吸気ポート２０の中心線において、バルブシート１４ｂの上面から吸気流路における隔壁２００のＶ字形状の最下流側の位置までの距離によって定義される。
【００４１】
図３（ｂ）の吸気ポート２０は、標準の隔壁長さＬ（例えば３０ｍｍ）を有する。図３（ａ）の吸気ポート２０は、図３（ｂ）の吸気ポート２０に比べて短い隔壁長さＬ（例えば１５ｍｍ）を有する。図３（ｃ）の吸気ポート２０は、図３（ｂ）の吸気ポート２０に比べて長い隔壁長さＬ（例えば５０ｍｍ）を有する。
【００４２】
本実施の形態では、後述するように、標準よりも短い隔壁長さＬを有する吸気ポート２０が用いられることにより、エンジン１の過渡出力応答性および排気ガス特性が向上される。
【００４３】
ここで、吸気ポート２０の隔壁長さＬを最適化するために、吸気ポート２０の隔壁長さＬが異なる高出力エンジン１の定常出力値および過渡時の出力低下分を測定した。
【００４４】
定常出力値とは、高出力エンジン１の定常状態での最高出力（スロットル弁３１の全開時の出力）である。過渡時の出力低下分は、スロットル弁３１を急速に開いたときの出力が定常状態の出力から低下した量であり、以下に説明する燃料補正要求量に相当する。
【００４５】
まず、過渡時の出力低下分の測定方法について説明する。図４はスロットル弁を急速に開いたときのエンジンのトルク特性を示す図である。図４の縦軸はトルクを表し、横軸は時間を表し、スロットル弁３１の開度に対応する。
【００４６】
図４において、直線ａは、本来得られるべき定常時のトルク特性（理想的なトルク特性）であり、曲線ｂは過渡時のトルク特性の一例を示し、曲線ｃは過渡時のトルク特性の他の例を示す。曲線ｂの例は、比較的良好な過渡出力応答性を有し、曲線ｃの例は、良好でない過渡出力応答性を有する。
【００４７】
直線ａで示すように、本来得られるべき定常時のトルクは、スロットル弁の開度に比例して増加し、スロットル弁の全開後に一定となる。
【００４８】
一般的に、過渡時のトルクは、曲線ｂおよび曲線ｃで示すように、燃料の輸送遅れから、スロットル弁の開度に比例した定常時のトルクよりも小さくなる。そのため、通常、過渡時には燃料を増量する補正を行うことにより、定常時のトルクに相当するトルクが得られるようにする。直線ａと曲線ｂとの差分または直線ａと曲線ｃとの差分の時間積分の値が要求される燃料の補正量（以下、燃料補正要求量と呼ぶ）に相当する。
【００４９】
曲線ｂで示す過渡出力応答性を有する高出力エンジンでは、直線ａと曲線ｂとの間の面積が小さく、燃料補正要求量が小さくなる。その結果、燃料の消費量が低減され、排出ガス量も低減される。
【００５０】
これに対して、曲線ｃで示す過渡出力応答性を有する高出力エンジンでは、直線ａと曲線ｃとの間の面積が大きく、燃料補正要求量が大きくなる。その結果、燃料の消費量が多くなり、排出ガス中の炭化水素量も多くなる。
【００５１】
高出力エンジン１の定常出力値および過渡時の出力低下分の測定結果を図５および表１に示す。
【００５２】
【表１】
2006057503.tif 000003
【００５３】
図５の横軸は、吸気ポート２０の隔壁長さＬと吸気弁１４，２４の中心間距離Ｄとの比Ｘを表し、図５の縦軸は、定常出力値および過渡時の出力低下分を表す。四角印は定常出力値の測定結果を表し、丸印は過渡時の出力低下分の測定結果を表す。ここで、過渡時の出力低下分は、図４を用いて説明した燃料補正要求量に相当する。
【００５４】
隔壁長さＬを最適化するために上記の比Ｘを用いているのは、高出力エンジン１の大きさにより最適な隔壁長さＬが異なるからである。ここでは、高出力エンジン１の大きさを表わす指標（代表寸法）として吸気弁１４，２４の中心間距離Ｄを用いている。
【００５５】
図５および表１では、上記の比Ｘが１．７２のときの定常出力値および過渡時の出力低下分を１００として比Ｘの各値での定常出力値および過渡時の出力低下分が表されている。
【００５６】
また、表１の優位性とは、上記の比Ｘが１．７２のときの出力低下分１００と比Ｘの各値での出力低下分との差であり、優位性の値が大きいほど過度出力応答性が良いことを表わしている。
【００５７】
定常出力値は高いことが好ましい。図５および表１の結果によれば、比Ｘが約０．４５よりも小さくなると、定常出力値が急激に低下している。したがって、比Ｘが約０．４５以上の領域が定常出力安定領域となる。
【００５８】
一方、過渡時の出力低下分が小さいほど過渡出力応答性が良好となる。また、過渡時の出力低下分が小さいほど排出ガス量が少なくなり、排気ガス特性が良好となる。したがって、過渡時の出力低下分は小さいことが好ましい。図５および表１の結果によれば、比Ｘが０．７２よりも大きくなると、過渡時の出力低下分が急激に増加している。これは、吸気ポート２０の隔壁長さＬが長くなると、過渡出力応答性が悪化することを示している。したがって、比Ｘが０．７２以下の領域が過渡時の出力低下分の許容領域となる。
【００５９】
図５および表１の結果から、定常出力値の点からは、比Ｘが０．４５以上であることが好ましく、過渡時の出力低下分の点からは、比Ｘが０．７２以下であることが好ましい。したがって、比Ｘが０．４５以上０．７２以下となるように隔壁長さＬを設定することが好ましい。
【００６０】
これらの結果から、本実施の形態では、比Ｘが０．４５以上０．７２以下となるように隔壁長さＬが設定される。この場合、隔壁長さＬが短く、かつインジェクタ３０により燃料が隔壁２００よりも上流側に噴射される。それにより、隔壁２００への燃料の付着を防止することができるので、より効率良く燃料を燃焼室３５に導入することができる。その結果、高い定常出力値を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性を向上させることができる。
【００６１】
次に、スロットルボディ２１に対するインジェクタ３０の装着位置および装着角度を最適化するために、インジェクタ３０の装着位置、装着角度および吸気ポート２０の隔壁長さＬを変えて高出力エンジン１の過渡出力応答性を測定した。
【００６２】
図６〜図９はインジェクタ３０の装着位置および装着角度を説明するための図である。
【００６３】
インジェクタ３０の装着角度は、インジェクタ３０の軸心Ｐ３と吸気ポート２０の中心軸Ｐ２とがなす角度φで定義される。
【００６４】
図６の例では、インジェクタ３０がスロットルボディ２１の上側に装着され、インジェクタ３０の装着角度φが小さくなっている。図７の例では、インジェクタ３０がスロットルボディ２１の上側に装着され、図６の例よりインジェクタ３０の装着角度φが大きくなっている。それにより、図７の例では、吸気ポート２０の下側の内壁面の上流側の位置に向けて燃料が噴射される。
【００６５】
図８の例では、インジェクタ３０がスロットルボディ２１の下側に装着され、インジェクタ３０の装着角度φが小さくなっている。図９の例では、インジェクタ３０がスロットルボディ２１の下側に装着され、図８の例よりインジェクタ３０の装着角度φが大きくなっている。それにより、図９の例では、吸気ポート２０の上側の内壁面の上流側の位置に向けて燃料が噴射される。
【００６６】
表２および図１０にインジェクタ３０の装着位置、装着角度および吸気ポート２０の隔壁長さＬが異なる場合の高出力エンジン１の過渡ＩＭＥＰ（図示平均有効圧力）と定常ＩＭＥＰとの差分面積の測定結果を示す。なお、過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積は過渡時の出力低下分に対応する。
【００６７】
【表２】
2006057503.tif 000004
【００６８】
表２に示すように、インジェクタ３０の装着位置と吸気ポート２０の隔壁長さＬとの組み合わせとしてタイプＡ〜Ｄの４種類を用い、タイプＡ〜Ｄの各々についインジェクタ３０の装着角度φを２１度、３１度、３８度、４２度、５１度および５５度に設定した。
【００６９】
タイプＡでは、インジェクタ３０の装着位置をスロットルボディ２１の上側とし、隔壁長さＬを１５ｍｍとした。タイプＢでは、インジェクタ３０の装着位置をスロットルボディ２１の上側とし、隔壁長さＬを５５ｍｍとした。タイプＣでは、インジェクタ３０の装着位置をスロットルボディ２１の下側とし、隔壁長さＬを１５ｍｍとした。タイプＤでは、インジェクタ３０の装着位置をスロットルボディ２１の下側とし、隔壁長さＬを５５ｍｍとした。
【００７０】
図１０の横軸はインジェクタ３０の装着角度φを表し、縦軸は過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積を表す。三角印はタイプＡの測定結果を示し、四角印はタイプＢの測定結果を示し、菱形印はタイプＣの測定結果を示し、丸印はタイプＤの測定結果を示す。
【００７１】
過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積が小さいほど過渡出力応答性が良好であり、排気ガス特性が向上している。
【００７２】
隔壁長さＬが短いタイプＡおよびタイプＣでは、インジェクタ３０の装着角度φが２１度から大きくなるにつれて過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積が減少し、装着角度φが４２度から５５度の範囲で最小となる。タイプＡとタイプＣとの比較では、インジェクタ３０が上側に装着されたタイプＡにおいては、インジェクタ３０が下側に装着されたタイプＣに比べて過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積がより減少している。
【００７３】
これに対して、隔壁長さＬが長くインジェクタ３０が上側に装着されたタイプＢでは、インジェクタ３０の装着角度φが２１度から３１度に大きくなるにつれて過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積がやや減少するが、装着角度φが３１度から５１度に大きくなるにつれて過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積が増加する。
【００７４】
また、隔壁長さＬが長くインジェクタ３０が下側に装着されたタイプＤでは、インジェクタ３０の装着角度φが２１度から５５度に大きくなるにつれて過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積が増加する。
【００７５】
これにより、吸気ポート２０の隔壁長さＬが１５ｍｍと短いタイプＡおよびタイプＣでは過渡出力応答性および排気ガス特性が向上し、インジェクタ３０の装着位置が上側のタイプＡでは過渡出力応答性および排気ガス特性がより向上することがわかる。
【００７６】
これらの結果、隔壁長さＬは短いことが好ましく、インジェクタ３０の装着位置はスロットルボディ２１の上側であることが好ましく、インジェクタ３０の装着角度φは４２度以上５５度以下であることが好ましい。
【００７７】
インジェクタ３０の装着位置がスロットルボディ２１の上側であることが好ましいのは、次の理由によるものと考えられる。スロットル弁３１が図１の矢印Ｒの方向に開くと、スロットルボディ２１内の上部で強い吸入気流が発生する。インジェクタ３０をスロットルボディ２１内で強い吸入気流が発生する側に設けることにより、燃料の霧化が促進されるため、燃焼効率が向上する。それにより、排気ガス特性が向上する。
【００７８】
また、インジェクタ３０の装着角度φを４２度以上５５度以下に設定することにより、シリンダ１０内で適切な混合気が形成されるものと考えられる。さらに、隔壁長さＬを短くすることにより、インジェクタ３０から噴射された燃料が隔壁２００に付着することを防止することができ、燃料を効率よく燃焼室３５に導入することができると考えられる。
【００７９】
したがって、本実施の形態では、インジェクタ３０はスロットルボディ２１の上側に装着され、インジェクタ３０の装着角度φは４２度以上５５度以下に設定され、隔壁長さＬは比Ｘが０．４５以上０．７２以下となるように標準よりも短く設定される。
【００８０】
次に、インジェクタ３０の噴射開始時期と排気ガス特性との関係を調べた。図１１はインジェクタ３０の噴射開始時期との燃料の排出量との関係の測定結果を示す図である。
【００８１】
図１１の横軸はインジェクタ３０の噴射開始時期を圧縮ＡＴＤＣ（After Top Dead Center:上死点後)のクランク回転角度で表し、縦軸は排出されるＴＨＣ（トータルハイドロカーボン）の量を表す。四角印および丸印は異なる種類のインジェクタ３０を用いた場合の測定結果を示す。
【００８２】
インジェクタ３０から噴射された燃料がシリンダ１０の燃焼室３５に流入するまでにはある時間がかかる。この時間は、噴霧の速度とインジェクタ３０の先端から吸気弁１４，２４の傘部までの距離とで決まる。そのため、インジェクタ３０の噴射開始時期から燃料がシリンダ１０の燃焼室３５に流入するまでに遅延時間が生じる。
【００８３】
この遅延時間を考慮すると、図１１の測定結果から、吸気弁１４，２４が開いているときには、ＨＣ（ハイドロカーボン）の排出量が増加し、吸気弁１４，２４が閉じているときには、ＨＣの排出量が減少することがわかる。
【００８４】
したがって、インジェクタ３０の噴射開始時期を吸気弁１４，２４が閉じている期間内に設定することにより、排気ガス特性が向上することになる。
【００８５】
吸気弁１４，２４が閉じた状態では、インジェクタ３０から噴射される燃料が隔壁２００に付着しやすいが、隔壁長さＬが短く、かつインジェクタ３０により燃料が隔壁２００よりも上流側に噴射されることにより、隔壁２００への燃料の付着を防止することができる。したがって、過渡出力応答性および排気ガス特性の向上の効果が顕著に表れる。
【００８６】
以上のように、本実施の形態では、比Ｘが０．４５以上０．７２以下となるように隔壁長さＬが設定される。それにより、隔壁２００への燃料の付着を防止することができるので、より効率良く燃料を燃焼室３５に導入することができる。その結果、高い定常出力値を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性を向上させることができる。
【００８７】
また、インジェクタ３０がスロットルボディ２１の上側に装着される。それにより、インジェクタ３０により噴射された燃料の霧化が促進される。その結果、燃焼効率が向上し、排気ガス特性がより改善される。
【００８８】
さらに、インジェクタ３０の装着角度φが４２度以上５５度以下に設定される。それにより、シリンダ１０内で適切な混合気が形成される。その結果、過渡出力応答性および排気ガス特性がより向上する。
【００８９】
また、インジェクタ３０の噴射開始時期が吸気弁１４，２４が閉じている期間内に設定されることにより、過渡出力応答性および排気ガス特性の向上の効果が顕著に表れる。
【００９０】
図１２は図１の高出力エンジンを備えた自動二輪車の模式図である。
【００９１】
図１２の自動二輪車１００においては、本体フレーム５１の前端にヘッドパイプ５２が設けられている。ヘッドパイプ５２にフロントフォーク５３が左右方向に揺動可能に設けられている。フロントフォーク５３の下端に前輪５４が回転可能に支持されている。ヘッドパイプ５２の上端にはハンドル５５が取り付けられている。
【００９２】
本体フレーム５１の後端上部から後方に延びるようにシートレール５６が取り付けられている。本体フレーム５１の上部に燃料タンク５７が設けられ、シートレール５６上にメインシート５８ａおよびタンデムシート５８ｂが設けられている。
【００９３】
また、本体フレーム５１の後端に後方へ延びるリアアーム５９が取り付けられている。リアアーム５９の後端に後輪６０が回転可能に支持されている。
【００９４】
本体フレーム５１の中央部には、図１の高出力エンジン１が保持されている。高出力エンジン１の前部には、ラジエータ６１が取り付けられている。高出力エンジン１の排気ポートには排気管６２が接続され、排気管６２の後端にマフラー６３が取り付けられている。
【００９５】
高出力エンジン１には変速機６５が連結されている。変速機６５の出力軸６６に駆動スプロケット６７が取り付けられている。駆動スプロケット６７は、チェーン６８を介して後輪６０の後輪スプロケット６９に連結されている。本実施の形態では、変速機６５およびチェーン６８が伝達機構に相当する。
【００９６】
図１２の自動二輪車においては、図１の高出力エンジン１が用いられているので、高い定常時出力を維持しつつ過渡出力応答性および排気ガス特性を向上させることができる。
【００９７】
なお、本記実施の形態では、吸気ポート２０が２つの分岐路２０２，２０３を有する場合について説明したが、本発明は、吸気ポートが３つ以上の分岐路を有する場合にも適用することができる。この場合、吸気ポートは複数の隔壁を有する。
【００９８】
また、本記実施の形態では、スロットル弁３１は、矢印Ｒの方向に回動することにより上端が下流側に開くとともに下端が上流側に開くように設けられているが、スロットル弁３１は、矢印Ｒと逆方向に回動することにより上端が上流側に開くとともに下端が下流側に開くように設けられてもよい。この場合には、インジェクタ３０は、吸気ポート２０の上側の内壁面に向かって燃料を噴射するようにスロットルボディ２１の下側に装着されることが好ましい。
【００９９】
また、本記実施の形態では、回動により開閉するスロットル弁３１が用いられているが、スロットルボディ２１の中心軸に直交する方向に往復移動することにより開閉するＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）弁のようなスライド式のスロットル弁が用いられてもよい。この場合には、インジェクタ３０は、スロットルボディ２１のスロットル弁が開く側に装着されることが好ましい。
【０１００】
さらに、本記実施の形態では、本発明に係る高出力エンジンを自動二輪車に適用した場合について説明したが、本発明に係る高出力エンジンは、四輪の自動車等の種々の車両に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、自動二輪車、四輪の自動車等の種々の車両等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る高出力エンジンのシリンダヘッドを下から見た図である。
【図２】図１の高出力エンジンの横断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は３種類の吸気ポートの反転した形状を示す斜視図であり、（ｄ），（ｅ），（ｆ）はそれぞれ（ａ），（ｂ），（ｃ）の吸気ポートの軸方向の縦断面図である。
【図４】スロットル弁を急速に開いたときのエンジンのトルク特性を示す図である。
【図５】高出力エンジンの定常出力値および過渡時の出力低下分の測定結果を示すグラフである。
【図６】インジェクタの装着位置および装着角度を説明するための図である。
【図７】インジェクタの装着位置および装着角度を説明するための図である。
【図８】インジェクタの装着位置および装着角度を説明するための図である。
【図９】インジェクタの装着位置および装着角度を説明するための図である。
【図１０】インジェクタの装着位置、装着角度および吸気ポートの隔壁長さが異なる場合の高出力エンジンの過渡ＩＭＥＰと定常ＩＭＥＰとの差分面積の測定結果を示す図である。
【図１１】インジェクタの噴射開始時期との燃料の排出量との関係の測定結果を示す図である。
【図１２】図１の高出力エンジンを備えた自動二輪車の模式図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  高出力エンジン
１０  シリンダ
１１  ピストン
１２  シリンダヘッド
１３  シリンダヘッドカバー
１４，２４  吸気弁
１４ａ，１５ａ  傘部
１４ｂ，  １５ｂ  バルブシート
１５，２５  排気弁
１６，１７  スプリング
１８  吸気カム
１９  排気カム
２０  吸気ポート
２１  スロットルボディ
２２  ファンネル
３０  インジェクタ
３１  スロットル弁
３２  排気ポート
５４  前輪
６０  後輪
６５  変速機
６７  チェーン
１００  自動二輪車
２００  隔壁
２０１  共通路
２０２，２０３  分岐路
Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２  中心軸
Ｐ３  軸心
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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