JP2749583B2 - 火花点火式４サイクル内燃エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は４サイクルで運転し、燃料が単数または複数
のシリンダに吸込まれる点の上流の位置で空気吸込装置
に噴射される内燃エンジンに関するものである。

〔従来の技術〕

エンジン排気ガス中の望ましくない成分の制御におい
て、燃焼室内の燃料の位置の制御が重要な要因であるこ
とはすでに認識されている。とくに、エンジンがその全
負荷範囲内の低負荷および中負荷で運転しているとき、
たとえ装入物の全空気−燃料比が貧であつても、比較的
富の容易に点火しうる燃料および空気混合物をエンジン
燃焼室の点火点の直ぐ近くに供給することが望ましい。
この望ましい条件を点火点の付近において達成するた
め、点火点から遠い燃焼室の区域への燃料の噴射を制限
するよう努力することが必要である。

高エンジン負荷において、燃焼室に供給される燃料の
全量は十分に多く、空気および燃料の均質な混合物でさ
えも容易に点火される。したがつて高負荷においては、
点火点の付近に燃料が集中するように燃焼室における燃
料の分布を制限することは必要でない。実際そのように
しないことが望ましく、その訳は高負荷において燃料全
部の燃焼およびエンジンの全出力を達成するため燃焼室
内の全酸素を完全に利用することが必要になるからであ
る。

低負荷および中負荷において所要の燃料分布を達成す
るため、燃焼室内の装入物に、燃料の大部分が点火源を
設けられるシリンダヘッドの付近に集まる、燃料の層状
分布を形成することが提案された。普通軸方向層状化と
称せられるこの燃料の層状分布は、通常流入する装入物
を全体的にシリンダ軸線の周りのらせん通路において移
動させ、最初に吸入された部分と後で吸入される部分と
の軸方向混合を阻止するようになつている。さらに燃料
の空気への吸込を制御する試みは普通であり、燃料の大
部分は吸入サイクル中遅れてシリンダに入る。燃料噴射
エンジンにおいては、噴射のタイミングを、装入物の遅
れて吸入された部分に燃料を集中するため、また燃料と
シリンダ内の装入物とを混合するため点火の前に利用し
うる時間を減少するため、遅らすことが望ましい。

低負荷および中負荷運転における燃料分布制御の効果
は、作動流体の比熱の高い割合により燃料消費を減少す
ること、および点火点における燃料−空気比の本質的な
低下なしに多量の装入空気をシリンダに吸込みうるよう
にすることによつてポンプ損失を減少することである。
さらに多量の装入空気は燃焼室内のピーク温度を下げ、
その結果NOXおよび排出物が全体として減少する。

シリンダ内における燃料分布の制御の問題は、直接噴
射エンジンに比較して、マニホルド噴射エンジンにおい
て一層明らかとなつてきた。その理由の一部は、燃料の
噴射開始と吸込ポートの閉鎖との時間間隔が一層長くな
り、その結果燃料がシリンダ内に一層深く運ばれ、した
がつて一層空気と混合するからである。同様にマニホル
ド噴射に関して、装入空気はマニホルド内においていち
じるしい攪拌をうけ、その結果エンジンシリンダに入る
前に空気内における燃料の拡散が生ずる。これらの問題
は現在利用可能な燃料噴射ユニツトの物理的大きさによ
つて増大し、その結果噴射器はシリンダへの混合物の実
際の吸込ポートから遠く離して設置され、したがつて燃
料は一層長い距離を移動しなければならず、そこで噴射
タイミングは早まりマニホルド内における燃料と空気の
混合の時間は一層長くなる。

低負荷状態において、マニホルド噴射４サイクルエン
ジンのシリンダにおける装入燃料の層状化を達成しよう
とする願望はよく知られており、軸方向層状化を達成す
るが高負荷状態においてほゞ均質な空気−燃料混合物を
供給しうる４サイクルエンジン用吸込方式を設計するの
にかなりの努力が費やさた。燃料の層状化によつて達成
されたいろいろな成功の中には、かなり成功したエンジ
ンにおいて、20〜25:1の空気−燃料比を低負荷におよび
中負荷において得たものがある。それにも係わらず、軸
方向層状化によつて運転する公知のエンジン構造におい
て、全空気−燃料比を、もし一層よいシリンダ内の燃料
分布が達成されるならば、改善しうるものと未だに考え
られている。しかしながら、空気−燃料比のこれ以上の
増大は、一層有効な燃料分布の制御なしには、失火限界
およびエンジン運転の安定性に悪い影響を与え、したが
つてエンジンの運転性能に影響する両要素は将来の問題
である。

現在なされている提案の大部分は、低負荷状態および
中負荷状態においてその有効断面積を減少しうるように
吸込通路を分割すること、および吸込通路の減少した断
面積部分を吸込ポート軸線の周りに全体的にらせん状に
形成することを含んでいる。この通路面積の制限および
そのらせん構造は、流入空気が吸込ポートを通るときそ
の円運動または渦流運動の発生を促進し、その運動はエ
ンジンシリンダに流入後空気によつて維持される。

ある提案において分割壁または吸込通路の天井から下
方に通路の高さの途中まで延び、一方他の提案において
壁は吸込通路の高さ全体まで下方に延びて通路を一方だ
けがらせん形の二つの小さい部分通路に有効に分割して
いる。通常回転弁が吸込通路の完全なまたは部分的分離
を可能にするため設けられ、空気流は吸込通路の一部か
ら選択的に転換され、ほゞ流入空気全部が吸込通路のら
せん形部分を通ることができる。回転弁要素は通常電気
的に制御され、低負荷から中負荷状態において流れを制
限するように作用してらせん部分を通る空気流を増加
し、高負荷状態では開放されて制限されない空気流を生
ずる。制限されない空気流は渦流の強さを減少し、非ら
せん部分を通つてシリンダに入る空気流は渦流が最初に
シリンダ内に発生するのを妨害し、その結果ほとんど均
質な空気−燃料混合物が得られる。

４サイクルエンジン用吸込通路の上記型式の典型的実
例はトヨタ自動車株式会社のオーストラリヤ特許第4338
72号および第452150号に見出される。

別の発展において、有効な二つの同心ポートを得るよ
うに吸込ポートからかなりの距離上流で吸込通路を分割
することが提案され、その通路の一方はらせん状外側通
路に連通し、他方は全体的に円筒形の中心通路に連通す
る。これらの構造において、空気流は低負荷状態におい
て外側らせん通路からシリンダに、また高負荷状態にお
いてだけは両方の通路を通り、または選択的に中央通路
を通つてシリンダに流入する。この構造が低負荷状態に
おいて進歩した層状化を生ずる傾向があるにしても、吸
込方式の構造および同心の吸込ポートおよび弁は一層複
雑である。この型式の吸込ポートの典型的な実例は日産
自動車株式会社のオーストラリヤ特許第512689号および
第511290号に見出される。

さらに、別の提案がトヨタ自動車株式会社の米国特許
第466943号に見出され、その提案によれば、単一吸入通
路から供給される、吸込ポートの“シヤム双生児”型装
置が設けられる。各ポートはすべての負荷において同時
に作用するが、一方のポートに通ずる通路が流入する装
入物にらせんまたは渦流運動を生じさせるように形成さ
れ、また他のポートに通ずる通路は渦流を生じないよう
に全体的に真直ぐな形状のものである。軽負荷状態にお
いて、吸込ポートから上流の回転片はほゞ真直ぐな通路
を閉鎖するように作用し、それによりほぼすべての流入
空気がエンジンシリンダに入るとき空気に渦流運動を与
えるように形成された通路を通る。“シヤム双生児”型
ポート構造の高生産コストを別にして、この構造も従来
論ぜられた分割通路の同じ全般的問題をもつている。

吸込ポートおよびポート装置の上記従来提案された構
造のすべてにおいて、目的は空気がシリンダに入るとき
それにらせん運動を与えこの運動をエンジンシリンダ内
の装入空気中に維持させること、および流入する装入空
気に燃料を導入して燃料をエンジンシリンダ内で軸方向
に層状化させることであつた。しかしながら、得られた
シリンダ内の燃料−空気混合物の渦流速度は、燃料の所
望の層状化の達成およびエンジン点火装置付近における
富の混合物の形成においては成功しなかった。エンジン
シリンダ内の空気の渦流運動は軸方向層状化を促進する
けれども、それはまた燃料に、燃料をシリンダ内でシリ
ンダ壁に向って外向きに放出する傾向を有する遠心力を
加え、それにより全体的に渦流の中心したがってエンジ
ンシリンダの中心に存在する燃料を減少する。遠心力の
効果は燃料が渦流運動をうける期間の増加に対応して増
加することが認められる。燃料が吸入装置に吸込ポート
からなり上流側で供給される気化器式または絞弁噴射式
エンジンにおいて、燃料は吸込衝程の初期に吸込装置に
供給されねばならず、そこですべての燃料が吸込弁が閉
鎖する前に吸込通路を経てエンジンシリンダ内に移動す
るのに十分な時間が存在する。燃料はこれらの状態にお
いてかなりの時間シリンダ内に存在し、しかして遠心力
効果によりシリンダ壁に向う燃料のかなりの移動がおこ
る。また吸込通路内の燃料通路の長さおよびその通路内
にある時間が、すべて、流入する装入空気内への燃料の
混合および分散に役立ち、しかしてさらに高度の軸方向
層状化の達成すなわちシリンダヘツドに隣接する燃料の
集中に悪い影響を及ぼす。

気化器式および絞弁噴射式エンジンに関連する上記問
題は、各シリンダの各吸入通路における各別の噴射によ
つていくぶん減少した。しかしながら吸入通路が完全な
または部分的の壁によつてもしくはシヤム双生児型ポー
ト構造によつて分割されている場合、燃料は通常吸入マ
ニホルドに二つの通路間の空気の分割の開始点からある
距離上流で吸入マニホルド内に噴射される。この吸入通
路への燃料の噴射点の位置の限界は、性能に対する考慮
ならびに現在使用されている燃料噴射器の物理的大きさ
が、単に吸込ポートおよび弁の直ぐ近くに比較的嵩高な
噴射器に適合するのに十分なスペースが存在しないこと
から生ずる。同様に噴射器が高負荷および低負荷状態で
燃料を供給する必要があるため、噴射器は吸入通路の分
割壁から十分上流に設置されなければならず、そこで高
負荷状態において燃料は二つの交互の通路を通つてシリ
ンダに達する空気に供給され、空気内における燃料のほ
ゞ均質な分配を高負荷で最大出力に対して得ることがで
きる。従来技術の層状化エンジンにおける燃料噴射器の
典型的な位置は、上記米国特許第4669434号の第３図、
オーストラリヤ特許第513710号の第３図、同第511290号
の第９図および同第512639号の第１図に見られる。

オーストラリヤ特許第511290号の第９図において、高
負荷および低負荷のエンジン運転状態中燃料の所望の分
布を得るため空気吸入通路に一つづつの、二つの燃料噴
射ユニツトが設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

低負荷および中負荷状態においてシリンダ内に燃料の
軸方向層状化を達成するためのすべての上記従来技術の
提案は、高度の軸方向層状化を得ることからまた混合物
の有効な点火性および火炎の伝播性のため点火装置付近
において十分混合比が高い混合物を得ることを損なう性
質を示している。

有害な性質は、第１に、噴射タイミングが噴射が吸入
サイクルの初期に始まるようなものでなければならない
ことであり、そして燃料は流入する装入空気内に比較的
広く分散しその結果ある量の燃料が必要以上に燃焼室に
深く分配されることである。第２に、これも早期噴射の
ため、燃料がエンジンシリンダ内に一層長時間留まり発
生する遠心力のためシリンダ壁に向かう燃料の比較的高
度の移動が生ずることである。したがつてこれらの事情
に鑑み、燃焼室内における全空気−燃料比がシリンダ内
における燃料の深い貫入および外向きの移動を補償する
ように選択され、それにより点火点における装入物の部
分の空気−燃料比が十分に大きく、確実に所要の点火性
および火炎の伝播を生ずることが必要である。

本発明の目的は、燃料の大部分を軸方向および半径方
向の双方においてシリンダ内に高度の有益な層状化を達
成することにより、点火点の付近で燃料の大部分を保持
する、４サイクル内燃エンジン用の進歩した吸込および
燃料噴射構造を得ることにある。

本発明の別の目的は、燃料の軸方向層状化が過去に達
成されたよりも一層有効に制御可能であり、また一層よ
い燃料経済的運転が低負荷および高負荷において達成さ
れる構造を備えた、４サイクル内燃エンジンを得ること
にある。

これらの目的に対し、得られた本発明による火花点火
４サイクル内燃エンジンは、シリンダヘッドによつて一
端で閉鎖されたシリンダ、前記シリンダ内において往復
動するように支持されそれとともに可変容積の燃焼室を
形成するピストン、前記シリンダヘツドに取付けられ前
記燃焼室の点火点を形成する点火装置、シリンダと連通
する前記シリンダヘツドの弁制御吸込ポート、吸込ポー
トと連通し空気が吸込ポートを通ってシリンダに流入す
る空気吸込通路を備え、前記吸込通路は吸込ポート周辺
の少くとも一部の周りに延びる壁部分を有し、かつその
壁部分は吸込ポートが開いているとき空気の少くとも一
部が吸込ポート軸線周りに全体的にらせん通路に沿い前
記壁部部分に沿って流れるような形状を有し、前記壁部
分は、吸込ポートが開いているとき、空気を壁部分に沿
ってシリンダに流れ込ませてシリンダ内を下方に向うシ
リンダ軸線の回りにほぼらせん状の空気流を発生し、ま
た吸込ポート軸線に対して吸込通路の前記壁部分と反対
側の吸込通路でかつ吸込ポートが開きらせん状の空気が
流れているとき吸込ポートを通る燃焼軌道上に燃料を供
給して点火点に点火可能な燃料の噴霧塊を形成するよう
に燃料噴射ノズルが設けられている火花点火式４サイク
ル内燃エンジンである。

好ましくは、吸込通路における空気流は吸込ポートの
直ぐ上流の吸込通路において空気にらせんまたは渦流を
発生するように案内される。好ましくは燃料はノズルか
ら吸込通路内の空気流に空気のらせん流と全体的に反対
方向に供給され、空気流を横切つて外向きに傾けられ
る。燃料の噴射方向は吸込ポートに向かう渦流の平面に
対して傾いている。

好ましくは燃料噴射器は35mm以上でなく、好ましくは
15ないし30mmの距離吸込ポートから上流に離れ、その距
離はシリンダヘツドの面における吸込ポートの直径面に
全体的に垂直な方向に計られる。

吸込ポートの閉鎖に対する燃料供給のタイミングは燃
焼室のヘツド端における燃料集中を促進するように選択
される。

吸込ポートにおいて発生したらせん空気流は燃焼室に
入つた後にも空気内に維持され、シリンダの軸線方向に
おける燃料およひ空気の混合量を減少する。しかして、
もし燃料が吸込ポートの開放期間中遅くに噴射されるな
らば、燃焼室への深い燃料の貫入に利用しうる時間が少
なくなる。同様に燃料が直接吸込ポートの上流に噴射さ
れるとき燃料が燃焼室に入るのに短い時間しか必要でな
い。したがつて、燃料の噴射はもし燃料が吸込ポートか
ら一層遠い距離上流で吸込通路内に噴射されるよりも、
一層遅く実施される。さらに、噴射ノズルの位置、およ
び吸込ポート開放期間内で遅く噴射しうることは、いず
れも独立にかつ総合的に、通常燃料を外向きに壁に向つ
て移動し点火点において空気−燃料混合物を希薄化する
ような、燃料に対する遠心力の効果を減少する。

好ましい実施例において、吸込通路は吸込ポートの直
ぐ側から上流にある距離に縦に延びる隔壁を有し、それ
により吸入通路内に二つの空気流路を形成する。低負荷
ないし中負荷範囲において、これらの通路の一方は閉鎖
されて空気流通路はほゞ50％減少する。このことは空気
流速を増加し、空気は吸入通路の一側に向つて案内さ
れ、しかして空気が吸込ポートを通つて燃焼室に入ると
きらせん流の発生を促進する。

〔実施例〕

下記の、図面に基づく本発明の一実施例の説明におい
て、方向はいずれもエンジンがシリンダ軸線を垂直にし
シリンダヘツドを上端にしたことに基づいている。しか
しながら、この同一性は便宜上のものでシリンダ軸線を
いずれの方向にも配置しうることが分かるであろう。

第１図はエンジン燃焼室13の頂部を形成するシリンダ
ヘツド12を有する単気筒四サイクルエンジンの一部を線
図的に示す。シリンダヘツドに設けられた吸込および排
気ポート15および16は通常の共働するポペツト弁を有し
（第１図および第２図には示されていない）、選択的に
通常のように吸込および排気ポートを開閉する。吸込お
よび排気ポートは共通の中心線17を有し、点火栓18は、
第１図および第２図に示されたように、中心線17から変
位している。点火栓18は吸込および排気ポートの中心か
らほぼ同じ距離にかつシリンダ軸線に対して上記両ポー
トと反対側にある。

吸込ポート15は吸気通路20と連通している。吸気通路
は吸込ポート15から短い距離全体的に軸方向上方に延び
る部分19および全体的に滑らかな曲線で（第３図で見
て）ヘツド右側に続く部分21を有する。第３図に示され
たように、吸込ポート弁23のステム22は吸込通路の部分
19を通つて同軸に延び、かつシリンダヘツドに設けられ
たブツシユ24に摺動可能に支持されている。分割壁25
が、吸込通路20の上部内面26から下方に吸込通路の部分
19に、かつその通路の開放端に向つて延びる吸込通路の
部分21に沿つて突出している。第３図から分かるよう
に、壁25は上方内面26から下方に通路部分21の高さのほ
ゞ半分だけ延びて、吸込通路部分21を全体的に弁ステム
22のいずれかの側に達する二つの小さい通路27および28
に分割している。

制御弁30はシリンダヘツドおよび通路部分28を通つて
下方に突出し、制御弁30は通路部分28に沿う空気の流通
に対する障害が最小となる第１位置と、その通路を有効
に閉鎖する第２位置との間で回転することができる。通
路27は弁ステムの周りに全体的に円弧状に連続し、この
通路を流下する空気は、吸込ポートが開いているとき、
空気が吸込通路の同軸部分19に入るとき、弁ステム23の
周りに回転運動を与えられ、吸込通路のその部分におい
て空気の渦流またはらせん運動を生ずる。

空気流は吸込弁23が開いている間吸込通路20のみに存
在し、吸込ポート15を通つて燃焼室13に達する空気流は
渦流またはらせん運動をすることが分かるであろう。さ
らに制御弁30が、第１図および第２図に示されたよう
に、通路部分28に沿う空気の通過を阻止する第２位置に
あるとき、燃焼室に流れる空気の大部分は通路27を通つ
て流れ、したがつて空気の流速は壁25および制御弁30が
設けられていない同じ吸込通路において生ずる速度より
増加することが分かるであろう。この空気速度の増大は
吸込ポート15の直ぐ上流の区域における空気の渦流運動
の強さを増大する。その区域における空気の渦流運動
は、第１図に矢印11で示されたように、空気が第１図に
10で示されたように燃焼室13に入るとき、その空気にほ
ゞ維持される。

ノズル31は所定量の燃料を吸込通路に供給するため設
けられ、ノズル31は制御弁30が設けられている位置より
下流で燃料が吸込通路に入るように設けられている。さ
らに、ノズルは、燃料を空気がらせんまたは渦流運動で
移動する吸込通路の部分19に供給するように設置されて
いる。ノズル31はさらにそこから噴射される燃料が、吸
込弁23が開放位置にあるとき、ほとんど弁および吸込ポ
ートによる妨害なしに、吸込弁23の外周と吸込ポート15
の内周との間に設けられた開口を通つて案内される位置
に設けられる。したがつて、吸込弁およびポートが燃料
で濡れることはない。それらの要素の濡れは燃料の霧化
状態を悪化し、したがつて着火性および燃焼室における
燃料空気混合物全体の燃焼性を低下する。

ノズル31はまたそれが吸込通路の部分19における空気
の渦流方向を横切る方向に向けられ、好ましくは、空気
の渦流方向に対して後方向に傾けられる。その結果、燃
料は、全体的に第２図に符号９で示されたように、ポー
トを通つて湾曲したまたは円弧状の通路でかつ点火栓01
0に向つて燃焼室を横切つて移動する。

吸込および排気ポート15および16はシリンダヘツドの
凹部35に開口し、点火栓18もまた凹部35内に設けられて
いる。第２図および第３図から分かるように、凹所の周
壁36は、弁が開いているとき吸込弁の一部の周りにシユ
ラウドを形成する。シユウラドは全体的に円弧状の部分
37を有し、部分37はシリンダに入るときの装入空気の渦
流またはらせん運動を継続させるのに役立つ。点火栓18
の周りの38におけるシユラウドの形状もまた、シリンダ
内に供給されたときノズル31から装入空気へ供給された
燃料から形成される、燃料噴霧塊を点火栓の周りに保持
するのに役立つ。

公知のように、そして前記のように、装入空気内の燃
料の位置および分布の制御が、噴射燃料量が比較的少い
低速運転において、とくに必要である。したがつて、上
記実施例において、制御弁30はエンジンが低負荷または
多分中負荷で運転されるとき通路28を有効に閉鎖するよ
うにされ、また通路28はすべての他の時間開いている。
制御弁30はその各位置の間で軸線方向に移動して通路28
を開閉するか、または図示のようにその縦軸線において
回転により開閉位置の間で動かされ適当な断面積のもの
とする。

上記の構造において、燃料は吸込通路に、吸込通路内
における空気に対する燃料の混合を最小にするように、
吸込ポート15にきわめて近い位置に供給される。さらに
燃料は、ノズル31により吸込ポート15の端部と吸込弁23
との間を通つて燃焼室内に、そして点火栓に案内され
る。これらの構造の特徴は、燃料を着火前に装入空気内
に分散させる時間間隔、および燃料の分散を促進するた
め燃料ポートに物理的要素を設ける必要性を減少する。
とくに上記構造は、エンジン燃焼室において装入燃料−
装入空気の渦流運動を発生する他のエンジンにおいて経
験されたような、燃焼室における燃料の遠心分離を減少
する。

燃料の計量は公知のいかなる装置によつて実施するこ
ともでき、また所定量の燃料がノズル31にそしてそこか
ら燃料を輸送する空気のようなガスに混入される型のも
のとするのが好ましい。標準的計量装置は本出願人の米
国特許第446270号および第4554945号および米国特許出
願第866425号に開示されており、それらの開示をここに
参照する。

〔発明の効果〕 本発明は、吸込ポート周辺の少くとも一部の周りに延
びる壁部分を有し、かつその壁部分は、ポートが開いて
いるとき空気の少くとも一部分がポート軸線の周りに全
体的にらせん通路に沿い前記壁部分に沿つて流れるよう
な形状を有し、前記壁部分は、ポートが開いていると
き、壁部分に沿ってシリンダ内を下方に向うシリンダ軸
線の回りにほぼらせん形の空気流を発生するとともに、
吸込ポートの軸線に対して吸込通路の前記壁部分と反対
側の吸込通路でかつ吸込ポートが開きらせん状の空気が
流れているとき吸込ポートを通る燃料の軌道上に燃料を
供給して点火点に点火可能な燃料の噴霧塊を形成するよ
うにしたことにより、燃料の大部分を軸方向および半径
方向の双方においてシリンダ内に高度の有益な層状化を
達成することができ、従来より一層有効の制御可能であ
り、かつ一層よい燃料経済的運転が低負荷および中負荷
において達成することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は４サイクルエンジンのシリンダヘツドおよび吸
込通路ならびにそこにおける空気流を示す線図的図。第
２図はシリンダヘツドおよび吸込通路おける燃料流を示
す第１図と同様の図。第３図は第２図の３−３線に沿う
断面図。 12……シリンダヘツド,13……燃焼室,15……吸込ポー
ト,16……排気ポート,18……点火栓,19……吸気通路の
一部,20……吸気通路,21……吸気通路の一部,22……ス
テム,23……吸込弁,27,28……小通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−233314（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−152140（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−14829（ＪＰ，Ｕ)

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】火花点火式４サイクル内燃エンジンであっ
   て、シリンダヘッドによって一端で閉鎖されたシリン
   ダ、前記シリンダ内において往復動するように支持され
   それとともに可変容積の燃焼室を形成するピストン、前
   記シリンダヘッドに取付けられ前記燃焼室の点火点を形
   成する点火装置、シリンダと連通する前記シリンダヘッ
   ドの弁制御吸込ポート、吸込ポートと連通し空気が吸込
   ポートを通ってシリンダに流入する空気吸込通路を備
   え、前記吸込通路は吸込ポート周辺の少くとも一部の周
   りに延びる壁部分を有し、かつその壁部分は吸込ポート
   が開いているとき空気の少くとも一部が吸込ポート軸線
   の周りに全体的にらせん通路に沿い前記壁部分に沿って
   流れるような形状を有し、前記壁部分は、吸込ポートが
   開いているとき、空気を壁部分に沿ってシリンダに流れ
   込ませてシリンダ内を下方に向うシリンダ軸線の周りに
   ほぼらせん状の空気流を発生し、また吸込ポート軸線に
   対して吸込通路の前記壁部分と反対側の吸込通路でかつ
   吸込ポートが開きらせん状の空気が流れているとき吸込
   ポートを通る燃焼軌道上に燃料を供給して点火点に点火
   可能な燃料の噴霧塊を形成するように燃料噴射ノズルが
   設けられている火花点火式４サイクル内燃エンジン。
2. 【請求項２】燃料噴射ノズルがポートの平面に対して直
   角の方向に計って35mmより大きくない距離だけポートの
   前記平面から上流に離れた位置において吸込通路に燃料
   を供給するように配置されている請求項１記載のエンジ
   ン。
3. 【請求項３】吸込通路がポート付近から上流に延びかつ
   前記壁部分と燃料ノズルとの間を通る分離壁を有し、前
   記分離壁が全体的に吸込通路を２部分に分割し、前記壁
   部分と分離壁によって両側が形成される一方の部分が全
   体的にらせん状のものであり、前記燃料噴射ノズルが前
   記部分の他方に設けられている、請求項１または２記載
   のエンジン。
4. 【請求項４】分離型が吸込通路の高さ全体に延びてい
   る、請求項３記載のエンジン。
5. 【請求項５】弁装置が燃料ノズル上流の吸込通路に設け
   られ、前記弁装置が選択的に作動してポートが開いてい
   るとき前記他方の部分を通る空気流を制限しうる請求項
   ３記載のエンジン。
6. 【請求項６】弁装置が燃料噴射ノズル上流の吸込通路に
   設けられ、前記弁装置が選択的に作動してポートが開い
   ているとき前記他方の部分をほぼ閉鎖しうる請求項４記
   載のエンジン。
7. 【請求項７】エンジン負荷に応動して前記弁装置を作動
   しエンジン負荷が一定レベル以上になるとき空気が前記
   第２の部分を通ることを可能にする請求項３または４記
   載のエンジン。
8. 【請求項８】エンジンサイクルに対応して噴射タイミン
   グを制御する装置を有し、前記制御装置がエンジン負荷
   に応じて吸込ポートの解放期間の後の半分の間に噴射を
   実施する請求項１、２または３記載のエンジン。
9. 【請求項９】シリンダヘッドに弁制御排気ポートを有
   し、前記吸込および排気ポートがいずれもシリンダ軸線
   に対してシリンダの一側に離れており、燃料噴射ノズル
   が吸込ポートに対して排気ポートに向かう方向に離れて
   いる請求項１、２または３記載のエンジン。
10. 【請求項１０】点火点がシリンダ軸線から吸込および排
    気ポートとは反対方向に離れている請求項９記載のエン
    ジン。
11. 【請求項１１】吸込ポートの直ぐ上流の吸込通路が、前
    記壁部分からの空気流が吸込ポートが開いているときそ
    の吸込ポートを通ってシリンダ内に流れシリンダ内にら
    せん空気流を形成するような形状に形成されている、請
    求項１、２または３記載のエンジン。
12. 【請求項１２】燃料噴射ノズルが、そのノズルから供給
    される燃料の軌道が吸込ポートの外周に向って外方向で
    かつ吸込通路における最初のらせん空気流の流れ方向に
    対して後方に向くように配設されている、請求項11記載
    のエンジン。