JP7156505B2

JP7156505B2 - pre-chamber internal combustion engine

Info

Publication number: JP7156505B2
Application number: JP2021509556A
Authority: JP
Inventors: 欣也井上; 大田中; 貴之城田; 一成野中; 晃弘津田; 遼太朝倉; 捷飯塚; 佳博菅田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2040-03-25
Also published as: WO2020196685A1; JPWO2020196685A1

Description

本開示は、副室式内燃機関に関する。 The present disclosure relates to pre-chamber internal combustion engines.

従来から、主室およびその主室に連通路を介して連結された副室を備えた副室式内燃機関が提案されている（例えば、日本国特許第４５６１５２２号公報参照）。このような副室式内燃機関では、主室に噴射された燃料から混合気が形成される。形成された混合気は、圧縮時に連通路を介して副室内に供給され、副室内で点火プラグによって点火され、火炎を形成する。副室内で形成された火炎は、連通路を介して主室に噴射され、主室の混合気に着火する。このように、副室で形成された火炎を主室に噴射することは、主室の燃焼速度を高める。燃焼速度の向上は、より希薄な空燃比での運転を可能とし、燃費を向上させる。 BACKGROUND ART Conventionally, there has been proposed a pre-chamber type internal combustion engine having a main chamber and a pre-chamber connected to the main chamber via a communication passage (see Japanese Patent No. 4561522, for example). In such a pre-chamber internal combustion engine, an air-fuel mixture is formed from fuel injected into the main chamber. The formed air-fuel mixture is supplied into the pre-chamber through the communication passage during compression and ignited by the ignition plug in the pre-chamber to form a flame. The flame formed in the pre-chamber is injected into the main chamber through the communication passage and ignites the air-fuel mixture in the main chamber. Thus, injecting the flame formed in the pre-chamber into the main chamber increases the combustion velocity of the main chamber. Increased burn velocity allows operation at leaner air/fuel ratios, improving fuel economy.

日本国特許第４５６１５２２号公報の副室式内燃機関では、第１の噴射口は、圧縮上死点近傍に位置するピストンのピストン冠面に衝突せずにシリンダ内壁面を指向する中心軸線を有する。また、第２の噴射口は、圧縮上死点近傍に位置するピストンのピストン冠面のキャビティーの底面外周部を指向する中心軸線を有する。 In the pre-chamber type internal combustion engine disclosed in Japanese Patent No. 4561522, the first injection port has a central axis that points toward the inner wall surface of the cylinder without colliding with the crown surface of the piston positioned near the compression top dead center. . Also, the second injection port has a center axis line directed to the bottom outer peripheral portion of the cavity of the piston crown surface of the piston located near the compression top dead center.

一般に、主室に混合気が偏在すると不均質な燃焼が生じる可能性がある。日本国特許第４５６１５２２号公報の副室式内燃機関では、周方向に並んだ噴射口は同一形状を有する。このような構造では、燃料噴射弁に近い領域では噴射された燃料が拡散しにくくなるため、その領域に存在する混合気の空燃比が低くなりやすい。つまり、空燃比が理論空燃比より低いリーンな混合気が主室内の燃料噴射弁側の空間に偏在しやすい。そのため、その空間では不均質な燃焼が生じやすい。 In general, if the air-fuel mixture is unevenly distributed in the main chamber, uneven combustion may occur. In the pre-chamber type internal combustion engine disclosed in Japanese Patent No. 4561522, the injection ports arranged in the circumferential direction have the same shape. In such a structure, it is difficult for the injected fuel to diffuse in the region near the fuel injection valve, so the air-fuel ratio of the air-fuel mixture existing in that region tends to be low. That is, a lean air-fuel mixture whose air-fuel ratio is lower than the stoichiometric air-fuel ratio tends to be unevenly distributed in the space on the side of the fuel injection valve in the main chamber. Therefore, inhomogeneous combustion is likely to occur in that space.

本開示の実施形態は、主室に混合気が偏在しても、主室の混合気を均質に燃焼させる副室式内燃機関に関する。 An embodiment of the present disclosure relates to a pre-chamber internal combustion engine that uniformly burns an air-fuel mixture in a main chamber even if the air-fuel mixture is unevenly distributed in the main chamber.

本開示の実施形態によれば、副室式内燃機関は、主室と、副室と、燃料噴射弁と、第１連通路と、第２連通路と、を備える。主室は、シリンダヘッドと、シリンダと、ピストンとで画定される。副室は、シリンダヘッドから主室に向かって突出し、隔壁によって主室と隔てられる。燃料噴射弁は、主室内に燃料を噴射する。第１連通路及び第２連通路は、主室と副室を連通する。隔壁は、燃料噴射弁に対向する第１領域と、第１領域とは反対側の第２領域とを有し、第１連通路は第１領域に設けられ、第２連通路は第２領域に設けられている。第１連通路の最小断面積は、第２連通路の最小断面積よりも大きい。 According to an embodiment of the present disclosure, a pre-chamber internal combustion engine includes a main chamber, a pre-chamber, a fuel injection valve, a first communication passage, and a second communication passage. A main chamber is defined by the cylinder head, the cylinder, and the piston. The auxiliary chamber protrudes from the cylinder head toward the main chamber and is separated from the main chamber by a partition wall. The fuel injection valve injects fuel into the main chamber. The first communication path and the second communication path communicate the main chamber and the sub chamber. The partition has a first region facing the fuel injection valve and a second region opposite to the first region, the first communication passage being provided in the first region, and the second communication passage being provided in the second region. is provided in The minimum cross-sectional area of the first communication path is larger than the minimum cross-sectional area of the second communication path.

燃料噴射弁に対向する第１領域に設けられた第１連通路の最小断面積を第１領域と反対側の第２領域に設けられた第２連通路の最小断面積よりも大きくすることは、第１連通路が噴射する火炎の量を、第２連通路が噴射する火炎の量よりも増やす。すなわち、燃料噴射弁側の空間に噴射される火炎の量が他の空間に噴射される火炎の量よりも多くなる。このため、主室の燃料噴射弁側の空間の混合気が着火しやすい。この結果、空燃比がリーンとなる混合気が主室の燃料噴射弁側の空間に偏在した場合であっても、主室の混合気が均質に燃焼する。 Making the minimum cross-sectional area of the first communication passage provided in the first region facing the fuel injection valve larger than the minimum cross-sectional area of the second communication passage provided in the second region opposite to the first region and increasing the amount of flame injected by the first communication path more than the amount of flame injected by the second communication path. That is, the amount of flame injected into the space on the side of the fuel injection valve is greater than the amount of flame injected into other spaces. Therefore, the air-fuel mixture in the space on the fuel injection valve side of the main chamber is easily ignited. As a result, even if the mixture with a lean air-fuel ratio is unevenly distributed in the space on the side of the fuel injection valve in the main chamber, the mixture in the main chamber burns homogeneously.

副室式内燃機関は、ピストンによって回転されるクランクシャフトをさらに備えてもよい。副室式内燃機関は、ピストン側からみた主室の断面視において、副室の中心を通りクランクシャフトの軸方向に延びる第１境界線で隔壁を二分した場合に、第１領域は、第１境界線よりも燃料噴射弁側に設けられてもよい。 The pre-chamber internal combustion engine may further comprise a crankshaft rotated by the piston. In the pre-chamber internal combustion engine, in a cross-sectional view of the main chamber as seen from the piston side, when the partition is bisected by a first boundary line that passes through the center of the pre-chamber and extends in the axial direction of the crankshaft, the first region is the first It may be provided closer to the fuel injection valve than the boundary line.

この構成によれば、副室から燃料噴射弁までの間の空間に噴射される火炎の量が他の空間に噴射される火炎の量よりも多くなる。このため、副室から燃料噴射弁までの間の空間の混合気がリーンであっても、混合気が着火しやすい。 According to this configuration, the amount of flame injected into the space between the pre-chamber and the fuel injection valve is greater than the amount of flame injected into other spaces. Therefore, even if the air-fuel mixture in the space between the pre-chamber and the fuel injection valve is lean, the air-fuel mixture is easily ignited.

副室式内燃機関は、ピストン側からみた主室の断面視において、主室の中心を通りクランクシャフトの軸方向に延びる第２境界線で隔壁を二分した場合に、第１領域は、第２境界線よりも燃料噴射弁側に設けられてもよい。 In the auxiliary chamber type internal combustion engine, in a cross-sectional view of the main chamber as seen from the piston side, when the partition is bisected by a second boundary line that passes through the center of the main chamber and extends in the axial direction of the crankshaft, the first region is the second It may be provided closer to the fuel injection valve than the boundary line.

この構成によれば、主室の中心から燃料噴射弁までの間の空間に噴射される火炎の量が他の空間に噴射される火炎の量よりも多くなる。このため、主室の混合気が主室の中心から着火しやすい。混合気が主室の中心から着火すると、主室の混合気がさらに均質に燃焼する。 According to this configuration, the amount of flame injected into the space between the center of the main chamber and the fuel injection valve is greater than the amount of flame injected into other spaces. Therefore, the air-fuel mixture in the main chamber is likely to ignite from the center of the main chamber. When the air-fuel mixture ignites from the center of the main chamber, the air-fuel mixture in the main chamber burns more homogeneously.

第１領域は、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧のうち隔壁に直接当たる一部の燃料噴霧の噴射範囲である空間と隣接してもよい。 The first region may be adjacent to a space that is an injection range of part of the fuel spray that directly hits the partition wall among the fuel spray that is injected from the fuel injection valve.

燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧のうち隔壁に直接当たる一部の燃料噴霧の噴射範囲である空間は、混合気の空燃比がリーンとなりやすい。この構成によれば、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧のうち隔壁に直接当たる一部の燃料噴霧の噴射範囲である空間に噴射される火炎の量が他の空間に噴射される火炎の量よりも多くなる。 The air-fuel ratio of the air-fuel mixture tends to be lean in the space, which is the injection range of part of the fuel spray that directly hits the partition wall, among the fuel spray injected from the fuel injection valve. According to this configuration, the amount of flame injected into the space, which is the injection range of part of the fuel spray that directly hits the partition wall, of the fuel spray injected from the fuel injection valve is the amount of flame injected into the other space. more than

ピストン側からみた主室の断面視において、副室の中心は、主室の中心に対してシリンダの内壁面に向かってオフセットして設けられてもよい。 In a cross-sectional view of the main chamber viewed from the piston side, the center of the sub chamber may be offset toward the inner wall surface of the cylinder with respect to the center of the main chamber.

この構成によれば、副室が主室の形状に合わせて最適な位置に設けられる。 According to this configuration, the auxiliary chamber is provided at an optimum position according to the shape of the main chamber.

本開示の第１実施形態による副室式内燃機関の概略構成を示す縦断面図。1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a pre-chamber internal combustion engine according to a first embodiment of the present disclosure; FIG. 図１の副室式内燃機関の連通路形成部を示す横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a communicating passage forming portion of the pre-chamber internal combustion engine of FIG. 1 ; 図１の副室式内燃機関の吸気行程および圧縮行程を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an intake stroke and a compression stroke of the auxiliary chamber type internal combustion engine of FIG. 1; 図１の副室式内燃機関の吸気行程および圧縮行程を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an intake stroke and a compression stroke of the auxiliary chamber type internal combustion engine of FIG. 1; 図１の副室式内燃機関の吸気行程および圧縮行程を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an intake stroke and a compression stroke of the auxiliary chamber type internal combustion engine of FIG. 1; 図１の副室式内燃機関の点火後の火炎の状態を示す模式面図。FIG. 2 is a schematic plan view showing the state of flame after ignition of the pre-chamber internal combustion engine of FIG. 1; 本開示の第２実施形態による副室式内燃機関の連通路形成部を示す横断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a communicating passage forming portion of a pre-chamber internal combustion engine according to a second embodiment of the present disclosure;

＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において、シリンダ軸方向Ｑとは、シリンダに沿ってピストンの摺動する方向を示す。また、上下方向と記す場合には、シリンダ軸方向Ｑを示し、シリンダヘッド側を「上」、ピストン側を「下」とする。左右方向Ｒとは、シリンダ軸方向Ｑに直交し、吸気ポート及び排気ポートが配置される方向を示す。<First embodiment>
A first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the following specification, the cylinder axial direction Q indicates the direction in which the piston slides along the cylinder. Further, when describing the vertical direction, the cylinder axial direction Q is indicated, and the cylinder head side is defined as "upper" and the piston side is defined as "lower". The left-right direction R is perpendicular to the cylinder axial direction Q and indicates the direction in which the intake port and the exhaust port are arranged.

図１に示すように、副室式内燃機関１は、主室４と、副室６と、主室４と副室６を連通する複数の第１連通路８と、主室４と副室６を連通する複数の第２連通路９と、点火プラグ１０と、主室４に設けられる燃料噴射弁１２と、クランクシャフト１５と、を備える。本実施形態では、副室式内燃機関１は、主室４および副室６を有する気筒Ｎが、直列に複数配列された直列型内燃機関である。すなわち、主室４、副室６、複数の第１連通路８、複数の第２連通路９、点火プラグ１０、および、燃料噴射弁１２は、各気筒Ｎに備えられる。しかし、気筒Ｎの配列についてはこれに限定されず、Ｖ型であっても水平対向型であってもよい。 As shown in FIG. 1, a pre-chamber type internal combustion engine 1 includes a main chamber 4, a pre-chamber 6, a plurality of first communication passages 8 communicating between the main chamber 4 and the pre-chamber 6, the main chamber 4 and the pre-chamber 6, and 6, a spark plug 10, a fuel injection valve 12 provided in the main chamber 4, and a crankshaft 15. In this embodiment, the sub-chamber internal combustion engine 1 is an in-line internal combustion engine in which a plurality of cylinders N each having a main chamber 4 and a sub chamber 6 are arranged in series. That is, each cylinder N is provided with the main chamber 4 , the sub chamber 6 , the plurality of first communication passages 8 , the plurality of second communication passages 9 , the spark plug 10 , and the fuel injection valve 12 . However, the arrangement of the cylinders N is not limited to this, and may be V-shaped or horizontally opposed.

主室４は、シリンダブロック１０１のシリンダ１０１ａ、シリンダヘッド１０２、およびピストン１０３で画定された空間である。本実施形態では、主室４はペントルーフ形状を有し、シリンダヘッド１０２の吸気ポート１０５側、および、排気ポート１０９側に向けて延びる２つの斜面を、シリンダ１０１ａの内壁面１０１ｃによって形成された中心Ｘ１の円筒形状の端部に有する。主室４は、吸気カム（図示せず）によって駆動される２つの吸気バルブ１０４ａおよび吸気バルブ１０４ｂを介して吸気ポート１０５に接続している。吸気ポート１０５は、図示しない吸気通路、スロットルバルブ、および、エアクリーナに接続している。また、主室４は、排気カム（図示せず）によって駆動される２つの排気バルブ１０９ａおよび排気バルブ１０９ｂを介して、排気ポート１１０、排気通路（図示せず）、および、排気浄化触媒（図示せず）に接続している。 The main chamber 4 is a space defined by the cylinders 101 a of the cylinder block 101 , the cylinder head 102 and the pistons 103 . In this embodiment, the main chamber 4 has a pent roof shape, and two slopes extending toward the intake port 105 side and the exhaust port 109 side of the cylinder head 102 are formed by the inner wall surface 101c of the cylinder 101a. It has at the cylindrical end of X1. The main chamber 4 is connected to an intake port 105 via two intake valves 104a and 104b driven by an intake cam (not shown). The intake port 105 is connected to an intake passage (not shown), a throttle valve, and an air cleaner. The main chamber 4 is connected to an exhaust port 110, an exhaust passage (not shown), and an exhaust purification catalyst (not shown) through two exhaust valves 109a and 109b driven by an exhaust cam (not shown). not shown).

クランクシャフト１５は、気筒Ｎの配列方向に延びている。本実施形態では、副室式内燃機関１は、気筒Ｎが直列に配置される直列型内燃機関である。すなわち、クランクシャフト１５の軸方向Ｐは、シリンダ軸方向Ｑに直交し、気筒Ｎが配置される方向を示し、縦置きエンジンの場合は車両の前後方向と一致する。しかし、気筒Ｎが各バンクに交互に配列されるＶ型内燃機関や水平対向型内燃機関であっても、クランクシャフト１５が延びる方向がクランクシャフト１５の軸方向Ｐとなる。クランクシャフト１５は、主室４の燃料圧を受けたピストン１０３がシリンダ１０１ａに沿ってシリンダ軸方向Ｑに摺動することによって回転され、ピストン１０３の往復運動を回転運動に変換する。 The crankshaft 15 extends in the direction in which the cylinders N are arranged. In this embodiment, the sub-chamber internal combustion engine 1 is an in-line internal combustion engine in which the cylinders N are arranged in series. That is, the axial direction P of the crankshaft 15 is orthogonal to the cylinder axial direction Q, indicates the direction in which the cylinders N are arranged, and coincides with the longitudinal direction of the vehicle in the case of a longitudinally mounted engine. However, even in a V-type internal combustion engine or a horizontally opposed internal combustion engine in which cylinders N are alternately arranged in each bank, the direction in which the crankshaft 15 extends is the axial direction P of the crankshaft 15 . The crankshaft 15 is rotated by the piston 103 receiving the fuel pressure in the main chamber 4 sliding along the cylinder 101a in the cylinder axial direction Q, converting the reciprocating motion of the piston 103 into rotary motion.

副室６は、ペントルーフ形状の主室４の頂上部に設けられており、主室４と隣接している。副室６は、隔壁６１で画定された空間である。副室６は、シリンダヘッド１０２から主室４に向かって突出し、隔壁６１を介して主室４と隔てられる。本実施形態では、副室６は、ペントルーフ形状の主室４の２つの斜面の交線（稜線）から、排気ポート１１０側へオフセットしている。しかし、副室６は、吸気ポート１０５側へオフセットしてもよいし、クランクシャフト１５の軸方向Ｐのいずれか一方にオフセットしてもよい。いずれにせよ、副室６は、主室４の形状に合わせて設けられる。 The auxiliary chamber 6 is provided at the top of the pent roof-shaped main chamber 4 and is adjacent to the main chamber 4 . The auxiliary chamber 6 is a space defined by partition walls 61 . The auxiliary chamber 6 protrudes from the cylinder head 102 toward the main chamber 4 and is separated from the main chamber 4 via a partition wall 61 . In this embodiment, the pre-chamber 6 is offset from the intersection line (ridge line) of the two slopes of the pent roof-shaped main chamber 4 toward the exhaust port 110 side. However, the pre-chamber 6 may be offset toward the intake port 105 side, or may be offset toward either one of the axial directions P of the crankshaft 15 . In any case, the auxiliary chamber 6 is provided according to the shape of the main chamber 4 .

図２は、第１連通路８および第２連通路９の形成部における主室４のピストン１０３のシリンダ軸方向Ｑと垂直な断面を、ピストン１０３側からみた横断面図である。図１および図２に示すように、隔壁６１は、中心Ｘ２を中心とした円形断面を有し、半球状の底部６１ａを有する。副室６の容積は、主室４の容積よりも小さく、点火プラグ１０で点火された混合気の火炎が副室６内に素早く伝播する。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a section perpendicular to the cylinder axial direction Q of the piston 103 of the main chamber 4 at the formation portion of the first communication passage 8 and the second communication passage 9, viewed from the piston 103 side. As shown in FIGS. 1 and 2, the partition wall 61 has a circular cross section centered on the center X2 and a hemispherical bottom 61a. The volume of the pre-chamber 6 is smaller than that of the main chamber 4 , and the flame of the air-fuel mixture ignited by the spark plug 10 quickly propagates into the pre-chamber 6 .

隔壁６１は、複数の第１連通路８を底部６１ａに有する。第１連通路８は、主室４と副室６とを連通し、主室４の混合気を副室６に導く。図２示すように、第１連通路８は、副室６で燃焼した火炎を噴射する第１噴射口８ａを、隔壁６１の外周６１ｂの面に有する。また、第１連通路８は、混合気を副室６に導入する第１導入口８ｂを、隔壁６１の内周６１ｃの面に有する。 The partition wall 61 has a plurality of first communication passages 8 in a bottom portion 61a. The first communication passage 8 communicates the main chamber 4 and the sub chamber 6 and guides the air-fuel mixture in the main chamber 4 to the sub chamber 6 . As shown in FIG. 2 , the first communication passage 8 has a first injection port 8 a for injecting the flame burned in the pre-chamber 6 on the surface of the outer circumference 61 b of the partition wall 61 . The first communication passage 8 also has a first introduction port 8 b for introducing the air-fuel mixture into the pre-chamber 6 on the surface of the inner circumference 61 c of the partition wall 61 .

本実施形態では、第１連通路８は、例えば、３つ設けられ、それぞれの第１連通路８は、円筒形状であり、第１連通路８の内径Ｄ１は一定である。しかし、第１連通路８の内径は、隔壁６１の外周６１ｂに向かって拡大してもよい。この場合、内径Ｄ１は第１連通路８の最も狭い内径を示す。 In this embodiment, for example, three first communication paths 8 are provided, each first communication path 8 is cylindrical, and the inner diameter D1 of the first communication path 8 is constant. However, the inner diameter of the first communication passage 8 may expand toward the outer circumference 61 b of the partition wall 61 . In this case, the inner diameter D1 indicates the narrowest inner diameter of the first communication passage 8. As shown in FIG.

第１連通路８は、図２において二点鎖線で囲まれる第１領域４０に設けられる。第１領域４０は、隔壁６１のうち、燃料噴射弁１２に対向する領域である。より具体的には、図２に示す断面視において、副室６の中心Ｘ２を通りクランクシャフト１５の軸方向Ｐに延びる第１境界線Ｃ１で隔壁６１を二分した場合に、第１領域４０は、第１境界線Ｃ１よりも燃料噴射弁１２側に位置する。すなわち、第１領域４０は、主室４を第１境界線Ｃ１で二分した場合に、燃料噴射弁１２側に位置する第１空間Ｖ１と隣接する。 The first communication path 8 is provided in a first region 40 surrounded by a two-dot chain line in FIG. 2 . The first region 40 is a region of the partition wall 61 facing the fuel injection valve 12 . More specifically, in the cross-sectional view shown in FIG. 2, when the partition wall 61 is bisected by a first boundary line C1 passing through the center X2 of the pre-chamber 6 and extending in the axial direction P of the crankshaft 15, the first region 40 is , located closer to the fuel injection valve 12 than the first boundary line C1. That is, the first region 40 is adjacent to the first space V1 located on the fuel injection valve 12 side when the main chamber 4 is divided into two by the first boundary line C1.

また、第１領域４０は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料噴霧１２ａのうち副室６の隔壁６１に直接当たる一部の燃料噴霧の噴射範囲である第２空間Ｖ２と隣接する。より具体的には、第２空間Ｖ２は、図２に示す断面視において、主室４をピストン１０３側からシリンダ軸方向Ｑにみた場合に、隔壁６１の外周６１ｂと燃料噴射弁１２の中心Ｘ３を結ぶ一対の接線Ｓ１と、隔壁６１の外周６１ｂによって囲まれた部分である。すなわち、第１領域４０は、接線Ｓ１と外周６１ｂの交点Ｏ１から交点Ｏ２の区間で、第２空間Ｖ２と隣接する。 The first region 40 is adjacent to the second space V2, which is the injection range of part of the fuel spray 12a injected from the fuel injection valve 12 that directly hits the partition wall 61 of the pre-chamber 6 . More specifically, when the main chamber 4 is viewed in the cylinder axial direction Q from the piston 103 side in the cross-sectional view shown in FIG. and the outer periphery 61b of the partition wall 61. That is, the first region 40 is adjacent to the second space V2 in the section from the intersection point O1 to the intersection point O2 of the tangent line S1 and the outer circumference 61b.

隔壁６１は、複数の第２連通路９を底部６１ａに有する。第２連通路９は、主室４と副室６とを連通し、主室４の混合気を副室６に導く。第２連通路９は、副室６で燃焼した火炎を噴射する第２噴射口９ａを、隔壁６１の外周６１ｂの面に有する。第２噴射口９ａは、隔壁６１の外周６１ｂの面に沿って形成される。また、第２連通路９は、混合気を副室６に導入する第２導入口９ｂを、隔壁６１の内周６１ｃの面に有する。第２導入口９ｂは、隔壁６１の内周６１ｃの面に沿って形成される。 The partition wall 61 has a plurality of second communication passages 9 in a bottom portion 61a. The second communication passage 9 communicates the main chamber 4 and the sub chamber 6 and guides the air-fuel mixture in the main chamber 4 to the sub chamber 6 . The second communication passage 9 has a second injection port 9 a for injecting the flame burned in the pre-chamber 6 on the surface of the outer circumference 61 b of the partition wall 61 . The second injection port 9 a is formed along the outer circumference 61 b of the partition wall 61 . The second communication passage 9 also has a second introduction port 9 b for introducing the air-fuel mixture into the pre-chamber 6 on the surface of the inner circumference 61 c of the partition wall 61 . The second inlet 9b is formed along the surface of the inner periphery 61c of the partition wall 61 .

本実施形態では、第２連通路９は、例えば、４つ設けられ、それぞれの第２連通路９は円筒形状であり、第２連通路９の内径Ｄ２は一定である。しかし、第２連通路９の内径は、隔壁６１の外周６１ｂに向かって拡大してもよい。この場合、内径Ｄ２は第２連通路９の最も狭い内径を示す。 In this embodiment, for example, four second communication paths 9 are provided, each second communication path 9 is cylindrical, and the inner diameter D2 of the second communication path 9 is constant. However, the inner diameter of the second communication path 9 may expand toward the outer circumference 61 b of the partition wall 61 . In this case, the inner diameter D2 indicates the narrowest inner diameter of the second communication passage 9. As shown in FIG.

第２連通路９は、第１領域４０と反対側の第２領域４２に設けられる。隔壁６１を第１境界線Ｃ１で二分した場合に、第２領域４２は、第１境界線Ｃ１を挟んで燃料噴射弁１２と反対側のシリンダ１０１ａの内壁面１０１ｃに対向した領域である。すなわち、第２領域４２は、主室４を第１境界線Ｃ１で二分した場合に、燃料噴射弁１２側の第１空間Ｖ１と反対の第３空間Ｖ３と隣接する。 The second communication path 9 is provided in a second area 42 opposite to the first area 40 . When the partition wall 61 is bisected by the first boundary line C1, the second region 42 is a region facing the inner wall surface 101c of the cylinder 101a on the opposite side of the fuel injection valve 12 across the first boundary line C1. That is, the second region 42 is adjacent to the third space V3 opposite to the first space V1 on the side of the fuel injection valve 12 when the main chamber 4 is bisected by the first boundary line C1.

第１連通路８の最小断面積Ａは、第２連通路９の最小断面積Ｂよりも大きい。ここで最小断面積は、各連通路の最も狭い内径の断面積の合計値を示す。例えば、第１連通路８が３つの場合、第１連通路８の最小断面積Ａは、第１連通路８の最も狭い内径Ｄ１に基づいた断面積に連通路の数である３を掛け合わせた値となる。同様に、例えば、第２連通路９が４つの場合、第２連通路９の最小断面積Ｂは、第２連通路９の最も狭い内径Ｄ２に基づいた断面積に連通路の数である４を掛け合わせた値となる。 A minimum cross-sectional area A of the first communication path 8 is larger than a minimum cross-sectional area B of the second communication path 9 . Here, the minimum cross-sectional area indicates the total cross-sectional area of the narrowest inner diameter of each communicating passage. For example, when there are three first communication paths 8, the minimum cross-sectional area A of the first communication paths 8 is obtained by multiplying the cross-sectional area based on the narrowest inner diameter D1 of the first communication paths 8 by 3, which is the number of communication paths. value. Similarly, for example, when there are four second communication paths 9, the minimum cross-sectional area B of the second communication path 9 is 4, which is the number of communication paths in the cross-sectional area based on the narrowest inner diameter D2 of the second communication path 9. is the value obtained by multiplying

図１および図２示すように、点火プラグ１０は、副室６の中心Ｘ２に重なる位置に中心電極１０ｃが配置される。点火プラグ１０は、副室６の混合気に点火することで燃焼させる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the spark plug 10 has a center electrode 10c arranged at a position overlapping the center X2 of the pre-chamber 6. As shown in FIGS. The spark plug 10 ignites the air-fuel mixture in the pre-chamber 6 to burn it.

燃料噴射弁１２は、主室４に面する。また、燃料噴射弁１２は、副室６の外に設けられる。本実施形態では、燃料噴射弁１２は、主室４に直接燃料を噴射する。すなわち、副室式内燃機関１は、直噴型の内燃機関である。燃料噴射弁１２は、噴射量と噴射時期を制御する。また、燃料噴射弁１２は、図示しない燃料噴射ポンプ、および、燃料タンクに接続している。本実施形態では、副室式内燃機関１の空燃比は、理論空燃比よりもリーンな値に設定される。すなわち、副室式内燃機関１は、希薄燃焼で運転される。これによって、燃費性能が向上する。 The fuel injection valve 12 faces the main chamber 4 . Also, the fuel injection valve 12 is provided outside the auxiliary chamber 6 . In this embodiment, the fuel injection valve 12 injects fuel directly into the main chamber 4 . That is, the auxiliary chamber internal combustion engine 1 is a direct injection internal combustion engine. The fuel injection valve 12 controls injection amount and injection timing. Also, the fuel injection valve 12 is connected to a fuel injection pump (not shown) and a fuel tank. In this embodiment, the air-fuel ratio of the auxiliary chamber type internal combustion engine 1 is set to a value leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. That is, the pre-chamber internal combustion engine 1 is operated with lean combustion. This improves fuel efficiency.

図１および図２に示すように、本実施形態では、燃料噴射弁１２は、シリンダヘッド１０２の吸気ポート１０５側に設けられる。また、燃料噴射弁１２は、燃料噴射弁１２の中心Ｘ３の周囲に設けられた燃料噴射口（図示せず）からピストン１０３のシリンダ軸方向Ｑに対して第１噴霧角α、クランクシャフト１５の軸方向Ｐに対して第２噴霧角βで燃料噴霧１２ａを噴射する。燃料噴射弁１２の位置、および、噴射角は主室４の形状にあわせて適宜変更される。 As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the fuel injection valve 12 is provided on the intake port 105 side of the cylinder head 102 . Further, the fuel injection valve 12 has a first spray angle α with respect to the cylinder axial direction Q of the piston 103 from a fuel injection port (not shown) provided around the center X3 of the fuel injection valve 12, and The fuel spray 12a is injected at a second spray angle β with respect to the axial direction P. The position and injection angle of the fuel injection valve 12 are appropriately changed according to the shape of the main chamber 4 .

次に図３Ａから図３Ｃおよび図４を用いて、副室式内燃機関１の圧縮行程における混合気の状態と、点火後の火炎の状態を説明する。 Next, with reference to FIGS. 3A to 3C and FIG. 4, the state of the air-fuel mixture in the compression stroke of the auxiliary chamber type internal combustion engine 1 and the state of the flame after ignition will be described.

図３Ａに示すように、吸気行程では、吸気バルブ１０４ａおよび吸気バルブ１０４ｂが開弁するとともに、ピストン１０３が下降し、吸気が主室４および副室６に導入される。本実施形態では、吸気は、図示しない過給機によって加圧される。主室４および副室６の圧力は、吸気の圧力に合わせて上昇する。吸気行程では、燃料噴射弁１２は、主として主室４に燃料を供給するための第１噴射を行う。第１噴射によって噴射された燃料は、主室４内で吸気と混じり混合気を形成する。混合気は、ピストン１０３が下がるとともに主室４全体に供給される。 As shown in FIG. 3A, in the intake stroke, the intake valves 104a and 104b are opened, the piston 103 is lowered, and intake air is introduced into the main chamber 4 and the sub chamber 6. As shown in FIG. In this embodiment, intake air is pressurized by a supercharger (not shown). The pressures of the main chamber 4 and the sub chamber 6 rise in accordance with the pressure of the intake air. In the intake stroke, the fuel injection valve 12 mainly performs the first injection for supplying fuel to the main chamber 4 . The fuel injected by the first injection mixes with intake air in the main chamber 4 to form an air-fuel mixture. The air-fuel mixture is supplied to the entire main chamber 4 as the piston 103 descends.

図３Ｂに示すように、圧縮行程では、吸気バルブ１０４ａおよび吸気バルブ１０４ｂが閉弁するとともにピストン１０３が上昇し、主室４の混合気が圧縮される。このとき、主室４の圧力は上昇する。また、第１連通路８および第２連通路９から副室６に導入される混合気は、第１連通路８および第２連通路９で絞られて、圧力損失が生じる。これにより、副室６の圧力は、主室４に対して遅れて上昇する。すなわち、副室６の圧力は、主室４の圧力よりも低くなる。 As shown in FIG. 3B, in the compression stroke, the intake valves 104a and 104b are closed, the piston 103 is raised, and the air-fuel mixture in the main chamber 4 is compressed. At this time, the pressure in the main chamber 4 rises. Further, the air-fuel mixture introduced into the sub chamber 6 from the first communication passage 8 and the second communication passage 9 is throttled by the first communication passage 8 and the second communication passage 9, causing pressure loss. As a result, the pressure in the auxiliary chamber 6 rises with a delay with respect to the pressure in the main chamber 4 . That is, the pressure in the auxiliary chamber 6 becomes lower than the pressure in the main chamber 4 .

副室６の圧力が主室４の圧力よりも低くなった際に、燃料噴射弁１２は、第２噴射を行う。第２噴射は、第１連通路８、および、第２連通路９を介して副室６に燃料を供給するために行われる。このとき、燃料噴射弁１２から噴射された燃料噴霧１２ａの一部は、隔壁６１に向けて噴射される。これによって、燃料噴霧１２ａの一部は、第１領域４０に設けられた第１連通路８を介して副室６に供給される。図３Ｃに示すように、この結果、第１境界線Ｃ１よりも燃料噴射弁１２側の第１空間Ｖ１の混合気の空燃比は、第１境界線Ｃ１を挟んで燃料噴射弁１２と反対側の第３空間Ｖ３（第３空間Ｖ３のドットで示す混合気）よりもリーンとなる。特に、燃料噴射弁１２から噴射される燃料噴霧１２ａと副室６の隔壁６１に囲まれた第２空間Ｖ２の混合気（第２空間Ｖ２のドットで示す混合気）は、第１連通路８に燃料が直接供給されるため、他の空間の混合気の空燃比よりもリーンになる。 When the pressure in the auxiliary chamber 6 becomes lower than the pressure in the main chamber 4, the fuel injection valve 12 performs the second injection. The second injection is performed to supply fuel to the pre-chamber 6 via the first communication passage 8 and the second communication passage 9 . At this time, part of the fuel spray 12 a injected from the fuel injection valve 12 is injected toward the partition wall 61 . As a result, part of the fuel spray 12 a is supplied to the sub chamber 6 via the first communication passage 8 provided in the first region 40 . As a result, as shown in FIG. 3C, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the first space V1 on the side of the fuel injection valve 12 from the first boundary line C1 is is leaner than the third space V3 (air mixture indicated by dots in the third space V3). In particular, the mixture in the second space V2 surrounded by the fuel spray 12a injected from the fuel injection valve 12 and the partition wall 61 of the pre-chamber 6 (the mixture indicated by dots in the second space V2) is Since the fuel is directly supplied to the space, the air-fuel ratio is leaner than the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in other spaces.

ピストン１０３が上昇し、さらに圧縮が進むと、副室６に導入された混合気は、点火プラグ１０によって点火されて燃焼する。図４に示すように、副室６の混合気が燃焼すると、第１連通路８は火炎Ｇ１を噴射し、第２連通路９は火炎Ｇ２を噴射する。火炎Ｇ１および火炎Ｇ２によって主室４の混合気が着火されて燃焼すると、副室式内燃機関１は膨張行程に進み、ピストン１０３がシリンダ軸方向Ｑに押し下げられる。本実施形態では、第１連通路８の最小断面積Ａは、第２連通路９の最小断面積Ｂよりも大きい。これによって、第１連通路８が噴射する火炎Ｇ１の量は、第２連通路９が噴射する火炎Ｇ２の量よりも多い。このため、第３空間Ｖ３よりも、混合気の空燃比がリーンとなる第１空間Ｖ１に向けてより多くの火炎が噴射される。この結果、第１空間Ｖ１と第３空間Ｖ３において、混合気が均質に燃焼する。 As the piston 103 rises and compression progresses further, the air-fuel mixture introduced into the pre-chamber 6 is ignited by the ignition plug 10 and combusted. As shown in FIG. 4, when the air-fuel mixture in the pre-chamber 6 is combusted, the first communication passage 8 injects the flame G1 and the second communication passage 9 injects the flame G2. When the air-fuel mixture in the main chamber 4 is ignited and burned by the flames G1 and G2, the pre-chamber internal combustion engine 1 proceeds to the expansion stroke, and the piston 103 is pushed down in the axial direction Q of the cylinder. In this embodiment, the minimum cross-sectional area A of the first communication path 8 is larger than the minimum cross-sectional area B of the second communication path 9 . As a result, the amount of flame G1 injected from the first communication passage 8 is greater than the amount of flame G2 injected from the second communication passage 9. As shown in FIG. Therefore, more flame is injected toward the first space V1 where the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is leaner than the third space V3. As a result, the air-fuel mixture is uniformly combusted in the first space V1 and the third space V3.

また、第１連通路８は、第２空間Ｖ２に隣接する第１領域４０に設けられる。これによって、第１連通路８は、第２空間Ｖ２に対して第３空間Ｖ３よりも多い火炎Ｇ１を噴射する。この結果、第２空間Ｖ２と第３空間Ｖ３においても、混合気が均質に燃焼する。 Also, the first communication path 8 is provided in the first region 40 adjacent to the second space V2. As a result, the first communication passage 8 injects more flame G1 into the second space V2 than into the third space V3. As a result, the air-fuel mixture is uniformly combusted also in the second space V2 and the third space V3.

排気行程では、排気バルブ１０９ａおよび排気バルブ１０９ｂが開弁するとともに、ピストン１０３が下死点から上昇し、シリンダ内の燃焼ガス（排気）が排気ポート１１０に排出される。そして、ピストン１０３が上死点に達すると、再び吸気行程が始まる。このようにピストン１０３が２往復すると４つの行程が完了する。 In the exhaust stroke, the exhaust valves 109 a and 109 b are opened, the piston 103 is raised from the bottom dead center, and the combustion gas (exhaust) in the cylinder is discharged to the exhaust port 110 . Then, when the piston 103 reaches the top dead center, the intake stroke begins again. Thus, when the piston 103 reciprocates twice, four strokes are completed.

以上説明した通り、第１実施形態の副室式内燃機関１では、燃料噴射弁１２に対向する第１領域４０に設けられた第１連通路８の最小断面積Ａが、第１領域４０と反対側に設けられた第２連通路９の最小断面積Ｂよりも大きい。これが、主室４の第１空間Ｖ１と、第２空間Ｖ２と、第３空間Ｖ３において、混合気を均質に燃焼させる。 As described above, in the auxiliary chamber type internal combustion engine 1 of the first embodiment, the minimum cross-sectional area A of the first communication passage 8 provided in the first region 40 facing the fuel injection valve 12 is the same as that of the first region 40. It is larger than the minimum cross-sectional area B of the second communication passage 9 provided on the opposite side. This allows the air-fuel mixture to be uniformly combusted in the first space V1, the second space V2, and the third space V3 of the main chamber 4.

＜第２実施形態＞
次に、図５を用いて第２実施形態の副室式内燃機関２０１について、説明する。なお、本実施形態では第１実施形態と異なる点のみ説明する。<Second embodiment>
Next, the auxiliary chamber type internal combustion engine 201 of the second embodiment will be explained using FIG. In this embodiment, only points different from the first embodiment will be described.

図５は、隔壁２６１において第１連通路２０８および第２連通路２０９が形成されている部分の、主室２０４のピストン４０３のシリンダ軸方向Ｑと垂直な断面を、ピストン４０３側からみた横断面図である。 FIG. 5 is a cross section of a portion of the partition wall 261 where the first communication passage 208 and the second communication passage 209 are formed, perpendicular to the cylinder axial direction Q of the piston 403 of the main chamber 204, viewed from the piston 403 side. It is a diagram.

図５に示すように、第１連通路２０８は、第１領域２４０に設けられる。第１領域２４０は、隔壁２６１のうち、燃料噴射弁１２に対向する領域である。より具体的には、第２実施形態では、図５における断面視において、主室２０４の中心Ｘ２０１を通りクランクシャフト１５の軸方向Ｐに延びる第２境界線Ｃ２で隔壁２６１を二分した場合に、第１領域２４０は、第２境界線Ｃ２よりも燃料噴射弁２１２側に位置する。すなわち、図５に示すように、第１領域２４０は、主室２０４を第２境界線Ｃ２で二分した場合に、燃料噴射弁１２側に位置する第１空間Ｖ２０１と隣接する。なお、本実施形態では、副室２０６は、主室２０４のペントルーフ形状の２つの斜面の交線（稜線）から、排気ポート１０９側へオフセットして設けられる。このため、第２境界線Ｃ２は、第１境界線Ｃ１よりも燃料噴射弁１２に近い位置にある。 As shown in FIG. 5, the first communication path 208 is provided in the first region 240. As shown in FIG. The first region 240 is a region of the partition wall 261 that faces the fuel injection valve 12 . More specifically, in the second embodiment, when the partition wall 261 is bisected by a second boundary line C2 passing through the center X201 of the main chamber 204 and extending in the axial direction P of the crankshaft 15 in a cross-sectional view in FIG. The first region 240 is positioned closer to the fuel injection valve 212 than the second boundary line C2. That is, as shown in FIG. 5, the first region 240 is adjacent to the first space V201 located on the fuel injection valve 12 side when the main chamber 204 is bisected by the second boundary line C2. In this embodiment, the auxiliary chamber 206 is offset from the intersection line (ridge line) of the two slopes of the pent roof shape of the main chamber 204 toward the exhaust port 109 side. Therefore, the second boundary line C2 is positioned closer to the fuel injection valve 12 than the first boundary line C1.

また、第１実施形態と同様に、第１領域２４０は、燃料噴射弁２１２から噴射される燃料噴霧２１２ａのうち副室２０６の隔壁２６１に直接当たる一部の燃料噴霧の噴射範囲である第２空間Ｖ２０２と隣接する。 Further, as in the first embodiment, the first region 240 is the injection range of a portion of the fuel spray 212a injected from the fuel injection valve 212 that directly hits the partition wall 261 of the pre-chamber 206. Adjacent to space V202.

第２連通路２０９は、第１領域２４０と反対側の第２領域２４２に設けられる。より具体的には、第２実施形態では、隔壁２６１を第２境界線Ｃ２で二分した場合に、第２領域２４２は、第２境界線Ｃ２を挟んで燃料噴射弁１２と反対側のシリンダ１０１ａの内壁面１０１ｃに対向した領域である。すなわち、図５に示すように、第２領域２４２は、主室２０４を第２境界線Ｃ２で二分した場合に、燃料噴射弁２１２側の第１空間Ｖ２０１と反対の第３空間Ｖ２０３と隣接する。 A second communication path 209 is provided in a second area 242 opposite to the first area 240 . More specifically, in the second embodiment, when the partition wall 261 is bisected by the second boundary line C2, the second region 242 is the cylinder 101a on the opposite side of the fuel injection valve 12 across the second boundary line C2. is a region facing the inner wall surface 101c of the . That is, as shown in FIG. 5, the second region 242 is adjacent to the third space V203 opposite to the first space V201 on the side of the fuel injection valve 212 when the main chamber 204 is bisected by the second boundary line C2. .

このように構成された副室式内燃機関２０１では、主室２０４の中心Ｘ２０１から燃料噴射弁２１２に向けた第１空間Ｖ２０１に噴射される火炎の量が、第３空間Ｖ２０３に噴射される火炎の量よりも多い。また、主室２０４の混合気が中心Ｘ２０１付近から着火すると、主室２０４の混合気が均質に燃焼する。 In the pre-chamber internal combustion engine 201 configured in this way, the amount of flame injected into the first space V201 toward the fuel injection valve 212 from the center X201 of the main chamber 204 is the same as the amount of flame injected into the third space V203. more than the amount of Further, when the air-fuel mixture in the main chamber 204 is ignited near the center X201, the air-fuel mixture in the main chamber 204 burns homogeneously.

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。<Other embodiments>
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention. In particular, multiple modifications described herein can be arbitrarily combined as required.

上記実施形態では、副室式内燃機関１は、直噴型の内燃機関であるが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、副室式内燃機関１は、吸気ポート１０５に設けられる吸気ポートインジェクタと、主室４内に設けられる直噴インジェクタを備えてもよい。 In the above embodiment, the auxiliary chamber type internal combustion engine 1 is a direct injection internal combustion engine, but the present disclosure is not limited to this. For example, the sub-chamber internal combustion engine 1 may include an intake port injector provided in the intake port 105 and a direct injector provided within the main chamber 4 .

上記実施形態では、副室式内燃機関１は、３つの第１連通路８を有するが、本開示はこれに限定されない。また、副室式内燃機関１は、４つの第２連通路９を有するが、本開示はこれに限定されない。第１連通路８および第２連通路９は、１つ以上であればよい。 In the above embodiment, the auxiliary chamber type internal combustion engine 1 has three first communication passages 8, but the present disclosure is not limited to this. Also, the auxiliary chamber type internal combustion engine 1 has four second communication passages 9, but the present disclosure is not limited to this. The number of the first communication path 8 and the number of the second communication path 9 may be one or more.

上記実施形態では、底部６１ａが半球状であるが、本開示はこれに限定されない。底部６１ａの形状は円錐台形状、円錐状など種々形状がであってもよい。 Although the bottom portion 61a is hemispherical in the above embodiment, the present disclosure is not limited thereto. The bottom portion 61a may have various shapes such as a truncated cone shape and a conical shape.

上記実施形態では、副室の形状はシリンダ軸方向に垂直な面による断面が円形となる形状（半球や円筒形状など）を例にしている。しかしながら、副室の形状はこれに限られない。断面が楕円や正多角形となる形状であってもよい。火炎伝播の観点からは、対称性のある形状が好ましいが、これに限られない。なお、本開示における「直径方向」「径方向」「接線」などの幾何学的表現は、断面が円形以外の場合であっても、当業者であれば適宜理解することができるであろう。つまり、副室の断面が円形以外になる実施態様であっても、当業者であれば本開示と同様の効果が奏されるように本開示の特徴を適宜適用できるであろう。 In the above embodiment, the shape of the pre-chamber is exemplified by a circular cross-section (hemispherical, cylindrical, etc.) taken along a plane perpendicular to the axial direction of the cylinder. However, the shape of the sub chamber is not limited to this. The shape may be an ellipse or a regular polygon in cross section. A symmetrical shape is preferable from the viewpoint of flame propagation, but it is not limited to this. Geometric expressions such as “diameter direction”, “radial direction”, and “tangent line” in the present disclosure can be appropriately understood by those skilled in the art even if the cross section is not circular. In other words, those skilled in the art will be able to appropriately apply the features of the present disclosure to achieve the same effects as the present disclosure even in embodiments in which the cross section of the pre-chamber is other than circular.

上記実施形態では、副室に設けられた点火プラグで混合気が点火される火花点火内燃機関を例にしている。本開示の内燃機関では燃料としてガソリンが使用されるが、当然これに限定されず、アルコールなどの他の燃料であってもよい。また、本開示の特徴は、火花点火内燃機関に限られず、ディーゼルエンジンなどの圧縮着火内燃機関にも適用可能である。つまり、副室内に点火プラグ等の火花発生手段を設けることは必須ではなく、内燃機関の１燃焼サイクル（４ストロークエンジンであれば吸入、圧縮、燃焼、排気からなるサイクル）の中で最初の正常燃焼（予備燃焼）が副室内で生じるように設計された内燃機関であれば同様の作用効果が期待される。なお、圧縮着火内燃機関であっても、インジェクタから副室内に燃料を直接噴射させることや圧縮比を適宜設定することで、副室内で予備燃焼を発生させられることは従来周知である。また、圧縮着火内燃機関であっても、燃料は特に軽油に限定されず、ガソリンやアルコール等であってもよい。 In the above embodiment, a spark ignition internal combustion engine in which an air-fuel mixture is ignited by a spark plug provided in the pre-chamber is taken as an example. Gasoline is used as the fuel in the internal combustion engine of the present disclosure, but it is of course not limited to this, and other fuels such as alcohol may be used. Also, the features of the present disclosure are not limited to spark ignition internal combustion engines, but are also applicable to compression ignition internal combustion engines such as diesel engines. In other words, it is not essential to provide a spark generating means such as a spark plug in the pre-chamber. A similar effect is expected for an internal combustion engine designed so that combustion (pre-combustion) occurs in the pre-chamber. It is well known that even in a compression ignition internal combustion engine, preliminary combustion can be generated in the pre-chamber by directly injecting fuel from an injector into the pre-chamber or by appropriately setting the compression ratio. Moreover, even in a compression ignition internal combustion engine, the fuel is not particularly limited to light oil, and may be gasoline, alcohol, or the like.

本開示の実施形態によれば、副室式内燃機関（１）は、
シリンダ（１０１ａ）と、シリンダヘッド（１０２）と、ピストン（１０３）と、で画定される主室（４）と、
前記シリンダヘッド（１０２）から前記主室（４）に向かって突出し、隔壁（６１）によって前記主室（４）と隔てられる副室（６）と、
前記主室（４）内に燃料を噴射する燃料噴射弁（１２）と、
前記主室（４）と前記副室（６）を連通する第１連通路（８）及び第２連通路（９）と、
を備え、
前記隔壁（６１）は、前記燃料噴射弁（１２）に対向する第１領域（４０）と、前記第１領域（４０）とは反対側の第２領域（４２）とを有し、
前記第１連通路（８）は前記第１領域（４０）に設けられ、前記第２連通路（９）は前記第２領域（４２）に設けられており、
前記第１連通路（８）の最小断面積は、前記第２連通路（９）の最小断面積よりも大きい。According to an embodiment of the present disclosure, the pre-chamber internal combustion engine (1) is
a main chamber (4) defined by a cylinder (101a), a cylinder head (102) and a piston (103);
a sub-chamber (6) projecting from the cylinder head (102) toward the main chamber (4) and separated from the main chamber (4) by a partition wall (61);
a fuel injection valve (12) for injecting fuel into the main chamber (4);
a first communication passage (8) and a second communication passage (9) that communicate the main chamber (4) and the sub chamber (6);
with
The partition wall (61) has a first region (40) facing the fuel injection valve (12) and a second region (42) opposite to the first region (40),
The first communication path (8) is provided in the first area (40), the second communication path (9) is provided in the second area (42),
The minimum cross-sectional area of the first communication path (8) is larger than the minimum cross-sectional area of the second communication path (9).

前記ピストン（１０３）側からみた前記主室（４）の断面視において、前記隔壁（６１）を、前記副室（６）の中心を通り前記クランクシャフト（１５）の軸方向に延びる第１境界線（Ｃ１）で二分した場合に、前記第１領域（４０）は、前記第１境界線（Ｃ１）よりも前記燃料噴射弁（１２）側に設けられてもよい。 In a cross-sectional view of the main chamber (4) viewed from the piston (103) side, a first boundary extending through the center of the sub chamber (6) in the axial direction of the crankshaft (15) is defined by the partition wall (61). When the line (C1) bisects, the first region (40) may be provided closer to the fuel injection valve (12) than the first boundary line (C1).

前記ピストン（１０３）側からみた前記主室（４）の断面視において、前記隔壁（２６１）を、前記主室（２０４）の中心を通り前記クランクシャフト（１５）の軸方向に延びる第２境界線（Ｃ２）によって二分した場合に、前記第１領域（２４０）は、前記第２境界線（Ｃ２）よりも前記燃料噴射弁（２１２）側に設けられてもよい。 In a cross-sectional view of the main chamber (4) viewed from the piston (103) side, the partition wall (261) extends in the axial direction of the crankshaft (15) through the center of the main chamber (204). When the line (C2) bisects, the first region (240) may be provided closer to the fuel injection valve (212) than the second boundary line (C2).

前記第１領域（４０）は、前記燃料噴射弁（１２）から噴射される燃料噴霧のうち前記副室（６）の前記隔壁（６１）に直接当たる一部の燃料噴霧の噴射範囲である空間（Ｖ２）と隣接してもよい。 The first region (40) is a space that is an injection range of part of the fuel spray injected from the fuel injection valve (12) that directly hits the partition wall (61) of the auxiliary chamber (6). (V2) may be adjacent.

前記ピストン（１０３）側からみた前記主室（４）の断面視において、前記副室（６）の中心は、前記主室（４）の中心に対して前記シリンダ（１０１ａ）の内壁面に向かってオフセットして設けられてもよい。 In a cross-sectional view of the main chamber (4) viewed from the piston (103) side, the center of the sub chamber (6) extends toward the inner wall surface of the cylinder (101a) with respect to the center of the main chamber (4). may be offset from each other.

本出願は、２０１９年３月２７日出願の日本特許出願特願２０１９－０６１１３５に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2019-061135 filed on March 27, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.

１２０１：副室式内燃機関
４２０４：主室
６２０６：副室
８２０８：第１連通路
９２０９：第２連通路
１２２１２：燃料噴射弁
１５：クランクシャフト
６１２６１：隔壁
４０２４０：第１領域
４２２４２：第２領域
１０１ａ：シリンダ
１０２：シリンダヘッド
１０３：ピストン
Ｃ１：第１境界線
Ｃ２：第２境界線
Ｖ３Ｖ２０３：第３空間
Ａ：第１連通路の最小断面積
Ｂ：第２連通路の最小断面積
Ｘ１Ｘ２０１：主室の中心
Ｘ２Ｘ２０２：副室の中心
Ｐ：クランクシャフトの軸方向1 201: Pre-chamber type internal combustion engine 4 204: Main chamber 6 206: Pre-chamber 8 208: First communication passage 9 209: Second communication passage 12 212: Fuel injection valve 15: Crankshaft 61 261: Partition wall 40 240: No. 1 region 42 242: second region 101a: cylinder 102: cylinder head 103: piston C1: first boundary line C2: second boundary line V3 V203: third space A: minimum cross-sectional area of first communication passage B: second Minimum cross-sectional area of communicating path X1 X201: Center of main chamber X2 X202: Center of sub chamber P: Axial direction of crankshaft

Claims

シリンダと、シリンダヘッドと、ピストンと、で画定される主室と、
前記シリンダヘッドから前記主室に向かって突出し、隔壁によって前記主室と隔てられる副室と、
前記主室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記主室と前記副室を連通する第１連通路及び第２連通路と、
を備え、
前記燃料噴射弁は、吸気ポート側に設けられ、前記ピストンのシリンダ軸に対して前記燃料を噴霧するように配置され、
前記隔壁は、前記燃料噴射弁に対向する第１領域と、前記第１領域とは反対側の第２領域とを有し、
前記第１連通路は前記第１領域に設けられ、前記第２連通路は前記第２領域に設けられており、
前記第１領域は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧のうち前記隔壁に直接当たる一部の燃料噴霧の噴射範囲である空間と隣接し、
前記第１連通路の最小断面積は、前記第２連通路の最小断面積よりも大きい、
副室式内燃機関。a main chamber defined by a cylinder, a cylinder head, and a piston;
a sub-chamber protruding from the cylinder head toward the main chamber and separated from the main chamber by a partition wall;
a fuel injection valve that injects fuel into the main chamber;
a first communication passage and a second communication passage for communicating the main chamber and the sub chamber;
with
The fuel injection valve is provided on the intake port side and arranged to spray the fuel onto the cylinder shaft of the piston,
The partition has a first region facing the fuel injection valve and a second region opposite to the first region,
The first communication path is provided in the first area, the second communication path is provided in the second area,
The first region is adjacent to a space that is an injection range of part of the fuel spray that directly hits the partition wall among the fuel spray injected from the fuel injection valve,
The minimum cross-sectional area of the first communication path is larger than the minimum cross-sectional area of the second communication path,
Pre-chamber internal combustion engine.

前記ピストンによって回転されるクランクシャフトをさらに備え、
前記ピストン側からみた前記主室の断面視において、
前記隔壁を、前記副室の中心を通り前記クランクシャフトの軸方向に延びる第１境界線で二分した場合に、前記第１領域は、前記第１境界線よりも前記燃料噴射弁側に設けられる、請求項１に記載の副室式内燃機関。further comprising a crankshaft rotated by said piston;
In a cross-sectional view of the main chamber viewed from the piston side,
When the partition wall is bisected by a first boundary line that passes through the center of the pre-chamber and extends in the axial direction of the crankshaft, the first region is provided closer to the fuel injection valve than the first boundary line. , a pre-chamber internal combustion engine according to claim 1.

前記ピストンによって回転されるクランクシャフトをさらに備え、
前記ピストン側からみた前記主室の断面視において、
前記隔壁を、前記主室の中心を通り前記クランクシャフトの軸方向に延びる第２境界線によって二分した場合に、前記第１領域は、前記第２境界線よりも前記燃料噴射弁側に設けられる、請求項１に記載の副室式内燃機関。further comprising a crankshaft rotated by said piston;
In a cross-sectional view of the main chamber viewed from the piston side,
When the partition wall is bisected by a second boundary line that passes through the center of the main chamber and extends in the axial direction of the crankshaft, the first region is provided closer to the fuel injection valve than the second boundary line. , a pre-chamber internal combustion engine according to claim 1.

（削除）(delete)

前記ピストン側からみた前記主室の断面視において、
前記副室の中心は、前記主室の中心に対して前記シリンダの内壁面に向かってオフセットして設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の副室式内燃機関。In a cross-sectional view of the main chamber viewed from the piston side,
4. The pre-chamber internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the center of said pre-chamber is offset toward the inner wall surface of said cylinder with respect to the center of said main chamber.