JP7226639B2 - 副室式火花点火エンジン - Google Patents

Description

本発明は、副室内で混合気が発火することで形成される火炎を主室内に噴出させて主室内の混合気に点火するシステムを備えた、副室式火花点火エンジンに関するものである。

火花点火エンジンにおいて、隔壁により主燃焼室（主室ともいう）から分離された副燃焼室（副室ともいう）を設け、これらの主室と副室とを互いに連通する連通路を隔壁に形成し、副室内の混合気を発火させて、このとき副室内に形成される火炎が連通路を介し主室内に噴出するようにして主室内の混合気に点火するシステム（ジェット点火システムともいう）を備えた、副室式火花点火エンジンが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－２０４８３５号公報

ところで、上記のようなジェット点火システムの燃料供給形態には、主室を介して副室内に燃料を供給するパッシブ方式のものと、副室内に直接燃料を供給するアクティブ方式のものとがある。

本件の案出過程で、パッシブ方式のジェット点火システムを備えた副室式火花点火エンジンとして、図７に示す構成が考えられた。つまり、図７に示すように、主室１２１の上部（シリンダヘッド１０３側の天井壁部）のボア中心軸を含む領域に、内部に副室１２２を区画形成する隔壁１２３を配置し、主室１２１の側壁部１１１ａにインジェクタ１１７を配置する。隔壁１２３には、主室１２１と副室１２２とを連通する複数の連通路１２４を形成し、連通路１２４の一つを燃料供給路１２４ａとする。インジェクタ１１７は、燃料噴射方向がこの燃料供給路１２４ａに向かうように配置する。

このようなパッシブ方式の場合、圧縮行程のタイミングで燃料噴射をすることで副室内に燃料を供給し易くすることができる。しかし、副室１２２内への燃料供給と点火時期との時間間隔が短いため、図７に模式的に示すように、副室１２２内の当量比に濃淡が生じ、点火が不安定になることがあり、課題となっている。

本件は、このような課題に着目して創案されたもので、パッシブ方式のジェット点火システムを備えた副室式火花点火エンジンにおいて、副室内での点火を安定して行うことができるようにすることを目的の一つとしている。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

本件の副室式火花点火エンジンは、主室と、前記主室と隔壁により区画された副室と、前記隔壁に設けられ前記主室と前記副室とを連通する複数の連通路と、前記副室の中心軸又は前記中心軸の近傍に設けられて前記副室内の混合気に点火を行う点火プラグと、を備え、前記副室内の混合気の着火により前記副室内に形成される火炎を、前記連通路を介して前記主室内に噴出させて前記主室内の混合気に着火する、副室式火花点火エンジンであって、前記連通路は、前記副室の前記中心軸に向かう方向に対して傾斜した角度で形成され、前記主室からの圧縮空気によって前記副室内にスワール流を生成するスワール流生成連通路と、前記副室の前記中心軸に向かう方向に対して前記スワール流生成連通路とは異なる角度で形成され、前記主室側から前記副室内に燃料を供給する燃料流入連通路と、を含んでいることを特徴としている。

前記スワール流生成連通路及び前記燃料流入連通路は、前記副室の一端側に形成され、前記点火プラグは前記副室の他端側に形成され、前記スワール流生成連通路及び前記燃料流入連通路は、前記主室から前記副室に向かうにつれて、前記一端側から前記他端側に向かうように傾斜して形成され、前記燃料流入連通路の延長線が前記隔壁の前記副室側の面である副室内壁面に到達する位置は、前記スワール流生成連通路の延長線が前記副室内壁面に到達する位置よりも、前記他端側であることが好ましい。
前記副室内壁面の前記他端側は、円筒形状に形成された円筒状内壁面であって、前記燃料流入連通路の延長線は、前記円筒状内壁面に到達することが好ましい。
前記副室内壁面の前記円筒状内壁面よりも前記一端側には、前記他端側から前記一端側に向かうにつれて次第に断面積が小さくなる縮径内壁面が形成されていることが好ましい。
前記隔壁の前記主室側の面には前記一端側凹部が形成され、前記燃料流入連通路は前記凹部に形成されることが好ましい。
前記主室内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、前記凹部は、前記燃料噴射弁からの直噴燃料が衝突する受面を備えていることが好ましい。

本件によれば、主室内に噴射された燃料が、副室内に生成されたスワール流によって副室の点火プラグの周りに燃料の濃い混合気を集中させることができる。これにより、安定した着火を実現でき、副室内への供給燃料量を抑えることもできる。

図１Ａ，図１Ｂは実施形態に係る副室式火花点火エンジンの１つの気筒の燃焼室の構成を示す図であり、図１Ａはその縦断面図、図１Ｂはその頂面図である。 図２Ａ，図２Ｂは図１Ａ，図１Ｂに示す副室式火花点火エンジンの隔壁に形成される連通路の特徴を説明する図であり、図２Ａは連通路の配向を示す副室の要部の模式的な横断面図であり、図２Ｂは副室の縦断面図である。 図３Ａ，図３Ｂは図１Ａ，図１Ｂに示す副室式火花点火エンジンの副室の凹部の変形例の形状を示す斜視図であって、図３Ａは第１変形例を示し、図３Ｂは第２変形例を示す。 図４Ａ，図４Ｂは図１Ａ，図１Ｂに示す副室式火花点火エンジンの副室内での気体の流れる状態を説明する模式的斜視図であって、図４Ａは凹部の副室内への突出を考慮しない場合を示し、図４Ｂは凹部の副室内への突出を考慮した場合を示す。 図５Ａ～図５Ｃは図１Ａ，図１Ｂに示す副室式火花点火エンジンの燃料噴射態様を、図５Ａ～図５Ｃに行程順で示す燃焼室の縦断面図である。 図６は図１Ａ，図１Ｂに示す副室式火花点火エンジンの副室の変形例を示す図である。 図７は本件の課題を説明する燃焼室の縦断面図である。

以下、図面を参照して、実施形態としての副室式火花点火エンジンについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［全体構成］
本実施形態に係る副室式火花点火エンジン（火花点火式の内燃機関であって、ガソリンエンジンを含む。以下、単に「エンジン」ともいう）１は、多気筒エンジンであり、各気筒は、図１Ａに示すように、シリンダブロック２に形成されたシリンダ１１と、シリンダ１１内を往復動するピストン１２と、シリンダヘッド３に形成された吸気ポート１３及び排気ポート１４と、吸気ポート１３に装備された吸気弁１５及び排気ポート１４に装備された排気弁１６を備えている。
なお、本実施形態では、図１Ｂに示すように、吸気ポート１３（吸気弁１５）及び排気ポート１４（排気弁１６）はいずれも２つずつ装備されているが、吸気ポート数（吸気弁数）及び排気ポート数（排気弁数）はこれに限定されるものではない。

シリンダ１１内のシリンダヘッド２側（図１Ａ中上部）には、シリンダ１１の内壁とピストン１２の頂面１２ａと、シリンダヘッド２とによって、燃焼室２０が区画形成されている。燃焼室２０には、吸気弁１５で開閉される吸気ポート１３及び排気弁１６で開閉される排気ポート１４が連通可能に接続されている。なお、ここでは、燃焼室２０の頂部は、吸気弁１５が設けられた吸気斜面と排気弁１６が設けられた排気斜面とを有するペントルーフ形状に形成されている。

シリンダ１１内の頂部（図１Ａ中の上部）の周壁１１ａには、燃料噴射弁１７が装備されており、本実施形態のエンジンは１、シリンダ１１内に直接燃料を噴射する筒内噴射エンジン（直噴エンジン）として構成されている。本実施形態では、シリンダ１１内に直接燃料噴射する燃料噴射弁１７のみを備えているが、これに加えて、吸気ポート１３に燃料を噴射するポート噴射用の燃料噴射弁を追加してもよい。

本実施形態に係るエンジンは、火花点火式エンジンであり、燃焼室２０の頂部（ここでは、ペントルーフ形状の頂部）２０ａにおいて、ボア中心軸又はボア中心軸の近傍に、燃焼室２０に火花放電部１８ａを露出させて点火プラグ１８が装備されている。

［主室及び副室の構成］
燃焼室２０の頂部２０ａには、燃焼室２０の内部空間を、主室（主燃焼室）２１と、副室（副燃焼室）２２とに区画する隔壁２３が装備されている。この隔壁２３は、点火プラグ１８の火花放電部１８ａが露出する空間を覆うように配置され、燃焼室２０内の隔壁２３で覆われる内部空間（火花放電部１８ａを含む空間）が副室２２となっており、燃焼室２０内の隔壁２３の外部空間が主室２１となっている。副室２２は、一部を除いて、回転体形状に形成されている。

図２Ａ，図２Ｂに示すように、隔壁２３には、主室２１と副室２２とを連通する複数（本実施形態では６個）の連通路（「ノズル」ともいう）２４が形成されている。複数（本実施形態では６個）の連通路２４は、主室２１側から副室２２への混合気の流入と、副室２２側から主室２１側への火炎の流出とを行うために設けられている。
複数の連通路２４の一部（ここでは１つ）は、燃料噴射弁１７から主室２１内に噴射された燃料を副室２２に導入するための燃料流入連通路２４ａとして機能し、他の連通路２４は、主室２１内の空気（厳密には、燃料が希薄な混合気）を副室２２に導入するための空気流入連通路として機能する。
燃料噴射弁１７は、副室２２内に燃料供給するための噴射口を備えている。

副室２２内では、圧縮行程において、燃料流入連通路２４ａを通じて導入された燃料（燃料を多く含んだ混合気）に、所定のタイミングで点火プラグ１８を用いて着火し、この着火により副室２２内に形成される火炎を、複数の連通路２４を介して主室２１内にジェット噴出させて主室２１内の混合気に点火し、燃焼を促進する。このような点火システムは、ジェット点火システムとも呼ばれ、希薄混合気への点火及び燃焼促進に有効であり、主室２１内のリーンバーンや大量ＥＧＲ時に適用でき、これにより、燃費向上が可能になる。

また、本実施形態では、副室２２の外側面（即ち、隔壁２３の外面）において、燃料流入連通路２４ａが開口する開口部２４ｂの周囲には、燃料噴射弁１７からの直噴燃料が衝突する受面３０ａを持つ凹部３０が形成されている。本実施形態の凹部３０は、滑らかな曲面で形成されたすり鉢形状に形成されている。開口部２４ｂは、すり鉢形状の凹部３０の底部又は底部近傍に配置されている。

ただし、凹部３０の形状はこれに限定されるものではなく、少なくとも副室２２の外部から内部に向かって次第に縮径していればよく、例えば、円錐面等の錐面を用いたファンネル（漏斗）形状であってもよい。つまり、図３Ａに変形例として示す凹部３０Ａのように、円錐面を用いて形成してもよく、図３Ｂに変形例として示す凹部３０Ｂのように、角錐面を用いて形成してもよい。図３Ｂに示す例は、四角錐面を用いたであるが、これ以外の角錐面も適用できる。

また、凹部３０の壁面形状に錐面を用いる場合も、錐面の幅広側Ｂ（凹部３０の開口に相当する）や錐面の幅狭側Ｔ（凹部３０の底面部に相当する）は円や正多角形に限らず、楕円やその他の多角形であってもよい。
さらに、図３Ａ，図３Ｂに示す凹部３０Ａ，３０Ｂのように、錐面の幅広側Ｂの中心と幅狭側Ｔの中心とを結ぶ線（図３中のＬ１，Ｌ２）が、錐台の底面Ｂや頂面Ｔに対して傾斜した錐台（即ち、底面Ｂに対して頂面Ｔが横ズレした錐台）の内面形状を適用してもよい。図３Ａ，図３Ｂでは、図１Ａ，図１Ｂに対応させて、凹部３０Ａ，３０Ｂを斜め下向きに記載している。

なお、図３Ａ，図３Ｂに示す変形例では、凹部３０Ａ，３０Ｂの最深部（底部）に、燃料流入連通路２４ａの開口部２４ｂが配置されているが、開口部２４ｂの配置はこれに限らない。また、開口部２４ｂの数（燃料流入連通路２４ａの数）も１つだけに限定されない。図３Ｂに示す凹部３０Ｂのように、開口部２４ｂを複数（ここでは２つ）設けてもよい。この場合の、開口部２４ｂの並ぶ方向は、第１方向Ｄ１でも第２方向Ｄ２でもよい。

本実施形態では、隔壁２３の上部〔図２Ｂにおける上部（即ち、点火プラグ１８側）〕は円筒形状に形成され、隔壁２３の下部〔図２Ｂにおける下部（即ち、ピストン１２側）は下方に行くにしたがって径が縮小した形状（ここでは、略半球形状）に形成されている。また、隔壁２３は、一部を除いて、点火プラグ１８の火花放電部１８ａの位置（即ち、副室中心軸ＣＬ又は副室中心軸ＣＬの近傍の位置）を中心とする回転体形状に形成されている。ただし、隔壁２３の形状はこれに限定されない。上部は点火プラグ１８の火花放電部１８ａを中心とした円筒形状が好ましいが、下部は上部の円筒形状と連続し、下方に行くにしたがって縮径して次第に横断面積が小さくなる形状であればよい。
なお、何れの連通路２４も、副室２２の下部の次第に横断面積が小さくなる形状の部分（縮径部）に配置されている。また、副室中心軸ＣＬの方向とボア中心軸の方向とは、必ずしも一致している必要はなく、ボア中心軸に対して副室中心軸ＣＬが傾斜するように設けられていてもよい。

したがって、副室２２の内壁面（副室内壁面２２Ｗ）は、図４Ａ，図４Ｂに示すように、上部（即ち、点火プラグ１８側）において円筒形状に形成された円筒状内壁面２２Ｗ１、下部（即ち、ピストン１２側）において下方に行くにしたがって径が縮小した形状に形成された縮径内壁面２２Ｗ２と、を備えている。何れの連通路２４も、副室２２の下部の縮径内壁面２２Ｗ２に形成されている。また、凹部３０も副室２２の下部の縮径内壁面２２Ｗ２に形成されており、図４Ｂに示すように、副室２２の内壁面の凹部３０が形成される部分は、副室２２内に向かって凸状に形成された凸状内壁部２２Ｗ３となっている。

ところで、圧縮行程において、主として燃料流入連通路２４ａを通じて副室２２内に燃料が導入されると共に、主として他の連通路２４を通じて副室２２内に空気が導入される。
燃料流入連通路２４ａは、図２Ａに示すように、軸方向（ボア中心軸の延在する方向）から見て、副室２２の中心軸ＣＬに向かう方向で且つ上方（即ち、点火プラグ１８側）に向かうように配向されている。これにより、副室２２の外部から内部に導入される燃料は、点火プラグ１８の火花放電部１８ａに接近する方向に向かう。

これに対して、空気流入連通路として機能する連通路２４のうち、副室２２の中心（ここでは、ボア中心軸と一致）に位置する１つを除いた連通路２４ｃは、何れも、図２Ｂに示すように、軸方向（ボア中心軸の延在する方向）から見て、副室２２の中心軸ＣＬに向かう方向（中心方向）に対して傾斜する方向で且つ上方（即ち、点火プラグ１８側）に向かうように配向されている。
本実施形態では、何れの連通路２４ｃも、副室２２の中心に向かう方向に対して平面視で左方向に同一角度で傾斜する方向に配向されている。これにより、複数の連通路２４ｃを通じて、副室２２の外部から内部に導入される空気は、副室２２内で図２Ａ，図２Ｂに矢印で示すように、スワール流を生成する。したがって、これらの連通路２４ｃは、スワール流生成連通路として機能する。なお、複数のスワール流生成連通路２４ｃの傾斜方向は、副室２２の中心軸の方向に対して右方向でもよく、また、各スワール流生成連通路２４ｃの傾斜角度は必ずしも同一でなくてもよい。

また、図２Ｂに一点鎖線の矢印で示すように、側面視において（副室２２の中心軸に対して直角な方向から見て）、燃料流入連通路２４ａ及びスワール流生成連通路２４ｃは、何れも副室２２の一端側〔図２Ｂ中、下方のピストン１２側〕から他端側〔図２Ｂ中、上方の点火プラグ１８側〕に向けて傾斜した方向に配向されている。
そして、燃料流入通路２４ａの副室２２内への延長線が隔壁２３の副室２２側の面（隔壁２３の内面）である副室内壁面２２Ｗに到達する位置Ｐ１は、スワール流生成連通路２４ｂの副室２２内への延長線が副室内壁面２２Ｗに到達する位置Ｐ２よりも、他端側〔図２（ｂ）中、上方の点火プラグ１８側〕の円筒状内壁面２２Ｗ１内に位置している。
また、燃料流入通路２４ａの副室内壁面２２Ｗへの延長線は、副室２２内上部の円筒形状の内壁面（円筒状内壁面）２２Ｗ１に到達するように配置されている。

凹部３０は、隔壁２３の下部の略半球形状（下方に行くにしたがって縮径して次第に横断面積が小さくなる形状）の部分における副室中心軸ＣＬからずれた斜面部に形成されている。したがって、凹部３０が形成される部分を除いて、隔壁２３の下部は略半球形状に形成されている。
また、本実施形態では、隔壁２３の下部の一部を、厚みをほぼ均一に保ちながら凹部３０を形成しており、隔壁２３の外面に凹部３０が形成されると共に、隔壁２３の内面には凹部３０と対応した凸部３１が形成されている。ただし、凹部３０は、副室２２の外側面（隔壁２３の外面）を切り欠いた形状であればよく、例えば、隔壁２３の内面は略半球形状を保ったまま、隔壁２３の外面に凹部３０を形成してもよい。この場合、凹部３０を形成する箇所は厚みが減少する。

燃料噴射弁１７からの燃料噴射範囲の中心に受面３０ａが形成されており、開口部２４ｂは、燃料噴射弁１７からの燃料噴射範囲の中心からずれた位置に配置されている。燃料噴射範囲の中心が、凹部３０の正面視における面心（正面視中心）にある場合は、開口部２４ｂはこの正面視中心からずれた位置に配置される。本実施形態では、燃料噴射範囲の中心は、図２（ｂ）における下方（即ち、ピストン１２側）にややシフトしており、開口部２４ｂは、図２（ｂ）における上方（即ち、シリンダヘッド３側）にややシフトしている。燃料噴射範囲の中心に対して開口部２４ｂがずれる方向はこの限りではない。

また、燃料流入連通路２４ａは、開口部２４ｂから副室２２内に向けて副室２２内の軸心（副室中心軸ＣＬ又は副室中心軸ＣＬの近傍）に近づくほど、図２Ｂにおける上方（即ち、シリンダヘッド３側）に向かうように傾斜している。この燃料流入連通路２４ａにおける燃料の流入方向は、副室２２内の上部の点火プラグ１８の火花放電部１８ａに近づく方向である。

［燃料噴射及び燃焼］
本実施形態では、吸気行程初期に燃料噴射弁１７から主室２１内に燃料が噴射され〔図５Ａ参照〕、その後の圧縮行程終期に燃料噴射弁１７から主室２１を介して副室２２内に燃料が噴射される〔図５Ｂ参照〕。なお、ポート噴射を採用する場合は、排気行程においてポート噴射を実施し、吸気行程において吸気と共に燃料を主室２１内に供給する。そして、圧縮行程末期に、点火プラグ１８によって副室２２内に形成された混合気に着火して、この着火により副室２２内に形成される火炎を、複数の連通路２４を介して主室２１内にジェット噴出させて主室２１内の混合気に点火し、燃焼させる〔図５Ｃ参照〕。

［作用及び効果］
本実施形態に係る副室式火花点火エンジンによれば、圧縮行程には、主室２１内の加圧された空気（燃料が希薄な混合気）が連通路２４を通じて副室２２内に進入する。そして、スワール流生成連通路２４ｃを通じて副室２２内に進入する空気は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、副室２２内でスワール流を生成する。このスワール流は、図４Ａ，図４Ｂに示すように、副室２２内で発達しながら点火プラグ１８側に上昇する。

一方、圧縮行程終期には、燃料噴射弁１７から主室２１を介して副室２２内に燃料が噴射され、開口部２４ｂから燃料流入連通路２４ａを経て副室２２内へ導入される。
副室２２内で生成されるスワール流は、旋回中心寄りの点火プラグ１８の火花放電部１８ａの付近では、旋回流速が遅いため燃料が溜り、旋回外側寄りでは、旋回流速が速いため燃料の空気との混合が促進される。

したがって、室２２内への燃料供給と点火時期との時間間隔が短くても、点火プラグ１８の火花放電部１８ａの付近の燃料濃度の高い混合気に着火することになり、着火を確実に行うことができる。この着火により副室２２内に確実に火炎を形成することができ、複数の連通路２４を介して火炎を主室２１内にジェット噴出させて主室２１内の混合気に点火し、燃焼させることができる。
また、火花放電部１８ａの付近にのみ燃料濃度の高い混合気を生成するので、直噴燃料量を減らすことが可能になる。

なお、隔壁２３の内面（副室２２の内壁面）には凹部３０と対応した凸状内壁面２２Ｗ３が形成されており、スワール流生成連通路２４ｃを通じて副室２２内に進入する空気は、凸状内壁部２２Ｗ３に衝突することで乱流を発生し、燃料の空気との混合が促進され、その後、上昇しながら、副室２２内上部の円筒形状の内壁面（円筒状内壁面）に沿って整流され高速なスワール流に発達する。
したがって、凹部３０と対応した凸状内壁部２２Ｗ３は副室２２内の当量比の均一化に寄与する。

また、燃料流入連通路２４ａを通じて副室２２内に導入される燃料（燃料を多く含んだ混合気）は、副室２２内の縮径内壁面２２Ｗ２から点火プラグ１８の火花放電部１８ａに近い円筒状内壁面２２Ｗ１上の位置Ｐ１に向かうことで、火花放電部１８ａの付近に濃い混合気を生成しやすくなる。
しかし、図４Ａに示すように、縮径内壁面２２Ｗ２においてスワール流が生成されると、スワール流が燃料の上記進行を妨げてしまうおそれがある。この点、本実施形態では、上記のように、縮径内壁面２２Ｗ２に凸状内壁部２２Ｗ３が形成されているので、図４Ｂに示すように、副室２２内に進入する空気は、凸状内壁部２２Ｗ３に衝突することで乱流を発生するため、縮径内壁面２２Ｗ２ではスワール流は生成されにくい。このため、燃料の進行が妨げられにくくなり、火花放電部１８ａの付近に濃い混合気を生成しやすくなる。

ただし、縮径内壁面２２Ｗ２においてスワール流が生成されてもこの段階ではスワール流は強くはないので、位置Ｐ１に向かう燃料の速度が高ければ、凸状内壁部２２Ｗ３が形成されていない場合でも、火花放電部１８ａの付近に支障なく濃い混合気を生成しうる状況も考えられる。

また、本実施形態では、燃料噴射弁１７から噴射された燃料は、まず、凹部３０の受面３０ａに衝突する。このため、直噴燃料は、凹部３０内及びその近傍で滞留しながら***や気化を促進され、開口部２４ｂから燃料流入連通路２４ａを経て副室２２内へ導入される。この凹部３０内での***や気化は、その後の副室２２での空気との混合促進に寄与する。

このように、直噴燃料は、凹部３０内にキャッチされて開口部２４ｂから燃料流入連通路２４ａに進むため、インジェクタ１７から噴射された燃料の一部が副室２２内に進入しないで、隔壁２３（副室２２の壁部）の外面に沿って通過してしまうことが抑制され、インジェクタ１７と反対側に到達し濃い混合気を形成することが回避又は抑制される。したがって、濃い混合気によりＮＯｘを多く生成してしまうことが回避又は抑制される。

また、燃料流入連通路２４ａの開口部２４ｂは、凹部３０の底部又は底部近傍に配置されているため、受面３０ａに衝突して***や気化を促進された燃料は、凹部３０の壁面に沿って開口部２４ｂから燃料流入連通路２４ａを経て副室２２内に滑らかに流入する。

燃料流入連通路２４ａは、点火プラグ１８の火花放電部１８ａに近づく方向に傾斜しているので、燃料流入連通路２４ａを経た燃料は、副室２２上部の火花放電部１８ａに向かい、火花放電部１８ａに近傍に集中的に燃料の濃い混合気を形成する。このため、点火プラグ１８による点火及びその後副室２２内に形成される火炎を強化することができ、複数の連通路２４を介して主室２１内に強いジェット噴出させて主室２１内の混合気へ点火し、燃焼を促進させることができる。

［その他］
上述した副室式火花点火エンジンの構成は一例である。例えば、副室２２、即ち、副室２２を区画する隔壁２３の配置は、必ずしも燃焼室２０の頂部２０ａのボア中心軸又はボア中心軸の近傍に限定されず、燃焼室２０の頂部２０ａにも限定されない。
また、上記実施形態では、燃料流入連通路２４ａを１本のみ設けているが、凹部３０内に燃料流入連通路２４ａを複数設けてもよい。
また、燃料噴射弁１７は、副室２２内に燃料供給するための噴射口の他に、主室２１内に燃料供給するための噴射口を備えていても良い。

また、上記実施形態では、凹部３０を形成しているが、これは必須ではなく、副室２２、即ち、副室２２を区画する隔壁２３の形状を、図６に示すように、燃料流入連通路２４ａのみを除いて完全な回転体形状にしてもよい。
また、凹部３０を設ける場合にも、凹部３０を滑らかな曲面で形成されたすり鉢状或いは錐面を用いたファンネル（漏斗）形状としたが、凹部３０の形状はこれに限定されない。
さらに、上記実施形態では、開口部２４ｂを凹部３０の底部又は底部近傍に配置しているが、凹部３０の内面形状が受部３０ａで受けた燃料を開口部２４ｂに案内しうる形状であれば、開口部２４ｂを凹部３０の底部又は底部近傍以外に配置してもよい。

１ 副室式火花点火エンジン（エンジン）
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
１１ シリンダ
１２ ピストン
１３ 吸気ポート
１４ 排気ポート
１５ 吸気弁
１６ 排気弁
１７ 燃料噴射弁
１８ 点火プラグ
１８ａ 火花放電部
２０ 燃焼室
２０ａ 燃焼室２０の頂部
ＣＬ 副室中心軸
２１ 主室（主燃焼室）
２２ 副室（副燃焼室）
２２Ｗ 副室内壁面
２２Ｗ１ 円筒状内壁面
２２Ｗ２ 縮径内壁面
２２Ｗ３ 凸状内壁部
２３ 隔壁
２４ 連通路（ノズル）
２４ａ 燃料流入連通路（ノズル）
２４ｂ 燃料流入連通路２４ａの開口部
２４ｃ スワール流形成連通路（ノズル）
３０，３０Ａ，３０Ｂ 凹部
３０ａ 受面
３１ 凸部

Claims (6)

1. 主室と、前記主室と隔壁により区画された副室と、前記隔壁に設けられ前記主室と前記副室とを連通する複数の連通路と、前記副室の中心軸又は前記中心軸の近傍に設けられて前記副室内の混合気に点火を行う点火プラグと、前記主室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備え、前記副室内の混合気の着火により前記副室内に形成される火炎を、前記連通路を介して前記主室内に噴出させて前記主室内の混合気に着火する、副室式火花点火エンジンであって、
   前記連通路は、
   前記副室の前記中心軸に向かう方向に対して傾斜した角度で形成され、前記主室からの圧縮空気によって前記副室内にスワール流を生成するスワール流生成連通路と、
   前記副室の前記中心軸に向かう方向に対して前記スワール流生成連通路とは異なる角度で形成され、前記主室側から前記副室内に燃料を供給する燃料流入連通路と、を含み、
   前記燃料流入連通路は、前記燃料噴射弁からの燃料噴射範囲に位置する
   ことを特徴とする、副室式火花点火エンジン。
2. 前記スワール流生成連通路及び前記燃料流入連通路は、前記副室の一端側に形成され、前記点火プラグは前記副室の他端側に形成され、
   前記スワール流生成連通路及び前記燃料流入連通路は、前記主室から前記副室に向かうにつれて、前記一端側から前記他端側に向かうように傾斜して形成され、前記燃料流入連通路の延長線が前記隔壁の前記副室側の面である副室内壁面に到達する位置は、前記スワール流生成連通路の延長線が前記副室内壁面に到達する位置よりも、前記他端側である
   ことを特徴とする、請求項１に記載された副室式火花点火エンジン。
3. 前記副室内壁面の前記他端側は、円筒形状に形成された円筒状内壁面であって、
   前記燃料流入連通路の延長線は、前記円筒状内壁面に到達する
   ことを特徴とする、請求項２に記載された副室式火花点火エンジン。
4. 前記副室内壁面の前記円筒状内壁面よりも前記一端側には、前記他端側から前記一端側に向かうにつれて次第に断面積が小さくなる縮径内壁面が形成されている
   ことを特徴とする、請求項３に記載された副室式火花点火エンジン。
5. 前記隔壁の前記主室側の面には前記一端側に凹部が形成され、前記燃料流入連通路は前記凹部に形成される
   ことを特徴とする、請求項２～４のいずれか１項に記載の副室式火花点火エンジン。
6. 前記凹部は、前記燃料噴射弁からの直噴燃料が衝突する受面を備えている
   ことを特徴とする、請求項５に記載の副室式火花点火エンジン。

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