特許 5779521 ディーゼルエンジンの副室式燃焼室

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5779521

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】ディーゼルエンジンの副室式燃焼室

(51)【国際特許分類】

   F02B 19/08 20060101AFI20150827BHJP

   F02P 19/00 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   F02B19/08 J

   F02P19/00 A

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-37071(P2012-37071)

(22)【出願日】2012年2月23日

(65)【公開番号】特開2013-170563(P2013-170563A)

(43)【公開日】2013年9月2日

【審査請求日】2014年3月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】桑山 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 隆寛

(72)【発明者】

【氏名】石垣 豊

(72)【発明者】

【氏名】小山 秀行

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 学

(72)【発明者】

【氏名】池町 勝敬

(72)【発明者】

【氏名】田中 良憲

【審査官】 山本 健晴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２４８４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３５０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６９５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８０８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４０２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−９５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１５１３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−９３４７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ １９／０８

Ｆ０２Ｐ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

副室(１)と主燃焼室(２)とを噴口(３)で連通させ、副室(１)に燃料噴射ノズル(４)を臨ませるとともに、副室(１)にグロープラグ(５)を進入させた、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室において、
グロープラグ(５)の発熱部(６)を棒状部(７)とこの棒状部(７)の先端(７ａ)から突出する突出部(８)とで構成し、突出部(８)に棒状部(７)の先端(７ａ)の円形の周縁部(７ｂ)から縮径しながら突出する凸曲面(８ａ)を設け、
棒状部(７)の先端(７ａ)からの突出部(８)の突出寸法(Ｐ)を棒状部(７)の先端(７ａ)の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｐ／Ｄ)の百分率が３％〜２３％となるようにし、
グロープラグ(５)の突出部(８)の表面積(Ｓ１)を副室(１)の表面積(Ｓ２)で除した値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が０．６６％〜１．２８％となるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの副室式燃焼室。

【請求項2】

請求項１に記載したディーゼルエンジンの副室式燃焼室において、
副室(１)へのグロープラグ(５)の発熱部(６)の進出寸法(Ｃ)を棒状部(７)の先端(７ａ)の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｃ／Ｄ)の百分率が１１５％〜１５０％となるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの副室式燃焼室。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載したディーゼルエンジンの副室式燃焼室において、
燃焼室の圧縮比が２２．５〜２５．０となるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの副室式燃焼室。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれかに記載したディーゼルエンジンの副室式燃焼室において、
グロープラグ(５)の突出部(８)の全部を凸曲面(８ａ)とした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの副室式燃焼室。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれかに記載したディーゼルエンジンの副室式燃焼室において、
グロープラグ(５)の突出部(８)は、棒状部(７)との隣接部(８ｂ)を凸曲面(８ａ)とし、先端(８ｃ)を平坦面とした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの副室式燃焼室。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室に関し、詳しくは、燃料消費率と燃焼騒音を低減させることができる、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室として、副室と主燃焼室とを噴口で連通させ、副室に燃料噴射ノズルを臨ませるとともに、副室にグロープラグを進入させたものがある(例えば、特許文献１参照)。

【0003】

この種の副室式燃焼室によれば、圧縮行程で、主燃焼室から噴口を介して押し込まれた圧縮空気に燃料噴射ノズルから燃料を噴射し、副室で予混合燃焼を生じさせ、その燃焼圧力によって未燃焼ガスを副室から噴口を介して主燃焼室に噴出させ、主燃焼室の圧縮空気と混合させ、主燃焼室で燃焼させることにより、主燃焼室での燃焼圧力の上昇速度を小さくして、燃焼騒音を低減させることができる利点がある。

【0004】

この種の副室式燃焼室では、グロープラグの発熱部を棒状部とこの棒状部から突出する突出部とで構成しているが、突出部は通常、半球面であり、棒状部の先端からの突出部の突出寸法(Ｐ)を棒状部の先端の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｐ／Ｄ)の百分率は５０％程度になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−２４８４４４号公報(図１参照)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

《問題》 燃料消費率が高く、燃焼騒音も大きい。
棒状部の先端からの突出部の突出寸法(Ｐ)を棒状部の先端の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｐ／Ｄ)の百分率が５０％程度である場合、燃料消費率が高く、燃焼騒音も大きい。
その理由は、次のようなものと推定される。
すなわち、突出部の表面積が大きくなり過ぎ、エンジン運転中、副室から突出部を介して多量の燃焼熱が逃げ、熱損失が大きい。このため、燃料消費率が高い。また、着火遅れによる急激な予混合燃焼が起こり、燃焼騒音も大きい。

【0007】

本発明の課題は、燃料消費率と燃焼騒音を低減させることができる、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図２に例示するように、副室(１)と主燃焼室(２)とを噴口(３)で連通させ、副室(１)に燃料噴射ノズル(４)を臨ませるとともに、副室(１)にグロープラグ(５)を進入させた、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室において、
図１(Ａ)(Ｂ)または図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、グロープラグ(５)の発熱部(６)を棒状部(７)とこの棒状部(７)の先端(７ａ)から突出する突出部(８)とで構成し、突出部(８)に棒状部(７)の先端(７ａ)の円形の周縁部(７ｂ)から縮径しながら突出する凸曲面(８ａ)を設け、
棒状部(７)の先端(７ａ)からの突出部(８)の突出寸法(Ｐ)を棒状部(７)の先端(７ａ)の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｐ／Ｄ)の百分率が３％〜２３％となるようにし、
グロープラグ(５)の突出部(８)の表面積(Ｓ１)を副室(１)の表面積(Ｓ２)で除した値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が０．６６％〜１．２８％となるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの副室式燃焼室。

【発明の効果】

【0009】

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果１−１》 燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
図１(Ａ)(Ｂ)または図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、棒状部(７)の先端(７ａ)からの突出部(８)の突出寸法(Ｐ)を棒状部(７)の先端(７ａ)の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｐ／Ｄ)の百分率が２３％以下となるようにしたので、突出部(８)の表面積が理想的な大きさとなり、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
この適正範囲の上限値を上回ると、突出部(８)の表面積が大きくなり過ぎ、エンジン運転中、副室(１)から突出部(８)を介して多量の燃焼熱が逃げ、熱損失が大きくなり、燃料消費率が高くなり、燃焼騒音も大きくなる。

【0010】

《効果１−２》 冷始動性能を高く維持することができる。
図１(Ａ)(Ｂ)または図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、棒状部(７)の先端(７ａ)からの突出部(８)の突出寸法(Ｐ)を棒状部(７)の先端(７ａ)の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｐ／Ｄ)の百分率が３％以上となるようにしたので、突出部(８)の表面積が理想的な大きさとなり、冷始動性能を高く維持することができる。
この適正範囲の下限値を下回ると、突出部(８)の表面積が小さくなり過ぎ、冷始動時にグロープラグ(５)の発熱部(６)からの放熱量が不足し、副室(１)の予熱が不十分になり、冷始動性能が低下する。

【0011】

《効果１−３》 燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
グロープラグ(５)の突出部(８)の表面積(Ｓ１)を副室の表面積(Ｓ２)で除した値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が１．２８％以下となるようにしたので、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
この最適範囲の上限値を上回ると、渦室副室(１)に対するグロープラグ(５)の突出部(８)の表面積の影響が大きくなり過ぎ、エンジン運転中、副室(１)から突出部(８)を介して燃焼熱が逃げやすく、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させる機能が弱まるおそれがある。

【0012】

《効果１−４》 冷始動性能を高く維持することができる。
グロープラグ(５)の突出部(８)の表面積(Ｓ１)に関する値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が０．６６％以上となるようにしたので、冷始動性能を高く維持することができる。
この最適範囲の下限値を下回ると、副室(１)に対するグロープラグ(５)の突出部(８)の表面積の影響が小さくなり過ぎ、冷始動時にグロープラグ(５)からの放熱が制限され、冷始動性能を高く維持する機能が弱まるおそれがある。

【0013】

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果２−１》 燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
図１(Ａ)(Ｂ)または図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、副室(１)へのグロープラグ(５)の進出寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が１５０％以下となるようにしたので、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
この最適範囲の上限値を上回ると、副室(１)に対するグロープラグ(５)の発熱部(６)の表面積の影響が大きくなり過ぎ、エンジン運転中、副室(１)から発熱部(６)を介して燃焼熱が逃げやすく、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させる機能が弱まるおそれがある。

【0014】

《効果２−２》 冷始動性能を高く維持することができる。
図１(Ａ)(Ｂ)または図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、副室(１)へのグロープラグ(５)の発熱部(６)の進出寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が１１５％以上となるようにしたので、冷始動性能を高く維持することができる。
この最適範囲の下限値を下回ると、副室(１)に対するグロープラグ(５)の発熱部(６)の表面積の影響が小さくなり過ぎ、冷始動時にグロープラグ(５)の発熱部(６)からの放熱が制限され、冷始動性能を高く維持する機能が弱まるおそれがある。

【0015】

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果３−１》 燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
燃焼室の圧縮比が２２．５〜２５．０となるようにしたので、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
この最適範囲の下限値を下回ると、圧縮温度が低くなり過ぎ、燃焼効率が低下し、燃料消費率を低減させる機能が弱まるおそれがある。
この最適範囲の上限値を上回ると、圧縮温度が高くなり過ぎ、急激な予混合燃焼が起こりやすく、燃焼騒音を低減する機能が弱まるおそれがある。

【0016】

《効果３−２》 冷始動性能を高く維持することができる。
燃焼室の圧縮比が２２．５以上となるようにしたので、冷始動性能を高く維持することができる。
この最適範囲の下限値を下回ると、圧縮温度が低くなり過ぎ、冷始動性能を高める機能が弱まるおそれがある。

【0017】

(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果４−１》 燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
図１(Ａ)に例示するように、グロープラグ(５)の突出部(８)の全部を凸曲面(８ａ)としたので、圧縮空気(９)が滑らかな凸曲面(８ａ)に沿って流れ、突出部(８)による圧縮空気(９)の乱れが起こりにくく、圧縮空気(９)と噴射燃料との混合が均一化され、良好で緩やかな燃焼が実現され、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。

【0018】

《効果４−２》 冷始動性能を高く維持することができる。
圧縮空気(９)と噴射燃料との混合が均一化され、良好な燃焼が実現され、冷始動性能を高く維持することができる。

【0019】

(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果６−１５−１》 燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。
図３(Ａ)に例示するように、グロープラグ(５)の突出部(８)は、棒状部(７)との隣接部(８ｂ)を凸曲面(８ａ)とし、先端(８ｃ)を平坦面としたので、圧縮空気(９)が滑らかな凸曲面(８ａ)に沿って流れ、突出部(８)による圧縮空気(９)の乱れが起こりにくく、圧縮空気(９)と噴射燃料との混合が均一化され、良好で緩やかな燃焼が実現され、燃料消費率と燃焼騒音とを低減させることができる。

【0020】

《効果６−２５−２》 冷始動性能を高く維持することができる。
圧縮空気(９)と噴射燃料との混合が均一化され、良好な燃焼が実現され、冷始動性能を高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの副室式燃焼室を説明する図で、図１(Ａ)はグロープラグとその周辺の拡大図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの副室式燃焼室の縦断面図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係るディーゼルエンジンの副室式燃焼室を説明する図で、図３(Ａ)はグロープラグとその周辺の拡大図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１〜図２は本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの副室式燃焼室を説明する図、図３は本発明の第２実施形態に係るディーゼルエンジンの副室式燃焼室を説明する図であり、各実施形態では、水冷の立形直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。

【0023】

まず、第１実施形態に係るエンジンについて、説明する。
このエンジンは、水冷の立形直列多気筒ディーゼルエンジンであり、副室式燃焼室を備えている。
図２に示すように、このエンジンは、シリンダ(１１)にピストン(１２)を昇降自在に内嵌させ、シリンダ(１１)の上部にシリンダヘッド(１３)を組み付け、シリンダヘッド(１３)とピストン(１２)との間に主燃焼室(２)を形成している。シリンダヘッド(１３)に上向きに凹設した半球形の窪み(１４)を形成し、この窪み(１４)に口金(１５)を内嵌させ、口金(１５)に下向きに凹設した放物面の窪み(１６)を形成し、シリンダヘッド(１３)の窪み(１４)の奥側部分(１７)と口金(１５)の窪み(１６)とで卵形(略球形)の副室(１)を形成している。口金(１５)には噴口(３)を設け、この噴口(３)を副室(１)の内周面の接線方向に向け、副室(１)を渦室(１８)とし、圧縮行程で噴口(３)から渦室(１８)に押し込まれた圧縮空気(９)が渦流(１０)となるようにしている。
副室(１)には、渦室(１８)に代えて、予燃焼室を用いることもできる。

【0024】

副室式燃焼室の構成は、次の通りである。
図２に示すように、副室(１)と主燃焼室(２)とを噴口(３)で連通させ、副室(１)に燃料噴射ノズル(４)を臨ませるとともに、副室(１)にグロープラグ(５)を進入させている。
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、グロープラグ(５)の発熱部(６)を棒状部(７)とこの棒状部(７)の先端(７ａ)から突出する突出部(８)とで構成し、突出部(８)に棒状部(７)の先端(７ａ)の円形の周縁部(７ｂ)から縮径しながら突出する凸曲面(８ａ)を設けている。
棒状部(７)の先端(７ａ)からの突出部(８)の突出寸法(Ｐ)を棒状部(７)の先端(７ａ)の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｐ／Ｄ)の百分率が３％〜２３％となるようにしている。この数値範囲が、棒状部(７)の先端(７ａ)からの突出部(８)の突出寸法(Ｐ)に関する値(Ｐ／Ｄ)の百分率の適正範囲である。この値(Ｐ／Ｄ)の百分率の最適範囲は、５％〜２０％である。

【0025】

グロープラグ(５)の突出部(８)の表面積(Ｓ１)を副室(１)の表面積(Ｓ２)で除した値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が０．６６％〜１．２８％となるようにしている。この数値範囲が、グロープラグ(５)の突出部(８)の表面積(Ｓ１)に関する値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率の最適範囲である。

【0026】

図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、副室(１)へのグロープラグ(５)の発熱部(６)の進出寸法(Ｃ)を棒状部(７)の先端(７ａ)の直径寸法(Ｄ)で除した値(Ｃ／Ｄ)の百分率が１１５％〜１５０％となるようにしている。この数値範囲が、副室(１)へのグロープラグ(５)の進出寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率の最適範囲である。副室(１)へのグロープラグ(５)の発熱部(６)の進出寸法(Ｃ)は、グロープラグ(５)の中心軸線(５ａ)の位置で計測した寸法である。グロープラグ(５)の発熱部(６)は、燃料噴射ノズル(４)の渦流(１０)旋回方向下流側に位置し、渦室(１８)の上部から渦室(１８)内に、シリンダ中心軸線(１１ａ)と平行な向きで進入し、棒状部(７)の先端部は渦室(１８)の内周面に沿っている。

【0027】

燃焼室の圧縮比が２２．５〜２５．０となるようにしている。この数値範囲が、燃焼室の圧縮比の最適範囲である。

【0028】

図１(Ａ)に示すように、グロープラグ(５)の突出部(８)の全部を凸曲面(８ａ)としている。この凸曲面(８ａ)は部分球面である。この凸曲面(８ａ)は、部分球面に限らず、放物面等の他の凸曲面であってもよい。

【0029】

第１実施形態に係る前記適正かつ最適範囲の数値を用いた実施例エンジンは、前記適正または最適範囲を外れた数値を用いた比較例エンジンに比べ、いずれも燃料消費率と燃焼騒音と冷始動性能に関し、後述する有効な実験結果が得られた。

【0030】

実験には、渦室式燃焼室を備えた水冷の立形直列２気筒エンジンを用いた。このエンジンの排気量は４７９ｃｃ、渦室(１８)の容積は８．２ｃｃ、ピストン(１２)の上死点位置での主燃焼室(２)の容積は２．１ｃｃである。
実施例エンジンとして、前記適正及び最適範囲の各最小値を用いた最小値実施例エンジンと、各最大値を用いた最大値実施例エンジンと、各中間値を用いた中間値実施例エンジンとを作製した。

【0031】

最小値実施例エンジンは、突出部(８)の突出寸法(Ｐ)に関する値(Ｐ／Ｄ)の百分率が３％、突出部(８)の表面積(Ｓ１)に関する値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が０．６６％、グロープラグ(５)の発熱部(６)の進出寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が１１５％、燃焼室の圧縮比が２２．５である。
最大値実施例エンジンは、突出部(８)の突出寸法(Ｐ)に関する値(Ｐ／Ｄ)の百分率が２３％、突出部(８)の表面積(Ｓ１)に関する値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が１．２８％、副室(１)へのグロープラグ(５)の発熱部(６)の進出寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が１５０％、燃焼室の圧縮比が２５．０である。
中間値実施例エンジンは、突出部(８)の突出寸法(Ｐ)に関する値(Ｐ／Ｄ)の百分率が１３％、突出部(８)の表面積(Ｓ１)に関する値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率が０．９７％、グロープラグ(５)の発熱部(６)の進出寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が１３３％、燃焼室の圧縮比が２３．８である。

【0032】

燃料消費率と燃焼騒音の実験は、エンジン回転数３６００ｒｐｍ、負荷率１００％でエンジンを運転して行った。なお、負荷率は、最大出力が得られる定格回転数での定格負荷を負荷率１００％として計算した。
冷始動性能の実験は、エンジン運転前にエンジンの周囲温度を−５°Ｃとし、グロープラグ(５)で渦室(１８)を予熱した後、スタータモータでエンジンをクランキングして行った。

【0033】

突出部(８)の突出寸法(Ｐ)に関する値(Ｐ／Ｄ)の百分率の適正範囲を評価する実験を行った。
比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、上記値(Ｐ／Ｄ))の百分率のみを、前記適正範囲の上限値２３％を上回る２５％に変更した比較例エンジンを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの燃料消費率と燃焼騒音を比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、燃料消費率が２％程度低減し、燃焼騒音も低減することが確認された。
燃料消費率の低減は、各エンジンを２０時間運転した後の燃料消費率に基づいて評価し、燃焼騒音の低減は、エンジン運転中に発生するエンジン音の音色を聴感で確認して評価した。以下の実験でも同様にして評価している。

【0034】

比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、上記値(Ｐ／Ｄ)の百分率のみを、前記適正範囲の下限値３％を下回る２．５％に変更した比較例エンジンを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの冷始動性能を比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、冷始動性能が高まることが確認された。
冷始動性能の確認は、エンジン運転前、エンジン周辺温度を−５℃とし、グロープラグで１０秒間、渦室(１８)を予熱した後、スタータモータでエンジンのクランキングを開始してからエンジン回転速度が完爆回転数に至るまでの始動所要時間によって評価した。以下の実験でも同様にして評価している。

【0035】

次に、突出部(８)の突出寸法(Ｐ)に関する値(Ｐ／Ｄ)の百分率の最適範囲を評価する実験を行った。
最小値実施例エンジンと最大値実施例エンジンの上記値(Ｐ／Ｄ)の百分率のみを、それぞれ最適範囲の下限値５％と上限値２０％に変更した最適最小値実施例エンジンと最適最大値実施例エンジンとを作製した。
最小値実施例エンジンと最適最小値実施例エンジンとの冷始動性能を比較した結果、最小値実施例エンジンに比べ、最適最小値実施例エンジンは冷始動性能が高まることが確認された。
最大値実施例エンジンと最適最大値実施例エンジンとの燃料消費率と燃焼騒音を比較した結果、最大値実施例エンジンに比べ、最適最大値実施例エンジンは燃料消費率と燃焼騒音が低減することが確認された。

【0036】

次に、突出部(８)の表面積(Ｓ１)に関する値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率の最適範囲を評価する実験を行った。
比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、上記値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率のみを、前記最適範囲の上限値１．２８％を上回る１．４０％に変更した比較例エンジを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの燃料消費率と燃焼騒音を比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、燃料消費率が２％程度低減し、燃焼騒音も低減することが確認された。

【0037】

比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、上記値(Ｓ１／Ｓ２)の百分率のみを、前記最適範囲の下限値０．６６％を下回る０．６０％に変更した比較例エンジンを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの冷始動性能を比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、冷始動性能が高まることが確認された。

【0038】

次に、グロープラグ(５)の進出寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率の最適範囲を評価する実験を行った。
比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、上記値(Ｃ／Ｄ)の百分率のみを、前記最適範囲の上限値１５０％を上回る１６５％に変更した比較例エンジンを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの燃料消費率と燃焼騒音を比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、燃料消費率が２％程度低減し、燃焼騒音も低減することが確認された。

【0039】

比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、上記値(Ｃ／Ｄ)の百分率のみを、前記最適範囲の下限値１１５％を下回る１０５％に変更した比較例エンジンを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの冷始動性能を比較した結果、比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、冷始動性能が高まることが確認された。

【0040】

次に、燃焼室の圧縮比の最適範囲を評価する実験を行った。
比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、エンジンの燃焼室の圧縮比のみを、前記最適範囲の下限値２２．０を下回る２０．０に変更した比較例エンジンを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの燃料消費率と冷始動性能を比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、燃料消費率が２％程度低減し、冷始動性能が高まることが確認された。

【0041】

比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、燃焼室の圧縮比のみを、前記最適範囲の上限値２５．０を上回る２７．５に変更した比較例エンジンを作製した。
この各比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの燃焼騒音を比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、燃焼騒音が低減することが確認された。

【0042】

次に、グロープラグ(５)の突出部(８)の形状を評価する実験を行った。
比較例エンジンとして、各実施例エンジンのそれぞれに対し、グロープラグ(５)の突出部(８)の形状のみ、円錐形状に変形した比較例エンジンを作製した。
この比較例エンジンと前記各実施例エンジンとの燃料消費率と燃焼騒音と冷始動性能とを比較した結果、各比較例エンジンに比べ、各実施例エンジンは、燃料消費率と燃焼騒音が低減し、冷始動性能が高まることが確認された。

【0043】

次に、第２実施形態に係るエンジンについて説明する。
第２実施形態に係るエンジンでは、図３(Ａ)に示すように、グロープラグ(５)の突出部(８)は、棒状部(７)との隣接部(８ｂ)を凸曲面(８ａ)とし、先端(８ｃ)を平坦面としている点のみが第１実施形態と異なる。他の構成、数値の適正および最適範囲は、第１実施形態と同じである。図３(Ａ)(Ｂ)中、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付しておく。なお、凸曲面(８ａ)は部分球面である。この凸曲面(８ａ)は、部分球面に限らず、放物面等の他の凸曲面であってもよい。

【0044】

第２実施形態についても、第１実施形態と同様の実験を行ったところ、第２実施形態と同一傾向の実験結果が得られた。なお、グロープラグ(５)の突出部(８)の形状を評価する実験では、各実施例エンジンに対し、グロープラグ(５)の突出部(８)のみを円錐台形状に変形した比較例エンジンを作製して実験を行った。

【符号の説明】

【0045】

(１) 副室
(２) 主燃焼室
(３) 噴口
(４) 燃料噴射ノズル
(５) グロープラグ
(６) 発熱部
(７) 棒状部
(７ａ) 先端
(７ｂ) 円形の周縁部
(７ｃ) 隣接部
(８) 突出部
(８ａ) 凸曲面
(８ｂ) 隣接部
(８ｃ) 先端
(Ｐ) 突出寸法
(Ｄ) 直径寸法
(Ｓ１) 表面積
(Ｓ２) 表面積
(Ｃ) 進出寸法

【図1】

【図2】

【図3】