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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024169149
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】エンジンの燃焼室構造
(51)【国際特許分類】
F02B 23/10 20060101AFI20241128BHJP
F02M 61/14 20060101ALI20241128BHJP
F02M 59/20 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
F02B23/10 R
F02B23/10 S
F02M61/14 310E
F02M61/14 310S
F02M59/20 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086370
(22)【出願日】2023-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100176304
【弁理士】
【氏名又は名称】福成 勉
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 陽平
(72)【発明者】
【氏名】中原 康志
(72)【発明者】
【氏名】山本 剛
【テーマコード（参考）】
3G023
3G066
【Ｆターム（参考）】
3G023AA07
3G023AB01
3G023AC05
3G066AA02
3G066BA02
3G066CC26
3G066CC30
(57)【要約】
【課題】直噴構造のエンジンにおいて燃焼室内における燃料と空気のミキシングを促進させてより均一な火炎伝搬を行うことが可能な燃焼室構造を提供する。
【解決手段】点火プラグ１０の点火部１０ａは、シリンダの中心軸に沿った断面視において、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも排気側Ｙ２にオフセットした位置に配置されている。インジェクタ１１の燃料噴射部１１ａは、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも吸気側Ｙ１にオフセットした位置に配置されている。燃料噴射部１１ａは、燃料を噴霧する複数の噴霧口１１ｂ、１１ｃを備え、かつ、排気側Ｙ２へ向けた燃料噴霧量を吸気側Ｙ１へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】点火プラグ１０の点火部１０ａは、シリンダの中心軸に沿った断面視において、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも排気側Ｙ２にオフセットした位置に配置されている。インジェクタ１１の燃料噴射部１１ａは、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも吸気側Ｙ１にオフセットした位置に配置されている。燃料噴射部１１ａは、燃料を噴霧する複数の噴霧口１１ｂ、１１ｃを備え、かつ、排気側Ｙ２へ向けた燃料噴霧量を吸気側Ｙ１へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピストンの冠面と、前記ピストンが摺動可能に収容されるシリンダの内壁面と、シリンダヘッドに形成された天井面とによって区画される燃焼室と、
前記天井面に配置され、前記燃焼室内に燃料を噴霧する燃料噴射部と、
前記天井面に配置され、前記燃焼室内において前記燃料と空気との混合気に点火して火炎伝搬燃焼を実現させる点火部と、
を備え、
前記天井面には、前記燃焼室に吸気を供給する吸気ポートの開口と、前記燃焼室から排気を排出する排気ポートの開口とが形成されているエンジンの燃焼室構造であって、
前記吸気ポートが配設される側を吸気側、前記排気ポートが配設される側を排気側とするとき、
前記点火部は、シリンダの中心軸に沿った断面視において、前記シリンダの中心軸よりも前記排気側にオフセットした位置に配置され、
前記燃料噴射部は、シリンダの中心軸に沿った断面視において、前記シリンダの中心軸よりも前記吸気側にオフセットした位置に配置され、
前記燃料噴射部は、前記燃料を噴霧する複数の噴霧口を備え、かつ、前記排気側へ向けた燃料噴霧量を前記吸気側へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記天井面に配置され、前記燃焼室内に燃料を噴霧する燃料噴射部と、
前記天井面に配置され、前記燃焼室内において前記燃料と空気との混合気に点火して火炎伝搬燃焼を実現させる点火部と、
を備え、
前記天井面には、前記燃焼室に吸気を供給する吸気ポートの開口と、前記燃焼室から排気を排出する排気ポートの開口とが形成されているエンジンの燃焼室構造であって、
前記吸気ポートが配設される側を吸気側、前記排気ポートが配設される側を排気側とするとき、
前記点火部は、シリンダの中心軸に沿った断面視において、前記シリンダの中心軸よりも前記排気側にオフセットした位置に配置され、
前記燃料噴射部は、シリンダの中心軸に沿った断面視において、前記シリンダの中心軸よりも前記吸気側にオフセットした位置に配置され、
前記燃料噴射部は、前記燃料を噴霧する複数の噴霧口を備え、かつ、前記排気側へ向けた燃料噴霧量を前記吸気側へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項2】
請求項１に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記複数の噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸の周囲に、当該中心軸よりも排気側の噴霧口の数が吸気側の噴霧口の数よりも多くなるように配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記複数の噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸の周囲に、当該中心軸よりも排気側の噴霧口の数が吸気側の噴霧口の数よりも多くなるように配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項3】
請求項２に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記排気側の前記噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸から見た平面視において前記燃料噴射部の中心軸および前記点火部の中心軸とそれぞれ交差するように延びる直線状の仮想線を避けた位置に配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記排気側の前記噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸から見た平面視において前記燃料噴射部の中心軸および前記点火部の中心軸とそれぞれ交差するように延びる直線状の仮想線を避けた位置に配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項4】
請求項３に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記排気側の前記噴霧口は、前記仮想線の両側において当該仮想線を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記排気側の前記噴霧口は、前記仮想線の両側において当該仮想線を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項5】
請求項２に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記吸気側の前記噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸および前記点火部の中心軸とそれぞれ交差するように前記天井面に沿って延びる仮想線に沿う位置を含む複数の位置に分散して配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記吸気側の前記噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸および前記点火部の中心軸とそれぞれ交差するように前記天井面に沿って延びる仮想線に沿う位置を含む複数の位置に分散して配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項6】
請求項５に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記吸気側の前記噴霧口は、前記仮想線に沿う位置と、前記仮想線の両側において当該仮想線を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ分散して配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記吸気側の前記噴霧口は、前記仮想線に沿う位置と、前記仮想線の両側において当該仮想線を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ分散して配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記燃料噴射部は、前記シリンダの中心軸に対して吸気側へ傾斜して配置され、
前記燃料噴射部の中心軸に対する排気側の噴霧角度は、吸気側の噴霧角度よりも大きい、
エンジンの燃焼室構造。
前記燃料噴射部は、前記シリンダの中心軸に対して吸気側へ傾斜して配置され、
前記燃料噴射部の中心軸に対する排気側の噴霧角度は、吸気側の噴霧角度よりも大きい、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項8】
請求項１～６のいずれか１項に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記ピストンの前記冠面は、湾曲した凹形状のキャビティを有する、
エンジンの燃焼室構造。
前記ピストンの前記冠面は、湾曲した凹形状のキャビティを有する、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項9】
請求項２～６のいずれか１項に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記燃料噴射部の中心軸よりも排気側には、前記噴霧口が４つ配置され、吸気側には前記噴霧口が３つ配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記燃料噴射部の中心軸よりも排気側には、前記噴霧口が４つ配置され、吸気側には前記噴霧口が３つ配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
【請求項10】
請求項１～６のいずれか１項に記載のエンジンの燃焼室構造において、
前記点火部は、当該点火部の中心軸が前記シリンダの中心軸に対して平行になるように配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
前記点火部は、当該点火部の中心軸が前記シリンダの中心軸に対して平行になるように配置されている、
エンジンの燃焼室構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴霧するエンジンの燃焼室構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、インジェクタおよび点火プラグが配置され、燃料をインジェクタから燃焼室内部に直接噴霧する直噴構造のエンジンが広く知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、インジェクタおよび点火プラグが共通のケーシングに収容された状態で燃焼室の天井面に配置されたエンジンが開示されている。インジェクタは、燃料を燃焼室の内部に均一に噴霧させるためにエンジンの各シリンダ（気筒）の中心軸の延長線上に配置されている。点火プラグは、インジェクタに対して吸気側（吸気ポートが配置されている側）に傾斜して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２００５－５１１９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のような直噴構造のエンジンでは、シリンダの中心軸の延長線上に配置されたインジェクタから燃料を燃焼室内部に均一に噴霧させることはできるが、高圧縮比化や燃費向上の観点から、燃焼室内における噴霧された燃料と空気のミキシングをさらに促進させてより均一な火炎伝搬を行うためにさらなる改善の余地がある。
【0006】
本発明の目的は、燃料噴射部および点火部を備えた直噴構造のエンジンにおいて、燃焼室内における燃料と空気のミキシングを促進させてより均一な火炎伝搬を行うことが可能なエンジンの燃焼室構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のエンジンの燃焼室構造は、ピストンの冠面と、前記ピストンが摺動可能に収容されるシリンダの内壁面と、シリンダヘッドに形成された天井面とによって区画される燃焼室と、前記天井面に配置され、前記燃焼室内に燃料を噴霧する燃料噴射部と、前記天井面に配置され、前記燃焼室内において前記燃料と空気との混合気に点火して火炎伝搬燃焼を実現させる点火部と、を備え、前記天井面には、前記燃焼室に吸気を供給する吸気ポートの開口と、前記燃焼室から排気を排出する排気ポートの開口とが形成されているエンジンの燃焼室構造であって、前記吸気ポートが配設される側を吸気側、前記排気ポートが配設される側を排気側とするとき、前記点火部は、シリンダの中心軸に沿った断面視において、前記シリンダの中心軸よりも前記排気側にオフセットした位置に配置され、前記燃料噴射部は、シリンダの中心軸に沿った断面視において、前記シリンダの中心軸よりも前記吸気側にオフセットした位置に配置され、前記燃料噴射部は、前記燃料を噴霧する複数の噴霧口を備え、かつ、前記排気側へ向けた燃料噴霧量が前記吸気側へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている。
【0008】
かかる構成によれば、点火部は、シリンダの中心軸に沿った断面視において、シリンダの中心軸よりも排気側にオフセットした位置に配置され、それに対し、燃料噴射部は、シリンダの中心軸よりも吸気側にオフセットした位置に配置されている。燃料噴射部は、燃料を噴霧する複数の噴霧口を備え、かつ、排気側へ向けた燃料噴霧量を吸気側へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている。したがって、吸気側にオフセットした燃料噴射部から排気側へ向けて吸気側よりも多くの燃料を噴霧することにより、排気側にオフセットした点火部へ多くの燃料を直接噴霧することが可能になる。それとともに、吸気側に噴霧された燃料もピストン冠面に沿って吸気ポートからの吸気とともに点火部へ送られる。これにより、排気側の点火部近傍では噴霧後の霧状の燃料、すなわち、噴霧燃料が濃くなり、燃焼室内における噴霧燃料と空気のミキシングを促進させてより均一な火炎伝搬を行うことが可能になる。
【0009】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記複数の噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸の周囲に、当該中心軸よりも排気側の噴霧口の数が吸気側の噴霧口の数よりも多くなるように配置されているのが好ましい。
【0010】
複数の噴霧口を上記のように配置することにより簡単な構造で排気側への噴霧量を確実に多くすることが可能である。
【0011】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記排気側の前記噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸から見た平面視において前記燃料噴射部の中心軸および前記点火部の中心軸とそれぞれ交差するように延びる直線状の仮想線を避けた位置に配置されているのが好ましい。
【0012】
かかる構成によれば、排気側の噴霧口から噴霧された噴霧燃料が排気側の点火部に付着すること（いわゆるプラグ濡れ）を回避しながら、噴霧燃料を点火部周辺に拡散させることが可能である。
【0013】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記排気側の前記噴霧口は、前記仮想線の両側において当該仮想線を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ配置されているのが好ましい。
【0014】
かかる構成によれば、排気側の噴霧口から噴霧された噴霧燃料が排気側の点火部に付着すること（プラグ濡れ）を回避しながら、噴霧燃料を点火部周辺に均等に拡散させることができるので、噴霧燃料と空気の混合気を点火位置の近傍に広く輸送することが可能である。
【0015】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記吸気側の前記噴霧口は、前記燃料噴射部の中心軸および前記点火部の中心軸とそれぞれ交差するように前記天井面に沿って延びる仮想線に沿う位置を含む複数の位置に分散して配置されているのが好ましい。
【0016】
かかる構成によれば、吸気側の噴霧口から吸気側へ噴霧された燃料は吸気ポートの開口から吸入された空気と衝突することにより噴霧燃料と空気とのミキシング（混合）が促進され、ミキシング後の混合気を排気側の点火部へ効率良く送ることが可能になる。
【0017】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記吸気側の前記噴霧口は、前記仮想線に沿う位置と、前記仮想線の両側において当該仮想線を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ分散して配置されているのが好ましい。
【0018】
かかる構成によれば、吸気側の噴霧口から吸気側へ噴霧された燃料は吸気ポートの開口から吸入された空気と衝突することにより噴霧燃料と空気とのミキシングが促進され、ミキシング後の混合気を排気側の点火部へ効率良く送ることが可能になる。しかも、仮想線の両側の吸気側の噴霧量を均等にすることが可能になるので、より均等に拡散した混合気を点火部へ送ることが可能になる。
【0019】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記燃料噴射部は、前記シリンダの中心軸に対して吸気側へ傾斜して配置され、前記燃料噴射部の中心軸に対する噴霧角度は、排気側の噴霧角度の方が吸気側の噴霧角度よりも大きいのが好ましい。
【0020】
かかる構成によれば、排気側の噴霧燃料を燃焼室の天井面に沿う方向に噴霧させるとともに、吸気側の噴霧燃料を燃料室の底面を構成するピストンの冠面へ向けて下向きに噴霧させることが可能になる。これにより、排気側の噴霧燃料を燃焼室の天井面における前記点火部近傍に集めて点火部近傍の噴霧燃料を濃くし、それとともに吸気側の噴霧燃料を下向きに噴霧させて冠面に沿って流すことにより噴霧燃料と吸入吸気とのミキシングが促進される。
【0021】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記ピストンの前記冠面は、湾曲した凹形状のキャビティを有するのが好ましい。
【0022】
かかる構成によれば、吸気側の噴霧燃料を吸入吸気とのミキシングを促進しながら、凹形状のキャビティに沿って前記点火部側へ誘導することが可能である。
【0023】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記燃料噴射部の中心軸よりも排気側には、前記噴霧口が４つ配置され、吸気側には前記噴霧口が３つ配置されているのが好ましい。
【0024】
かかる構成によれば、前記点火部側に噴霧燃料を集め易くなる。
【0025】
上記のエンジンの燃焼室構造において、前記点火部は、当該点火部の中心軸が前記シリンダの中心軸に対して平行になるように配置されているのが好ましい。
【0026】
かかる構成によれば、前記点火部近傍の混合気への火炎伝播が容易となる。すなわち、燃焼室の天井面から点火部を起点として発生した火炎を燃焼室内部全体に均等に伝搬させることが可能である。
【発明の効果】
【0027】
本発明のエンジンの燃焼室構造によれば、直噴構造のエンジンにおいて燃焼室内における燃料と空気のミキシングを促進させてより均一な火炎伝搬を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明に係るエンジンの燃焼室構造が適用される直列多気筒の縦置きエンジンの本体が備える１つのシリンダの構造を示す図であって、ピストンが上死点の位置にあるときの燃焼室付近の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
図１は、本発明に係るエンジンの燃焼室構造が適用される直列多気筒の縦置きエンジンのエンジン本体１が備える１つのシリンダ１３の構造を示す図であって、ピストン４が上死点の位置にあるときの燃焼室５付近の断面図である。図２は、図１のピストン４が上死点から離れている位置にあるときの燃焼室５付近の断面図である。図３は、図１のシリンダヘッド３における各シリンダ１３の燃焼室５の天井面５ａを下方から見た図であって、吸気弁８、排気弁９、点火プラグ１０、およびインジェクタ１１の配置を示す図である。図４は、図１のピストン４の平面図である。
【0030】
図１～２には、直列多気筒の縦置きエンジンのエンジン本体１における各シリンダ１３の構造が示されている。シリンダ１３の内壁面は、シリンダライナ１４によって構成されている。ピストン４は、シリンダライナ１４に対して摺動可能に、シリンダ１３内に収容されている。
【0031】
なお、図１～２及び他の図には、ＸＹＺの方向表示が付されているＺ方向はシリンダ１３の中心軸Ｃ１に沿う方向（各図における上下方向）、Ｘ方向はエンジン本体１の前後方向（気筒配列方向）、Ｙ方向はＺ方向及びＸ方向の双方と直交する方向に各々相当する。以下の説明において、吸気ポート６が配設される側という意味において吸気側（ＩＮ側；Ｙ１）、排気ポート７が配設される側という意味において排気側（ＥＸ側；Ｙ２）、シリンダ１３の中心軸Ｃ１上の上側、下側との意味において上方Ｚ１、下方Ｚ２ということがある。
【0032】
燃焼室５は、シリンダ１３の内壁面（シリンダライナ１４）と、ピストン４の冠面４ａと、シリンダヘッド３の底面に形成された燃焼室５の天井面５ａ（吸気弁８及び排気弁９の各バルブ面を含む）とによって区画されている。天井面５ａは、上向きに凸のペントルーフ型の形状を有する天井面である。ペントルーフ型の天井面５ａには、吸気ポート６の開口と、排気ポート７の開口とが形成されている。
【0033】
図１～２および図４に示されるピストン４は、その上面として、燃焼室５の壁面の一部（底面）を構成する冠面４ａを有する。冠面４ａの中央領域には、回転楕円体の曲面を有するように湾曲した凹形状のキャビティ４ｂが形成されている。また、冠面４ａにおけるキャビティ４ｂに対して前後方向Ｘの両側には、燃焼室５の天井面５ａに向かって突出する一対の凸部４ｃが形成されている。
【0034】
点火プラグ１０は、その下端に点火部１０ａを有する。点火プラグ１０は、燃焼室５の天井面５ａから点火部１０ａが燃焼室５の天井面５ａから燃焼室５内へ突出するように、シリンダヘッド３に上下方向Ｚに組み付けられている。天井面５ａに配置された点火部１０ａは、ピストン４が上死点付近に到達したタイミングで燃焼室５内において燃料と空気との混合気に点火して火炎伝搬燃焼を実現させる。
【0035】
図１～３に示されるように、点火部１０ａを含む点火プラグ１０は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１に沿った断面視（すなわち、図１のようにシリンダ１３の中心軸Ｃ１を通るとともにＹ方向に切断した断面）において、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも排気側Ｙ２にオフセットした位置に配置される。
【0036】
また、点火部１０ａを含む点火プラグ１０は、当該点火プラグ１０の中心軸Ｃ２がシリンダ１３の中心軸Ｃ１に対して平行になるように配置されている。
【0037】
インジェクタ１１は、その下端に燃料噴射部１１ａを有する。インジェクタ１１は、燃料噴射部１１ａが天井面５ａから燃焼室５に臨むようにシリンダヘッド３に組み付けられている。天井面５ａに配置された燃料噴射部１１ａは、ピストン４が上死点付近でかつ点火プラグ１０の点火直前のタイミングで燃焼室５内に燃料を噴霧する。
【0038】
図１～３に示されるように、燃料噴射部１１ａを含むインジェクタ１１は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１に沿った断面視において、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも吸気側Ｙ１にオフセットした位置に配置される。
【0039】
図５～６に示されるように、燃料噴射部１１ａは、燃料を噴霧する複数の噴霧口１１ｂ、１１ｃを備え、かつ、排気側Ｙ２へ向けた燃料噴霧量を吸気側Ｙ１へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている。
【0040】
具体的には、複数の噴霧口１１ｂ、１１ｃは、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３の周囲に、当該中心軸Ｃ３よりも排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂの数を吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃの数よりも多くなるように配置されている。
【0041】
さらに具体的には、図５～６に示される燃料噴射部１１ａでは、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３よりも排気側Ｙ２に噴霧口１１ｂが４つ配置され、吸気側Ｙ１には噴霧口１１ｃが３つ配置されている。これにより、図５～６に示されるように、排気側Ｙ２の４個の噴霧口１１ｂから排気側Ｙ２へ噴霧される４本の噴霧燃料Ｓ１は、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３と交差してＸ方向に延びる線Ｌ２（すなわち、後述の仮想線Ｌ１に直交する線）よりも排気側Ｙ２の領域に多く拡散し、当該領域に配置されている点火プラグ１０の点火部１０ａの周辺に多く拡散される。一方、吸気側Ｙ１の３個の噴霧口１１ｃから吸気側Ｙ１へ噴霧される３本の噴霧燃料Ｓ２は、線Ｌ２よりも吸気側Ｙ１の領域に拡散し、吸気ポート６から燃焼室５に吸収された空気と混合した後に混合気が排気側Ｙ２の点火部１０ａへ送られる。
【0042】
なお、本実施形態では、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂおよび吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃは、いずれも同じ口径を有し、かつ、同じ噴霧量になるように設定されているが、口径および噴霧量を変えることにより燃料噴射部１１ａを排気側Ｙ２の燃料噴霧量を吸気側Ｙ１の燃料噴霧量よりも多くなる構成にしてもよい。
【0043】
また、本実施形態では、図５～６に示されるように、排気側Ｙ２の４個の噴霧口１１ｂは、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３から見た平面視においてインジェクタ１１の中心軸Ｃ３および点火プラグ１０の中心軸Ｃ２とそれぞれ交差するように延びる直線状の仮想線Ｌ１を避けた位置に配置されている。
【0044】
しかも、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂは、仮想線Ｌ１の両側において当該仮想線Ｌ１を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ配置されている。
【0045】
具体的には、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂは、仮想線Ｌ１の両側において当該仮想線Ｌ１を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ２個配置されている。
【0046】
一方、吸気側Ｙ１の３個の噴霧口１１ｃは、仮想線Ｌ１に沿う位置を含む複数の位置に分散して配置されている。
【0047】
具体的には、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃは、仮想線Ｌ１に沿う位置に１個配置され、仮想線Ｌ１の両側において当該仮想線Ｌ１を挟んで互いに対称となる位置に分散してそれぞれ１個配置されている。
【0048】
また、燃料噴射部１１ａを含むインジェクタ１１は、図１～２および図８に示されるように、シリンダ１３の中心軸Ｃ１に対して吸気側Ｙ１へ傾斜（具体的には、上方Ｚ１へ向かうにしたがって吸気側Ｙ１へ向かう方向へ傾斜）して配置されている。
【0049】
さらに、図７に示されるように、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３に対する排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから噴霧される噴霧燃料Ｓ１の噴霧角度θ１は、吸気側Ｙ１の噴霧口１ｃから噴霧される噴霧燃料Ｓ２の噴霧角度θ２よりも大きくなるように設定されている。
【0050】
したがって、図８に示されるように、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから排気側Ｙ２へ向けて噴霧される噴霧燃料Ｓ１は、燃焼室５の天井面５ａに沿う方向に噴霧されるが、図６に示されるように、点火プラグ１０の中心軸Ｃ２と交差する仮想線Ｌ１を避けて噴霧されるので、点火プラグ１０の点火部１０ａを濡らさずに点火部１０ａ周辺に拡散することが可能である。
【0051】
一方、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃから吸気側Ｙ１へ向けて噴霧される噴霧燃料Ｓ２は、図８に示されるように、燃焼室５の底面を構成するピストン４の冠面４ａの凹形状のキャビティ４ｂに向けて噴霧され、吸気ポート６から吸入された空気とミキシングされ、噴霧燃料Ｓ２と空気とが混合した混合気が排気側Ｙ２に配置された点火プラグ１０の点火部１０ａの近傍に送られるので、点火部１０ａ周辺では噴霧燃料Ｓ１、Ｓ２が合わさって噴霧燃料の濃度を濃くすることが可能になる。
【0052】
（本実施形態の特徴）
（１）
以上のように、本実施形態の燃焼室５の構造では、図１～２に示されるように、点火部１０ａを含む点火プラグ１０は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１に沿ったＹ方向の断面視において、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも排気側Ｙ２にオフセットした位置に配置されている。それに対し、インジェクタ１１は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも吸気側Ｙ１にオフセットした位置に配置されている。
（１）
以上のように、本実施形態の燃焼室５の構造では、図１～２に示されるように、点火部１０ａを含む点火プラグ１０は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１に沿ったＹ方向の断面視において、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも排気側Ｙ２にオフセットした位置に配置されている。それに対し、インジェクタ１１は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１よりも吸気側Ｙ１にオフセットした位置に配置されている。
【0053】
インジェクタ１１の燃料噴射部１１ａは、図５～６に示されるように、燃料を噴霧する複数の噴霧口１１ｂ、１１ｃを備える。燃料噴射部１１ａは、具体的には、４個の排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂおよび３個の吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃを備えることにより、排気側Ｙ２へ向けた燃料噴霧量を吸気側Ｙ１へ向けた燃料噴霧量よりも多くなるように構成されている。
【0054】
したがって、この構造では、図６および図８に示されるように、吸気側Ｙ１にオフセットしたインジェクタ１１から排気側Ｙ２へ向けて吸気側Ｙ１よりも多くの燃料を噴霧することにより、排気側Ｙ２にオフセットした点火プラグ１０の点火部１０ａへ多くの噴霧燃料Ｓ１を直接噴霧することが可能になる。それとともに、吸気側Ｙ１に噴霧された噴霧燃料Ｓ２もピストン４の冠面４ａ（具体的には、キャビティ４ｂの曲面）に沿って吸気ポート６からの吸気とともに点火プラグ１０へ送られる。これにより、排気側Ｙ２の点火プラグ１０近傍では噴霧燃料Ｓ１、Ｓ２が合わさって噴霧燃料が濃くなり、燃焼室５内における噴霧燃料と空気のミキシングを促進させてより均一な火炎伝搬を行うことが可能になる。
【0055】
（２）
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、複数の噴霧口１１ｂ、１１ｃは、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３の周囲に、当該中心軸Ｃ３よりも排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂの数が吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃの数よりも多くなるように配置されている。これにより、簡単な構造で排気側Ｙ２への噴霧燃料Ｓ１の噴霧量を確実に多くすることが可能である。
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、複数の噴霧口１１ｂ、１１ｃは、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３の周囲に、当該中心軸Ｃ３よりも排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂの数が吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃの数よりも多くなるように配置されている。これにより、簡単な構造で排気側Ｙ２への噴霧燃料Ｓ１の噴霧量を確実に多くすることが可能である。
【0056】
（３）
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂは、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３に沿って見た平面視においてインジェクタ１１の中心軸Ｃ３および点火プラグ１０の中心軸Ｃ２とそれぞれ交差するように延びる直線状の仮想線Ｌ１を避けた位置に配置されている。この構成では、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから噴霧された噴霧燃料Ｓ１が排気側Ｙ２の点火プラグ１０に付着すること（プラグ濡れ）を回避しながら、噴霧燃料Ｓ１を点火プラグ１０周辺に拡散させることが可能である。
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂは、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３に沿って見た平面視においてインジェクタ１１の中心軸Ｃ３および点火プラグ１０の中心軸Ｃ２とそれぞれ交差するように延びる直線状の仮想線Ｌ１を避けた位置に配置されている。この構成では、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから噴霧された噴霧燃料Ｓ１が排気側Ｙ２の点火プラグ１０に付着すること（プラグ濡れ）を回避しながら、噴霧燃料Ｓ１を点火プラグ１０周辺に拡散させることが可能である。
【0057】
（４）
本実施形態の燃焼室５構造では、図５～６に示されるように、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂは、仮想線Ｌ１の両側において当該仮想線Ｌ１を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ配置されている。この構成では、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから噴霧された噴霧燃料Ｓ１が排気側Ｙ２の点火プラグ１０に付着すること（プラグ濡れ）を回避しながら、噴霧燃料Ｓ１を点火プラグ１０周辺に均等に拡散させることができるので、噴霧燃料Ｓ１と空気の混合気を点火部１０ａによる点火位置の近傍に広く輸送することが可能である。
本実施形態の燃焼室５構造では、図５～６に示されるように、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂは、仮想線Ｌ１の両側において当該仮想線Ｌ１を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ配置されている。この構成では、排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから噴霧された噴霧燃料Ｓ１が排気側Ｙ２の点火プラグ１０に付着すること（プラグ濡れ）を回避しながら、噴霧燃料Ｓ１を点火プラグ１０周辺に均等に拡散させることができるので、噴霧燃料Ｓ１と空気の混合気を点火部１０ａによる点火位置の近傍に広く輸送することが可能である。
【0058】
（５）
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃは、仮想線Ｌ１に沿う位置を含む複数の位置に分散して配置されている。この構成では、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃから吸気側Ｙ１へ噴霧された噴霧燃料Ｓ２は吸気ポート６の開口から吸入された空気と衝突することにより噴霧燃料Ｓ２と空気とのミキシング（混合）が促進され、ミキシング後の混合気を排気側Ｙ２の点火プラグ１０の点火部１０ａへ効率良く送ることが可能になる。
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃは、仮想線Ｌ１に沿う位置を含む複数の位置に分散して配置されている。この構成では、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃから吸気側Ｙ１へ噴霧された噴霧燃料Ｓ２は吸気ポート６の開口から吸入された空気と衝突することにより噴霧燃料Ｓ２と空気とのミキシング（混合）が促進され、ミキシング後の混合気を排気側Ｙ２の点火プラグ１０の点火部１０ａへ効率良く送ることが可能になる。
【0059】
（６）
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、吸気側Ｙ１の３個の噴霧口１１ｃは、仮想線Ｌ１に沿う位置と、仮想線Ｌ１の両側において当該仮想線Ｌ１を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ分散して配置されている。この構成では、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃから吸気側Ｙ１へ噴霧された噴霧燃料Ｓ２は吸気ポート６の開口から吸入された空気と衝突することにより噴霧燃料Ｓ２と空気とのミキシングが促進され、ミキシング後の混合気を排気側Ｙ２の点火プラグ１０へ効率良く送ることが可能になる。しかも、仮想線Ｌ１の両側の吸気側Ｙ１の噴霧量を均等にすることが可能になるので、より均等に拡散した混合気を点火プラグ１０へ送ることが可能になる。
本実施形態の燃焼室５の構造では、図５～６に示されるように、吸気側Ｙ１の３個の噴霧口１１ｃは、仮想線Ｌ１に沿う位置と、仮想線Ｌ１の両側において当該仮想線Ｌ１を挟んで互いに対称となる位置にそれぞれ分散して配置されている。この構成では、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃから吸気側Ｙ１へ噴霧された噴霧燃料Ｓ２は吸気ポート６の開口から吸入された空気と衝突することにより噴霧燃料Ｓ２と空気とのミキシングが促進され、ミキシング後の混合気を排気側Ｙ２の点火プラグ１０へ効率良く送ることが可能になる。しかも、仮想線Ｌ１の両側の吸気側Ｙ１の噴霧量を均等にすることが可能になるので、より均等に拡散した混合気を点火プラグ１０へ送ることが可能になる。
【0060】
（７）
本実施形態の燃焼室５の構造では、燃料噴射部１１ａを含むインジェクタ１１は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１に対して吸気側Ｙ１へ傾斜して配置されている。インジェクタ１１の中心軸Ｃ３に対する排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから噴霧される噴霧燃料Ｓ１の噴霧角度θ１は、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃから噴霧される噴霧燃料Ｓ２の噴霧角度θ２よりも大きくなるように設定されている。
本実施形態の燃焼室５の構造では、燃料噴射部１１ａを含むインジェクタ１１は、シリンダ１３の中心軸Ｃ１に対して吸気側Ｙ１へ傾斜して配置されている。インジェクタ１１の中心軸Ｃ３に対する排気側Ｙ２の噴霧口１１ｂから噴霧される噴霧燃料Ｓ１の噴霧角度θ１は、吸気側Ｙ１の噴霧口１１ｃから噴霧される噴霧燃料Ｓ２の噴霧角度θ２よりも大きくなるように設定されている。
【0061】
この構成では、排気側Ｙ２の噴霧燃料Ｓ１を燃焼室５の天井面５ａに沿う方向に噴霧させるとともに、吸気側Ｙ１の噴霧燃料Ｓ２を燃焼室５の底面を構成するピストン４の冠面４ａへ向けて下向きに噴霧させることが可能になる。これにより、排気側Ｙ２の噴霧燃料Ｓ１を燃焼室５の天井面５ａにおける点火プラグ１０の点火部１０ａ近傍に集めて点火部１０ａ近傍の噴霧燃料Ｓ１を濃くし、それとともに吸気側Ｙ１の噴霧燃料Ｓ２を下向きに噴霧させて冠面４ａ（具体的にはキャビティ４ｂの曲面）に沿って流すことにより噴霧燃料Ｓ２と吸入吸気とのミキシングが促進される。
【0062】
（８）
本実施形態の燃焼室５の構造では、図１～２、図４および図８に示されるように、ピストン４の冠面４ａは、湾曲した凹形状（本実施例ではエッグシェイプ）のキャビティ４ｂを有する。この構成では、図８に示されるように、吸気側Ｙ１の噴霧燃料Ｓ２を吸入吸気とのミキシングを促進しながら、凹形状のキャビティ４ｂに沿って点火プラグ１０の点火部１０ａ側へ誘導することが可能である。
本実施形態の燃焼室５の構造では、図１～２、図４および図８に示されるように、ピストン４の冠面４ａは、湾曲した凹形状（本実施例ではエッグシェイプ）のキャビティ４ｂを有する。この構成では、図８に示されるように、吸気側Ｙ１の噴霧燃料Ｓ２を吸入吸気とのミキシングを促進しながら、凹形状のキャビティ４ｂに沿って点火プラグ１０の点火部１０ａ側へ誘導することが可能である。
【0063】
（９）
本実施形態の燃焼室５の構造では、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３よりも排気側Ｙ２には、噴霧口１１ｂが４つ配置され、吸気側Ｙ１には噴霧口１１ｃが３つ配置されている。この構成では、点火プラグ１０の点火部１０ａ側に噴霧燃料Ｓ１、Ｓ２を集め易くなる。
本実施形態の燃焼室５の構造では、インジェクタ１１の中心軸Ｃ３よりも排気側Ｙ２には、噴霧口１１ｂが４つ配置され、吸気側Ｙ１には噴霧口１１ｃが３つ配置されている。この構成では、点火プラグ１０の点火部１０ａ側に噴霧燃料Ｓ１、Ｓ２を集め易くなる。
【0064】
（１０）
本実施形態の燃焼室５の構造では、点火部１０ａを含む点火プラグ１０は、当該点火プラグ１０の中心軸Ｃ２がシリンダ１３の中心軸Ｃ１に対して平行になるように配置されている。この構成では、点火プラグ１０の点火部１０ａ近傍の混合気への火炎伝播が容易となる。すなわち、燃焼室５の天井面５ａから点火プラグ１０の点火部１０ａを起点として発生した火炎を燃焼室５内部全体に均等に伝搬させることが可能である。
本実施形態の燃焼室５の構造では、点火部１０ａを含む点火プラグ１０は、当該点火プラグ１０の中心軸Ｃ２がシリンダ１３の中心軸Ｃ１に対して平行になるように配置されている。この構成では、点火プラグ１０の点火部１０ａ近傍の混合気への火炎伝播が容易となる。すなわち、燃焼室５の天井面５ａから点火プラグ１０の点火部１０ａを起点として発生した火炎を燃焼室５内部全体に均等に伝搬させることが可能である。
【符号の説明】
【0065】
１ エンジン本体
４ ピストン
４ａ 冠面
４ｂ キャビティ
５ 燃焼室
５ａ 天井面
６ 吸気ポート
７ 排気ポート
８ 吸気弁
９ 排気弁
１０ 点火プラグ
１０ａ 点火部
１１ インジェクタ
１１ａ 燃料噴射部
１１ｂ 排気側の噴霧口
１１ｃ 吸気側の噴霧口
１３ シリンダ
Ｃ１ シリンダの中心軸
Ｃ２ 点火プラグの中心軸
Ｃ３ インジェクタの中心軸
Ｌ１ 仮想線
Ｌ２ 仮想線に直交する線
４ ピストン
４ａ 冠面
４ｂ キャビティ
５ 燃焼室
５ａ 天井面
６ 吸気ポート
７ 排気ポート
８ 吸気弁
９ 排気弁
１０ 点火プラグ
１０ａ 点火部
１１ インジェクタ
１１ａ 燃料噴射部
１１ｂ 排気側の噴霧口
１１ｃ 吸気側の噴霧口
１３ シリンダ
Ｃ１ シリンダの中心軸
Ｃ２ 点火プラグの中心軸
Ｃ３ インジェクタの中心軸
Ｌ１ 仮想線
Ｌ２ 仮想線に直交する線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】