特許 7143934 副室式内燃機関

(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】

(24)【登録日】2022-09-20

(45)【発行日】2022-09-29

(54)【発明の名称】副室式内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02B 19/18 20060101AFI20220921BHJP

   F02B 19/12 20060101ALI20220921BHJP

【ＦＩ】

F02B19/18 B

F02B19/12 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021509282

(86)(22)【出願日】2020-03-18

(86)【国際出願番号】 JP2020012159

(87)【国際公開番号】W WO2020196209

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-08-13

(31)【優先権主張番号】P 2019061134

(32)【優先日】2019-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100177460

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 智子

(72)【発明者】

【氏名】井上 欣也

(72)【発明者】

【氏名】田中 大

(72)【発明者】

【氏名】城田 貴之

(72)【発明者】

【氏名】野中 一成

(72)【発明者】

【氏名】津田 晃弘

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 遼太

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 捷

(72)【発明者】

【氏名】菅田 佳博

【審査官】北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－３１９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－８１３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－５３７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２２７３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１１２２７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ １９／１８

Ｆ０２Ｂ １９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランク軸によって動力を伝達する副室式内燃機関であって
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けて突出し、前記主室と隔てられる副室と、
前記主室と前記副室と連通する連通路と、
前記主室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記連通路を介して前記主室から前記副室に導入された混合気に点火する点火部と、
を備え、
前記燃料噴射弁は吸気バルブ側に配置され、
前記連通路は、点火により前記副室内で生じた火炎を前記主室に向けて噴射する第１噴射口及び第２噴射口をそれぞれ有する第１連通路及び第２連通路を含み、
前記第１噴射口は、前記クランク軸方向に沿って配設され、
前記第２噴射口は、前記クランク軸方向とは異なる方向に沿って配設され、前記第２噴射口の開口面積は、前記第１噴射口の開口面積よりも小さい、副室式内燃機関。

【請求項2】

前記シリンダヘッドは、シリンダ軸方向に対し傾斜した複数の斜面を有し、
前記第１噴射口は、前記シリンダヘッドの前記複数の斜面が交差する稜線に沿って前記火炎が伝播するように構成される、請求項１に記載の副室式内燃機関。

【請求項3】

前記複数の斜面は、ペントルーフ形状を形成する２つの斜面を有し、
前記第１連通路の中心軸線は、前記シリンダ軸方向から見て前記複数の斜面が交差する稜線と重なり、
前記第１噴射口は、前記２つの斜面が交差する前記稜線に沿った方向を向いている請求項２に記載の副室式内燃機関。

【請求項4】

前記第１連通路の開口面積は、前記副室から前記主室に向かって大きくなる、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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、クランク軸によって動力を伝達する副室式内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、主室（主燃焼室）およびその主室に連通路を介して連結された副室（副燃焼室）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る。これにより、火炎が形成される。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、主室の混合気を着火する。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によって、主室の燃焼速度が高まる。これにより、より希薄な空燃比での運転が可能となり、燃費が向上する。

【0003】

日本国特許第４５６１５２２号公報には、主室と副室とを連結する複数の連通路（噴射口）の指向方向を燃焼室形状に応じて最適化することで主室の火炎伝搬距離を短縮し、より熱効率を向上させる技術が開示されている。そして、ピストン冠面にボウルを備える燃焼室形状において、噴射口の中心軸線がシリンダボア内壁面を指向する第１の噴射口と、ピストンが圧縮上死点近傍に配置されている場合に噴射口の中心軸線がピストン冠面のボウルの底面外周部を指向する第２の噴射口とを設けることで、複雑な燃焼室構造であっても燃焼室全体に渡って火炎伝播距離が短縮されている。

【0004】

しかし、日本国特許第４５６１５２２号公報には、第１の噴射口および第２の噴射口が副室の中心軸回りに均等間隔に配設され、互いが円周方向に交互に配列されることが提案されている。このような場合に、主室のクランク軸方向の領域（図２に示す空間領域Ｓ）における混合気の燃焼が他の領域よりも遅くなる。主室における燃焼の遅れによって未燃ガスが残ると、ＨＣ（Hydro Carbon）やすすの発生量が多くなる可能性があり、主室の燃焼状態にばらつきが生じるおそれがある。

【発明の概要】

【0005】

本開示の実施形態は、主室の燃焼状態が均質化された副室式内燃機関に関する。

【0006】

本開示の実施形態によれば、副室式内燃機関は、クランク軸によって動力を伝達する。副室式内燃機関は、主室と、副室と、連通路と、点火部と、を備える。主室は、シリンダと、シリンダヘッドと、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けて突出し、主室と隔てられる。連通路は、主室と副室とを連通する。点火部は、連通路を介して主室から副室に導入された混合気に点火する。連通路は、点火により副室内で生じた火炎を主室に向けて噴射する第１噴射口及び第２噴射口をそれぞれ有する第１連通路及び第２連通路を含む。第１噴射口は、クランク軸方向に沿って配設される。第２噴射口は、クランク軸方向とは異なる方向に沿って配設され、第２噴射口の開口面積は、第１噴射口の開口面積よりも小さい。

【0007】

この副室式内燃機関では、火炎を噴射する第１連通路の第１噴射口がシリンダのクランク軸方向に沿って配設される。これにより、主室におけるシリンダのクランク軸方向の空間領域に火炎が行き届き、この空間領域の燃焼が促進される。ここで、通常、シリンダのクランク軸方向と直交する方向には吸気バルブや排気バルブが配置されることが多い。このため、シリンダのクランク軸方向の空間領域では、シリンダヘッドによって形成される天井が他の空間領域（シリンダのクランク軸方向と直交する方向の空間領域）に比べて高い位置になり、空間容積が大きくなる。また、第２連通路の第２噴射口がシリンダのクランク軸方向とは異なる方向に沿って配設され、第２噴射口の開口面積は第１噴射口の開口面積よりも小さい。これにより、第１連通路は、他の空間領域より大きい空間領域に火炎を送り出す一方、第２連通路は、第１連通路から噴射される火炎よりも小さい火炎を他の空間領域に送り出す。すなわち、第１連通路および第２連通路は、それぞれ空間領域の大きさに合った火炎を送り出す。このため、主室のより均質な燃焼状態が実現される。

【0008】

シリンダヘッドは、シリンダ軸方向に対し傾斜した複数の面を有してもよい。そして、第１噴射口は、シリンダヘッドの複数の斜面が交差する稜線に沿って火炎が伝播するように構成されてもよい。

【0009】

この構成によれば、第１連通路から主室に送り出される火炎は、主室におけるシリンダの稜線方向の最も上下方向の空間が大きい空間領域に確実に届く。この結果、この空間領域の燃焼が促進される。

【0010】

シリンダヘッドの複数の斜面はペントルーフ形状を形成する２つの斜面を有してもよい。そして、第１噴射口は、２つの斜面が交差する稜線に沿った方向を向いてもよい。

【0011】

この構成によれば、主室がペントルーフ型燃焼室である場合にも、シリンダヘッドとピストンによって形成される上下方向の空間が最も大きくなる領域に、第１連通路が確実に火炎を送り出す。また、第１連通路から送り出された直後の火炎がシリンダヘッドに直接当たることが回避されるので、熱損失の発生が防止される。この結果、主室におけるクランク軸方向の空間領域の燃焼効率が高まる。

【0012】

第１連通路の開口面積は、副室から主室に向かって大きくなってもよい。

【0013】

この構成によれば、第１連通路から主室に送り出される火炎は、さらに大きくなる。したがって、シリンダのクランク軸方向の大きい空間領域の混合気と火炎との接触面積が拡がる。この結果、クランク軸方向の大きい空間領域の燃焼が促進される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本開示の一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。

【図2】図１の副室式内燃機関の連通路の形成部を示す横断面図。

【図3A】図１の副室式内燃機関の連通路の形成部および火炎の噴射状態を示す横断面図。

【図3B】図１の副室式内燃機関の連通路の形成部および火炎の噴射状態を示す、クランク軸方向に垂直な縦断面図。

【図3C】図１の副室式内燃機関の連通路の形成部および火炎の噴射状態を示す、左右方向に垂直な縦断面図。

【図4A】本開示の他の実施形態の副室式内燃機関の連通路の形成部を示す、副室が排気側にオフセットされた場合の横断面図。

【図4B】本開示の他の実施形態の副室式内燃機関の連通路の形成部を示す、副室が吸気側にオフセットされた場合の横断面図。

【図5A】本開示の他の実施形態の副室式内燃機関の連通路を示す横断面図。

【図5B】本開示の他の実施形態の副室式内燃機関の連通路を示す横断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態について、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。上下方向と記す場合は、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。また、左右方向Ｒとは、シリンダ軸方向Ｑに直交し、吸気ポートおよび排気ポートが配置される方向を示す。また、クランク軸方向Ｐとは、シリンダ軸方向Ｑに直交し、気筒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。

【0016】

図１に示すように、副室式内燃機関１は、主室４と、主室４と隣接する副室６と、主室４と副室６とを連通する複数の連通路８と、点火プラグ（点火部の一例）１０と、燃料噴射弁１２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を含む気筒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、複数の連通路８、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。

【0017】

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、ペントルーフ形状であり、シリンダヘッド１０２は、吸気ポート１０５側および排気ポート１１０側に向けて延びる、シリンダ軸方向に対して傾斜した２つの斜面を有する。主室４は、吸気カム（図示せず）によって駆動される吸気バルブ１０４を介して吸気ポート１０５に接続される。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される。また、主室４は、排気カム（図示せず）によって駆動される排気バルブ１０９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）に接続される。なお、副室式内燃機関１は、図示しないクランク軸によって動力をトランスミッションなどの動力伝達装置に伝達する。ピストン１０３は、図示しないコンロッドを介してクランク軸を駆動する。

【0018】

副室６は、主室４のペントルーフ形状の頂上部に設けられ、主室４と隣接する。副室６は、副室壁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、副室壁６１によって主室４と隔てられる。本実施形態では、副室６は、主室４のペントルーフ形状の２つの斜面の交線（稜線Ｌ）の略中央に設けられる。本実施形態では副室６は主室４と同じ中心Ｘ１を有する。副室壁６１は、断面が円形に形成され、底部６１ａが半球状に形成される。副室６の容積は、主室４よりも小さく、点火プラグ１０によって点火された混合気の火炎が副室６内に素早く伝播する。

【0019】

図２に示すように、連通路８は、副室壁６１の底部６１ａに複数設けられる。連通路８は、主室４の混合気を副室６に導く。また、副室６に導入された混合気が点火プラグ１０により点火されると、連通路８は、副室６内の混合気の火炎を主室４に送り出す。連通路８は、主室４に臨む噴射口８ａを副室壁６１の外周面に有し、副室６に臨む導入口８ｂを副室壁６１の内周面に有する。本実施形態の連通路８は、クランク軸方向Ｐに設けられる２つの第１連通路８１と、２つの第１連通路８１の間に設けられる４つの第２連通路８２とを有する。第１連通路８１の開口面積は、第２連通路８２の開口面積よりも大きい。

【0020】

図３Ａに示すように、上下方向（シリンダ軸方向Ｑのピストン１０３側からみたとき）から見たときに、第１噴射口８１ａから噴射される火炎Ｇ１が、シリンダヘッド１０２の下面（ピストン１０３と対向する面）に形成される稜線Ｌ（主室４のペントルーフ形状の２つの斜面の交線）に重なるように、すなわち、火炎Ｇ１が稜線Ｌに沿って伝播するように、第１連通路８１は配設される。また、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、左右方向Ｒもしくはクランク軸方向Ｐから見たときに、第２連通路８２の第２噴射口８２ａから噴射される火炎Ｇ２よりも上下方向において高い位置に向けて火炎Ｇ１が送り出されるように、第１連通路８１は配設される。また、第１連通路８１の開口面積は、第２連通路８２の開口面積よりも大きいので、火炎Ｇ１は火炎Ｇ２よりも大きくなる。

【0021】

このような副室式内燃機関１の主室４において、例えば副室６から主室４に均等に火炎が送り出される場合には、クランク軸方向Ｐの空間領域Ｓ（図２参照）における混合気の燃焼が他の領域よりも遅い。すなわち、シリンダヘッド１０２の下面がペントルーフ形状の場合に、主室４の左右方向Ｒは、中心Ｘ１から外周に向かって下り勾配を有する。一方、主室４のクランク軸方向Ｐは、そのような勾配を有しない。このため、シリンダヘッド１０２とピストン１０３によって形成される上下方向の空間容積に大きな差ができる。すなわち、上下方向に高さがある空間領域Ｓは他の領域よりも空間容積が大きいため、混合気が燃焼しつくすまでの時間が相対的に長くなる。このような燃焼の遅れによって未燃ガスが残ると、ＨＣ（Hydro Carbon）やすすの発生量が多くなる可能性がある。ＨＣやすすの発生量が多くなると、主室４の燃焼状態にばらつきが生じるおそれがある。また、熱効率の低下を招くおそれがある。

【0022】

図２に示すように、本実施形態の第１連通路８１は、第１噴射口８１ａと、導入口８１ｂとを有する。第１噴射口８１ａと導入口８１ｂとは、主室４および副室６の中心Ｘ１から放射状に延びる線上に対向して設けられる。また、第１噴射口８１ａから導入口８１ｂまでの開口面積は一定である。また、第１噴射口８１ａおよび導入口８１ｂは同じ高さに設けられる。これにより、第１連通路８１の中心軸線Ｃ１は、中心Ｘ１を通るクランク軸方向Ｐであって、上下方向に直交する方向に延びる。なお、中心軸線Ｃ１は、上下方向において主室４内で稜線Ｌと交差しないほうが好ましい。本実施形態では上下方向（シリンダ軸方向Ｑのピストン１０３側）からみたとき、稜線Ｌと中心軸線Ｃ１は重なっており、第１噴射口８１ａは、稜線Ｌに沿った方向を向いている。図３Ａおよび図３Ｃに示すように、第１連通路８１は中心軸線Ｃ１に沿った方向に火炎Ｇ１を噴射する。したがって、火炎Ｇ１は、主室４のクランク軸方向Ｐ、すなわち空間容積が大きい空間領域Ｓに向かって噴射される。さらに、火炎Ｇ１は、上下方向において空間領域Ｓの上方（他の領域にはない空間）に向けて噴射される。第１連通路８１は２つ設けられ、２つの第１連通路８１は、主室４の略中央にある副室６をクランク軸方向Ｐに挟むように配置される。

【0023】

図３Ａに示すように、上下方向（シリンダ軸方向Ｑのピストン１０３側）から見たときに第２噴射口８２ａから噴射される火炎Ｇ２が、少なくとも第１連通路８１とは異なる方向に送り出されるよう、第２連通路８２は配設される。また、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、左右方向Ｒもしくはクランク軸方向Ｐから見たときに第１連通路８１の第１噴射口８１ａから噴射される火炎Ｇ１よりも上下方向において低い位置に向けて火炎Ｇ２が送り出されるよう、第２連通路８２は配設される。すなわち、第１連通路８１よりもピストン１０３に向いた方向に延びるように、第２連通路８２は配設される。また、第２連通路８２の開口面積は、第１連通路８１の開口面積よりも小さいので、火炎Ｇ２は火炎Ｇ１よりも小さくなる。

【0024】

本実施形態の第２連通路８２は、図２に示すように、第２噴射口８２ａと、第２導入口８２ｂとを有する。第２噴射口８２ａと第２導入口８２ｂとは、主室４および副室６の中心Ｘ１から放射状に延びる線上に対向して設けられる。また、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、第２噴射口８２ａから第２導入口８２ｂまでの開口面積は一定で、第２噴射口８２ａが第２導入口８２ｂよりも上下方向において低い位置に設けられる。これにより、第２連通路８２の中心軸線Ｃ２は、中心Ｘ１を通り、上下方向に直交する方向に対して所定の角度傾いた方向に延びる。なお、中心軸線Ｃ２は、上下方向において、主室４内でシリンダヘッド１０２の下面（すなわちペントルーフ形状の斜面）と交差しないほうが好ましい。換言すれば、図３Ｂに示すように、稜線Ｌの延在方向からみて、第２噴射口８２ａは、ペントルーフ形状の斜面に沿った方向を向いているほうが好ましい。図２に示すように、第２連通路８２は４つ設けられ、４つの第２連通路８２は、主室４の略中央にある副室６を中心とした同一円周上を６等分した位置であって、２つの第１連通路８１が配置されるクランク軸方向Ｐ以外の位置に配置される。図３Ａから図３Ｃに示すように、第２連通路８２は中心軸線Ｃ２に沿った方向に火炎Ｇ２を噴射する。したがって、火炎Ｇ２は、主室４の左右方向Ｒ、すなわち空間領域Ｓとは異なる領域に向かって均等に噴射される。なお、第２連通路８２は、さらに第１連通路８１の下に配設されてもよい。この場合に、空間容積が大きい空間領域Ｓに対して火炎Ｇ１が上方領域の燃焼を促進させるのに対し、火炎Ｇ２が下方領域の燃焼を促進させる。

【0025】

点火プラグ１０は、副室６の中心Ｘ１に配置される。点火プラグ１０は、副室６の混合気に点火する。

【0026】

図１に示すように、燃料噴射弁１２は、主室４に向けて設けられる。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、図示しない制御部によって、噴射量と噴射時期が制御される。また、燃料噴射弁１２は、図示しない燃料噴射ポンプ、および、燃料タンクに接続される。燃料噴射弁１２は、シリンダヘッド１０２の吸気バルブ１０４側に配置される。本実施形態では、目標空燃比は、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。これにより、燃費性能が向上する。

【0027】

このように構成された副室式内燃機関１では、吸気行程では、吸気バルブ１０４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に流入する。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、吸気の圧力と同じになる。吸気行程では、主として主室４に燃料を供給するための燃料噴射を行うように、燃料噴射弁１２が制御される。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。ピストン１０３が下がるとともに、混合気が主室４全体に供給される。

【0028】

圧縮行程では、吸気バルブ１０４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。圧縮行程で、ピストン１０３が上昇すると、主室４から連通路８を介して混合気が副室６に導入される。このとき、連通路８によって混合気は、副室６に導入される。

【0029】

ピストン１０３が上昇し、さらに圧縮が進むと、点火プラグ１０によって副室６の混合気が着火される。副室６内の燃焼に伴い、連通路８（第１連通路８１、第２連通路８２）を介して火炎G（火炎Ｇ１、火炎Ｇ２）が主室４内に噴射される。そして、主室４の混合気が燃焼し、燃焼によって発生する燃焼ガスで圧力が上昇する。これにより、ピストン１０３が押し下げられ、膨張行程に進む。

【0030】

本実施形態では、第１連通路８１は、最も上下方向の空間容積が大きく燃焼が不均衡になりやすい空間領域Ｓに向かって確実に火炎Ｇ１を送り出す。また、第１連通路８１は、噴射直後の火炎Ｇ１がシリンダヘッド１０２に当たって熱損失を生じることがないように設けられ、空間領域Ｓの上方に向かって火炎Ｇ１を噴射する。さらに第２連通路８２は、第１連通路８１と同様に噴射直後の火炎Ｇ２がシリンダヘッド１０２に当たって熱損失を生じることがないように設けられ、他の領域に対して火炎Ｇ２を噴射する。このように、第１連通路８１および第２連通路８２は、それぞれ領域の空間大きさに合った火炎Ｇ１および火炎Ｇ２を送り出す。この結果、主室４は、均質に燃焼する。

【0031】

排気行程では、排気バルブ１０９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。

【0032】

以上説明した通り、本実施形態の副室式内燃機関１では、火炎Ｇ１を噴射する第１連通路８１の第１噴射口８１ａがシリンダ１０１ａのクランク軸方向Ｐに沿って配設される。これにより、主室４におけるシリンダ１０１ａのクランク軸方向Ｐの空間領域Ｓに火炎Ｇ１が行き届き、この空間領域Ｓの燃焼が促進される。ここで、通常、シリンダ１０１ａのクランク軸方向Ｐと直交する方向には吸気バルブ１０４や排気バルブ１０９が配置されることが多い。このため、シリンダ１０１ａのクランク軸方向Ｐの空間領域Ｓでは、シリンダヘッド１０２によって形成される天井が他の空間領域（シリンダ１０１ａのクランク軸方向Ｐと直交する方向の空間領域）に比べて高い位置になり、空間容積が大きくなる。また、第２連通路８２の第２噴射口８２ａがシリンダ１０１ａのクランク軸方向Ｐとは異なる方向に沿って配設され、第２噴射口８２ａの開口面積は第１噴射口８１ａの開口面積よりも小さい。これにより、第１連通路８１は、他の空間領域より大きい空間領域Ｓに火炎Ｇ１を送り出す一方、第２連通路８２は、第１連通路８１から噴射される火炎Ｇ１よりも小さい火炎Ｇ２を他の空間領域に送り出す。すなわち、第１連通路８１および第２連通路８２は、それぞれ空間領域の大きさに合った火炎Ｇ１および火炎Ｇ２を送り出す。このため、主室４のより均質な燃焼状態が実現される。

【0033】

＜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。

【0034】

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、吸気ポート１０５に設けられる吸気ポートインジェクタを備える副室式内燃機関であってもよい。

【0035】

上記実施形態では、主室４と同じ中心Ｘ１に副室６が設けられるが、本開示はこれに限定されない。例えば、図４Ａおよび図４Ｂに拡大して示すように、主室４の中心Ｘ１からシリンダ１０１ａの内壁面に向けて稜線Ｌと交差する方向にオフセットした中心Ｘ２に、副室６が設けられてもよい。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、このような場合、上下方向から見たときに、中心Ｘ２から延びる第１連通路８１の中心軸線Ｃ１が中心Ｘ１を通る稜線Ｌに近づくように、第１噴射口８１ａおよび第１導入口８１ｂが配置される。具体的には、上下方向から見たときに、第１連通路８１の中心軸線Ｃ１は、中心Ｘ１から稜線Ｌと交差する方向にオフセットした中心Ｘ２を通って稜線Ｌと平行に延びる直線ＬＬに対して稜線Ｌ側に傾く。中心軸線Ｃ１の傾き角度は、オフセット量に応じて変化する。図４Ａに示すように、副室６が排気ポート１１０側にオフセットされた場合（図４Ａ拡大図参照）は、第１連通路８の中心軸線Ｃ１は、中心Ｘ２を通る直線ＬＬに対して吸気ポート１０５側に傾く。この場合は、第１噴射口８１ａは、第１導入口８１ｂよりも吸気側に設けられる。

【0036】

図４Ｂに示すように、副室６が吸気ポート１０５側にオフセットされた場合（図４Ｂ拡大図参照）は、第１連通路８の中心軸線Ｃ１は、中心Ｘ２を通る直線ＬＬに対して排気ポート１１０側に傾く。この場合は、第１噴射口８１ａは、第１導入口８１ｂよりも排気ポート１１０側に設けられる。この構成によれば、副室６の配置が主室４の中心からずれていても、第１連通路８１から主室４に送り出される火炎Ｇ１は主室４におけるクランク軸方向Ｐの空間領域Ｓの中心に届く。この結果、この空間領域Ｓの燃焼が促進される。

【0037】

上記実施形態では、第１連通路８１の開口面積は、第１噴射口８１ａから導入口８１ｂまで一定であるが、本開示はこれに限定されるものではない。また、第２連通路８２は４つ設けられるが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、図５Ａに示すように、第２連通路８２は６つ設けられ、６つの第２連通路８２は、主室４の略中央にある副室６を中心とした同一円周上を８等分した位置であって、２つの第１連通路８１が配置されるクランク軸方向Ｐ以外の位置に配置されてもよい。また、図５Ｂに示すように、第１連通路８１の開口面積は、導入口８１ｂから第１噴射口８１ａに向かって大きくなってもよい。また、第２連通路８２は、６つでもよい。第２連通路８２は、上記実施形態において、左側に並ぶ２つの第２連通路８２の間、及び右側に並ぶ２つの第２連通路８２の間に、さらに左右１つずつ追加されてもよい。この構成によれば、さらに主室４の燃焼が促進される。

【0038】

上記実施形態では、第１連通路８１は２つ設けられるが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、第１連通路８１が３つ以上設けられ、これら第１連通路８１の合計の開口面積が、第２連通路８２の開口面積より大きくてもよい。

【0039】

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。

【0040】

本開示の実施形態によれば、副室式内燃機関（１）は、クランク軸によって動力を伝達する副室式内燃機関であって
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）に向けて突出し、前記主室（４）と隔てられる副室（６）と、
前記主室（４）と前記副室（６）と連通する連通路（８）と、
前記連通路（８）を介して前記主室（４）から前記副室（６）に導入された混合気に点火する点火部（１０）と、
を備え、
前記連通路（８）は、点火により前記副室（６）内で生じた火炎を前記主室（４）に向けて噴射する第１噴射口（８１ａ）及び第２噴射口（８２ａ）をそれぞれ有する第１連通路（８１）及び第２連通路（８２）を含み、
前記第１噴射口（８１ａ）は、前記クランク軸方向（Ｐ）に沿って配設され、
前記第２噴射口（８２ａ）は、前記クランク軸方向（Ｐ）とは異なる方向に沿って配設され、前記第２噴射口（８２ａ）の開口面積は、前記第１噴射口（８１ａ）の開口面積よりも小さい。

【0041】

前記シリンダヘッド（１０２）は、シリンダ軸方向（Ｑ）に対し傾斜した複数の斜面を有してもよい。そして、前記第１噴射口（８１ａ）は、前記火炎が、前記シリンダヘッド（１０２）の前記複数の斜面が交差する稜線（Ｌ）に沿って伝播するように構成されてもよい。

【0042】

前記複数の斜面は、ペントルーフ形状を形成する２つの斜面を有してもよい。そして、前記第１噴射口（８１ａ）は、前記２つの斜面が交差する前記稜線（Ｌ）に沿った方向を向いてもよい。

【0043】

前記第１連通路（８）の開口面積は、前記副室（６）から前記主室（４）に向かって大きくなってもよい。

【0044】

本出願は、２０１９年３月２７日出願の日本特許出願特願２０１９－０６１１３４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。

【符号の説明】

【0045】

１：副室式内燃機関
４：主室
６：副室
８：連通路
８１：第１連通路
８１ａ：噴射口
８２：第２連通路
８２ａ：噴射口
１０：点火プラグ（点火部）
６１：副室壁
１０１ａ：シリンダ
１０２：シリンダヘッド
１０３：ピストン
Ｘ１：中心
Ｘ１：主室の中心
Ｘ２：副室の中心
Ｌ：稜線
Ｐ：クランク軸方向
Ｑ：シリンダ軸方向

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】