特許 7156505 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】2022-10-11

(45)【発行日】2022-10-19

(54)【発明の名称】副室式内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02B 19/18 20060101AFI20221012BHJP

   F02B 19/12 20060101ALI20221012BHJP

【ＦＩ】

F02B19/18 B

F02B19/12 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021509556

(86)(22)【出願日】2020-03-25

(86)【国際出願番号】 JP2020013492

(87)【国際公開番号】W WO2020196685

(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 2019061135

(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】菅野 京一

(56)【参考文献】

【文献】特開平８－２８４６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７０５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３０８６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９４６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７２９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３１９６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項5】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、副室式内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【発明の概要】

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】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。

【図2】図１の副室式内燃機関の連通路形成部を示す横断面図。

【図3A】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。

【図3B】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。

【図3C】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。

【図4】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。

【図5】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。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

＜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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

＜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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【符号の説明】

【0060】

１ ２０１：副室式内燃機関
４ ２０４：主室
６ ２０６：副室
８ ２０８：第１連通路
９ ２０９：第２連通路
１２ ２１２：燃料噴射弁
１５：クランクシャフト
６１ ２６１：隔壁
４０ ２４０：第１領域
４２ ２４２：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
Ｖ３ Ｖ２０３：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
Ｘ１ Ｘ２０１：主室の中心
Ｘ２ Ｘ２０２：副室の中心
Ｐ：クランクシャフトの軸方向

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】