DE102018117726A1

DE102018117726A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102018117726A1
Application number: DE102018117726.7A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Ashizawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2019-02-14
Also published as: US20190048784A1; JP2019031961A; CN109386375A

Abstract

Eine Brennkraftmaschine 10 weist eine Zündkerze 70, die einen Funkenerzeugungsteil 71 aufweist, und einen Trennwandteil 80 auf. Der Trennwandteil 80 teilt eine Brennkammer CC in eine Hauptbrennkammer CM und eine Zündkammer CI. Die Brennkammer wird von einer Zylinderbohrungswand 21, einem Kolbenbodenoberflächenteil 31 und einer Zylinderkopfwand 41 definiert. Die Zylinderbohrungswand und der Kolbenbodenoberflächenteil liegen in der Hauptbrennkammer frei, und der Funkenerzeugungsteil liegt in der Zündkammer frei. „Ein Durchgangsloch 81 und ein Durchgangsloch 82“ sind so im Trennwandteil ausgebildet, dass die Hauptbrennkammer und die Zündkammer miteinander kommunizieren. Eine Flamme wird in der Zündkammer erzeugt, wenn die Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Mischung durch einen Funken gestartet wird, der vom Funkenerzeugungsteil in der Zündkammer erzeugt wird. Die Flamme tritt aus der Zündkammer durch das erste und das zweite Durchgangsloch in die Hauptbrennkammer aus. Ein Abstand zwischen dem ersten Durchgangsloch und der Zylinderbohrungswand ist länger als der Abstand zwischen dem zweiten Durchgangsloch und der Zylinderbohrungswand. Das erste Durchgangsloch und das zweite Durchgangsloch sind so ausgebildet, dass ein Durchschlag der Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch austritt, größer ist als ein Durchschlag der Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch austritt.

Description

[Gebiet der Technik]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, die dafür ausgelegt ist, eine Flamme in einer Zündkammer zu erzeugen, in der eine Zündkerze freiliegt, und die Flamme von der Zündkammer in eine Hauptbrennkammer eintreten zu lassen.
[Technischer Hintergrund]
In einer der im Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinen (die im Folgenden als „herkömmlicher Verbrennungsmotor“ bezeichnet werden kann) ist eine Zündkammer, in der eine Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung durch einen von einer Zündkerze erzeugten Funken in Gang gesetzt wird, mit einer Zündkerzenabdeckung, die einen Zündungspunkt (Funkenerzeugungspunkt) der Zündkerze abdeckt, in einer Brennkammer ausgebildet. Die Region der Brennkammer außer der Zündkammer kann der Einfachheit halber als „Hauptbrennkammer“ bezeichnet werden. Der herkömmliche Verbrennungsmotor ist dafür ausgelegt, die Kraftstoff-Luft-Mischung, die in der Zündkammer zu brennen begonnen hat (das heißt eine Flamme oder ein brennendes Gas) durch eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen, die in der Zündkerzenabdeckung ausgebildet sind, aus der Brennkammer in die Hauptbrennkammer austreten zu lassen (zu speien).
Wenn dagegen aufgrund der Position, in der ein Ansaugventil und ein Auslassventil usw. in Bezug auf die Brennkammern angeordnet sind, eine Zündkammer nicht in der Mitte des oberen Teils einer Brennkammer hergestellt werden kann, werden Abstände zwischen einzelnen von einer Mehrzahl der Durchgangslöcher, die in der Zündkerzenabdeckung ausgebildet sind, und einer Wand der Brennkammer zwischen den mehreren Durchgangslöchern ungleich. Daher ist im herkömmlichen Verbrennungsmotor die Zündkerzenabdeckung so ausgebildet, dass die Bohrung (der Lochdurchmesser) des Durchgangslochs, durch das eine Flamme in eine Region austritt, wo der oben genannte Abstand lang ist, größer ist als die Bohrung des Durchgangslochs, durch das eine Flamme in eine Region austritt, wo der oben genannte Abstand kurz ist. Man nimmt an, dass infolgedessen die Flamme über die gesamte Hauptbrennkammer geliefert wird (siehe zum Beispiel die JP 2009-270538 A , Absätze [0010] und [0032] sowie 2).
[Kurzfassung der Erfindung]
Jedoch ist beim herkömmlichen Verbrennungsmotor die Bohrung des Durchgangslochs, durch die eine Flamme in die Region austritt, wo der oben genannte Abstand lang ist, groß, und daher ist der Durchschlag der Flamme, die aus dem Durchgangsloch tritt, klein, und daher kann es sein, dass die Flamme nicht in der Lage ist, bis in die Nähe der Wand der Brennkammer (der Zylinderbohrungswand) zu kommen. Wenn die Flamme nicht bis in die Nähe der Wand der Brennkammer kommt, gibt es Probleme, wie etwa eine instabile Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung, die in einer Region verbleibt, wo die Flamme nicht hinkommt, die instabil wird, und/oder ein Auftreten eines Klopfens aufgrund einer Selbstentzündung der Kraftstoff-Luft-Mischung in der Region.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um diese Probleme zu lösen. Das heißt, ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Stabilisierung einer Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung in einer Hauptbrennkammer in einer Brennkraftmaschine, die eine Flamme aus einer Zündkammer in die Hauptbrennkammer austreten lässt.
Eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung (die nachstehend als „Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung“ bezeichnet wird) ist eine Brennkraftmaschine, die aufweist:

eine Zündkerze (70, 70a), die einen Funkenerzeugungsteil (71, 71a) aufweist, und
einen Trennwandteil (80, 90 und 130 usw.), der eine Brennkammer (CC) in eine Hauptbrennkammer (CM) und eine Zündkammer (CI) teilt, wobei die Brennkammer durch eine Zylinderbohrungswand (21), ein Kolbenbodenoberflächenteil (31) und eine Zylinderkopfwand (41) definiert wird, die Zylinderbohrungswand und der Kolbenbodenoberflächenteil in der Hauptbrennkammer freiliegen, der Funkenerzeugungsteil in der Zündkammer freiliegt, und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern im Trennwandteil ausgebildet sind, so dass die Hauptbrennkammer und die Zündkammer in Verbindung miteinander stehen, und
die Brennkraftmaschine so gestaltet ist, dass eine Flamme erzeugt wird durch Initiieren einer Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung mit einem Funken, der aus dem Funkenerzeugungsteil in der Zündkammer erzeugt wird, und die Flamme aus der Zündkammer durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern in die Hauptbrennkammer austritt.

Die Mehrzahl von Durchgangslöchern im Trennwandteil (80, 90 und 130 usw.) schließt ein erstes Durchgangsloch (81, 91, 131) und ein zweites Durchgangsloch (82, 92, 132) ein,
ein Abstand zwischen einer ersten Öffnung (81k, 91k, 131k), die an einem Ende des ersten Durchgangslochs auf einer Seite der Hauptbrennkammer liegt, und einer Region der Zylinderbohrungswand, die der ersten Öffnung gegenüberliegt, ist einem ersten Abstand (M1, M1a, M1b) gleich,
ein Abstand zwischen einer zweiten Öffnung (82k, 92k, 132k), die an einem Ende des zweiten Durchgangslochs auf einer Seite der Hauptbrennkammer liegt, und einer Region der Zylinderbohrungswand, die der zweiten Öffnung gegenüberliegt, ist einem „zweiten Abstand (M2, M2a, M2b), der kürzer ist als der erste Abstand“ gleich, und
das erste Durchgangsloch und das zweite Durchgangsloch sind so ausgebildet, dass ein Durchschlag der Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch austritt, größer (stärker) ist als ein Durchschlag der Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch austritt.
Demgemäß ist gemäß dem Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung der Durchschlag der Flamme (F1, F1a), die aus dem Durchgangsloch mit einem längeren „Abstand zwischen der Öffnung des Durchgangslochs und der Region der Zylinderbohrungswand, die der Öffnung gegenüberliegt“ (dem ersten Durchgangsloch) austritt, größer als der Durchschlag der Flamme (F2, F2a), die aus dem Durchgangsloch mit einem kürzeren „Abstand zwischen der Öffnung des Durchgangslochs und der Region der Zylinderbohrungswand, die der Öffnung gegenüberliegt“ (dem zweiten Durchgangsloch) austritt. Daher ist es möglich, dass die Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch austritt, in die Nähe der Zylinderbohrungswand kommt, ohne dass die Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch austritt, stärker mit der Zylinderbohrungswand kollidiert als nötig. Infolgedessen kann die Kraftstoff-Luft-Mischung durch die Flamme, die aus der Zündkammer austritt, in der Hauptbrennkammer stabil verbrannt werden.
In einem Aspekt des Verbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung
hat das erste Durchgangsloch (81) die Form eines Zylinders, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen ersten Durchmesser (D1) aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine erste Durchtrittslänge (L) ist,
hat das zweite Durchgangsloch (82) die Form eines Zylinders, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen zweiten Durchmesser (D2) aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine zweite Durchtrittslänge (L) ist, und
sind die erste Durchtrittslänge und die zweite Durchtrittslänge einander gleich, und ist der erste Durchmesser (D1) kleiner als der zweite Durchmesser (D2) (D1 < D2).
Wenn die Durchtrittslänge des Durchgangslochs mit der Form eines Zylinders eine feste Länge (L) aufweist, ist die Strömungsgeschwindigkeit der Flamme (der brennenden Kraftstoff-Luft-Mischung), die aus der Zündkammer durch das Durchgangsloch in die Hauptbrennkammer austritt, umso höher und ist somit der Durchschlag der Flamme umso größer, je kleiner der Durchmesser des Durchgangslochs ist, wie in 4 gezeigt ist. Gemäß dem oben genannten Aspekt können daher das „erste Durchgangsloch und das zweite Durchgangsloch“, durch die Flammen mit voneinander verschiedenen Durchschlagsgrößen austreten können, schon durch Ausbilden von mindestens zwei Durchgangslöchern mit voneinander verschiedenen Durchmessern bereitgestellt werden, während die Durchtrittslängen der Durchgangslöcher durch Einstellen der Dicke von Regionen in der Trennwand, in denen die Durchgangslöcher ausgebildet sind, auf einem festen Wert gehalten werden.
In einem anderen Aspekt des Verbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung
hat das erste Durchgangsloch (91) die Form eines Zylinders, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen ersten Durchmesser (D1a) aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine erste Durchtrittslänge (L1a) ist,
hat das zweite Durchgangsloch (92) die Form eines Zylinders, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen zweiten Durchmesser (D1a) aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine zweite Durchtrittslänge (L2a) ist, und
sind der erste Durchmesser und der zweite Durchmesser einander gleich (D1a = D2a = D0) und ist die erste Durchtrittslänge (L1a) länger als die zweite Durchtrittslänge (L2a).
Wie in (A) von 7 gezeigt ist, wird in einem Fall, wo der Durchmesser des Durchgangslochs mit der Form eines Zylinders eine feste Größe (D0) ist, ein Drall, der erzeugt wird, während die Flamme in das Durchgangsloch strömt, fortwährend erzeugt, bis eine Öffnung des zur Hauptbrennkammer offenen Durchgangslochs erreicht wird, wenn die Durchtrittslänge des Durchgangslochs ein kleiner Wert (Lsmall) ist. Da sich die aus dem Durchgangsloch austretende Flamme ausbreitet, wird infolgedessen der Durchschlag der Flamme klein. Wie in (B) von 7 gezeigt ist, wird im Gegensatz dazu in einem Fall, wo der Durchmesser des Durchgangslochs mit der Form eines Zylinders eine feste Größe (D0) ist, ein Drall, der erzeugt wird, während die Flamme in das Durchgangsloch strömt, schwächer oder verschwindet, bevor die Öffnung des zur Hauptbrennkammer offenen Durchgangslochs erreicht wird, wenn die Durchtrittslänge des Durchgangslochs ein großer Wert (Llarge > Lsmall) ist. Da sich die aus dem Durchgangsloch austretende Flamme nicht ausbreitet, wird infolgedessen der Durchschlag der Flamme groß. Gemäß dem oben genannten anderen Aspekt können infolgedessen schon durch Ausbilden von mindestens zwei Durchgangslöchern mit Durchmessern, der einander gleich sind, in Regionen mit unterschiedlichen Dicken des Trennwandteils das „erste Durchgangsloch und das zweite Durchgangsloch“, durch die Flammen mit voneinander verschiedenen Durchschlagsgrößen austreten können, bereitgestellt werden.
Die Brennkraftmaschine gemäß einem weiteren Aspekt des Verbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung weist ferner auf:
ein Kraftstoffeinspritzventil (60a), das auf der Zylinderkopfwand (41) so angeordnet ist, dass ein Einspritzlochteil (61a) für eine Kraftstoffeinspritzung in der Zündkammer (C1) freiliegt, und
ist die Brennkraftmaschine so gestaltet, dass die Flamme durch Initiierung einer Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung, die Kraftstoff enthält, der aus dem Zündlochteil in die Zündkammer eintritt, mit einem Funken, der vom Funkenerzeugungsteil (71a) erzeugt wird, erzeugt wird.
Gemäß diesem Aspekt wird der Kraftstoff direkt in die Zündkammer eingespritzt, und daher kann eine „Kraftstoff-Luft-Mischung mit einem leicht entzündbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis“ innerhalb der Zündkammer leicht mit weniger Kraftstoff gebildet werden. Auch wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Kraftstoff-Luft-Mischung, die in der gesamten Brennkammer (der Zündkammer und der Hauptbrennkammer) gebildet wird, erhöht wird, kann eine Verbrennung stabil erzeugt werden und der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors kann erhöht werden.
Um das Verstehen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, sind in der oben genannten Erläuterung Namen und/oder Bezugszeichen, die in einer Ausführungsform verwendet werden, in Klammern gesetzt und Elementen der Erfindung zugeordnet, die der Ausführungsform entsprechen. Jedoch sind Bestandteile der vorliegenden Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die mit den oben genannten Namen und/oder den oben genannnten Bezugszeichen1 spezifiziert werden. Andere Ziele, andere Merkmale und damit einhergehende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich leicht aus der folgenden Erläuterung zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erschließen, die unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben werden.
Figurenliste

1 ist ein Längsschnitt der Umgebung einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht eines Zylinders der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine entlang einer Ebene, welche die in 1 dargestellte Linie 1-1 einschließt.
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des in 1 und 2 gezeigten Trennwandteils.
4 enthält (A) und (B) und ist eine Ansicht, um einen Strom einer Flamme zu zeigen, die durch ein Durchgangsloch austritt, das in dem in 1 bis 3 gezeigten Trennwandteil ausgebildet ist.
5 ist eine Schnittansicht, die den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine erweiterte Querschnittsansicht des in 5 gezeigten Trennwandteils.
7 enthält (A) und (B) und ist eine Ansicht, um einen Strom einer Flamme zu zeigen, die durch ein Durchgangsloch austritt, das in dem in 5 und 6 gezeigten Trennwandteil ausgebildet ist.
8 enthält (A) und (B) und ist eine Ansicht, um einen Strom einer Flamme zu zeigen, die durch ein Durchgangsloch austritt, das in einem Trennwandteil einer ersten Modifikation der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
9 enthält (A) und (B) und ist eine Ansicht, um einen Strom einer Flamme zu zeigen, die durch ein Durchgangsloch austritt, das in einer zweiten Modifikation der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
10 ist eine Schnittansicht eines Zylinders einer Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Modifikation der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine erweiterte Querschnittsansicht des in 10 gezeigten Trennwandteils.
12 enthält (A) und (B), und (A) ist ein Längsschnitt der Umgebung einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine gemäß einer vierten Modifikation der vorliegenden Erfindung, und (B) ist eine Schnittansicht eines Zylinders der in (A) gezeigten Brennkraftmaschine entlang einer Ebene, welche die in (A) dargestellte Linie 2-2 einschließt.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Im Folgenden wird eine Brennkraftmaschine (die im Folgenden als „Verbrennungsmotor“ bezeichnet wird) gemäß den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Diese Verbrennungsmotoren sind mehrzylindrige, fremdgezündete Viertakt-Hubkolben-Ottomotoren.
<Erste Ausführungsform>
(Konfiguration)
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Verbrennungsmotor 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Zylinderblock 20, einen Kolben 30, einen Zylinderkopf 40, ein Ansaugventil 50, ein Kraftstoffeinspritzventil 60, eine Zündkerze 70 und einen Trennwandteil (eine Barriere) 80 auf. Ferner weist der Verbrennungsmotor 10 ein Auslassventil auf, das in 1 nicht dargestellt ist. Außerdem ist 1 ein Längsschnitt eines spezifischen Zylinders, und andere Zylinder weisen ebenfalls den gleichen Aufbau auf wie die in 1 gezeigte Bauweise.
Der Zylinderblock 20 weist eine Zylinderbohrungswand 21 auf. Die Zylinderbohrungswand 21 bildet eine Zylinderbohrung in Form eines Zylinders. Außerdem kann eine Zylinderauskleidung an der Zylinderbohrung angebracht sein. In diesem Fall bildet die Zylinderauskleidung ebenfalls einen Teil der Zylinderbohrungswand.
Der Kolben 30 weist eine ungefähr säulenartige Form auf und ist in der Zylinderbohrung aufgenommen. Ein Hohlraum 31a ist in einem Teil 31 (der im Folgenden als „Kolbenbodenoberflächenteil“ bezeichnet wird) ausgebildet, der eine Bodenoberfläche (eine obere Oberfläche) des Kolbens 30 bildet. Ferner sind drei Kolbenringe 32, 33 und 34 an einem Seitenteil des Kolbenbodenoberflächenteils 31 angebracht. Die Kolbenringe 32, 33 und 34 gleiten in Bezug auf die Zylinderbohrungswand 21, wenn sich der Kolben 30 in der Zylinderbohrung auf und ab bewegt.
Der Zylinderkopf 40 ist am oberen Ende des Zylinderblocks 20 angeordnet. Der Zylinderkopf 40 weist eine Wand 41 auf (die im Folgenden als „Zylinderkopfwand“ bezeichnet wird), die eine obere Öffnung der Zylinderbohrung blockiert (verlegt). Die Zylinderkopfwand 41 definiert zusammen mit dem Kolbenbodenoberflächenteil 31 und der Zylinderbohrungswand 21 eine Brennkammer CC.
Ferner bildet der Zylinderkopf 40 einen Ansaugkanal 42. Ein Endteil des Ansaugkanals 42 steht an einem Luftansaugungsverbindungsteil 42a mit der Brennkammer CC in Verbindung (siehe 1 und 2).
Ebenso bildet der Zylinderkopf 40 einen Auslasskanal, der nicht dargestellt ist. Ein Endteil des Auslasskanals steht an einem Auslassverbindungsteil 43a mit der Brennkammer CC in Verbindung (siehe 2).
Der Luftansaugungsverbindungsteil 42a und der Auslassverbindungsteil 43a sind an Positionen angeordnet, die in einer Draufsicht (Ansicht von oben) auf die Brennkammer CC liniensymmetrisch sind mit einer ersten Mittellinie Cx, die durch einen mittleren Punkt P0 verläuft, wie in 2 gezeigt ist. Ferner schneiden in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC ein Teil des Luftansaugungsverbindungsteils 42a und ein Teil des Auslassverbindungsteils 43a eine „zweite mittlere Linie Cy, welche die erste mittlere Linie Cx senkrecht schneidet und durch den mittleren Punkt P0 verläuft“.
Wie ebenfalls in 1 gezeigt ist, ist das Ansaugventil 50 so gestaltet, dass es von dem Ansaugnocken angetrieben wird, der an einer Luftansaugungsnockenwelle angeordnet ist, die nicht dargestellt ist, um dadurch den Luftansaugungsverbindungsteil 42a zu öffnen und zu schließen.
Ebenso ist das Auslassventil, das nicht dargestellt ist, so gestaltet, dass es von einem Auslassnocken angetrieben wird, der an einer Luftansaugungsnockenwelle angeordnet ist, die nicht dargestellt ist, um dadurch den Auslassverbindungsteil 43a zu öffnen und zu schließen (siehe 2).
Das Kraftstoffeinspritzventil 60 ist im Zylinderkopf 40 so angeordnet, dass Kraftstoff hin zum Luftansaugungsverbindungsteil 42a in den Ansaugkanal 42 eingespritzt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 60 reagiert auf einen Befehl zum Einspritzen von Kraftstoff von einer elektrischen Steuereinheit (ECU), die nicht dargestellt ist.
Die Zündkerze 70 weist eine ungefähr säulenartige Form auf und ist so im Zylinderkopf 40 angeordnet, dass ihre Achse parallel ist zu einer mittleren Achse Cz der Zylinderbohrung (einer Achse Cz, die durch den mittleren Punkt PO verläuft, wie in 2 gezeigt ist). Die Zündkerze 70 weist am vorderen Ende (an der Spitze) (am unteren Ende der Zündkerze 70 in 1) einen Funkenerzeugungsteil (eine mittlere Elektrode und eine Massenelektrode) 71 auf. Falls ein Trennwandteil 80, der noch besprochen wird, nicht vorhanden ist, ist die Zündkerze 70 so angeordnet, dass der Funkenerzeugungsteil 71 in der Brennkammer CC freiliegt. Die Zündkerze 70 erzeugt einen Zündfunken aus dem Funkenerzeugungsteil 71, wenn auf Basis eines Befehls von der elektrischen Steuereinheit eine hohe Spannung an den Funkenerzeugungsteil 71 angelegt wird.
Der Trennwandteil 80 ist in der Zylinderkopfwand 41 so hergestellt, dass er den Funkenerzeugungsteil 71 der Zündkerze 70 abdeckt und von einem oberen Wandteil (das heißt der Zylinderkopfwand 41) der Brennkammer CC in die Brennkammer CC vorsteht. Anders ausgedrückt teilt der Trennwandteil 80 die Brennkammer CC in eine Hauptbrennkammer CM, in der die Zylinderbohrungswand 21 und der Kolbenbodenoberflächenteil 31 freiliegen, und eine Zündkammer CI, in welcher der Funkenerzeugungsteil 71 freiliegt.
Genauer ist der Trennwandteil 80 als eine Einheit mit einer Abdeckung der Zündkerze 70 ausgebildet. Jedoch kann der Trennwandteil 80 aus einem Element bestehen, das von der Abdeckung der Zündkerze 70 getrennt vorliegt. Der Trennwandteil 80 weist die Form eines Zylinders auf, dessen obere Oberfläche (die Oberfläche auf der Seite des Zylinderkopfes 40) offen ist und dessen untere Oberfläche (die Oberfläche auf der Seite des Kolbenbodenoberflächenteils 31) blockiert ist (die Form eines Zylinders mit einem Boden).
Wie in 3 vergrößert dargestellt ist, weist der Trennwandteil 80 vier (mehrere) Durchgangslöcher (ein erstes bis ein viertes Durchgangsloch) 81 bis 84 auf. Die Form dieser Durchgangslöcher 81 bis 84 ist eine zylindrische Form. Ferner weist der Trennwandteil 80 eine feste Dicke (Wanddicke) L auf.
Eine Achse (mittlere Achse) 81c des ersten Durchgangslochs 81 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und stimmt in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC mit der ersten mittleren Linie Cx überein. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des ersten Durchgangslochs 81 ist eine Länge D1. Die Länge (Durchtrittslänge) des ersten Durchgangslochs 81 in der Richtung der Achse 81c ist eine Länge L. Ein Abstand zwischen einer ersten Öffnung 81k, die ein Ende des ersten Durchgangslochs 81 auf einer Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der ersten Öffnung 81k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 81c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem ersten Durchgangsloch 81 ist), ist eine Länge M1 (siehe 2).
Eine Achse (mittlere Achse) 82c des zweiten Durchgangslochs 82 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und stimmt in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC mit der ersten mittleren Linie Cx überein. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des zweiten Durchgangslochs 82 ist eine Länge D2. Die Länge (Durchtrittslänge) des zweiten Durchgangslochs 82 in der Richtung der Achse 81c ist eine Länge L. Ein Abstand zwischen einer zweiten Öffnung 82k, die ein Ende des zweiten Durchgangslochs 82 auf der Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der zweiten Öffnung 82k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 82c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem zweiten Durchgangsloch 82 ist), ist eine Länge M2 (siehe 2).
Eine Achse (mittlere Achse) 83c des dritten Durchgangslochs 83 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und ist in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC parallel zur zweiten mittleren Linie Cy. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des dritten Durchgangslochs 83 ist eine Länge D3. Die Länge (Durchtrittslänge) des dritten Durchgangslochs 83 in der Richtung der Achse 83c ist eine Länge L. Ein Abstand zwischen einer dritten Öffnung 83k, die ein Ende des dritten Durchgangslochs 83 auf der Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der dritten Öffnung 83k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 83c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem dritten Durchgangsloch 83 ist), ist eine Länge M3 (siehe 2).
Eine Achse (mittlere Achse) 84c des vierten Durchgangslochs 84 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und ist in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC parallel zur zweiten mittleren Linie Cy. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des vierten Durchgangslochs 84 ist eine Länge D4. Die Länge (Durchtrittslänge) des vierten Durchgangslochs 84 in der Richtung der Achse 84c ist eine Länge L. Ein Abstand zwischen einer vierten Öffnung 84k, die ein Ende des vierten Durchgangslochs 84 auf der Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der vierten Öffnung 84k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 84c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem vierten Durchgangsloch 84 ist), ist eine Länge M4 (siehe 2).
Außerdem kann sich jede von der Achse 81c und der Achse 84c in Bezug auf eine Ebene, welche die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht schneidet, in einem Minutenwinkel zum Kolbenbodenoberflächenteil 31 hin neigen.
Wegen der Größe und Anordnungsposition usw. des Luftansaugungsverbindungsteils 42a und des Auslassverbindungsteils 43a kann der Trennwandteil 80 in einer Draufsicht nicht in der Mitte der Brennkammer CC angeordnet sein. Daher ist der Trennwandteil 80 so ausgebildet, dass die folgende Formel (1) gilt, was die „Abstände M1 bis M4 zwischen den Öffnungen der jeweiligen Durchgangslöcher auf der Seite der Hauptbrennkammer CM und den Regionen der Zylinderbohrungswand 21, die den Öffnungen gegenüberliegt (das heißt Abständen zwischen den Öffnungen jeweiliger Durchgangslöcher und der Zylinderbohrungswand 21)“ betrifft. $M 1 > M 3 = M 4 > M 2$
Ferner ist der Trennwandteil 80 so ausgebildet, dass die folgende Formel (2) gilt, und zwar unabhängig von den Durchmessern D1 bis D4 der mehreren Durchgangslöcher. $D 1 < D 3 = D 4 < D 2$
Das heißt, die Durchtrittslängen der Mehrzahl von Durchgangslöchern 81 bis 84 sind einander gleich und sind der Länge L gleich.
Von der Mehrzahl von Durchgangslöchern 81 bis 84 ist das Durchgangsloch mit dem längsten Abstand von der Öffnung, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, das erste Durchgangsloch 81, und der Durchmesser D1 des ersten Durchgangslochs 81 ist von den Durchmessern D1 bis D4 der Mehrzahl von Durchgangslöchern 81 bis 84 der kleinste.
Von der Mehrzahl von Durchgangslöchern 81 bis 84 ist das Durchgangsloch mit dem kürzesten Abstand von der Öffnung, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, das zweite Durchgangsloch 82 und der Durchmesser D2 des zweiten Durchgangslochs 82 ist von den Durchmessern D1 bis D4 der Mehrzahl von Durchgangslöchern 81 bis 84 der größte.
Ferner ist der Abstand M3 von der Öffnung (83k) des dritten Durchgangslochs 83, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, dem Abstand M4 von der Öffnung (84k) des vierten Durchgangslochs 84, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, gleich, ist kürzer als der Abstand M1 und ist länger als der Abstand M2. Außerdem sind der Durchmesser D3 des dritten Durchgangslochs 83 und der Durchmesser D4 des vierten Durchgangslochs 84 einander gleich, sind größer als der Durchmesser D1 des ersten Durchgangslochs 81 und sind kleiner als der Durchmesser D2 des zweiten Durchgangslochs 82.
Somit weist jedes von der Mehrzahl von Durchgangslöchern (81 bis 84), die im Trennwandteil 80 ausgebildet sind, jeweils die gleiche Durchtrittslänge einer Länge L auf, und je länger die Abstände zwischen den Öffnungen (81k bis 84k), die an den Enden auf der Seite der Hauptbrennkammer CM liegen, und den Regionen der Zylinderbohrungswand 21, die den Öffnungen gegenüberliegen, sind, desto kleiner sind die Durchmesser.
(Funktionsweise)
Im Verbrennungsmotor 10 wird Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 60 in einem Ansaughub eingespritzt. Dieser Kraftstoff wird durch den Luftansaugungsverbindungsteil 42a zusammen mit Luft im Ansaughub in die Hauptbrennkammer CM eingesaugt. Infolgedessen wird eine Kraftstoff-Luft-Mischung (Benzinmischung) in die Hauptbrennkammer CM geliefert, und die Kraftstoff-Luft-Mischung wird in einem Verdichtungshub verdichtet. Dabei strömt die Kraftstoff-Luft-Mischung aus der Hauptbrennkammer CM durch das erste bis vierte Durchgangsloch 81 bis 84 in die Zündkammer CI. Danach wird in der Nähe des Verdichtungstotpunkts ein Zündfunke aus dem Funkenerzeugungsteil 71 erzeugt. Die Kraftstoff-Luft-Mischung in der Zündkammer CI wird durch diesen Zündfunken entzündet, und eine Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Mischung beginnt. Das heißt, es wird eine Flamme erzeugt. Da ein Druck in der Zündkammer CI durch diese Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Mischung höher wird, treten die Flammen (die brennende Kraftstoff-Luft-Mischung, d.h. heißes Gas) durch das erste bis vierte Durchgangsloch 81 bis 84 radial aus der Zündkammer CI in die Hauptbrennkammer CM aus. Durch diese austretenden Flammen wird eine starke Turbulenz eines Luftstroms in der Hauptbrennkammer CM erzeugt. Dann wird die Kraftstoff-Luft-Mischung, die in der Hauptbrennkammer CM verbleibt, von den austretenden Flammen sofort entzündet und verbrennt innerhalb einer kurzen Zeitspanne.
Wie in (A) von 4 gezeigt ist, ist dabei in einem Fall, wo die Dicke des Trennwandteils 80 (das heißt eine Durchlasslänge des Durchgangslochs) die Länge L ist, die Strömungsgeschwindigkeit der Flamme (der brennenden Kraftstoff-Luft-Mischung), die durch das Durchgangsloch tritt, relativ niedrig, wenn der Durchmesser des Durchgangslochs, das die Form eines Zylinders aufweist, eine relativ große Länge Dlarge ist. In diesem Fall ist daher der Durchschlag der Flamme, die durch das Durchgangsloch austritt, relativ klein (schwach). Man kann auch sagen, dass ein Durchschlag der Flamme eine Strecke ist, über die die Flamme reicht, ohne die Geschwindigkeitskomponente in einer Austrittsrichtung der Flamme zu verlieren.
Im Gegensatz dazu ist, wie in (B) von 4 gezeigt ist, in einem Fall, wo die Dicke des Trennwandteils 80 (das heißt eine Durchlasslänge des Durchgangslochs) die gleiche Länge L ist wie die Dicke des Trennwandteils 80, das in (A) von 4 gezeigt ist, die Strömungsgeschwindigkeit der Flamme (der brennenden Kraftstoff-Luft-Mischung), die durch das Durchgangsloch tritt, relativ hoch, wenn der Durchmesser des Durchgangslochs, das die Form eines Zylinders aufweist, eine relativ geringe Länge Dsmall ist (das Dsmall < Dlarge). In diesem Fall ist daher der Durchschlag der Flamme, die durch das Durchgangsloch austritt, relativ groß. Wenn die Duchlasslänge eines Durchgangslochs der feste Wert L ist, ist der Durchschlag der Flamme, die durch das Durchgangsloch austritt, umso größer (stärker) je kleiner der Durchmesser des Durchgangslochs ist.
Angesichts dessen ist der Trennwandteil 80 so ausgebildet, dass die Durchmesser D1 bis D4 des ersten bis vierten Durchgangslochs (81 bis 84) die in der oben genannten Formel (2) gezeigte Beziehung erfüllen. Daher ist der Durchschlag der Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch 81 austritt, größer als die Durchschläge der Flammen, die aus anderen Durchgangslöchern (82 bis 84) austreten. Wie in 2 gezeigt ist, kann infolgedessen eine Flamme F1, die aus dem ersten Durchgangsloch 81 austritt, bis in die Nähe der Region der Zylinderbohrungswand 21 kommen, die der Öffnung 81k des ersten Durchgangslochs 81 gegenüberliegt.
Ferner ist der Durchschlag der Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch 82 austritt, kleiner als die Durchschläge der Flammen, die aus anderen Durchgangslöchern (81, 83, 84) austreten. Wie in 2 gezeigt ist, kann infolgedessen eine Flamme F2, die aus dem zweiten Durchgangsloch 82 austritt, exakt die Region der Zylinderbohrungswand 21 erreichen, die der Öffnung 82k des zweiten Durchgangslochs 82 gegenüberliegt. Anders ausgedrückt kollidiert die Flamme F2 nicht mehr als nötig mit der Zylinderbohrungswand 21.
Ferner ist der Durchschlag der Flamme, die aus jedem vom dritten Durchgangsloch 83 und vom vierten Durchgangsloch 84 austritt, kleiner als der Durchschlag der Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch 81 austritt, und ist größer als der Durchschlag der Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch 82 austritt. Wie in 2 gezeigt ist, kann daher eine Flamme F3, die aus dem dritten Durchgangsloch 83 austritt, exakt die Region der Zylinderbohrungswand 21 erreichen, die der Öffnung 83k des dritten Durchgangslochs 83 gegenüberliegt. Anders ausgedrückt kollidiert die Flamme F3 nicht mehr als nötig mit der Zylinderbohrungswand 21. Wie in 2 gezeigt ist, kann eine Flamme F4, die aus dem vierten Durchgangsloch 84 austritt, auf ähnliche Weise exakt die Region der Zylinderbohrungswand 21 erreichen, die der Öffnung 84k des zweiten Durchgangslochs 84 gegenüberliegt. Anders ausgedrückt kollidiert die Flamme F4 nicht mehr als nötig mit der Zylinderbohrungswand 21.
Wie oben erläutert wurde, ist im Verbrennungsmotor 10 die Dicke der Wand des Trennwandteils 80 der feste Wert L, und dadurch ist die Durchlasslänge von jedem der Durchgangslöcher auf die Länge L eingestellt, und die jeweiligen Durchgangslöcher sind so ausgebildet, dass der Durchmesser des Durchgangslochs umso kleiner ist, je länger der Abstand vom Durchgangsloch (von der Öffnung auf der Seite der Hauptbrennkammer des Durchgangslochs) zur Region der Zylinderbohrungswand 21 ist, die der Öffnung des Durchgangslochs gegenüberliegt. Da sämtliche Flammen, die aus den jeweiligen Durchgangslöchern austreten, bis in die Nähe der Zylinderbohrungswand kommen, finden daher ein Klopfen und eine schlechte Verbrennung usw. aufgrund einer Selbstenzündung in der Hauptbrennkammer CM nicht statt, und die Kraftstoff-Luft-Mischung kann stabil verbrannt werden.
<Zweite Ausführungsform>
Wie in 5 und 6 gezeigt ist, unterscheidet sich ein Verbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vom Verbrennungsmotor 10 gemäß der ersten Ausführungsform nur in einem Punkt, nämlich dass der Verbrennungsmotor einen Trennwandteil 90 anstelle des Trennwandteils 80 aufweist, den der Verbrennungsmotor 10 gemäß der ersten Ausführungsform aufweist. Genauer war die Dicke des Trennwandteils 80 die feste Länge L. Im Gegensatz dazu ändert sich (variiert) die Dicke des Trennwandteils 90 in dessen Umfangsrichtung. Ferner weisen eine Mehrzahl von Durchgangslöchern, die im Trennwandteil 90 enthalten sind, einen jeweils gleichen Durchmesser auf. Im Folgenden werden Erläuterungen hinzugefügt, die auf solche Unterschiede abstellen.
Der Trennwandteil 90 weist vier Durchgangslöcher (das erste Durchgangsloch 91, das zweite Durchgangsloch 92, das dritte Durchgangsloch 93 und das vierte Durchgangsloch 94) auf, wie der Trennwandteil 80. Die Form dieser Durchgangslöcher 91 bis 94 ist zylindrisch.
Eine Achse (mittlere Achse) 91c des ersten Durchgangslochs 91 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und stimmt in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC mit der ersten mittleren Linie Cx überein. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des ersten Durchgangslochs 91 ist eine Länge D1a. Die Länge (Durchlasslänge) des ersten Durchgangslochs 91 in der Richtung der Achse 91c ist eine Länge L1a. Ein Abstand zwischen einer ersten Öffnung 91k, die ein Ende des ersten Durchgangslochs 91 auf einer Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der ersten Öffnung 91k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 91c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem ersten Durchgangsloch 91 ist), ist eine Länge M1a (siehe 5).
Eine Achse (mittlere Achse) 92c des zweiten Durchgangslochs 92 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und stimmt in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC mit der ersten mittleren Linie Cx überein. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des zweiten Durchgangslochs 92 ist eine Länge D2a. Die Länge (Durchlasslänge) des zweiten Durchgangslochs 92 in der Richtung der Achse 91c ist eine Länge L2a. Ein Abstand zwischen einer zweiten Öffnung 92k, die ein Ende des zweiten Durchgangslochs 92 auf einer Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der zweiten Öffnung 92k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 92c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem zweiten Durchgangsloch 92 ist), ist eine Länge M2a (siehe 5).
Eine Achse (mittlere Achse) 93c des dritten Durchgangslochs 93 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und ist in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC parallel zur zweiten mittleren Linie Cy. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des dritten Durchgangslochs 93 ist eine Länge D3a. Die Länge (Durchlasslänge) des dritten Durchgangslochs 93 in der Richtung der Achse 93c ist eine Länge L3a. Ein Abstand zwischen einer dritten Öffnung 93k, die ein Ende des dritten Durchgangslochs 93 auf einer Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der dritten Öffnung 93k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 93c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem dritten Durchgangsloch 93 ist), ist eine Länge M3a (siehe 5).
Eine Achse (mittlere Achse) 94c des vierten Durchgangslochs 94 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und ist in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC parallel zur zweiten mittleren Linie Cy. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des vierten Durchgangslochs 94 ist eine Länge D4a. Die Länge (Durchlasslänge) des vierten Durchgangslochs 94 in der Richtung der Achse 94c ist eine Länge L4a. Ein Abstand zwischen einer vierten Öffnung 94k, die ein Ende des vierten Durchgangslochs 94 auf einer Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der vierten Öffnung 94k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 94c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem vierten Durchgangsloch 94 ist), ist eine Länge M4a (siehe 5).
Außerdem können sich die Achse 91c bis die Achse 94c in Bezug auf eine Ebene, welche die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht schneidet, in einem Minutenwinkel zum Kolbenbodenoberflächenteil 31 hin neigen, ähnlich wie bei der Achse 81c und der Achse 84c.
Der Trennwandteil 90 ist so ausgebildet, dass Beziehungen, die von den folgenden Formeln (3) bis (5) gezeigt werden, in Bezug auf die Abstände M1a bis M4a zwischen den Öffnungen der jeweiligen Durchgangslöcher und der Zylinderbohrungswand 21 und auf Längen L1a bis L4a in den Achsenrichtungen der jeweiligen Durchgangslöcher erfüllt werden. $M1a > M3a = M4a > M2a$
$D1a = D3a = D4a = D1a = D0$
$L1a > L3a = L4a > L2a$
Das heißt, die Durchlasslängen der Mehrzahl von Durchgangslöchern 81 bis 84 sind einander gleich und sind der Länge D0 gleich.
Von der Mehrzahl von Durchgangslöchern 91 bis 94 ist das Durchgangsloch mit dem längsten Abstand von der Öffnung, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, das erste Durchgangsloch 91 und die Durchlasslänge L1a des ersten Durchgangslochs 91 ist von den Durchlasslängen L1a bis L4a der Mehrzahl von Durchgangslöchern 91 bis 94 die längste.
Von der Mehrzahl von Durchgangslöchern 9f1 bis 94 ist das Durchgangsloch mit dem kürzesten Abstand von der Öffnung, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, das zweite Durchgangsloch 91 und die Durchlasslänge L2a des zweiten Durchgangslochs 92 ist von den Durchlasslängen L1a bis L4a der Mehrzahl von Durchgangslöchern 91 bis 94 die kürzeste.
Ferner ist der Abstand M3a von der Öffnung (93k) des dritten Durchgangslochs 93, das der Hauptbrennkammer CM gegenüberliegt, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, dem Abstand M4a von der Öffnung (94k) des vierten Durchgangslochs 94, das zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, gleich, ist kürzer als der Abstand M1a und ist länger als der Abstand M2a. Außerdem sind die Durchlasslänge L3a des dritten Durchgangslochs 93 und die Durchlasslänge L4a des vierten Durchgangslochs 94 einander gleich, sind kürzer als die Durchlasslänge L1a des ersten Durchgangslochs 91 und ist länger als die Durchlasslänge L2a des zweiten Durchgangslochs 92.
Somit weisen alle von der Mehrzahl von Durchgangslöchern (91 bis 94), die im Trennwandteil 90 ausgebildet sind, jeweils den gleichen Durchmesser auf, und je länger die Abstände zwischen den Öffnungen (91k bis 94k), die an den Enden auf der Seite der Hauptbrennkammer CM liegen, und den Regionen der Zylinderbohrungswand 21, die den Öffnungen gegenüberliegen, sind, desto länger sind die Längen in der Achsenrichtung (die Durchlasslängen).
(Funktionsweise)
Der Verbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform funktioniert ähnliche wie der Verbrennungsmotor 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Das heißt, in einem Verdichtungshub strömt eine Kraftstoff-Luft-Mischung aus der Hauptbrennkammer CM in die Zündkammer CI, und die Kraftstoff-Luft-Mischung in der Zündkammer CI wird in der Nähe des Verdichtungstotpunkts durch einen Zündfunken aus dem Funkenerzeugungsteil 71 entzündet. Daher beginnt eine Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Mischung und wird eine Flamme in der Zündkammer CI erzeugt. Diese Flamme (die brennende Kraftstoff-Luft-Mischung, d.h. heißes Gas) tritt durch das erste bis vierte Durchgangsloch 91 bis 94 radial aus der Zündkammer CI in die Hauptbrennkammer CM aus. Durch diese austretende Flamme wird eine starke Turbulenz eines Luftstroms in der Hauptbrennkammer CM erzeugt. Dann wird die Kraftstoff-Luft-Mischung, die in der Hauptbrennkammer CM verbleibt, von der austretenden Flamme sofort entzündet und verbrennt innerhalb einer kurzen Zeitspanne.
Wie in (A) von 7 gezeigt ist, strömt in einem Fall, wo der Durchmesser des Durchgangslochs die Länge D0 ist und die Dicke des Trennwandteils (das heißt die Durchlasslänge des Durchgangslochs) eine relativ kurze Länge Lsmall ist, die Flamme (die brennende Kraftstoff-Luft-Mischung), die von der Seite der Zündkammer CI her in das Durchgangsloch strömt, am Eingang in das Durchgangsloch weg von der Oberfläche der Wandoberfläche des Durchgangslochs, wodurch Wirbel erzeugt werden. Da die Durchlasslänge des Durchgangslochs kurz ist, erreichen diese Wirbel der Flamme den Ausgang (die Öffnung auf der Seite der Hauptbrennkammer CM) des Durchgangslochs. Daher verbreitert sich die Flamme, die aus dem Ausgang des Durchgangslochs in die Hauptbrennkammer CM austritt, durch die Wirbel. Infolgedessen wird der Durchschlag der Flamme, die durch das Durchgangsloch austritt, relativ klein.
Im Gegensatz dazu strömt zwar in einem Fall, wo der Durchmesser des Durchgangslochs die Länge D0 ist und die Dicke des Trennwandteils (das heißt die Durchlasslänge des Durchgangslochs) eine relativ lange Länge Llarge ist, die Flamme (die brennende Kraftstoff-Luft-Mischung), die von der Seite der Zündkammer CI her in das Durchgangsloch strömt, zwar am Eingang in das Durchgangsloch weg von der Oberfläche der Wandoberfläche des Durchgangslochs, aber, wie in (B) von 7 gezeigt ist, schwächen sich die Wirbel ab (verschwinden sie), bevor sie den Ausgang des Durchgangslochs erreichen, da die Durchlasslänge des Durchgangslochs lang ist. Daher verbreitert sich die Flamme nicht, die aus dem Ausgang des Durchgangslochs in die Hauptbrennkammer CM austritt. Infolgedessen wird der Durchschlag der Flamme, die durch das Durchgangsloch austritt, relativ groß.
Angesichts dessen ist der Trennwandteil 90 so ausgebildet, dass die Durchmesser D1a bis D4a des ersten bis vierten Durchgangslochs (91 bis 94) die in den oben genannten Formeln (4) und (5) gezeigten Beziehungen erfüllen. Daher ist der Durchschlag der Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch 91 austritt, größer als die Durchschläge der Flammen, die aus anderen Durchgangslöchern (92 bis 94) austreten. Wie in 5 gezeigt ist, kann infolgedessen eine Flamme F1, die aus dem ersten Durchgangsloch 91 austritt, bis in die Nähe der Region der Zylinderbohrungswand 21 kommen, die der Öffnung 91k des ersten Durchgangslochs 91 gegenüberliegt.
Ferner ist der Durchschlag der Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch 92 austritt, kleiner als die Durchschläge der Flammen, die aus anderen Durchgangslöchern (91, 93, 94) austreten. Wie in 5 gezeigt ist, kann infolgedessen eine Flamme F2, die aus dem zweiten Durchgangsloch 92 austritt, exakt die Region der Zylinderbohrungswand 21 erreichen, die der Öffnung 92k des zweiten Durchgangslochs 92 gegenüberliegt. Anders ausgedrückt kollidiert die Flamme F2 nicht mehr als nötig mit der Zylinderbohrungswand 21.
Ferner ist der Durchschlag der Flamme, die aus jedem vom dritten Durchgangsloch 93 und vom vierten Durchgangsloch 94 austritt, kleiner als der Durchschlag der Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch 91 austritt, und ist größer als der Durchschlag der Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch 92 austritt. Wie in 5 gezeigt ist, können daher Flammen (F3, F4), die aus dem dritten Durchgangsloch 93 und dem vierten Durchgangsloch 94 austreten, exakt die Region der Zylinderbohrungswand 21 erreichen, die den Öffnungen (93k und 94k) der entsprechenden Durchgangslöcher gegenüberliegen. Anders ausgedrückt kollidieren die Flammen (F3 und F4), die aus dem dritten Durchgangsloch 93 bzw. dem vierten Durchgangsloch 94 austreten, nicht mehr als nötig mit der Zylinderbohrungswand 21.
Wie oben erläutert wurde, sind im Verbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform die Durchmesser der Durchgangslöcher auf einen festen Wert (eine Länge D0) eingestellt, und die jeweiligen Durchgangslöcher sind so ausgebildet, dass die Durchlasslänge des Durchgangslochs umso länger ist, je länger der Abstand vom Durchgangsloch (von der Öffnung auf der Seite der Hauptbrennkammer des Durchgangslochs) zur Region der Zylinderbohrungswand 21 ist, die der Öffnung des Durchgangslochs gegenüberliegt. Da sämtliche Flammen, die aus den jeweiligen Durchgangslöchern austreten, bis in die Nähe der Zylinderbohrungswand kommen, finden daher ein Klopfen und eine schlechte Verbrennung usw. aufgrund einer Selbstenzündung in der Hauptbrennkammer CM nicht statt, und die Kraftstoff-Luft-Mischung kann stabil verbrannt werden.
Wie oben erläutert wurde, können die Brennkraftmaschinen gemäß den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den Durchschlag der Flamme, die aus der Zündkammer durch das Durchgangsloch im Trennwandteil in die Hauptbrennkammer austritt, geeignet einstellen, und daher kann die Kraftstoff-Luft-Mischung in der Hauptbrennkammer stabil verbrannt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt und können innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung verschiedene Modifikationen annehmen, wie nachstehend beschrieben.
(Erste Modifikation)
Um den Durchschlag der Flamme, die aus dem Durchgangsloch austritt, wie in (B) von 8 gezeigt ist, zu verstärken, kann die Form des Endes des Durchgangslochs auf der Seite der Zündkammer CI (des Randes der eingangsseitigen Öffnung) eine gekrümmte Oberfläche R sein. Demgemäß können die Wirbel, die an der Flamme (der brennenden Kraftstoff-Luft-Mischung), die aus der Zündkammer CI in das Durchgangsloch strömt, in das Durchgangsloch strömt, im Vergleich zu dem Fall, wo der Rand der eingangsseitigen Öffnung eine rechtwinklige Form ist, wie in (A) von 8 gezeigt ist, geschwächt werden. Wenn die Form des Randes der eingangsseitigen Öffnung eine gekrümmte Oberflächenform ist, schwächen sich daher die Wirbel der Flamme ab (verschwinden), bevor sie den Ausgang des Durchgangslochs (die Öffnung auf der Seite der Hauptbrennkammer CM) erreichen. Daher verbreitert sich die Flamme nicht, die aus dem Ausgang des Durchgangslochs in die Hauptbrennkammer CM austritt. Infolgedessen kann der Durchschlag der Flamme, die durch das Durchgangsloch austritt, relativ verstärkt werden.
In diesem Fall kann der Durchschlag der Flamme, die durch die jeweiligen Durchgangslöcher austritt, umso mehr verstärkt werden, je größer der Radius r der gekrümmten Oberfläche der jeweiligen Durchgangslöcher gemacht wird. Daher müssen zum Beispiel im Trennwandteil 80 der ersten Ausführungsform lediglich ein Radius r1 einer gekrümmten Oberfläche an der eingangsseitigen Öffnung des ersten Durchgangslochs 81 auf einen größten Wert eingestellt werden, ein Radius r2 einer gekrümmten Oberfläche an der eingangsseitigen Öffnung des zweiten Durchgangslochs 82 auf den kleinsten Wert eingestellt werden und Radii r3 und r4 von gekrümmten Oberflächen der eingangsseitigen Öffnungen des dritten Durchgangslochs 83 und des vierten Durchgangslochs 84 auf mittlere Werte zwischen dem größen Wert und dem kleinsten Wert eingestellt werden. Ferner können in diesem Fall die Durchmesser D1 bis D4 jeweils auf die gleiche Länge D0 eingestellt werden.
(Zweite Modifikation)
Wie in (A) und (B) von 9 gezeigt ist, kann zur Einstellung des Durchschlags der Flamme, die aus dem Durchgangsloch austritt, der Durchmesser des Durchgangslochs in einer Richtung von der Zündkammer CI zur Öffnung auf der Seite der Hauptbrennkammer CM entlang der mittleren Achse geändert werden.
Genauer wird der Durchmesser des Durchgangslochs, das in (A) von 9 gezeigt ist, in der Richtung zur Öffnung auf der Seite der Hauptbrennkammer CM entlang der mittleren Achse von einem Wert Din1 auf einen Wert Doutl größer. Infolgedessen verbreitert sich die Flamme, die aus dem Durchgangsloch austritt, das in (A) von 9 gezeigt ist, relativ leicht, und daher ist der Durchschlag relativ klein. Im Gegensatz dazu wird der Durchmesser des Durchgangslochs, das in (B) von 9 gezeigt ist, in der Richtung zur Öffnung auf der Seite der Hauptbrennkammer CM entlang der mittleren Achse von einem Wert Din2 auf einen Wert Dout2 kleiner. Infolgedessen verläuft die Flamme, die aus dem Durchgangsloch austritt, das in (B) von 9 gezeigt ist, leicht geradeaus und die Geschwindigkeit der Flamme, die durch das Durchgangsloch durchtritt, wird groß, und daher wird ihr Durchschlag relativ groß. Daher kann zum Beispiel im Trennwandteil 80 der ersten Ausführungsform die Form des ersten Durchgangslochs 81 auf die Form eingestellt werden, die in (B) von 9 gezeigt ist kann die Form des zweiten Durchgangslochs 82 auf die Form eingestellt werden, die in (A) von 9 gezeigt ist, und kann die Form des dritten Durchgangslochs 83 und des vierten Durchgangslochs und 84 auf die Form eines Zylinders eingestellt werden.
(Dritte Modifikation)
Wie in 10 und 11 gezeigt ist, ist die Zahl der Durchgangslöcher, die im Trennwandteil ausgebildet sind, nicht auf vier beschränkt. Das heißt, in einer Trennungsbarriere 120, die in 10 und 11 gezeigt ist, sind sechs Durchgangslöcher (81 bis 86) ausgebildet. Die Trennungsbarriere 120 ist genauso gestaltet wie der Trennwandteil 80, abgesehen von dem Punkt, dass das fünfte Durchgangsloch 85 und das sechste Durchgangsloch 86 ausgebildet sind.
Eine Achse (mittlere Achse) 85c des fünften Durchgangslochs 85 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und stimmt mit einer „geraden Linie, die parallel ist zu einer geraden Linie, die durch Drehen der ersten mittleren Linie Cx um 45 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn erhalten wird und die in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC durch die Mitte verläuft“ überein. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des fünften Durchgangslochs 85 ist eine Länge D5. Ein Abstand zwischen einer fünften Öffnung 85k, die ein Ende des fünften Durchgangslochs 85 auf der Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der fünften Öffnung 85k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 85c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem fünften Durchgangsloch 85 ist), ist eine Länge M5 (siehe 10).
Eine Achse (mittlere Achse) 86c des sechsten Durchgangslochs 86 schneidet die mittlere Achse Cz der Zylinderbohrung senkrecht und stimmt mit einer „geraden Linie, die parallel ist zu einer geraden Linie, die durch Drehen der ersten mittleren Linie Cx um 45 Grad im Uhrzeigersinn erhalten wird und die in einer Draufsicht auf die Brennkammer CC durch die Mitte verläuft“ überein. Der Durchmesser (Durchlassdurchmesser) des sechsten Durchgangslochs 86 ist eine Länge D6. Ein Abstand zwischen einer sechsten Öffnung 86k, die ein Ende des sechsten Durchgangslochs 86 auf der Seite der Hauptbrennkammer CM ist, und einer Region der Zylinderbohrungswand 21, die der sechsten Öffnung 86k gegenüberliegt (das heißt einer Region der Zylinderbohrungswand 21 auf der Achse 86c, die eine Hauptaustrittsrichtung der Flamme aus dem sechsten Durchgangsloch 86 ist), ist eine Länge M6 (siehe 10).
Der Trennwandteil (die Trennungsbarriere) 120 ist so ausgebildet, dass die folgende Formel (6) erfüllt ist und eine Beziehung, die von der folgenden Formel (6) gezeigt wird, in Bezug auf die „Abstände M1 bis M6 zwischen den jeweiligen Durchgangslöchern und den Regionen der Zylinderbohrungswand 21, die den Öffnungen der jeweiligen Durchgangslöcher auf der Seite der Hauptbrennkammer CM gegenüberliegen“ erfüllt ist und eine Beziehung, die von der folgenden Formel (7) in Bezug auf die Durchmesser D1 bis D6 der jeweiligen Durchgangslöcher erfüllt ist. Außerdem ist die Durchlasslänge dieser Durchgangslöcher (81 bis 86) jeweils eine gleiche Länge L. $M 1 > M 5 = M 6 > M 3 = M 4 > M2$
$D 1 < D 5 = D 6 < D 3 = D 4 < D 2$
Gemäß diesem Trennwandteil 120, wie es in 10 gezeigt ist, kann die Flamme durch das fünfte und das sechste Durchgangsloch (85, 86) auch Regionen erreichen, wo die Flamme wegen des Trennwandteils 80 nicht ausreichend hinkommt (genauer eine Region unmittelbar unterhalb des Luftansaugungsverbindungsteils 42a und eine Region unmittelbar unterhalb des Ausführungsverbindungsteils 43a). Wie aus der oben angegebenen Formel (7) hervorgeht, können ferner nicht nur der Durchschlag der Flammen (F1 bis F4), die aus dem ersten bis vierten Durchgangsloch (81 bis 84) austreten, sondern auch der Durchschlag der Flammen (F5, F6), die aus dem fünften und sechsten Durchgangsloch (85, 86) austreten, geeignet eingestellt werden. Das heißt, die Flammen (F5, F6) können exakt die Regionen der Zylinderbohrungswand 21 erreichen. Daher kann in der Hauptbrennkammer CM eine stabilere Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Mischung erzeugt werden. Außerdem kann der Trennwandteil 90 in der zweiten Ausführungsform so modifiziert werden, dass er ebenfalls das fünfte und das sechste Durchgangsloch usw. aufweist, ähnlich wie der Trennwandteil 120.
(Vierte Modifikation)
Die Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Brennkraftmaschine 10a mit 4 Ventilen sein, wie in 12 gezeigt ist. Das heißt, der Verbrennungsmotor 10a gemäß der vierten Modifikation der vorliegenden Erfindung, der in 12 gezeigt ist, weist zwei Ansaugventile 50a und 50b und zwei Auslassventile 51a und 51b pro Bennkammer CC auf. Die Brennkammer CC des Verbrennungsmotors 10a ist von einem sogenannten dachförmigen Typ.
Im Verbrennungsmotor 10a sind eine Zündkerze 70a und ein Kraftstoffeinspritzventil 60a an einer Position in der Nähe der Mitte der Brennkammer CC am Zylinderkopf 40 (der Zylinderkopfwand 41) fixiert. Falls es ein Trennwandteil 130, was später besprochen wird, nicht gibt, sind ein Funkenerzeugungsteil 71a der Zündkerze 70a und ein Einspritzlochteil 61a für die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils 60a so angeordnet, dass sie in der Brennkammer CC freiliegen.
Der Trennwandteil 130 ist in der Zylinderkopfwand 41 so ausgebildet, dass er den Funkenerzeugungsteil 71a und den Einspritzlochteil 61a abdeckt und so, dass der von einem oberen Teil der Brennkammer CC (das heißt der Zylinderkopfwand 41) zur Brennkammer CC vorsteht. Der Trennwandteil 130 ist in einer Region angeordnet, die umgeben ist von einem Luftansaugungsverbindungsteil, wo ein Ansaugventil 50a geöffnet und geschlossen wird, einem Luftansaugungsverbindungsteil, wo ein Ansaugventil 50b geöffnet und geschlossen wird, einem Ausführungsverbindungsteil, wo ein Auslassventil 51a geöffnet und geschlossen wird, und einem Ausführungsverbindungsteil, wo ein Auslassventil 51b geöffnet und geschlossen wird. Der Trennwandteil 130 hat die Form eines Zylinders, dessen obere Oberfläche offen ist und dessen untere Oberfläche blockiert ist (die Form eines Zylinders mit einem Boden). Die Mitte des Trennwandteils 130 liegt in einer Draufsicht auf der Seite des Ausführungsverbindungsteils (auf der linken Seite des Blattes in (B) von 12) statt in der Draufsicht in der Mitte Zylinderbohrung. Der Trennwandteil 130 teilt die Brennkammer CC in die Hauptbrennkammer CM, in der die Zylinderbohrungswand 21 und der Kolbenbodenoberflächenteil 31 freiliegen, und die Zündkammer CI, in welcher der Funkenerzeugungsteil 71 und der Einspritzlochteil 61a freiliegen. Der Trennwandteil 130 weist eine feste Dicke (Wanddicke) L auf.
Der Trennwandteil 130 weist ein erstes Durchgangsloch 131, ein zweites Durchgangsloch 132, ein drittes Durchgangsloch 133 und ein viertes Durchgangsloch 134 auf, die jeweils dem ersten Durchgangsloch 81, dem zweiten Durchgangsloch 82, dem dritten Durchgangsloch 83 und dem vierten Durchgangsloch 84 des Trennwandteils 80 entsprechen. Diese Durchgangslöcher weisen die Form eines Zylinders auf, und ihre Durchlasslänge ist jeweils die gleiche Länge L. Die Ausrichtung der mittleren Achsen dieser Durchgangslöcher 131 bis 134 ist jeweils die gleiche wie bei den mittleren Achsen der Durchgangslöcher 81 bis 84.
Von der Mehrzahl von Durchgangslöchern 131 bis 134 ist das Durchgangsloch mit dem längsten Abstand von der Öffnung, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, das erste Durchgangsloch 131. Ein Abstand zwischen der Öffnung (131k) des ersten Durchgangslochs 131, das zur Hauptbrennkammer CM offen ist, und der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, ist ein Abstand M1b.
Von der Mehrzahl von Durchgangslöchern 131 bis 134 ist das Durchgangsloch mit dem kürzesten Abstand von der Öffnung, die zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, das zweite Durchgangsloch 132. Ein Abstand zwischen der Öffnung (132k) des zweiten Durchgangslochs 132, das zur Hauptbrennkammer CM offen ist, und der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, ist ein Abstand M2b.
Ein Abstand M3b von der Öffnung (133k) des dritten Durchgangslochs 133, das der Hauptbrennkammer CM gegenüberliegt, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, ist dem Abstand M4b von der Öffnung (134k) des vierten Durchgangslochs 134, das zur Hauptbrennkammer CM hin offen ist, zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt, gleich, ist kürzer als der Abstand M1b und ist länger als der Abstand M2b.
Ferner ist der Trennwandteil 130 so ausgebildet, dass die folgende Formel (8) in Bezug auf einen Durchmesser D1b des ersten Durchgangslochs 131, einen Durchmesser D2b des zweiten Durchgangslochs 132, einen Durchmesser D3b des dritten Durchgangslochs 133, einen Durchmesser D4b des vierten Durchgangslochs 94 erfüllt ist. $D1b < D3b = D4b < D2b$
Bei diesem Verbrennungsmotor 10a verbleibt viel von dem Kraftstoff, der aus dem Kraftstoffeinspritzventil 60a zu einer vorgegebenen Zeit eingespritzt wird, in der Zündkammer CI, und der übrige Teil strömt durch die Durchgangslöcher (131 bis 134) in die Hauptbrennkammer. Daher wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Kraftstoff-Luft-Mischung in der Zündkammer CI relativ klein (das heißt, es wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das leicht entzündbar ist), und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Kraftstoff-Luft-Mischung in der Hauptbrennkammer CM wird relativ groß. Wenn ein Zündfunke im Funkenerzeugungsteil 71a erzeugt wird, wird dann die Kraftstoff-Luft-Mischung in der Zündkammer CI wird durch diesen Zündfunken entzündet, und die Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Mischung beginnt. Das heißt, es wird eine Flamme erzeugt. Da ein Druck in der Zündkammer CI durch diese Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Mischung höher wird, tritt die Flamme (die brennende Kraftstoff-Luft-Mischung, d.h. heißes Gas) durch das erste bis vierte Durchgangsloch 131 bis 134 radial aus der Zündkammer CI in die Hauptbrennkammer CM aus. Durch diese austretenden Flammen (F1a bis F4a) wird eine starke Turbulenz eines Luftstroms in der Hauptbrennkammer CM erzeugt. Dann wird die Kraftstoff-Luft-Mischung in der Hauptbrennkammer CM von den austretenden Flammen sofort entzündet und verbrennt innerhalb einer kurzen Zeitspanne.
Ebenso tritt im Verbrennungsmotor 10a Kraftstoff in die Zündkammer CI aus, und daher kann eine Kraftstoff-Luft-Mischung mit guter Entzündbarkeit um den Funkenerzeugungsteil 71a herum ausgebildet werden. Daher kann die Kraftstoff-Luft-Mischung in der Zündkammer CI stabil entzündet werden. Da die Durchgangslöcher 131 bis 134 so ausgebildet werden, dass die oben genannte Formel (8) erfüllt ist, können die Flammen (F1a bis F4a), die aus den jeweiligen Durchgangslöchern austreten, bis in die Nähe der Zylinderbohrungswand 21 kommen. Infolgedessen kommt es nicht aufgrund einer Selbstentzündung in der Hauptbrennkammer CM zu einem Klopfen und einer schlechten Verbrennung, und die Kraftstoff-Luft-Mischung kann stabil verbrannt werden. Außerdem kann der Verbrennungsmotor 10a ein weiteres Kraftstoffeinspritzventil 60 aufweisen, das getrennt ist vom Kraftstoffeinspritzventil 60a, und kann Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 60 zusammen mit dem Kraftstoffeinspritzventil 60a liefern. Alternativ dazu kann der Verbrennungsmotor 10a ferner ein Zylindereinspritzventil aufweisen, das ein Kraftstoffeinspritzventil ist, das getrennt vom Kraftstoffeinspritzventil 60 vorliegt und das Kraftstoff direkt in die Hauptbrennkammer CM einspritzt. Ferner kann der Trennwandteil 130 die gleiche Form aufweisen wie der Trennwandteil 90.
<Andere Modifikationen>
In dem Verbrennungsmotor 10 gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform waren die Durchlasslängen der Mehrzahl von Durchgangslöchern jeweils die gleiche Länge L, und die Durchmesser der Mehrzahl von Durchgangslöchern waren voneinander verschieden (jedoch waren die Durchmesser des dritten Durchgangslochs 83 und des vierten Durchgangslochs 84 einander gleich). In dem Verbrennungsmotor 10 gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform waren die Durchlasslängen der Mehrzahl von Durchgangslöchern jeweils die gleiche Länge L, und die Durchmesser der Mehrzahl von Durchgangslöchern waren voneinander verschieden (jedoch waren die Durchmesser des dritten Durchgangslochs 93 und des vierten Durchgangslochs 94 einander gleich). Im Gegensatz dazu können die Durchlasslänge und der Durchmesser von jedem Durchgangsloch von der Durchlasslänge und dem Durchmesser des anderen Durchgangslochs jeweils verschieden sein. Das heißt die Form (Dimension) eines Durchgangslochs muss nur so eingestellt sein, dass ein Durchschlag der Flamme, die aus dem Durchgangsloch austritt, umso größer wird, je länger ein Abstand von einer Öffnung des Durchgangslochs auf der Seite der Hauptbrennkammer CM zur Region der Zylinderbohrungswand wird, die der Öffnung gegenüberliegt.
Genauer kann die folgende Beziehung A oder Beziehung B erfüllt sein, da der Grad des Einflusses des Durchmessers eines Durchgangslochs auf den Durchschlag der Flamme vom Grad des Einflusses der Durchlasslänge eines Durchgangslochs auf den Durchschlag der Flamme verschieden ist. Außerdem ist in der Beziehung A und in der Beziehung B ein Durchmesser D1x der Durchmesser des ersten Durchgangslochs mit einem relativ langen „Abstand von der Öffnung des Durchgangslochs auf der Seite der Hauptbrennkammer CM zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt“ (der erste Durchmesser), wie zum Beispiel beim ersten Durchgangsloch 81, und die Durchlasslänge L1x ist die Durchlasslänge des ersten Durchgangslochs (die erste Durchlasslänge). Ferner ist in der Beziehung A und in der Beziehung B der Durchmesser D2x der Durchmesser des zweiten Durchgangslochs mit einem relativ kurzen „Abstand von der Öffnung des Durchgangslochs auf der Seite der Hauptbrennkammer CM zur Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt“ (der zweite Durchmesser), wie zum Beispiel beim ersten Durchgangsloch 82, und die Durchlasslänge L2x ist die Durchlasslänge des zweiten Durchgangslochs (die zweite Durchlasslänge). $\begin{array}{l} \begin{matrix} D1x > D2x & und \end{matrix} \\ L1x > L2x und \\ (L1x/D1x) > (L2x/D2x) . \end{array}$
$\begin{array}{l} \begin{matrix} D1x < D2x & und \end{matrix} \\ L1x < L2x und \\ (L1x/D1x) > (L2x/D2x) . \end{array}$
Außerdem kann die oben genannte Beziehung A so umformuliert werden, dass das erste Durchgangsloch und das zweite Durchgangsloch eine Dimension (den Durchmesser und die Durchlasslänge des Durchgangslochs) haben, die den Durchschlag der Flamme, die durch das zylindrische erste Durchgangsloch austritt, stärker macht als der Durchschlag der Flamme, die durch das zylindrische zweite Durchgangsloch austritt, wobei die erste Durchlasslänge L1x länger ist als die zweite Durchlasslänge L2x und der erste Durchmesser D1x kleiner ist als der zweite Durchmesser D2x. Demgemäß kann eine große Menge an Flamme (brennendem Gas), deren Durchschlag relativ stark ist, zu der Region geliefert werden, die einen relativ langen „Abstand von der Öffnung des Durchgangslochs auf der Seite der Hauptbrennkammer CM zu der Region der Zylinderbohrungswand 21, die der Öffnung gegenüberliegt“ hat, und daher kann die Kraftstoff-Luft-Mischung in der Hauptbrennkammer stabil verbrannt werden. Ferner können in Ausführungsformen mit der ersten oder der zweiten Ausführungsform die oben genannte Beziehung A und Beziehung B mit der ersten Modifikation kombiniert werden.
Außerdem kann der Trennwandteil 80 so ausgebildet werden, dass die von der folgenden Formel (9) gezeigte Beziehung erfüllt ist. Das heißt, es ist nur nötig, dass der Durchschlag der Flamme, die durch das erste Durchgangsloch 81 austritt, größer ist als der Durchschlag der Flamme, die durch das zweite Durchgangsloch 82 austritt, und die Durchschläge der Flammen, die durch das dritte Durchgangsloch 83 und das vierte Durchgangsloch 84 austreten, können dem Durchschlag der Flamme vergleichbar sein, die durch das zweite Durchgangsloch 82 austritt. $D 1 < D 2 = D 3 = D 4$
Ebenso kann der Trennwandteil 90 so ausgebildet werden, dass die von der folgenden Formel (10) gezeigte Beziehung erfüllt ist. Das heißt, es ist nur nötig, dass der Durchschlag der Flamme, die durch das erste Durchgangsloch 91 austritt, größer ist als der Durchschlag der Flamme, die durch das zweite Durchgangsloch 92 austritt, und die Durchschläge der Flammen, die durch das dritte Durchgangsloch 93 und das vierte Durchgangsloch 94 austreten, können dem Durchschlag der Flamme, die durch das zweite Durchgangsloch 92 austritt, vergleichbar sein. $L 1 a > L2a = L3a = L4a$
Ferner muss die Form des Durchgangslochs, das im Trennwandteil ausgebildet ist, nicht unbedingt zylindrisch sein, und die Form des Querschnitts, der die Achse senkrecht schneidet, kann elliptisch, oval und polygonal usw. sein. Auch wenn der Trennwandteil die Form eines Zylinders mit einem Boden hatte, dessen Querschnitt, der die Achse senkrecht schneidet, kreisförmig war, kann er die Form eines Zylinders mit einem Boden aufweisen, dessen Querschnitt, der die Achse senkrecht schneidet, oval und elliptisch ist.
Bezugszeichenliste
10 und 10a: Brennkraftmaschine, 20: Zylinderblock, 21: Zylinderbohrungswand, 30: Kolben, 31: Kolbenbodenoberflächenteil, 40: Zylinderkopf, 41: Zylinderkopfwand, 60 und 60a: Kraftstoffeinspritzventil, 61a: Einspritzlochteil, 70 und 70a: Zündkerze, 71 und 71a: Funkenerzeugungsteil, 80, 90 und 130: Trennwandteil, 81 bis 84, 91 bis 94 und 131 bis 134: Durchgangsloch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009270538 A [0003]

Claims

Brennkraftmaschine, aufweisend: eine Zündkerze, die einen Funkenerzeugungsteil aufweist, und einen Trennwandteil, der eine Brennkammer in eine Hauptbrennkammer und eine Zündkammer teilt, wobei die Brennkammer durch eine Zylinderbohrungswand, ein Kolbenbodenoberflächenteil und eine Zylinderkopfwand definiert wird, die Zylinderbohrungswand und der Kolbenbodenoberflächenteil in der Hauptbrennkammer freiliegen, der Funkenerzeugungsteil in der Zündkammer freiliegt und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern im Trennwandteil ausgebildet sind, so dass die Hauptbrennkammer und die Zündkammer in Verbindung miteinander stehen, und die Brennkraftmaschine so gestaltet ist, dass eine Flamme erzeugt wird durch Initiieren einer Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung mit einem Funken, der aus dem Funkenerzeugungsteil in der Zündkammer erzeugt wird, und die Flamme aus der Zündkammer durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern in die Hauptbrennkammer austritt, wobei: die Mehrzahl von Durchgangslöchern im Trennwandteil ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch einschließt, ein Abstand zwischen einer ersten Öffnung, die an einem Ende des ersten Durchgangslochs auf einer Seite der Hauptbrennkammer liegt, und einer Region der Zylinderbohrungswand, die der ersten Öffnung gegenüberliegt, einem ersten Abstand gleich ist, ein Abstand zwischen einer zweiten Öffnung, die an einem Ende des zweiten Durchgangslochs auf einer Seite der Hauptbrennkammer liegt, und einer Region der Zylinderbohrungswand, die der zweiten Öffnung gegenüberliegt, einem zweiten Abstand gleich ist, der kürzer ist als der erste Abstand, und das erste Durchgangsloch und das zweite Durchgangsloch so ausgebildet sind, dass ein Durchschlag der Flamme, die aus dem ersten Durchgangsloch austritt, größer ist als ein Durchschlag der Flamme, die aus dem zweiten Durchgangsloch austritt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei: das erste Durchgangsloch die Form eines Zylinders aufweist, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen ersten Durchmesser aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine erste Durchtrittslänge ist, das zweite Durchgangsloch die Form eines Zylinders aufweist, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen zweiten Durchmesser aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine zweite Durchtrittslänge ist, und die erste Durchtrittslänge und die zweite Durchtrittslänge einander gleich sind und der erste Durchmesser kleiner ist als der zweite Durchmesser.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei: das erste Durchgangsloch die Form eines Zylinders aufweist, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen ersten Durchmesser aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine erste Durchtrittslänge ist, das zweite Durchgangsloch die Form eines Zylinders aufweist, dessen Querschnitt, der eine Achsenrichtung des Zylinders senkrecht schneidet, einen zweiten Durchmesser aufweist und dessen Länge in der Achsenrichtung eine zweite Durchtrittslänge ist, und der erste Durchmesser und der zweite Durchmesser einander gleich sind und die erste Durchtrittslänge länger ist als die zweite Durchtrittslänge.
Brennkraftmaschine nach einem von Anspruch 1 bis Anspruch 3, ferner aufweisend: ein Kraftstoffeinspritzventil, das auf der Zylinderkopfwand so angeordnet ist, dass ein Einspritzlochteil für eine Kraftstoffeinspritzung in der Zündkammer freiliegt, und die Brennkraftmaschine so gestaltet ist, dass die Flamme durch Initiierung einer Verbrennung einer Kraftstoff-Luft-Mischung, die Kraftstoff enthält, der aus dem Zündlochteil in die Zündkammer eintritt, mit einem Funken, der vom Funkenerzeugungsteil (71a) erzeugt wird, erzeugt wird.