JP7426511B2 - Pre-chamber combustion 4-stroke engine - Google Patents
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Description
この発明は、主燃焼室および副室を有する副室燃焼4ストロークエンジンに関する。 The present invention relates to a pre-chamber combustion four-stroke engine having a main combustion chamber and a sub-chamber.
従来、例えば特許文献1に開示されているような、複数の連通孔を介して連通する主燃焼室および副室を有する副室燃焼4ストロークエンジンが知られている。副室の内部の混合気はスパークプラグによって点火される。特許文献1の副室燃焼4ストロークエンジンは、副室に燃料を噴射する副室燃料噴射弁を有さず、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射弁を有する。特許文献1の吸気通路噴射弁は、ストイキオメトリックまたはストイキオメトリックよりもリッチな空燃比の混合気が主燃焼室に生成されるように制御される。 BACKGROUND ART Conventionally, a pre-chamber combustion four-stroke engine is known, which has a main combustion chamber and a sub-chamber that communicate with each other via a plurality of communication holes, as disclosed in Patent Document 1, for example. The air-fuel mixture inside the subchamber is ignited by a spark plug. The subchamber combustion four-stroke engine of Patent Document 1 does not have a subchamber fuel injection valve that injects fuel into the subchamber, but has an intake passage injection valve that injects fuel into an intake passage. The intake manifold injection valve of Patent Document 1 is controlled so that a stoichiometric or air-fuel mixture having an air-fuel ratio richer than stoichiometric is generated in the main combustion chamber.
特許文献1の副室燃焼4ストロークエンジンは、主燃焼室における混合気の点火を補助する補助スパークプラグ(点火補助装置)を有する。特許文献1の副室燃焼4ストロークエンジンは、低負荷時におけるエンジン性能を確保するために、補助スパークプラグを有する。そのため、仮に、補助スパークプラグ(点火補助装置)が設けられない場合、低負荷時のエンジン性能を確保することが困難となる。 The pre-chamber combustion four-stroke engine of Patent Document 1 has an auxiliary spark plug (ignition auxiliary device) that assists in igniting the air-fuel mixture in the main combustion chamber. The pre-chamber combustion four-stroke engine of Patent Document 1 has an auxiliary spark plug in order to ensure engine performance at low loads. Therefore, if an auxiliary spark plug (ignition auxiliary device) is not provided, it will be difficult to ensure engine performance at low loads.
本発明は、点火補助装置が設けられなくても低負荷時のエンジン性能を確保できる副室燃焼4ストロークエンジンを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pre-chamber combustion four-stroke engine that can ensure engine performance at low loads even without the provision of an ignition assist device.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有する。
吸気通路が接続される少なくとも1つの吸気口および排気通路が接続される少なくとも1つの排気口を有する主燃焼室と、前記吸気通路を通過して前記主燃焼室に吸入される空気の量を調整するスロットル弁と、ガソリン燃料、アルコール燃料、またはガソリン・アルコール混合燃料である液体燃料を前記吸気通路の内部に噴射する吸気通路噴射弁と、前記主燃焼室よりも容積が小さく形成され、その内部空間が複数の連通孔を介して前記主燃焼室の内部空間と連通し、その内部空間に副室スパークプラグの一部が露出する副室と、前記吸気通路噴射弁および前記副室スパークプラグを制御する制御装置とを有する副室燃焼4ストロークエンジンである。(a)前記制御装置は、前記スロットル弁の開度が小さい低負荷領域の少なくとも一部において、排気上死点と吸気下死点との中間点よりも前に前記液体燃料の噴射が終了し、且つ、前記吸気通路および前記主燃焼室で混合された混合気が燃焼後に三元触媒で処理できる第1空燃比または前記第1空燃比よりもリッチな第2空燃比となるように、前記吸気通路噴射弁を制御する。(b)前記副室燃焼4ストロークエンジンは、前記副室に燃料を噴射する副室燃料噴射弁、および、前記副室または前記主燃焼室における混合気の点火を補助する点火補助装置のどちらも有さない。(c)前記副室の容積に対する前記副室の内面の面積の比率を抑えるように、前記副室は、(i)前記副室スパークプラグを除き前記副室の内面に突起が形成されず、且つ、(ii)前記副室の内部空間の前記副室スパークプラグの中心軸線と平行なプラグ軸方向の長さと前記副室の内部空間の前記プラグ軸方向に直交する方向の最大長さのうち大きい方の長さが小さい方の長さの2倍より小さく形成される。(d)前記吸気通路に噴射された前記液体燃料が前記少なくとも1つの吸気口に含まれる第1吸気口から前記複数の連通孔のうちの1つである第1吸気孔を通って前記副室に導入されやすいように、前記第1吸気孔は、(i)前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線と前記第1吸気口の中心とを結ぶ線分が前記第1吸気孔の中心軸線に対してなす角度θが、-17°<θ<17°を満たし、且つ、(ii)前記主燃焼室を形成するシリンダ孔の中心軸線に平行で前記第1吸気孔の中心軸線を含む平面で切断した断面において、前記第1吸気孔の中心軸線が、前記第1吸気口を開閉する吸気弁の開弁時に前記吸気弁のバルブヘッドと前記第1吸気口との間を通るように形成される。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention has the following configuration.
A main combustion chamber having at least one intake port to which an intake passage is connected and at least one exhaust port to which an exhaust passage is connected, and adjusting the amount of air that passes through the intake passage and is drawn into the main combustion chamber. an intake manifold injection valve which injects liquid fuel such as gasoline fuel, alcohol fuel, or gasoline/alcohol mixed fuel into the intake manifold; a auxiliary chamber whose space communicates with the internal space of the main combustion chamber through a plurality of communication holes, and in which a part of the auxiliary chamber spark plug is exposed to the internal space; and the intake passage injection valve and the auxiliary chamber spark plug. This is a pre-chamber combustion four-stroke engine having a control device for controlling the engine. (a) The control device is configured to cause injection of the liquid fuel to end before an intermediate point between exhaust top dead center and intake bottom dead center in at least a portion of a low load region where the opening degree of the throttle valve is small. and the air-fuel mixture mixed in the intake passage and the main combustion chamber has a first air-fuel ratio that can be processed by a three-way catalyst after combustion, or a second air-fuel ratio that is richer than the first air-fuel ratio. Controls the intake manifold injection valve. (b) The subchamber combustion 4-stroke engine includes both a subchamber fuel injection valve that injects fuel into the subchamber and an ignition assist device that assists in igniting the air-fuel mixture in the subchamber or the main combustion chamber. I don't have it. (c) so as to suppress the ratio of the area of the inner surface of the sub-chamber to the volume of the sub-chamber, (i) no protrusion is formed on the inner surface of the sub-chamber except for the sub-chamber spark plug; and (ii) between the length of the internal space of the subchamber in the plug axial direction parallel to the central axis of the subchamber spark plug and the maximum length of the internal space of the subchamber in the direction orthogonal to the plug axial direction. The length of the larger one is less than twice the length of the smaller one. (d) The liquid fuel injected into the intake passage passes from a first intake port included in the at least one intake port through a first intake hole that is one of the plurality of communication holes to the subchamber. (i) When viewed in the axial direction of the plug, the first intake hole is arranged so that the line segment connecting the center axis of the pre-chamber spark plug and the center of the first intake port is the angle θ formed with the center axis of the first intake hole satisfies -17°<θ<17°, and (ii) the first intake hole is parallel to the center axis of the cylinder hole forming the main combustion chamber; In a cross section cut along a plane including the center axis of the hole, the center axis of the first intake hole is aligned with the valve head of the intake valve and the first intake port when the intake valve that opens and closes the first intake port is opened. It is formed to pass between.
この構成によると、副室スパークプラグを除き副室の内面に突起が形成されていない。また、副室の内部空間のプラグ軸方向の長さと副室の内部空間のプラグ軸方向に直交する方向の最大長さのうち大きい方の長さが小さい方の長さの2倍より小さい。この2つの特徴により、副室の容積に対する副室の内面の面積の比率が抑えられている。
また、プラグ軸方向に平行な方向に見たときに、複数の連通孔のうちの1つである第1吸気孔の中心軸線に対して副室スパークプラグの中心軸線と第1吸気口の中心とを結ぶ線分がなす角度θは、-17°<θ<17°を満たす。また、シリンダ孔の中心軸線に平行で第1吸気孔の中心軸線を含む平面で切断した断面において、第1吸気孔の中心軸線は、第1吸気口を開閉する吸気弁の開弁時に吸気弁のバルブヘッドと第1吸気口との間を通る。この2つの特徴により、吸気弁の開弁時に、吸気弁のバルブヘッドに沿って拡散された液体燃料の粒子の流れが第1吸気孔に導入されやすい。それにより、吸気通路に噴射された液体燃料が第1吸気口から第1吸気孔を通って副室に導入されやすい。なお、副室に導入される液体燃料が通る連通孔は、複数の連通孔のうち第1吸気孔に限らない。
低負荷領域の少なくとも一部において、排気上死点と吸気下死点との中間点よりも前に、吸気通路噴射弁による液体燃料の噴射が終了する。そのため、吸気通路噴射弁から吸気通路内に噴射された燃料が、吸気口から主燃焼室に導入されやすい。低負荷領域の少なくとも一部において吸気通路および主燃焼室で混合された混合気は第1空燃比または第1空燃比よりもリッチな第2空燃比であるため、混合気が第1空燃比よりもリーンな空燃比である場合に比べて、低負荷時の液体燃料の量は多い。しかし、低負荷時の液体燃料の量は、高負荷時の液体燃料の量よりは少ない。また、吸気通路噴射弁から噴射されたガソリン燃料、アルコール燃料、またはガソリン・アルコール混合燃料である液体燃料が、吸気口から主燃焼室に導入されたとき、液体燃料の粒子は比較的大きく、液体燃料の粒子の慣性力は比較的大きい。上述したように、吸気弁のバルブヘッドに沿って拡散された液体燃料の粒子の流れが導入されやすいように第1吸気孔が形成され、且つ、第1吸気孔の後方に容積に対する内面の面積の比率を抑えるように副室が形成されていることにより、例えばアイドル時のような低負荷時に量が少なく、粒子が比較的大きく慣性力が比較的大きい液体燃料を、副室の内部空間の奥の方まで導入することができる。それにより、副室の混合気の着火性と複数の連通孔から噴射される火炎の噴射力を高めることができ、点火補助装置が設けられなくても低負荷時のエンジン性能を確保できる。なお、液体燃料が副室に導入されるとは、燃料が液体の状態で副室に導入されるという意味ではなく、本出願においてガソリン燃料、アルコール燃料、およびガソリン・アルコール混合燃料の総称である液体燃料が副室に導入されることを単に意味する。混合気の着火性が高いとは、混合気が点火(着火)されやすいことを意味する。
According to this configuration, no protrusions are formed on the inner surface of the subchamber except for the subchamber spark plug. Moreover, the larger length of the length of the internal space of the sub-chamber in the plug axial direction and the maximum length of the internal space of the sub-chamber in the direction perpendicular to the plug axial direction is less than twice the smaller length. These two features suppress the ratio of the area of the inner surface of the subchamber to the volume of the subchamber.
Also, when viewed in a direction parallel to the plug axis direction, the center axis of the pre-chamber spark plug and the center of the first intake port are relative to the center axis of the first intake hole, which is one of the plurality of communication holes. The angle θ formed by the line segment connecting these satisfies -17°<θ<17°. In addition, in a cross section cut along a plane that is parallel to the central axis of the cylinder hole and includes the central axis of the first intake hole, the central axis of the first intake hole is The valve head passes between the valve head and the first intake port. These two features facilitate the introduction of a flow of liquid fuel particles spread along the valve head of the intake valve into the first intake hole when the intake valve is opened. Thereby, the liquid fuel injected into the intake passage is easily introduced into the subchamber from the first intake port through the first intake hole. Note that the communication hole through which the liquid fuel introduced into the auxiliary chamber passes is not limited to the first intake hole among the plurality of communication holes.
In at least a portion of the low load region, injection of liquid fuel by the intake manifold injection valve ends before the midpoint between exhaust top dead center and intake bottom dead center. Therefore, fuel injected into the intake passage from the intake passage injection valve is easily introduced into the main combustion chamber from the intake port. At least in part of the low load region, the air-fuel mixture mixed in the intake passage and the main combustion chamber is at the first air-fuel ratio or at a second air-fuel ratio richer than the first air-fuel ratio. The amount of liquid fuel at low load is also larger than when the air/fuel ratio is lean. However, the amount of liquid fuel at low loads is smaller than the amount of liquid fuel at high loads. In addition, when liquid fuel, which is gasoline fuel, alcohol fuel, or gasoline/alcohol mixed fuel, injected from the intake manifold injection valve is introduced into the main combustion chamber from the intake port, the particles of the liquid fuel are relatively large, and the liquid fuel The inertia of fuel particles is relatively large. As described above, the first intake hole is formed so that the flow of liquid fuel particles dispersed along the valve head of the intake valve is easily introduced, and the inner surface area relative to the volume is formed behind the first intake hole. By forming the pre-chamber to suppress the ratio of It can be introduced deep into the interior. Thereby, the ignitability of the air-fuel mixture in the pre-chamber and the injection force of the flame injected from the plurality of communication holes can be increased, and engine performance at low loads can be ensured even without the provision of an ignition assist device. Note that liquid fuel being introduced into the subchamber does not mean that the fuel is introduced into the subchamber in a liquid state, but is a general term for gasoline fuel, alcohol fuel, and gasoline/alcohol mixed fuel in this application. It simply means that liquid fuel is introduced into the subchamber. High ignitability of the air-fuel mixture means that the air-fuel mixture is easily ignited (ignited).
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記第1吸気孔を通って前記副室に導入された前記液体燃料が前記複数の連通孔から排出され難くなるように、前記プラグ軸方向に見たとき、および、前記第1吸気孔の中心軸線を含む平面と前記シリンダ孔の中心軸線の両方に直交する方向に見たときに、前記第1吸気孔の中心軸線が、前記複数の連通孔のうち前記第1吸気孔ではないいずれの連通孔の中心軸線とも一致しないように前記複数の連通孔が形成されている。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
When viewed in the axial direction of the plug, and at the center of the first intake hole, so that the liquid fuel introduced into the auxiliary chamber through the first intake hole is difficult to be discharged from the plurality of communication holes. When viewed in a direction perpendicular to both a plane including the axis and the central axis of the cylinder hole, the central axis of the first intake hole is any one of the plurality of communication holes that is not the first intake hole. The plurality of communicating holes are formed so as not to coincide with the central axis of the holes.
この構成によると、プラグ軸方向に見たときに、第1吸気孔の中心軸線が、第1吸気孔ではないいずれの連通孔の中心軸線とも一致しない。また、第1吸気孔の中心軸線を含む平面とシリンダ孔の中心軸線の両方に直交する方向に見たとき、第1吸気孔の中心軸線が、第1吸気孔ではないいずれの連通孔の中心軸線とも一致しない。そのため、第1吸気孔を通って副室に導入された液体燃料が複数の連通孔から排出され難くなる。したがって、液体燃料を副室の内部空間の奥の方まで導入しやすい。その結果、副室の混合気の着火性と副室の複数の連通孔から噴射される火炎の噴射力をより高めることができる。よって、低負荷時のエンジン性能をより確実に確保できる。 According to this configuration, when viewed in the axial direction of the plug, the center axis of the first intake hole does not coincide with the center axis of any communication hole other than the first intake hole. Furthermore, when viewed in a direction perpendicular to both the plane including the central axis of the first intake hole and the central axis of the cylinder hole, the central axis of the first intake hole is the center of any communication hole other than the first intake hole. It doesn't match the axis either. Therefore, the liquid fuel introduced into the auxiliary chamber through the first intake hole becomes difficult to be discharged from the plurality of communication holes. Therefore, it is easy to introduce the liquid fuel deep into the internal space of the auxiliary chamber. As a result, the ignitability of the air-fuel mixture in the sub-chamber and the injection force of the flames injected from the plurality of communication holes in the sub-chamber can be further improved. Therefore, engine performance at low loads can be more reliably ensured.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記連通孔の中心軸線と重なり、この連通孔から前記副室の内部空間を通らずに前記主燃焼室に向かって延びる半直線を、この連通孔の方向線と定義した場合、前記複数の連通孔のいずれかである複数の吸気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、且つ、前記第1吸気孔を含み、前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、前記複数の吸気孔の数が前記複数の排気孔の数よりも少ない。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
If a half straight line that overlaps the central axis of the communication hole and extends from the communication hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the auxiliary chamber is defined as the direction line of the communication hole, then the plurality of communication The plurality of intake holes, which are any of the holes, have a shortest distance to the at least one intake port in a circumferential direction around the center axis of the sub-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. Each of the direction lines is shorter than the shortest distance to the at least one exhaust port in the circumferential direction around the central axis of the chamber spark plug, and includes the first intake hole, and includes the first air intake hole, and the plurality of communication holes. Any one of the plurality of exhaust holes may have a shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction centered on the central axis of the subchamber spark plug when viewed in the plug axial direction. Each of the direction lines is shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the plug, and the number of the plurality of intake holes is smaller than the number of the plurality of exhaust holes. .
この構成によると、吸気孔の数が排気孔の数よりも少ないため、吸気孔の数が排気孔の数と同じかそれより多い場合に比べて、複数の吸気孔の断面積の合計と複数の排気孔の断面積の合計をそれぞれ維持しつつ、吸気孔の径をより大きく、排気孔の径をより小さくできる。そのため、複数の連通孔から噴射される火炎の噴射力を維持しつつ、吸気通路に噴射された液体燃料を複数の吸気孔から副室に導入しやすい。その結果、低負荷時のエンジン性能をより確実に確保できる。液体燃料は複数の排気孔から副室に導入されてもよい。また、複数の吸気孔の断面積の合計と複数の排気孔の断面積の合計をそれぞれ維持しつつ、排気孔の径をより小さくできるため、排ガスが排気孔から副室に導入されることを抑制できる。なお、副室に導入される液体燃料が通る連通孔は、複数の連通孔のうち吸気孔に限らない。 According to this configuration, since the number of intake holes is less than the number of exhaust holes, the sum of the cross-sectional areas of multiple intake holes and the number of The diameter of the intake hole can be made larger and the diameter of the exhaust hole can be made smaller while maintaining the total cross-sectional area of the exhaust holes. Therefore, it is easy to introduce the liquid fuel injected into the intake passage into the auxiliary chamber from the plurality of intake holes while maintaining the injection force of the flame injected from the plurality of communication holes. As a result, engine performance at low loads can be more reliably ensured. The liquid fuel may be introduced into the subchamber through a plurality of exhaust holes. In addition, the diameter of the exhaust hole can be made smaller while maintaining the total cross-sectional area of the multiple intake holes and the total cross-sectional area of the multiple exhaust holes, which prevents exhaust gas from being introduced into the subchamber from the exhaust hole. It can be suppressed. Note that the communication hole through which the liquid fuel introduced into the auxiliary chamber passes is not limited to the intake hole among the plurality of communication holes.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記連通孔の中心軸線と重なり、この連通孔から前記副室の内部空間を通らずに前記主燃焼室に向かって延びる半直線を、この連通孔の方向線と定義した場合、前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、前記第1吸気孔の最小径が前記複数の排気孔の最大径よりも大きい。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
If a half straight line that overlaps the central axis of the communication hole and extends from the communication hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the auxiliary chamber is defined as the direction line of the communication hole, then the plurality of communication The plurality of exhaust holes, which are any of the holes, have a shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction around the central axis of the sub-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. Each of the direction lines is shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the center axis of the chamber spark plug, and the minimum diameter of the first intake hole is the largest of the plurality of exhaust holes. larger than the diameter.
この構成によると、第1吸気孔の最小径が複数の排気孔の最大径よりも大きいため、第1吸気孔の最小径が複数の排気孔の最大径と同じかそれより小さい場合に比べて、複数の連通孔から噴射される火炎の噴射力を維持しつつ、吸気通路に噴射された液体燃料を第1吸気孔から副室により導入しやすい。その結果、低負荷時のエンジン性能をより確実に確保できる。また、第1吸気孔の最小径が複数の排気孔の最大径よりも大きいため、排ガスが排気孔から副室に導入されることを抑制できる。なお、副室に導入される液体燃料が通る連通孔は、複数の連通孔のうち吸気孔に限らない。 According to this configuration, the minimum diameter of the first intake hole is larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes, so compared to the case where the minimum diameter of the first intake hole is the same as or smaller than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes. The liquid fuel injected into the intake passage can be easily introduced into the auxiliary chamber from the first intake hole while maintaining the injection force of the flame injected from the plurality of communication holes. As a result, engine performance at low loads can be more reliably ensured. Further, since the minimum diameter of the first intake hole is larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes, it is possible to suppress exhaust gas from being introduced into the subchamber from the exhaust hole. Note that the communication hole through which the liquid fuel introduced into the auxiliary chamber passes is not limited to the intake hole among the plurality of communication holes.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記連通孔の中心軸線と重なり、この連通孔から前記副室の内部空間を通らずに前記主燃焼室に向かって延びる半直線を、この連通孔の方向線と定義した場合、前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、前記第1吸気孔は、前記主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成され、前記複数の排気孔は、前記主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成されていない。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
If a half straight line that overlaps the central axis of the communication hole and extends from the communication hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the auxiliary chamber is defined as the direction line of the communication hole, then the plurality of communication The plurality of exhaust holes, which are any of the holes, have a shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction around the central axis of the sub-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. Each of the direction lines is shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the chamber spark plug, and the first intake hole has a diameter that is smaller as it is closer to the main combustion chamber. The plurality of exhaust holes are not formed so that their diameter becomes larger closer to the main combustion chamber.
この構成によると、第1吸気孔は主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成されているため、主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成されていない場合に比べて、第1吸気孔から噴射される火炎の噴射力を維持しつつ、吸気通路に噴射された液体燃料を第1吸気孔から副室により導入しやすい。その結果、低負荷時のエンジン性能をより確実に確保できる。また、複数の排気孔は、主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成されていないため、主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成されている場合に比べて、排ガスが排気孔から副室に導入されることを抑制できる。なお、副室に導入される液体燃料が通る連通孔は、複数の連通孔のうち吸気孔に限らない。 According to this configuration, the diameter of the first intake hole increases as it approaches the main combustion chamber. The liquid fuel injected into the intake passage can be easily introduced into the auxiliary chamber from the first intake hole while maintaining the injection force of the flame injected from the first intake hole. As a result, engine performance at low loads can be more reliably ensured. Also, because the multiple exhaust holes are not formed so that the diameter becomes larger as they get closer to the main combustion chamber, the exhaust gas is It can be suppressed from being introduced into the subchamber through the hole. Note that the communication hole through which the liquid fuel introduced into the auxiliary chamber passes is not limited to the intake hole among the plurality of communication holes.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記複数の連通孔の各々の中心軸線に直交する断面の面積の合計が、5.7mm2以上7.6mm2以下である。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
The total area of the cross section perpendicular to the central axis of each of the plurality of communicating holes is 5.7 mm 2 or more and 7.6 mm 2 or less.
この構成によると、アイドル時のような低負荷時においても複数の燃焼室から噴射される火炎の噴射力を確保しやすい。したがって、低負荷時のエンジン性能をより確実に確保できる。なお、複数の連通孔が、径が一定ではない連通孔を含む場合、複数の連通孔の各々の中心軸線に直交する断面の面積の合計が5.7mm2以上7.6mm2以下であるとは、複数の連通孔の各々の中心軸線に直交する断面の面積の最小値の合計、および、複数の連通孔の各々の中心軸線に直交する断面の面積の最大値の合計の少なくとも一方が、5.7mm2以上7.6mm2以下であることを意味する。なお、複数の連通孔の各々は径が一定でもよい。 According to this configuration, it is easy to ensure the injection force of the flames injected from the plurality of combustion chambers even when the load is low such as when the engine is idling. Therefore, engine performance at low loads can be more reliably ensured. In addition, when the plurality of communication holes include communication holes whose diameter is not constant, the total area of the cross section perpendicular to the central axis of each of the plurality of communication holes is 5.7 mm 2 or more and 7.6 mm 2 or less. is at least one of the minimum sum of the areas of cross sections perpendicular to the central axis of each of the plurality of communicating holes, and the maximum value of the sum of the areas of cross sections perpendicular to the central axis of each of the plurality of communicating holes, It means 5.7 mm 2 or more and 7.6 mm 2 or less. Note that each of the plurality of communication holes may have a constant diameter.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記第1吸気孔の最小径が1.0mm以上1.2mm以下であり、前記副室の容積が328mm3以上802mm3以下である。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
The minimum diameter of the first intake hole is 1.0 mm or more and 1.2 mm or less, and the volume of the subchamber is 328 mm 3 or more and 802 mm 3 or less.
この構成によると、アイドル時のような低負荷時においても複数の燃焼室から噴射される火炎の噴射力を確保しやすい。したがって、低負荷時のエンジン性能をより確実に確保できる。 According to this configuration, it is easy to ensure the injection force of the flames injected from the plurality of combustion chambers even when the load is low such as when the engine is idling. Therefore, engine performance at low loads can be more reliably ensured.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記第1吸気孔の最小径が1.2mmよりも大きく1.4mm以下であり、前記副室の容積が328mm3以上1151mm3以下である。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
The minimum diameter of the first intake hole is greater than 1.2 mm and less than or equal to 1.4 mm, and the volume of the subchamber is greater than or equal to 328 mm 3 and less than or equal to 1151 mm 3 .
この構成によると、アイドル時のような低負荷時においても複数の燃焼室から噴射される火炎の噴射力を確保しやすい。したがって、低負荷時のエンジン性能をより確実に確保できる。 According to this configuration, it is easy to ensure the injection force of the flames injected from the plurality of combustion chambers even when the load is low such as when the engine is idling. Therefore, engine performance at low loads can be more reliably ensured.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記複数の連通孔が、前記主燃焼室の内部空間に突出する副室壁部に形成されている。前記副室壁部の外面を通らず前記副室の内部空間を通り前記プラグ軸方向に直交するいずれかの平面によって前記副室の内部空間を2つの空間に分けた場合に、前記2つの空間のうち前記主燃焼室に近い方の空間の体積が、前記2つの空間のうち前記主燃焼室から遠い方の空間の体積よりも小さくなるように前記副室は形成されている。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
The plurality of communication holes are formed in a sub-chamber wall portion that protrudes into the internal space of the main combustion chamber. When the internal space of the sub-chamber is divided into two spaces by any plane that passes through the internal space of the sub-chamber and is orthogonal to the plug axis direction without passing through the outer surface of the sub-chamber wall, the two spaces The auxiliary chamber is formed such that the volume of the space closer to the main combustion chamber is smaller than the volume of the space farther from the main combustion chamber of the two spaces.
この構成によると、副室壁部は主燃焼室の内部空間に突出しているものの、その突出量は小さい。したがって、副室壁部に形成される複数の連通孔は、主燃焼室の内面のうち副室壁部の外面ではない部分に近い。そのため、主燃焼室の内面に沿って流れる液体燃料の粒子を、第1吸気孔から副室に導入しやすい。 According to this configuration, although the sub-chamber wall portion protrudes into the internal space of the main combustion chamber, the amount of protrusion is small. Therefore, the plurality of communication holes formed in the sub-chamber wall are close to a portion of the inner surface of the main combustion chamber that is not the outer surface of the sub-chamber wall. Therefore, particles of liquid fuel flowing along the inner surface of the main combustion chamber can be easily introduced into the auxiliary chamber from the first intake hole.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記副室燃焼4ストロークエンジンはノックセンサを有さない。前記制御装置は、前記ノックセンサではない前記副室燃焼4ストロークエンジンの運転状態を検出する運転状態検出センサの出力に基づいて、予め定められた点火時期で前記副室の内部の混合気に点火するように前記副室スパークプラグを制御する。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
The pre-chamber combustion four-stroke engine does not have a knock sensor. The control device ignites the air-fuel mixture inside the pre-chamber at a predetermined ignition timing based on the output of an operating state detection sensor that detects the operating state of the pre-chamber combustion four-stroke engine, which is not the knock sensor. The pre-chamber spark plug is controlled so as to.
副室燃焼4ストロークエンジンは副室を有するため、副室が無い場合よりも、点火時期を徐々に進角させたときのノッキングの起こりやすさの急激な上昇を抑制できる。しかも、本発明は上述したように吸気通路内に噴射された液体燃料を副室内に導入しやすいため、ノッキングの起こりやすさの急激な上昇をより抑制できる。そのため、ノックセンサを用いることなくノッキングを回避しつつ点火時期をMBT(Minimum advance for Best Torque)と呼ばれる最適点火時期により近づけることができる。 Since the pre-chamber combustion four-stroke engine has the pre-chamber, it is possible to suppress a sudden increase in the likelihood of knocking when the ignition timing is gradually advanced, compared to a case without the pre-chamber. Moreover, in the present invention, as described above, since the liquid fuel injected into the intake passage is easily introduced into the subchamber, it is possible to further suppress a sudden increase in the likelihood of knocking. Therefore, the ignition timing can be brought closer to the optimal ignition timing called MBT (Minimum advance for Best Torque) while avoiding knocking without using a knock sensor.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
スーパーチャージャーおよびターボチャージャーのどちらも有さない。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
It has neither a supercharger nor a turbocharger.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記主燃焼室の内部に燃料を噴射する主燃焼室燃料噴射弁を有さない。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
The main combustion chamber does not have a fuel injection valve that injects fuel into the main combustion chamber.
本発明の一実施形態の副室燃焼4ストロークエンジンは、以下の構成を有していてもよい。
前記副室燃焼4ストロークエンジンの圧縮比が11以上である。
A pre-chamber combustion four-stroke engine according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
The compression ratio of the pre-chamber combustion four-stroke engine is 11 or more.
本発明および実施の形態において、低負荷領域とは、エンジンの負荷の最低から最高までの領域を2等分した場合の低い方の領域である。 In the present invention and embodiments, the low load region is the lower region when the region from the lowest to the highest engine load is divided into two equal parts.
本発明および実施の形態において、排気上死点と吸気下死点との中間点よりも前に燃料噴射を終了するとは、1サイクル(4ストローク)において、クランク角が排気上死点と吸気下死点との中間点のクランク角に達するよりも前に燃料噴射を終了することを意味する。ここでの中間とは真ん中を意味する。 In the present invention and embodiments, ending fuel injection before the midpoint between exhaust top dead center and intake bottom dead center means that the crank angle is between exhaust top dead center and intake bottom dead center in one cycle (four strokes). This means that fuel injection ends before the crank angle reaches the midpoint between dead center and dead center. Middle here means the middle.
本発明および実施の形態において、燃料と空気の混合比である空燃比は、第1空燃比、第2空燃比および第3空燃比で表現される。第1空燃比とは、燃焼後に三元触媒で処理できる空燃比である。第1空燃比は、理論空燃比(stoichiometric ratio)、または、理論空燃比を含む空燃比のウィンドウでもよい。第1空燃比は、理論空燃比の近傍の空燃比でもよい。第1空燃比は、理論空燃比の近傍の空燃比を含み理論空燃比を含まないウィンドウでもよい。第2空燃比は、第1空燃比よりもリッチな空燃比である。第1空燃比が、理論空燃比の近傍の空燃比であるか、もしくは、理論空燃比を含まないウィンドウである場合、第2空燃比は、理論空燃比よりもリッチでもあってもなくてもよい。第3空燃比とは、第1空燃比よりもリーンな空燃比である。本発明および実施の形態において、リッチとは、混合気の燃料が濃いことを意味する。リーンとは、混合気の燃料が薄いことを意味する。本発明および実施の形態において、燃焼後に三元触媒で処理できる空燃比とは、混合気の燃焼後に生じる排ガスを三元触媒で処理できるような混合気の空燃比である。制御装置は、低負荷領域の少なくとも一部において、吸気通路および主燃焼室で混合された混合気が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチな空燃比となるように、吸気通路噴射弁を制御してもよい。本発明の副室燃焼4ストロークエンジンは、排気通路に配置された触媒を有する。本発明の副室燃焼4ストロークエンジンは、排気通路に配置された三元触媒を有してもよい。本発明の副室燃焼4ストロークエンジンは、排気通路に配置された三元触媒ではない触媒を有してもよい。本発明の副室燃焼4ストロークエンジンは、主燃焼室と触媒との間に配置され、排気通路を流れる排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサを有する。 In the present invention and embodiments, the air-fuel ratio, which is the mixture ratio of fuel and air, is expressed by a first air-fuel ratio, a second air-fuel ratio, and a third air-fuel ratio. The first air-fuel ratio is an air-fuel ratio that can be processed by the three-way catalyst after combustion. The first air-fuel ratio may be a stoichiometric ratio or a window of air-fuel ratios that includes the stoichiometric ratio. The first air-fuel ratio may be an air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. The first air-fuel ratio may be a window that includes an air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio but does not include the stoichiometric air-fuel ratio. The second air-fuel ratio is richer than the first air-fuel ratio. If the first air-fuel ratio is an air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio or is in a window that does not include the stoichiometric air-fuel ratio, the second air-fuel ratio may or may not be richer than the stoichiometric air-fuel ratio. good. The third air-fuel ratio is an air-fuel ratio that is leaner than the first air-fuel ratio. In the present invention and embodiments, rich means that the mixture is rich in fuel. Lean means that the mixture is lean in fuel. In the present invention and embodiments, the air-fuel ratio that can be processed by a three-way catalyst after combustion is an air-fuel ratio of the air-fuel mixture that allows exhaust gas generated after combustion of the air-fuel mixture to be processed by a three-way catalyst. The control device controls the intake manifold injection valve so that the air-fuel mixture mixed in the intake manifold and the main combustion chamber has a stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio in at least a portion of the low load region. You may. The pre-chamber combustion four-stroke engine of the present invention has a catalyst disposed in the exhaust passage. The pre-chamber combustion four-stroke engine of the present invention may have a three-way catalyst disposed in the exhaust passage. The pre-chamber combustion four-stroke engine of the present invention may have a catalyst other than a three-way catalyst disposed in the exhaust passage. The pre-chamber combustion four-stroke engine of the present invention includes an oxygen sensor that is disposed between the main combustion chamber and the catalyst and detects the oxygen concentration of exhaust gas flowing through the exhaust passage.
本発明および実施の形態において、副室または主燃焼室における混合気の点火を補助する点火補助装置とは、例えば、マイクロ波放電を発生させる装置、誘電体バリア放電(無声放電)を発生させる装置、または、主燃焼室の混合気に点火するスパークプラグなどである。本発明および実施の形態において、副室燃焼4ストロークエンジンが点火補助装置を有さないとは、副室スパークプラグとは別体の点火補助装置が設けられないことだけでなく、副室スパークプラグが点火補助装置の機能を有さないことも含む。 In the present invention and embodiments, the ignition assist device that assists in igniting the air-fuel mixture in the auxiliary chamber or the main combustion chamber is, for example, a device that generates microwave discharge, a device that generates dielectric barrier discharge (silent discharge), etc. , or a spark plug that ignites the air-fuel mixture in the main combustion chamber. In the present invention and embodiments, the fact that the pre-chamber combustion 4-stroke engine does not have an ignition auxiliary device means not only that an ignition auxiliary device separate from the pre-chamber spark plug is not provided, but also that the pre-chamber spark plug This also includes the fact that the ignition assist device does not have the function of an ignition assist device.
本発明および実施の形態において、副室が主燃焼室よりも容積が小さいとは、副室の容積が主燃焼室の最小の容積よりも小さいことを意味する。なお、主燃焼室の容積はピストンの移動に伴って変化する。副室の容積とは副室の内部空間の容積である。本発明および実施の形態において、副室の内部空間は、複数の連通孔の内部空間を含まない。本発明および実施の形態において、副室の内面とは、副室の内部空間を形成する面である。本発明および実施の形態において、副室スパークプラグは、副室の内面の一部を形成する。本発明および実施の形態において、副室スパークプラグを除き副室の内面に突起が形成されないとは、副室の内面に突起が形成されないか、もしくは、副室の内面に形成される突起が副室スパークプラグによる突起だけであることを意味する。 In the present invention and embodiments, the subchamber having a smaller volume than the main combustion chamber means that the volume of the subchamber is smaller than the minimum volume of the main combustion chamber. Note that the volume of the main combustion chamber changes as the piston moves. The volume of the subchamber is the volume of the internal space of the subchamber. In the present invention and the embodiments, the internal space of the sub-chamber does not include the internal spaces of the plurality of communication holes. In the present invention and embodiments, the inner surface of the subchamber is a surface that forms the internal space of the subchamber. In the present invention and embodiments, the subchamber spark plug forms part of the inner surface of the subchamber. In the present invention and embodiments, "no protrusion is formed on the inner surface of the subchamber except for the subchamber spark plug" means that no protrusion is formed on the inner surface of the subchamber, or the protrusion formed on the inner surface of the subchamber is the subchamber. This means that there is only a protrusion caused by the spark plug in the chamber.
本発明および実施の形態において、副室の内部空間のプラグ軸方向の長さとは、プラグ軸方向における副室の内部空間の一端と他端との間のプラグ軸方向の長さである。別の言い方をすると、副室の内部空間のプラグ軸方向の一端を通りプラグ軸方向に直交する平面と、副室の内部空間のプラグ軸方向の他端を通りプラグ軸方向に直交する平面との間の距離である。本発明および実施の形態において、副室の内部空間のプラグ軸方向に直交する1つの方向の長さの定義も上記と同様である。本発明および実施の形態において、副室の内部空間のプラグ軸方向に直交する方向の最大長さとは、プラグ軸方向に直交する複数の方向における副室の内部空間の長さのうち、最大の長さである。 In the present invention and embodiments, the length of the internal space of the sub-chamber in the plug axial direction is the length in the plug axial direction between one end and the other end of the internal space of the sub-chamber in the plug axial direction. In other words, there is a plane that passes through one end of the internal space of the subchamber in the plug axial direction and is perpendicular to the plug axial direction, and a plane that passes through the other end of the internal space of the subchamber in the plug axial direction and is perpendicular to the plug axial direction. is the distance between. In the present invention and the embodiments, the definition of the length of the internal space of the auxiliary chamber in one direction orthogonal to the plug axis direction is also the same as above. In the present invention and embodiments, the maximum length of the internal space of the auxiliary chamber in the direction orthogonal to the plug axial direction refers to the maximum length of the internal space of the auxiliary chamber in a plurality of directions orthogonal to the plug axial direction. It is the length.
本発明および実施の形態において、シリンダ孔の中心軸線とは、シリンダ孔が存在する領域だけに存在する線分ではなく、無限に延びる直線である。
本発明および実施の形態において、副室スパークプラグの中心軸線とは、副室スパークプラグが存在する領域だけに存在する線分ではなく、無限に延びる直線である。副室スパークプラグの中心軸線は、シリンダ孔の中心軸線と平行であってもよく平行でなくてもよい。
In the present invention and the embodiments, the central axis of the cylinder hole is not a line segment that exists only in the region where the cylinder hole exists, but a straight line that extends infinitely.
In the present invention and the embodiments, the central axis of the sub-chamber spark plug is not a line segment that exists only in the area where the sub-chamber spark plug exists, but is a straight line that extends infinitely. The center axis of the subchamber spark plug may or may not be parallel to the center axis of the cylinder hole.
本発明および実施の形態において、吸気口は、吸気弁のバルブヘッドが接触する環状の部位のうち主燃焼室に近い方の端である。排気口は、排気弁のバルブヘッドが接触する環状の部位のうち主燃焼室に近い方の端である。本発明における少なくとも1つの吸気口の数は1つでも複数でもよい。 In the present invention and embodiments, the intake port is the end of the annular portion that contacts the valve head of the intake valve that is closer to the main combustion chamber. The exhaust port is the end of the annular portion that is closer to the main combustion chamber and comes into contact with the valve head of the exhaust valve. The number of at least one intake port in the present invention may be one or more.
本発明および実施の形態において、第1吸気孔の中心軸線とは、第1吸気孔(連通孔)が存在する領域だけに存在する線分ではなく、無限に延びる直線である。連通孔の中心軸の定義も同様である。
本発明および実施の形態において、「連通孔の中心軸線と重なり、連通孔から副室の内部空間を通らずに主燃焼室に向かって延びる半直線」は、連通孔の中心軸線のうち連通孔の内部に位置する部分を含まない。
本発明および実施の形態において、第1吸気孔の径とは、第1吸気孔(連通孔)の中心軸線に直交する断面における第1吸気孔(連通孔)の径である。連通孔である排気孔の径も同様の定義である。また、連通孔である吸気孔の径も同様の定義である。本発明および実施の形態において、複数の排気孔の最大径が互いに異なる場合、第1吸気孔の最小径が複数の排気孔の最大径よりも大きいとは、第1吸気孔の最小径が複数の排気孔のそれぞれの最大径のうちの最大値よりも大きいことを意味する。本発明および実施の形態において、吸気孔という名称は、吸気のための孔を意味するために使用されているのではない。吸気孔は、吸気口に近い連通孔であるため、吸気孔という名称が用いられている。本発明および実施の形態において、第1吸気孔は第1吸気口に近い連通孔である。本発明および実施の形態において、排気孔という名称は、排気のための孔を意味するために使用されているのではない。排気孔は、排気口に近い連通孔であるため、排気孔という名称が用いられている。
In the present invention and the embodiments, the central axis of the first intake hole is not a line segment that exists only in the area where the first intake hole (communication hole) exists, but is a straight line that extends infinitely. The definition of the central axis of the communicating hole is also the same.
In the present invention and embodiments, "a half-line that overlaps the central axis of the communication hole and extends from the communication hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the auxiliary chamber" refers to the communication hole within the central axis of the communication hole. Does not include parts located inside.
In the present invention and embodiments, the diameter of the first intake hole is the diameter of the first intake hole (communication hole) in a cross section perpendicular to the central axis of the first intake hole (communication hole). The diameter of the exhaust hole, which is a communicating hole, is also defined in the same manner. Furthermore, the diameter of the intake hole, which is a communicating hole, is also defined in the same manner. In the present invention and embodiments, when the maximum diameters of the plurality of exhaust holes are different from each other, the term "the minimum diameter of the first intake hole is larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes" means that the minimum diameter of the first intake hole is larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes. This means that it is larger than the maximum value of the respective maximum diameters of the exhaust holes. In the present invention and embodiments, the name intake hole is not used to mean a hole for air intake. The name intake hole is used because the intake hole is a communicating hole close to the intake port. In the present invention and embodiments, the first intake hole is a communicating hole close to the first intake port. In the present invention and embodiments, the name exhaust hole is not used to mean a hole for exhaust air. The exhaust hole is a communicating hole close to the exhaust port, so the name exhaust hole is used.
本発明および実施の形態において、「排気孔が、プラグ軸方向に見たときに、副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における少なくとも1つの排気口までの最短距離が副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い方向線を有する」とは、プラグ軸方向に見たときに、副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向におけるこの排気孔の方向線と少なくとも1つの排気口との最短距離が、副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向におけるこの排気孔の方向線と少なくとも1つの吸気口との最短距離よりも短いことを意味する。プラグ軸方向に見たときに排気孔の方向線が排気口を通る場合、プラグ軸方向に見たときの排気孔の方向線と排気口との最短距離はゼロである。本発明および実施の形態における「吸気孔がプラグ軸方向に見たときに、副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における少なくとも1つの吸気口までの最短距離が副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における少なくとも1つの排気口までの最短距離よりも短い方向線を有する」の定義も上記と同様である。 In the present invention and embodiments, "when the exhaust hole is viewed in the axial direction of the plug, the shortest distance from the pre-chamber spark plug to at least one exhaust port in the circumferential direction around the central axis of the pre-chamber spark plug is "has a direction line shorter than the shortest distance to at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the spark plug" means "has a direction line that is shorter than the shortest distance to at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the pre-chamber spark plug" when viewed in the plug axial direction. The shortest distance between the direction line of this exhaust hole and the at least one exhaust port in the circumferential direction is the shortest distance between the direction line of this exhaust hole and the at least one intake port in the circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug. It means shorter than the distance. When the direction line of the exhaust hole passes through the exhaust port when viewed in the axial direction of the plug, the shortest distance between the direction line of the exhaust hole and the exhaust port when viewed in the plug axial direction is zero. In the present invention and embodiments, "When the intake hole is viewed in the axial direction of the plug, the shortest distance from the center axis of the pre-chamber spark plug to at least one intake port in the circumferential direction is the center of the pre-chamber spark plug. The definition of "having a direction line shorter than the shortest distance to at least one exhaust port in the circumferential direction around the axis" is also the same as above.
本発明および実施の形態において、複数の連通孔は、主燃焼室の内部空間に突出する副室壁部に形成されてもよく、主燃焼室の内部空間に突出しない副室壁部に形成されてもよい。複数の連通孔が形成された副室壁部とは、主燃焼室の内部空間に晒された片面(外面)を有する壁部である。副室壁部が筒状の部分を有する場合、副室壁部は主燃焼室の内部空間に突出するように形成されている。副室壁部は、副室スパークプラグと別体でもよく、副室スパークプラグと分離不能に一体化されていてもよい。副室壁部が副室スパークプラグと別体であるとは、副室壁部を含む部材が副室スパークプラグから離れているか、もしくは、副室壁部を含む部材が副室スパークプラグと分離可能に接触していることを意味する。 In the present invention and embodiments, the plurality of communication holes may be formed in the sub-chamber wall that projects into the internal space of the main combustion chamber, or may be formed in the sub-chamber wall that does not protrude into the internal space of the main combustion chamber. It's okay. The auxiliary chamber wall portion in which the plurality of communication holes are formed is a wall portion that has one surface (outer surface) exposed to the internal space of the main combustion chamber. When the sub-chamber wall portion has a cylindrical portion, the sub-chamber wall portion is formed to protrude into the internal space of the main combustion chamber. The sub-chamber wall portion may be separate from the sub-chamber spark plug, or may be integrated with the sub-chamber spark plug inseparably. The sub-chamber wall is separate from the sub-chamber spark plug because the member including the sub-chamber wall is separated from the sub-chamber spark plug, or the member including the sub-chamber wall is separate from the sub-chamber spark plug. It means possible contact.
本発明および実施の形態において、副室燃焼4ストロークエンジンの圧縮比とは、主燃焼室の容積の最小値に対する最大値の比率である。 In the present invention and embodiments, the compression ratio of the subchamber combustion four-stroke engine is the ratio of the maximum volume to the minimum volume of the main combustion chamber.
本発明及び実施の形態において、副室燃焼4ストロークエンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出センサとは、点火時期を決める際に影響を与える因子に関する状態を検出するセンサである。例えば、アクセル操作子の操作量、負荷、エンジン回転速度、吸気温度、吸気圧力、吸入空気量、大気圧、エンジン温度、油温、冷却水温、エンジン壁温、排ガス温度などを検出するセンサである。 In the present invention and embodiments, the engine operating state detection sensor that detects the operating state of the pre-chamber combustion four-stroke engine is a sensor that detects states related to factors that influence when determining ignition timing. For example, it is a sensor that detects accelerator operation amount, load, engine speed, intake air temperature, intake pressure, intake air amount, atmospheric pressure, engine temperature, oil temperature, cooling water temperature, engine wall temperature, exhaust gas temperature, etc. .
本発明および実施の形態において、ある構成要素の数を明確に特定していない場合(つまり、英語に翻訳された場合に単数形で表示される場合)、この構成要素の数は1つであってもよく複数であってもよい。本発明および実施の形態において、数が明確に特定されていない構成要素とは、例えば、主燃焼室、吸気通路、排気通路、スロットル弁、吸気通路噴射弁、副室、副室スパークプラグなどである。
本発明および実施の形態における副室燃焼4ストロークエンジンは、単一の主燃焼室を有してもよく、複数の主燃焼室を有してもよい。つまり、本発明および実施の形態における副室燃焼4ストロークエンジンは、単気筒エンジンユニットであってもよく、多気筒エンジンユニットであってもよい。副室および副室スパークプラグの数は、それぞれ、主燃焼室の数と同じである。吸気通路噴射弁の数は、主燃焼室の数と同じであってもよく、それより多くてもよい。スロットル弁の数は、主燃焼室の数と同じであってもよく、それより少なくてもよい。吸気通路は、2つ以上に分岐する形状でもよい。1つの主燃焼室に接続される吸気通路の数は1つである。分岐した形状の1つの吸気通路が複数の主燃焼室に接続されてもよい。排気通路は、2つ以上に分岐する形状でもよい。1つの主燃焼室に接続される排気通路の数は1つである。分岐した形状の1つの排気通路が複数の主燃焼室に接続されてもよい。
In the present invention and embodiments, if the number of an element is not explicitly specified (i.e., expressed in the singular when translated into English), the number of this element is one. There may be more than one. In the present invention and embodiments, components whose numbers are not clearly specified include, for example, the main combustion chamber, intake passage, exhaust passage, throttle valve, intake passage injection valve, subchamber, subchamber spark plug, etc. be.
The subchamber combustion four-stroke engine according to the present invention and embodiments may have a single main combustion chamber or a plurality of main combustion chambers. That is, the pre-chamber combustion four-stroke engine in the present invention and embodiments may be a single cylinder engine unit or a multi-cylinder engine unit. The number of subchambers and subchamber spark plugs are each the same as the number of main combustion chambers. The number of intake manifold injection valves may be the same as the number of main combustion chambers, or may be greater than that. The number of throttle valves may be the same as the number of main combustion chambers or may be less. The intake passage may have a shape that branches into two or more. The number of intake passages connected to one main combustion chamber is one. One branched intake passage may be connected to a plurality of main combustion chambers. The exhaust passage may have a shape that branches into two or more. The number of exhaust passages connected to one main combustion chamber is one. One branched exhaust passage may be connected to a plurality of main combustion chambers.
本発明および実施の形態における副室燃焼4ストロークエンジンは、自動車より車両重量が軽量でありエンジンの軽量化および小型化が要求される鞍乗型車両に搭載することができる。鞍乗型車両とは、運転者が鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指す。鞍乗型車両は、自動二輪車、スクーター、自動三輪車(motor tricycle)、四輪バギー(ATV:All Terrain Vehicle / 全地形型車両)、スノーモービル、水上オートバイ(パーソナルウォータークラフト)などを含む。また、本発明および実施の形態における副室燃焼4ストロークエンジンは、エンジンの軽量化および小型化が要求される作業用車両に搭載することができる。なお、本発明および実施の形態における副室燃焼4ストロークエンジンンが自動車に搭載できることは言うまでもない。本発明および実施の形態における副室燃焼4ストロークエンジンを搭載する製品は、特定の製品に限定されない。本発明の一実施形態である副室燃焼4ストロークエンジンが製品に搭載された場合、シリンダ孔の中心軸線が鉛直に対して0度以上45度以下になるように搭載されてもよく、45度以上90度以下になるように搭載されてもよい。 The pre-chamber combustion four-stroke engine according to the present invention and embodiments has a lighter vehicle weight than an automobile, and can be installed in a straddle-type vehicle that requires a lighter and more compact engine. A straddle-type vehicle refers to any vehicle in which the driver rides while straddling the saddle. Straddle-type vehicles include motorcycles, scooters, motor tricycles, all-terrain vehicles (ATVs), snowmobiles, personal watercrafts, and the like. Further, the pre-chamber combustion four-stroke engine according to the present invention and the embodiments can be installed in a work vehicle that requires a lightweight and compact engine. It goes without saying that the pre-chamber combustion four-stroke engine according to the present invention and the embodiments can be mounted on an automobile. Products equipped with the pre-chamber combustion four-stroke engine according to the present invention and embodiments are not limited to specific products. When the pre-chamber combustion 4-stroke engine, which is an embodiment of the present invention, is mounted on a product, it may be mounted so that the center axis of the cylinder hole is at an angle of 0 degrees or more and 45 degrees or less with respect to the vertical; It may be mounted so that the angle is greater than or equal to 90 degrees.
本発明および実施の形態において「含む(including)、有する(having)、構成する(comprising)およびこれらの派生語」は、列挙されたアイテム及びその等価物に加えて追加的アイテムをも包含することが意図されて用いられている。 In the present invention and embodiments, the words "including," "having," "comprising" and their derivatives include the listed items and their equivalents, as well as additional items. is intended and used.
他に定義されない限り、本発明および実施の形態で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されることはない。 Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present invention and embodiments have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed to have meanings consistent with the relevant art and their meanings in the context of this disclosure, and should not be interpreted as It cannot be interpreted in any meaningful sense.
本発明および実施の形態において、「してもよい」という用語は非排他的なものである。「してもよい」は、「してもよいがこれに限定されるものではない」という意味である。本発明および実施の形態において、「してもよい」と記載された構成は、少なくとも本発明の構成により得られる上記効果を奏する。 In the present invention and embodiments, the term "may" is non-exclusive. "You may" means "you may, but are not limited to this." In the present invention and the embodiments, the configuration described as "may be performed" produces at least the above-mentioned effects obtained by the configuration of the present invention.
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されたまたは図面に図示された構成要素の構成および配置の詳細に制限されないことが理解されるべきである。本発明は、後述する実施形態以外の実施形態でも可能である。本発明は、後述する実施形態に様々な変更を加えた実施形態でも可能である。 Before describing embodiments of the invention in detail, it is to be understood that the invention is not limited to the details of construction and arrangement of components that are described in the following description or illustrated in the drawings. The present invention is also possible in embodiments other than those described below. The present invention is also possible in embodiments in which various changes are made to the embodiments described below.
本発明の副室燃焼4ストロークエンジンによると、副室の混合気の着火性と複数の連通孔から噴射される火炎の噴射力を高めることができるため、点火補助装置が設けられなくても低負荷時のエンジン性能を確保できる。 According to the pre-chamber combustion 4-stroke engine of the present invention, the ignitability of the air-fuel mixture in the pre-chamber and the injection force of the flame injected from the plurality of communication holes can be increased, so even if an ignition auxiliary device is not provided, the combustion efficiency is reduced. Engine performance under load can be ensured.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態である副室燃焼4ストロークエンジンの詳細について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、例示である。本発明は、以下に説明する実施の形態によって、何等、限定的に解釈されるものではない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of a pre-chamber combustion four-stroke engine, which is an embodiment of the present invention, will be described below with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is an example. The present invention is not to be construed as being limited by the embodiments described below.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図1(a)および図1(b)を用いて説明する。図1(a)および図1(b)は、第1実施形態の一例を示す。第1実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1は、少なくとも1つの主燃焼室2を有する。主燃焼室2は、吸気通路5が接続される少なくとも1つの吸気口3および排気通路6が接続される少なくとも1つの排気口4を有する。主燃焼室2は、シリンダヘッド10と、シリンダ孔11と、ピストン12とによって形成される。つまり、シリンダ孔11は主燃焼室2を形成する。吸気通路5は、シリンダヘッド10の内部に形成された通路と、この通路に接続された通路を含む。排気通路6は、シリンダヘッド10の内部に形成された通路と、この通路に接続された通路を含む。副室燃焼4ストロークエンジン1は、少なくとも1つのスロットル弁7を有する。スロットル弁7は、吸気通路5を通過して主燃焼室2に吸入される空気の量を調整する。副室燃焼4ストロークエンジン1は、少なくとも1つの吸気通路噴射弁8を有する。吸気通路噴射弁8は、ガソリン燃料、アルコール燃料、またはガソリン・アルコール混合燃料である液体燃料を吸気通路5の内部に噴射する。副室燃焼4ストロークエンジン1は、少なくとも1つの副室20を有する。副室20の内部空間は、複数の連通孔21を介して主燃焼室2の内部空間と連通する。副室20の容積は、主燃焼室2の容積よりも小さく形成される。副室20の内部空間に、副室スパークプラグ23の一部が露出する。シリンダ孔11の中心軸線C11の位置と副室スパークプラグ23の中心軸線C23の位置との関係は、図1(a)および図1(b)に示す位置関係に限らない。なお、図1(a)は、図1(b)のA-A線の断面図である。副室スパークプラグ23の中心軸線C23と平行な方向を、プラグ軸方向DPとする。図1(a)および図1(b)において、プラグ軸方向DPはシリンダ孔11の中心軸線C11と平行であるが、プラグ軸方向DPはシリンダ孔11の中心軸線C11と平行でなくてもよい。副室燃焼4ストロークエンジン1は、少なくとも1つの吸気通路噴射弁8および少なくとも1つの副室スパークプラグ23を制御する制御装置70を有する。制御装置70は、スロットル弁7の開度が小さい低負荷領域の少なくとも一部において、排気上死点と吸気下死点との中間点よりも前に液体燃料の噴射が終了し、且つ、吸気通路5および主燃焼室2で混合された混合気が燃焼後に三元触媒で処理できる第1空燃比または第1空燃比よりもリッチな第2空燃比となるように、吸気通路噴射弁8を制御する。例えば、制御装置70は、低負荷領域の少なくとも一部において、吸気通路5および主燃焼室2で混合された混合気が燃焼後に三元触媒で処理できる第1空燃比となるように、吸気通路噴射弁8を制御してもよい。副室燃焼4ストロークエンジン1は、三元触媒を有してもよく有さなくてもよい。副室燃焼4ストロークエンジン1は、副室20に燃料を噴射する副室燃料噴射弁、および、副室20または主燃焼室2における混合気の点火を補助する点火補助装置のどちらも有さない。
<First embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1(a) and 1(b). FIG. 1(a) and FIG. 1(b) show an example of the first embodiment. The subchamber combustion four-stroke engine 1 of the first embodiment has at least one
副室20は、副室20の容積に対する副室20の内面の面積の比率を抑えるように、以下の2つの特徴を有する。1つ目の特徴は、副室スパークプラグ23を除き副室20の内面に突起が形成されないことである。2つ目の特徴は、副室20の内部空間のプラグ軸方向DPの長さL1と副室20の内部空間のプラグ軸方向DPに直交する方向の最大長さL2のうち大きい方の長さが小さい方の長さの2倍より小さいことである。図1(a)では長さL2が長さL1よりも大きいが、長さL1が長さL2よりも大きくてもよい。なお、副室20の内部空間の形状は、図1(a)および図1(b)に示す形状に限定されない。
The sub-chamber 20 has the following two features so as to suppress the ratio of the area of the inner surface of the sub-chamber 20 to the volume of the sub-chamber 20. The first feature is that no protrusions are formed on the inner surface of the
少なくとも1つの吸気口3は、第1吸気口3aを含む。図1(b)は、主燃焼室2から第1吸気口3aおよび複数の連通孔21をプラグ軸方向DPに見たときの図である。図1(b)は、主燃焼室2、第1吸気口3a、複数の連通孔21、副室20以外の要素の図示を省略している。図1(b)に示すように、プラグ軸方向DPに見て、副室スパークプラグ23の中心軸線C23と第1吸気口3aの中心C3aとを結ぶ線分を、線分LSaと定義する。複数の連通孔21は、以下の2つの特徴を有する第1吸気孔21iaを含む。1つ目の特徴は、プラグ軸方向DPに見たときに、第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaに対して線分LSaがなす角度θが、-17°<θ<17°を満たすことである(図1(b)参照)。図1(b)において、角度θの大きさ(絶対値)は0°よりも大きいが、角度θは0°でもよい。2つ目の特徴は、シリンダ孔11の中心軸線C11に平行で第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaを含む平面で切断した断面において、第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaが、第1吸気口3aを開閉する吸気弁13の開弁時に吸気弁13のバルブヘッド14と第1吸気口3aとの間を通ることである(図1(a)参照)。図1(a)は、副室燃焼4ストロークエンジン1をシリンダ孔11の中心軸線C11に平行で第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaを含む平面で切断した断面図である。複数の連通孔21がこのような第1吸気孔21iaを有することにより、吸気通路5に噴射された液体燃料が第1吸気口3aから第1吸気孔21iaを通って副室20に導入されやすい。図1において、連通孔21の数は5つであるが、連通孔21の数は5つより少なくても多くてもよい。第1実施形態における複数の連通孔21の数、位置、形状、およびサイズは、図1に示すものに限らない。なお、図1において、第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaと副室スパークプラグ23の中心軸線C23との交点は、副室スパークプラグ23の中心軸線C23の電極部よりもプラグ軸方向DPにおいて主燃焼室2に近いが、この構成に限らない。
At least one
吸気弁13のバルブヘッド14に沿って拡散された液体燃料の粒子の流れが導入されやすいように第1吸気孔21iaが形成され、且つ、第1吸気孔21iaの後方に容積に対する内面の面積の比率を抑えるように副室20が形成されていることにより、粒子が比較的大きく慣性力が比較的大きい液体燃料を、副室20の内部空間の奥の方まで導入することができる。それにより、副室20の混合気の着火性と複数の連通孔21から噴射される火炎の噴射力を高めることができ、点火補助装置が設けられなくても低負荷時のエンジン性能を確保できる。
The first intake hole 21ia is formed so that the flow of liquid fuel particles diffused along the
第1実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1の圧縮比は例えば11以上でもよい。第1実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1は、主燃焼室2の内部に燃料を噴射する主燃焼室燃料噴射弁を有さなくてよい。つまり、主燃焼室2および副室20の内部空間に導入される燃料は、吸気通路噴射弁8から噴射された燃料だけである。第1実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1は、スーパーチャージャーおよびターボチャージャーのどちらも有さなくてよい。つまり、副室燃焼4ストロークエンジン1は、自然吸気式でもよい。第1実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1は、主燃焼室2を迂回して排気通路6と吸気通路5を接続する外部排気再循環通路を含む外部排気再循環装置を有さなくてよい。
The compression ratio of the pre-chamber combustion four-stroke engine 1 of the first embodiment may be, for example, 11 or more. The pre-chamber combustion four-stroke engine 1 of the first embodiment does not need to have a main combustion chamber fuel injection valve that injects fuel into the
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図2(a)および図2(b)を用いて説明する。図2(a)および図2(b)は、第2実施形態の2つの例を示す。第2実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第2実施形態において、主燃焼室2は、2つの吸気口3を有する。2つの吸気口3は、第1吸気口3aと第2吸気口3bである。主燃焼室2は、図2(a)および図2(b)に示すように2つの排気口4を有してもよい。図示は省略するが、主燃焼室2は、単一の排気口4を有してもよい。図2(a)および図2(b)は、主燃焼室2から2つの吸気口3、2つの排気口4、および複数の連通孔21をプラグ軸方向DPに見たときの図である。第2実施形態において、複数の連通孔21は、以下の2つの特徴を有する第2吸気孔21ibを含む。1つ目の特徴は、プラグ軸方向DPに見たときに、第2吸気孔21ibの中心軸線C21ibに対して線分LSbがなす角度θ2が、-17°<θ2<17°を満たすことである。線分LSbは、副室スパークプラグ23の中心軸線C23と第2吸気口3bの中心C3bとを結ぶ線分である。図2(a)および図2(b)において、角度θ2の大きさ(絶対値)は0°よりも大きいが、角度θ2は0°でもよい。2つ目の特徴は、図示は省略するが、シリンダ孔11の中心軸線C11に平行で第2吸気孔21ibの中心軸線C21ibを含む平面で切断した断面において、第2吸気孔21ibの中心軸線C21ibが、第2吸気口3bを開閉する吸気弁(図示省略)の開弁時に吸気弁のバルブヘッドと第2吸気口3bとの間を通ることである。つまり、第2実施形態における第2吸気口3bおよび第2吸気孔21ibは、本発明における第1吸気口および第1吸気孔と同じ特徴を有する。複数の連通孔21がこのような第2吸気孔21ibを有することにより、吸気通路5に噴射された液体燃料が第2吸気口3bから第2吸気孔21ibを通って副室20に導入されやすい。なお、図2(a)における連通孔21の数は5つであり、図2(b)における連通孔21の数は6つであるが、第2実施形態における複数の連通孔21の数、位置、形状、およびサイズは、図2(a)および図2(b)に示すものに限らない。
<Second embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2(a) and 2(b). FIGS. 2(a) and 2(b) show two examples of the second embodiment. The second embodiment has the configuration of the first embodiment. In the second embodiment, the
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図2(c)および図2(d)を用いて説明する。図2(c)および図2(d)は、第3実施形態の2つの例を示す。第3実施形態は、第1実施形態の構成を有する。第3実施形態において、主燃焼室2は、単一の吸気口3を有する。単一の吸気口3は第1吸気口3aである。主燃焼室2は、図2(c)および図2(d)に示すように単一の排気口4を有してもよい。図示は省略するが、主燃焼室2は、2つの排気口4を有してもよい。なお、図2(c)における連通孔21の数は5つであり、図2(d)における連通孔21の数は6つであるが、第3実施形態における複数の連通孔21の数、位置、形状、およびサイズは、図2(c)および図2(d)に示すものに限らない。
<Third embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a third embodiment of the present invention will be described using FIG. 2(c) and FIG. 2(d). FIGS. 2(c) and 2(d) show two examples of the third embodiment. The third embodiment has the configuration of the first embodiment. In the third embodiment, the
<第4実施形態>
本発明の第4実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図2(e)を用いて説明する。図2(e)は、第4実施形態の一例を示す。第4実施形態は、第1~第3実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第4実施形態において、複数の連通孔21は、以下の2つの特徴を有する第3吸気孔21icを含む。1つ目の特徴は、プラグ軸方向DPに見たときに、第3吸気孔21icの中心軸線C21icに対して線分LSaがなす角度θ3が、-17°<θ3<17°を満たすことである。線分LSaは、副室スパークプラグ23の中心軸線C23と第1吸気口3aの中心C3bとを結ぶ線分である。2つ目の特徴は、図示は省略するが、シリンダ孔11の中心軸線C11に平行で第3吸気孔21icの中心軸線C21icを含む平面で切断した断面において、第3吸気孔21icの中心軸線C21icが、第1吸気口3aを開閉する吸気弁13の開弁時に吸気弁13のバルブヘッド14と第1吸気口3aとの間を通ることである。複数の連通孔21がこのような第3吸気孔21icを有することにより、吸気通路5に噴射された液体燃料が第1吸気口3aから第3吸気孔21icを通って副室20に導入されやすい。第4実施形態における第1吸気孔21iaおよび第3吸気孔21icは、それぞれ、本発明の第1吸気孔に相当する。第4実施形態における複数の連通孔21の数、位置、形状、およびサイズは、図2(e)に示すものに限らない。
<Fourth embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a fourth embodiment of the present invention will be described using FIG. 2(e). FIG. 2(e) shows an example of the fourth embodiment. The fourth embodiment has at least one configuration of the first to third embodiments. In the fourth embodiment, the plurality of communication holes 21 include a third intake hole 21ic having the following two characteristics. The first feature is that the angle θ3 formed by the line segment LSa with respect to the central axis C21ic of the third intake hole 21ic satisfies -17°<θ3<17° when viewed in the plug axial direction DP. be. The line segment LSa is a line segment that connects the center axis C23 of the
<第5実施形態>
本発明の第5実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図3(a)および図3(b)を用いて説明する。図3(a)および図3(b)は、第5実施形態の一例の例を示す。第5実施形態は、第1実施形態~第4実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第5実施形態において、複数の連通孔21は、第1吸気孔21iaを通って副室20に導入された液体燃料が複数の連通孔21から排出され難くなるように、以下のように形成されている。プラグ軸方向DPに見たときに、第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaが、複数の連通孔21のうち第1吸気孔21iaではないいずれの連通孔21の中心軸線C21とも一致しない(図3(b)参照)。図3(b)は、図1(a)に、第1吸気孔21ia以外の連通孔21の中心軸線C21を加えた図である。さらに、第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaを含む平面とシリンダ孔11の中心軸線C11の両方に直交する方向に見たときに、第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaが、複数の連通孔21のうち第1吸気孔21iaではないいずれの連通孔21の中心軸線C21とも一致しない(図3(a)参照)。図3(a)は、図1(a)に、第1吸気孔21ia以外の連通孔21の中心軸線C21を加えた図である。つまり、図3(a)には、第1吸気孔21iaの中心軸線C21iaを含む平面とシリンダ孔11の中心軸線C11の両方に直交する方向に見たときの複数の連通孔21の中心軸線C21が表示されている。なお、第5実施形態における複数の連通孔21の数、位置、形状、およびサイズは、図3(a)および図3(b)に示すものに限らない。第5実施形態が第2実施形態の構成を有する場合、プラグ軸方向DPに見たとき、および、第2吸気孔21ibの中心軸線C21ibを含む平面とシリンダ孔11の中心軸線C11の両方に直交する方向に見たときに、第2吸気孔21ibの中心軸線C21ibが、複数の連通孔21のうち第2吸気孔21ibではないいずれの連通孔21の中心軸線C21とも一致しなくてもよい。
<Fifth embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3(a) and 3(b). 3(a) and 3(b) show an example of the fifth embodiment. The fifth embodiment has at least one configuration of the first to fourth embodiments. In the fifth embodiment, the plurality of communication holes 21 are formed as follows so that the liquid fuel introduced into the
<第6~第8実施形態>
本発明の第6~第8実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図4、図5、図6(a)および図6(b)を用いて説明する。図4は、少なくとも1つの吸気口3、少なくとも1つの排気口4、および複数の連通孔21をプラグ軸方向DPに見たときの図である。図5および図6(a)は、複数の連通孔21をプラグ軸方向DPに見たときの図である。図6(b)は、図6(a)のB-B線の断面図である。第6実施形態は、第1実施形態~第5実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第7実施形態は、第1実施形態~第5実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第8実施形態は、第1実施形態~第5実施形態の少なくとも1つの構成を有する。まず、第6~第8実施形態の共通の定義について説明する。連通孔21の中心軸線と重なり、この連通孔21から副室20の内部空間を通らずに主燃焼室2に向かって延びる半直線を、この連通孔21の方向線H21と定義する(図4参照)。プラグ軸方向DPに見たときの中心軸線C23を中心とした周方向における連通孔21の方向線H21と少なくとも1つの吸気口3との最短距離を、最短距離L3と定義する(図4参照)。中心軸線C23を中心とした周方向における第1吸気孔21iaの方向線H21と少なくとも1つの吸気口3との最短距離L3はゼロである。プラグ軸方向DPに見たときの中心軸線C23を中心とした周方向における連通孔21の方向線H21と少なくとも1つの排気口4との最短距離を、最短距離L4と定義する(図4参照)。複数の連通孔21のうち、最短距離L3が最短距離L4よりも短くなるような方向線H21を有する連通孔21を、吸気孔21iと定義する(図4参照)。第1吸気孔21iaは吸気孔21iに該当する。第6~第8実施形態において、複数の連通孔21は、少なくとも1つの吸気孔21iaを含む。複数の連通孔21のうち、最短距離L4が最短距離L3よりも短くなるような方向線H21を有する連通孔21を、排気孔21eと定義する(図4参照)。第6~第8実施形態において、複数の連通孔21は、複数の排気孔21eを含む。図4における主燃焼室2は2つの吸気口3を有するが、主燃焼室2は単一の吸気口3を有してもよい。図4における主燃焼室2は2つの排気口4を有するが、主燃焼室2は単一の排気口4を有してもよい。
<Sixth to Eighth Embodiments>
Pre-chamber combustion four-stroke engines 1 according to sixth to eighth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 5, 6(a), and 6(b). FIG. 4 is a diagram of at least one
第6実施形態において、複数の連通孔21は、複数の排気孔21eの数よりも少ない数の複数の吸気孔21iを含む(例えば図4参照)。第6実施形態が第2実施形態の構成を有する場合、複数の吸気孔21iは、第1吸気孔21iaと第2吸気孔21ibだけでもよく、3つ以上の吸気孔21iでもよい。
In the sixth embodiment, the plurality of communication holes 21 include a plurality of
第7実施形態において、第1吸気孔21iaの最小径は、複数の排気孔21eの最大径よりも大きい(例えば、図5参照)。第7実施形態において、吸気孔21iの数は1つでもよく、複数でもよい。第7実施形態において、複数の吸気孔21iの最小径がいずれも、複数の排気孔21eの最大径よりも大きくてもよい。第7実施形態が第2実施形態の構成を有する場合、第2吸気孔21ibの最小径は、複数の排気孔21eの最大径よりも大きいことが好ましい。
In the seventh embodiment, the minimum diameter of the first intake hole 21ia is larger than the maximum diameter of the plurality of
第8実施形態において、第1吸気孔21iaは、主燃焼室2に近いほど径が大きくなるように形成され、複数の排気孔21eは、主燃焼室2に近いほど径が大きくなるように形成されていない(例えば、図6(a)および図6(b)参照)。第8実施形態において、第1吸気孔21iaの最大径は、複数の排気孔21eの最大径よりも大きいことが好ましい。第8実施形態において、吸気孔21iの数は1つでもよく、複数でもよい。第8実施形態において、複数の吸気孔21iは全て、主燃焼室2に近いほど径が大きくなるように形成されてもよい。第8実施形態において、複数の吸気孔21iのうちの一部の吸気孔21iは、径が変化しないように形成されてもよい。第8実施形態が第2実施形態の構成を有する場合、第2吸気孔21ibは、主燃焼室2に近いほど径が大きくなるように形成されることが好ましい。
In the eighth embodiment, the first intake hole 21ia is formed to have a larger diameter as it is closer to the
第7実施形態および第8実施形態は、第6実施形態の構成を有してもよく、有さなくてもよい。第7実施形態および/または第8実施形態において、複数の連通孔21は、複数の排気孔21eの数と同じまたはそれより多い数の複数の吸気孔21iを含んでいてもよい。第6実施形態および第8実施形態は、第7実施形態の構成を有してもよく、有さなくてもよい。第6実施形態および/または第8実施形態において、第1吸気孔21iaの最小径は、複数の排気孔21eの少なくとも1つの排気孔21eの最大径と同じかそれよりも小さくてもよい。第6実施形態および第7実施形態は、第8実施形態の構成を有してもよく、有さなくてもよい。第6実施形態および/または第7実施形態において、第1吸気孔21iaは、主燃焼室2に近いほど径が大きくなるように形成されていなくてもよい。第6実施形態および/または第7実施形態において、複数の排気孔21eは、主燃焼室2に近いほど径が大きくなるように形成されてもよい。
The seventh embodiment and the eighth embodiment may or may not have the configuration of the sixth embodiment. In the seventh embodiment and/or the eighth embodiment, the plurality of communication holes 21 may include the plurality of
<第9実施形態>
本発明の第9実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図7を用いて説明する。第9実施形態は、第1実施形態~第8実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第9実施形態において、複数の連通孔21は、主燃焼室2の内部空間に突出する副室壁部22に形成されている。さらに、第9実施形態において、副室20は、副室20の容積に対して副室壁部22の突出量が小さくなるように形成されている。具体的には、副室壁部22の外面を通らず副室20の内部空間を通りプラグ軸方向DPに直交するいずれかの平面Sによって副室20の内部空間を2つの空間に分けた場合に、2つの空間のうち主燃焼室2に近い方の空間の体積が、2つの空間のうち主燃焼室2から遠い方の空間の体積よりも小さくなるように、副室20は形成されている。図7に示す平面Sは、副室壁部22の外面を通らず副室20の内部空間を通りプラグ軸方向DPに直交する平面Sの一例にすぎない。なお、副室壁部22の外面とは、主燃焼室2に露出する面である。副室壁部22の外面を通らず副室20の内部空間を通りプラグ軸方向DPに直交するいずれかの平面Sによって副室20の内部空間を2つの空間に分けた場合に、2つの空間のうち主燃焼室2に近い方の空間の体積が、2つの空間のうち主燃焼室2から遠い方の空間の体積よりも小さくなるように形成された副室20とは、以下のような副室20ではないことを意味する。その副室20とは、副室壁部22の外面を通らず副室20の内部空間を通りプラグ軸方向DPに直交する全ての平面について、以下の関係が成立するような副室20である。その関係とは、平面によって副室20の内部空間を2つの空間に分けた場合に、2つの空間のうち主燃焼室2に近い方の空間の体積が、2つの空間のうち主燃焼室2から遠い方の空間の体積と同じまたはそれよりも大きいという関係である。
<Ninth embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a ninth embodiment of the present invention will be described using FIG. 7. The ninth embodiment has at least one configuration of the first to eighth embodiments. In the ninth embodiment, the plurality of communication holes 21 are formed in a
<第10実施形態>
本発明の第10実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について、図8を用いて説明する。第10実施形態は、第1実施形態~第9実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第10実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1はノックセンサを有さない。制御装置70は、ノックセンサではない副室燃焼4ストロークエンジン1の運転状態を検出する運転状態検出センサ71の出力に基づいて、予め定められた点火時期で副室20の内部の混合気に点火するように副室スパークプラグ23を制御する。
<Tenth embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a tenth embodiment of the present invention will be described using FIG. 8. The tenth embodiment has at least one configuration of the first to ninth embodiments. The pre-chamber combustion four-stroke engine 1 of the tenth embodiment does not have a knock sensor. The
ここで、図8の中のグラフは、本発明者らが実験した結果の一部である。このグラフの横軸であるCA50とは、燃焼割合が50%となるクランク角である50%質量燃焼割合クランク角(50% mass fraction burned Crank Angle)を表す。このグラフは、実施例1~3および比較例1の4ストロークエンジンにおいてCA50を変化させた時のノックピーク標準偏差[KPa]を示す。比較例1のエンジンは副室を有さない。実施例1、2のエンジンは、副室スパークプラグの周囲に冷却ジャケットを有する。実施例3のエンジンは、副室スパークプラグの周囲に冷却ジャケットを有さない。実施例1のエンジンと、実施例2のエンジンは、副室スパークプラグの電極部の構成が異なる。実施例3のエンジンと、実施例1のエンジンは、副室スパークプラグの電極部の構成が同じである。実施例1~3および比較例1において、上記以外の試験条件は同じである。エンジンの運転領域は、高負荷領域で、中エンジン回転速度領域とした。高負荷領域とは、エンジンの負荷の最低から最高までの領域を2等分した場合の高い方の領域である。なお、ここでの中エンジン回転速度領域とは、エンジン回転速度の最低から最高までの領域を4等分した場合の中間の2つの領域の領域である。グラフを参照して分かるように、副室を有さない比較例1のエンジンは、点火時期を進角すると、ある時点で非常に急激にノックピーク標準偏差[KPa]が上昇する。一方、副室を有する実施例1~3のエンジンは、点火時期を進角しても、急激にノックピーク標準偏差[KPa]が上昇することはなく、穏やかに上昇する。本発明者らは、負荷およびエンジン回転速度の条件を変えて実験した結果、他の条件でも同様の傾向があることを見出した。 Here, the graph in FIG. 8 is part of the results of experiments conducted by the present inventors. CA50, which is the horizontal axis of this graph, represents 50% mass fraction burned crank angle, which is the crank angle at which the combustion ratio is 50%. This graph shows the knock peak standard deviation [KPa] when CA50 was changed in the four-stroke engines of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. The engine of Comparative Example 1 does not have a subchamber. The engines of Examples 1 and 2 have a cooling jacket around the subchamber spark plug. The engine of Example 3 does not have a cooling jacket around the pre-chamber spark plug. The engine of Example 1 and the engine of Example 2 differ in the configuration of the electrode portion of the pre-chamber spark plug. The engine of Example 3 and the engine of Example 1 have the same structure of the electrode part of the subchamber spark plug. In Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the test conditions other than the above were the same. The operating range of the engine was a high load range and a medium engine speed range. The high load region is the higher region when the region from the lowest to the highest engine load is divided into two equal parts. Note that the medium engine rotational speed region herein refers to the two intermediate regions when the region from the lowest to the highest engine rotational speed is divided into four equal parts. As can be seen from the graph, in the engine of Comparative Example 1 which does not have a pre-chamber, when the ignition timing is advanced, the knock peak standard deviation [KPa] increases very rapidly at a certain point. On the other hand, in the engines of Examples 1 to 3 having a pre-chamber, even if the ignition timing is advanced, the knock peak standard deviation [KPa] does not suddenly increase, but increases gradually. The inventors of the present invention conducted experiments with different load and engine rotational speed conditions, and found that similar trends were observed under other conditions.
<第11実施形態>
本発明の第11実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について説明する。第11実施形態は、第1実施形態~第10実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第11実施形態において、複数の連通孔21の各々の中心軸線C21に直交する断面の面積の合計は、5.7mm2以上7.6mm2以下である。
<Eleventh embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to an eleventh embodiment of the present invention will be described. The eleventh embodiment has at least one configuration of the first to tenth embodiments. In the eleventh embodiment, the total area of the cross section perpendicular to the central axis C21 of each of the plurality of communication holes 21 is 5.7 mm 2 or more and 7.6 mm 2 or less.
ここで、図9のグラフは、本発明者らが実験した結果の一部である。以下の説明において、主燃焼室の内部空間と副室の内部空間を連通させる複数の連通孔の各々の中心軸線に直交する断面の面積の合計を、孔総面積と称する。図9は、実施例4~7および比較例2~4の4ストロークエンジンにおいて、CA50を変化させた時のIMEP(Indicated meaneffective pressure:図示平均有効圧)の変動率であるIMEPcovを示す。CA50の意味は第10実施形態で説明した通りである。IMEPは、1サイクル当たりの仕事をエンジンが持つ行程容積で割った値である。IMEPcovの値が低いほど燃焼安定性が高いことを示す。実施例4~7および比較例2~4の試験条件は互いに同じである。比較例2のエンジンは、副室を有さない。比較例2のエンジンは、副室の有無以外の構成が実施例4~7および比較例3、4のエンジンと同じである。実施例4~7および比較例3、4のエンジンにおける孔総面積を以下の表1に示す。実施例4~7および比較例3、4のエンジンは、複数の連通孔以外の構成が互い同じである。 Here, the graph in FIG. 9 is part of the results of experiments conducted by the present inventors. In the following description, the total area of the cross section perpendicular to the central axis of each of the plurality of communication holes that communicate the internal space of the main combustion chamber and the internal space of the auxiliary chamber is referred to as the total area of the holes. FIG. 9 shows IMEPcov, which is the rate of change in IMEP (Indicated Mean Effective Pressure) when CA50 is changed in the four-stroke engines of Examples 4 to 7 and Comparative Examples 2 to 4. The meaning of CA50 is as explained in the tenth embodiment. IMEP is the work per cycle divided by the stroke volume of the engine. The lower the value of IMEPcov, the higher the combustion stability. The test conditions of Examples 4 to 7 and Comparative Examples 2 to 4 are the same. The engine of Comparative Example 2 does not have a subchamber. The engine of Comparative Example 2 has the same configuration as the engines of Examples 4 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 except for the presence or absence of the subchamber. The total hole area in the engines of Examples 4 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 is shown in Table 1 below. The engines of Examples 4 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 have the same configuration except for the plurality of communicating holes.
図9のグラフにおいて、孔総面積が5.7mm2よりも小さい比較例3と、孔総面積が7.6mm2よりも大きい比較例4は、副室を設けない比較例2よりも部分的に燃焼安定性が低くなっている。一方、孔総面積が5.7mm2以上7.6mm2以下である実施例4~7は、比較例2より燃焼安定性が高い。実施例4よりも孔総面積が大きく実施例7よりも孔総面積が小さい実施例5および実施例6は、実施例4および実施例7よりも燃焼安定性が高い。実施例4および実施例7の燃焼安定性は同程度である。そのため、図9のグラフから、孔総面積は、5.7mm2以上7.6mm2以下が好ましいことがわかる。 In the graph of FIG. 9, Comparative Example 3, in which the total hole area is smaller than 5.7 mm 2 , and Comparative Example 4, in which the total hole area is larger than 7.6 mm 2 , have a smaller area than Comparative Example 2, which does not have an auxiliary chamber. combustion stability is low. On the other hand, Examples 4 to 7 in which the total pore area was 5.7 mm 2 or more and 7.6 mm 2 or less had higher combustion stability than Comparative Example 2. Examples 5 and 6, which have a larger total pore area than Example 4 and a smaller total pore area than Example 7, have higher combustion stability than Example 4 and Example 7. The combustion stability of Examples 4 and 7 is comparable. Therefore, from the graph of FIG. 9, it can be seen that the total hole area is preferably 5.7 mm 2 or more and 7.6 mm 2 or less.
<第12実施形態>
本発明の第12実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について説明する。第12実施形態は、第1実施形態~第11実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第12実施形態において、第1吸気孔21iaの最小径は1.0mm以上1.2mm以下であって、副室20の容積は、328mm3以上802mm3以下である。
<Twelfth embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a twelfth embodiment of the present invention will be described. The twelfth embodiment has at least one configuration of the first to eleventh embodiments. In the twelfth embodiment, the minimum diameter of the first intake hole 21ia is 1.0 mm or more and 1.2 mm or less, and the volume of the
ここで、図10(a)および図10(b)のグラフは、本発明者らが実験した結果の一部である。図10(a)は、実施例8、9および比較例5、6の4ストロークエンジンにおいて、CA50を変化させた時のIMEPcovを示す。実施例8、9および比較例5、6の試験条件は互いに同じである。比較例5のエンジンは、副室を有さない。比較例5のエンジンは、副室の有無以外の構成が実施例8、9および比較例6のエンジンと同じである。実施例8、9および比較例6のエンジンにおける副室の容積を以下の表2に示す。実施例8、9および比較例6のエンジンは、副室以外の構成が互い同じである。実施例8、9および比較例6のエンジンにおける第1吸気孔21iaの最小径は互いに同じであって、1.0mm以上1.2mm以下の値である。図10(a)のグラフにおいて、副室の容積が802mm3よりも大きい比較例6は、副室を設けない比較例5よりも燃焼安定性が低い。副室の容積が802mm3である実施例9の燃焼安定性は、副室を設けない比較例5と同程度である。副室の容積が802mm3よりも小さい実施例8は、実施例9および比較例5よりも燃焼安定性が高い。 Here, the graphs in FIGS. 10(a) and 10(b) are part of the results of experiments conducted by the present inventors. FIG. 10(a) shows IMEPcov when CA50 is changed in the four-stroke engines of Examples 8 and 9 and Comparative Examples 5 and 6. The test conditions of Examples 8 and 9 and Comparative Examples 5 and 6 are the same. The engine of Comparative Example 5 does not have a subchamber. The engine of Comparative Example 5 has the same configuration as the engines of Examples 8 and 9 and Comparative Example 6 except for the presence or absence of the subchamber. The volumes of the subchambers in the engines of Examples 8 and 9 and Comparative Example 6 are shown in Table 2 below. The engines of Examples 8 and 9 and Comparative Example 6 have the same structure except for the subchamber. The minimum diameters of the first intake holes 21ia in the engines of Examples 8 and 9 and Comparative Example 6 are the same, and are 1.0 mm or more and 1.2 mm or less. In the graph of FIG. 10(a), Comparative Example 6 in which the volume of the pre-chamber is larger than 802 mm 3 has lower combustion stability than Comparative Example 5 in which the pre-chamber is not provided. The combustion stability of Example 9, in which the volume of the subchamber was 802 mm 3 , was comparable to that of Comparative Example 5, in which the subchamber was not provided. Example 8, in which the volume of the subchamber is smaller than 802 mm 3 , has higher combustion stability than Example 9 and Comparative Example 5.
図10(b)は、実施例10~12および比較例7の4ストロークエンジンにおいて、エンジン回転速度を変化させたときのIMEPcovを示す。実施例10~12および比較例7の試験条件は互いに同じである。比較例7のエンジンは、副室を有さない。実施例10~12のエンジンにおける副室の容積を以下の表3に示す。実施例10~12のエンジンは、副室以外の構成が互い同じである。なお、実施例10の副室の容積は、表3には329mm3と記載されているが、厳密には328.7mm3である。実施例10~12および比較例7のエンジンにおける第1吸気孔21iaの最小径は1.2mmである。一般的に、副室の容積を小さくすることは構造上の制約がある。実施例10の副室の容積の値である328.7mm3は、構造上の制約から決まる副室の容積の最小値である。図10(b)のグラフからわかるように、副室の容積を、構造上の制約から決まる副室の容積の最小値まで小さくしても、燃焼安定性はあまり変化しない。 FIG. 10(b) shows IMEPcov when the engine rotational speed is changed in the four-stroke engines of Examples 10 to 12 and Comparative Example 7. The test conditions of Examples 10 to 12 and Comparative Example 7 are the same. The engine of Comparative Example 7 does not have a subchamber. The volumes of the subchambers in the engines of Examples 10 to 12 are shown in Table 3 below. The engines of Examples 10 to 12 have the same structure except for the subchamber. Although the volume of the subchamber in Example 10 is listed as 329 mm 3 in Table 3, it is strictly 328.7 mm 3 . The minimum diameter of the first intake hole 21ia in the engines of Examples 10 to 12 and Comparative Example 7 is 1.2 mm. Generally, there are structural restrictions on reducing the volume of the subchamber. The value of the volume of the subchamber of Example 10, 328.7 mm 3 , is the minimum value of the volume of the subchamber determined by structural constraints. As can be seen from the graph in FIG. 10(b), even if the volume of the subchamber is reduced to the minimum value of the volume of the subchamber determined by structural constraints, the combustion stability does not change much.
図10(a)および図10(b)のグラフから、第1吸気孔21iaの最小径が1.0mm以上1.2mm以下の場合、副室の容積は、328mm3以上802mm3以下が好ましいことが推定できる。 From the graphs in FIGS. 10(a) and 10(b), when the minimum diameter of the first intake hole 21ia is 1.0 mm or more and 1.2 mm or less, the volume of the subchamber is preferably 328 mm 3 or more and 802 mm 3 or less. can be estimated.
<第13実施形態>
本発明の第13実施形態の副室燃焼4ストロークエンジン1について説明する。第13実施形態は、第1実施形態~第11実施形態の少なくとも1つの構成を有する。第13実施形態において、第1吸気孔21iaの最小径は1.2mmよりも大きく1.4mm以下であって、副室20の容積は、328mm3以上1151mm3以下である。
<13th embodiment>
A pre-chamber combustion four-stroke engine 1 according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described. The thirteenth embodiment has at least one configuration of the first to eleventh embodiments. In the thirteenth embodiment, the minimum diameter of the first intake hole 21ia is greater than 1.2 mm and less than or equal to 1.4 mm, and the volume of the
ここで、図11のグラフは、本発明者らが実験した結果の一部である。図11は、実施例13~19および比較例8の4ストロークエンジンにおいて、CA50を変化させた時のIMEPcovを示す。実施例13~19および比較例8の試験条件は互いに同じである。比較例8のエンジンは、副室を有さない。比較例8のエンジンは、副室の有無以外の構成が実施例13~19のエンジンと同じである。実施例13~19のエンジンにおける副室の容積を以下の表4に示す。実施例13~19のエンジンは、副室以外の構成が互い同じである。実施例13~19のエンジンにおける第1吸気孔21iaの最小径は互いに同じであって、1.2mmよりも大きく1.4mm以下の値である。一般的に、副室の容積を大きくすることは構造上の制約がある。実施例19の副室の容積の値である1151mm3は、構造上の制約から決まる副室の容積の最大値である。図11のグラフにおいて、実施例13~19は、副室を設けない比較例8よりも燃焼安定性が高い。 Here, the graph in FIG. 11 is part of the results of experiments conducted by the present inventors. FIG. 11 shows IMEPcov when CA50 is changed in the four-stroke engines of Examples 13 to 19 and Comparative Example 8. The test conditions of Examples 13 to 19 and Comparative Example 8 are the same. The engine of Comparative Example 8 does not have a subchamber. The engine of Comparative Example 8 has the same configuration as the engines of Examples 13 to 19 except for the presence or absence of the subchamber. The volumes of the subchambers in the engines of Examples 13 to 19 are shown in Table 4 below. The engines of Examples 13 to 19 have the same structure except for the subchamber. The minimum diameters of the first intake holes 21ia in the engines of Examples 13 to 19 are the same, and are greater than 1.2 mm and less than 1.4 mm. Generally, there are structural restrictions on increasing the volume of the subchamber. The value of the volume of the subchamber of Example 19, 1151 mm 3 , is the maximum value of the volume of the subchamber determined by structural constraints. In the graph of FIG. 11, Examples 13 to 19 have higher combustion stability than Comparative Example 8, which does not have a subchamber.
試験結果は省略するが、第1吸気孔21iaの最小径が1.2mmより大きく1.4mm以下の値であっても、副室の容積が構造上の制約から決まる最小値である328.7mm3であるエンジンの燃焼安定性は、副室を設けないエンジンの燃焼安定性よりも高い。そのため、図11のグラフから、第1吸気孔21iaの最小径が1.2mmよりも大きく1.4mm以下の場合、副室の容積は、328mm3以上1151mm3以下が好ましいことが推定できる。 Although the test results are omitted, even if the minimum diameter of the first intake hole 21ia is greater than 1.2 mm and less than 1.4 mm, the volume of the subchamber is 328.7 mm, which is the minimum value determined by structural constraints. The combustion stability of an engine with a rating of 3 is higher than that of an engine without a pre-chamber. Therefore, from the graph of FIG. 11, it can be estimated that when the minimum diameter of the first intake hole 21ia is greater than 1.2 mm and less than 1.4 mm, the volume of the subchamber is preferably 328 mm 3 or more and 1151 mm 3 or less.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、複数の連通孔は、主燃焼室の内部空間に突出しない副室壁部に形成されてもよい。本発明の副室燃焼4ストロークエンジンは、スーパーチャージャーまたはターボチャージャーを有してもよい。副室燃焼4ストロークエンジンは、主燃焼室の内部に燃料を噴射する主燃焼室燃料噴射弁を有してもよい。本発明の副室燃焼4ストロークエンジンの圧縮比が11より小さくてもよい。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the plurality of communication holes may be formed in a wall portion of the auxiliary chamber that does not protrude into the internal space of the main combustion chamber. The pre-chamber combustion four-stroke engine of the present invention may have a supercharger or a turbocharger. The prechamber combustion four-stroke engine may have a main combustion chamber fuel injection valve that injects fuel into the main combustion chamber. The compression ratio of the pre-chamber combustion four-stroke engine of the present invention may be smaller than 11.
1:副室燃焼4ストロークエンジン、2:主燃焼室、3:吸気口、4:排気口、3a:第1吸気口、5:吸気通路、6:排気通路、7:スロットル弁、8:吸気通路噴射弁、10:シリンダヘッド、11:シリンダ孔、13:吸気弁、14:バルブヘッド、20:副室、21:連通孔、21ia:第1吸気孔、21i:吸気孔、21e:排気孔、22:副室壁部、23:副室スパークプラグ、70:制御装置、71:運転状態検出センサ、C3a:第1吸気口の中心、C11:シリンダ孔の中心軸線、C21:連通孔の中心軸線、C21ia:第1吸気孔の中心軸線、C23:副室スパークプラグの中心軸線、DP:プラグ軸方向、H21:方向線、L1:副室の内部空間のプラグ軸方向の長さ、L2:副室の内部空間のプラグ軸方向に直交する方向の最大長さ、L3、L4:最短距離、LSa:線分、S:平面、θ:角度 1: Pre-chamber combustion 4-stroke engine, 2: Main combustion chamber, 3: Intake port, 4: Exhaust port, 3a: First intake port, 5: Intake passage, 6: Exhaust passage, 7: Throttle valve, 8: Intake Passage injection valve, 10: cylinder head, 11: cylinder hole, 13: intake valve, 14: valve head, 20: auxiliary chamber, 21: communication hole, 21ia: first intake hole, 21i: intake hole, 21e: exhaust hole , 22: subchamber wall, 23: subchamber spark plug, 70: control device, 71: operating state detection sensor, C3a: center of first intake port, C11: center axis of cylinder hole, C21: center of communication hole Axis line, C21ia: Central axis of the first intake hole, C23: Central axis of the subchamber spark plug, DP: Plug axial direction, H21: Direction line, L1: Length of the internal space of the subchamber in the plug axial direction, L2: Maximum length of the internal space of the subchamber in the direction orthogonal to the plug axis direction, L3, L4: Shortest distance, LSa: Line segment, S: Plane, θ: Angle
Claims (20)
前記吸気通路を通過して前記主燃焼室に吸入される空気の量を調整するスロットル弁と、
ガソリン燃料、アルコール燃料、またはガソリン・アルコール混合燃料である液体燃料を前記吸気通路の内部に噴射する吸気通路噴射弁と、
前記主燃焼室よりも容積が小さく形成され、その内部空間が複数の連通孔を介して前記主燃焼室の内部空間と連通し、その内部空間に副室スパークプラグの一部が露出する副室と、
前記吸気通路噴射弁および前記副室スパークプラグを制御する制御装置とを有する副室燃焼4ストロークエンジンであって、
(a)前記制御装置は、前記スロットル弁の開度が小さい低負荷領域の少なくとも一部において、排気上死点と吸気下死点との中間点よりも前に前記液体燃料の噴射が終了し、且つ、前記吸気通路および前記主燃焼室で混合された混合気が燃焼後に三元触媒で処理できる第1空燃比または前記第1空燃比よりもリッチな第2空燃比となるように、前記吸気通路噴射弁を制御し、
(b)前記副室燃焼4ストロークエンジンは、前記副室に燃料を噴射する副室燃料噴射弁、および、前記副室または前記主燃焼室における混合気の点火を補助する点火補助装置のどちらも有さず、
(c)前記副室の容積に対する前記副室の内面の面積の比率を抑えるように、前記副室は、(i)前記副室スパークプラグを除き前記副室の内面に突起が形成されず、且つ、(ii)前記副室の内部空間の前記副室スパークプラグの中心軸線と平行なプラグ軸方向の長さと前記副室の内部空間の前記プラグ軸方向に直交する方向の最大長さのうち大きい方の長さが小さい方の長さの2倍より小さく形成され、
(d)前記吸気通路に噴射された前記液体燃料が前記少なくとも1つの吸気口に含まれる第1吸気口から前記複数の連通孔のうちの1つである第1吸気孔を通って前記副室に導入されやすいように、前記第1吸気孔は、(i)前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線と前記第1吸気口の中心とを結ぶ線分が前記第1吸気孔の中心軸線に対してなす角度θが、-17°<θ<17°を満たし、且つ、(ii)前記主燃焼室を形成するシリンダ孔の中心軸線に平行で前記第1吸気孔の中心軸線を含む平面で切断した断面において、前記第1吸気孔の中心軸線が、前記第1吸気口を開閉する吸気弁の開弁時に前記吸気弁のバルブヘッドと前記第1吸気口との間を通るように形成されることを特徴とする副室燃焼4ストロークエンジン。 a main combustion chamber having at least one intake port to which an intake passage is connected and at least one exhaust port to which an exhaust passage is connected;
a throttle valve that adjusts the amount of air that passes through the intake passage and is drawn into the main combustion chamber;
an intake passage injection valve that injects liquid fuel that is gasoline fuel, alcohol fuel, or gasoline/alcohol mixed fuel into the intake passage;
an auxiliary chamber formed to have a smaller volume than the main combustion chamber, whose internal space communicates with the internal space of the main combustion chamber through a plurality of communication holes, and in which a part of the auxiliary chamber spark plug is exposed to the internal space; and,
A pre-chamber combustion four-stroke engine comprising a control device for controlling the intake passage injection valve and the pre-chamber spark plug,
(a) The control device is configured to cause injection of the liquid fuel to end before an intermediate point between exhaust top dead center and intake bottom dead center in at least a portion of a low load region where the opening degree of the throttle valve is small. and the air-fuel mixture mixed in the intake passage and the main combustion chamber has a first air-fuel ratio that can be processed by a three-way catalyst after combustion, or a second air-fuel ratio that is richer than the first air-fuel ratio. Controls the intake passage injection valve,
(b) The subchamber combustion 4-stroke engine includes both a subchamber fuel injection valve that injects fuel into the subchamber and an ignition assist device that assists in igniting the air-fuel mixture in the subchamber or the main combustion chamber. do not have,
(c) so as to suppress the ratio of the area of the inner surface of the sub-chamber to the volume of the sub-chamber, (i) no protrusion is formed on the inner surface of the sub-chamber except for the sub-chamber spark plug; and (ii) between the length of the internal space of the subchamber in the plug axial direction parallel to the central axis of the subchamber spark plug and the maximum length of the internal space of the subchamber in the direction orthogonal to the plug axial direction. The length of the larger one is smaller than twice the length of the smaller one,
(d) The liquid fuel injected into the intake passage passes from a first intake port included in the at least one intake port through a first intake hole that is one of the plurality of communication holes to the subchamber. (i) When viewed in the axial direction of the plug, the first intake hole is arranged so that the line segment connecting the center axis of the pre-chamber spark plug and the center of the first intake port is the angle θ formed with the center axis of the first intake hole satisfies -17°<θ<17°, and (ii) the first intake hole is parallel to the center axis of the cylinder hole forming the main combustion chamber; In a cross section cut along a plane including the center axis of the hole, the center axis of the first intake hole is aligned with the valve head of the intake valve and the first intake port when the intake valve that opens and closes the first intake port is opened. A pre-chamber combustion four-stroke engine characterized by being formed so as to pass between the pre-chambers.
前記複数の連通孔のいずれかである複数の吸気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、且つ、前記第1吸気孔を含み、
前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、
前記複数の吸気孔の数が前記複数の排気孔の数よりも少ないことを特徴とする請求項1に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 When a half straight line that overlaps with the central axis of the communication hole and extends from the communication hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the auxiliary chamber is defined as the direction line of the communication hole,
The plurality of intake holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the sub-chamber spark plug, when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one exhaust port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug, and including the first intake hole;
The plurality of exhaust holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug;
The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 1, wherein the number of the plurality of intake holes is smaller than the number of the plurality of exhaust holes.
前記複数の連通孔のいずれかである複数の吸気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、且つ、前記第1吸気孔を含み、 The plurality of intake holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the sub-chamber spark plug, when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one exhaust port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug, and including the first intake hole;
前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、 The plurality of exhaust holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug;
前記複数の吸気孔の数が前記複数の排気孔の数よりも少ないことを特徴とする請求項2に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 2, wherein the number of the plurality of intake holes is smaller than the number of the plurality of exhaust holes.
前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、
前記第1吸気孔の最小径が前記複数の排気孔の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 When a half straight line that overlaps with the central axis of the communication hole and extends from the communication hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the auxiliary chamber is defined as the direction line of the communication hole,
The plurality of exhaust holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug;
The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 1, wherein a minimum diameter of the first intake hole is larger than a maximum diameter of the plurality of exhaust holes.
前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、 The plurality of exhaust holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one exhaust port in the circumferential direction around the central axis of the pre-chamber spark plug, when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug;
前記第1吸気孔の最小径が前記複数の排気孔の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 2, wherein a minimum diameter of the first intake hole is larger than a maximum diameter of the plurality of exhaust holes.
前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、 The plurality of exhaust holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug;
前記第1吸気孔の最小径が前記複数の排気孔の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 3, wherein a minimum diameter of the first intake hole is larger than a maximum diameter of the plurality of exhaust holes.
前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、 The plurality of exhaust holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug;
前記第1吸気孔の最小径が前記複数の排気孔の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 4, wherein a minimum diameter of the first intake hole is larger than a maximum diameter of the plurality of exhaust holes.
前記副室壁部の外面を通らず前記副室の内部空間を通り前記プラグ軸方向に直交するいずれかの平面によって前記副室の内部空間を2つの空間に分けた場合に、前記2つの空間のうち前記主燃焼室に近い方の空間の体積が、前記2つの空間のうち前記主燃焼室から遠い方の空間の体積よりも小さくなるように前記副室は形成されていることを特徴とする請求項1に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The plurality of communication holes are formed in a sub-chamber wall portion that protrudes into the internal space of the main combustion chamber,
When the internal space of the sub-chamber is divided into two spaces by any plane that passes through the internal space of the sub-chamber and is orthogonal to the plug axis direction without passing through the outer surface of the sub-chamber wall, the two spaces The auxiliary chamber is characterized in that the sub-chamber is formed such that the volume of the space closer to the main combustion chamber is smaller than the volume of the space farther from the main combustion chamber of the two spaces. The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 1.
前記副室壁部の外面を通らず前記副室の内部空間を通り前記プラグ軸方向に直交するいずれかの平面によって前記副室の内部空間を2つの空間に分けた場合に、前記2つの空間のうち前記主燃焼室に近い方の空間の体積が、前記2つの空間のうち前記主燃焼室から遠い方の空間の体積よりも小さくなるように前記副室は形成されていることを特徴とする請求項2~8のいずれか1項に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 When the internal space of the sub-chamber is divided into two spaces by any plane that passes through the internal space of the sub-chamber and is orthogonal to the plug axis direction without passing through the outer surface of the sub-chamber wall, the two spaces The auxiliary chamber is characterized in that the sub-chamber is formed such that the volume of the space closer to the main combustion chamber is smaller than the volume of the space farther from the main combustion chamber of the two spaces. The pre-chamber combustion four-stroke engine according to any one of claims 2 to 8.
前記複数の連通孔のいずれかである複数の排気孔は、前記プラグ軸方向に見たときに、前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの排気口までの最短距離が前記副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向における前記少なくとも1つの吸気口までの最短距離よりも短い前記方向線をそれぞれ有し、
前記第1吸気孔は、前記主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成され、
前記複数の排気孔は、前記主燃焼室に近いほど径が大きくなるように形成されていないことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 When a half straight line that overlaps with the central axis of the communication hole and extends from the communication hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the auxiliary chamber is defined as the direction line of the communication hole,
The plurality of exhaust holes, which are any of the plurality of communication holes, have the shortest distance to the at least one exhaust port in a circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. each of the direction lines having a distance shorter than the shortest distance to the at least one intake port in the circumferential direction around the central axis of the subchamber spark plug;
The first intake hole is formed so that its diameter increases as it approaches the main combustion chamber,
The pre-chamber combustion four-stroke engine according to any one of claims 1 to 9 , wherein the plurality of exhaust holes are not formed so that their diameters become larger closer to the main combustion chamber.
前記第1吸気孔の最小径が1.2mmよりも大きく1.4mm以下であり、且つ、前記副室の容積が328mm 3 以上1151mm 3 以下であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The minimum diameter of the first intake hole is 1.0 mm or more and 1.2 mm or less, and the volume of the subchamber is 328 mm 3 or more and 802 mm 3 or less , or
Any one of claims 1 to 9 , wherein the first intake hole has a minimum diameter of greater than 1.2 mm and less than 1.4 mm, and the volume of the auxiliary chamber is 328 mm 3 or more and 1151 mm 3 or less. The pre-chamber combustion 4-stroke engine according to item 1.
前記第1吸気孔の最小径が1.2mmよりも大きく1.4mm以下であり、且つ、前記副室の容積が328mm3以上1151mm3以下であることを特徴とする請求項11に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The minimum diameter of the first intake hole is 1.0 mm or more and 1.2 mm or less, and the volume of the subchamber is 328 mm 3 or more and 802 mm 3 or less, or
The sub-chamber according to claim 11 , wherein a minimum diameter of the first intake hole is greater than 1.2 mm and less than 1.4 mm, and a volume of the sub-chamber is 328 mm 3 or more and 1151 mm 3 or less. Chamber combustion 4-stroke engine.
前記第1吸気孔の最小径が1.2mmよりも大きく1.4mm以下であり、且つ、前記副室の容積が328mm The minimum diameter of the first intake hole is greater than 1.2 mm and less than or equal to 1.4 mm, and the volume of the subchamber is 328 mm. 33 以上1151mm1151mm or more 33 以下であることを特徴とする請求項12に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。The pre-chamber combustion four-stroke engine according to claim 12, characterized in that:
前記制御装置は、前記ノックセンサではない前記副室燃焼4ストロークエンジンの運転状態を検出する運転状態検出センサの出力に基づいて、予め定められた点火時期で前記副室の内部の混合気に点火するように前記副室スパークプラグを制御することを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の副室燃焼4ストロークエンジン。 The pre-chamber combustion 4-stroke engine does not have a knock sensor,
The control device ignites the air-fuel mixture inside the pre-chamber at a predetermined ignition timing based on the output of an operating state detection sensor that detects the operating state of the pre-chamber combustion four-stroke engine, which is not the knock sensor. The pre-chamber combustion four-stroke engine according to any one of claims 1 to 9, wherein the pre-chamber spark plug is controlled so as to.
The pre-chamber combustion four-stroke engine according to any one of claims 1 to 9 , wherein the pre-chamber combustion four-stroke engine has a compression ratio of 11 or more.
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