JPH07269351A

JPH07269351A - エンジンの燃焼制御装置

Info

Publication number: JPH07269351A
Application number: JP6085376A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Terashita; 敏幸寺下; Hidetoshi Kudo; 秀俊工藤; Muneyuki Oota; 統之太田; Hiroyuki Yamamoto; 博之山本; Yoshiaki Nakayama; 佳映中山
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ＨＣ低減、ＮＯｘ低減とを行なう。【構成】燃焼室１の外周縁部には、燃焼室直径方向一端
部側において点火プラグ１０が配設されると共に、他端
部側においての点火プラグを有しない副室１１が配設さ
れる。燃焼室１と副室１１とを連通する２つの噴孔１１
ａ、１１ｂは、燃焼室周方向互いに逆むきで、かつ燃焼
室１の略接線方向に指向されている。点火プラグ１０で
の着火が行なわれた後、副室１１内で自己着火される。
自己着火が行なわれる副室１１の容積を、エンジン負荷
に応じて変更することもできる。この場合、高負荷時に
は副室１の容積が大きくされ、低負荷時には副室１１の
容積が小さくされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス中のＨＣやＮ
Ｏｘを大幅に低減し得るようにしたエンジンの燃焼制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジン、特に自動車用エンジンとして
一般的な火花点火式エンジンにおいては、排気ガス中の
有害成分が問題となる。この有害成分のうち、ＨＣは、
壁面冷却されやすい燃焼室外周縁部で生じやすいものと
なる。

【０００３】実開昭５５−６４８４号公報には、１つの
点火プラグ（点火ギャップ）と点火プラグを有しない２
つの副室とを、燃焼室中心部分に集中させて、かつ燃焼
室直径方向に隔置して設け、しかも、副室と燃焼室とを
連通する噴孔を燃焼室外周縁部のうち冷却されやすいク
エンチゾ−ンに指向させたものが開示されている。この
ものによれば、点火プラグによる着火がおこなわれた
後、副室内で自己着火されて、この自己着火された火炎
が、噴孔よりクエンチゾ−ンにむけて噴出されることに
なる。また、副室の自己着火を利用した他の技術として
は、特開昭６２−２３３４１６号公報に記載のものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭
５５−６４８４号公報に記載された技術では、副室の噴
孔から噴出される火炎が、燃焼室略中心部から燃焼室外
周縁部に向うというように、燃焼室外周縁部のうち特定
の一部の領域しか指向しないので、ＨＣを大幅に削減す
るまでにはいたらないものとなる。

【０００５】また、特開昭６２−２３３４１６号公報に
記載のものは、ディ−ゼルエンジンにおいて、副室から
の噴流を利用して後期燃焼を促進するためのものであ
り、積極的にＨＣ削減を意図したものではない。とりわ
け、また副室から噴出される火炎は、燃焼室の中心部に
向うように指向されるもので、燃焼室外周縁部で生じや
すいＨＣ削減というものは何ら意図されていないものと
いえる。

【０００６】さらに、排気ガス中のＮＯｘを低減するこ
とも望まれているが、ＨＣ低減に好ましい燃焼態様は高
温燃焼であるのに対して、ＮＯｘ低減に好ましい燃焼態
様は低温燃焼というように相反する燃焼態様となる。こ
のため、ＨＣおよびＮＯｘの両方を共に十分に低減する
ような燃焼を行なうことはむずかしく、実情は、排気経
路に設けた触媒（三元触媒）によって後処理を行なうこ
とによってＨＣ、ＮＯｘを低減している。

【０００７】本発明の目的は、ＨＣおよびＮＯｘを共に
十分に低減しできるようにしたエンジンの燃焼制御装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明はその第１の構成として次のようにしてあ
る。すなわち、燃焼室に配設された点火プラグにより、
燃焼室に供給された混合気の着火を行うようにした火花
点火式のエンジンにおいて、燃焼室外周縁部に点火プラ
グが配設され、前記点火プラグの着火により生じる火炎
のエンドゾ−ン付近に、点火プラグを有しない副室が構
成され、前記副室は、前記エンドゾ−ンに向けて指向さ
れた噴孔を介して燃焼室と連通され、前記点火プラグに
よる混合気の着火後に、前記副室内で自己着火が行なわ
れるように設定されている、ような構成としてある。上
記構成を前提とした本発明の好ましい態様は、特許請求
の範囲における請求項４および請求項５に記載のとおり
である。

【０００９】前記目的を達成するため、本発明はその第
２の構成として次のようにしてある。すなわち、燃焼室
に配設された点火プラグにより、燃焼室に供給された混
合気の着火を行うようにした火花点火式のエンジンにお
いて、点火プラグから離れた位置でかつ燃焼室外周縁部
に、点火プラグを有しない副室が構成され、前記副室
が、燃焼室の略接線方向に指向された噴孔を介して燃焼
室と連通され、前記点火プラグによる混合気の着火後
に、前記副室内で自己着火が行なわれるように設定さ
れ、前記副室が、高負荷時に大容積、低負荷時に小容積
となるように容積可変式とされている、ような構成とし
てある。上記構成を前提とした本発明の好ましい態様
は、特許請求の範囲における請求項３以下に記載のとお
りである。

【００１０】

【発明の効果】請求項１に記載された本発明によれば、
点火プラグで着火された火炎つまり主火炎は、冷たい燃
焼室外周縁部から成長されていき、かつ主火炎の成長方
向も３６０度方向よりも十分小さい角度範囲とされた限
定された方向となるので主火炎面積の急激な増大が抑制
され、この結果燃焼初期の燃焼割合つまり最大発熱量が
小さくされて、燃焼初期に生じやすいＮＯｘを低減する
上で好ましいものとなる。また、上記主火炎が燃焼室外
周縁部から成長されると共に、この主火炎の影響を受け
て自己着火される副室から噴孔を通して噴出される火炎
つまり副火炎は主火炎のエンドゾ−ンに向かって成長さ
れるので、エンドゾ−ンで生じやすいＨＣを大幅に低減
することができる。

【００１１】また、燃焼場に、点火プラグの着火により
生じた火炎と副室からの火炎とによって大きな撹乱作用
が生じ、これによるラジカルな反応によって、火炎中の
気相クエンチによるＨＣが十分に酸化されると共にＮＯ
ｘが還元され、ＨＣがより効果的に低減されるばかりで
なくＮＯｘも低減されることになる。

【００１２】さらに、燃焼室外周縁部における燃焼が、
主火炎および副火炎を利用して比較的早期のうちに十分
におこなわれるので、ＨＣ低減ばかりでなく、ノッキン
グの原因となる燃焼室外周縁部での異常燃焼発生つまり
ノッキングが防止され（ノッキング限界向上）、エンジ
ンの出力向上の上でも好ましいものとなる。これに加え
て、燃焼後期の燃焼も、副室からの副火炎を利用して早
期に行なわれるので、燃焼室中心に点火プラグのみを設
けた一般のエンジンに比して点火時期を十分に遅角させ
ることができ、ＮＯｘ低減やノッキング防止の点でさら
に有利となる。

【００１３】勿論、副室には点火プラグを設けないで、
副室内での自己着火を利用するので、副室に点火プラグ
を設ける場合に比して構成も簡単になる。

【００１４】請求項２に記載された発明によれば、副室
での自己着火により生じた火炎つまり副火炎が、燃焼室
周方向に成長するので、基本的にＨＣを低減することが
できる。また、副室での自己着火は、副室の容積が大き
いほど遅くなるが、発熱量が小さくてＮＯｘがさほど問
題とならない低負荷時には副室の容積が小さくされて自
己着火時期が早められて、ＨＣ低減の上でより好ましい
ものとなる。

【００１５】逆に、発熱量が大きくてＮＯｘが問題とな
る高負荷時には、副室の容積が大きくされることによ
り、実圧縮比が低下されて火炎温度が低下することによ
りかつ混合気の多くが副室へ流入して初期燃焼割合が低
減されることによりＮＯｘが大幅に低減され、しかも未
燃ＨＣのクレビスへの侵入も防止されてＨＣ低減の上で
も好ましいものとなる。これに加えて、副室での自己着
火時期が遅められることにより、燃焼後期での燃焼速度
を十分確保することができるので、燃焼室中心にのみ点
火プラグを設けた一般のエンジンに比して点火時期を遅
角することができ、この分ＮＯｘ低減やノッキング防止
の上でさらに有利となる。

【００１６】勿論、請求項１に記載された発明と同様
に、点火プラグの着火により生じた主火炎と副室からの
副火炎とによって大きな撹乱作用を利用したラジカルな
反応によって、ＨＣおよびＮＯｘが低減されることにな
る。また、副室に点火プラグを設けないので、構成も簡
単になる。

【００１７】請求項３に記載したような構成とすること
により、エンジン負荷に応じた副室の圧力と付勢手段の
付勢力とのバランス関係を利用して、エンジン負荷に応
じて自動的にかつ簡単に副室の容積を所望の大きさにす
ることができる。

【００１８】請求項４に記載したような構成とすること
により、点火プラグおよび副室の数を必要最少限としつ
つ、請求項１あるいは請求項２に対応した効果を得るこ
とができる。

【００１９】請求項５に記載したような構成とすること
により、自動車用エンジンとして一般的なペントル−フ
型燃焼室を有するエンジンにおいて、請求項４に対応し
た効果を得ることができる。この場合、吸気ポ−トや排
気ポ−トは、２つの傾斜面に分散して開口されるので、
この吸気ポ−トや排気ポ−トとの干渉を避けつつ点火プ
ラグや副室を余裕をもって燃焼室に配設することができ
る。

【００２０】請求項６に記載したような構成とすること
により、一般のエンジンと同様に燃焼室の略中心に点火
プラグを配設しつつ、副室からの副火炎で燃焼室外周縁
部を広い範囲に渡って被覆することが可能となって、請
求項２に対応した効果特にＨＣ低減を十分に得ることが
できる。請求項７に記載したような構成とすることによ
り、副室の数を極力少なくしつつ、請求項６に対応した
効果を得ることができる。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。図１、図２の説明図１、図２は本発明の一実施例を示すもので、１は火花
点火式とされた往復動型エンジンの燃焼室であり、既知
のようにシリンダヘッドＳＨに形成されている。燃焼室
１は、２つの傾斜面１ａ、１ｂを有するペントル−フ型
とされて、傾斜面１ａと１ｂとが交差する稜線が符合α
で示される。そして、稜線αは、図示を略すクランク軸
と平行に伸びている。

【００２２】一方の傾斜面１ａには、稜線α方向に間隔
をあけて２つの吸気ポ−ト２、３が開口されている。ま
た、他方の傾斜面１ｂには、稜線α方向に間隔をあけて
２つの排気ポ−ト４、５が開口されている。各吸気ポ−
ト２、３は、シリンダヘッドＳＨの一方の側面（図１上
方）に開口され、各排気ポ−ト４、５はシリンダヘッド
ＳＨの他方の側面に開口されて、シリンダヘッドＳＨの
一方の側面から吸気が導入されて、シリンダヘッドＳＨ
の他方の側面から排気されるいわゆるクロスフロ−型と
されている。勿論、それぞれ図示は略すが、各吸気ポ−
ト２、３、各排気ポ−ト４、５は、クランク軸の回転と
同期して、傘弁式の吸気弁あるいは排気弁により周知の
タイミングで開閉される。

【００２３】燃焼室１の外周縁部には、燃焼室直径方向
に隔置して１つの点火プラグ１０と１つの副室１１とが
配設されている。より具体的には、稜線α上において、
その一端部において点火プラグ１０が配設され、他端部
において副室１０が配設されている。副室１１の容積
は、燃焼室１の容積に比して十分小さなものとされてい
る。このように、副室１０は、点火プラグ１０の着火に
より生じる火炎つまり主火炎のエンドゾ−ン（火炎伝幡
方向終端部の領域）に位置されている。すなわち、図１
において、点火プラグ１０の着火により燃焼された既燃
部分が斜線を施した符号Ｋ１で示され、この主火炎の予
反応帯（ラジカル領域）が符号Ｋ２で示されていて、主
火炎は図１中一点鎖線で示すように、点火プラグ１０を
ほぼ中心とした略円弧状に成長されていく。

【００２４】副室１１は、２つの噴孔１１ａ、１１ｂを
有する。この２つの噴孔１１ａ、１１ｂは、副室１１と
燃焼室１とを連通していて、噴孔１１ａと１１ｂとは、
燃焼室周方向において互いに逆向きでかつそれぞれ燃焼
室１の略接線方向に指向されている。このように、噴孔
１１ａ、１１ｂの指向方向は、前記主火炎のエンドゾ−
ンとされている。

【００２５】前記副室１１および噴孔１１ａ、１１ｂ
は、後述するように、副室構成部材を利用して構成され
ている。この、副室構成部材は、シリンダヘッドＳＨと
は別体に形成されて、点火プラグ１０と同様に、燃焼室
１の上方から、シリンダヘッドＳＨに着脱自在に取付け
られるようになっている。このような、上方からの副室
構成部材の取付手法を採択することにより、その整備性
の点で好ましいものとなる。

【００２６】以上のような構成において、点火プラグ１
０により、燃焼室１内に供給された混合気が着火され
る。点火プラグ１０の着火により生じた火炎つまり主火
炎は、点火プラグ１０を中心にして副室１１側へ向けて
略円弧状にひろがっていく。

【００２７】主火炎の火炎伝播によって、燃焼室１内の
圧力は上昇するが、副室１１内の圧力は、噴孔１１ａ、
１１ｂの絞り作用によって燃焼室１の圧力よりも小さい
ものとなる。このような燃焼室１と副室１１との圧力差
によって、燃焼室１から副室１１へ向う強い流れが生
じ、副室１１内部の乱れエネルギが増大される。また、
主火炎の予反応帯（図１符合Ｋ２で示す）におけるラジ
カルを大量に含む高温の混合気が、副室１１内部に流入
するため、当該副室１１内部の混合気の温度は上昇し、
かつ活性化する。

【００２８】以上のような過程を経て、副室１１内部の
混合気が、自己着火される。自己着火された副室１１内
の燃焼は、高乱流、高温、高活性化状態にあるので、非
常に早く、その圧力上昇率は、燃焼室１内での圧力上昇
率よりも高くなる。したがって、副室１１からは、噴孔
１１ａ、１１ｂを通して、燃焼室１内へ噴炎火流となっ
て火炎が噴出される（副室１１、１２から噴出される火
炎を以下副火炎と称し、図１の符合Ｋ３で示される）。

【００２９】副室１１から噴出される副火炎は、燃焼室
外周縁部に沿って勢いよく成長するので、燃焼室外周縁
部で生じやすいＨＣが大幅に低減される。特に、副室１
１、内での自己着火は、主火炎での燃焼割合が小さい早
期におこなうことができる。

【００３０】主火炎と副火炎とにより、燃焼室１内では
大きな撹乱作用が生じるが、このとき、各火炎中のラジ
カルを利用した酸化および還元反応、例えば次のような
反応が促進される。すなわち、ＮＯｘや主火炎中の気相
クエンチによるＨＣは、ＯＨラジカルと次のように反応
する。ＨＣ＋ＯＨラジカル＝Ｈ₂ Ｏ＋ＣＯ₂ ＮＯｘ＋ＯＨラジカル＝Ｈ₂ Ｏ＋Ｎ₂ このようにして、ＨＣがさらに大幅に低減されるばかり
でなく、ＮＯｘも低減されることになる。

【００３１】ＨＣに着目すると、主火炎も、燃焼室外周
縁部から成長されるので、副火炎を利用したＨＣ低減に
加えて、主火炎によるＨＣ低減も十分行なわれることに
なる。

【００３２】ＮＯｘに着目すると、主火炎は、燃焼室外
周縁部から成長されていくので、点火プラグを燃焼室中
心に設けた一般のエンジンに比して、燃焼初期での燃焼
割合（燃焼速度）が小さいもの、つまり燃焼初期での最
大熱発生率が小さいものとなり、この燃焼初期に生じや
すいＮＯｘの生成そのものが低減されることになる。ま
た、副火炎を利用して燃焼後期での燃焼速度を大きくす
ることができるので、この分燃焼室中心に点火プラグを
設けた一般のエンジンに比して点火時期を遅角させるこ
と、つまり最大熱発生率を抑制することができ、ＮＯｘ
を低減することができる。

【００３３】ノッキングに着目してみると、比較的燃焼
早期のタイミングで燃焼室外周縁部で十分に燃焼がおこ
なわれるので、この燃焼室外周縁部での異常燃焼つまり
ノッキングも防止されることになる。しかも、前述した
ように燃焼後期での燃焼を早期に終了させることができ
るので、この分点火時期を遅角させることができ、ノッ
キング防止の点でより有利なものとなる。

【００３４】図３、図４の説明図３、図４は、本発明の他の実施例を示すものであり、
以下の説明では、特にことわらない限り、図１に、図２
に示すような点火プラグ１０と副室１１との配置を前提
としている。

【００３５】先ず、図３は、副室１１の容積とその自己
着火時期との関係を示しており、副室１１の容積が大き
いほど、自己着火時期が遅くなることが理解される。図
４は、副室１１を後述するように容積可変式として、エ
ンジン負荷に応じて副室１１の容積つまり副室１１での
自己着火時期を変更して、エンジン負荷に応じてより最
適にＨＣおよびＮＯｘを低減するようにしたものであ
る。すなわち、エンジン負荷が大きくなるほど、副室１
１の容積を連続可変的に大きくするようにしたものであ
る。なお、エンジン負荷に応じた副室１１の容積変更
は、段階的に行なうようにしてもよい。

【００３６】エンジン負荷が小さい低負荷時には、ＮＯ
ｘの発生があまり問題とならない一方、ＨＣの増大が問
題となる。このとき、上述のように、低負荷時には副室
１１の容積が小さくされるので、副室１１での自己着火
時期が早くなり、ＨＣを十分低減する上で好ましいもの
となる。

【００３７】一方、エンジン負荷が大きい高負荷時に
は、特にＮＯｘが問題となる。このときは、副室１１の
容積が大きくされて、副室１１での自己着火時期が遅く
される。この副室１１の容積が大きくされることによ
り、実圧縮比が低下されるために火炎温度が低下され
て、ＮＯｘ低減の上で好ましいものとなり、またクレビ
スへのＨＣ侵入も低減して、ＨＣ低減の上でも好ましい
ものとなる。また、副室１１の容積が大きくなることに
より、副室１１へ侵入される混合気量も多くなり、この
分初期燃焼速度が緩和されて、ＮＯｘ低減の上で好まし
いものとなる。さらに、副室１２での自己着火時期が遅
くなるので、後期燃焼が促進されるため、この分燃費を
犠牲にすることなく点火時期を遅角させることができ、
ＮＯｘ低減の上でまたノッキング防止の点で好ましいも
のとなる。

【００３８】図５の説明図５は、容積可変式とされた副室１１の一例を示すもの
である。この図５において、２１は副室構成部材、３２
はそのケ−シングである。ケ−シング３２は、シリンダ
ヘッドＳＨに形成された取付孔３３に挿入された状態
で、そのフランジ部３２ａをシリンダヘッドＳＨにボル
ト締めすることにより固定されている。そして、ケ−シ
ング３２は、シリンダヘッドＳＨに固定された状態で
は、その先端部が燃焼室１内に突出される。

【００３９】ケ−シング３２内には、ピストン３４が摺
動自在に嵌挿されて、このピストン３４によってケ−シ
ング３２の先端部内に副室１１が画成されている。そし
て、ピストン３４の変位位置によって、副室１１の容積
が可変とされる。勿論、ケ−シング３２には噴孔１１
ａ、１１ｂが形成されているが、この噴孔１１ａ、１１
ｂは、常時副室１１と燃焼室１とを連通している。

【００４０】ピストン３４から伸びるピストンロッド３
４ａが、シリンダヘッＳＨ外部に延在されている。この
ピストンロッド３４ａつまりピストン３４は、スプリン
グ３５によって、副室１１の容積を大きくする方向に常
時付勢されている。また、ピストンロッド３４ａの先端
には、回転式のカム３６が当接されている。これによ
り、カム３６の回転位置を変更することにより、副室１
１の容積が所望のものに変更される。勿論、副室１１の
容積つまりカム３６の回転位置は、前述したように、エ
ンジン負荷に応じたものとされる。なお、カム３６の回
転駆動は、電磁式モ−タ、油圧式モ−タ等適宜のアクチ
ュエ−タを利用して行なえばよい。

【００４１】図６の説明図６は、容積可変式とされた副室１１の他の例を示すも
のであり、図５に示す部材と同一構成要素には同一符号
を付してその重複した説明は省略する。本実施例では、
ケ−シング３２内に嵌挿された副室１１画成用のピスト
ンが、フリ−ピストン４１として構成されている。そし
て、このフリ−ピストン４１が、スプリング４２によ
り、副室１１の容積を小さくする方向に付勢されてい
る。なお、フリ−ピストン４１が所定以上図中下方つま
り副室１１の容積を小さくする方向に移動するのを規制
するために、ケ−シング３２内面にストッパ（突起部）
を形成しておいてもよい。

【００４２】エンジン負荷が小さいときは、混合気量が
小さくて燃焼圧力も小さいため、副室１１の容積は小さ
いものとなる（例えば図６一点鎖線で示す位置）。ま
た、エンジン負荷が大きいときは、混合気量が多くて燃
焼圧力が大きくなるため、副室１１の容積が大きくされ
る（例えば図６実線で示す位置）。このように、本実施
例では、別途アクチュエ−タを用いることなく、エンジ
ン負荷に応じて自動的に副室１１の容積が所望の大きさ
に変更される。

【００４３】図７の説明図７は、容積可変式とされた副室１１のさらに別の例を
示すものである。本実施例では、図５に示すピストン３
４を、油圧、例えばエンジンの潤滑油の圧力を利用して
駆動するようにしたものである。このため、ケ−シング
３２内において、ピストンロッド３４ａの先端部に別途
受圧ピストン４５を一体的に設けて、この受圧ピストン
４５をケ−シング３２内に形成した油室４６に臨ませて
ある。これにより、油室４６の圧力調整を行なうことに
よって、副室１１の容積が変更される。

【００４４】図８、図９の説明図８、図９は、副室１１を２段構成として、副室１１か
らの副火炎の燃焼室１への噴出時期を２段階に分けて行
なうようにした場合を示す。すなわち、副室１１での自
己着火時期を早めることはＨＣ低減の上で好ましく、ま
た自己着火時期を遅めることはＮＯｘ低減の上で好まし
いものとなることから、副火炎の副室時期を２段階に分
けて行なうものである。

【００４５】このため、ケ−シング３２内には、噴孔１
１ａ、１１ｂ部分を通過し得るようなピストン形式の仕
切弁５１を設けて、副室１１を２つの副室１１Ａと１１
Ｂとに画成し得るようにしてある。この仕切弁５１のロ
ッド５１ａの先端部に受圧ピストン５２を一体化してあ
る。この受圧ピストン５２は、ケ−シング３２内に形成
された２つの油室５３、５４を画成している。

【００４６】いま、油室５３に油圧を供給すると共に油
室５４から油圧を排出することにより、仕切弁５１は、
図８に示す位置となって、副室１１Ａのみが噴孔１１
ａ、１１ｂを介して燃焼室１と連通されて、当該副室１
１Ａに混合気が供給される。この後、油室５３の油圧を
排出すると共に油室５４に油圧を供給することにより、
副室１１Ｂのみが噴孔１１ａ、１１ｂを介して燃焼室１
と連通されて、当該副室１１Ｂに混合気が供給される。
勿論、この混合気の副室１１Ａあるいは１１Ｂへの供給
は、吸気行程から圧縮行程の適宜の時期に行なわれる。

【００４７】図９の状態で、点火プラグ１０による着火
が行なわれると、先ず副室１１Ｂでの自己着火が生じ
て、副室１１Ｂから燃焼室１へ副火炎が噴出される。こ
の後、所定タイミング遅れて図８の状態とすることによ
り、副室１１Ａと燃焼室１とを連通させることによっ
て、副室１１Ａで自己着火が生じ、副室１１Ａから燃焼
室１へ副火炎が噴出される。

【００４８】図１０の説明図１０は、エンジン負荷に応じて副室の容積を変更する
場合において、点火プラグと副室との別の配置例を示す
ものであり、図１に示すものと同一構成要素には同一符
号を付してその重複した説明は省略する。本実施例で
は、点火プラグ１０を燃焼室１の略中心に配設する一
方、燃焼室外周縁部より具体的には稜線αの各端部にお
いて、それぞれ点火プラグを有しない副室１１、１２を
配設したものである。副室１１用の噴孔１１ａ、１１ｂ
は、互いに燃焼室周方向逆向きでそれぞれ燃焼室１の略
接線方向に指向されている。また、副室１２の２つの噴
孔１２ａ、１２ｂも、燃焼室周方向に互いに逆向きでそ
れぞれ燃焼室１の略接線方向に指向されている。なお、
図１０において、副室の数は、燃焼室周方向略等間隔に
３個以上設けてもよく、あるいは１つのみとしてもよ
い。

【００４９】以上実施例について説明したが、本発明は
これに限らず、例えば次のような場合をも含むものであ
る。（1)１つの副室に対して、噴孔を１つのみとしてもよく
あるいは３個以上としてもよい。（2)燃焼室形状は、ペントル−フ型に限らず、半球形、
くさび形等適宜の形状であってもよい。（3)副室は、シリンダヘッドと別体に形成された副室構
成部材を、シリンダヘッド鋳造時に鋳ぐるむことにより
構成することもできる。また、副室を、シリンダヘッド
ＳＨの鋳造時に同時に形成することもできる。（4)副室つまり副室構成部材は、燃焼室１の側方からシ
リンダヘッドＳＨに取付けるようにすることもできる。
この場合、副室構成部材は、シリンダヘッドＳＨとシリ
ンダブロックとの間に介在される保持部材に保持させた
状態として、当該シリンダヘッドＳＨとシリンダブロッ
クとの組付時に取付けることができる。（4)副室の掃気を行なうようにしてもよい。この場合
は、副室を例えば図５、図７に示すように容積可変式と
して構成して、例えば排気行程中に副室の容積を強制的
に小さくして内部の残留ガスを排出し、その後例えば吸
気行程初期に副室の容積を大きい状態に戻しておけばよ
い。（5)図１において、副室１１を、燃焼室周方向に間隔を
あけて２個以上設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、シリンダヘッ
ドをその下面側から見たときの簡略平面図、

【図２】図１のＸ２−Ｘ２線断面図。

【図３】副室容積と副室の自己着火時期との関係を示す
図。

【図４】エンジン負荷に応じた副室容積の設定例を示す
図。

【図５】容積可変式とされた副室の構成例を示す断面
図。

【図６】容積可変式とされた副室の別の構成例を示す断
面図。

【図７】容積可変式とされた副室のさらに別の構成例を
示す断面図。

【図８】副室から２段階に分けて副火炎を噴出させる場
合の副室の構成例を示す断面図。

【図９】図８の状態から仕切弁が移動した状態を示す
図。

【図１０】エンジン負荷に応じて副室容積を変更するも
のにおいて、点火プラグと副室との別の配設例を示すも
ので、図１に対応した図。

【符号の説明】

１：燃焼室１０：点火プラグ１１、１２：副室３２：ケ−シング３４：ピストン３６：カム４１：フリ−ピストン４２：スプリング４５：受圧ピストン４６：油室５１：仕切弁５２：受圧ピストン５３、５４：油室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｂ 23/00 ＲＰ 23/08 ＢＦ０２Ｄ 15/04 ＦＦ０２Ｐ 13/00 ３０１Ａ (72)発明者山本博之広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者中山佳映広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室に配設された点火プラグにより、燃
焼室に供給された混合気の着火を行うようにした火花点
火式のエンジンにおいて、燃焼室外周縁部に点火プラグが配設され、前記点火プラグの着火により生じる火炎のエンドゾ−ン
付近に、点火プラグを有しない副室が構成され、前記副室は、前記エンドゾ−ンに向けて指向された噴孔
を介して燃焼室と連通され、前記点火プラグによる混合気の着火後に、前記副室内で
自己着火が行なわれるように設定されている、ことを特
徴とするエンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】燃焼室に配設された点火プラグにより、燃
焼室に供給された混合気の着火を行うようにした火花点
火式のエンジンにおいて、点火プラグから離れた位置でかつ燃焼室外周縁部に、点
火プラグを有しない副室が構成され、前記副室が、燃焼室の略接線方向に指向された噴孔を介
して燃焼室と連通され、前記点火プラグによる混合気の着火後に、前記副室内で
自己着火が行なわれるように設定され、前記副室が、高負荷時に大容積、低負荷時に小容積とな
るように容積可変式とされている、ことを特徴とするエ
ンジンの燃焼制御装置。
【請求項３】請求項２において、前記副室がピストンにより画成されて、該ピストンの変
位に応じて該副室の容積が可変とされ、前記ピストンを前記副室の容積が小さくなる方向に付勢
する付勢手段が設けられて、該副室内の圧力に応じて前
記ピストンの位置が可変とされるもの。
【請求項４】請求項１項または請求項２において、燃焼室外周縁部のうち、燃焼室の直径方向一端部側に１
つの点火プラグが配設されると共に、他端部側に１つの
副室が配設され、前記噴孔が、それぞれ燃焼室の略接線方向に指向すると
共に互いに燃焼室の周方向逆向きとされた少なくとも２
個設けられているもの。
【請求項５】請求項４において、燃焼室形状が、２つの傾斜面を有するペントル−フ型と
され、前記２つの傾斜面が交差する稜線の一端部側に点火プラ
グが配設されると共に他端部側に副室が配設されている
もの。
【請求項６】請求項２において、点火プラグが燃焼室の略中心に１つ設けられ、燃焼室外周縁部に、燃焼室周方向に略等間隔に前記副室
が複数設けられているもの。
【請求項７】請求項６において、前記噴孔が、１つの副室についてそれぞれ、燃焼室周方
向に互いに逆向きとれた少なくとも２個設けられている
もの。