JPH074244A

JPH074244A - 副室式エンジン

Info

Publication number: JPH074244A
Application number: JP17081993A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuoka; 寛松岡; Akira Tono; 晃東野; Akihide Ogushi; 彰秀大串
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、主室の空気を中央に集め、副室か
ら主室へ噴出した噴流と空気との混合を短期に達成し、
空気利用率を向上させて燃焼スピードを短縮して熱効率
を向上させる副室式エンジンを提供する。【構成】この副室式エンジンは、シリンダ３側に主室
１を形成し、シリンダ３のほぼ中心軸上に副室２を設
け、主室１と副室２を連通する連絡孔４をシリンダヘッ
ド下面部に複数傾斜して設け、燃料噴射ノズル７を副室
上部中央に位置させ、多噴孔１０より副室２内に燃料を
噴霧させる。シリンダヘッド下面１２及びピストン頂面
１１はペントルーフ形状に形成され、ピストン頂面１１
はシリンダヘッド下面１２の傾斜角度θ₁より小さな傾
斜角度θ₂のペントルーフ形状に形成されている。従っ
て、主室１は中央部の空気量が多くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主室、副室及び該副
室に燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副室式エン
ジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの燃焼改善を目的として
渦流室を持つ副室式エンジンが開発されている。このよ
うな副室式エンジンは、シリンダヘッドに形成した渦流
室即ち副室、該副室とシリンダ側に形成した主室とを連
通する連絡孔及び副室内に燃料を噴霧する燃料噴射ノズ
ルを有し、連絡孔を通じて副室に流入する渦流によって
副室内に噴射された燃料とで混合気を形成し、副室に発
生しているスワールに順流になるように燃料を噴射して
混合気を形成している。

【０００３】従来、直接噴射式内燃機関の一例として、
特開昭５２−４０２０９号公報に開示されたものがあ
る。該直接噴射式内燃機関は、ピストン頂面に形成した
凹み燃焼室の中央底面より突起壁を突出させ、その突起
壁の上端を凹曲面又は凸曲面或いは平面の端面とし、突
起壁の上端面に燃料噴射ノズルより噴射する燃料を衝突
させるものである。

【０００４】また、実開平４−６５９２１号公報には、
希薄燃焼ガスエンジンの副室構造が開示されている。該
副室構造は、副室で燃焼ガスさせて発生した燃焼ガスを
副室の下部に開口した噴孔より主室内に噴出し、主室内
の希薄混合気を燃焼させるものであり、特に、主室内へ
燃焼ガスを噴出する噴孔を、主室内に発生される希薄混
合気のスワール方向へ傾斜させているものである。噴孔
の傾斜角度は２０°〜３０°の範囲に設定されているも
のである。

【０００５】また、実開昭５６−１５２８２４号公報に
は、直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室が開示されてい
る。該燃焼室は、ピストン頂部に底面に突部を有したキ
ャビティを主燃焼室に構成し、燃料噴射ノズルにはキャ
ビティの突部に向けて燃料を噴射する噴孔とキャビティ
周辺部に向けて燃料を噴射する噴孔とを設けたものであ
る。

【０００６】また、実開昭５５−６４４３３号公報に
は、直接噴射式内燃機関が開示されている。該直接噴射
式内燃機関は、単一噴孔を備えた燃料噴射ノズルをシリ
ンダ頂部に設け、ピストン頂面に半球状の凹み燃焼室を
形成し、該燃焼室の中央底面より突起壁を突出させ、突
起壁の上端面を、燃料噴射ノズルより噴射する燃料が衝
突反射し、反射した燃料が燃焼室の全周側壁に向かって
放射状に拡散し衝突する傾斜角度を持った円錐形突面に
形成されているものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、副室式エンジン
では、スワールチャンバタイプのもので、副室容積比を
５２〜５８％、連絡孔面積比を１．２〜１．６％程度
で、単噴孔ノズルで燃焼の最適化を図っている。副室式
燃焼室の燃料噴霧と空気との混合は、圧縮行程で圧縮さ
れた空気が絞りとなる連絡孔を通ることにより、空気の
流速が増し、これが混合気生成エネルギーとなり、燃料
噴霧との混合を促進していると考えられている。また、
膨張行程では副室での燃焼と連絡孔の絞り効果により、
燃焼ガスの副室から主室への噴出エネルギーとなり、主
室での燃焼を促進していると考えられている。

【０００８】また、従来の副室式エンジンでは、副室に
発生しているスワールに順流になるように燃料噴射ノズ
ルから燃料を噴射するので、混合気が不均一になり、ス
モーク、ＨＣ、ＮＯ_X等が発生する原因となっている。
また、副室式エンジンでは、燃焼に重要な混合気生成エ
ネルギー、及び噴出エネルギーを連絡孔の絞りにより形
成されているため、連絡孔の通路面積を大きくすること
ができず、そのためポンピング損失が大きく、また、混
合気生成を激しい空気流動により得ているために、副室
内の熱伝導率が大きく、冷却水損失が大きくなってい
る。

【０００９】ところで、主室と副室を連通する連絡孔を
副室壁面の接線方向に角度を持たせて設けることによ
り、副室内の空気流動が活発化し、更に着火後、主室へ
の火炎の噴出エネルギーの減衰がなく、短時間に主室最
外周に火炎が到達するため、空気利用率が向上し、有害
ガスの少ないクリーンな燃焼が可能で出力も向上する。
副室をシリンダ軸中心に配置した２０００ｃｃ程度の副
室式エンジンを、実際に設計することによりバルブのス
ペースが制限され、吸気効率を上げるためには、ペント
ルーフ型のピストンクラウンを用いざるを得ない。

【００１０】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、シリンダを構成するシリンダブロックに取
り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復運
動するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、前
記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主室
と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室上部中央
に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副室
式エンジンにおいて、主室における半径方向の領域で空
気量が均一になるようにシリンダヘッド下面とピストン
頂面とを形成し、連絡孔からの噴出エネルギーが小さく
ても、連絡孔からの噴流を主室内の新気に対して均一に
拡散させ、空気利用率を向上させ、主室での燃焼スピー
ドを短縮して燃焼を良好にし、スモーク、ＨＣ、ＮＯ_X
等の発生を抑制して熱効率を向上させる副室式エンジン
を提供することである。

【００１１】この発明の別の目的は、上記の課題を解決
することであり、シリンダを構成するシリンダブロック
に取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往
復運動するピストン、前記シリンダ側に形成された主
室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前
記主室と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室上
部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有す
る副室式エンジンにおいて、主室における燃焼スピード
を速くするため、ピストン頂面の中央部に凹部を形成
し、主室の空気を中央に集めて主室での火炎、未燃混合
気等のガスと空気との混合を促進して燃焼スピードを短
縮して熱効率を向上させる副室式エンジンを提供するこ
とである。

【００１２】この発明の更に別の目的は、上記の課題を
解決することであり、シリンダを構成するシリンダブロ
ックに取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内
を往復運動するピストン、前記シリンダ側に形成された
主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、
前記主室と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室
上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有
する副室式エンジンにおいて、副室に衝突面を備えた中
央突起を設け、該中央突起の衝突面に燃料噴射ノズルの
単噴孔から噴射される燃料を衝突させ、噴流を拡散させ
て一次混合気を生成し、次いで、該噴流を副室側壁面に
衝突させて二次混合気を生成させ、副室内での混合を促
進して着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生を抑制する副室式エ
ンジンを提供することである。

【００１３】この発明の更に別の目的は、上記の課題を
解決することであり、シリンダを構成するシリンダブロ
ックに取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内
を往復運動するピストン、前記シリンダ側に形成された
主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、
前記主室と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室
上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有
する副室式エンジンにおいて、副室に衝突面を備えた半
球面状中央突起を設け、燃料噴射ノズルの多噴孔から噴
射される燃料を副室側壁面と半球面状中央突起の衝突面
とに衝突させ、中央での混合形成エリアを拡大させる共
に、空気を噴流に巻き込んで副室内での混合を促進して
着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生を抑制する副室式エンジン
を提供することである。

【００１４】この発明の更に別の目的は、上記の課題を
解決することであり、シリンダを構成するシリンダブロ
ックに取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内
を往復運動するピストン、前記シリンダ側に形成された
主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、
前記主室と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室
上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有
する副室式エンジンにおいて、ピストンに設けた副室に
衝突面を備えた中央突起を設け、燃料噴射ノズルの単噴
孔から噴射される燃料を中央突起の衝突面に衝突させ、
副室内での混合を促進して着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生
を抑制し、更にピストン頂面に形成された主室での燃焼
スピードを短縮して熱効率を向上させ、連絡孔の形成さ
れたピストン頂部の耐熱性を向上させた副室式エンジン
を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、シリンダを構成するシリンダブロックに取り付
けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復運動す
るピストン、前記シリンダ側に形成された主室、前記シ
リンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主室と前
記副室を連通する複数の連絡孔、前記シリンダヘッドに
形成された吸排気ポートに配置された吸排気バルブ及び
副室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズル
を有する副室式エンジンにおいて、シリンダヘッド下面
はペントルーフ形状に形成され、ピストン頂面は前記シ
リンダヘッド下面より小さな傾斜角度のペントルーフ形
状に形成されていることを特徴とする副室式エンジンに
関する。

【００１６】又は、この発明は、シリンダを構成するシ
リンダブロックに取り付けられたシリンダヘッド、前記
シリンダ内を往復運動するピストン、前記シリンダ側に
形成された主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設けら
れた副室、前記主室と前記副室を連通する複数の連絡
孔、前記シリンダヘッドに形成された吸排気ポートに配
置された吸排気バルブ及び副室上部中央に位置して燃料
を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副室式エンジンにお
いて、シリンダヘッド下面は円錐形状に形成され、ピス
トン頂面は前記シリンダヘッド下面より小さな傾斜角度
の円錐形状に形成されていることを特徴とする副室式エ
ンジンに関する。

【００１７】或いは、この発明は、シリンダを構成する
シリンダブロックに取り付けられたシリンダヘッド、前
記シリンダ内を往復運動するピストン、前記シリンダ側
に形成された主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設け
られた副室、前記主室と前記副室を連通する複数の連絡
孔及び副室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射
ノズルを有する副室式エンジンにおいて、前記主室はピ
ストン頂面中央に形成されたキャビティによってシリン
ダ側に形成され、前記連絡孔はシリンダ軸に対して斜め
に且つ副室中心軸に対して偏心して延びていることを特
徴とする副室式エンジンに関する。

【００１８】又は、この発明は、シリンダを構成するシ
リンダブロックに取り付けられたシリンダヘッド、前記
シリンダ内を往復運動するピストン、前記シリンダ側に
形成された主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設けら
れた副室、前記主室と前記副室を連通する複数の連絡
孔、及び副室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴
射ノズルを有する副室式エンジンにおいて、前記副室に
は噴射燃料の衝突面を形成する中央突起が形成され、前
記燃料噴射ノズルは前記中央突起の前記衝突面に燃料を
噴射する単噴孔を備え、前記連絡孔はシリンダ軸に対し
て斜めに且つ前記中央突起の回りに開口していることを
特徴とする副室式エンジンに関する。

【００１９】或いは、この発明は、シリンダを構成する
シリンダブロックに取り付けられたシリンダヘッド、前
記シリンダ内を往復運動するピストン、前記シリンダ側
に形成された主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設け
られた副室、前記主室と前記副室を連通する複数の連絡
孔、及び副室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴
射ノズルを有する副室式エンジンにおいて、前記副室に
は噴射燃料の衝突面を形成する半球面状中央突起が形成
され、前記燃料噴射ノズルは前記半球面状中央突起の前
記衝突面及び前記副室側壁面に燃料を噴射する多噴孔を
備え、前記連絡孔はシリンダ軸に対して斜めに且つ前記
半球面状中央突起の回りに開口していることを特徴とす
る副室式エンジンに関する。

【００２０】又は、この発明は、シリンダを構成するシ
リンダブロックに取り付けられたシリンダヘッド、前記
シリンダ内を往復運動するピストン、前記シリンダ側に
形成された主室、前記シリンダのほぼ中心軸上に設けら
れた副室、前記主室と前記副室を連通する複数の連絡
孔、及び副室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴
射ノズルを有する副室式エンジンにおいて、前記副室は
シリンダのほぼ軸中心上のピストンに設けられ且つ噴射
燃料の衝突面を形成する中央突起を備え、前記燃料噴射
ノズルは副室中央上部の中央連絡孔に突入し且つ前記中
央突起の前記衝突面に燃料を噴射する単噴孔を備え、前
記連絡孔は前記中央連絡孔の外側でシリンダ軸に対して
斜めに且つ前記副室中心軸に対して偏心して延びている
ことを特徴とする副室式エンジンに関する。また、この
副室式エンジンにおいて、前記ピストンに形成された前
記連絡孔及び前記中央連絡孔を形成する部分は耐熱性に
富んだセラミックス又は耐熱合金で作製され、前記主室
は前記連絡孔の主室側開口のピストンヘッドに形成され
た凹部によって形成されているものである。

【００２１】

【作用】この発明による副室式エンジンは、上記のよう
に構成され、次のように作用する。即ち、この副室式エ
ンジンは、シリンダを構成するシリンダブロックに取り
付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復運動
するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、前記
シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主室と
前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室上部中央に
位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有し、前記副
室がシリンダ中央に位置し、前記連絡孔はシリンダ中心
から離れた周方向に前記主室に開口しているので、前記
主室では前記連絡孔からの噴流の到達距離が短く、燃焼
時間が短くなって性能が向上する。また、副室からの噴
流の到達距離が短くて済むため、前記連絡孔を複数形成
してトータルの通路面積を大きく形成でき、しぼり損失
を低減でき効率を向上できる。また、前記連絡孔の傾斜
方向を外向きに傾斜させると、ピストンの周辺への副室
からの噴流の到達距離が更に短くなり、燃焼火炎と未燃
混合気は主室内に存在するピストン周辺の新気と混合を
促進して燃焼スピードをアップする。従って、主室での
ＨＣ、スモーク等の発生を抑制して燃焼を完結する。

【００２２】特に、この副室式エンジンは、シリンダヘ
ッド下面はペントルーフ形状に形成され、前記シリンダ
ヘッドに形成された吸排気ポートには吸排気バルブが配
置され、ピストン頂面は前記シリンダヘッド下面より小
さな傾斜角度のペントルーフ形状に形成されているの
で、主室における半径方向の領域で空気量が均一にな
り、連絡孔からの噴出エネルギーが小さくても、連絡孔
からの噴流を主室内の新気に対して均一に拡散させ、空
気利用率を向上させ、主室での燃焼スピードを短縮して
燃焼を良好にし、スモーク、ＨＣ、ＮＯ_X等の発生を抑
制して熱効率を向上させることができる。

【００２３】又は、この副室式エンジンは、シリンダヘ
ッド下面は円錐形状に形成され、前記シリンダヘッドに
形成された吸排気ポートには吸排気バルブが配置され、
ピストン頂面は前記シリンダヘッド下面より小さな傾斜
角度の円錐形状に形成されているので、上記と同様に、
主室における半径方向の領域で空気量が均一になり、主
室内での空気利用率を向上させ、主室での燃焼スピード
を短縮できる。

【００２４】或いは、この副室式エンジンは、前記主室
はピストン頂面中央に形成された凹部によってシリンダ
側に形成され、前記連絡孔はシリンダ軸に対して斜めに
且つ副室中心軸に対して偏心して延びているので、主室
の空気を中央に集めて主室での火炎、未燃混合気等のガ
スと空気との混合を促進して燃焼スピードを短縮して熱
効率を向上させることができる。

【００２５】又は、この副室式エンジンは、副室には噴
射燃料の衝突面を形成する中央突起が形成され、前記燃
料噴射ノズルは前記中央突起の前記衝突面に燃料を噴射
する単噴孔を備えており、前記連絡孔はシリンダ軸に対
して斜めに且つ前記中央突起の回りに開口しているの
で、中央突起の衝突面に燃料噴射ノズルの単噴孔から噴
射される燃料を衝突させ、噴流を拡散させて一次混合気
を生成し、次いで、該噴流を副室側壁面に衝突させて二
次混合気を生成させ、副室内での混合を促進して着火燃
焼させ、ＮＯ_Xの発生を抑制することができる。

【００２６】又は、この副室式エンジンは、副室には噴
射燃料の衝突面を形成する半球面状中央突起が形成さ
れ、前記燃料噴射ノズルは前記半球面状中央突起の前記
衝突面及び前記副室側壁面に燃料を噴射する多噴孔を備
えており、前記連絡孔はシリンダ軸に対して斜めに且つ
前記半球面状中央突起の回りに開口しているので、燃料
噴射ノズルの多噴孔から噴射される燃料を副室側壁面と
半球面状中央突起の衝突面とに衝突させ、中央での混合
形成エリアを拡大させる共に、空気を噴流に巻き込んで
副室内での混合を促進して着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生
を抑制することができる。

【００２７】又は、この副室式エンジンは、副室はシリ
ンダのほぼ軸中心上のピストンに設けられ且つ噴射燃料
の衝突面を形成する中央突起を備えており、前記燃料噴
射ノズルは副室中央上部の中央連絡孔に突入し且つ前記
中央突起の前記衝突面に燃料を噴射する単噴孔を備えて
おり、前記連絡孔は前記中央連絡孔の外側でシリンダ軸
に対して斜めに且つ前記副室中心軸に対して偏心して延
びているので、燃料噴射ノズルの単噴孔から噴射される
燃料を中央突起の衝突面に衝突させ、副室内での混合を
促進して着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生を抑制し、更にピ
ストン頂面に形成された主室での燃焼スピードを短縮し
て熱効率を向上させることができる。

【００２８】更に、この副室式エンジンでは、前記ピス
トンに形成された前記連絡孔及び前記中央連絡孔を形成
する部分は耐熱性に富んだセラミックス又は耐熱合金で
作製され、前記主室は前記連絡孔の主室側開口のピスト
ンヘッドに形成された凹部によって形成されているの
で、主室、副室及び連絡孔を全てピストン頂部に形成で
き、連絡孔の形成されたピストン頂部の耐熱性を向上さ
せ、しかも、主室での空気利用率を向上させて燃焼スピ
ードを短縮して熱効率を向上できる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による副室
式エンジンの実施例を説明する。図１はこの発明による
副室式エンジンの一実施例を示す断面図、及び図２は図
１の副室式エンジンのシリンダヘッド下面を示す平面図
である。

【００３０】この副室式エンジンは、シリンダ３を構成
するシリンダブロック６にガスケット３１を介してシリ
ンダヘッド５が取り付けられ、シリンダブロック６には
エンジンの気筒数に対応する孔部３２が形成され、孔部
３２にはシリンダ３を形成するシリンダライナ１３が嵌
合されている。シリンダライナ１３に形成されるシリン
ダ３には、ピストン８が往復運動するように組み込まれ
ている。主室１は、シリンダヘッド下面１２とピストン
頂面１１との間のシリンダ３側に形成されている。ま
た、副室２は、シリンダ中心軸上の位置になるように、
シリンダヘッド５に形成されたキャビティ２６に配置さ
れた副室部材２５で構成されている。主室１と副室２を
連通する複数の連絡孔４が副室部材２５の下面部３４に
形成されている。燃料噴射ノズル７は、副室２内に多噴
孔１０から燃料を噴射するように、シリンダヘッド５に
配置された副室部材２５を貫通し、その多噴孔７を副室
２内の上部中央に開口している。また、ピストン８は、
ピストンヘッド１４と、ピストンヘッド１４にメタルフ
ロー等で結合リング３３によって固定したピストンスカ
ート１５とで構成されている。ピストンヘッド１４とピ
ストンスカート１５との間には遮熱空気層２８が形成さ
れ、ピストン８を遮熱構造に構成している。

【００３１】この副室式エンジンは、特に、シリンダヘ
ッド下面１２は、ペントルーフ形状に傾斜して形成さ
れ、シリンダヘッド５に形成された吸排気ポート１７，
１８には吸排気バルブ１９，２０が配置され、ピストン
頂面１１はシリンダヘッド下面１２の傾斜角度θ₁より
小さな傾斜角度θ₂のペントルーフ形状に形成されてい
る。即ち、主室１は、図１の断面で見ると、シリンダ中
央の間隔が最も長く、シリンダ周辺になるに従って狭く
なるように設定されている。そして、主室１の周方向で
は、主室１の径方向での容積は、中央部から周辺部へ向
かって小さく設定されている。また、連絡孔４は、副室
部材２５の下面部３４にシリンダ中心軸に対して傾斜し
て態に形成され、ピストン中心軸に対する連絡孔４の傾
斜角度はペントルーフ型のピストン頂面１１の斜面に対
する相対角度がほぼ一定になるようにそれぞれ設定され
ていることが好ましい。好ましくは、連絡孔４は、副室
２から主室１への噴出方向が吸気スワールと同方向にな
る方向に傾斜され、従って、主室１から副室２へ流入す
る吸入空気が副室２内で形成するスワール流の方向は吸
気スワールと逆方向に形成されることになる。

【００３２】更に、この副室式エンジンでは、シリンダ
ヘッド５のキャビティ２７に遮熱空気層１６を形成する
ように遮熱ガスケット２９及び位置決めリング３０を介
在してヘッドライナ９が配置されている。ヘッドライナ
９は、ヘッド下面部２４とシリンダ３の上部を形成する
ライナ上部２３とが一体構造に耐熱性に富んだセラミッ
クスで作製されている。副室２を形成する副室部材２５
を囲むように吸排気ポート１７，１８がヘッド下面部２
４にそれぞれ複数（図２では、３個ずつ）形成され、吸
排気ポート１７，１８に吸排気バルブ１９，２０が配置
されている。吸排気バルブ１９，２０のバルブステム２
１，２２の挟み角はそれぞれ異なる状態でも良いが、複
数の吸気バルブ１９のバルブステム２１はそれぞれカム
シャフトの位置で同一の線上に位置するように傾斜して
シリンダヘッド５に配置されており、また、複数の排気
バルブ２０のバルブステム２２はそれぞれカムシャフト
の位置で同一の線上に位置するように傾斜してシリンダ
ヘッド５に配置されている。この副室式エンジンでは、
シリンダヘッド下面１２がペントルーフ形状に形成され
ているので、バルブステム２１，２２の上記配置が容易
に形成でき、吸排気バルブ２１，２２の動弁機構のカム
シャフトの配置を可能にしている。

【００３３】この副室式エンジンは、上記のように構成
されているので、連絡孔４により副室２に形成されるス
ワールによる空気流動と燃料噴射ノズル７からの燃料噴
射エネルギーによって副室２内の混合気を短期に形成
し、副室２での着火燃焼を短期に良好に行い、また、主
室１では空気を中央に集めることができる構造であるの
で、連絡孔４から噴出した噴流は主室１に残存する新気
と短期に混合を促進し、燃焼スピードを速くして燃焼を
短期間に完結する。即ち、連絡孔４から噴出される噴流
は、噴出エネルギーが主室側開口部３５で最大であり、
シリンダ周辺へ向かうに従って小さくなるため、主室１
での新気と火炎、未燃混合気等のガスとの混合エネルギ
ーは周辺側が小さくなる。しかしながら、この副室式エ
ンジンは、空気質量は中央部が周辺部に比較して大きく
なっているので、連絡孔４を通じて噴出された火炎、未
燃混合気等のガスは、主室１に噴き出され、ピストン頂
面１１に凹凸がないのでピストン頂面１１に沿って主室
１のシリンダ周辺まで均一に拡散され、主室１に残存す
る吸気スワールの新気と混合が促進され、空気利用率を
向上し、主室１内の新気と均一に混合され、燃焼スピー
ドを短縮して燃焼を完結し、熱効率を向上させることが
でき、しかも燃焼の均一化によってスモーク、ＮＯ_X、
カーボン等のパティキュレートの発生を抑制することが
できる。

【００３４】次に、図３、図４及び図５を参照して、こ
の副室式エンジンの別の実施例を説明する。図３はこの
副室式エンジンの別の実施例を示す断面図、図４は図３
の副室式エンジンの吸排気バルブを示す説明図、及び図
５は図３の副室式エンジンにおける吸排気バルブのバル
ブシートへの着座状態を示す説明図である。

【００３５】この実施例の副室式エンジンは、第１実施
例のものと比較してシリンダヘッド下面とピストン頂面
との形状が相違する以外は同一の構成を有するのでもの
であるので、同一の部品には同一の符号を付して重複す
る説明は省略する。この副室式エンジンは、主として、
シリンダ３を構成するシリンダブロック６に取り付けら
れたシリンダヘッド５、シリンダ３内を往復運動するピ
ストン８、シリンダ３側に形成された主室１、シリンダ
３のほぼ中心軸上に設けられた副室２、主室１と副室２
を連通する複数の連絡孔４、及び副室上部中央に位置し
て燃料を噴霧する燃料噴射ノズル７を有している。この
副室式エンジンは、特に、シリンダヘッド下面１２が円
錐形状に形成され、シリンダヘッド５におけるヘッド下
面部２４に形成された吸排気ポート１７，１８には吸排
気バルブ２１，２２が配置され、ピストン頂面１１がシ
リンダヘッド下面１２の傾斜角度θ₁より小さな傾斜角
度θ₂の円錐形状に形成されていることである。

【００３６】また、この実施例の副室式エンジンにおい
て、吸排気ポート１７，１８に配置された吸排気バルブ
１９，２０は、上記実施例と同様に、図４に示すよう
に、バルブステム２１，２２がそれぞれカムシャフトの
位置で同一の線上に位置するように傾斜してシリンダヘ
ッド５に配置されている。吸排気バルブ１９，２０は、
上記配置を可能にするため、バルブフェースに対して一
方が食い込んだ状態に配置されている。

【００３７】この副室式エンジンは、上記実施例のもの
と比較して同様の効果を有している。即ち、副室２から
連絡孔４を通って主室１へ噴出した火炎、未燃混合気等
のガスは、シリンダ３の周辺に向かうように噴出する
が、噴出スピードは連絡孔４の主室側開口部３５の付近
が最も速く、開口部３５から遠くなるに従って減衰す
る。従って、主室１の中央部に多くの空気量を集めるこ
とが混合気形成の期間を短縮できることになる。主室１
の空気の流動は、吸気バルブ１９の開放で吸気ポート１
７から主室１へ流入した吸気スワール、及び副室２から
連絡孔４を通じて主室１へ噴出する噴流の運動エネルギ
ーによって旋回するスワールであり、主室１ではこれら
のスワールに乗って旋回しながら燃焼が進行する。この
時、円錐状の主室１は上記旋回流を減衰させないので、
燃焼スピードが速く、燃焼期間を短縮することができ、
熱効率を向上できる。

【００３８】次に、図６、図７、図８及び図９を参照し
て、この副室式エンジンの更に別の実施例を説明する。
図６はこの副室式エンジンの更に別の実施例を示す断面
図、図７は図６の線Ａ−Ａにおける断面図、図８は図６
の副室式エンジンにおける主室の別の実施例を示す断面
図、及び図９は図６の副室式エンジンにおける主室の更
に別の実施例を示す断面図である。

【００３９】この実施例の副室式エンジンは、第１実施
例のものと比較して、連絡孔を偏心させてヘッド下面部
に形成し、ピストン頂面に主室が形成されている以外は
同一の構成を有するものであるので、同一の部品には同
一の符号を付して重複する説明は省略する。即ち、この
副室式エンジンは、シリンダ３を構成するシリンダブロ
ック６に取り付けられたシリンダヘッド５、シリンダ３
内を往復運動するピストン８、シリンダ３側に形成され
た主室１、シリンダ３のほぼ中心軸上に設けられた副室
２、主室１と副室２を連通する複数の連絡孔４、及び副
室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズル７
を有するものであり、特に、主室１がピストン頂面中央
に形成されたキャビティ即ち凹部３６によってシリンダ
３側に形成され、連絡孔４がシリンダ軸に対して斜めに
且つ副室中心軸に対して偏心して延びているものであ
る。

【００４０】この副室式エンジンにおいて、ピストン頂
面１１に形成されたキャビティは、種々の形状に形成す
ることができるものである。即ち、図６では、キャビテ
ィは皿型形状の凹部３６に形成されている。図８では、
キャビティは主室１の中央部に突出部３８を形成した凹
部３７に形成されており、主室１の中央部の空気量を低
減して空気利用率を向上させるものである。また、図９
では、キャビティは主室１の周辺部にリップ４０を形成
した凹部３９であり、スキッシュ流を強化して主室１で
の混合を促進するものである。

【００４１】この実施例では、連絡孔４から斜めに副室
２に流入する空気によって副室２内にスワールとスキッ
シュ流の空気流動を作り、副室２内に燃料噴射ノズル７
の多噴孔１０から燃料を噴射して噴霧を形成することに
よって、副室２内に混合気を生成し、引き続きこの可燃
混合気をすみやかに主室１に噴出させ、燃焼を短期間に
完結して出力性能を向上させるものである。出力性能に
影響の大きい主室１の燃焼を考えると、副室２で生成さ
れた可燃混合気を主室１で如何に早く混合させるかが重
要であるが、このために、この実施例では、主室１の中
央部の位置におけるピストン８に凹部３６，３７，３８
のキャビティを設け、主室１の空気を中央部に集め、主
室１での空気と噴流とを短期間に混合させて燃焼を完結
させるものである。

【００４２】次に、図１０を参照して、この副室式エン
ジンの他の実施例を説明する。図１０はこの副室式エン
ジンの他の実施例を示す断面図である。この実施例の副
室式エンジンは、副室における混合、着火及び燃焼を促
進するための副室の構造に特徴を有するものであり、図
１に示す部品と同一の部品には同一の符号を付してい
る。

【００４３】この副室式エンジンは、図示していない
が、シリンダを構成するシリンダブロックにシリンダヘ
ッド５を取り付け、ピストンがシリンダ内を往復運動
し、シリンダ側に形成された主室１、シリンダ３のほぼ
中心軸上に副室２を形成する副室部材２５が設けられ、
主室１と副室２とを複数の連絡孔４で連通し、更に、燃
料噴射ノズル７が副室上部中央に位置して副室２内に燃
料を噴霧するものである。この副室式エンジンは、特
に、副室２の底部中央に円錐形状の中央突起４１が形成
され、該中央突起４１の円錐面が噴射燃料の衝突面４２
を形成する。更に、この副室式エンジンは、燃料噴射ノ
ズル７が中央突起４１の衝突面４２に燃料を噴射する単
噴孔４３を備え、しかも、連絡孔４がシリンダ軸に対し
て斜めに且つ中央突起４１の回りに開口している。

【００４４】図１０に示す副室式エンジンは、副室２が
上記の構成を有することにより、シリンダヘッド下面１
２即ち副室部材２５の下面部に対して傾斜角度を持って
形成された連絡孔４を通じて圧縮行程時に主室１から副
室２へ流入した吸入空気は、副室２内にスワールを形成
し、そこで、燃料噴射ノズル７の中央の単噴孔４３から
高圧で噴射される燃料噴流は、噴流自体の噴出エネルギ
ーを持って副室２の中央に配置されている円錐状中央突
起４１の衝突面４２に衝突し、一次混合気エリアを形成
し、次いで、まだ残っている噴流エネルギーで副室側壁
４４に再び衝突させることにより、二次混合気エリアを
形成し、副室２の全領域に短期間に拡散し、副室２内で
短期間に空気と燃料噴霧との均一な混合気を生成させ、
着火燃焼する。この時、副室２内には円錐状中央突起４
１が形成されているので、副室２内の中心部には淀み部
は形成されず、中央突起４１の円錐面で混合気形成エリ
アを拡大され、中央突起４１の衝突面４２に衝突した噴
射燃料は混合気形成エリアの最も有効な領域で、噴射燃
料と空気との混合が促進される。そのため、副室式エン
ジンの出力を向上でき、ＮＯ_X、スモーク等の発生を抑
制できる。

【００４５】次に、図１１を参照して、この副室式エン
ジンの更に他の実施例を説明する。図１１はこの副室式
エンジンの更に他の実施例を示す断面図である。この実
施例の副室式エンジンは、副室における混合、着火及び
燃焼を促進するための副室の構造に特徴を有するもので
あり、図１に示す部品と同一の部品には同一の符号を付
してている。

【００４６】この副室式エンジンは、図示していない
が、シリンダを構成するシリンダブロックにシリンダヘ
ッド５を取り付け、ピストンがシリンダ内を往復運動
し、シリンダ側に形成された主室１、シリンダ３のほぼ
中心軸上に副室２を形成する副室部材２５が設けられ、
主室１と副室２とを複数の連絡孔４で連通し、更に、燃
料噴射ノズル７が副室上部中央に位置して副室２内に燃
料を噴霧するものである。この副室式エンジンは、特
に、副室２には噴射燃料の衝突面４６を形成する半球面
状中央突起４５が形成されている。更に、この副室式エ
ンジンにおいて、燃料噴射ノズル７は副室２内に燃料を
噴射する多噴孔４７を備えており、多噴孔４７における
中央の噴孔からの燃料噴霧は半球面状中央突起４５の衝
突面４６に衝突し、また、側方の噴孔からの燃料噴霧は
副室側壁面４４に衝突するように設定されている。ま
た、連絡孔４は、シリンダ軸に対して斜めに且つ半球面
状中央突起４５の回りに開口している。

【００４７】図１１に示す副室式エンジンは、副室２が
上記の構成を有することにより、シリンダヘッド下面１
２即ち副室部材２５の下面部に対して傾斜角度を持って
形成された連絡孔４を通じて圧縮行程時に主室１から副
室２へ流入した吸入空気は、副室２内にスワールを形成
し、そこで、燃料噴射ノズル７の中央の噴孔４７から高
圧で噴射される燃料噴流は、副室２の中央に配置されて
いる半球面状中央突起４５の衝突面４６に衝突し、ま
た、他の噴孔４７から高圧で噴射される燃料噴流は、副
室２の側壁面４４に噴き出され、噴流エネルギーの巻き
込み及び側壁面４４への衝突により、副室２の全領域に
短期間に拡散し、均一な混合気を生成する。この時、副
室２内には半球面状中央突起４５が形成されているの
で、副室２内の中心部には淀み部は形成されず、中央突
起４５の半球面で混合気形成エリアを拡大され、中央突
起４５の衝突面４６に衝突した噴射燃料は混合気形成エ
リアの最も有効な領域で、噴射燃料と空気との混合が促
進される。即ち、衝突面４６は半球面に形成されている
ので、混合気の生成エリアが拡大できる。それによっ
て、副室２内で短期間に空気と燃料噴霧との均一な混合
気を生成させ、着火燃焼を良好にする。そのため、副室
式エンジンの出力を向上でき、ＮＯ_X、スモーク等の発
生を抑制できる。

【００４８】次に、図１２を参照して、この副室式エン
ジンの別の実施例を説明する。図１２はこの副室式エン
ジンの別の実施例を示す断面図である。この実施例の副
室式エンジンは、副室における混合、着火及び燃焼を促
進するための副室の構造に特徴を有するものであり、図
１に示す部品と同一の部品には同一の符号を付しててい
る。

【００４９】この副室式エンジンは、図示していない
が、シリンダを構成するシリンダブロックにシリンダヘ
ッド５を取り付け、ピストン８がシリンダ３内を往復運
動し、シリンダ３側に形成されたキャビティ５１で構成
される主室１、シリンダ３のほぼ中心軸上に副室２が設
けられ、主室１と副室２とを複数の連絡孔４で連通し、
更に、燃料噴射ノズル７が副室上部中央に位置して副室
２内に燃料を噴霧するものである。この副室式エンジン
は、特に、副室２はシリンダ３のほぼ軸中心上のピスト
ン８に設けられ、副室２の底部に円錐状の中央突起４８
が形成され、その円錐面が噴射燃料の衝突面４９を形成
する。更に、燃料噴射ノズル７は、中央突起４８の衝突
面４９へ向かって垂直に開口している単噴孔５２を備え
ており、シリンダヘッド５に取り付けられている。

【００５０】燃料噴射ノズル７は、副室中央上部の中央
連絡孔５０に上死点近傍で突入し、その状態で単噴孔５
２から中央突起４８の衝突面４９に燃料を噴射するよう
に設定されている。連絡孔４は、中央連絡孔５０の外側
でシリンダ軸に対して斜めに且つ副室中心軸に対して偏
心して延びているものである。また、主室１は、連絡孔
４の主室側開口５３のピストンヘッド５４に形成された
凹部即ちキャビティ５１によって形成されているもので
ある。従って、この副室式エンジンでは、主室１、副室
２及び連絡孔４が全てピストン８に形成されている。ま
た、この副室式エンジンでは、副室２の容積は圧縮端全
容積の６０％以下に設定されており、また、連絡孔４の
総面積はシリンダボア面積の１〜５％以内に設定されて
いる。

【００５１】更に、ピストン８に形成された連絡孔４及
び中央連絡孔５０を形成する部分即ち部材５５は、耐熱
性に富んだＳｉ₃Ｎ₄、サイアロン等のセラミックス、
又はニレジスト等の耐熱合金で作製されている。この副
室式エンジンにおいて、ピストン８を作製する時には、
連絡孔４及び中央連絡孔５０を形成する部材５５を上記
材料で作製し、その部材５５を鋳込み又は圧入すること
によってピストン８を作製できる。

【００５２】図１２に示す副室式エンジンは、上記のよ
うに構成されているので、ピストン圧縮上死点近傍で燃
料噴射ノズル７はピストン８に形成した中央連絡孔５０
に突入し、燃料噴射ノズル７の単噴孔５２からの噴射燃
料は中央突起４８の衝突面４９の円錐面に衝突し、衝突
した燃料噴霧は副室２内で迅速に均一に拡散し、短期間
に均一な混合気を生成し、副室２内での着火燃焼を良好
にする。そのため、副室式エンジンの出力を向上でき、
ＮＯ_X、スモーク等の発生を抑制できる。

【００５３】

【発明の効果】この発明による副室式エンジンは、上記
のように構成されており、次のような効果を有する。こ
の副室式エンジンは、シリンダを構成するシリンダブロ
ックにシリンダヘッドを取り付け、前記シリンダ側に主
室を形成し、前記シリンダのほぼ中心軸上に副室を設
け、前記主室と前記副室を複数の連絡孔で連通し、前記
副室に燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを副室上部中央に
配置し、前記連絡孔を周方向に隔置して副室から主室に
向けて放射状に複数個延びるように形成しているので、
ピストンの圧縮行程で主室から連絡孔を通じて副室に流
入する吸入空気は、副室内にスワール等の空気流動を起
こし、副室内での空気流動と燃料噴射ノズルから放射状
に燃料を噴射させた噴霧の運動エネルギーによって、副
室で空気と噴射燃料とが短期に且つ均一に混合し、着火
燃焼し、次いで、副室内での圧力が上昇して副室から連
絡孔を通じて主室へ噴出する。主室へ噴出した火炎、未
燃混合気等のガスは、シリンダの外周方向へ向かって進
み、主室内の新気と混合を短期に行って燃焼スピードを
速くして燃焼期間を短縮する。この時、副室はシリンダ
中心軸上に配置されているので、連絡孔から噴出する火
炎、未燃混合気等のガスがシリンダ周辺に到達するべき
距離は、シリンダボア径の半分以下で済み、前記連絡孔
からの噴流の到達距離が短く、結果的に短期に主室の全
領域に到達することができる。

【００５４】また、前記連絡孔を複数形成してトータル
の通路面積を大きく形成でき、しぼり損失を低減でき効
率を向上できる。また、前記連絡孔の傾斜方向を外向き
に傾斜させると、ピストンの周辺への副室からの噴流の
到達距離が更に短くなり、燃焼火炎と未燃混合気は主室
内に存在するピストン周辺の新気と混合を促進して燃焼
スピードをアップする。従って、主室でのＨＣ、スモー
ク等の発生を抑制して燃焼を完結する。

【００５５】また、この副室式エンジンは、特に、シリ
ンダヘッド下面はペントルーフ形状に形成され、前記シ
リンダヘッドに形成された吸排気ポートには吸排気バル
ブが配置され、ピストン頂面は前記シリンダヘッド下面
より小さな傾斜角度のペントルーフ形状に形成されてい
るので、主室における半径方向の領域で空気量が均一に
なり、連絡孔からの噴出エネルギーが小さくても、連絡
孔からの噴流を主室内の新気に対して均一に拡散させ、
空気利用率を向上させ、主室での燃焼スピードを短縮し
て燃焼を良好にし、スモーク、ＨＣ、ＮＯ_X等の発生を
抑制して熱効率を向上させることができる。

【００５６】又は、この副室式エンジンは、シリンダヘ
ッド下面は円錐形状に形成され、前記シリンダヘッドに
形成された吸排気ポートには吸排気バルブが配置され、
ピストン頂面は前記シリンダヘッド下面より小さな傾斜
角度の円錐形状に形成されているので、副室から連絡孔
を通って主室へ噴出した噴流の噴出スピードは連絡孔の
主室側開口部の付近が最も速く、開口部から遠くなるに
従って減衰するが、主室の中央部に多くの空気量を集ま
っているので、混合気形成の期間を短縮されることにな
る。主室の空気の流動は、吸気バルブの開放で吸気ポー
トから主室へ流入した吸気スワール、及び副室から連絡
孔を通じて主室へ噴出する噴流の運動エネルギーによっ
て旋回するスワールであり、主室ではこれらのスワール
に乗って旋回しながら燃焼が進行する。この時、円錐状
の主室は上記旋回流を減衰させないので、燃焼スピード
が速く、燃焼期間を短縮することができ、熱効率を向上
できる。

【００５７】或いは、この副室式エンジンは、前記主室
をピストン頂面中央に形成されたキャビティによってシ
リンダ側に形成し、前記連絡孔をシリンダ軸に対して斜
めに且つ副室中心軸に対して偏心させているので、主室
の空気を中央に集めて主室での火炎、未燃混合気等のガ
スと空気との混合を促進して燃焼スピードを短縮して熱
効率を向上させることができる。この時、ピストン頂面
に形成するキャビティは、皿型形状の凹部、中央部に突
出部を設けた凹部、或いは主室周辺にリップを備えた凹
部でもよいものである。

【００５８】又は、この副室式エンジンは、副室には噴
射燃料の衝突面を形成する中央突起が形成され、前記燃
料噴射ノズルは前記中央突起の前記衝突面に燃料を噴射
する単噴孔を備えており、前記連絡孔はシリンダ軸に対
して斜めに且つ前記中央突起の回りに開口しているの
で、シリンダヘッド下面即ち副室部材の下面部に対して
傾斜角度を持って形成された連絡孔を通じて圧縮行程時
に主室から副室へ流入した吸入空気は、副室内にスワー
ルを形成する。そこで、燃料噴射ノズルの中央の単噴孔
から高圧で噴射される燃料噴流は、噴流自体の噴出エネ
ルギーを持って副室の中央の円錐状中央突起の衝突面に
衝突し、噴流を拡散させて一次混合気エリアを形成して
一次混合気を生成し、次いで、該噴流を副室側壁面に衝
突させて二次混合気を生成させ、副室内での混合を促進
して着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生を抑制することができ
る。

【００５９】又は、この副室式エンジンは、副室には噴
射燃料の衝突面を形成する半球面状中央突起が形成さ
れ、前記燃料噴射ノズルは前記半球面状中央突起の前記
衝突面及び前記副室側壁面に燃料を噴射する多噴孔を備
えており、前記連絡孔はシリンダ軸に対して斜めに且つ
前記半球面状中央突起の回りに開口しているので、上記
と同様に副室にスワールを形成し、燃料噴射ノズルの多
噴孔から噴射される燃料を副室側壁面と半球面状中央突
起の衝突面とに衝突させ、中央での混合形成エリアを拡
大させる共に、スワール流の空気を噴流に巻き込んで副
室内での混合を促進して着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生を
抑制することができる。

【００６０】又は、この副室式エンジンは、副室はシリ
ンダのほぼ軸中心上のピストンに設けられ且つ噴射燃料
の衝突面を形成する中央突起を備えており、前記燃料噴
射ノズルは副室中央上部の中央連絡孔に突入し且つ前記
中央突起の前記衝突面に燃料を噴射する単噴孔を備えて
おり、前記連絡孔は前記中央連絡孔の外側でシリンダ軸
に対して斜めに且つ前記副室中心軸に対して偏心して延
びているので、燃料噴射ノズルの単噴孔から噴射される
燃料を中央突起の衝突面に衝突させ、副室内でスワール
流の空気と混合を促進して着火燃焼させ、ＮＯ_Xの発生
を抑制し、更にピストン頂面に形成された主室での燃焼
スピードを短縮して熱効率を向上させることができる。

【００６１】更に、この副室式エンジンでは、前記ピス
トンに形成された前記連絡孔及び前記中央連絡孔を形成
する部分は耐熱性に富んだセラミックス又は耐熱合金で
作製され、前記主室は前記連絡孔の主室側開口のピスト
ンヘッドに形成された凹部によって形成されているの
で、主室、副室及び連絡孔を全てピストン頂部に形成で
き、連絡孔の形成されたピストン頂部の耐熱性を向上さ
せ、しかも、主室での空気利用率を向上させて燃焼スピ
ードを短縮して熱効率を向上できる。

【００６２】従って、この副室式エンジンでは、副室で
燃焼が良好に行われ、燃料リッチで燃焼させてＮＯ_Xの
発生を抑制できる。また、前記副室から前記主室への噴
出エネルギーを各連絡孔を絞って有効に増強することが
でき、前記副室から前記主室へ大きな噴出エネルギーを
与えることができるので、噴出時の速度を増大させ、火
炎、未燃混合気等のガスのペネトレーションを増加さ
せ、前記主室での新気との混合を促進でき、前記主室内
での燃焼スピードを促進して即ち燃焼スピードを短縮し
て燃焼を短期に完結し、スモーク、パティキュレート、
ＨＣ、ＮＯ_X等の発生を低減して、熱効率を向上でき
る。しかも、前記連絡孔の通路面積を前記連絡孔のトー
タルで大きく形成でき、しぼり損失を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による副室式エンジンの一実施例を示
す断面図である。

【図２】図１の副室式エンジンのシリンダヘッド下面の
状態を示す平面図である。

【図３】この副室式エンジンの別の実施例を示す断面図
である。

【図４】図３の副室式エンジンの吸排気バルブを示す説
明図である。

【図５】図３の副室式エンジンにおける吸排気バルブの
バルブシートへの着座状態を示す説明図である。

【図６】この副室式エンジンの更に別の実施例を示す断
面図である。

【図７】図６の線Ａ−Ａにおける断面図である。

【図８】この副室式エンジンにおける主室の別の実施例
を示す断面図である。

【図９】この副室式エンジンにおける主室の更に別の実
施例を示す断面図である。

【図１０】この副室式エンジンにおける副室の一実施例
を示す断面図である。

【図１１】この副室式エンジンにおける副室の別の実施
例を示す断面図である。

【図１２】この副室式エンジンにおける副室の更に別の
実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１主室２副室３シリンダ４連絡孔５シリンダヘッド７燃料噴射ノズル８ピストン１０多噴孔１１ピストン頂面１２シリンダヘッド下面１７吸気ポート１８排気ポート１９吸気バルブ２０排気バルブ２５副室部材３５主室側開口部３６，３７，３９凹部（キャビティ）４１，４８中央突起４２，４６，４９衝突面４３，５２単噴孔４４副室の側壁面４５半球面状中央突起４７噴孔５０中央連絡孔５１キャビティ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダを構成するシリンダブロックに
取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復
運動するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、
前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主
室と前記副室を連通する複数の連絡孔、前記シリンダヘ
ッドに形成された吸排気ポートに配置された吸排気バル
ブ及び副室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射
ノズルを有する副室式エンジンにおいて、シリンダヘッ
ド下面はペントルーフ形状に形成され、ピストン頂面は
前記シリンダヘッド下面より小さな傾斜角度のペントル
ーフ形状に形成されていることを特徴とする副室式エン
ジン。
【請求項２】シリンダを構成するシリンダブロックに
取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復
運動するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、
前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主
室と前記副室を連通する複数の連絡孔、前記シリンダヘ
ッドに形成された吸排気ポートに配置された吸排気バル
ブ及び副室上部中央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射
ノズルを有する副室式エンジンにおいて、シリンダヘッ
ド下面は円錐形状に形成され、ピストン頂面は前記シリ
ンダヘッド下面より小さな傾斜角度の円錐形状に形成さ
れていることを特徴とする副室式エンジン。
【請求項３】シリンダを構成するシリンダブロックに
取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復
運動するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、
前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主
室と前記副室を連通する複数の連絡孔及び副室上部中央
に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副室
式エンジンにおいて、前記主室はピストン頂面中央に形
成されたキャビティによってシリンダ側に形成され、前
記連絡孔はシリンダ軸に対して斜めに且つ副室中心軸に
対して偏心して延びていることを特徴とする副室式エン
ジン。
【請求項４】シリンダを構成するシリンダブロックに
取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復
運動するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、
前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主
室と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室上部中
央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副
室式エンジンにおいて、前記副室には噴射燃料の衝突面
を形成する中央突起が形成され、前記燃料噴射ノズルは
前記中央突起の前記衝突面に燃料を噴射する単噴孔を備
え、前記連絡孔はシリンダ軸に対して斜めに且つ前記中
央突起の回りに開口していることを特徴とする副室式エ
ンジン。
【請求項５】シリンダを構成するシリンダブロックに
取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復
運動するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、
前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主
室と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室上部中
央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副
室式エンジンにおいて、前記副室には噴射燃料の衝突面
を形成する半球面状中央突起が形成され、前記燃料噴射
ノズルは前記半球面状中央突起の前記衝突面及び前記副
室側壁面に燃料を噴射する多噴孔を備え、前記連絡孔は
シリンダ軸に対して斜めに且つ前記半球面状中央突起の
回りに開口していることを特徴とする副室式エンジン。
【請求項６】シリンダを構成するシリンダブロックに
取り付けられたシリンダヘッド、前記シリンダ内を往復
運動するピストン、前記シリンダ側に形成された主室、
前記シリンダのほぼ中心軸上に設けられた副室、前記主
室と前記副室を連通する複数の連絡孔、及び副室上部中
央に位置して燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副
室式エンジンにおいて、前記副室はシリンダのほぼ軸中
心上のピストンに設けられ且つ噴射燃料の衝突面を形成
する中央突起を備え、前記燃料噴射ノズルは副室中央上
部の中央連絡孔に突入し且つ前記中央突起の前記衝突面
に燃料を噴射する単噴孔を備え、前記連絡孔は前記中央
連絡孔の外側でシリンダ軸に対して斜めに且つ前記副室
中心軸に対して偏心して延びていることを特徴とする副
室式エンジン。
【請求項７】前記ピストンに形成された前記連絡孔及
び前記中央連絡孔を形成する部分は耐熱性に富んだセラ
ミックス又は耐熱合金で作製され、前記主室は前記連絡
孔の主室側開口のピストンヘッドに形成された凹部によ
って形成されていることを特徴とする請求項６に記載の
副室式エンジン。