TWI828417B - 副室燃燒四衝程引擎 - Google Patents

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江頭周一
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日商山葉發動機股份有限公司
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Abstract

本發明之副室燃燒四衝程引擎(1)具有副室(20)，且不具有輔助混合氣體之點火之點火輔助裝置，上述副室(20)經由複數個連通孔(21)與主燃燒室(2)連通，副室火星塞(23)之一部分露出至其內部空間。控制裝置(70)控制向進氣通路(5)噴射燃料之進氣通路噴射閥(8)，使得於低負載區域之至少一部分，混合氣體成為於燃燒後能夠利用三元觸媒進行處理之第1空氣燃料比或富於上述第1空氣燃料比之第2空氣燃料比。汽缸頭(10)具有收容冷卻介質之冷卻部(16)，該冷卻介質接收來自副室火星塞之電極部(24)及形成有複數個連通孔之副室壁部(22)之熱。於副室火星塞之電極部產生之複數個火花放電(33)、複數個連通孔、自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑(14)及自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑(15)分別以沿圓周方向分散之方式形成。

Description

副室燃燒四衝程引擎
本發明係關於一種具有主燃燒室及副室之副室燃燒四衝程引擎。
先前，已知有例如專利文獻1中所揭示之具有經由複數個連通孔而連通之主燃燒室及副室之副室燃燒四衝程引擎。副室內部之混合氣體由火星塞進行點火。專利文獻1之副室燃燒四衝程引擎不具有向副室噴射燃料之副室燃料噴射閥，而具有向進氣通路噴射燃料之進氣通路噴射閥。專利文獻1之進氣通路噴射閥被控制為於主燃燒室內產生化學計量或富於化學計量之空氣燃料比之混合氣體。專利文獻1之副室燃燒四衝程引擎於汽缸頭具有冷卻套(冷卻部)。又，專利文獻1之副室燃燒四衝程引擎具有輔助主燃燒室內之混合氣體之點火之輔助火星塞(點火輔助裝置)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第10612454號公報
[發明所欲解決之問題]
如專利文獻1所示之副室燃燒四衝程引擎中，複數個連通孔之周邊及火星塞之電極部之溫度較高。於高負載時其等之溫度尤其高，因此其等之附近容易發生提前點火(pre-ignition)。再者，所謂提前點火，係指在利用火星塞點火之前混合氣體自己著火之現象。假設為了抑制提前點火之發生而使冷卻套之容積增大，則汽缸頭會大型化。
本發明之目的在於提供一種能夠抑制汽缸頭之大型化，且能夠抑制提前點火之發生之副室燃燒四衝程引擎。 [解決問題之技術手段]
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎具有以下構成。 本發明之副室燃燒四衝程引擎具有：主燃燒室，其連接有進氣通路及排氣通路；節流閥，其對通過上述進氣通路被吸入至上述主燃燒室之空氣之量進行調整；進氣通路噴射閥，其將汽油燃料、酒精燃料、或作為汽油/酒精混合燃料之液體燃料噴射至上述進氣通路之內部；副室，其以容積較上述主燃燒室小之方式形成於汽缸頭，且其內部空間經由複數個連通孔與上述主燃燒室之內部空間連通，副室火星塞之一部分露出至其內部空間；及控制裝置，其控制上述進氣通路噴射閥及上述副室火星塞。上述控制裝置控制上述進氣通路噴射閥，使得於上述節流閥之開度較小之低負載區域之至少一部分，在上述進氣通路及上述主燃燒室中混合而成之混合氣體成為於燃燒後能夠利用三元觸媒進行處理之第1空氣燃料比或富於上述第1空氣燃料比之第2空氣燃料比。上述副室燃燒四衝程引擎不具有向上述副室噴射燃料之副室燃料噴射閥、及輔助上述副室或上述主燃燒室內之混合氣體之點火之點火輔助裝置之任一者。上述汽缸頭具有收容冷卻介質之冷卻部，該冷卻介質接收來自上述副室火星塞之電極部及形成有上述複數個連通孔之副室壁部之熱。上述副室火星塞之上述電極部形成為於上述電極部沿圓周方向分散地產生複數個火花放電；上述複數個連通孔沿圓周方向分散地形成；上述汽缸頭形成為，自上述副室火星塞之上述電極部至上述冷卻部之複數個熱路徑、及自上述副室壁部至上述冷卻部之複數個熱路徑分別沿圓周方向分散地形成。
根據該構成，汽油燃料、酒精燃料、或作為汽油/酒精混合燃料之液體燃料自進氣通路噴射閥噴射至進氣通路。又，於低負載區域之至少一部分，在進氣通路及主燃燒室內混合而成之混合氣體為第1空氣燃料比或富於第1空氣燃料比之第2空氣燃料比。因此，即便於低負載時，在副室之內部空間中，混合氣體容易著火之位置亦較多。因此，例如於使用具有包含沿圓周方向排列之複數個接地電極或環狀之接地電極的電極部之火星塞作為副室火星塞之情形時，在低負載時及高負載時，於副室火星塞之電極部能沿圓周方向分散地產生複數個火花放電。藉由沿圓周方向分散地產生複數個火花放電，而於副室火星塞之電極部沿圓周方向分散地產生熱。 又，沿圓周方向分散地形成有複數個連通孔。因此，於形成有複數個連通孔之副室壁部，沿圓周方向分散地產生熱。 如此，於副室火星塞之電極部及副室壁部沿圓周方向分散地產生熱。進而，汽缸頭形成為，自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑、及自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑分別沿圓周方向分散地形成。因此，熱特別容易自溫度較高之副室火星塞之電極部及副室壁部移動至冷卻部。 又，假設於主燃燒室設置有火星塞等點火輔助裝置，由於點火輔助裝置之溫度亦較高，故熱難以自副室壁部中之靠近點火輔助裝置之位置移動。藉由不於主燃燒室設置點火輔助裝置，能夠提高熱自副室壁部向冷卻部之移動容易度之圓周方向之均一性，因此熱容易自副室壁部移動。 又，假設於副室設置有點火輔助裝置，由於點火輔助裝置之溫度亦較高，故熱難以自副室火星塞之電極部中之靠近點火輔助裝置之位置移動。藉由不於副室設置點火輔助裝置，能夠進一步提高熱自副室火星塞之電極部向冷卻部之移動容易度之圓周方向之均一性，因此熱容易自副室火星塞之電極部移動。 如此，熱容易自副室火星塞之電極部及副室壁部移動至冷卻部，故能夠抑制冷卻部之大型化且能夠抑制提前點火之發生。並且，由於未設置點火輔助裝置，故能夠進一步抑制汽缸頭之大型化。由此，能夠抑制汽缸頭之大型化，且能夠抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 關於上述副室壁部之母材，其熔點較上述汽缸頭之母材高，且比熱與比重相乘所得之值較上述汽缸頭之母材高，熱導率與鉻系不鏽鋼相同或高於鉻系不鏽鋼。
根據該構成，副室壁部之母材之熔點較汽缸頭之母材高。因此，能夠確保副室壁部之耐熱性。又，副室壁部之母材之比熱與比重相乘所得之值較汽缸頭之母材高。此處，比熱與比重相乘所得之值表示每單位體積之熱容量。每單位體積之熱容量越大，則溫度越不易上升。藉由利用每單位體積之熱容量較汽缸頭之母材高之材料構成副室壁部之母材，而抑制副室壁部之溫度之上升，並且熱容易自高溫之副室壁部移動至形成於汽缸頭之冷卻部。又，副室壁部之母材之熱導率與鉻系不鏽鋼相同或高於鉻系不鏽鋼。因此，熱更容易自副室壁部移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 除上述副室火星塞以外，於上述副室之內表面未形成突起，上述副室之內部空間之上述副室火星塞之火星塞軸向之長度小於副室之內部空間之與上述火星塞軸向正交之方向之最大長度之2倍。
假設於副室之內表面形成有突起，則熱容易蓄積於突起處。藉由除副室火星塞以外，於副室之內表面不形成突起，而熱容易自副室壁部移動至冷卻部。又，副室之內部空間之火星塞軸向之長度小於副室之內部空間之與火星塞軸向正交之方向之最大長度之2倍。因此，能夠確保副室之容積，且能夠使副室之周長更長。藉此，能夠確保自副室壁部至冷卻部之熱路徑更多。因此，熱更容易自副室壁部移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 上述副室壁部以朝上述主燃燒室之內部空間突出之方式形成，上述副室形成為，於藉由未通過上述副室壁部之外表面而通過上述副室之內部空間且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之任一平面，將上述副室之內部空間分成2個空間之情形時，上述2個空間中之靠近上述主燃燒室之空間之體積小於上述2個空間中之距離上述主燃燒室較遠之空間之體積。
根據該構成，副室壁部雖然朝主燃燒室之內部空間突出，但其突出量較小。因此，熱不易蓄積於副室壁部，熱容易自副室壁部移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室火星塞。
根據該構成，由於副室火星塞靠近冷卻部，故副室火星塞之電極部之熱容易移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 上述副室之內部空間係由副室構件與上述副室火星塞包圍而成之空間，上述副室構件與一部分露出至上述主燃燒室之內部空間之汽缸頭本體及上述副室火星塞都是獨立的，且包含上述副室壁部。
根據該構成，與副室之內部空間係由包含副室壁部之副室構件、副室火星塞及其他構件(例如汽缸頭本體)包圍而成之空間之情形相比，能夠維持副室之內部空間之形狀及尺寸，且能夠使副室構件於副室火星塞之火星塞軸向上變長。因此，於採用熱容易移動之材料作為副室構件之材料之情形時，熱更容易自副室壁部移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室構件。
根據該構成，由於副室構件靠近冷卻部，故熱更容易自副室壁部移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 上述冷卻部之內表面之一部分為上述副室構件之外周面之至少一部分。
根據該構成，於冷卻部中流動之冷卻介質與副室構件之外周面接觸。因此，熱更容易自副室壁部移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 形成於上述副室火星塞之公螺紋與形成於上述副室構件之母螺紋嚙合而接觸。
根據該構成，副室火星塞與副室構件之接觸面積較大。因此，熱容易自副室火星塞移動至副室構件。因此，熱容易自副室火星塞之電極部經由副室構件移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面，通過形成於上述副室火星塞之上述公螺紋與形成於上述副室構件之上述母螺紋嚙合而接觸之部位。
根據該構成，由於副室構件靠近冷卻部，故熱更容易自副室壁部移動至冷卻部。進而，由於副室火星塞與副室構件之利用螺紋所形成之接觸部靠近冷卻部，故熱更容易自副室火星塞之電極部經由副室構件移動至冷卻部。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 上述副室構件之外周面與上述汽缸頭本體接觸。
根據該構成，和副室構件之外周面未與汽缸頭本體接觸之情形相比，熱容易自副室壁部移動至汽缸頭本體。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 通過上述副室之內部空間且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室構件之外周面之與上述汽缸頭本體接觸之部位。
根據該構成，副室之內部空間靠近副室構件之外周面之與汽缸頭本體接觸之部位。因此，副室壁部靠近副室構件之外周面之與汽缸頭本體接觸之部位。因此，熱容易自副室壁部移動至汽缸頭本體。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 通過上述副室之內部空間且與上述火星塞軸向正交之平面，通過形成於上述副室構件之公螺紋與形成於上述汽缸頭本體之母螺紋嚙合而接觸之部位。
根據該構成，副室構件與汽缸頭本體之接觸面積較大。因此，熱更容易自副室構件移動至汽缸頭本體。其結果，能夠進一步抑制提前點火之發生。
本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎亦可具有以下構成。 不具有向上述主燃燒室之內部噴射燃料之主燃燒室燃料噴射閥。
根據該構成，與設置有主燃燒室燃料噴射閥之情形相比，能夠抑制汽缸頭之大型化。
於本發明及實施方式中，所謂低負載區域，係指將引擎負載最低至最高之區域二等分之情形時，引擎負載較低之區域。
於本發明及實施方式中，燃料與空氣之混合比即空氣燃料比係以第1空氣燃料比、第2空氣燃料比及第3空氣燃料比來表達。所謂第1空氣燃料比，係指於燃燒後能夠利用三元觸媒進行處理之空氣燃料比。第1空氣燃料比亦可為理論空氣燃料比(化學計量比率)、或包含理論空氣燃料比之空氣燃料比之窗口。第1空氣燃料比亦可為理論空氣燃料比附近之空氣燃料比。第1空氣燃料比亦可為包含理論空氣燃料比附近之空氣燃料比且不包含理論空氣燃料比之窗口。第2空氣燃料比係富於第1空氣燃料比之空氣燃料比。於第1空氣燃料比為理論空氣燃料比附近之空氣燃料比，或者為不包含理論空氣燃料比之窗口之情形時，第2空氣燃料比可富於理論空氣燃料比或並非如此。所謂第3空氣燃料比，係指貧於第1空氣燃料比之空氣燃料比。於本發明及實施方式中，所謂富，意指混合氣體之燃料較濃。所謂貧，意指混合氣體之燃料較稀。於本發明及實施方式中，所謂於燃燒後能夠利用三元觸媒進行處理之空氣燃料比，係指如能夠利用三元觸媒對在混合氣體燃燒後產生之排氣進行處理之混合氣體之空氣燃料比。於本發明及實施方式中，控制裝置亦可控制進氣通路噴射閥，使得於低負載區域之至少一部分，在進氣通路及主燃燒室內混合而成之混合氣體成為理論空氣燃料比或富於理論空氣燃料比之空氣燃料比。本發明之副室燃燒四衝程引擎具有配置於排氣通路之觸媒。本發明之副室燃燒四衝程引擎亦可具有配置於排氣通路之三元觸媒。本發明之副室燃燒四衝程引擎亦可具有配置於排氣通路之非三元觸媒之觸媒。本發明之副室燃燒四衝程引擎具有氧感測器，該氧感測器配置於主燃燒室與觸媒之間，檢測在排氣通路中流動之排氣之氧濃度。
於本發明及實施方式中，所謂輔助副室或主燃燒室內之混合氣體之點火之點火輔助裝置，例如係指產生微波放電之裝置、產生介質阻擋放電(無聲放電)之裝置、或對主燃燒室之混合氣體進行點火之火星塞等。於本發明及實施方式中，所謂副室燃燒四衝程引擎不具有點火輔助裝置，不僅包含未設置與副室火星塞獨立之點火輔助裝置，亦包含副室火星塞不具有點火輔助裝置之功能。
於本發明及實施方式中，所謂副室與主燃燒室相比容積較小，意指副室之容積小於主燃燒室之最小容積。再者，主燃燒室之容積隨著活塞之移動而變化。所謂副室之容積，係指副室之內部空間之容積。於本發明及實施方式中，副室之內部空間不包含複數個連通孔之內部空間。於本發明及實施方式中，所謂副室之內表面，係指形成副室之內部空間之面。於本發明及實施方式中，副室火星塞形成副室之內表面之一部分。於本發明及實施方式中，所謂除副室火星塞以外，於副室之內表面未形成突起，意指於副室之內表面未形成突起，或者於副室之內表面形成之突起僅為由副室火星塞形成之突起。於本發明中，所謂形成有複數個連通孔之副室壁部，係指具有暴露於主燃燒室之內部空間之單面的壁部。副室壁部可以朝主燃燒室之內部空間突出之方式形成，亦可以不突出之方式形成。於副室壁部以朝主燃燒室之內部空間突出之方式形成之情形時，副室壁部具有筒狀部分。
於本發明及實施方式中，冷卻介質為液體或氣體。液體之冷卻介質例如可為水，亦可為潤滑油。氣體之冷卻介質例如亦可為空氣。於本發明及實施方式中，收容冷卻介質之冷卻部係至少1個室(腔室)或至少1個通路。冷卻介質亦可於冷卻部中流動。亦可將供向冷卻部流入之冷卻介質流動之通路及供自冷卻部排出之冷卻介質流動之通路連接於冷卻部。冷卻部亦可為不相互連通之複數個室(腔室)或複數個通路。
於本發明及實施方式中，熱路徑係供熱移動之路徑。於本發明及實施方式中，自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑不限於相互獨立之熱路徑。即，熱亦能夠於複數個熱路徑之間移動。本發明及實施方式之自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑之定義亦同樣如此。
於本發明及實施方式中，所謂副室火星塞之電極部，包含至少1個中心電極及至少1個接地電極。電極部例如亦可包含單個中心電極、及複數個接地電極或環狀之接地電極。複數個接地電極例如亦可為2個接地電極。複數個接地電極例如亦可為3個以上之接地電極。於電極部具有單個中心電極及複數個接地電極之情形時，將形成複數個放電間隙。於電極部具有單個中心電極及環狀之接地電極之情形時，將形成環狀之放電間隙。火花放電係於放電間隙產生。於本發明及實施方式中，所謂副室火星塞之火星塞軸向，係指與副室火星塞之中心軸線平行之方向。副室火星塞之火星塞軸向既可與形成主燃燒室之汽缸孔之中心軸線平行，亦可不平行。
於本發明及實施方式中，所謂「複數個火花放電沿圓周方向分散地產生」，意指產生火花放電之位置沿圓周方向分散。所謂「複數個火花放電沿圓周方向分散地產生」，並非意指限定了在沿圓周方向分散之位置上同時產生複數個火花放電。而是可在沿圓周方向分散之位置上同時產生複數個火花放電。於此情形時，同時產生之複數個火花放電中之至少1個火花放電成為點火之起點。「複數個火花放電沿圓周方向分散地產生」這一敍述中之圓周方向例如為以與副室火星塞之火星塞軸向平行之直線為中心之圓周方向。未沿圓周方向分散地產生複數個火花放電之情形之一例係電極部具有單個中心電極及單個接地電極之情形。未沿圓周方向分散地形成複數個火花放電之情形之另一例係電極部具有單個中心電極、主要使用之第1接地電極、及輔助使用之第2接地電極之情形。未沿圓周方向分散地產生複數個火花放電之情形之另一例係因副室內部之混合氣體之濃度偏差而導致混合氣體容易點火之位置在圓周方向上並非大致均等之情形。未沿圓周方向分散地產生複數個火花放電之情形之具體例不限於該等。
於本發明及實施方式中，所謂「複數個連通孔沿圓周方向分散地形成」，意指複數個連通孔沿圓周方向排列形成而無極端偏倚。於複數個連通孔沿圓周方向分散地形成之情形時，複數個連通孔沿圓周方向排列形成。所謂「複數個連通孔沿圓周方向分散地形成」並不限於複數個連通孔沿圓周方向等間隔地形成。「複數個連通孔沿圓周方向分散地形成」這一敍述中之圓周方向例如為以與副室火星塞之火星塞軸向平行之直線為中心之圓周方向。
於本發明及實施方式中，所謂「自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成」，意指自副室火星塞之電極部移動至冷卻部之熱量沿圓周方向分散。即，意指自副室火星塞之電極部至冷卻部之熱之移動容易度之程度於圓周方向上大致均等。「自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成」這一敍述中之圓周方向例如為以與副室火星塞之火星塞軸向平行之直線為中心之圓周方向。於本發明及實施方式中，所謂「自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成」，意指自副室壁部移動至冷卻部之熱量沿圓周方向分散。即，意指自副室壁部至冷卻部之熱之移動容易度之程度於圓周方向上大致均等。「自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成」這一敍述中之圓周方向例如為以與副室火星塞之火星塞軸向平行之直線為中心之圓周方向。該圓周方向亦可與複數個連通孔排列之圓周方向相同。 電極部形成為，於電極部產生之複數個火花放電沿圓周方向分散地產生。即，電極部產生之熱係沿圓周方向分散地產生。因此，為了使自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成，重要的是冷卻部、及汽缸頭中之副室火星塞與冷卻部之間之部分。又，形成於副室壁部之複數個連通孔係沿圓周方向分散地形成。即，於副室壁部產生之熱係沿圓周方向分散地產生。因此，為了使自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成，重要的是冷卻部、及汽缸頭中之副室壁部與冷卻部之間之部分。例如，於冷卻部形成為環狀之情形時，自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑、及自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑容易分別沿圓周方向分散地形成。例如，於汽缸頭中之副室火星塞與冷卻部之間之部分之構造(形狀及材質)在圓周方向上大致均一之情形時，容易使自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成。又，例如，於汽缸頭中之副室壁部與冷卻部之間之部分之構造(形狀及材質)在圓周方向上大致均一之情形時，容易使自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑沿圓周方向分散地形成。自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑未沿圓周方向分散地形成之情形之一例係冷卻部僅形成於圓周之一半左右之區域之情形。此例亦可為自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑未沿圓周方向分散地形成之情形之例。自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑未沿圓周方向分散地形成之情形之另一例係於圓周之一半之區域與剩餘之一半之區域，副室壁部至冷卻部之間之材質不同之情形。再者，自副室火星塞之電極部至冷卻部之複數個熱路徑未沿圓周方向分散地形成之情形之具體例及自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑未沿圓周方向分散地形成之情形之具體例不限於該等。
於本發明及實施方式中，當副室壁部由材料不同之複數個部分構成之情形時，所謂副室壁部之母材，係指複數個部分中佔據最大體積之部分之材料。再者，於本發明及實施方式中，副室壁部亦可並非由材料不同之複數個部分構成。 於本發明及實施方式中，當汽缸頭由材料不同之複數個部分構成之情形時，所謂汽缸頭之母材，係指複數個部分中佔據最大體積之部分之材料。於副室壁部之母材與汽缸頭之母材不同之情形時，構成汽缸頭之材料不同之複數個部分中佔據最大體積之部分不包含副室壁部。再者，於本發明及實施方式中，汽缸頭包含副室壁部。於本發明及實施方式中，一部分露出至主燃燒室之內部空間之汽缸頭本體不包含副室壁部。汽缸頭本體之母材與汽缸頭之母材相同。汽缸頭本體既可由材料不同之複數個部分構成，亦可並非由材料不同之複數個部分構成。
於本發明及實施方式中，所謂副室壁部之母材之熱導率與鉻系不鏽鋼相同或高於鉻系不鏽鋼，意指於副室燃燒四衝程引擎運轉時之主燃燒室及副室之溫度條件下，副室壁部之母材之熱導率等於或高於鉻系不鏽鋼之熱導率。關於副室燃燒四衝程引擎運轉時之主燃燒室及副室之溫度，較高時例如為850～1000℃左右，較低時例如為500～600℃左右。
於本發明及實施方式中，所謂副室之內部空間之火星塞軸向之長度，係指火星塞軸向上之副室之內部空間之一端與另一端之間之火星塞軸向之長度。換言之，係指通過副室之內部空間之火星塞軸向之一端且與火星塞軸向正交之平面和通過副室之內部空間之火星塞軸向之另一端且與火星塞軸向正交之平面之間的距離。於本發明及實施方式中，副室之內部空間之與火星塞軸向正交之1個方向之長度之定義亦與上述相同。於本發明及實施方式中，所謂副室之內部空間之與火星塞軸向正交之方向之最大長度，係指與火星塞軸向正交之複數個方向上的副室之內部空間之長度中的最大長度。
於本發明及實施方式中，所謂「通過冷卻部且與副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過副室火星塞」，並非意指限定了通過冷卻部且與副室火星塞之火星塞軸向正交之所有平面均通過副室火星塞，而是意指通過冷卻部且與副室火星塞之火星塞軸向正交之任一個平面通過副室火星塞。於本發明及實施方式中，關於「通過冷卻部且與副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過副室構件」、「通過冷卻部且與副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過形成於副室火星塞之公螺紋與形成於副室構件之母螺紋嚙合而接觸之部位」、及「通過副室之內部空間且與副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過副室構件之外周面之與汽缸頭本體接觸之部位」之敍述，亦與上述作相同解釋。
於本發明及實施方式中，所謂「副室構件與一部分露出至主燃燒室之內部空間之汽缸頭本體是獨立的」，意指副室構件與汽缸頭本體分離，或者副室構件以可分離之方式與汽缸頭本體接觸。於本發明及實施方式中，汽缸頭本體既可由無法分離之1個構件構成，亦可由各自之一部分露出至主燃燒室之內部空間之可分離之複數個構件構成。於汽缸頭本體由可分離之複數個構件構成之情形時，汽缸頭本體不包含無任何一部分露出至主燃燒室之內部空間之構件。 於本發明及實施方式中，所謂「副室構件與副室火星塞是獨立的」，意指副室構件與副室火星塞分離，或者副室構件以可分離之方式與副室火星塞接觸。副室構件不包含副室火星塞之電極部之一部分(例如接地電極)。
於本發明及實施方式中，在未明確特定出某構成要素之數量之情形(即，翻譯成英語時以單數形式表示之情形)時，該構成要素之數量可為1個，亦可為複數個。於本發明及實施方式中，所謂數量未明確特定出之構成要素，例如為主燃燒室、進氣通路、排氣通路、節流閥、進氣通路噴射閥、副室、副室火星塞等。 本發明及實施方式之副室燃燒四衝程引擎既可具有單個主燃燒室，亦可具有複數個主燃燒室。即，本發明及實施方式之副室燃燒四衝程引擎既可為單汽缸引擎單元，亦可為多汽缸引擎單元。副室及副室火星塞之數量分別與主燃燒室之數量相同。進氣通路噴射閥之數量既可與主燃燒室之數量相同，亦可較其多。節流閥之數量既可與主燃燒室之數量相同，亦可較其少。進氣通路亦可為分支成2個以上之形狀。連接於1個主燃燒室之進氣通路之數量為1個。亦可將呈分支形狀之1個進氣通路連接於複數個主燃燒室。排氣通路亦可為分支成2個以上之形狀。連接於1個主燃燒室之排氣通路之數量為1個。亦可將呈分支形狀之1個排氣通路連接於複數個主燃燒室。
本發明及實施方式之副室燃燒四衝程引擎可搭載於車輛重量較汽車輕且要求引擎之輕量化及小型化之跨坐型車輛。所謂跨坐型車輛，係指駕駛者以如跨坐於車背之狀態乘坐之所有車輛。跨坐型車輛包含機車、速克達、三輪機車(motor tricycle)、四輪越野車(ATV：All Terrain Vehicle/全地形車輛)、雪上摩托車、水上機車(個人水上摩托車(Personal Water Craft))等。又，本發明及實施方式之副室燃燒四衝程引擎可搭載於要求引擎之輕量化及小型化之作業用車輛。再者，本發明及實施方式之副室燃燒四衝程引擎當然能搭載於汽車。搭載本發明及實施方式之副室燃燒四衝程引擎之製品不限於特定之製品。於將作為本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎搭載於製品之情形時，可以汽缸孔之中心軸線相對於鉛直而言成為0度以上45度以下之方式搭載，亦可以成為45度以上90度以下之方式搭載。
本發明及實施方式中，「包含(including)、具有(having)、構成(comprising)及其等之衍生詞」意在除包含所例舉之項目及其等價物以外，亦包含追加項目而使用。
本發明及實施方式中使用之所有用語(包含技術用語及科學用語)只要未另作定義，則具有與本發明所屬領域之技術人員通常理解之含義相同之含義。通常使用之辭典中定義之用語之類的用語應解釋為具有與相關技術及本發明之上下文中之含義一致之含義，而不應以理想化或過度形式化之含義來解釋。
於本發明及實施方式中，「亦可～」這一用語係非排他性者。「亦可～」意指「亦可～，但不限於此」。於本發明及實施方式中，記載為「亦可～」之構成至少發揮藉由技術方案1之構成所獲得之上述效果。
詳細說明本發明之實施方式之前，應理解本發明不限於以下之說明所記載或圖式所圖示之構成要素之構成及配置之細節。本發明亦可為除下述實施方式以外之實施方式。本發明亦可為對下述實施方式加以各種變更所得之實施方式。 [發明之效果]
根據本發明之副室燃燒四衝程引擎，能夠抑制汽缸頭之大型化，且能夠抑制提前點火之發生。
以下，參照圖式對作為本發明之一實施方式之副室燃燒四衝程引擎進行說明。再者，以下所說明之實施方式係例示。本發明不受以下所說明之實施方式任何限定性地解釋。
＜第1實施方式＞ 使用圖1(a)～圖1(f)對本發明之第1實施方式之副室燃燒四衝程引擎1進行說明。圖1(b)表示圖1(a)之A-A線剖面之一部分之一例。圖1(c)及圖1(d)表示圖1(a)之B-B線剖面之一部分之2個示例。圖1(e)及圖1(f)表示圖1(a)之C-C線剖面之一部分之2個示例。第1實施方式之副室燃燒四衝程引擎1具有至少1個主燃燒室2。進氣通路5及排氣通路6連接於主燃燒室2。主燃燒室2由汽缸頭10、汽缸孔11、活塞12形成。進氣通路5包含：形成於汽缸頭10之內部之通路、及連接於該通路之通路。排氣通路6包含：形成於汽缸頭10之內部之通路、及連接於該通路之通路。副室燃燒四衝程引擎1具有至少1個節流閥7。節流閥7對通過進氣通路5被吸入至主燃燒室2之空氣之量進行調整。副室燃燒四衝程引擎1具有至少1個進氣通路噴射閥8。進氣通路噴射閥8將汽油燃料、酒精燃料、或作為汽油/酒精混合燃料之液體燃料噴射至進氣通路5之內部。副室燃燒四衝程引擎1具有至少1個副室20。副室20之內部空間經由複數個連通孔21與主燃燒室2之內部空間連通。副室20之容積形成得較主燃燒室2之容積小。副室火星塞23之一部分露出至副室20之內部空間。副室20形成於汽缸頭10。複數個連通孔21形成於汽缸頭10之副室壁部22。副室壁部22具有暴露於主燃燒室2之內部空間之單面。汽缸孔11之中心軸線C11之位置與副室火星塞23之中心軸線C23之位置的關係不限於圖1(a)及圖1(b)所示之位置關係。將與副室火星塞23之中心軸線C23平行之方向設為火星塞軸向DP。圖1(a)及圖1(b)中，火星塞軸向DP與汽缸孔11之中心軸線C11平行，但火星塞軸向DP亦可不與汽缸孔11之中心軸線C11平行。再者，副室20之內部空間之形狀不限於圖1(a)及圖1(b)所示之形狀。副室燃燒四衝程引擎1具有控制至少1個進氣通路噴射閥8及至少1個副室火星塞23之控制裝置70。控制裝置70控制進氣通路噴射閥8，使得於節流閥7之開度較小之低負載區域之至少一部分，在進氣通路5及主燃燒室2內混合而成之混合氣體成為於燃燒後能夠利用三元觸媒進行處理之第1空氣燃料比或富於第1空氣燃料比之第2空氣燃料比。例如，控制裝置70亦可控制進氣通路噴射閥8，使得於低負載區域之至少一部分，在進氣通路5及主燃燒室2內混合而成之混合氣體成為於燃燒後能夠利用三元觸媒進行處理之第1空氣燃料比。副室燃燒四衝程引擎1可具有三元觸媒，亦可不具有三元觸媒。副室燃燒四衝程引擎1不具有向副室20噴射燃料之副室燃料噴射閥、及輔助副室20或主燃燒室2內之混合氣體之點火之點火輔助裝置之任一者。
如圖1(a)及圖1(b)所示，汽缸頭10具有冷卻部16，該冷卻部16收容接收來自副室火星塞23之電極部24及副室壁部22之熱之冷卻介質(未圖示)。圖1(b)中，冷卻部16為環狀，但冷卻部16亦可並非環狀。副室火星塞23之電極部24形成為於電極部24沿圓周方向分散地產生複數個火花放電33。複數個連通孔21沿圓周方向分散地形成。汽缸頭10形成為自副室火星塞23之電極部24至冷卻部16之複數個熱路徑14、及自副室壁部22至冷卻部16之複數個熱路徑15分別沿圓周方向分散地形成。例如，複數個火花放電33、複數個連通孔21、複數個熱路徑14及複數個熱路徑15亦可分別沿以副室火星塞23之中心軸線C23為中心之圓周方向分散地形成。圖1(a)所示之熱路徑14僅為自副室火星塞23之電極部24至冷卻部16之熱路徑14之一例。圖1(a)所示之熱路徑15僅為自副室壁部22至冷卻部16之熱路徑15之一例。圖1(c)所示之2個火花放電33僅為於副室火星塞23之電極部24沿圓周方向分散地產生之複數個火花放電33之一例。圖1(d)所示之複數個火花放電33僅為於副室火星塞23之電極部24沿圓周方向分散地產生之複數個火花放電33之一例。電極部24之構成不限於圖1(c)及圖1(d)所示之構成。例如如圖1(c)所示，電極部24亦可具有單個中心電極30與複數個接地電極31。例如如圖1(d)所示，電極部24亦可具有單個中心電極30與環狀之接地電極31。複數個接地電極31構成為於接地電極31彼此之間形成有空間。複數個接地電極31於與火星塞軸向DP正交之方向上和中心電極30分離。複數個接地電極31與中心電極30並未沿火星塞軸向DP排列。環狀之接地電極31之內周端於與火星塞軸向DP正交之方向上和中心電極30分離。於單個中心電極30與複數個接地電極31或環狀之接地電極31之間，形成有與火星塞軸向DP正交之方向之複數個放電間隙或環狀之放電間隙。複數個接地電極31之數量例如亦可為2個。複數個連通孔21之數量、位置、形狀及尺寸不限於圖1(e)及圖1(f)所示者。複數個連通孔21之數量例如亦可為3個以上。
根據第1實施方式之構成，由於熱容易自副室火星塞23之電極部24及副室壁部22移動至冷卻部16，故能夠抑制冷卻部16之大型化且能夠抑制提前點火之發生。並且，由於未設置點火輔助裝置，故能夠進一步抑制汽缸頭10之大型化。由此，能夠抑制汽缸頭10之大型化，且能夠抑制提前點火之發生。
再者，圖1(a)中之副室燃燒四衝程引擎1以通過冷卻部16且與火星塞軸向DP正交之任一個平面通過副室火星塞23之方式形成。該平面係例如與圖1(a)之A-A線重疊之平面。圖1(a)中，副室燃燒四衝程引擎1以通過冷卻部16且與火星塞軸向DP正交之任一平面均不通過副室20之內部空間之方式形成。於第1實施方式中，副室燃燒四衝程引擎1亦可以通過冷卻部16且與火星塞軸向DP正交之任一個平面通過副室20之內部空間之方式形成。
第1實施方式之副室燃燒四衝程引擎1可不具有向主燃燒室2之內部噴射燃料之主燃燒室燃料噴射閥。第1實施方式之副室燃燒四衝程引擎1可不具有增壓器及渦輪增壓器之任一者。即，副室燃燒四衝程引擎1亦可為自然進氣式。第1實施方式之副室燃燒四衝程引擎1可不具有包含如下外部排氣再循環通路之外部排氣再循環裝置，該外部排氣再循環通路於主燃燒室2中迂迴並連接排氣通路6與進氣通路5。
＜第2實施方式＞ 對本發明之第2實施方式之副室燃燒四衝程引擎1進行說明。第2實施方式具有第1實施方式之構成。於第2實施方式中，副室壁部22之母材之熔點高於汽缸頭10之母材之熔點。副室壁部22之母材之比熱與比重相乘所得之值高於汽缸頭10之母材之比熱與比重相乘所得之值。副室壁部22之母材之熱導率等於或高於鉻系不鏽鋼之熱導率。汽缸頭10之母材例如為鋁或鋁合金。於汽缸頭10之母材為鋁或鋁合金之情形時，作為副室壁部22之母材，例如亦可使用下述表1之實施例1～4所示之材料。副室壁部22之母材亦可為如實施例1之鉻鋯銅合金。副室壁部22之母材亦可為鉻銅合金。表1所示之比較例1～3係於汽缸頭10之母材為鋁或鋁合金之情形時未被用作副室壁部22之母材之材料之例。
[表1]
   材料 熱導率 w/m·k 比重 g/cm 3 比熱 J/g·k 比重×比熱 J/cm 3·k 熔點 ℃
參考 鋁 239.0 2.690 0.917 2.467 660.3
參考 鉻系不鏽鋼 26.0 7.700 0.460 3.542 1480
實施例1 鉻鋯銅(C18150) 320.0 8.900 0.376 3.346 1050
實施例2 銅 393.0 8.930 0.386 3.447 1085
實施例3 鐵 80.4 7.870 0.440 3.463 1538
實施例4 氧化鋁陶瓷(氧化鋁99.7%) 29.0 3.900 0.800 3.120 2072
比較例1 鈦 22.0 4.510 0.527 2.377 1668
比較例2 鎳鉻合金718(註冊商標) 11.0 8.190 0.440 3.604 1280
比較例3 SUS304系不鏽鋼 16.3 7.930 0.502 3.981 1400～1500
副室壁部22亦可僅包含母材。副室壁部22亦可包含母材及除母材以外之材料。例如，副室壁部22亦可於副室壁部22之外表面之至少一部分具有與母材不同之材料之塗覆層。塗覆層之熱導率較佳為高於副室壁部22之熱導率。
＜第3實施方式＞ 使用圖2(a)對本發明之第3實施方式之副室燃燒四衝程引擎1進行說明。第3實施方式之副室燃燒四衝程引擎1除具有第1實施方式或第2實施方式之構成以外，還具有以下構成。除副室火星塞23以外，於副室20之內表面未形成突起。副室20之內部空間之火星塞軸向DP之長度L1和副室20之內部空間之與火星塞軸向DP正交之方向之最大長度L2中，較大之長度小於較小之長度之2倍。圖2(a)中長度L2大於長度L1，但亦可使長度L1大於長度L2。
＜第4實施方式＞ 使用圖2(b)對本發明之第4實施方式之副室燃燒四衝程引擎1進行說明。第4實施方式具有第1實施方式～第3實施方式中之至少一者之構成。於第4實施方式中，副室壁部22以朝主燃燒室2之內部空間突出之方式形成。進而，於第4實施方式中，副室20以副室壁部22之突出量小於副室20之容積之方式形成。具體而言，於藉由未通過副室壁部22之外表面而通過副室20之內部空間且與火星塞軸向DP正交之任一個平面S1，將副室20之內部空間分成2個空間之情形時，以2個空間中之靠近主燃燒室2之空間之體積小於2個空間中之距主燃燒室2較遠之空間之體積的方式形成副室20。圖2(b)所示之平面S1僅為未通過副室壁部22之外表面而通過副室20之內部空間且與火星塞軸向DP正交之平面S1之一例。再者，所謂副室壁部22之外表面，係指露出至主燃燒室2之面。在藉由未通過副室壁部22之外表面而通過副室20之內部空間且與火星塞軸向DP正交之任一個平面S1，將副室20之內部空間分成2個空間之情形時，所謂以2個空間中之靠近主燃燒室2之空間之體積小於2個空間中之距主燃燒室2較遠之空間之體積的方式形成的副室20，並非如下述的副室20。該副室20係關於未通過副室壁部22之外表面而通過副室20之內部空間且與火星塞軸向DP正交之所有平面，成立以下關係的副室20。該關係是在利用平面將副室20之內部空間分成2個空間之情形時，2個空間中之靠近主燃燒室2之空間之體積等於或大於2個空間中之距主燃燒室2較遠之空間之體積的關係。
＜第5實施方式＞ 使用圖3(a)～圖3(c)、圖4(a)～圖4(e)、圖5(a)及圖5(b)，對本發明之第5實施方式之副室燃燒四衝程引擎1進行說明。圖3(a)～圖3(c)表示第5實施方式之3個示例。圖4(a)～圖4(e)表示第5實施方式之5個示例。圖5(a)及圖5(b)表示第5實施方式之2個示例。第5實施方式具有第1實施方式～第4實施方式中之至少一者之構成。第5實施方式中，副室20之內表面由包含副室壁部22之副室構件25及副室火星塞23形成。即，副室20之內部空間係由副室構件25與副室火星塞23包圍而成之空間。副室火星塞23之外周面與副室構件25之內周面接觸。副室構件25與一部分露出至主燃燒室2之內部空間之汽缸頭本體13是獨立的，且與副室火星塞23是獨立的。汽缸頭本體13可包含無法分離之1個構件，亦可包含各自之一部分露出至主燃燒室2之內部空間之可分離之複數個構件。於汽缸頭本體13包含可分離之複數個構件之情形時，汽缸頭本體13不包含無任何一部分露出至主燃燒室2之內部空間之構件。
例如如圖3(a)及圖3(b)所示，副室構件25之外周面亦可與汽缸頭本體13接觸。例如如圖3(b)所示，亦可使形成於副室構件25之公螺紋41與形成於汽缸頭本體13之母螺紋40嚙合而接觸。於副室構件25之外周面與汽缸頭本體13接觸之情形時，例如如圖3(a)及圖3(b)所示，通過副室20之內部空間且與火星塞軸向DP正交之任一個平面S2亦可通過副室構件25之外周面之與汽缸頭本體13接觸之部位。例如如圖3(b)所示，通過接觸部位之平面S2亦可通過形成於副室構件25之公螺紋41與形成於汽缸頭本體13之母螺紋40嚙合而接觸之部位。例如如圖3(b)所示，通過接觸部位之平面S2亦可通過副室構件25及汽缸頭本體13之非螺紋部(公螺紋41與母螺紋40)之部位。圖3(c)所示之副室構件25之外周面亦可於未圖示之部位，與汽缸頭本體13接觸。例如，亦可以通過副室火星塞23且未通過副室20之內部空間之與火星塞軸向DP正交之任一個平面(未圖示)通過副室構件25之外周面之與汽缸頭本體13接觸之部位的方式，使圖3(c)所示之副室構件25之外周面與汽缸頭本體13接觸。於此情形時，副室構件25之外周面與汽缸頭本體13之接觸部可為螺紋部(公螺紋41與母螺紋40)，亦可並非螺紋部。
副室構件25之外周面亦可不與汽缸頭本體13接觸。例如圖3(c)所示之副室構件25之外周面亦可不與汽缸頭本體接觸。例如，副室構件25亦可經由除汽缸頭本體13以外之構件(例如汽缸頭蓋)而連結於汽缸頭本體。
例如如圖4(a)～圖4(d)所示，亦可以通過冷卻部16且與火星塞軸向DP正交之任一個平面S3通過副室構件25之方式形成副室構件25及冷卻部16。於平面S3通過副室構件25之情形時，例如如圖4(a)～圖4(c)所示，冷卻部16之內表面之一部分亦可為副室構件25之外周面之至少一部分。於平面S3通過副室構件25之情形時，例如如圖4(d)所示，冷卻部16之內表面亦可不包含副室構件25之外周面之一部分。又，例如如圖4(e)所示，亦可以通過冷卻部16且與火星塞軸向DP正交之任一平面S3均不通過副室構件25之方式形成副室構件25及冷卻部16。再者，圖4(a)～圖4(d)所示之副室構件25與汽缸頭本體13之關係不限於與圖3(a)相同之關係，可為上述之任一種關係。
於冷卻部16之內表面之一部分為副室構件25之外周面之至少一部分之情形時，例如如圖4(b)所示，副室構件25亦可具有朝冷卻部16之內部空間突出之至少1個散熱部26。散熱部26既可為環狀，亦可並非環狀。例如，散熱部26既可為較半圓大之圓弧狀，亦可並非圓弧狀。環狀之散熱部26亦可以將冷卻部16之內部空間分隔為複數個空間之方式形成。副室構件25亦可具有排列於火星塞軸向DP之複數個散熱部26。
於通過冷卻部16之任一個平面S3通過副室構件25之情形時(例如圖4(a)～圖4(d))，通過冷卻部16之任一個平面S3亦可通過副室構件25之內周面與副室火星塞23之外周面接觸之部位。於通過冷卻部16之任一個平面S3通過副室構件25之情形時，例如如圖5(a)及圖5(b)所示，通過冷卻部16之任一個平面S3亦可通過形成於副室構件25之母螺紋42與形成於副室火星塞23之公螺紋43嚙合而接觸之部位。再者，圖5(a)之冷卻部16與圖4(a)之冷卻部16相同，但亦可與圖4(b)之冷卻部16相同。圖5(b)之冷卻部16與圖4(d)之冷卻部16相同，但亦可與圖4(c)之冷卻部16相同。再者，圖5(a)及圖5(b)所示之副室構件25與汽缸頭本體13之關係不限於與圖3(a)相同之關係，可為上述之任一種關係。於通過冷卻部16之任一個平面S3通過副室構件25之情形時，通過冷卻部16之任一個平面S3亦可不通過副室構件25之內周面與副室火星塞23之外周面接觸之部位。
本發明不限於上述實施方式，可於申請專利範圍所記載之範圍內進行各種變更。例如，本發明之副室燃燒四衝程引擎亦可具有增壓器或渦輪增壓器。副室燃燒四衝程引擎亦可具有向主燃燒室之內部噴射燃料之主燃燒室燃料噴射閥。
1:副室燃燒四衝程引擎 2:主燃燒室 5:進氣通路 6:排氣通路 7:節流閥 8:進氣通路噴射閥 10:汽缸頭 11:汽缸孔 12:活塞 13:汽缸頭本體 14:自副室火星塞之電極部至冷卻部之熱路徑 15:自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑 16:冷卻部 20:副室 21:連通孔 22:副室壁部 23:副室火星塞 24:電極部 25:副室構件 26:散熱部 30:中心電極 31:接地電極 33:火花放電 40:汽缸頭本體之母螺紋 41:副室構件之公螺紋 42:副室構件之母螺紋 43:副室火星塞之公螺紋 70:控制裝置 C11:汽缸孔之中心軸線 C23:副室火星塞之中心軸線 DP:火星塞軸向 L1:副室之內部空間之火星塞軸向之長度 L2:副室之內部空間之與火星塞軸向正交之方向之最大長度 S1:平面 S2:平面 S3:平面
圖1之圖1(a)～圖1(f)係本發明之第1實施方式之副室燃燒四衝程引擎之模式圖。 圖2之圖2(a)係本發明之第3實施方式之副室燃燒四衝程引擎之模式圖，圖2(b)係本發明之第4實施方式之副室燃燒四衝程引擎之模式圖。 圖3之圖3(a)～圖3(c)係本發明之第5實施方式之副室燃燒四衝程引擎之3個示例之模式圖。 圖4之圖4(a)～圖4(e)係本發明之第5實施方式之副室燃燒四衝程引擎之5個示例之模式圖。 圖5之圖5(a)及圖5(b)係本發明之第5實施方式之副室燃燒四衝程引擎之2個示例之模式圖。
1:副室燃燒四衝程引擎
2:主燃燒室
5:進氣通路
6:排氣通路
7:節流閥
8:進氣通路噴射閥
10:汽缸頭
11:汽缸孔
12:活塞
14:自副室火星塞之電極部至冷卻部之熱路徑
15:自副室壁部至冷卻部之複數個熱路徑
16:冷卻部
20:副室
21:連通孔
22:副室壁部
23:副室火星塞
24:電極部
30:中心電極
31:接地電極
33:火花放電
70:控制裝置
C11:汽缸孔之中心軸線
C23:副室火星塞之中心軸線
DP:火星塞軸向

Claims (20)

  1. 一種副室燃燒四衝程引擎，其特徵在於具有：主燃燒室，其連接有進氣通路及排氣通路；節流閥，其對通過上述進氣通路被吸入至上述主燃燒室之空氣之量進行調整；進氣通路噴射閥，其將汽油燃料、酒精燃料、或作為汽油/酒精混合燃料之液體燃料噴射至上述進氣通路之內部；副室，其以容積較上述主燃燒室小之方式形成於汽缸頭，其內部空間經由複數個連通孔與上述主燃燒室之內部空間連通，副室火星塞之一部分露出至其內部空間；及控制裝置，其控制上述進氣通路噴射閥及上述副室火星塞；且上述控制裝置控制上述進氣通路噴射閥，使得於上述節流閥之開度較小之低負載區域之至少一部分，在上述進氣通路及上述主燃燒室中混合而成之混合氣體成為於燃燒後能夠利用三元觸媒進行處理之第1空氣燃料比或富於上述第1空氣燃料比之第2空氣燃料比；上述副室燃燒四衝程引擎不具有向上述副室噴射燃料之副室燃料噴射閥、及輔助上述副室或上述主燃燒室內之混合氣體之點火之點火輔助裝置之任一者；上述汽缸頭具有收容冷卻介質之冷卻部，該冷卻介質接收來自上述副室火星塞之電極部及形成有上述複數個連通孔之副室壁部之熱；上述副室火星塞之上述電極部形成為於上述電極部沿圓周方向分散地產生複數個火花放電； 上述複數個連通孔沿圓周方向分散地形成；上述汽缸頭形成為，自上述副室火星塞之上述電極部至上述冷卻部之複數個熱路徑、及自上述副室壁部至上述冷卻部之複數個熱路徑分別沿圓周方向分散地形成。
  2. 如請求項1之副室燃燒四衝程引擎，其中關於上述副室壁部之母材，其熔點較上述汽缸頭之母材高，且比熱與比重相乘所得之值較上述汽缸頭之母材高，熱導率與鉻系不鏽鋼相同或高於鉻系不鏽鋼。
  3. 如請求項1之副室燃燒四衝程引擎，其中除上述副室火星塞以外，於上述副室之內表面未形成突起，上述副室之內部空間之上述副室火星塞之火星塞軸向之長度小於副室之內部空間之與上述火星塞軸向正交之方向之最大長度之2倍。
  4. 如請求項2之副室燃燒四衝程引擎，其中除上述副室火星塞以外，於上述副室之內表面未形成突起，上述副室之內部空間之上述副室火星塞之火星塞軸向之長度小於副室之內部空間之與上述火星塞軸向正交之方向之最大長度之2倍。
  5. 如請求項1之副室燃燒四衝程引擎，其中上述副室壁部以朝上述主燃燒室之內部空間突出之方式形成，上述副室形成為，於藉由未通過上述副室壁部之外表面而通過上述副室之內部空間且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之任一個平面，將 上述副室之內部空間分成2個空間之情形時，上述2個空間中之靠近上述主燃燒室之空間之體積小於上述2個空間中之距離上述主燃燒室較遠之空間之體積。
  6. 如請求項2之副室燃燒四衝程引擎，其中上述副室壁部以朝上述主燃燒室之內部空間突出之方式形成，上述副室形成為，於藉由未通過上述副室壁部之外表面而通過上述副室之內部空間且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之任一個平面，將上述副室之內部空間分成2個空間之情形時，上述2個空間中之靠近上述主燃燒室之空間之體積小於上述2個空間中之距離上述主燃燒室較遠之空間之體積。
  7. 如請求項3之副室燃燒四衝程引擎，其中上述副室壁部以朝上述主燃燒室之內部空間突出之方式形成，上述副室形成為，於藉由未通過上述副室壁部之外表面而通過上述副室之內部空間且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之任一個平面，將上述副室之內部空間分成2個空間之情形時，上述2個空間中之靠近上述主燃燒室之空間之體積小於上述2個空間中之距離上述主燃燒室較遠之空間之體積。
  8. 如請求項1之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室火星塞。
  9. 如請求項2之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室火星塞。
  10. 如請求項3之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室火星塞。
  11. 如請求項5之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室火星塞。
  12. 如請求項1至11中任一項之副室燃燒四衝程引擎，其中上述副室之內部空間係由副室構件與上述副室火星塞包圍而成之空間，上述副室構件與一部分露出至上述主燃燒室之內部空間之汽缸頭本體及上述副室火星塞都是獨立的，且包含上述副室壁部。
  13. 如請求項12之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面通過上述副室構件。
  14. 如請求項13之副室燃燒四衝程引擎，其中上述冷卻部之內表面之一部分為上述副室構件之外周面之至少一部分。
  15. 如請求項12之副室燃燒四衝程引擎，其中形成於上述副室火星塞之公螺紋與形成於上述副室構件之母螺紋嚙合而接觸。
  16. 如請求項15之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述冷卻部且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面，通過形成於上述副室火星塞之上述公螺紋與形成於上述副室構件之上述母螺紋嚙合而接觸之部位。
  17. 如請求項12之副室燃燒四衝程引擎，其中上述副室構件之外周面與上述汽缸頭本體接觸。
  18. 如請求項17之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述副室之內部空間且與上述副室火星塞之火星塞軸向正交之平面，通過上述副室構件之外周面之與上述汽缸頭本體接觸之部位。
  19. 如請求項18之副室燃燒四衝程引擎，其中通過上述副室之內部空間且與上述火星塞軸向正交之平面，通過形成於上述副室構件之公螺紋與形成於上述汽缸頭本體之母螺紋嚙合而接觸之部位。
  20. 如請求項1至11中任一項之副室燃燒四衝程引擎，其不具有向上述主燃燒室之內部噴射燃料之主燃燒室燃料噴射閥。
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