WO2023157050A1 - 副室燃焼４ストロークエンジン - Google Patents

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WO2023157050A1
WO2023157050A1 PCT/JP2022/005817 JP2022005817W WO2023157050A1 WO 2023157050 A1 WO2023157050 A1 WO 2023157050A1 JP 2022005817 W JP2022005817 W JP 2022005817W WO 2023157050 A1 WO2023157050 A1 WO 2023157050A1
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chamber
intake
central axis
combustion
hole
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PCT/JP2022/005817
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周一 江頭
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ヤマハ発動機株式会社
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Publication date
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/08—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • This invention relates to a pre-combustion four-stroke engine having a main combustion chamber and a pre-combustion chamber.
  • Patent Document 1 Conventionally, there is known a pre-combustion four-stroke engine having a main combustion chamber and a pre-combustion chamber that communicate with each other through a plurality of communication holes, as disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the air-fuel mixture inside the pre-chamber is ignited by a spark plug.
  • the pre-combustion four-stroke engine of Patent Document 1 does not have a pre-chamber fuel injection valve that injects fuel into the pre-chamber, but has an intake passage injection valve that injects fuel into the intake passage.
  • the intake manifold injection valve of Patent Document 1 is controlled such that a stoichiometric or richer than stoichiometric air-fuel mixture is produced in the main combustion chamber.
  • the pre-combustion four-stroke engine of Patent Document 1 has an auxiliary spark plug (ignition auxiliary device) that assists the ignition of the air-fuel mixture in the main combustion chamber.
  • the pre-combustion four-stroke engine of Patent Document 1 has an auxiliary spark plug in order to ensure engine performance at low load. Therefore, if an auxiliary spark plug (ignition auxiliary device) is not provided, it will be difficult to ensure engine performance at low load.
  • An object of the present invention is to provide a pre-combustion four-stroke engine that can ensure engine performance at low load without an auxiliary ignition device.
  • a pre-combustion four-stroke engine 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 drawn into the main combustion chamber through the intake passage.
  • an intake passage injection valve for injecting liquid fuel, which is gasoline fuel, alcohol fuel, or gasoline-alcohol mixed fuel, into the intake passage;
  • the space communicates with the internal space of the main combustion chamber through a plurality of communication holes, and includes a pre-chamber in which a part of the pre-combustion chamber spark plug is exposed in the internal space, the intake passage injection valve, and the pre-combustion chamber spark plug.
  • a pre-combustion four-stroke engine having a control device for controlling mixing in the intake passage and the main combustion chamber in at least a part of a low load region in which the opening of the throttle valve is small.
  • the intake passage injection valve is controlled so that the mixed air-fuel mixture becomes 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, and the pre-combustion four-stroke
  • the engine has neither a pre-chamber fuel injection valve for injecting fuel into the pre-chamber nor an ignition assist device for assisting ignition of the air-fuel mixture in the pre-chamber or the main combustion chamber;
  • the pre-chamber has (i) no projections formed on the inner surface of the pre-chamber except for the pre-chamber spark plug, and (ii) The length of the internal space of the pre-chamber in the plug axial direction parallel to the center axis
  • the liquid fuel injected into the intake passage is contained in the at least one intake port from the first intake port to any of the plurality of communication holes
  • the first air-intake holes are: The angle ⁇ formed by the line segment connecting the center axis of the pre-chamber spark plug and the center of the first intake port with respect to the center axis of the intake hole satisfies ⁇ 17° ⁇ 17°, and ( ii) In a cross section taken along a plane parallel to the center axis of the cylinder hole forming the main combustion chamber and containing the center axis of the first intake hole, the center axis of the first intake hole extends through the first intake port. It is formed to pass between the valve head of the intake valve and the first intake port when the opening and closing intake valve is opened.
  • no projection is formed on the inner surface of the pre-chamber except for the pre-chamber spark plug.
  • the larger one is less than twice the smaller one.
  • the central axis of the first intake hole is aligned with the intake valve when the intake valve that opens and closes the first intake is opened. and the first intake port. Due to these two characteristics, when the intake valve is opened, the flow of liquid fuel particles diffused along the valve head of the intake valve is likely to be introduced into the first intake hole. As a result, the liquid fuel injected into the intake passage is easily introduced into the pre-chamber through the first intake port and the first intake hole.
  • the communication hole through which the liquid fuel introduced into the pre-chamber passes is not limited to the first intake hole among the plurality of communication holes. Since the air-fuel mixture mixed in the intake passage and the main combustion chamber in at least a part of the low load region is the first air-fuel ratio or the second air-fuel ratio richer than the first air-fuel ratio, the air-fuel mixture is higher than the first air-fuel ratio.
  • the amount of liquid fuel at low load is large compared to when the air-fuel ratio is also leaner. However, the amount of liquid fuel at low load is less than the amount of liquid fuel at high load.
  • the liquid fuel which is gasoline fuel, alcohol fuel, or gasoline-alcohol mixed fuel injected from the intake manifold injection valve
  • the particles of the liquid fuel are relatively large and the liquid The inertial force of fuel particles is relatively large.
  • the first intake hole is formed to facilitate introduction of the flow of liquid fuel particles diffused along the valve head of the intake valve, and the area of the inner surface relative to the volume behind the first intake hole
  • 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 enhanced, and engine performance at low load can be ensured without providing an auxiliary ignition device.
  • the high ignitability of the air-fuel mixture means that the air-fuel mixture is easily ignited (ignited).
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration.
  • the central axis of the first air intake hole communicates with any one of the plurality of communication holes that is not the first air intake hole.
  • the plurality of communication holes are formed so as not to coincide with the central axis of the holes.
  • the central axis of the first air intake hole when viewed in the axial direction of the plug, does not coincide with the central axis of any communication hole other than the first air intake hole. Further, 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 line up with the axis. Therefore, the liquid fuel introduced into the sub chamber through the first intake hole is less likely 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 pre-chamber.
  • the ignitability of the air-fuel mixture in the pre-chamber and the jetting force of the flame jetted from the plurality of communication holes in the pre-chamber can be further enhanced. Therefore, it is possible to more reliably ensure the engine performance under low load.
  • a pre-combustion four-stroke engine 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 sub chamber is defined as the direction line of the communication hole, the plurality of communication The plurality of air intake holes, which are any of the holes, have the shortest circumferential distance from the at least one air intake port about the center axis of the pre-chamber spark plug when viewed in the axial direction of the plug. Each of the plurality of communication holes has the direction line shorter than the shortest distance in the circumferential direction about the central axis of the pre-chamber spark plug from one exhaust port, and includes the first intake hole.
  • any of the plurality of exhaust holes when viewed in the axial direction of the plug, has the shortest distance in the circumferential direction about the central axis of the pre-chamber spark plug from the at least one exhaust port.
  • Each direction line is shorter than the shortest circumferential distance from the intake port to the center axis of the pre-chamber spark plug, and the number of the plurality of intake holes is smaller than the number of the plurality of exhaust holes. .
  • the communication hole through which the liquid fuel introduced into the sub chamber passes is not limited to the intake hole among the plurality of communication holes.
  • Liquid fuel may be introduced into the pre-chamber through a plurality of vents.
  • the diameter of the exhaust holes can be reduced while maintaining the total cross-sectional area of the multiple intake holes and the total cross-sectional area of the multiple exhaust holes, the introduction of exhaust gas from the exhaust holes into the pre-chamber is suppressed. can.
  • a pre-combustion four-stroke engine 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 sub chamber is defined as the direction line of the communication hole, the plurality of communication
  • the plurality of exhaust holes which are any of the holes, have the shortest distance in the circumferential direction about the central axis of the pre-chamber spark plug from the at least one exhaust port when viewed in the axial direction of the plug.
  • Each of the direction lines is shorter than the shortest distance in the circumferential direction about the center axis of the pre-chamber spark plug from one intake port, and the minimum diameter of the first intake hole is the maximum of the plurality of exhaust holes. larger than diameter.
  • the minimum diameter of the first intake hole is larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes
  • the minimum diameter of the first intake hole is the same as or smaller than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes. and, while maintaining the injection force of the flame injected from the plurality of communication holes, the liquid fuel injected into the intake passage can be easily introduced into the pre-chamber from the first intake hole. As a result, it is possible to more reliably ensure the engine performance under low load.
  • the liquid fuel may be introduced into the pre-chamber through a plurality of exhaust holes.
  • 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 the exhaust gas from being introduced into the pre-chamber through the exhaust holes.
  • a pre-combustion four-stroke engine 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 sub chamber is defined as the direction line of the communication hole, the plurality of communication
  • the plurality of exhaust holes which are any of the holes, have the shortest distance in the circumferential direction about the central axis of the pre-chamber spark plug from the at least one exhaust port when viewed in the axial direction of the plug.
  • Each of the first intake holes has a direction line that is shorter than the shortest distance in the circumferential direction about the central axis of the pre-combustion chamber spark plug from one intake port, and the diameter of the first intake hole increases as it approaches the main combustion chamber.
  • the plurality of exhaust holes are not formed so that the diameter thereof increases toward the main combustion chamber.
  • the liquid fuel injected into the intake passage can be easily introduced from the first intake hole into the pre-chamber. As a result, it is possible to more reliably ensure the engine performance under low load.
  • the liquid fuel may be introduced into the pre-chamber through a plurality of exhaust holes.
  • the plurality of exhaust holes are not formed so that the diameter increases closer to the main combustion chamber, compared to the case where they are formed so that the diameter increases closer to the main combustion chamber, more exhaust gas is emitted. It is possible to suppress introduction into the auxiliary chamber through the hole.
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration.
  • the total cross-sectional area perpendicular to the central axis of each of the plurality of communication holes is 5.7 mm 2 or more and 6.8 mm 2 or less.
  • the plurality of communication holes include communication holes having different diameters
  • the total cross-sectional area perpendicular to the central axis of each of the plurality of communication holes is 5.7 mm 2 or more and 6.8 mm 2 or less.
  • each of the plurality of communication holes may have a constant diameter.
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration.
  • the auxiliary chamber has a volume of 328 mm 3 or more and 802 mm 3 or less.
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration.
  • the plurality of communication holes are formed in a sub-chamber wall protruding into the internal space of the main combustion chamber.
  • the interior space of the pre-chamber is divided into two spaces by any plane that passes through the interior space of the pre-chamber without passing through the outer surface of the wall portion of the pre-chamber and is orthogonal to the axial direction of the plug, 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.
  • the auxiliary chamber wall 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 the portion of the inner surface of the main combustion chamber that is not the outer surface of the sub chamber wall. Therefore, the particles of the liquid fuel flowing along the inner surface of the main combustion chamber are easily introduced into the auxiliary chamber through the first air intake hole.
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration.
  • the pre-combustion four-stroke engine does not have a knock sensor.
  • the control device ignites the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber at a predetermined ignition timing based on the output of an operating state detection sensor that detects the operating state of the pre-combustion four-stroke engine excluding the knock sensor.
  • the pre-chamber spark plug is controlled so as to
  • the pre-combustion 4-stroke engine has a pre-chamber, it is possible to suppress a sudden increase in the likelihood of knocking when the ignition timing is gradually advanced compared to when there is no pre-combustion chamber.
  • the liquid fuel injected into the intake passage can be easily introduced into the pre-chamber, so that a sudden increase in the likelihood of knocking can be further suppressed. Therefore, the ignition timing can be brought closer to the optimum ignition timing called MBT (Minimum advance for Best Torque) while avoiding knocking without using a knock sensor.
  • MBT Minimum advance for Best Torque
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration. It has neither a supercharger nor a turbocharger.
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration. There is no main combustion chamber fuel injection valve for injecting fuel into the main combustion chamber.
  • a pre-combustion four-stroke engine may have the following configuration.
  • the pre-combustion four-stroke engine has a compression ratio of 11 or more.
  • 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.
  • 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 air-fuel 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 air-fuel ratios near the stoichiometric air-fuel ratio and does not include the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the second air-fuel ratio is a richer air-fuel ratio than the first air-fuel ratio. If the first air-fuel ratio is an air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio or 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.
  • the air-fuel ratio that can be processed by the three-way catalyst after combustion is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture at which the exhaust gas generated after the combustion of the mixture can be processed by the 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 part of the low load region. You may
  • the pre-combustion four-stroke engine of the present invention has a catalyst disposed in the exhaust passage.
  • the pre-combustion four-stroke engine of the present invention may have a three-way catalyst arranged in the exhaust passage.
  • the pre-combustion four-stroke engine of the present invention may have a catalyst other than a three-way catalyst located in the exhaust passage.
  • the pre-combustion four-stroke engine of the present invention has an oxygen sensor which is arranged between the main combustion chamber and the catalyst and which detects the oxygen concentration of the exhaust gas flowing through the exhaust passage.
  • the ignition assist device that assists the ignition of the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber or the main combustion chamber is, for example, a device that generates microwave discharge, a device that generates dielectric barrier discharge (silent discharge). , or a spark plug that ignites the mixture in the main combustion chamber.
  • the fact that the pre-combustion four-stroke engine does not have an auxiliary ignition device means not only that an auxiliary ignition device separate from the pre-combustion chamber spark plug is not provided, but also that the pre-combustion chamber spark plug not have the function of an ignition assist device.
  • volume of the pre-chamber is smaller than that of the main combustion chamber means that the volume of the pre-chamber is smaller than the minimum volume of the main combustion chamber.
  • volume of the main combustion chamber changes as the piston moves.
  • the volume of the pre-chamber is the volume of the internal space of the pre-chamber.
  • the internal space of the sub chamber does not include the internal spaces of the plurality of communicating holes.
  • the inner surface of the pre-chamber is the surface forming the internal space of the pre-chamber.
  • the pre-chamber spark plug forms part of the inner surface of the pre-chamber.
  • no protrusions are formed on the inner surface of the pre-chamber except for the pre-chamber spark plug means that no protrusions are formed on the inner surface of the pre-chamber or the protrusions formed on the inner surface of the pre-chamber are not formed on the inner surface of the pre-chamber. Means only the projection by the chamber spark plug.
  • the axial length of the internal space of the pre-chamber is the axial length of the plug between one end and the other end of the internal space of the pre-chamber in the axial direction of the plug.
  • a plane passing through one end of the internal space of the pre-chamber in the axial direction of the plug and perpendicular to the axial direction of the plug, and a plane passing through the other end of the internal space of the pre-chamber in the axial direction of the plug and perpendicular to the axial direction of the plug. is the distance between
  • the definition of the length of the interior space of the pre-chamber in one direction perpendicular to the axial direction of the plug is the same as above.
  • the maximum length of the interior space of the pre-chamber in the direction perpendicular to the axial direction of the plug is the maximum length among the lengths of the interior space of the pre-chamber in a plurality of directions perpendicular to the axial direction of the plug. length.
  • the central axis of the cylinder hole is not a line segment that exists only in the area where the cylinder hole exists, but an infinite straight line.
  • the central axis of the pre-chamber spark plug is not a line segment that exists only in the area where the pre-chamber spark plug exists, but an infinite straight line.
  • the central axis of the pre-chamber spark plug may or may not be parallel to the central axis of the cylinder hole.
  • the intake port is the end of the annular portion with which the valve head of the intake valve contacts, which is closer to the main combustion chamber.
  • the exhaust port is the end of the annular portion with which the valve head of the exhaust valve contacts, which is closer to the main combustion chamber.
  • the number of at least one air intake in the present invention may be one or more.
  • the central axis of the first air intake hole is not a line segment that exists only in the area where the first air intake hole (communication hole) exists, but an infinite straight line. The same applies to the definition of the central axis of the communicating hole.
  • the "half straight line overlapping the central axis of the communicating hole and extending from the communicating hole toward the main combustion chamber without passing through the internal space of the pre-chamber" is the central axis of the communicating hole. does not include parts located within the In the present invention and the 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 same definition applies to the diameter of the exhaust hole, which is a communication hole.
  • the same definition applies to the diameter of an intake hole, which is a communication hole.
  • the expression that 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 more than one. means greater than the maximum value of the maximum diameter of the exhaust hole.
  • the name vent hole does not mean a hole for venting.
  • the exhaust hole is a communicating hole near the exhaust port.
  • the first intake hole is a communicating hole close to the first intake port.
  • the intake hole is a communicating hole near the intake port.
  • At least one intake port has the shortest distance in the circumferential direction about the center axis of the pre-chamber spark plug from at least one exhaust port when viewed in the axial direction of the plug.
  • “has a direction line shorter than the shortest distance in the circumferential direction centered on the central axis of the pre-chamber spark plug” means that when viewed in the axial direction of the plug, the direction line of the exhaust hole and at least one exhaust port
  • the shortest distance in the circumferential direction centered on the center axis of the pre-chamber spark plug is the shortest distance in the circumferential direction centered on the center axis of the pre-chamber spark plug between the directional line of the exhaust hole and at least one intake port.
  • the shortest distance between the directional line of the exhaust hole and the exhaust port when viewed in the axial direction of the plug is zero.
  • the shortest distance in the circumferential direction about the central axis of the pre-chamber spark plug between at least one intake port and at least one exhaust port is The definition of "has a direction line shorter than the shortest distance in the circumferential direction around the center axis of the pre-chamber spark plug" is the same as above.
  • the plurality of communication holes may be formed in the sub-chamber wall portion protruding into the internal space of the main combustion chamber, or may be formed in the sub-chamber wall portion that does not protrude into the internal space of the main combustion chamber.
  • the sub-chamber wall portion in which a plurality of communication holes are formed is a wall portion having one side exposed to the internal space of the main combustion chamber.
  • the sub-chamber wall has a cylindrical portion.
  • the pre-chamber wall portion in which the plurality of communication holes are formed may be separate from the pre-chamber spark plug, or may be inseparably integrated with the pre-chamber spark plug.
  • the member including the pre-chamber wall is separated from the pre-chamber spark plug, or the member including the pre-chamber wall is separated from the pre-chamber spark plug. It means that you are in contact as much as possible.
  • the compression ratio of a pre-combustion four-stroke engine is the ratio of the maximum volume to the minimum volume of the main combustion chamber.
  • the engine operating state detection sensor that detects the operating state of the pre-combustion 4-stroke engine is a sensor that detects the state of factors that affect ignition timing. For example, it is a sensor that detects the operation amount of accelerator operation, load, engine rotation speed, intake temperature, intake pressure, intake air amount, atmospheric pressure, engine temperature, oil temperature, cooling water temperature, engine wall temperature, exhaust gas temperature, etc. .
  • the number of an element is not explicitly specified (i.e., when translated into English it appears in the singular), the number of that element is one. may be multiple.
  • components whose numbers are not clearly specified include, for example, main combustion chambers, intake passages, exhaust passages, throttle valves, intake passage injection valves, pre-chambers, pre-chamber spark plugs, and the like. be.
  • a pre-combustion four-stroke engine according to the present invention and embodiments may have a single main combustion chamber or may have multiple main combustion chambers. That is, the pre-combustion four-stroke engine according to the present invention and the embodiments may be a single-cylinder engine unit or a multi-cylinder engine unit.
  • the number of pre-chambers and pre-chamber spark plugs are each the same as the number of main combustion chambers.
  • the number of intake manifold injectors may be the same as the number of main combustion chambers or may be greater.
  • the number of throttle valves may be the same as the number of main combustion chambers, or it may be less.
  • the intake passage may have a shape that branches into two or more. One intake passage is connected to one main combustion chamber. A single 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.
  • the pre-combustion four-stroke engine according to the present invention and the embodiment can be mounted on a straddle-type vehicle that is lighter in weight than an automobile and requires a lighter and smaller engine.
  • a straddle-type vehicle refers to a vehicle in general in which the driver straddles a saddle. Straddle-type vehicles include motorcycles, scooters, motor tricycles, ATVs (All Terrain Vehicles), snowmobiles, personal water crafts, and the like.
  • the pre-combustion four-stroke engine according to the present invention and the embodiments can be mounted on a work vehicle that requires a lighter and smaller engine. Needless to say, the pre-combustion four-stroke engine according to the present invention and the embodiments can be mounted on automobiles.
  • the product equipped with the pre-combustion four-stroke engine according to the present invention and the embodiments is not limited to a specific product.
  • the pre-combustion four-stroke engine that is one embodiment of the present invention is mounted on a product, it may be mounted so that the central axis of the cylinder hole is 0 degrees or more and 45 degrees or less with respect to the vertical, or 45 degrees. You may mount so that it may become more than 90 degrees or less.
  • the ignitability of the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber and the injection force of the flame injected from the plurality of communication holes can be enhanced. Ensuring engine performance under load.
  • FIGS. 1(a) and 1(b) are schematic diagrams of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2(a) and 2(b) are schematic diagrams of two examples of a pre-combustion four-stroke engine according to the second embodiment of the present invention, and
  • FIGS. 2(c) and 2(d) are Fig. 2(e) is a schematic diagram of one example of the pre-combustion four-stroke engine according to the fourth embodiment of the present invention;
  • Figs. is.
  • 3(a) and 3(b) are schematic diagrams of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial schematic diagram of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to a seventh embodiment of the present invention.
  • 6(a) and 6(b) are partial schematic diagrams of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial schematic diagram of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to a seventh embodiment of the present invention.
  • 6(a) and 6(b) are partial schematic diagrams of an example of a pre-combustion four-stroke engine according to
  • FIG 8 includes a schematic diagram of one example of a pre-combustion four-stroke engine according to a tenth embodiment of the present invention, and graphs of examples of the present invention and comparative examples showing test results associated with the tenth embodiment.
  • 9(a) and 9(b) are graphs of examples and comparative examples of the present invention showing test results relating to the pre-combustion four-stroke engine of the eleventh embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10(a) and 10(b) are graphs of examples and comparative examples of the present invention showing test results relating to the pre-combustion four-stroke engine of the twelfth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1(a) and 1(b) show an example of the first embodiment.
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 according to the first embodiment has at least one main combustion chamber 2 .
  • the main combustion chamber 2 has at least one intake port 3 to which an intake passage 5 is connected and at least one exhaust port 4 to which an exhaust passage 6 is connected.
  • a main combustion chamber 2 is formed by a cylinder head 10 , a cylinder bore 11 and a piston 12 . That is, the cylinder bore 11 forms the main combustion chamber 2 .
  • the intake passage 5 includes a passage formed inside the cylinder head 10 and a passage connected to this passage.
  • the exhaust passage 6 includes a passage formed inside the cylinder head 10 and a passage connected to this passage.
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 has at least one throttle valve 7 .
  • the throttle valve 7 adjusts the amount of air that passes through the intake passage 5 and is drawn into the main combustion chamber 2 .
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 has at least one intake manifold injection valve 8 .
  • the intake passage injection valve 8 injects liquid fuel, which is gasoline fuel, alcohol fuel, or gasoline-alcohol mixed fuel, into the intake passage 5 .
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 has at least one pre-combustion chamber 20 .
  • the internal space of the auxiliary chamber 20 communicates with the internal space of the main combustion chamber 2 through a plurality of communication holes 21 .
  • the auxiliary chamber 20 has a smaller volume than the main combustion chamber 2 .
  • a part of the pre-chamber spark plug 23 is exposed in the internal space of the pre-chamber 20 .
  • the relationship between the position of the central axis C11 of the cylinder hole 11 and the position of the central axis C23 of the pre-chamber spark plug 23 is not limited to the positional relationship shown in FIGS. 1(a) and 1(b).
  • 1(a) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1(b).
  • a direction parallel to the central axis C23 of the pre-chamber spark plug 23 is defined as a plug axial direction DP.
  • the plug axial direction DP is parallel to the central axis C11 of the cylinder hole 11, but the plug axial direction DP need not be parallel to the central axis C11 of the cylinder hole 11.
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 has a control device 70 that controls at least one intake manifold injection valve 8 and at least one pre-chamber spark plug 23 .
  • the control device 70 sets the first air-fuel ratio or
  • the intake manifold injection valve 8 is controlled so that the second air-fuel ratio is richer than the first air-fuel ratio.
  • control device 70 controls the intake passage so that the air-fuel mixture mixed in the intake passage 5 and the main combustion chamber 2 becomes the first air-fuel ratio that can be processed by the three-way catalyst after combustion in at least a part of the low load region.
  • Injection valve 8 may be controlled.
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 may or may not have a three-way catalyst.
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 has neither a pre-combustion fuel injection valve for injecting fuel into the pre-combustion chamber 20 nor an ignition assist device for assisting ignition of the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber 20 or the main combustion chamber 2. .
  • the sub-chamber 20 has the following two features so as to reduce 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 projections are formed on the inner surface of the pre-chamber 20 except for the pre-chamber spark plug 23 .
  • the second feature is the length L1 of the internal space of the pre-chamber 20 in the plug axial direction DP and the maximum length L2 of the internal space of the sub-chamber 20 in the direction orthogonal to the plug axial direction DP, whichever is greater. is less than twice the smaller length.
  • the length L2 is longer than the length L1 in FIG. 1(a)
  • the length L1 may be longer than the length L2.
  • the shape of the internal space of the auxiliary chamber 20 is not limited to the shape shown in FIGS. 1(a) and 1(b).
  • the at least one air intake 3 includes a first air intake 3a.
  • FIG. 1(b) is a view of the first intake port 3a and the plurality of communication holes 21 viewed from the main combustion chamber 2 in the axial direction DP of the plug.
  • FIG. 1(b) omits illustration of elements other than the main combustion chamber 2, the first intake port 3a, the plurality of communication holes 21, and the auxiliary chamber 20.
  • FIG. 1(b) as shown in FIG. 1(b), a line segment connecting the center axis C23 of the pre-chamber spark plug 23 and the center C3a of the first intake port 3a is defined as a line segment LSa.
  • the plurality of communication holes 21 include first air intake holes 21ia having the following two features.
  • the first feature is that the angle ⁇ formed by the line segment LSa with respect to the center axis C21ia of the first intake hole 21ia satisfies ⁇ 17° ⁇ 17° when viewed in the axial direction DP of the plug. (See FIG. 1(b)). Although the angle ⁇ is greater than 0° in FIG. 1B, the angle ⁇ may be 0°.
  • the second feature is that in a cross section cut along a plane parallel to the central axis C11 of the cylinder hole 11 and including the central axis C21ia of the first intake hole 21ia, the central axis C21ia of the first intake hole 21ia is aligned with the first intake port.
  • FIG. 1(a) is a sectional view of the pre-combustion four-stroke engine 1 taken along a plane parallel to the central axis C11 of the cylinder hole 11 and including the central axis C21ia of the first intake hole 21ia. Since the plurality of communication holes 21 have such first intake holes 21ia, the liquid fuel injected into the intake passage 5 is easily introduced into the sub chamber 20 from the first intake ports 3a through the first intake holes 21ia. . Although the number of communication holes 21 is five in FIG. 1, the number of communication holes 21 may be less or more than five. The number, positions, shapes and sizes of the communication holes 21 in the first embodiment are not limited to those shown in FIG.
  • a first intake hole 21ia is formed so that the flow of liquid fuel particles diffused along the valve head 14 of the intake valve 13 can be easily introduced.
  • the liquid fuel with relatively large particles and relatively large inertial force can be introduced deep into the interior space of the pre-chamber 20 .
  • the ignitability of the air-fuel mixture in the pre-chamber 20 and the injection force of the flame injected from the plurality of communication holes 21 can be enhanced, and engine performance at low load can be ensured without providing an auxiliary ignition device. .
  • the compression ratio of the pre-combustion four-stroke engine 1 of the first embodiment may be, for example, 11 or more.
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 of the first embodiment may not have a main combustion chamber fuel injection valve that injects fuel into the main combustion chamber 2 .
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 of the first embodiment may have neither a supercharger nor a turbocharger. That is, the pre-combustion four-stroke engine 1 may be of a naturally aspirated type.
  • the auxiliary chamber combustion four-stroke engine 1 of the first embodiment need not have an external exhaust gas recirculation device including an external exhaust gas recirculation passage bypassing the main combustion chamber 2 and connecting the exhaust passage 6 and the intake passage 5. .
  • FIGS. 2(a) and 2(b) show two examples of the second embodiment.
  • the second embodiment has the configuration of the first embodiment.
  • the main combustion chamber 2 has two air intakes 3 .
  • the two air inlets 3 are a first air inlet 3a and a second air inlet 3b.
  • the main combustion chamber 2 may have two exhaust ports 4 as shown in FIGS. 2(a) and 2(b). Although not shown, the main combustion chamber 2 may have a single exhaust port 4 .
  • the plurality of communication holes 21 includes second intake holes 21ib having the following two features.
  • the first feature is that the angle ⁇ 2 formed by the line segment LSb with respect to the central axis C21ib of the second intake hole 21ib satisfies ⁇ 17° ⁇ 2 ⁇ 17° when viewed in the axial direction DP of the plug. be.
  • a line segment LSb is a line segment that connects the center axis C23 of the pre-chamber spark plug 23 and the center C3b of the second intake port 3b.
  • the angle .theta.2 is greater than 0.degree., but the angle .theta.2 may be 0.degree.
  • the second feature is that, although not shown, in a cross section taken along a plane parallel to the central axis C11 of the cylinder hole 11 and including the central axis C21ib of the second air intake hole 21ib, the central axis C21ib of the second air intake hole 21ib passes between the valve head of the intake valve and the second intake port 3b when the intake valve (not shown) that opens and closes the second intake port 3b is opened.
  • the plurality of communication holes 21 have such second intake holes 21ib, the liquid fuel injected into the intake passage 5 is easily introduced from the second intake port 3b into the sub chamber 20 through the second intake holes 21ib. .
  • the number of communication holes 21 in FIG. 2(a) is five, and the number of communication holes 21 in FIG. 2(b) is six.
  • the position, shape, and size are not limited to those shown in FIGS. 2(a) and 2(b).
  • FIGS. 2(c) and 2(d) show two examples of the third embodiment.
  • the third embodiment has the configuration of the first embodiment.
  • the main combustion chamber 2 has a single air intake 3 .
  • the single inlet 3 is the primary inlet 3a.
  • the main combustion chamber 2 may have a single exhaust port 4 as shown in Figures 2(c) and 2(d).
  • the main combustion chamber 2 may have two exhaust ports 4 .
  • the number of communication holes 21 in FIG. 2(c) is five, and the number of communication holes 21 in FIG. 2(d) is six.
  • the position, shape, and size are not limited to those shown in FIGS. 2(c) and 2(d).
  • FIG. 2(e) shows an example of the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment has at least one configuration of the first to third embodiments.
  • the communication holes 21 include a third intake hole 21ic having the following two features.
  • the first feature is that the angle ⁇ 3 formed by the line segment LSa with respect to the center axis C21ic of the third intake hole 21ic satisfies ⁇ 17° ⁇ 3 ⁇ 17° when viewed in the axial direction DP of the plug. be.
  • a line segment LSa is a line segment that connects the center axis C23 of the pre-chamber spark plug 23 and the center C3b of the first intake port 3a.
  • the second feature is that, although not shown, in a cross section taken along a plane parallel to the central axis C11 of the cylinder hole 11 and including the central axis C21ic of the third air intake hole 21ic, the central axis C21ic of the third air intake hole 21ic passes between the valve head 14 of the intake valve 13 and the first intake port 3a when the intake valve 13 for opening and closing the first intake port 3a is opened.
  • the first air intake hole 21ia and the third air intake hole 21ic in the fourth embodiment respectively correspond to the first air intake holes of the present invention.
  • the number, positions, shapes, and sizes of the plurality of communication holes 21 in the fourth embodiment are not limited to those shown in FIG. 2(e).
  • FIGS. 3(a) and 3(b) show an example of the fifth embodiment.
  • the third embodiment has at least one configuration of the first to fourth embodiments.
  • the communication holes 21 are formed as follows so that the liquid fuel introduced into the sub chamber 20 through the first intake holes 21ia is difficult to be discharged from the communication holes 21. ing.
  • FIG. 3(b) is a diagram obtained by adding the central axis C21 of the communicating holes 21 other than the first intake holes 21ia to FIG. 1(a). Furthermore, when viewed in a direction orthogonal to both the plane including the central axis C21ia of the first intake hole 21ia and the central axis C11 of the cylinder hole 11, the central axis C21ia of the first intake hole 21ia is aligned with the plurality of communication holes 21.
  • FIG. 3(a) is a diagram obtained by adding the central axis C21 of the communicating holes 21 other than the first air intake holes 21ia to FIG. 1(a). That is, FIG. 3A shows the central axis C21 of the plurality of communication holes 21 when viewed in a direction perpendicular to both the plane including the central axis C21ia of the first intake hole 21ia and the central axis C11 of the cylinder hole 11. it's shown. Note that the number, positions, shapes, and sizes of the plurality of communication holes 21 in the fifth embodiment are not limited to those shown in FIG.
  • the seventh embodiment has the configuration of the second embodiment, it is perpendicular to both the plane including the central axis C21ib of the second intake hole 21ib and the central axis C11 of the cylinder hole 11 when viewed in the axial direction DP of the plug.
  • the center axis C21ib of the second air intake hole 21ib does not have to match the center axis C21 of any communication hole 21 that is not the second air intake hole 21ib.
  • FIG. 4 is a diagram of at least one intake port 3, at least one exhaust port 4, and a plurality of communication holes 21 viewed in the axial direction DP of the plug.
  • 5 and 6(a) are diagrams of the plurality of communication holes 21 viewed in the axial direction DP of the plug.
  • FIG. 6(b) is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6(a).
  • the sixth embodiment has at least one configuration of the first to fifth embodiments.
  • the seventh embodiment has at least one configuration of the first to fifth embodiments.
  • the eighth embodiment has at least one configuration of the first to fifth embodiments.
  • the ninth embodiment has at least one configuration of the first to fifth embodiments.
  • a half straight line that overlaps the central axis of the communication hole 21 and extends from the communication hole 21 toward the main combustion chamber 2 without passing through the internal space of the auxiliary chamber 20 is defined as a direction line H21 of the communication hole 21 (FIG. 4). reference).
  • the shortest distance in the circumferential direction about the center axis C23 between the direction line H21 of the communication hole 21 and at least one air intake port 3 when viewed in the plug axial direction DP is defined as the shortest distance L3 (see FIG. 4). .
  • the shortest circumferential distance L3 between the direction line H21 of the first air intake hole 21ia and the at least one air intake port 3 about the central axis line C23 is zero.
  • the shortest distance in the circumferential direction about the center axis C23 between the direction line H21 of the communicating hole 21 and at least one exhaust port 4 when viewed in the plug axial direction DP is defined as the shortest distance L4 (see FIG. 4).
  • a communication hole 21 having a direction line H21 such that the shortest distance L3 is shorter than the shortest distance L4 is defined as an intake hole 21i (see FIG. 4).
  • the communication hole 21 having the direction line H21 such that the shortest distance L4 is shorter than the shortest distance L3 is defined as the exhaust hole 21e (see FIG. 4).
  • the multiple communication holes 21 include multiple exhaust holes 21e.
  • the main combustion chamber 2 in FIG. 4 has two air intakes 3
  • the main combustion chamber 2 may have a single air intake 3
  • the main combustion chamber 2 in FIG. 4 has two outlets 4
  • the main combustion chamber 2 may have a single outlet 4 .
  • the plurality of communication holes 21 includes a plurality of intake holes 21i that are fewer than the plurality of exhaust holes 21e (see FIG. 4, for example).
  • the plurality of air intake holes 21i may be only the first air intake holes 21ia and the second air intake holes 21ib, or may be three or more air intake holes 21i.
  • the minimum diameter of the first intake hole 21ia is larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes 21e (see, for example, FIGS. 5, 6(a) and 6(b)).
  • the air intake holes 21i included in the plurality of communication holes 21 may be only the first air intake holes 21ia.
  • the multiple communication holes 21 may include multiple intake holes 21i.
  • the minimum diameter of the plurality of air intake holes 21i may be larger than the maximum value of the maximum diameters of the plurality of air discharge holes 21e.
  • the minimum diameter of the second intake holes 21ib is preferably larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes 21e.
  • the first intake hole 21ia is formed to have a larger diameter as it is closer to the main combustion chamber 2, and the plurality of exhaust holes 21e are formed to have a larger diameter as it is closer to the main combustion chamber 2. not (see, eg, FIGS. 6(a) and 6(b)).
  • the maximum diameter of the first intake hole 21ia is preferably larger than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes 21e.
  • the air intake holes 21i included in the plurality of communication holes 21 may be only the first air intake holes 21ia.
  • the multiple communication holes 21 may include multiple intake holes 21i. All of the plurality of air intake holes 21 i may be formed so that the closer they are to the main combustion chamber 2 , the larger the diameter.
  • a part of the air intake holes 21i among the plurality of air intake holes 21i may be formed so that the diameter does not change.
  • the eighth embodiment has the configuration of the second embodiment, it is preferable that the second air intake holes 21ib are formed so that the closer they are to the main combustion chamber 2, the larger the diameter.
  • the seventh embodiment and/or the eighth embodiment may or may not have the configuration of the sixth embodiment.
  • the plurality of communication holes 21 may include a plurality of air intake holes 21i that are the same or more in number than the plurality of exhaust holes 21e.
  • the sixth embodiment and/or the eighth embodiment may or may not have the configuration of the seventh embodiment.
  • the minimum diameter of the first intake hole 21ia may be equal to or smaller than the maximum diameter of the plurality of exhaust holes 21e.
  • the sixth embodiment and/or the seventh embodiment may or may not have the configuration of the eighth embodiment.
  • the first intake hole 21ia does not have to be formed so that its diameter increases as it gets closer to the main combustion chamber 2 .
  • the plurality of exhaust holes 21e may be formed so that their diameters increase as they get closer to the main combustion chamber 2 .
  • a pre-combustion four-stroke engine 1 according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the ninth embodiment has at least one configuration of the first to eighth embodiments.
  • a plurality of communication holes 21 are formed in a sub-chamber wall portion 22 protruding into the internal space of the main combustion chamber 2 .
  • the auxiliary chamber 20 is formed so that the projection amount of the auxiliary chamber wall portion 22 is smaller than the volume of the auxiliary chamber 20 .
  • the internal space of the pre-chamber 20 is divided into two spaces by any plane S that passes through the internal space of the pre-chamber 20 without passing through the outer surface of the pre-chamber wall portion 22 and perpendicular to the plug axial direction DP.
  • the pre-chamber 20 is formed such that the volume of the space closer to the main combustion chamber 2 out of the two spaces is smaller than the volume of the space farther from the main combustion chamber 2 out of the two spaces.
  • the plane S shown in FIG. 7 is only an example of the plane S that does not pass through the outer surface of the pre-chamber wall portion 22 but passes through the internal space of the pre-chamber 20 and is perpendicular to the axial direction DP of the plug.
  • the outer surface of the auxiliary chamber wall portion 22 is the surface exposed to the main combustion chamber 2 .
  • a pre-combustion four-stroke engine 1 according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the tenth embodiment has at least one configuration of the first to ninth embodiments.
  • the pre-combustion four-stroke engine 1 of the tenth embodiment does not have a knock sensor.
  • the control device 70 ignites the air-fuel mixture in the pre-combustion chamber 20 at a predetermined ignition timing based on the output of an operating state detection sensor 71 that detects the operating state of the pre-combustion four-stroke engine 1 excluding the knock sensor.
  • the pre-chamber spark plug 23 is controlled so as to
  • CA50 which is the horizontal axis of this graph, represents the 50% mass fraction burned crank angle, which is the crank angle at which the burn rate is 50%.
  • This graph shows the knock peak standard deviation [KPa] when changing CA50 in the 4-stroke engines of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
  • the engine of Comparative Example 1 does not have a pre-chamber.
  • the engines of Examples 1 and 2 have a cooling jacket around the pre-chamber 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 configuration of the electrode portion of the pre-chamber spark plug.
  • 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.
  • the middle engine speed region here is the middle two regions when the region from the lowest to the highest engine speed is equally divided into four.
  • the knock peak standard deviation [KPa] rises very sharply at a certain point.
  • the eleventh embodiment has at least one configuration of the first to tenth embodiments.
  • the total cross-sectional area of each of the communication holes 21 perpendicular to the central axis C21 is 5.7 mm 2 or more and 6.8 mm 2 or less.
  • FIGS. 9(a) and 9(b) are part of the results of experiments conducted by the present inventors.
  • the total cross-sectional area 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 sub chamber is referred to as the total hole area.
  • FIG. 9(a) shows IMEPcov, which is the variation rate of IMEP (Indicated mean effective pressure) when CA50 is changed in the four-stroke engines of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 2 and 3. show.
  • the meaning of CA50 is as explained in the tenth embodiment.
  • IMEP is the work per cycle divided by the stroke volume that the engine has. A lower IMEPcov value indicates higher combustion stability.
  • the test conditions of Examples 4-6 and Comparative Examples 2 and 3 are the same.
  • the engine of Comparative Example 2 does not have a pre-chamber.
  • the engine of Comparative Example 2 has the same configuration as the engines of Examples 4 to 6 and Comparative Example 3 except for the presence or absence of the pre-chamber.
  • the total hole areas in the engines of Examples 4-6 and Comparative Example 3 are shown in Table 1 below.
  • the engines of Examples 4 to 6 and Comparative Example 3 have the same configuration except for the plurality of communication holes.
  • FIG. 9(b) shows IMEPcov when the engine rotation speed is changed in the 4-stroke engines of Example 7 and Comparative Examples 4 and 5.
  • the test conditions of Example 7 and Comparative Examples 4 and 5 are the same.
  • the engine of Comparative Example 4 does not have a pre-chamber.
  • the engine of Comparative Example 4 has the same configuration as the engines of Example 7 and Comparative Example 5 except for the presence or absence of the pre-chamber.
  • Table 1 shows the total hole area in the engines of Example 7 and Comparative Example 5.
  • the engines of Example 7 and Comparative Example 5 have the same configuration except for the plurality of communication holes.
  • Comparative Example 3 in which the total hole area is smaller than 5.7 mm 2 , has partially lower combustion stability than Comparative Example 2, in which no pre-chamber is provided.
  • Comparative Example 5 in which the total hole area is larger than 6.8 mm 2 , has lower combustion stability than Example 7, in which the total hole area is 6.5 mm 2 . Therefore, it can be seen that the total hole area is preferably 5.7 mm 2 or more and 6.8 mm 2 .
  • the twelfth embodiment has at least one configuration of the first to eleventh embodiments.
  • the volume of the sub chamber 20 is 328 mm 3 or more and 802 mm 3 or less.
  • 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 4-stroke engines of Examples 8 and 9 and Comparative Examples 6 and 7.
  • FIG. The meanings of CA50 and IMEPcov are as described in the tenth and eleventh embodiments, respectively.
  • the test conditions for Examples 8 and 9 and Comparative Examples 6 and 7 are the same.
  • the engine of Comparative Example 6 does not have a pre-chamber.
  • the engine of Comparative Example 6 has the same configuration as the engines of Examples 8 and 9 and Comparative Example 7 except for the presence or absence of the pre-chamber.
  • the volumes of pre-chambers in the engines of Examples 8, 9 and Comparative Example 7 are shown in Table 2 below.
  • the engines of Examples 8 and 9 and Comparative Example 7 have the same configuration except for the pre-chamber.
  • FIG. 10(b) shows IMEPcov when the engine rotation speed is changed in the four-stroke engines of Examples 10 to 12 and Comparative Example 8.
  • FIG. The test conditions for Examples 10-12 and Comparative Example 8 are the same.
  • the engine of Comparative Example 8 does not have a pre-chamber.
  • Table 2 shows the volume of the pre-chamber in the engines of Examples 10-12.
  • the engines of Examples 10 to 12 have the same configuration except for the pre-chamber. Strictly speaking, the volume of the pre-chamber in Example 10 is 328.7 mm 3 .
  • Comparative Example 7 in which the volume of the pre-chamber is greater than 802 mm 3 , has lower combustion stability than Comparative Example 6, in which no pre-chamber is provided.
  • the combustion stability of Example 9, in which the volume of the pre-chamber is 802 mm 3 is comparable to that of Comparative Example 6, in which no pre-chamber is provided.
  • Example 8, in which the volume of the pre-chamber is smaller than 802 mm 3 has higher combustion stability than Example 9 and Comparative Example 6.
  • reducing the volume of the pre-chamber imposes structural restrictions.
  • the pre-chamber volume value of 328.7 mm 3 in Example 10 is the minimum pre-chamber volume determined by structural constraints. As can be seen from the graph in FIG.
  • the volume of the pre-chamber is preferably 328 mm 3 or more and 802 mm 3 or less.
  • the plurality of communication holes may be formed in a sub-chamber wall portion that does not protrude into the internal space of the main combustion chamber.
  • the pre-combustion four-stroke engine of the present invention may have a supercharger or a turbocharger.
  • a pre-combustion four-stroke engine may have a main combustion chamber fuel injector that injects fuel into the interior of the main combustion chamber.
  • the compression ratio of the pre-combustion four-stroke engine of the present invention may be less than eleven.

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Abstract

副室燃焼４ストロークエンジン（１）は、複数の連通孔（２１）を介して主燃焼室（２）に連通し、その内部空間に副室スパークプラグ（２３）の一部が露出する副室（２０）と、吸気通路（５）に燃料を噴射する吸気通路噴射弁（８）を有し、混合気の点火を補助する点火補助装置を有さない。副室の内部空間のプラグ軸方向（ＤＰ）の長さ（Ｌ１）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（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。プラグ軸方向に見たときに、複数の連通孔（２１）のいずれか１つである第１吸気孔（２１ｉａ）の中心軸線（Ｃ２１ｉａ）に対して、副室スパークプラグの中心軸線（Ｃ２３）と吸気口の中心（Ｃ３ａ）とを結ぶ線分（ＬＳａ）のなす角度θが、－１７°＜θ＜１７°を満たす。シリンダ孔（１１）の中心軸線（Ｃ１１）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吸気孔の中心軸線が、第１吸気口を開閉する吸気弁（１３）の開弁時に吸気弁のバルブヘッド（１４）と第１吸気口との間を通る。

Description

副室燃焼４ストロークエンジン
　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。
　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。
米国特許第１０６１２４５４号公報
　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。
　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。
　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って、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、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、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、（ａ）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、（ｂ）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いずれか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の吸気孔は、（ｉ）前記副室スパークプラグのプラグ軸方向に見たときに、前記第１吸気孔の中心軸線に対して、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、複数の連通孔のいずれか１つである第１吸気孔の中心軸線と、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とのなす角度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た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、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。
　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。
　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の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。
　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、前記少なくとも１つの吸気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの排気口との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、前記少なくとも１つの排気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの吸気口との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、吸気孔の径を大きく、排気孔の径を小さくできる。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。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。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。
　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、前記少なくとも１つの排気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの吸気口との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。なお、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、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。
　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、前記少なくとも１つの排気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの吸気口との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。なお、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。
　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６．８ｍｍ２以下である。
　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維持しやすい。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６．８ｍｍ２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６．８ｍｍ２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。
　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。
　前記副室の容積が３２８ｍｍ３以上８０２ｍｍ３以下である。
　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維持しやすい。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。
　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。
　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。
　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、前記ノックセンサを除く前記副室燃焼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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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最大径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、排気孔という名称は、排気のための孔という意味ではない。排気孔は、排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、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、吸気孔は、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、「排気孔がプラグ軸方向に見たときに、少なくとも１つの排気口との副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向の最短距離が少なくとも１つの吸気口との副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向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、この排気孔の方向線と少なくとも１つの排気口との副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向の最短距離が、この排気孔の方向線と少なくとも１つの吸気口との副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向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、少なくとも１つの吸気口との副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向の最短距離が少なくとも１つの排気口との副室スパークプラグの中心軸線を中心とした周方向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。
　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を有する壁部である。副室壁部が主燃焼室の内部空間に突出するように形成されている場合、副室壁部は筒状の部分を有する。複数の連通孔が形成される副室壁部は、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、少なくとも請求項１の構成により得られる上記効果を奏する。
　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。
　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。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、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の一例の模式図である。 図２（ａ）および図２（ｂ）は、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の２つの例の模式図であり、図２（ｃ）および図２（ｄ）は、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の２つの例の模式図であり、図２（ｅ）は、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の一例の模式図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は、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の一例の模式図である。 図４は、本発明の第６実施形態の副室燃焼４ストロークエンジンの一例の模式図である。 図５は、本発明の第７実施形態の副室燃焼４ストロークエンジンの一例の部分的模式図である。 図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明の第８実施形態の副室燃焼４ストロークエンジンの一例の部分的模式図である。 図７は、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の一例の模式図である。 図８は、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の一例の模式図と、第１０実施形態に関連する試験結果を示す本発明の実施例と比較例のグラフを含む。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、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に関連する試験結果を示す本発明の実施例と比較例のグラフである。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、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に関連する試験結果を示す本発明の実施例と比較例のグラフである。
　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。
　＜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実施形態載の副室燃焼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と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、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。
　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。
　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）は、図１（ｂ）に示すように、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は０°より大きいが、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。
　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た副室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。
　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。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。
　＜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は０°より大きいが、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。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。
　＜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。
　＜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。
　＜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３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）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を表示している。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に示すものに限らない。第７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。
　＜第６～第９実施形態＞
　本発明の第６～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４～図５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。第９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９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に見たときの連通孔２１の方向線Ｈ２１と少なくとも１つの吸気口３との中心軸線Ｃ２３を中心とした周方向の最短距離を、最短距離Ｌ３と定義する（図４参照）。第１吸気孔２１ｉａの方向線Ｈ２１と少なくとも１つの吸気口３との中心軸線Ｃ２３を中心とした周方向の最短距離Ｌ３はゼロである。プラグ軸方向ＤＰに見たときの連通孔２１の方向線Ｈ２１と少なくとも１つの排気口４との中心軸線Ｃ２３を中心とした周方向の最短距離を、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）。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９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。
　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よりも少ない複数の吸気孔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。
　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、図６（ａ）および図６（ｂ）参照）。第７実施形態において、複数の連通孔２１が有する吸気孔２１ｉは、第１吸気孔２１ｉａだけでもよい。第７実施形態において、複数の連通孔２１は、複数の吸気孔２１ｉを含んでもよい。複数の吸気孔２１ｉの最小径は、複数の排気孔２１ｅの最大径の最大値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。
　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、複数の連通孔２１が有する吸気孔２１ｉは、第１吸気孔２１ｉａだけでもよい。第８実施形態において、複数の連通孔２１は、複数の吸気孔２１ｉを含んでもよい。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。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。
　第７実施形態および／または第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／または第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の最大径と同じかそれより小さくてもよい。第６実施形態および／または第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。
　＜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。
　＜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、ノックセンサを除く副室燃焼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。
　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、非常に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。
　＜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６．８ｍｍ２以下である。
　ここで、図９（ａ）および図９（ｂ）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（ａ）は、実施例４～６および比較例２、３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 mean effective 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４～６および比較例２、３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４～６および比較例３のエンジンと同じである。実施例４～６および比較例３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４～６および比較例３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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図９（ｂ）は、実施例７および比較例４、５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７および比較例４、５の試験条件は互いに同じである。比較例４のエンジンは、副室を有さない。比較例４のエンジンは、副室の有無以外の構成が実施例７および比較例５のエンジンと同じである。実施例７および比較例５のエンジンにおける孔総面積を表１に示す。実施例７および比較例５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。
　図９（ａ）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６．８ｍｍ２以下である実施例４～６は、比較例２より燃焼安定性が高い。実施例４～６は孔総面積が高いほど燃焼安定性が高くなっている。また、図９（ｂ）のグラフにおいて、孔総面積が６．８ｍｍ２よりも大きい比較例５は、孔総面積が６．５ｍｍ２である実施例７よりも燃焼安定性が低い。そのため、孔総面積は、５．７ｍｍ２以上６．８ｍｍ２が好ましいことがわかる。
　＜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、副室２０の容積は、３２８ｍｍ３以上８０２ｍｍ３以下である。
　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６、７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。ＣＡ５０とＩＭＥＰｃｏｖの意味は、第１０実施形態と第１１実施形態でそれぞれ説明した通りである。実施例８、９および比較例６、７の試験条件は互いに同じである。比較例６のエンジンは、副室を有さない。比較例６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７のエンジンと同じである。実施例８、９および比較例７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７のエンジンは、副室以外の構成が互い同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図１０（ｂ）は、実施例１０～１２および比較例８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。実施例１０～１２のエンジンにおける副室の容積を表２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の副室の容積は厳密には３２８．７ｍｍ３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７は、副室を設けない比較例６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６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６よりも燃焼安定性が高い。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。そのため、副室の容積は、３２８ｍｍ３以上８０２ｍｍ３以下が好ましいことがわかる。
　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。
　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

Claims (12)

  1. 　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って、
    　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、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、
    　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、
    　（ａ）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、
    　（ｂ）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いずれかである第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の吸気孔は、（ｉ）前記副室スパークプラグのプラグ軸方向に見たときに、前記第１吸気孔の中心軸線に対して、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。
  2. 　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。
  3. 　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、前記少なくとも１つの吸気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの排気口との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、前記少なくとも１つの排気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの吸気口との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または２に記載の副室燃焼４ストロークエンジン。
  4. 　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、前記少なくとも１つの排気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの吸気口との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１～３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。
  5. 　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、前記少なくとも１つの排気口との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の最短距離が前記少なくとも１つの吸気口との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１～４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。
  6. 　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６．８ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１～５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。
  7. 　前記副室の容積が３２８ｍｍ３以上８０２ｍｍ３以下であることを特徴とする請求項１～６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。
  8. 　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おり、
    　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１～７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。
  9. 　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ず、
    　前記制御装置は、前記ノックセンサを除く前記副室燃焼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１～８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。
  10. 　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。
  11. 　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ことを特徴とする請求項１～１０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。
  12. 　前記副室燃焼４ストロークエンジンの圧縮比が１１以上であることを特徴とする請求項１～１１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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117669098B (zh) * 2024-01-31 2024-05-17 潍柴动力股份有限公司 一种火花塞设计方法、装置、设备和火花塞

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007113535A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Nissan Motor Co Ltd 副室式内燃機関とその制御方法
US10612454B2 (en) * 2017-09-08 2020-04-07 Maserati S.P.A. Gasoline internal combustion engine, with a combustion pre-chamber and two spark plugs
JP2022017967A (ja) * 2020-07-14 2022-01-26 ダイハツ工業株式会社 副燃焼室付き内燃機関

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5221509A (en) * 1975-08-09 1977-02-18 Nippon Soken Inc Internal combustion engine
JPS52118109A (en) * 1976-03-26 1977-10-04 Nippon Soken Inc Combustion chamber apparatus of internal combustion engine
JPS61184820U (ja) * 1985-05-09 1986-11-18
JP6565952B2 (ja) * 2017-02-13 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007113535A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Nissan Motor Co Ltd 副室式内燃機関とその制御方法
US10612454B2 (en) * 2017-09-08 2020-04-07 Maserati S.P.A. Gasoline internal combustion engine, with a combustion pre-chamber and two spark plugs
JP2022017967A (ja) * 2020-07-14 2022-01-26 ダイハツ工業株式会社 副燃焼室付き内燃機関

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