(57)【要約】【課題】複数の気筒２ａ〜２ｂを有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、燃焼室ごとの自着火時期のばらつきを低減して、サイクル効率の向上を図る。【解決手段】各気筒２ａ〜２ｄのうち比較的放熱しやすい気筒２ａ、２ｄの燃焼室の容積を比較的放熱しにくい気筒２ｂ、２ｃの燃焼室の容積よりも小さくするようピストンの頂部形状を特定するか、或いは、比較的放熱しにくい気筒２ｂ、２ｃの燃焼室の容積を比較的放熱しやすい気筒２ａ、２ｄの燃焼室の容積よりも大きくするようピストンの頂部形状を特定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃える。【選択図】  図２１
2010077975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
前記各気筒のうち比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積を、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積よりも小さくするよう、ピストンの頂部形状を特定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【請求項２】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
前記各気筒のうち比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積を、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積よりも大きくするよう、ピストンの頂部形状を特定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【請求項３】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
すべての気筒に点火プラグが設けられており、比較的放熱にくい気筒の点火プラグの燃焼室への突出量を、比較的放熱しやすい気筒の点火プラグのそれよりも浅くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【請求項４】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
すべての気筒に点火プラグが設けられており、比較的放熱しやすい気筒の点火プラグの燃焼室への突出量を、比較的放熱しにくい気筒の点火プラグのそれよりも深くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【請求項５】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
すべての気筒の各ピストンに連結されるコネクティングロッドのうち、比較的放熱しやすい気筒のコネクティングロッドの長さを、比較的放熱しにくい気筒のコネクティングロッドの長さよりも長くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【請求項６】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
すべての気筒の各ピストンに連結されるコネクティングロッドのうち、比較的放熱しにくい気筒のコネクティングロッドの長さを、比較的放熱しやすい気筒のコネクティングロッドの長さよりも短くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【請求項７】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
前記各気筒のうち比較的放熱しにくい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを早くしたうえで、その早閉じ量を意図的に多めに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。  
【請求項８】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
前記各気筒のうち比較的放熱しやすい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを早くしたうえで、その早閉じ量を意図的に少なめに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【請求項９】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
前記各気筒のうち比較的放熱しにくい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを遅くしたうえで、その遅閉じ量を意図的に多めに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。  
【請求項１０】
複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
前記各気筒のうち比較的放熱しやすい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを遅くしたうえで、その遅閉じ量を意図的に少なめに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成したことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒型の予混合圧縮自着火式（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
予混合圧縮自着火式エンジンは、空気と燃料とを予め混合した混合気を燃焼室内で圧縮することにより自着火させるものであり、従来から、１つの気筒を有する単気筒型と、複数個の気筒を有する多気筒型とがある。多気筒型の一例としては、複数個の気筒を一列に並べて配置した直列多気筒型がある。
【０００３】
この直列多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンには、空気と燃料とを混合してから、この混合気を気筒数に応じて分配して各燃焼室へ個別に供給させて燃焼させる、いわゆる同時噴射方式を採用したものがある（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記直列多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンでは、シリンダブロックの各気筒の配置に起因して各気筒の放熱特性が相違することが原因で、燃焼室ごとの圧縮端温度に差が生じて、燃焼室ごとに混合気が自着火する時期がばらつきやすくなっていた。
【０００６】
ちなみに、直列多気筒型の場合、例えばシリンダブロックの長手方向両端に配置される気筒のほうが、長手方向中間に配置される気筒に比べて放熱しやすいので、前記両端の気筒における燃焼室内の温度が前記中間の気筒における燃焼室内の温度よりも低くなる傾向となる。そのため、前記両端の燃焼室における圧縮端温度が、前記中間の燃焼室における圧縮端温度に比べて低くなるので、前記両端の燃焼室における自着火時期が、前記中間の燃焼室における自着火時期に比べて遅くなって、サイクル効率ならびに熱効率が低下する。
【０００７】
本発明は、多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、燃焼室ごとの自着火時期のばらつきを低減し、サイクル効率ならびに熱効率を向上することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の各燃焼室にそれぞれ供給して、その各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンを前提としている。
【０００９】
なお、上記エンジンは、例えば直列に並ぶ４つの気筒を有するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に搭載されるシリンダヘッドと、シリンダブロックの４つの気筒にそれぞれ挿入される４つのピストンと、４つのピストンを支持するコネクティングロッドと、コネクティングロッドを上下動させるクランクシャフトと、シリンダヘッドのインテークポートに取り付けられる吸気サージタンクと、４つの気筒と４つのピストンとシリンダヘッドとで形成する独立した４つの燃焼室へ燃料と空気との混合気を供給する吸気系とを少なくとも有する構成である。
【００１０】
請求項１は、前記エンジンにおいて、前記各気筒のうち比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積を、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積よりも小さくするよう、ピストンの頂部形状を特定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成しており、これにより、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の圧縮比が比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の圧縮比に比べて上がり、この燃焼室ごとの圧縮比の差で、気筒ごとの温度差を相殺できるから、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。
【００１１】
請求項２は、前記エンジンにおいて、前記各気筒のうち比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積を、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積よりも大きくするよう、ピストンの頂部形状を特定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成しており、これにより、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の圧縮比が比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の圧縮比に比べて下がり、この燃焼室ごとの圧縮比の差で、気筒ごとの温度差を相殺できるようになり、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。
【００１２】
請求項３は、前記エンジンにおいて、すべての気筒に点火プラグが設けられており、比較的放熱にくい気筒の点火プラグの燃焼室への突出量を、比較的放熱しやすい気筒の点火プラグのそれよりも浅くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成しており、これにより、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積が、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積よりも大きくなり、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の圧縮比が比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の圧縮比に比べて下がり、この燃焼室ごとの圧縮比の差で、気筒ごとの温度差を相殺できるようになる。
【００１３】
請求項４は、前記エンジンにおいて、すべての気筒に点火プラグが設けられており、比較的放熱しやすい気筒の点火プラグの燃焼室への突出量を、比較的放熱しにくい気筒の点火プラグのそれよりも深くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成しており、これにより、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積が、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積よりも小さくなり、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の圧縮比が比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の圧縮比に比べて上がるから。この燃焼室ごとの圧縮比の差で、気筒ごとの温度差を相殺できるようになる。
【００１４】
請求項５は、前記エンジンにおいて、すべての気筒の各ピストンに連結されるコネクティングロッドのうち、比較的放熱しやすい気筒のコネクティングロッドの長さを、比較的放熱しにくい気筒のコネクティングロッドの長さよりも長くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成しており、これにより、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積が、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積よりも小さくなり、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の圧縮比が比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の圧縮比に比べて上がるから、この燃焼室ごとの圧縮比の差で、気筒ごとの温度差を相殺できるようになる。          
【００１５】
請求項６は、前記エンジンにおいて、すべての気筒の各ピストンに連結されるコネクティングロッドのうち、比較的放熱しにくい気筒のコネクティングロッドの長さを、比較的放熱しやすい気筒のコネクティングロッドの長さよりも短くして、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成しており、これにより、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の容積が、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の容積よりも大きくなり、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室の圧縮比が比較的放熱しやすい気筒の燃焼室の圧縮比に比べて下がるから、この燃焼室ごとの圧縮比の差で、気筒ごとの温度差を相殺できるようになる。          
【００１６】
請求項７は、前記エンジンにおいて、前記各気筒のうち比較的放熱しにくい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを早くしたうえで、その早閉じ量を意図的に多めに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成している。
【００１７】
請求項８は、前記エンジンにおいて、前記各気筒のうち比較的放熱しやすい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを早くしたうえで、その早閉じ量を意図的に少なめに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成している。
【００１８】
請求項９は、前記エンジンにおいて、前記各気筒のうち比較的放熱しにくい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを遅くしたうえで、その遅閉じ量を意図的に多めに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成している。
【００１９】
そして、請求項１０は、前記エンジンにおいて、前記各気筒のうち比較的放熱しやすい気筒のインテークバルブの閉じタイミングを遅くしたうえで、その遅閉じ量を意図的に少なめに設定して、前記各気筒の燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えるように構成している。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、予混合圧縮自着火運転中における燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることができるから、燃焼室ごとの自着火時期のばらつきを低減できて、サイクル効率の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る実施形態１を示す概略構成図である。
【図２】図１のエンジンを模式的に示す平面図である。
【図３】図２の（３）−（３）線断面の矢視図である。
【図４】実施形態１の応用例１で、図２に対応する図である。
【図５】図４の（５）−（５）線断面の矢視図である。
【図６】実施形態１の応用例２で、図２に対応する図である。
【図７】図６の（７）−（７）線断面の矢視図である。
【図８】本発明に係る実施形態２で、図２に対応する図である。
【図９】実施形態２の応用例１で、図２に対応する図である。
【図１０】実施形態２の応用例２で、図２に対応する図である。
【図１１】本発明に係る実施形態３で、図２に対応する図である。
【図１２】本発明に係る実施形態４で、図２に対応する図である。
【図１３】図１２の（１３）−（１３）線断面の矢視図である。
【図１４】実施形態４の応用例で、図２に対応する図である。
【図１５】図１４の（１５）−（１５）線断面の矢視図である。
【図１６】本発明に係る実施形態５で、図２に対応する図である。
【図１７】図１６の（１７）−（１７）線断面の矢視図である。
【図１８】実施形態５の応用例で、図２に対応する図である。
【図１９】図１８の（１９）−（１９）線断面の矢視図である。
【図２０】本発明に係る実施形態６で、図２に対応する図である。
【図２１】本発明に係る実施形態７で、ピストンを示す側面図である。
【図２２】本発明に係る実施形態８で、ピストンを示す側面図である。
【図２３】実施形態８のピストンを模式的に示す斜視図である。
【図２４】本発明に係る実施形態９で、図２に対応する図である。
【図２５】実施形態９の応用例で、図２に対応する図である。
【図２６】本発明に係る実施形態１０で、エンジンを模式的に示す側面図である。
【図２７】本発明に係る実施形態１１で、エンジンを模式的に示す斜視図である。
【図２８】実施形態１１に関連する構成で、シリンダブロックとヘッドガスケットを示す分解斜視図である。
【図２９】本発明に係る実施形態１２で、図２に対応する図である。
【図３０】本発明に係る実施形態１３で、エンジンを模式的に示す側面図である。
【図３１】本発明に係る実施形態１４で、図１に対応する図である。
【図３２】本発明に係る実施形態１５で、図１に対応する図である。
【図３３】本発明に係る実施形態１６で、エンジンを模式的に示す側面図である。
【図３４】本発明に係る実施形態１７で、エンジンを模式的に示す側面図である。
【図３５】本発明に係る実施形態１８で、エンジンを模式的に示す側面図である。
【図３６】本発明に係る実施形態１９で、インテークバルブの閉じタイミングと有効圧縮比との関係を示すグラフである。
【図３７】実施形態１９の応用例で、インテークバルブの閉じタイミングと有効圧縮比との関係を示すグラフである。
【図３８】本発明に係る実施形態２０で、インテークバルブの閉じタイミングと有効圧縮比との関係を示すグラフである。
【図３９】実施形態２０の応用例で、インテークバルブの閉じタイミングと有効圧縮比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜実施形態１＞
図１から図３を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１を説明する。ここでは、直列４気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンを例に挙げている。但し、気筒数は、２気筒以上であれば特に限定されるものではない。
【００２４】
本発明の特徴構成の説明に先立ち、直列４気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の概略構成を説明する。図に示す予混合圧縮自着火式エンジン１は、例えば車載用エンジンと同様に、シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３を、また、シリンダブロック２の下部にクランクケース４をそれぞれ取り付けた構成である。
【００２５】
シリンダブロック２は、直列に並ぶ４つの気筒２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを備えているとともに、各気筒２ａ〜２ｄのシリンダライナを囲むようにウォータージャケット５が設けられている。
【００２６】
このシリンダブロック２の各気筒２ａ〜２ｄには、それぞれピストン６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄが挿入されており、このピストン６Ａ〜６Ｄは、それぞれクランクケース４に配置されるクランクシャフト７にコネクティングロッド８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを介して連結されている。シリンダブロック２の４つの気筒２ａ〜２ｄと４つのピストン６Ａ〜６Ｄとシリンダヘッド３とで、独立した４つの燃焼室９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄを形成している。
【００２７】
シリンダヘッド３のインテークポート３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄには、個別の吸気管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを介して吸気サージタンク１５が、また、シリンダヘッド３のエキゾーストポート３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈには、エキゾーストマニホールド１６がそれぞれ取り付けられている。インテークポート３ａ〜３ｄにはインテークバルブ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄが、また、エキゾーストポート３ｅ〜３ｈにはエキゾーストバルブ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄがそれぞれ配設されている。なお、シリンダブロック２において各インテークポート３ａ〜３ｄ近傍には、各インテークポート３ａ〜３ｄに流入する混合気の温度を検出する吸気温度センサ１９Ａ、１９Ｂ、１９ｃ、１９Ｄが設けられている。また、エキゾーストマニホールド１６には、図示していないが、排気管が取り付けられる。
【００２８】
吸気サージタンク１５の上流の吸気経路には、上流側から下流側へ向けて、エアフィルタ２１、スロットル２２、ミキサー２３ならびにヒータ２４がこの記載順で設けられている。ヒータ２４は、エンジン冷却水等を利用した温水式熱交換器や、排気熱を利用した排気熱式熱交換器あるいは電気式発熱体等とすることができる。ミキサー２３には、燃料供給路２５が連通連結されており、この燃料供給路２５にはガスインジェクタ２６が設けられている。要するに、スロットル２２の開度に応じて空気を吸気し、この空気をエアフィルタ２１で濾過し、この濾過した空気とガスインジェクタ２６で流量制御された燃料とをミキサー２３で予め混合して所定比率の混合気を作り、この混合気をヒータ２４で所定温度に加熱してから、吸気サージタンク１５で分配し４つの燃焼室９Ａ〜９Ｄに供給するようにしている。このような混合気の供給形態を同時噴射方式と言う。
【００２９】
なお、各気筒２ａ〜２ｄについては、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番気筒２ａ、２番気筒２ｂ、３番気筒２ｃ、４番気筒２ｄと言うことにする。これと同様に、各ピストン６Ａ〜６Ｄも、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番ピストン６Ａ、２番ピストン６Ｂ、３番ピストン６Ｃ、４番ピストン６Ｄと言い、また、各燃焼室９Ａ〜９Ｄも、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番燃焼室９Ａ、２番燃焼室９Ｂ、３番燃焼室９Ｃ、４番燃焼室９Ｄと言い、さらに、吸気サージタンク１５に備える４つの吸気管１５ａ〜１５ｄも、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番吸気管１５ａ、２番吸気管１５ｂ、３番吸気管１５ｃ、４番吸気管１５ｄと言う。
【００３０】
ところで、上記予混合圧縮自着火式エンジン１は、公知のように、吸気、圧縮、膨張、排気の４行程を繰り返す４サイクルエンジンであって、予め混合した混合気を圧縮による熱で自然に着火させるようにしていること以外、一般的な４サイクルエンジンと基本的に同じである。
【００３１】
簡単に説明すると、吸気行程において、所定のピストン６Ａ〜６Ｄを下降させつつ所定タイミングで所定のインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄを開放して予め混合した混合気を所定の燃焼室９Ａ〜９Ｄに供給させる。圧縮行程において、所定のピストン６Ａ〜６Ｄを上昇させて所定の燃焼室９Ａ〜９Ｄの容積を減少させることにより混合気を圧縮するが、所定のピストン６Ａ〜６Ｄが上死点（ＴＤＣ）にまで上昇したときに混合気が自然着火して燃焼される。膨張行程において、前記燃焼によって所定のピストン６Ａ〜６Ｄが下降されて下死点（ＢＤＣ）にまで移動され、排気行程において、所定のピストン６Ａ〜６Ｄの上昇に伴い所定のエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄが開放されて所定の燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の燃焼ガスが排出される。
【００３２】
なお、予混合圧縮自着火式エンジン１は、理論上、点火プラグは不要であるが、この実施形態１では、シリンダヘッド３においてシリンダブロック２の各気筒２ａ〜２ｄに対応する位置に点火プラグ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄを設けている。この点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄは、燃焼室９Ａ〜９Ｄ周辺が十分に温まっていないときの着火を容易にするために用いる。
【００３３】
具体的に、この実施形態１で示した予混合圧縮自着火式エンジン１は、［始動運転（暖機運転）］→［予混合圧縮自着火による運転］→［停止時の運転］を行うようになっている。つまり、始動運転時及び停止時の運転時に点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄを使用して着火を行い、始動運転によって燃焼室９Ａ〜９Ｄ周辺が所定温度以上になると、予混合圧縮自着火による運転を行うようにしている。
【００３４】
これらの動作を簡単に説明する。この動作は、詳細に説明しないが、コントローラ１０で制御している。
【００３５】
まず、予混合圧縮自着火式エンジン１をセルモータ（図示せず）にて始動するとともに、所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄに通電を行って火花点火で予混合圧縮自着火式エンジン１を始動運転させて暖気運転を行う。この暖気運転においてエンジン冷却水の温度が上昇し、これに伴って各燃焼室９Ａ〜９Ｄへの混合気の温度が上昇する。
【００３６】
これにより、混合気の吸気温度が予混合圧縮自着火の成立温度に達していることが所定の吸気温度センサ１９Ａ〜１９Ｄにて検出されると、所定のインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの閉時期を例えば前進（進角）させて圧縮比を高くするとともに、ガスインジェクタ２６を調整して空気過剰率を高くする。この圧縮比及び空気過剰率の切換により自然着火（圧縮自着火）が発生し、その予混合圧縮自着火による燃焼状態が正常であることがノッキングセンサ（図示省略）などで検出された時点で所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄへの通電を停止し、火花点火による着火をＯＦＦにし、予混合圧縮自着火の運転に移行する。
【００３７】
予混合圧縮自着火の運転を停止するときには、所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄに通電を行って火花点火をＯＮにするとともに、ヒータ２４による混合気の加熱を停止する。これにより混合気の吸気温度が下がり始める。次に、例えば進角状態にある所定のインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの閉時期を後退させて遅角状態にするとともに、ガスインジェクタ２６を調整して空気過剰率を低くする。このようにすると、燃焼室９Ａ〜９Ｄに供給された混合気は、所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄによる火花点火で着火されるようになり、その火花点火による着火が正常な状態となった後に、エンジン回転数を下げて運転を停止する。
【００３８】
次に、図２および図３を参照して、実施形態１の特徴構成を詳細に説明する。
【００３９】
そもそも、燃焼室９Ａ〜９Ｄにおける混合気の自着火時期は、燃焼室９Ａ〜９Ｄで圧縮される前の混合気の温度変化に起因して所定の適正時期からずれる。多気筒の場合には、気筒２ａ〜２ｄごとの放熱特性が各気筒２ａ〜２ｄの配置や構造等に起因して相違する関係より、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮端温度が不揃いになりやすく、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期がばらつきやすい。
【００４０】
ちなみに、通常、シリンダブロック２の長手方向両端に配置される１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄが、長手方向中間に配置される２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃに比べて放熱性に優れている。そのため、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度が２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度よりも低くなりやすく、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期よりも遅くなる傾向となる。このことを自着火時期のばらつきと言っている。
【００４１】
このような知見に基づき、吸気サージタンク１５に備える４つの吸気管１５ａ〜１５ｄそれぞれの外周面に、加熱手段としてのヒータ３０Ａ〜３０Ｄを個別に取り付け、各ヒータ３０Ａ〜３０Ｄをコントローラ１０で個別に制御できるように構成している。
【００４２】
ヒータ３０Ａ〜３０Ｄは、例えば電気式発熱体とされている。その他の例として、エンジン冷却水を利用した温水式熱交換器や、排気熱を利用した排気熱式熱交換器等とすることが可能である。この電気式発熱体からなるヒータ３０Ａ〜３０Ｄは、筒状あるいはシート状であり、吸気管１５ａ〜１５ｄそれぞれの外周面に嵌合あるいは巻きつけるようにして取り付けられる。
【００４３】
コントローラ１０は、吸気温度センサ１９Ａ〜１９Ｄごとの検出出力に基づき、吸気温度センサ１９Ａ〜１９Ｄごとの検出出力を一致あるいは略一致させるように各ヒータ３０Ａ〜３０Ｄを個別にフィードバック制御する。もちろん、コントローラ１０は、諸々の条件を加味して各ヒータ３０Ａ〜３０Ｄを個別にフィードフォワード制御するものとしてもよいし、両制御を組み合わせた制御を行うものとしてもよい。
【００４４】
具体的に、シリンダブロック２の長手方向両端に位置する１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに対する加熱を、長手方向中間に位置する２番吸気管１５ｃおよび３番吸気管１５ｄに対する加熱に比べて強くするよう、コントローラ１０で制御する。
【００４５】
この場合、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを加熱することによって、この１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに通る混合気の温度を高くすることが可能になるので、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度と、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度とに差をつけることができる。
【００４６】
この１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給する混合気の温度差で、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの温度差を相殺することが可能になる。
【００４７】
したがって、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせるようにする。これにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【００４８】
以下、上記実施形態１の応用例を説明する。
【００４９】
上記加熱手段としてのヒータ３０Ａ〜３０Ｄは、吸気サージタンク１５の４つの吸気管１５ａ〜１５ｄの内部に設けるようにしてもよい。
【００５０】
その一例としては、図４および図５に示すように、加熱手段として４つのヒータ３０Ａ〜３０Ｄを用いる。このヒータ３０Ａ〜３０Ｄは、櫛歯状の電気式発熱体とする。このヒータ３０Ａ〜３０Ｄに備える複数の棒状部を、それぞれ４つの吸気管１５ａ〜１５ｄの内部に外部から突入させるようにする。
【００５１】
その他の例としては、図６および図７に示すように、加熱手段として８つのヒータ３０Ａ〜３０Ｈを用いる。このヒータ３０Ａ〜３０Ｈは、櫛歯状の電気式発熱体とする。このヒータ３０Ａ〜３０Ｈは、２つ１組とし、各組のヒータ３０Ａ〜３０Ｈにおける複数の棒状部を、それぞれ４つの吸気管１５ａ〜１５ｄの内部に外部から直交させる状態で突入させるようにする。
【００５２】
上記いずれの例の場合にも、上記実施形態１と略同等の作用、効果が得られる。さらに、このような構造において使用するヒータ３０Ａ〜３０Ｈの種類は特に限定されない。
【００５３】
また、上記実施形態１およびそれに関連する応用例（図４から図７）において、１番吸気管１５ａ、２番吸気管１５ｂ、３番吸気管１５ｃ、４番吸気管１５ｄそれぞれに対するヒータ３０Ａ〜３０Ｈの加熱量を個別に調整することによって、各吸気管１５ａ〜１５ｄを通る混合気の温度を個別に細かく調整することができる。この場合、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度をより高精度に揃えることができる。
【００５４】
さらに、上記実施形態１およびそれに関連する応用例（図４から図７）については、４つの吸気管１５ａ〜１５ｄのすべてにヒータ３０Ａ〜３０Ｈを個別に取り付けるようにしているが、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄのみに、上記のような加熱手段を取り付けるようにしてもよい。
【００５５】
＜実施形態２＞
図８を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態２を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【００５６】
この実施形態２では、４つの吸気管１５ａ〜１５ｄのうち、吸気経路の最も下流に位置する１番吸気管１５ａと、吸気経路の最も上流に位置する４番吸気管１５ｄとにのみ、断熱材３１を被覆していることに特徴がある。
【００５７】
この場合、上記断熱材３１の断熱作用で１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄの保温性が向上するから、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度低下を、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度低下に比べて抑えることができる。これにより、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度と、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度とに差をつけることができる。
【００５８】
この１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給する混合気の温度差で、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの温度差を相殺することが可能になる。
【００５９】
したがって、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせるようにする。これにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【００６０】
なお、上記断熱材３１の厚みや被覆長さ範囲は、シリンダブロック２の素材、各吸気管１５ａ〜１５ｄの素材、各気筒２ａ〜２ｄの間隔、シリンダブロック２の肉厚等といった仕様に応じた各部の放熱特性を考慮して、適宜設定するのが好ましい。
【００６１】
以下、上記実施形態２の応用例を説明する。
【００６２】
まず、４つの吸気管１５ａ〜１５ｄのすべてに断熱材３１を被覆させるようにしてもよい。但し、その場合、各吸気管１５ａ〜１５ｄに対する断熱材３１ごとの被覆状態、つまり断熱材３１ごとの厚みや被覆長さ範囲を個別に適宜調整することによって、吸気管１５ａ〜１５ｄごとの放熱特性を個別に調整する必要がある。
【００６３】
その一例としては、図９に示すように、吸気サージタンク１５に備える４つの吸気管１５ａ〜１５ｄのうち、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに被覆する断熱材３１の厚みｔ１、ｔ４を、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに被覆する断熱材３１の厚みｔ２、ｔ３に比べて厚く設定することができる。
【００６４】
その他の例としては、図１０に示すように、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに被覆する断熱材３１の被覆長さ範囲Ｌ１、Ｌ４を、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに被覆する断熱材３１の被覆長さ範囲Ｌ２、Ｌ３に比べて大きく設定することができる。
【００６５】
このようにすれば、各吸気管１５ａ〜１５ｄにおける放熱特性を細かく管理することができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度をさらに高精度に揃えることができる。      
【００６６】
＜実施形態３＞
図１１を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態３を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【００６７】
この実施形態３では、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃを、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄよりも熱伝導率の高いものとしていることに特徴がある。
【００６８】
具体的に、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを一般的に使用している鉄系金属とした場合、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃをアルミニウム合金とする。この他の材料の組み合わせとすることも可能であり、また、各吸気管１５ａ〜１５ｄのベースとなる金属を同一とし、組成を個別に調整することも可能である。
【００６９】
この場合、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃの放熱性が１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに比べて向上するから、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度低下が、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度低下に比べて促進されることになる。これにより、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度と、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度とに差をつけることができる。
【００７０】
この１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給する混合気の温度差で、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの温度差を相殺することが可能になる。
【００７１】
したがって、前記混合気の温度差を調整することにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を基準として、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を合わせるようにする。これにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【００７２】
以下、上記実施形態３の応用例を説明する。
【００７３】
上記とは逆に、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃよりも熱伝導率の低いものとしてもよい。この場合、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄの保温性が２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに比べて向上するので、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度低下を、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度低下に比べて抑えることができる。この１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給する混合気の温度差で、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの温度差を相殺することが可能になる。したがって、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせるようにする。これにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、上記同様の効果が得られる。
【００７４】
また、図示していないが、１番吸気管１５ａ、２番吸気管１５ｂ、３番吸気管１５ｃ、４番吸気管１５ｄそれぞれの熱伝導率を個別に調整するよう、その材料や組成を特定することによって、各吸気管１５ａ〜１５ｄにおける放熱特性を細かく管理することができる。この場合、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度をさらに高精度に揃えることができる。
【００７５】
＜実施形態４＞
図１２および図１３を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態４を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【００７６】
この実施形態４では、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃの外周に放熱フィン３２を一体または別体に設けていることに特徴がある。
【００７７】
具体的に、放熱フィン３２を複数の板片とし、放熱フィン３２を２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃの孔中心軸線に沿う方向に配置して円周方向に隣り合わせに並べた状態で取り付けるようにしている。
【００７８】
この他、例えば図１４および図１５に示すように、放熱フィン３２を２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃの孔中心軸線と直交する方向に配置して孔中心軸線に沿う方向に隣り合わせに並べた状態で取り付けるようにしてもよい。
【００７９】
この場合、放熱フィン３２によって２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃの放熱面積が、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄよりも大きくなるから、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの熱を２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃから効率よく発散させることが可能になる。
【００８０】
このように、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃの放熱性が１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに比べて向上するから、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度低下が、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度低下に比べて促進されることになる。これにより、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度と、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度とに差をつけることができる。
【００８１】
この１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給する混合気の温度差で、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの温度差を相殺することが可能になる。
【００８２】
したがって、前記混合気の温度差を調整することにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を基準として、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を合わせるようにする。これにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【００８３】
以下、上記実施形態４の応用例を説明する。
【００８４】
図示していないが、４つの吸気管１５ａ〜１５ｄのすべてに放熱フィン３２を設けたうえで、１番吸気管１５ａ、２番吸気管１５ｂ、３番吸気管１５ｃ、４番吸気管１５ｄそれぞれに対する放熱フィン３２の設置数や大きさを個別に調整することによって、各吸気管１５ａ〜１５ｄにおける放熱特性を細かく管理することができる。この場合、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度をさらに高精度に揃えることができる。
【００８５】
＜実施形態５＞
図１６および図１７を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態５を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【００８６】
この実施形態５では、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに冷却水通路３３を設け、この冷却水通路３３にエンジン冷却水を流すようにしたことに特徴がある。
【００８７】
具体的に、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃを形成する管状壁部内に通孔からなる冷却水通路３３を設けるようにし、この冷却水通路３３をシリンダブロック２のウォータージャケット５に連通連結させるようにしている。
【００８８】
この場合、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃを冷却水で冷却することができるので、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度低下が、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度低下に比べて促進されることになる。これにより、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを通る混合気の温度と、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄを通る混合気の温度とに差をつけることができる。
【００８９】
この１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給する混合気の温度差で、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの温度差を相殺することが可能になる。
【００９０】
したがって、前記混合気の温度差を調整することにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を基準として、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を合わせるようにする。これにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【００９１】
以下、上記実施形態５の応用例を説明する。
【００９２】
図示していないが、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃを形成する管状壁部の外周面または内周面に、冷却水通路３３となる管体を取り付けるようにしてもよい。この場合、すべての吸気管１５ａ〜１５ｄを同じものとすることができて、単に冷却水通路３３となる管体を取り付けるだけで済むので、製造コストを安く済ませることができる。
【００９３】
また、図示していないが、４つの吸気管１５ａ〜１５ｄのすべてに冷却水通路３３を設けたうえで、１番吸気管１５ａ、２番吸気管１５ｂ、３番吸気管１５ｃ、４番吸気管１５ｄそれぞれに対する冷却水の流通量を個別に調整することによって、吸気管１５ａ〜１５ｄごとの放熱特性を細かく管理することができる。この場合、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度をさらに高精度に揃えることができる。
【００９４】
その一例としては、図１８および図１９に示すように、すべての吸気管１５ａ〜１５ｄに冷却水通路３３を設けるとともに、各冷却水通路３３にシリンダブロック２のウォータージャケット５と適宜連通させたうえで、各冷却水通路３３の入口側に水量調整弁３４を個別に設けた構成とすることができる。
【００９５】
この場合、各水量調整弁３４の開度をコントローラ１０で制御する。コントローラ１０は、吸気温度センサ１９Ａ〜１９Ｄからの検出出力に基づき、この吸気温度センサ１９Ａ〜１９Ｄからの検出出力を一致あるいは略一致させるように各水量調整弁３４を個別にフィードバック制御するものとすることができる。もちろん、コントローラ１０は、諸々の条件を加味して各水量調整弁３４を個別にフィードフォワード制御するものとしてもよいし、両制御を組み合わせた制御を行うものとしてもよい。
【００９６】
＜実施形態６＞
図２０を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態６を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【００９７】
この実施形態６では、２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃを、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄよりも熱伝導率の高いものにしたことに特徴がある。
【００９８】
具体的に、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄを一般的に使用している鉄系金属、好ましくはダクタイル鋳鉄とした場合、２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃをアルミニウム合金とする。この他の材料の組み合わせとすることも可能であり、また、各ピストン６Ａ〜６Ｄのベースとなる金属を同一とし、組成を個別に調整することも可能である。
【００９９】
この場合、２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃの熱をシリンダブロック２へ伝導させやすくできるから、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱性を高めることが可能になる。これにより、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの温度と、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの温度とを揃えることが可能になる。
【０１００】
したがって、前記ピストンの放熱性を調整することにより、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの温度を基準として、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの温度を合わせるようにする。これにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１０１】
以下、上記実施形態６の応用例を説明する。
【０１０２】
上記とは逆に、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄを２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃよりも熱伝導率の低いものとすることができる。この場合、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄの熱を１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄへ伝導させにくくできるから、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱性を低下させることが可能になる。そのため、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの温度を基準として、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの温度を合わせることが可能になるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。これにより、上記同様の効果が得られる。
【０１０３】
また、図示していないが、１番ピストン６Ａ、２番ピストン６Ｂ、３番ピストン６Ｃ、４番ピストン６Ｄそれぞれの熱伝導率を個別に設定するよう各ピストン６Ａ〜６Ｄの材料や組成を特定することによって、各燃焼室９Ａ〜９Ｄにおける温度をより高精度に揃えることが可能である。
【０１０４】
＜実施形態７＞
図２１を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態７を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１０５】
この実施形態７では、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄの頂部を胴体部分よりも熱伝導率の低い材料で形成していることに特徴がある。
【０１０６】
具体的に、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄを一般的に使用しているアルミ合金で形成し、その頂部に熱伝導率の低い材料、例えばアルマイト、セラミックス等を膜状にコーティングしている。コーティング膜には、符号３５を付している。
【０１０７】
この構成によれば、コーティング膜３５により１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄからの放熱量を低減させることができるから、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを放熱させにくくすることが可能になる。
【０１０８】
そのため、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を基準として、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を合わせることが可能になるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。
【０１０９】
したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１１０】
以下、上記実施形態７の応用例を説明する。
【０１１１】
まず、上記コーティング膜３５の代わりに、熱伝導率の低い材料からなる部材を１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄの頂部に、接着などによって取り付けるようにしてもよい。
【０１１２】
また、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄを、その胴体部分と頂部とを別体にした組立ピストンとし、頂部を熱伝導率の低い材料で形成することができる。
【０１１３】
＜実施形態８＞
図２２および図２３を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態８を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１１４】
この実施形態８では、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄの内部に、断熱部３６を設けていることに特徴がある。
【０１１５】
具体的に、断熱部３６は、例えば１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄの頂部側の外周肉厚部に、環状に形成された丸孔形状の空洞とされている。
【０１１６】
この構成によれば、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄに設けた空洞からなる断熱部３６によって１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄの熱伝導率が低くなって冷めにくくなるから、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを放熱させにくくすることが可能になる。
【０１１７】
そのため、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を基準として、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を合わせることが可能になるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。
【０１１８】
したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１１９】
ところで、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄに空洞からなる断熱部３６を設けることによって、その重量が軽くなる場合には、空洞からなる断熱部３６によって軽くなる分を見込んで、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄを質量の重い材料で形成する等して重量バランスを調整することにより、ピストン６Ａ〜６Ｄごとの重量を略均等に揃えるようにするのが好ましい。
【０１２０】
＜実施形態９＞
図２４を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態９を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１２１】
この実施形態９では、各ピストン６Ａ〜６Ｄに個別にオイルを噴射して冷却するためのオイル供給路３７およびオイルジェット噴射器３８Ａ〜３８Ｄを設け、各オイルジェット噴射器３８Ａ〜３８Ｄによるオイル噴射量を、個別に制御するようにしていることに特徴がある。
【０１２２】
具体的に、オイルジェット噴射器３８Ｂ、３８Ｃによる２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃへのオイル噴射量を、オイルジェット噴射器３８Ａ、３８Ｄによる１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄへのオイル噴射量よりも多く設定することにより、２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃを１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄに比べて冷却させやすくしている。これにより、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを発熱させにくくすることが可能になる。
【０１２３】
そのため、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を基準として、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を合わせることが可能になるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。
【０１２４】
したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１２５】
以下、上記実施形態９の応用例を説明する。
【０１２６】
例えば、オイルジェット噴射器３８Ａ、３８Ｄによる１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄへのオイル噴射量を、オイルジェット噴射器３８Ｂ、３８Ｃによる２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃへのオイル噴射量よりも少なく設定してもよい。この場合、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄを２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃよりも冷めにくくすることができる。この場合、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を基準として、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を合わせることが可能になるので、上記同様の効果が得られる。
【０１２７】
また、図２５に示すように、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄに対応するオイルジェット噴射器３８Ａ、３８Ｄをなくして、２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃに対応するオイルジェット噴射器３８Ｂ、３８Ｃのみ設け、２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃのみに対しオイルジェット噴射を適宜行うようにして冷却するようにしてもよい。この場合、比較的簡素な構成でありながら、上記同様の効果が得られる。
【０１２８】
＜実施形態１０＞
図２６を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１０を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１２９】
この実施形態１０では、シリンダブロック２のウォータージャケット５に、常に一定温度の冷却水を導入させるようにしていることに特徴がある。
【０１３０】
具体的に、シリンダブロック２の長手方向一端側の面（４番気筒２ｄ側の面）には、ウォータージャケット５に冷却水を導入するための冷却水導入口５ａが、また、シリンダヘッド３の長手方向一端側の面（４番気筒２ｄ側の面）には、シリンダブロック２のウォータージャケット５内の冷却水を導出するための冷却水導出口５ｂが、それぞれ設けられている。そして、冷却水導入口５ａからウォータージャケット５に導入された冷却水は、各気筒２ａ〜２ｄを構成するシリンダライナを冷却してから、シリンダヘッド３側へ流され、冷却水導出口５ｂから排出される。この排出された冷却水は、再度、冷却水導入口５ａへ導入させるようにして、循環するようになっている。
【０１３１】
このように冷却水を循環するのであるが、冷却水導出口５ｂから排出された冷却水は、シリンダブロック２やシリンダヘッド３の熱を吸収することによって温度が高くなるので、温度調整装置４０により所定温度に調整してから、冷却水導入口５ａに導入させるようにしている。
【０１３２】
温度調整装置４０は、容器４１の内部に熱交換器４２を配置した構成である。この容器４１には、冷却水導入口５ａと冷却水導出口５ｂとが流水路４３、４４を介して連通連結されている。さらに、シリンダブロック２の冷却水導入口５ａには、温度調節弁４５が設けられている。温度調節弁４５は、温度調整装置４０で温度調整された冷却水をシリンダブロック２のウォータージャケット５に導入させるときの入水量を制御することによって、ウォータージャケット５に導入する冷却水の温度を略一定に保つものである。
【０１３３】
ちなみに、従来は、上記温度調節弁４５をシリンダヘッド３の冷却水導出口５ｂに設けていたため、シリンダブロック２のウォータージャケット５に導入する冷却水の温度にばらつきが生じることがあって、４つの気筒２ａ〜２ｄを構成するシリンダライナからの冷却水による吸熱量がエンジン動作サイクルごとにばらつきやすくなる等、エンジン動作サイクルごとに燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度がばらついてしまうおそれがあった。
【０１３４】
これに対し、この実施形態１０では、エンジン動作サイクルに関係なく、ウォータージャケット５に導入する冷却水の温度を常に略一定に保つことができるので、４つの気筒２ａ〜２ｄを構成するシリンダライナからの冷却水による吸熱量をエンジン動作サイクルに関係なく略均等とすることが可能になる。そのため、エンジン動作サイクルに関係なく、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を略均等にすることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１３５】
ところで、シリンダブロック２のウォータージャケット５に導入する冷却水の温度を、８０℃〜９０℃に設定するのが好ましい。このように、ウォータージャケット５に導入する冷却水の温度を通常よりも高く設定した場合、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの熱交換量を、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの熱交換量に比べて少なくすることができるので、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを構成するシリンダライナの温度が低下しにくくなる。特に、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを構成するシリンダライナの温度と、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に供給される混合気温度との差を小さくすることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。
【０１３６】
＜実施形態１１＞
図２７を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１１を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１３７】
この実施形態１１では、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを、エンジン冷却水で優先的に冷却させるようにしていることに特徴がある。
【０１３８】
具体的に、シリンダブロック２の短手方向一側の面（エキゾーストマニホールド１６側の面）において２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの間に、ウォータージャケット５へ冷却水を導入するための冷却水導入口５ａを設ける一方、シリンダヘッド３の長手方向一端側の面（４番気筒２ｄ側の面）に冷却水導出口５ｂを設ける。この冷却水導入口５ａと冷却水導出口５ｂとには、図示していないが、上記実施形態１０で説明した温度調整装置４０が連結される。
【０１３９】
このような構成によれば、冷却水は、冷却水導入口５ａからウォータージャケット５における２番気筒２ｂと３番気筒２ｃとの間へ導入された後、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄ側へ分流し、この１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの背面側に回り込んだ後、シリンダヘッド３側へ流れて、冷却水導出口５ｂから図示していない温度調整装置側へ送られる。
【０１４０】
これにより、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを冷却するときの冷却水の温度は、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを冷却するときの冷却水の温度よりも低温であるから、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの冷却能力を１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの冷却能力に比べて高めることができる。
【０１４１】
そのため、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を基準として、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を合わせることが可能になるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１４２】
ところで、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に介装されるヘッドガスケット１１は、図２８に示すように、平面から見て長方形で板状に形成されており、その長手方向一列に並ぶ４つの気筒２ａ〜２ｄに対応する４個の貫通孔１１ａ〜１１ｄが設けられているとともに、この各貫通孔１１ａ〜１１ｄの周りに、シリンダブロック２のウォータージャケット５とシリンダヘッド３の図示していない冷却水通路とを連通する１０個の冷却水通孔１１ｅ〜１１ｎが設けられている。ちなみに、図示していないが、従来のヘッドガスケットは、その長手方向両端の短手方向中央にも冷却水通孔を設けていたために、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺で、シリンダブロック２からシリンダヘッド３側へ流通する冷却水流量が２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃのそれよりも多くなって、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄが冷却されやすかった。これに対し、図２８に示すヘッドガスケット１１を用いた場合、すべての気筒２ａ〜２ｄが略均等に冷却されるようになるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるうえで有利となる。
【０１４３】
＜実施形態１２＞
図２９を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１２を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１４４】
この実施形態１２では、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分への冷却水流量を、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分への冷却水流量よりも多くしていることに特徴がある。
【０１４５】
具体的に、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを構成するシリンダライナの肉厚寸法Ｘ２、Ｘ３を、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを構成するシリンダライナの肉厚寸法Ｘ１、Ｘ４よりも薄く設定することにより、ウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分の幅（シリンダブロック２の短手方向の幅）Ｗ２、Ｗ３を、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分の幅（シリンダブロック２の短手方向の幅）Ｗ１、Ｗ４よりも広くしている。
【０１４６】
この構成によれば、ウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分への冷却水流量が、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分への冷却水流量よりも多くなるので、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの冷却能力を１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの冷却能力に比べて高めることができる。そのため、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを放熱させやすくすることができる。
【０１４７】
そのため、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を基準として、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を合わせることが可能になるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１４８】
以下、上記実施形態１２の応用例を説明する。
【０１４９】
図示していないが、上記とは逆に、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分の幅（シリンダブロック２の短手方向の幅）を、ウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分の幅（シリンダブロック２の短手方向の幅）よりも狭く設定してもよい。
【０１５０】
この場合、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分への冷却水流量が、ウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分への冷却水流量よりも少なくなるので、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの冷却能力を２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの冷却能力よりも低減することができる。これにより、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを放熱させにくくできる。そのため、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を基準として、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を合わせることが可能になるので、上記同様の効果を得ることができる。
【０１５１】
＜実施形態１３＞
図３０を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１３を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であり、ここでの説明は割愛する。
【０１５２】
この実施形態１３では、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃに対する冷却水による熱交換面積を、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄに対する冷却水による熱交換面積よりも大きくしていることに特徴がある。
【０１５３】
具体的に、ウォータージャケット５の基本構成については上記実施形態１２と同様である。このウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分の長さ（シリンダブロック２の上下方向の長さ）Ｙ２を、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分の長さ（シリンダブロック２の上下方向の長さ）Ｙ１よりも長くしている。
【０１５４】
この場合、ウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分への冷却水流量を、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分への冷却水流量よりも多くできるので、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの冷却能力を１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの冷却能力よりも向上させることができる。これにより、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃを放熱させやすくすることができる。
【０１５５】
この構成によれば、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を基準として、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を合わせることが可能になるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１５６】
以下、上記実施形態１３の応用例を説明する。
【０１５７】
図示していないが、上記とは逆に、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分の長さＹ１を、ウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分の長さＹ２よりも短く設定してもよい。
【０１５８】
この場合、ウォータージャケット５における１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの周辺部分への冷却水流量が、ウォータージャケット５における２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの周辺部分への冷却水流量よりも少なくなるので、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの冷却能力を２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの冷却能力よりも低下させることができる。これにより、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄを放熱させにくくできる。そのため、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃの放熱特性を基準として、１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄの放熱特性を合わせることが可能になるので、上記同様の効果を得ることができる。
【０１５９】
＜実施形態１４＞
図３１を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１４を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１６０】
この実施形態１４では、各吸気管１５ａ〜１５ｄに対して予め空気と燃料とを混合した混合気を供給する同時噴射方式の構成に加えて、すべての吸気管１５ａ〜１５ｄにガスインジェクタ４６Ａ〜４６Ｄを設けることによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄへの燃料の供給量を個別に制御できるようにしていることに特徴がある。
【０１６１】
具体的に、ミキサー２３により混合された混合気は、吸気サージタンク１５を介してすべての吸気管１５ａ〜１５ｄに供給されるが、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに対する燃料の供給量を、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに対する燃料の供給量に比べて多く設定するよう、ガスインジェクタ４６Ａ〜４６Ｄをコントローラ１０で制御する。なお、例えば２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに対する燃料の供給量をゼロにしてもよい。
【０１６２】
この場合、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給される混合気における燃料濃度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給される混合気における燃料濃度に比べて濃くなるので、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける残留ガス温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける残留ガス温度に比べて高くなって、次のサイクルでの１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける着火時期を進めることができる。
【０１６３】
つまり、気筒ごとの温度差を、残留ガス濃度の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１６４】
以下、上記実施形態１４の応用例を説明する。
【０１６５】
上記とは逆に、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに対する燃料の供給量を、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに対する燃料の供給量に比べて少なく設定するようにしてもよい。この場合、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給される混合気における燃料濃度が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給される混合気における燃料濃度に比べて薄くなるので、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける残留ガス温度が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける残留ガス温度に比べて低くなって、次のサイクルでの２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける着火時期を遅らせることができる。つまり、気筒ごとの温度差を、残留ガス濃度の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、上記同様の効果を得ることができる。
【０１６６】
また、各ガスインジェクタ４６Ａ〜４６Ｄによる燃焼室９Ａ〜９Ｄへの燃料の供給量を個別に制御することにより、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの混合気の燃料濃度を互いに相違するように調整することができる。
【０１６７】
＜実施形態１５＞
図３２を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１５を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１６８】
この実施形態１５では、各吸気管１５ａ〜１５ｄに対して予め空気と燃料とを混合した混合気を供給する同時噴射方式の構成に加えて、吸気サージタンク１５の１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄのみにガスインジェクタ４６Ａ、４６Ｄを設けるようにしていることに特徴がある。
【０１６９】
具体的に、ミキサー２３により混合された混合気は、吸気サージタンク１５を介してすべての吸気管１５ａ〜１５ｄに供給されるが、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄのみにガスインジェクタ４６Ａ、４６Ｄから燃料を供給するようコントローラ１０で制御する。これにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄに供給される混合気における燃料濃度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃに供給される混合気における燃料濃度に比べて濃くなる。
【０１７０】
そのため、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける残留ガス温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける残留ガス温度に比べて高くなって、次のサイクルでの１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける着火時期を進めることができる。つまり、気筒ごとの温度差を、残留ガス温度の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１７１】
＜実施形態１６＞
図３３を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１６を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１７２】
この実施形態１６では、２番ピストン６Ｂおよび３番ピストン６Ｃの頂部に凹み４８を設けることによって、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮容積を、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮容積よりも大きくしたことに特徴がある。
【０１７３】
この構成によれば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮比を、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮比よりも下げることができる。
【０１７４】
ここで、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期よりも遅れることになる。しかしながら、直列４気筒型では、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度よりも高くなるので、上述したように２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮比を１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮比よりも下げることによって、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度と１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度とを略同じにすることが可能になるのである。
【０１７５】
つまり、気筒ごとの温度差を、圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１７６】
以下、上記実施形態１６の応用例を説明する。
【０１７７】
図示していないが、上記とは逆に、１番ピストン６Ａおよび４番ピストン６Ｄにおいて、その頂部に凸部を設けるか、あるいはコネクティングロッド８Ａ、８Ｄとの結合部から頂部までの長さを大きくすることによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮容積を、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮容積よりも小さくしてもよい。この場合、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮比を、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮比よりも上げることができる。
【０１７８】
この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期よりも進むことになる。
【０１７９】
しかしながら、直列４気筒型では、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度よりも低くなるので、上述したように１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮比を２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮比より上げれば、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度と２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度とを略同じにすることが可能になるのである。このように、気筒ごとの温度差を、燃焼室ごとの圧縮比の差で相殺させることができる。したがって、上記同様の効果を得ることができる。
【０１８０】
＜実施形態１７＞
図３４を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１７を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１８１】
この実施形態１７では、２番燃焼室９Ｂ内への２番点火プラグ２７Ｂの突出量Ｚ２および３番燃焼室９Ｃ内への３番点火プラグ２７Ｃの突出量Ｚ３を、１番燃焼室９Ａ内への１番点火プラグ２７Ａの突出量Ｚ１および４番燃焼室９Ｄ内への４番点火プラグ２７Ｄの突出量Ｚ４よりも浅くすることにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮容積を、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮容積よりも大きくしていることに特徴がある。
【０１８２】
この構成によれば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮比を、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮比よりも下げることができる。この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期よりも遅れることになる。しかしながら、直列４気筒型では、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度よりも高くなるので、上述したように２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮比を１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮比よりも下げることによって、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度と１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度とを略同等にさせることが可能になるのである。
【０１８３】
つまり、気筒ごとの温度差を、圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１８４】
以下、上記実施形態１７の応用例を説明する。
【０１８５】
図示していないが、上記とは逆に、１番燃焼室９Ａ内への１番点火プラグ２７Ａの突出量および４番燃焼室９Ｄ内への４番点火プラグ２７Ｄの突出量を、２番燃焼室９Ｂ内への２番点火プラグ２７Ｂの突出量および３番燃焼室９Ｃ内への３番点火プラグ２７Ｃの突出量よりも深くすることにより、相対的に放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄに対応する１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮容積を、相対的に放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃに対応する２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮容積よりも小さくしてもよい。この場合、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮比を、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮比よりも上げることができる。      
【０１８６】
この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期よりも進むことになる。
【０１８７】
しかしながら、直列４気筒型では、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度よりも低くなるので、上述したように１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮比を２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮比より上げることによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度と２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度とを合わせることが可能になるのである。つまり、気筒ごとの温度差を、圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、上記同様の効果を得ることができる。
【０１８８】
＜実施形態１８＞
図３５を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１８を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１８９】
この実施形態１８では、２番コネクティングロッド８Ｂの長さＳ２および３番コネクティングロッド８Ｃの長さＳ３を、１番コネクティングロッド８Ａの長さＳ１および４番コネクティングロッド８Ｄの長さＳ４よりも短くすることにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮容積を、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮容積よりも大きくしていることを特徴としている。
【０１９０】
この構成によれば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮比を、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮比よりも下げることができる。この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期よりも遅れることになる。しかしながら、直列４気筒型では、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度よりも高くなるので、上述したように２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮比を１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮比よりも下げることによって、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度と１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度とを合わせることが可能になるのである。つまり、気筒ごとの温度差を、圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、
燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０１９１】
以下、上記実施形態１８の応用例を説明する。
【０１９２】
図示していないが、上記とは逆に、１番コネクティングロッド８Ａおよび４番コネクティングロッド８Ｄの長さを２番コネクティングロッド８Ｂおよび３番コネクティングロッド８Ｃの長さよりも長くすることによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮容積を、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮容積よりも小さくしてもよい。この場合、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮比を、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮比よりも上げることができる。
【０１９３】
この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期よりも進むことになる。
【０１９４】
しかしながら、直列４気筒型では、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度よりも低くなるので、上述したように１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮比を２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮比より上げることによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度と２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度とを合わせることが可能になるのである。つまり、気筒ごとの温度差を、圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、上記同様の効果を得ることができる。
【０１９５】
＜実施形態１９＞
図３６を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１９を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０１９６】
この実施形態１９では、２番気筒２ｂに配置される２番インテークバルブ１７Ｂおよび３番気筒２ｃに配置される３番インテークバルブ１７Ｃを基本閉時期より早く閉じさせたうえで、この早閉じ量を意図的に多めにしていることに特徴がある。
【０１９７】
なお、前記早閉じとは、インテークバルブを閉じるタイミングをピストンが下死点に到達する前に設定することである。
【０１９８】
この構成によれば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比を１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比よりも相対的に下げることができる。
【０１９９】
この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期よりも遅れることになる。
【０２００】
しかしながら、直列４気筒型では、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度よりも高くなるので、上述したように２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比を１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比よりも下げることによって、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度と１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度とを合わせることが可能になるのである。
【０２０１】
つまり、気筒ごとの温度差を、有効圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０２０２】
以下、上記実施形態１９の応用例を説明する。
【０２０３】
上記とは逆に、図３７に示すように、１番気筒２ａに配置される１番インテークバルブ１７Ａおよび４番気筒２ｄに配置される４番インテークバルブ１７Ｄの早閉じ量を少なめにすることにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比を２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比よりも上げることができる。
【０２０４】
この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期よりも進むことになる。
【０２０５】
しかしながら、直列４気筒型では、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度よりも低くなるので、上述したように１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比を２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比より上げることによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度と２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度とを合わせることが可能になるのである。つまり、気筒ごとの温度差を、有効圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、上記同様の効果を得ることができる。
【０２０６】
＜実施形態２０＞
図３８を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態２０を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。
【０２０７】
この実施形態２０では、２番気筒２ｂに配置される２番インテークバルブ１７Ｂおよび３番気筒２ｃに配置される３番インテークバルブ１７Ｃの遅閉じ量を、１番気筒２ａに配置される１番インテークバルブ１７Ａおよび４番気筒２ｄに配置される４番インテークバルブ１７Ｄを基本閉時期より遅く閉じさせたうえで、この遅閉じ量を意図的に多めにしていることに特徴がある。
【０２０８】
なお、前記遅閉じとは、インテークバルブを閉じるタイミングをピストンが下死点に到達した後に設定することである。
【０２０９】
この場合、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比を１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比よりも下げることができる。
【０２１０】
この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期よりも遅れることになる。
【０２１１】
しかしながら、直列４気筒型では、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度が、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度よりも高くなるので、上述したように２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比を１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比よりも下げることによって、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度と１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度とを合わせることが可能になるのである。
【０２１２】
つまり、気筒ごとの温度差を、有効圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける混合気の自着火時期のばらつきを低減できるようになるので、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。
【０２１３】
以下、上記実施形態２０の応用例を説明する。
【０２１４】
上記とは逆に、図３９に示すように、１番気筒２ａに配置される１番インテークバルブ１７Ａおよび４番気筒２ｄに配置される４番インテークバルブ１７Ｄの遅閉じ量を少なめに設定することによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比を２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比よりも上げるようにしてもよい。
【０２１５】
この場合、仮に、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度が一定であるならば、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける混合気の自着火時期が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける混合気の自着火時期よりも進むことになる。
【０２１６】
しかしながら、直列４気筒型では、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の温度よりも低くなるので、上述したように１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの有効圧縮比を２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの有効圧縮比より上げることによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度と２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度とを合わせることが可能になるのである。つまり、気筒ごとの温度差を、有効圧縮比の差で相殺することによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにすることが可能になる。したがって、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０２１７】
１    エンジン
２    シリンダブロック
２ａ  １番気筒
２ｂ  ２番気筒
２ｃ  ３番気筒
２ｄ  ４番気筒
６Ａ  １番ピストン
６Ｂ  ２番ピストン
６Ｃ  ３番ピストン
６Ｄ  ４番ピストン
９Ａ  １番燃焼室
９Ｂ  ２番燃焼室
９Ｃ  ３番燃焼室
９Ｄ  ４番燃焼室
１０    コントローラ
１５    吸気サージタンク
１５ａ  １番吸気管
１５ｂ  ２番吸気管
１５ｃ  ３番吸気管
１５ｄ  ４番吸気管
１９Ａ〜１９Ｄ  吸気温度センサ
２１    エアフィルタ
２２    スロットル
２３    ミキサー
２４    ヒータ
２５    燃料供給路
２６    ガスインジェクタ
【図１】
2010077975.tif 000003
【図２】
2010077975.tif 000004
【図３】
2010077975.tif 000005
【図４】
2010077975.tif 000006
【図５】
2010077975.tif 000007
【図６】
2010077975.tif 000008
【図７】
2010077975.tif 000009
【図８】
2010077975.tif 000010
【図９】
2010077975.tif 000011
【図１０】
2010077975.tif 000012
【図１１】
2010077975.tif 000013
【図１２】
2010077975.tif 000014
【図１３】
2010077975.tif 000015
【図１４】
2010077975.tif 000016
【図１５】
2010077975.tif 000017
【図１６】
2010077975.tif 000018
【図１７】
2010077975.tif 000019
【図１８】
2010077975.tif 000020
【図１９】
2010077975.tif 000021
【図２０】
2010077975.tif 000022
【図２１】
2010077975.tif 000023
【図２２】
2010077975.tif 000024
【図２３】
2010077975.tif 000025
【図２４】
2010077975.tif 000026
【図２５】
2010077975.tif 000027
【図２６】
2010077975.tif 000028
【図２７】
2010077975.tif 000029
【図２８】
2010077975.tif 000030
【図２９】
2010077975.tif 000031
【図３０】
2010077975.tif 000032
【図３１】
2010077975.tif 000033
【図３２】
2010077975.tif 000034
【図３３】
2010077975.tif 000035
【図３４】
2010077975.tif 000036
【図３５】
2010077975.tif 000037
【図３６】
2010077975.tif 000038
【図３７】
2010077975.tif 000039
【図３８】
2010077975.tif 000040
【図３９】
2010077975.tif 000041