(57)【要約】【課題】主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制可能な副室式ガスエンジンを提供する。【解決手段】副室式ガスエンジンは、主燃焼室を形成する主室形成部と、主燃焼室と複数の噴孔を介して連通される副室を形成する副室形成部と、副室に設けられ着火部が主室中心軸線から離間された着火装置と、を備え、主燃焼室は、平面視において、主室中心軸線を通る境界線を境として定義される、着火部が位置する側の着火近傍側領域と、着火近傍側領域とは反対側の着火遠方側領域とを有し、ピストン、又は、シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、着火近傍側領域に含まれる第１領域に面する第１内面と、着火遠方側領域に含まれる第２領域に面する第２内面とを含み、第１内面は、第２内面よりも低い遮熱性能を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼室を形成する主室形成部と、
前記主燃焼室と複数の噴孔を介して連通される副室を形成する副室形成部と、
前記副室に設けられた着火装置であって、前記着火装置の着火部が前記主燃焼室の主室中心軸線から所定距離だけ離間された位置にある着火装置と、を備え、
前記主燃焼室は、平面視において、前記主室中心軸線を通る境界線を境として定義される、前記着火部が位置する側の着火近傍側領域と、前記着火近傍側領域とは反対側の着火遠方側領域とを有し、
前記主室形成部は、ピストンと、シリンダヘッドとを含み、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、
前記着火近傍側領域に含まれる領域である第１領域に面する第１内面と、前記着火遠方側領域に含まれる領域である第２領域に面する第２内面とを含み、
前記第１内面は、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有することを特徴とする副室式ガスエンジン。
【請求項２】
前記境界線は、平面視において、前記主室中心軸線と、前記主室中心軸線に平行な直線であって前記着火部を通る直線と、を通る直線に対して直交で、かつ前記主室中心軸線を通る第１境界線を含み、
前記着火近傍側領域および前記着火近傍側領域は、前記第１境界線を境として定義され、
前記第１領域は、平面視において、前記着火部を通る直線に最も近接する噴孔である第１噴孔に連通される領域をその内部に含み、
前記第２領域は、平面視において、前記着火部を通る直線から最も離れた噴孔である第２噴孔に連通される領域をその内部に含むことを特徴とする請求項１に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項３】
前記境界線は、平面視において、前記主室中心軸線と、前記主室中心軸線に平行な直線であって前記着火部を通る直線と、を通る直線に対して直交で、かつ前記主室中心軸線を通る第１境界線をスワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した第２境界線を含み、
前記着火近傍側領域および前記着火近傍側領域は、前記第２境界線を境として定義され、
前記第１領域は、平面視において、前記着火部を通る直線に最も近接する噴孔である第１噴孔に連通される領域を前記スワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域をその内部に含み、
前記第２領域は、平面視において、前記着火部を通る直線から最も離れた噴孔である第２噴孔に連通される領域を前記スワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域をその内部に含むことを特徴とする請求項１に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項４】
前記所定角度は、前記スワール流のスワール比と前記主燃焼室の燃焼時間に応じた角度であることを特徴とする請求項３に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項５】
前記第１領域は前記着火近傍側領域の全域にわたる領域であり、
前記第２領域は前記着火遠方側領域の全域にわたる領域であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項６】
前記第１領域は、平面視において、前記着火近傍側領域が前記主室中心軸線を中心として各々が所定角度を有するように３以上の複数に区分されることにより形成された領域のうち、中央に形成された領域であり、
前記第２領域は、平面視において、前記着火遠方側領域が前記主室中心軸線を中心として各々が所定角度を有するように３以上の複数に区分されることにより形成された領域のうち、中央に形成された領域であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項７】
前記第１領域を３以上の複数の領域に区分する各々の所定角度は、互いに等角度であり、前記第２領域を３以上の複数の領域に区分する各々の所定角度は、互いに等角度であることを特徴とする請求項６に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項８】
前記着火近傍側領域は、前記第１領域に隣接する２つの第３領域を有し、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、前記第３領域に面する第３内面を含み、
前記第３内面は、前記第１内面よりも高く、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項９】
前記着火遠方側領域は、前記第２領域に隣接する２つの第４領域を有し、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、
前記第４領域に面する第４内面を含み、
前記第４内面は、前記第１内面よりも高く、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項１０】
前記複数の噴孔は、２つの第３噴孔と、２つの第４噴孔とを含み、
前記着火遠方側領域は、前記第２領域に隣接する２つの第４領域を有し、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、前記第４領域に面する第４内面を含み、
前記第３領域のそれぞれは、前記第３噴孔に連通される領域、又は、前記第３噴孔に連通される領域をスワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域、の少なくともいずれか一方をその内部に含み、
前記第４領域のそれぞれは、前記第４噴孔に連通される領域、又は、前記第４噴孔に連通される領域をスワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域、の少なくともいずれか一方をその内部に含み、
前記第４内面は、前記第３内面よりも高く、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有することを特徴とする請求項８に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項１１】
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも低い遮熱性能を有する遮熱膜が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項１２】
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも膜の厚さが薄い遮熱膜が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項１３】
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも表面粗さが大きい遮熱膜が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項１４】
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも気孔率が低い遮熱膜が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項１５】
前記第１領域に面する前記シリンダヘッドの内面であるシリンダヘッド側第１内面は、前記第１領域に面する前記ピストンの内面であるピストン側第１内面よりも低い遮熱性能を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【請求項１６】
前記第２領域に面する前記シリンダヘッドの内面であるシリンダヘッド側第２内面は、前記第２領域に面する前記ピストンの内面であるピストン側第２内面よりも高い遮熱性能を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の副室式ガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、副燃焼室（副室）で生成された燃焼火炎を複数の噴孔を介して主燃焼室（主室）に噴出せしめることで、主燃焼室の混合気を燃焼させる副室式ガスエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、希薄予混合気を効率良く燃焼させることが可能なエンジンとして副室式ガスエンジンが知られている（例えば、特許文献１〜２）。副室式ガスエンジンは、ピストンとシリンダヘッドとの間に画定される主燃焼室（主室）と、シリンダ上部などの主燃焼室に近接して設けられた副室とを有しており、複数の噴孔を介して、主燃焼室と副室とが連通される。そして、点火プラグなどの着火装置により副室の混合気を着火することにより、この着火によって生じた燃焼火炎が副室の下部に設けられた複数の噴孔の各々から噴出し、主燃焼室の希薄予混合気を燃焼させる。より詳細には、エンジンの吸気行程でシリンダ内に導入された希薄予混合気の一部が、圧縮行程において複数の噴孔の各々を介して副室に流入し、副室ガス供給装置によって副室に供給されている副室燃料と混合されて、副室には着火に適した濃度を有する混合気が生成される。この状態の混合気が着火装置により着火され、その燃焼火炎が噴孔からシリンダへ噴出し、これを火種（トーチ）として主燃焼室の希薄予混合気が着火、燃焼する。これによって、主燃焼室における希薄燃料の燃焼が可能となり、低燃費（高効率化）を実現している。また、主燃焼室での希薄混合ガスの燃焼は、比較的低温の燃焼であるため、ＮＯｘ等の発生量を低減し、低公害を実現可能としている。
【０００３】
このような副室式ガスエンジンでは、圧縮行程において主燃焼室から噴孔を介して副室
に流入する混合気の流れが不安定化すると、着火装置の着火部（例えば点火プラグの電極）廻りに着火し易い濃度の混合気が形成され難くなり、副室における燃焼が不安定になるおそれがある。このような課題に対して、特許文献１では、副室導入時の混合気の流れの安定性に噴孔の形状が影響するとの知見に基づいて、副室のスロート（後述する小径筒室）の形状や、噴孔のスロート側の開口端部の周縁に沿った丸面取り部の形状を規定し、燃焼変動の抑制を図っている。
【０００４】
また、上述したように、主燃焼室の混合気（希薄予混合気）は、燃焼行程において複数の噴孔の各々を介して副室から主燃焼室に噴出する燃焼火炎（トーチジェット）により着火されるところ、主燃焼室において混合気の燃焼火炎の伝播にばらつきがあると、ノッキング等の異常燃焼の一因となる。このような課題に対して、特許文献２では、上記の主燃焼室における火炎伝播速度のばらつきの要因は、給気ポートが存在する側の給気側領域におけるシリンダ壁面の温度が、排気ポートが存在する側の排気側領域におけるシリンダ壁面の温度よりも低いことにあるとの知見に基づいて、給気側領域に配置された給気側噴孔の噴孔面積の合計が、排気側領域に配置された排気側噴孔の噴孔面積の合計よりも大きくすることが開示されている。これによって、給気側噴孔からのトーチジェットにより着火された給気側混合気の火炎がシリンダ壁面まで到達する時間を短くし、ノッキング発生の抑制を図っている。
【０００５】
また、特許文献３には、上述した副室を備えていない内燃機関が開示されている。より詳細には、シリンダヘッドの底面とシリンダブロックのボアと当該ボア内を摺動するピストンの頂面とから燃焼室が構成され、シリンダヘッドの底面に点火プラグが設けられた内燃機関が開示されている。この特許文献３には、シリンダヘッドの底面やピストンの頂面に形成される遮熱膜が開示されており、この遮熱膜による断熱性能を点火プラグ近傍が最も高く、点火プラグから遠ざかるにつれて徐々に低減させることにより、断熱性と耐ノッキング性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−３６０８号公報
【特許文献２】特開２０１４−６２４８４号公報
【特許文献３】特許第５６７３１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
副室式のガスエンジンにおいて、副室の着火装置（点火部）は、副室の構造上の理由などから、シリンダの中心軸線上に配置することが困難な場合があり、シリンダの中心軸線上からずれた位置に配置される場合がある（後述する図１参照）。このような場合、副室では、着火装置が配置されている側の燃焼火炎の火炎伝播が、その反対側となる着火装置が配置されていない側の火炎伝播よりも相対的に早くなることを、本発明の発明者らは見出した。通常、副室の複数の噴孔は、平面視において等間隔に形成されており、燃焼火炎が相対的に遅く到達した噴孔を介して副室から主燃焼室に未燃ガスが多く流出しやすくなる。このため、複数の噴孔間でトーチジェットの噴出開始時期や噴出強度のばらつきが生じると共に、これに伴って、複数の噴孔の各々からのトーチジェットによりそれぞれ着火される主燃焼室の希薄予混合気の着火時期や燃焼火炎の火炎伝播（火炎伝播速度など）にもばらつきが生じる。主燃焼室における火炎伝播のばらつきは、燃焼火炎の火炎伝播が遅れる領域に未燃ガスを残すことになるため、ノッキングの発生原因となり、ガスエンジンの熱効率や出力向上を阻む一要因となる。
【０００８】
また、特許文献３のような、ピストンとシリンダヘッドとの間に画定される主燃焼室の内面に遮熱膜を形成して、この遮熱膜による断熱性能を副室内の点火プラグに最も近い主燃焼室の噴孔近傍を最も高く、噴孔から遠ざかるにつれて徐々に低減させる構成にしても、ノッキングの発生を抑制することはできない。
【０００９】
この理由としては、副室を備えていない内燃機関と、副室式ガスエンジンとの構造の違いが挙げられる。すなわち、点火プラグにより直接着火される副室を備えていない内燃機関とは異なり、副室式ガスエンジンには、上述した主燃焼室における火炎伝播のばらつきという、特有のノッキングの発生原因があるからである。
【００１０】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制可能な副室式ガスエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る副室式ガスエンジンは、
主燃焼室を形成する主室形成部と、
前記主燃焼室と複数の噴孔を介して連通される副室を形成する副室形成部と、
前記副室に設けられた着火装置であって、前記着火装置の着火部が前記主燃焼室の主室中心軸線から所定距離だけ離間された位置にある着火装置と、を備え、
前記主燃焼室は、平面視において、前記主室中心軸線を通る境界線を境として定義される、前記着火部が位置する側の着火近傍側領域と、前記着火近傍側領域とは反対側の着火遠方側領域とを有し、
前記主室形成部は、ピストンと、シリンダヘッドとを含み、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、
前記着火近傍側領域に含まれる領域である第１領域に面する第１内面と、前記着火遠方側領域に含まれる領域である第２領域に面する第２内面とを含み、
前記第１内面は、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有する。
【００１２】
上記（１）の構成によれば、主室形成部のピストンとシリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、着火近傍側領域に含まれる第１領域に面する第１内面と、着火遠方側領域に含まれる第２領域に面する第２内面とを含み、第１内面は第２内面よりも低い遮熱性能を有している。
【００１３】
ここで、副室において着火装置により着火されて、例えば、着火部に最も近接する第１噴孔から先に噴射した着火近傍側領域の燃焼火炎の火炎伝播の速度は、着火部から最も離れた第２噴孔から噴射した着火遠方側領域の燃焼火炎の火炎伝播の速度より速いものであるが、第１領域に面する第１内面は、遮熱性能が低いので、第１内面の周囲の燃焼火炎から第１内面に加えられる熱を主燃焼室内に反射させにくい。このため、第１内面の周囲の燃焼火炎が伝播する速度に遅れが生じる。これに対して、第２領域に面する第２内面は、遮熱性能が高いので、第２内面の周囲の燃焼火炎から第２内面に加えられる熱を主燃焼室内に反射させやすく、第２内面の周囲の燃焼火炎が伝播する速度に遅れは生じない。したがって、着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができるので、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することによって、火炎の到達が遅れることによって生じるノッキングを抑制することができ、エンジンの効率を向上させることができる。
【００１４】
したがって、上記の構成によれば、第１内面が第２内面よりも低い遮熱性能を有することにより主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００１５】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記境界線は、平面視において、前記主室中心軸線と、前記主室中心軸線に平行な直線であって前記着火部を通る直線と、を通る直線に対して直交で、かつ前記主室中心軸線を通る第１境界線を含み、
前記着火近傍側領域および前記着火近傍側領域は、前記第１境界線を境として定義され、
前記第１領域は、平面視において、前記着火部を通る直線に最も近接する噴孔である第１噴孔に連通される領域をその内部に含み、
前記第２領域は、平面視において、前記着火部を通る直線から最も離れた噴孔である第２噴孔に連通される領域をその内部に含む。
【００１６】
上記（２）の構成によれば、着火近傍側領域と着火遠方側領域とは第１境界線を境として定義されたものであり、着火近傍側領域に含まれる第１領域に面する第１内面は、着火遠方側領域に含まれる第２領域に面する第２内面よりも低い遮熱性能を有するので、着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができ、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することによって、火炎の到達が遅れることによって生じるノッキングを抑制することができ、エンジンの効率を向上させることができる。
【００１７】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記境界線は、平面視において、前記主室中心軸線と、前記主室中心軸線に平行な直線であって前記着火部を通る直線と、を通る直線に対して直交で、かつ前記主室中心軸線を通る第１境界線をスワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した第２境界線を含み、
前記着火近傍側領域および前記着火近傍側領域は、前記第２境界線を境として定義され、
前記第１領域は、平面視において、前記着火部を通る直線に最も近接する噴孔である第１噴孔に連通される領域を前記スワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域をその内部に含み、
前記第２領域は、平面視において、前記着火部を通る直線から最も離れた噴孔である第２噴孔に連通される領域を前記スワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域をその内部に含む。
【００１８】
上記（３）の構成によれば、着火近傍側領域と着火遠方側領域とは第２境界線を境として定義されたものであり、着火近傍側領域に含まれる第１領域に面する第１内面は、着火遠方側領域に含まれる第２領域に面する第２内面よりも低い遮熱性能を有するので、着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができ、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することによって、火炎の到達が遅れることによって生じるノッキングを抑制することができ、エンジンの効率を向上させることができる。
【００１９】
さらに、着火近傍側領域と着火遠方側領域とが第２境界線を境として定義されたものであり、第１領域と第２領域のそれぞれは、スワール流の流れる方向に主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転された領域をその内部に含む領域であるので、主燃焼室は、主燃焼室内を流れるスワール流に強く影響を受けた燃焼火炎に対応できる位置に第１内面と第２内面を有するので、主燃焼室内にスワール流が発生する場合であっても、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２０】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記所定角度は、前記スワール流のスワール比と前記主燃焼室の燃焼時間に応じた角度である。
上記（４）の構成によれば、所定角度をスワール流のスワール比と、主燃焼室の燃焼時間に応じた角度にすることにより、主燃焼室内のスワール流に的確に対応できるように、第１領域、第２領域、着火近傍側領域および着火遠方側領域のそれぞれを配置することができるので、主燃焼室内にスワール流が発生する場合であっても、主燃焼室における火炎伝播のばらつきをより適切に抑制することができる。
【００２１】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の構成において、
前記第１領域は前記着火近傍側領域の全域にわたる領域であり、
前記第２領域は前記着火遠方側領域の全域にわたる領域である。
上記（５）の構成によれば、第１内面は着火近傍側領域の全域にわたって面し、第２内面は着火遠方側領域の全域にわたって面するので、主燃焼室の全域にわたり火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２２】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の構成において、
前記第１領域は、平面視において、前記着火近傍側領域が前記主室中心軸線を中心として各々が所定角度を有するように３以上の複数に区分されることにより形成された領域のうち、中央に形成された領域であり、
前記第２領域は、平面視において、前記着火遠方側領域が前記主室中心軸線を中心として各々が所定角度を有するように３以上の複数に区分されることにより形成された領域のうち、中央に形成された領域である。
上記（６）の構成によれば、第１領域は着火近傍側領域を各々所定角度ごとに区分して形成された複数の領域のうち、中央に形成された領域となり、第２領域は着火遠方側領域を各々所定角度ごとに区分して形成された複数の領域のうち、中央に形成された領域となるので、着火部に最も近接する第１噴孔から先に噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度を遅く、かつ、着火部から最も離れた第２噴孔から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度を低下させないことができる。このため、主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２３】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記第１領域を３以上の複数の領域に区分する各々の所定角度は、互いに等角度であり、前記第２領域を３以上の複数の領域に区分する各々の所定角度は、互いに等角度である。
上記（７）の構成によれば、第１領域は着火近傍側領域を等角度に区分して形成された複数の領域のうち、中央に形成された領域となり、第２領域は着火遠方側領域を等角度に区分して形成された複数の領域のうち、中央に形成された領域となるので、着火部に最も近接する第１噴孔から先に噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度を遅く、かつ、着火部から最も離れた第２噴孔から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度を低下させないことができる。このため、主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２４】
（８）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）の構成において、
前記着火近傍側領域は、前記第１領域に隣接する２つの第３領域を有し、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、前記第３領域に面する第３内面を含み、
前記第３内面は、前記第１内面よりも高く、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有する。
上記（８）の構成によれば、着火近傍側領域の第１領域に隣接する２つの第３領域のそれぞれは、その領域に面する第３内面を含み、この第３内面は、第１内面よりも高く第２内面よりも低い遮熱性能を有するので、第３内面の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を適度に遅くすることができる。このため、主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（６）〜（８）の構成において、
前記着火遠方側領域は、前記第２領域に隣接する２つの第４領域を有し、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、
前記第４領域に面する第４内面を含み、
前記第４内面は、前記第１内面よりも高く、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有する。
上記（９）の構成によれば、着火遠方側領域の第２領域に隣接する２つの第４領域のそれぞれは、その領域に面する第４内面を含み、この第４内面は、第１内面よりも高く第２内面よりも低い遮熱性能を有するので、第４内面の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を適度に遅くすることができる。このため、主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２６】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記複数の噴孔は、２つの第３噴孔と、２つの第４噴孔とを含み、
前記着火遠方側領域は、前記第２領域に隣接する２つの第４領域を有し、
前記ピストン、又は、前記シリンダヘッドの少なくともいずれか一方は、前記第４領域に面する第４内面を含み、
前記第３領域のそれぞれは、前記第３噴孔に連通される領域、又は、前記第３噴孔に連通される領域をスワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域、の少なくともいずれか一方をその内部に含み、
前記第４領域のそれぞれは、前記第４噴孔に連通される領域、又は、前記第４噴孔に連通される領域をスワール流の流れる方向に前記主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転した領域、の少なくともいずれか一方をその内部に含み、
前記第４内面は、前記第３内面よりも高く、前記第２内面よりも低い遮熱性能を有する。
上記（１０）の構成によれば、着火遠方側領域の第２領域に隣接する２つの第４領域のそれぞれは、その領域に面する第４内面を含み、この第４内面は、第３内面よりも高く第２内面よりも低い遮熱性能を有する。このため、第４内面の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を適度に遅くすることができるので、主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、第３領域は第３噴孔に連通される領域、又は、この領域をスワール流の流れる方向に主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転された領域の少なくともいずれか一方をその内部に含み、第４領域は第４噴孔に連通される領域、又は、この領域をスワール流の流れる方向に主室中心軸線を中心として所定角度だけ回転された領域の少なくともいずれか一方をその内部に含むことにより、第１噴孔と第２噴孔のそれぞれから噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度だけでなく、第３噴孔と第４噴孔のそれぞれから噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度も適切なものにできるので、主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２７】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の構成において、
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも低い遮熱性能を有する遮熱膜が形成される。
上記（１１）の構成によれば、第１内面と第２内面のそれぞれに形成された遮熱膜により第１内面と第２内面は遮熱性能を有し、かつ、各々の遮熱膜の遮熱性能の違いにより第１内面の遮熱性能を第２内面よりも低くすることができるので、着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２８】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の構成において、
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも膜の厚さが薄い遮熱膜が形成される。
上記（１２）の構成によれば、遮熱膜の厚さを厚くすると遮熱性能は高くなる。このため、第１内面の遮熱膜を第２内面の遮熱膜よりも膜の厚さを薄くすることで、第１内面の遮熱性能を第２内面よりも低くすることができるので、着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００２９】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の構成において、
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも表面粗さが大きい遮熱膜が形成される。
上記（１３）の構成によれば、遮熱膜の表面粗さを大きくすると、その伝熱面積が大きくなることから遮熱性能は低くなる。このため、第１内面の遮熱膜を第２内面の遮熱膜よりも膜の表面粗さを大きくすることで、第１内面の遮熱性能を第２内面よりも低くすることができるので、着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００３０】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の構成において、
前記第１内面には、前記第２内面に形成される遮熱膜よりも気孔率が低い遮熱膜が形成される。
上記（１４）の構成によれば、遮熱膜の気孔率が低いと、熱伝導率と熱容量（体積比熱）が高くなることから遮熱性能は低くなる。このため、第１内面の遮熱膜を第２内面の遮熱膜よりも気孔率の低いものにすることで、第１内面の遮熱性能を第２内面よりも低くすることができるので、着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００３１】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１４）の構成において、
前記第１領域に面する前記シリンダヘッドの内面であるシリンダヘッド側第１内面は、前記第１領域に面する前記ピストンの内面であるピストン側第１内面よりも低い遮熱性能を有する。
上記（１５）の構成によれば、シリンダヘッド側第１内面はピストン側第１内面よりも低い遮熱性能を有する。ここで、同じ第１領域又は着火近傍側領域に面するシリンダヘッド側第１内面とピストン側第１内面であっても、シリンダヘッド側第１内面の方が第１噴孔から噴射された燃焼火炎が先に到達する部分が多いので、シリンダヘッド側第１内面の遮熱性能をピストン側第１内面よりも低くすることで、シリンダヘッド側第１内面の周囲の燃焼火炎が伝播する速度を特に遅くすることができるので、その分着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００３２】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１５）の構成において、
前記第２領域に面する前記シリンダヘッドの内面であるシリンダヘッド側第２内面は、前記第２領域に面する前記ピストンの内面であるピストン側第２内面よりも高い遮熱性能を有する。
【００３３】
上記（１６）の構成によれば、シリンダヘッド側第２内面はピストン側第２内面よりも高い遮熱性能を有する。ここで、同じ第２領域又は着火遠方側領域に面するシリンダヘッド側第２内面とピストン側第２内面であっても、シリンダヘッド側第２内面の方が第２噴孔から噴射された燃焼火炎が先に到達する部分が多いので、シリンダヘッド側第２内面の遮熱性能をピストン側第２内面よりも高くすることで、シリンダヘッド側第２内面の周囲の燃焼火炎が伝播する速度が特に遅くならないようにできるので、その分着火近傍側領域の火炎伝播の速度と、着火遠方側領域の火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、主燃焼室における火炎伝播のばらつきを抑制
可能な副室式ガスエンジンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を概略的に示す図であり、図２に示すＡ−Ａ線矢視の概略断面図である。
【図４】本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を概略的に示す図であり、図２に示すＢ−Ｂ線矢視の概略断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。
【図６】本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、着火近傍側領域と着火遠方側領域とが所定角度ごとに３つの領域に区分された状態を説明するための、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。
【図７】本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、着火近傍側領域と着火遠方側領域とが等角度ごとに３つの領域に区分された状態を説明するための、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。
【図８】本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、着火近傍側領域と着火遠方側領域とが第２境界線により区分された状態を説明するための、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図であり、主燃焼室の内面に遮熱膜が形成された場合を示す。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、図９に示すＤ−Ｄ線矢視の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図である。図２は、本発明の他の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図である。図３は、本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を概略的に示す図であり、図２に示すＡ−Ａ線矢視の概略断面図である。図４は、本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を概略的に示す図であり、図２に示すＢ−Ｂ線矢視の概略断面図である。図５は、本発明の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。図６は、本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆとが所定角度ごとに３つの領域に区分された状態を説明するための、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。図７は、本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆとが等角度ごとに３つの領域に区分された状態を説明するための、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。図８は、本発明の他の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆとが第２境界線Ｂｓにより区分された状態を説明するための、図１に示すＣ−Ｃ線矢視に相当する概略断面図である。図９は、本発明の一実施形態にかかる副室式ガスエンジンを概略的に示す断面図であり、主燃焼室の内面に遮熱膜が形成された場合を示す。図１０は、本発明の一実施形態にかかる主燃焼室の断面を、吸気弁と排気弁を省略して示す図であり、図９に示すＤ−Ｄ線矢視の概略断面図である。
図１〜図１０に示されるように、副室式ガスエンジン１は、エンジンの主燃焼室２ｒを形成する主室形成部２と、副室３ｒを形成する副室形成部３と、副室３ｒの内部に設けられた着火装置５と、を備える。
以下、副室式ガスエンジン１が備える上記の各々の構成について、それぞれ説明する。
【００３８】
図１〜図１０に示される実施形態では、副室式ガスエンジン１は、図１に示されるように、円筒状の筒構造を内部に有するシリンダブロック１１およびこの筒構造の上部に蓋をすることが可能な窪み構造を内部に有するシリンダヘッド１２とで構成されるシリンダ１３と、シリンダ１３内に収納され往復運動するピストン１４と、シリンダヘッド１２の周囲に接続された吸気ポート１５及び排気ポート１６と、吸気ポート１５を開閉する吸気弁１７と、排気ポート１６を開閉する排気弁１８と、副室口金１９と、を備えている。そして、シリンダ１３とピストン１４との間に画定される主燃焼室２ｒ（主室）が設けられる。副室３ｒは、主燃焼室２ｒの上部（ピストン１４の反対側）に位置するようにシリンダヘッド１２に設置された副室口金１９によって形成されている。すなわち、図１〜図１０に示される実施形態では、シリンダ１３とピストン１４とで主室形成部２が構成され、副室口金１９によって副室形成部３が形成されている。
【００３９】
副室形成部３は、図１に示されるように、その内部に形成された副室３ｒと外部とを連通する複数の噴孔４を有しており、これらの複数の噴孔４を介して主燃焼室２ｒと副室３ｒとが連通される。また、副室形成部３は、所定の内径を有する筒状の小径筒室３１ｒであって、複数の噴孔４が接続される小径筒室３１ｒを形成する小径筒形成部３１と、小径筒室３１ｒよりも大きい内径を有する筒状の大径筒室３３ｒを形成する大径筒形成部３３と、で構成されている。つまり、副室３ｒは、小径筒室３１ｒと大径筒室３３ｒとを有する。また、大径筒室３３ｒは、小径筒室３１ｒに接続されると共に、小径筒室３１ｒから離れるに従って内径が増大する筒状の拡径筒部３３ｄと、この拡径筒部３３ｄに接続され、拡径筒部３３ｄの最大径を内径とする筒状の定径筒部３３ｃを有している。そして、副室中心軸線Ｃｓは、小径筒室３１ｒの中心軸線となっている。
【００４０】
ただし、本発明は本実施形態には限定されず、他の幾つかの実施形態では、副室３ｒは、一定の内径を有した筒状の形状をしているなど、他の形状を有していても良い。また、図１に示される実施形態では、主室中心軸線Ｃｍと副室中心軸線Ｃｓとが一致しているが、これには限定されず、他の幾つかの実施形態では、主室中心軸線Ｃｍに対して副室中心軸線Ｃｓが傾いているなど、主室中心軸線Ｃｍと副室中心軸線Ｃｓとは一致していなくても良い。また、小径筒室３１ｒの中心軸線と大径筒室３３ｒの中心軸線とが、一致していなくても良い。
【００４１】
着火装置５は、図１に示されるように、副室３ｒの大径筒室３３ｒに設けられる。より詳細には、着火装置５は、混合気を着火（点火）することが可能な着火部５１を有する。図１に示される実施形態では、着火装置５は点火プラグであり、点火プラグの電極（着火部５１）が、主燃焼室２ｒの中心軸線（以下、主室中心軸線Ｃｍ）から所定距離Ｄだけ離間されるようにエンジンに設置されている。
【００４２】
副室ガス供給装置６は、主燃焼室２ｒを介さずに副室３ｒに副室用燃料ガスを直接供給する。図１に示される実施形態では、副室ガス供給装置６は大径筒室３３ｒに副室燃料ガスを供給するように構成されており、副室燃料ガス供給弁６１によって副室３ｒへの副室用燃料ガスの供給が制御される（図１参照）。
【００４３】
そして、上述したような構成を有する副室式ガスエンジン１は、例えば、吸気行程において、ピストン１４が下降する際には、吸気弁１７が開き、排気弁１８が閉じる。吸気弁１７が開くと、吸気弁１７に繋がる吸気ポート１５から燃料ガスと空気を混合させた希薄予混合気がシリンダ１３内に導入され、また、副室燃料ガス供給弁６１が開くことにより、副室燃料ガスが副室３ｒに導入される。他方、圧縮行程において、ピストン１４が上昇する際には副室燃料ガス供給弁６１が閉じる。そして、吸気ポート１５を介してシリンダ１３内に導入された希薄予混合気はピストン１４の上昇に伴って圧縮されるに伴って、その一部が、副室３ｒの複数の噴孔４の各々を通って副室３ｒに導入される。主燃焼室２ｒから副室３ｒに導入された希薄予混合気は、副室燃料ガスと混合して、副室３ｒに着火に適した濃度の混合気が生成される。そして、ピストン１４が圧縮上死点近傍に位置する際の所定のタイミングで着火装置５により副室３ｒの混合気を着火すると、副室３ｒの混合気が燃焼し、この燃焼によって生じた燃焼火炎が複数の噴孔の各々からシリンダ１３へ噴出し、シリンダ１３内の希薄予混合気を着火することで、主燃焼室２ｒの希薄予混合気の燃焼に至る。
【００４４】
ここで、副室式ガスエンジン１は、着火装置５の着火部５１が主室中心軸線Ｃｍから所定距離Ｄだけ離れているため、着火部５１による副室３ｒの混合気の着火によって生じた燃焼火炎が複数の噴孔４の各々に到達する時期がそれぞれ異なるとの知見を、本発明者らは数値解析等を通して得た。また、複数の噴孔４の各々において、着火装置５により生じた燃焼火炎が到達する時期が異なると、例えば複数の噴孔４の形状が同一である場合などでは、複数の噴孔４の各々から主燃焼室２ｒに噴出される燃焼火炎が噴出し始める噴出開始時期やその噴出強度が異なることに気づいた。複数の噴孔４の各々から噴出される燃焼火炎の噴出開始時期や噴出強度にばらつきが生じると、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播にもばらつきが生じる。そして、主燃焼室に２ｒにおける火炎伝播のばらつきは、火炎伝播が遅れる領域に未燃ガスを残すことになるため、ノッキングの発生原因となり、副室式ガスエンジン１の熱効率や出力向上を阻む一要因となる。
【００４５】
そこで、本発明の発明者らは、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制するために、主燃焼室２ｒの内面（図１に示されるシリンダヘッド１２の底面１２ｂやピストン１４の頂面１４ｔなど）を複数に分割して、分割された各部分の各々の遮熱性能に差異を設けることにより、複数の噴孔４の各々から主燃焼室２ｒに噴出される燃焼火炎のうちの少なくとも１つの火炎伝播の速度を低下させて、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することに思い至った。
以下、本発明の幾つかの実施形態における主燃焼室２ｒの内面の各部分が有する遮熱性能について、説明する。
【００４６】
本発明の幾つかの実施形態においては、図３に示されるような平面視において、主燃焼室２ｒは、主燃焼室２ｒの主室中心軸線Ｃｍと、この主室中心軸線Ｃｍに平行な直線であって着火部５１を通る直線Ｉｍ（図２参照）とを通る直線（基準線Ｂａ）に対して、直交で、かつ、主室中心軸線Ｃｍを通る直線（第１境界線Ｂｒ）を境として定義される、着火部５１が位置する側の着火近傍側領域Ｒｎと、この着火近傍側領域Ｒｎと反対側の着火遠方側領域Ｒｆとを有する。換言すれば、平面視において、主燃焼室２ｒは、第１境界線Ｂｒによって、着火部５１に相対的に近い着火近傍側領域Ｒｎと、相対的に遠いＲｆとの大きさの等しい２つの領域に分けられている。
【００４７】
また、幾つかの実施形態においては、副室形成部３の複数の噴孔４には、平面視において、着火部５１を通る直線Ｉｍに最も近接する噴孔である第１噴孔４１と、着火部５１を通る直線Ｉｍから最も離れた噴孔である第２噴孔４２と、が含まれる。
【００４８】
主燃焼室２ｒは、着火近傍側領域Ｒｎの内部に、図２〜図４において円柱状に示されるような、第１領域Ｅ１を有している。この第１領域Ｅ１は、図３に示されるような平面視において、着火部５１を通る直線Ｉｍに最も近接する第１噴孔４１に連通される領域Ｅｓ１、すなわち、平面視において第１噴孔４１をその内部に含む領域Ｅｓ１、を含むものである。また、主燃焼室２ｒは、着火遠方側領域Ｒｆの内部に、図２〜図４において円柱状に示されるような、第２領域Ｅ２を有している。この第２領域Ｅ２は、図３に示されるような平面視において、着火部５１を通る直線Ｉｍから最も離れた第２噴孔４２に連通される領域Ｅｓ２、すなわち、平面視において第２噴孔４２をその内部に含む領域Ｅｓ２、を含むものである。
【００４９】
図２及び図３に示されるように、主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２の底面１２ｂには、着火近傍側領域Ｒｎ内の第１領域Ｅ１の上部に面する第１内面ｂ１と、着火遠方側領域Ｒｆ内の第２領域Ｅ２の上部に面する第２内面ｂ２と、が含まれる。そして、シリンダヘッド１２は、その第１内面ｂ１が、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００５０】
ここで、副室式ガスエンジン１は、着火装置５の着火部５１が主室中心軸線Ｃｍから所定距離Ｄだけ離れているため、第１噴孔４１と第２噴孔４２とを含む複数の噴孔４の各々において、着火装置５により生じた燃焼火炎が到達する時期が異なり、例えば複数の噴孔４の形状が同一である場合などでは、複数の噴孔４の各々から主燃焼室２ｒに噴出される燃焼火炎が噴出し始める噴出開始時期やその噴出強度にばらつきが生じ、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播にもばらつきが生じる。このため、副室３ｒに設けられた着火装置５の着火部５１により着火されて、着火部５１に最も近接する第１噴孔４１から先に噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度は、着火部５１から最も離れた第２噴孔４２から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度よりも速いものである。
【００５１】
しかしながら、主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２の、第１噴孔４１に連通される第１領域Ｅ１に面する第１内面ｂ１は、遮熱性能が低いので、第１内面ｂ１の周囲の燃焼火炎から第１内面ｂ１に加えられる熱を主燃焼室２ｒ内に反射させにくい。換言すれば、第１内面ｂ１は、遮熱性能が低いので、第１内面ｂ１の周囲の燃焼火炎を主燃焼室２ｒ内に伝達させにくい。このため、第１内面ｂ１の周囲の燃焼火炎が伝播する速度に遅れが生じる。これに対して、主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２の、第２噴孔４２に連通される第２領域Ｅ２に面する第２内面ｂ２は、遮熱性能が高いので、第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎から第２内面ｂ２に加えられる熱を主燃焼室２ｒ内に反射させやすい。換言すれば、第２内面ｂ２は、遮熱性能が低いので、第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎を主燃焼室２ｒ内に伝達させやすい。このため、第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎が伝播する速度に遅れは生じない。
【００５２】
これにより、第１領域Ｅ１を含む着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、第２領域Ｅ２を含む着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができるので、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することによって、火炎の到達が遅れることによって生じるノッキングを抑制することができ、エンジンの効率を向上させることができる。
【００５３】
したがって、上記の構成によれば、第１内面ｂ１が第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有することにより主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態によれば、第１領域Ｅ１、第２領域Ｅ２は、図２〜図４において円柱状に示されていたが、この形状に限定されるわけではない。この点は後述する第３領域Ｅ３、第４領域Ｅ４についても同様である。領域Ｅｓ１、Ｅｓ２は、図３において円で示されていたが、この形状に限定されるわけではない。また、領域Ｅｓ１、Ｅｓ２は、第１噴孔４１や第２噴孔４２に連通しない領域にしてもよいが、第１噴孔４１や第２噴孔４２に連通する領域であったり、第１噴孔４１や第２噴孔４２の近傍の領域であったりすることが望ましい。これらの点は後述する領域Ｅｓ３、Ｅｓ４、Ｅｒ１、Ｅｒ２、Ｅｒ３およびＥｒ４についても同様である。
【００５５】
また、他の幾つかの実施形態では、図２及び図４に示されるように、主燃焼室２ｒのピストン１４の頂面１４ｔには、着火近傍側領域Ｒｎ内の上述した第１領域Ｅ１の下部に面する第１内面ｔ１と、着火遠方側領域Ｒｆ内の上述した第２領域Ｅ２の下部に面する第２内面ｔ２と、が含まれる。そして、ピストン１４は、その第１内面ｔ１が、第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００５６】
上述したように、副室３ｒに設けられた着火装置５の着火部５１により着火されて、着火部５１に最も近接する第１噴孔４１から先に噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度は、着火部５１から最も離れた第２噴孔４２から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度よりも速いものである。
【００５７】
しかしながら、主燃焼室２ｒのピストン１４の、第１噴孔４１に連通される第１領域Ｅ１に面する第１内面ｔ１は、遮熱性能が低いので、第１内面ｔ１の周囲の燃焼火炎から第１内面ｔ１に加えられる熱を主燃焼室２ｒ内に反射させにくい。換言すれば、第１内面ｔ１は、遮熱性能が低いので、第１内面ｔ１の周囲の燃焼火炎を主燃焼室２ｒ内に伝達させにくい。このため、第１内面ｔ１の周囲の燃焼火炎が伝播する速度に遅れが生じる。これに対して、主燃焼室２ｒのピストン１４の、第２噴孔４２に連通される第２領域Ｅ２に面する第２内面ｔ２は、遮熱性能が高いので、第２内面ｔ２の周囲の燃焼火炎から第２内面ｔ２に加えられる熱を主燃焼室２ｒ内に反射させやすい。換言すれば、第２内面ｔ２は、遮熱性能が低いので、第２内面ｔ２の周囲の燃焼火炎を主燃焼室２ｒ内に伝達させやすい。このため、第２内面ｔ２の周囲の燃焼火炎が伝播する速度に遅れは生じない。
【００５８】
これにより、第１領域Ｅ１を含む着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、第２領域Ｅ２を含む着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができるので、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することによって、火炎の到達が遅れることによって生じるノッキングを抑制することができ、エンジンの効率を向上させることができる。
【００５９】
したがって、上記の構成によれば、第１内面ｔ１が第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有することにより主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００６０】
他の幾つかの実施形態では、図５に示されるように、第１領域Ｅ１は、着火近傍側領域Ｒｎの全域にわたる領域、すなわち平面視において半円状の着火近傍側領域Ｒｎと同一の領域である。また、第２領域Ｅ２は、着火遠方側領域Ｒｆの全域にわたる領域、すなわち平面視において半円状の着火遠方側領域Ｒｆと同一の領域である。換言すれば、平面視において、主燃焼室２ｒは、第１境界線Ｂｒによって、着火部５１に相対的に近い第１領域Ｅ１と、相対的に遠い第２領域Ｅ２との大きさの等しい２つの領域に分けられている。
【００６１】
そして、主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２又はピストン１４の少なくともいずれか一方は、着火近傍側領域Ｒｎと同一の領域である第１領域Ｅ１に面する第１内面と、着火遠方側領域Ｒｆと同一の領域である第２領域Ｅ２に面する第２内面とを含み、第１内面は、第２内面よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００６２】
すなわち、主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２においては、図５に示されるように、その底面１２ｂに、第１領域Ｅ１の上部に面する第１内面ｂ１と、第２領域Ｅ２の上部に面する第２内面ｂ２と、が含まれる。そして、シリンダヘッド１２は、その第１内面ｂ１が、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００６３】
また、主燃焼室２ｒのピストン１４においては、その頂面１４ｔは、図５における紙面手前側においてシリンダヘッド１２の底面１２ｂに対向するように配置されており、同図中紙面手前側であり、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１に対向する位置に配置されると共に第１領域Ｅ１の下部に面する第１内面ｔ１と、同図中紙面手前側であり、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２に対向する位置に配置されると共に第２領域Ｅ２の下部に面する第２内面ｔ２と、が含まれる。そして、ピストン１４は、その第１内面ｔ１が、第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００６４】
上記の構成によれば、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１は、着火近傍側領域Ｒｎの全域にわたって面するので、着火近傍側領域Ｒｎの全域において、第１内面ｂ１の周囲の燃焼火炎が伝播する速度を低下させることができる。また、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２は、着火遠方側領域Ｒｆの全域にわたって面するので、着火遠方側領域Ｒｆの全域において、第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎が伝播する速度の低下を抑制することができる。これにより、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができるので、主燃焼室２ｒの全域にわたり火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００６５】
また、ピストン１４の第１内面ｔ１と第２内面ｔ２についても、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１と第２内面ｂ２と同様に互いの遮熱性能に違いが設けられているので、上述した第１内面ｂ１と第２内面ｂ２の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【００６６】
他の幾つかの実施形態では、図６に示されるように、平面視において、着火近傍側領域Ｒｎが、主燃焼室２ｒの主室中心軸線Ｃｍを中心として各々が所定角度を有するように３つの領域に区分されている。ここで、図６においては、着火近傍側領域Ｒｎの上述した各々の所定角度とは、上から順に４５°、９０°、４５°となっている。そして、第１領域Ｅ１は、平面視において、着火近傍側領域Ｒｎの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域である。
【００６７】
また、図６に示されるように、平面視において、着火遠方側領域Ｒｆが、主燃焼室２ｒの主室中心軸線Ｃｍを中心として各々が所定角度を有するように３つの領域に区分されている。ここで、図６においては、着火遠方側領域Ｒｆの上述した各々の所定角度とは、上から順に４５°、９０°、４５°となっている。そして、第２領域Ｅ２は、平面視において、着火遠方側領域Ｒｆの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域である。
【００６８】
主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２は、図６に示されるように、その底面１２ｂに、第１領域Ｅ１の上部に面する第１内面ｂ１と、第２領域Ｅ２の上部に面する第２内面ｂ２と、が含まれる。そして、シリンダヘッド１２は、その第１内面ｂ１が、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００６９】
また、主燃焼室２ｒのピストン１４は、その頂面１４ｔが、図６における紙面手前側においてシリンダヘッド１２の底面１２ｂに対向するように配置されている。この頂面１４ｔには、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１に対向する位置に配置されて、第１領域Ｅ１の下部に面する第１内面ｔ１と、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２に対向する位置に配置されて、第２領域Ｅ２の下部に面する第２内面ｔ２と、が含まれる。そして、ピストン１４は、その第１内面ｔ１が、第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００７０】
上記の構成によれば、着火近傍側領域Ｒｎ中央の扇形の第１領域Ｅ１と、着火遠方側領域Ｒｆ中央の扇形の第２領域Ｅ２のそれぞれは、第１噴孔４１と第２噴孔４２の各々から噴射された燃焼火炎がその範囲内に収まるような形状をしているので、第１領域Ｅ１に面する第１内面ｂ１は、着火部に最も近接する第１噴孔４１から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度を低下させることができる。また、第２領域Ｅ２に面する第２内面ｂ２は、着火部から最も離れた第２噴孔４２から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下を抑制することができる。これにより、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができるので、主燃焼室２ｒの火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００７１】
また、ピストン１４の第１内面ｔ１と第２内面ｔ２についても、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１と第２内面ｂ２と同様に互いの遮熱性能に違いが設けられているので、上述した第１内面ｂ１と第２内面ｂ２の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【００７２】
他の幾つかの実施形態では、図７に示されるように、平面視において、着火近傍側領域Ｒｎが、主燃焼室２ｒの主室中心軸線Ｃｍを中心として各々が互いに等しい角度を有するように３つの領域に区分されている。そして、第１領域Ｅ１は、平面視において、着火近傍側領域Ｒｎの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域である。
【００７３】
また、図７に示されるように、平面視において、着火遠方側領域Ｒｆが、主燃焼室２ｒの主室中心軸線Ｃｍを中心として各々が互いに等しい角度を有するように３つの領域に区分されている。そして、第２領域Ｅ２は、平面視において、着火遠方側領域Ｒｆの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域である。
【００７４】
主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２は、図７に示されるように、その底面１２ｂに、第１領域Ｅ１の上部に面する第１内面ｂ１と、第２領域Ｅ２の上部に面する第２内面ｂ２と、が含まれる。そして、シリンダヘッド１２は、その第１内面ｂ１が、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００７５】
また、主燃焼室２ｒのピストン１４は、その頂面１４ｔが、図７における紙面手前側においてシリンダヘッド１２の底面１２ｂに対向するように配置されている。この頂面１４ｔには、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１に対向する位置に配置されて、第１領域Ｅ１の下部に面する第１内面ｔ１と、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２に対向する位置に配置されて、第２領域Ｅ２の下部に面する第２内面ｔ２と、が含まれる。そして、ピストン１４は、その第１内面ｔ１が、第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００７６】
上記の構成によれば、着火近傍側領域Ｒｎ中央の扇形の第１領域Ｅ１と、着火遠方側領域Ｒｆ中央の扇形の第２領域Ｅ２のそれぞれは、第１噴孔４１と第２噴孔４２の各々から噴射された燃焼火炎がその範囲内に収まるような形状をしているので、シリンダヘッド１２の、第１領域Ｅ１に面する第１内面ｂ１は、着火部に最も近接する第１噴孔４１から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度を低下させることができる。また、シリンダヘッド１２の、第２領域Ｅ２に面する第２内面ｂ２は、着火部から最も離れた第２噴孔４２から噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下を抑制することができる。これにより、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができるので、主燃焼室２ｒの火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００７７】
また、ピストン１４の第１内面ｔ１と第２内面ｔ２についても、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１と第２内面ｂ２と同様に互いの遮熱性能に違いが設けられているので、上述した第１内面ｂ１と第２内面ｂ２の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【００７８】
他の幾つかの実施形態では、図６及び図７に示されるように、平面視において、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆのそれぞれが３つの領域に区分されており、着火近傍側領域Ｒｎは、第１領域Ｅ１と、２つの第３領域Ｅ３とを有している。ここで、第１領域Ｅ１は、着火近傍側領域Ｒｎの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域であり、２つの第３領域Ｅ３は、第１領域Ｅ１に隣接する２つの扇形の領域である。また、着火遠方側領域Ｒｆは第２領域Ｅ２を有し、この第２領域Ｅ２は、着火遠方側領域Ｒｆの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域である。
【００７９】
主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２は、その底面１２ｂに、２つの第３領域Ｅ３それぞれの上部に面する２つの第３内面ｂ３が含まれる。そして、シリンダヘッド１２は、その第３内面ｂ３が、第１内面ｂ１よりも高く、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００８０】
また、主燃焼室２ｒのピストン１４は、その頂面１４ｔが、図６又は図７における紙面手前側においてシリンダヘッド１２の底面１２ｂに対向するように配置されている。この頂面１４ｔには、シリンダヘッド１２の２つの第３内面ｂ３に対向する位置に配置されて、第３領域Ｅ３の下部に面する２つの第３内面ｔ３が含まれる。そして、ピストン１４は、その第３内面ｔ３が、第１内面ｔ１よりも高く、第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００８１】
上記の構成によれば、シリンダヘッド１２の、第３領域Ｅ３に面する第３内面ｂ３は、第１内面ｂ１よりも高く、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有しているので、第３内面ｂ３の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を適度に低下させることができる。すなわち、第３内面ｂ３の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を、第１内面ｂ１の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下より緩やかに低下させることができ、第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下よりも急激に低下させることができる。このため、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播のばらつきを抑制することができ、ひいては主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００８２】
また、ピストン１４の第３内面ｔ３についても、シリンダヘッド１２の第３内面ｂ３と同様に、第１内面ｔ１や第２内面ｔ２に対して遮熱性能に違いが設けられているので、上述した第３内面ｂ３の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【００８３】
他の幾つかの実施形態では、図６及び図７に示されるように、平面視において、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆのそれぞれが３つの領域に区分されており、着火近傍側領域Ｒｎは、第１領域Ｅ１を有し、この第１領域Ｅ１は、着火近傍側領域Ｒｎの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域である。また、着火遠方側領域Ｒｆは、第２領域Ｅ２と、２つの第４領域Ｅ４とを有している。ここで、第２領域Ｅ２は、着火遠方側領域Ｒｆの３つに区分された領域のうち、中央に形成された扇形の領域であり、２つの第４領域Ｅ４は、第２領域Ｅ２に隣接する２つの扇形の領域である。
【００８４】
主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２は、その底面１２ｂに、２つの第４領域Ｅ４それぞれの上部に面する２つの第４内面ｂ４が含まれる。そして、シリンダヘッド１２は、その第４内面ｂ４が、第１内面ｂ１よりも高く、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００８５】
また、主燃焼室２ｒのピストン１４は、その頂面１４ｔが、図６又は図７における紙面手前側においてシリンダヘッド１２の底面１２ｂに対向するように配置されている。この頂面１４ｔには、シリンダヘッド１２の２つの第４内面ｂ４に対向する位置に配置されて、第４領域Ｅ４の下部に面する２つの第４内面ｔ４が含まれる。そして、ピストン１４は、その第４内面ｔ４が、第１内面ｔ１よりも高く、第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。
【００８６】
上記の構成によれば、シリンダヘッド１２の、第４領域Ｅ４に面する第４内面ｂ４は、第１内面ｂ１よりも高く、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有しているので、第４内面ｂ４の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を適度に低下させることができる。すなわち、第４内面ｂ４の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を、第１内面ｂ１の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下より緩やかに低下させることができ、第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下よりも急激に低下させることができる。このため、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播のばらつきを抑制することができ、ひいては主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００８７】
また、ピストン１４の第４内面ｔ４についても、シリンダヘッド１２の第４内面ｂ４と同様に、第１内面ｔ１や第２内面ｔ２に対して遮熱性能に違いが設けられているので、上述した第４内面ｂ４の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【００８８】
他の幾つかの実施形態では、図６及び図７に示されるように、副室形成部３の複数の噴孔４は、平面視において、主室中心軸線Ｃｍを中心として等角度ごとに離れた位置に６つ形成されており、着火近傍側領域Ｒｎ側において第１噴孔４１に隣接する２つの第３噴孔４３が形成されており、着火遠方側領域Ｒｆ側において第２噴孔４２に隣接する２つの第４噴孔４４が形成されている。
【００８９】
また、図６及び図７に示されるように、平面視において、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆのそれぞれが３つの領域に区分されており、着火近傍側領域Ｒｎは、第１領域Ｅ１と２つの第３領域Ｅ３を有しており、また、着火遠方側領域Ｒｆは、第２領域Ｅ２と、２つの第４領域Ｅ４とを有している。２つの第３領域Ｅ３は、第３噴孔４３に連通される領域Ｅｓ３、すなわち、平面視において第３噴孔４３をその内部に含む領域Ｅｓ３、を含むものである。また、２つの第４領域Ｅ４は、第４噴孔４４に連通される領域Ｅｓ４、すなわち、平面視において第４噴孔４４をその内部に含む領域Ｅｓ４、を含むものである。
【００９０】
主燃焼室２ｒのシリンダヘッド１２は、その底面１２ｂに、２つの第４領域Ｅ４それぞれの上部に面する２つの第４内面ｂ４が含まれる。そして、シリンダヘッド１２は、その第４内面ｂ４が、第３内面ｂ３よりも高く、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。このため、シリンダヘッド１２は、第２内面ｂ２、第４内面ｂ４、第３内面ｂ３、第１内面ｂ１の順に遮熱性能が高い。
【００９１】
また、主燃焼室２ｒのピストン１４は、その頂面１４ｔが、図６又は図７における紙面手前側においてシリンダヘッド１２の底面１２ｂに対向するように配置されている。この頂面１４ｔには、シリンダヘッド１２の２つの第４内面ｂ４に対向する位置に配置されて、第４領域Ｅ４の下部に面する２つの第４内面ｔ４が含まれる。そして、ピストン１４は、その第４内面ｔ４が、第３内面ｔ３よりも高く、第２内面ｔ２よりも低い遮熱性能を有するようになっている。このため、ピストン１４は、第２内面ｔ２、第４内面ｔ４、第３内面ｔ３、第１内面ｔ１の順に遮熱性能が高い。
【００９２】
上記の構成によれば、シリンダヘッド１２は、第４領域Ｅ４に面する第４内面ｂ４は、第３内面ｂ３よりも高く、第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有しているので、第４内面ｂ４の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を適度に低下させることができる。すなわち、第４内面ｂ４の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度を、第３内面ｂ３の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下より緩やかに低下させることができ、第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下よりも急激に低下させることができる。このため、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播のばらつきを抑制することができ、ひいては主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００９３】
また、第３領域Ｅ３がその内部に第３噴孔４３に連通される領域Ｅｓ３を含み、かつ、第４領域Ｅ４がその内部に第４噴孔４４に連通される領域Ｅｓ４を含むことにより、第３噴孔４３から噴射した燃焼火炎は、最初に第３領域Ｅ３の内部を伝播する。また、第４噴孔４４から噴射した燃焼火炎は、最初に第４領域Ｅ４の内部を伝播する。ここで、第３噴孔４３や第４噴孔４４から噴射する燃焼火炎の火炎伝播の速度は、第１噴孔４１から噴射する燃焼火炎の火炎伝播の速度より遅く、第２噴孔４２から噴射する燃焼火炎の火炎伝播の速度よりも速いものであるが、シリンダヘッド１２は、第２内面ｂ２、第４内面ｂ４、第３内面ｂ３、第１内面ｂ１の順に遮熱性能が高いので、第３噴孔４３や第４噴孔４４から噴射する燃焼火炎の火炎伝播の速度を、第１噴孔４１から噴射する燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下より緩やかに低下させることができ、第２噴孔４２から噴射する燃焼火炎の火炎伝播の速度の低下よりも急激に低下させることができる。このため、第１噴孔４１と第２噴孔４２のそれぞれから噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度だけでなく、第３噴孔４３と第４噴孔４４のそれぞれから噴射した燃焼火炎の火炎伝播の速度も適切なものにできるので、主燃焼室の火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【００９４】
また、ピストン１４の第４内面ｔ４についても、シリンダヘッド１２の第４内面ｂ４と同様に、第１内面ｔ１、第２内面ｔ２及び第３内面ｔ３に対して遮熱性能に違いが設けられているので、上述した第４内面ｂ４の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【００９５】
本発明の幾つかの実施形態においては、図８に示されるような平面視において、上述した第１境界線Ｂｒを、スワール流Ｓの流れる方向に主室中心軸線Ｃｍを中心として所定角度θだけ回転した直線（第２境界線Ｂｓ）を境として定義される、着火部５１が位置する側の着火近傍側領域Ｒｎと、この着火近傍側領域Ｒｎと反対側の着火遠方側領域Ｒｆとを有する。換言すれば、平面視において、主燃焼室２ｒは、第２境界線Ｂｓによって、着火部５１に相対的に近い着火近傍側領域Ｒｎと、相対的に遠いＲｆとの大きさの等しい２つの領域に分けられている。ここで、スワール流Ｓは、回転軸がピストン１４の運動方向に平行な気体の流れをいい、図８中において、平面視において、反時計回り方向に流れが生じているものとする。
【００９６】
上述した所定角度θは、スワール流Ｓのスワール比Ｓｒと主燃焼室２ｒの燃焼時間Ｔに応じた角度である。より具体的には、所定角度θ（ｄｅｇ）は、スワール比Ｓｒに主燃焼室２ｒの燃焼時間Ｔ（ｄｅｇ）を乗じることにより得られる値である。ここで、スワール比Ｓｒは、スワール流Ｓの回転速度とエンジンの回転速度の比をいい、これらの値は、スワールメーターや内視装置などによって実験的に計測された値であっても、専用ソフトを使ってコンピューター上で計算によって求められた値であってもよい。
【００９７】
上述した幾つかの実施形態においては、第１領域Ｅ１は領域Ｅｓ１を、第２領域Ｅ２はＥｓ２を、第３領域Ｅ３は領域Ｅｓ３を、第４領域Ｅ４は領域Ｅｓ４を、その内部に含むものであったが、本実施例に示される実施形態では、図８に示されるように、第１領域Ｅ１は領域Ｅｒ１を、第２領域Ｅ２はＥｒ２を、第３領域Ｅ３は領域Ｅｒ３を、第４領域Ｅ４は領域Ｅｒ４を、その内部に含むものである。
【００９８】
領域Ｅｒ１は、領域Ｅｓ１をスワール流Ｓの流れる方向に主室中心軸線Ｃｍを中心として所定角度θだけ回転した領域である。また、領域Ｅｒ２は領域Ｅｓ２を、領域Ｅｒ３は領域Ｅｓ３を、領域Ｅｒ４は領域Ｅｓ４を、それぞれスワール流Ｓの流れる方向に主室中心軸線Ｃｍを中心として所定角度θだけ回転した領域である。
【００９９】
シリンダヘッド１２は、第２領域Ｅ２に面する第２内面ｂ２、第４領域Ｅ４に面する第４内面ｂ４、第３領域Ｅ３に面する第３内面ｂ３、第１領域Ｅ１に面する第１内面ｂ１の順に遮熱性能が高い。
【０１００】
ピストン１４は、第２領域Ｅ２に面する第２内面ｔ２、第４領域Ｅ４に面する第４内面ｔ４、第３領域Ｅ３に面する第３内面ｔ３、第１領域Ｅ１に面する第１内面ｔ１の順に遮熱性能が高い。
【０１０１】
上記の構成によれば、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆは、第２境界線Ｂｓを境として定義されたものであり、着火近傍側領域Ｒｎに含まれる第１領域Ｅ１に面する第１内面ｂ１は、着火遠方側領域Ｒｆに含まれる第２領域Ｅ２に面する第２内面ｂ２よりも低い遮熱性能を有しているので、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができ、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することによって、火炎の到達が遅れることによって生じるノッキングを抑制することができ、エンジンの効率を向上させることができる。
【０１０２】
さらに、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆとが第２境界線Ｂｓを境として定義されたものであり、第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２のそれぞれは、スワール流Ｓの流れる方向に主室中心軸線Ｃｍを中心として所定角度θだけ回転した領域Ｅｒ１、Ｅｒ２をその内部に含む領域であるので、主燃焼室２ｒは、主燃焼室２ｒ内を流れるスワール流Ｓに強く影響を受けた燃焼火炎に対応できる位置に第１内面ｂ１と第２内面ｂ２を有しているので、主燃焼室２ｒ内にスワール流Ｓが発生する場合であっても、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【０１０３】
また、ピストン１４の第１内面ｔ１と第２内面ｔ２についても、上述したシリンダヘッド１２の第１内面ｂ１と第２内面ｂ２の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【０１０４】
他の幾つかの実施形態では、図２〜４に示されるような副室式ガスエンジン１において、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１は、ピストン１４の第１内面ｔ１よりも低い遮熱性能を有している。
【０１０５】
上記の構成によれば、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１は、ピストン１４の第１内面ｔ１よりも低い遮熱性能を有する。ここで、同じ第１領域Ｅ１に面する第１内面ｂ１と第１内面ｔ１であっても、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１の方が第１噴孔４１から噴射された燃焼火炎が先に到達する部分が多いので、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１の遮熱性能をピストン１４の第１内面ｔ１よりも低くすることで、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１の周囲の燃焼火炎が伝播する速度を特に遅くすることができるので、その分着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【０１０６】
他の幾つかの実施形態では、図２〜４に示されるような副室式ガスエンジン１において、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２は、ピストン１４の第２内面ｔ２よりも高い遮熱性能を有している。
【０１０７】
上記の構成によれば、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２は、ピストン１４の第２内面ｔ２よりも高い遮熱性能を有する。ここで、同じ第２領域Ｅ２に面する第２内面ｂ２と第２内面ｔ２であっても、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２の方が第２噴孔４２から噴射された燃焼火炎が先に到達する部分が多いので、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２の遮熱性能をピストン１４の第２内面ｔ２よりも高くすることで、シリンダヘッド１２の第２内面ｂ２の周囲の燃焼火炎が伝播する速度が特に遅くならないようにできるので、その分着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【０１０８】
また、他の幾つかの実施形態では、上述した各々の実施形態（図１〜図８参照）において、シリンダヘッド１２とピストン１４の少なくともいずれか一方の、その底面１２ｂまたは頂面１４ｔに、陽極酸化被膜（アルマイト被膜）からなる遮熱膜ｈｆが形成されている。
【０１０９】
より具体的には、図９に示されるように、シリンダヘッド１２は、その底面１２ｂのうち、第１領域Ｅ１に面する第１内面ｂ１には第１遮熱膜ｂｆ１が、第２領域Ｅ２に面する第２内面ｂ２には第２遮熱膜ｂｆ２が形成されている。また、図１０に示されるように、シリンダヘッド１２は、その底面１２ｂのうち、第３領域Ｅ３に面する第３内面ｂ３には第３遮熱膜ｂｆ３が、第４領域Ｅ４に面する第４内面ｂ４には第４遮熱膜ｂｆ４が形成されている。ここで、遮熱膜ｈｆは、第２遮熱膜ｂｆ２、第４遮熱膜ｂｆ４、第３遮熱膜ｂｆ３、第１遮熱膜ｂｆ１の順に高い遮熱性能を有している。
【０１１０】
そして、シリンダヘッド１２の底面１２ｂは、遮熱膜ｈｆ（第１遮熱膜ｂｆ１、第２遮熱膜ｂｆ２、第３遮熱膜ｂｆ３、第４遮熱膜ｂｆ４）が形成されることにより、第２内面ｂ２、第４内面ｂ４、第３内面ｂ３、第１内面ｂ１の順に高い遮熱性能を有している。
【０１１１】
また、図９に示されるように、ピストン１４は、その頂面１４ｔのうち、第１領域Ｅ１に面する第１内面ｔ１には第１遮熱膜ｔｆ１が、第２領域Ｅ２に面する第２内面ｔ２には第２遮熱膜ｔｆ２が形成されている。また、図１０における紙面手前側において、ピストン１４は、その頂面１４ｔのうち、第３領域Ｅ３に面する第３内面ｔ３には第３遮熱膜ｔｆ３が、第４領域Ｅ４に面する第４内面ｔ４には第４遮熱膜ｔｆ４が形成されている。ここで、遮熱膜ｈｆは、第２遮熱膜ｔｆ２、第４遮熱膜ｔｆ４、第３遮熱膜ｔｆ３、第１遮熱膜ｔｆ１の順に高い遮熱性能を有している。
【０１１２】
そして、ピストン１４の頂面１４ｔは、遮熱膜ｈｆ（第１遮熱膜ｔｆ１、第２遮熱膜ｔｆ２、第３遮熱膜ｔｆ３、第４遮熱膜ｔｆ４）が形成されることにより、第２内面ｔ２、第４内面ｔ４、第３内面ｔ３、第１内面ｔ１の順に高い遮熱性能を有している。
【０１１３】
上記の構成によれば、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１と第２内面ｂ２のそれぞれに形成された第１遮熱膜ｂｆ１、第２遮熱膜ｂｆ２により、第１内面ｂ１と第２内面ｂ２は遮熱性能を有し、各々の遮熱膜ｈｆの遮熱性能の違いにより第１内面ｂ１の遮熱性能を第２内面ｂ２よりも低くすることができるので、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができ、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。また、シリンダヘッド１２の第３内面ｂ３と第４内面ｂ４や、ピストン１４の第１内面ｔ１と第２内面ｔ２などについても、第１内面ｂ１と第２内面ｂ２と同様に遮熱膜ｈｆにより互いの遮熱性能に違いが設けられているので、上述した第１内面ｂ１と第２内面ｂ２の作用効果と同様の作用効果を有するものである。
【０１１４】
なお、本実施例に示される実施形態では、遮熱膜ｈｆは陽極酸化被膜（アルマイト被膜）からなるものであったが、これに限定されるものではない。また、遮熱膜ｈｆはシリンダヘッド１２の底面１２ｂ全体、または、ピストン１４の頂面１４ｔ全体にわたって形成されていなくてもよい。
【０１１５】
また、「各々の遮熱膜ｈｆの遮熱性能の違い」の実施の形態として、以下で示す３つの形態を挙げることができる。
【０１１６】
その一つの形態においては、例えば、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１に、第２内面ｂ２に形成される第２遮熱膜ｂｆ２よりも膜の厚さが薄い第１遮熱膜ｂｆ１が形成される。
本形態によれば、遮熱膜ｈｆの厚さを厚くすると遮熱性能は高くなる。このため、第１内面ｂ１の第１遮熱膜ｂｆ１を、第２内面ｂ２の第２遮熱膜ｂｆ２よりも膜の厚さを薄くすることで、第１内面ｂ１の遮熱性能を第２内面ｂ２よりも低くすることができるので、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【０１１７】
また、他の形態においては、例えば、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１に、第２内面ｂ２に形成される第２遮熱膜ｂｆ２よりも表面粗さが大きい第１遮熱膜ｂｆ１が形成される。
本形態によれば、遮熱膜ｈｆの表面粗さを大きくすると、その伝熱面積が大きくなることから遮熱性能は低くなる。このため、第１内面ｂ１の第１遮熱膜ｂｆ１を、第２内面ｂ２の第２遮熱膜ｂｆ２よりも膜の表面粗さを大きくすることで、第１内面ｂ１の遮熱性能を第２内面ｂ２よりも低くすることができるので、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【０１１８】
また、他の形態においては、例えば、シリンダヘッド１２の第１内面ｂ１に、第２内面ｂ２に形成される第２遮熱膜ｂｆ２よりも気孔率が低い第１遮熱膜ｂｆ１が形成される。
本形態によれば、遮熱膜ｈｆの気孔率が低いと、熱伝導率と熱容量（体積比熱）が高くなることから遮熱性能は低くなる。このため、第１内面ｂ１の第１遮熱膜ｂｆ１を、第２内面ｂ２の第２遮熱膜ｂｆ２よりも気孔率の低いものにすることで、第１内面ｂ１の遮熱性能を第２内面ｂ２よりも低くすることができるので、着火近傍側領域Ｒｎの火炎伝播の速度と、着火遠方側領域Ｒｆの火炎伝播の速度との差を小さくすることができる。このため、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきを抑制することができる。
【０１１９】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【０１２０】
例えば、上述した幾つかの実施形態においては、第１境界線Ｂｒ又は第２境界線Ｂｓを境として着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆが定義されていたが、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆは、平面視において、主室中心軸線Ｃｍを通る直線（境界線）を境として定義されるようになっていてもよい。主室中心軸線Ｃｍを通る直線を境とする場合には、平面視において、上述した主室中心軸線Ｃｍを通る直線が主室中心軸線Ｃｍにおいて交わる基準線Ｂａに対する角度が大きい方が、主燃焼室２ｒにおける火炎伝播のばらつきをより抑制することができる。
【０１２１】
また、上述した幾つかの実施形態においては、複数の噴孔４は、同一形状であったが、互いの形状が異なるものであってもよい。
また、上述した幾つかの実施形態においては、第１〜第４領域Ｅ１〜Ｅ４に面する内面のそれぞれは、各々の遮熱性能が同一であったが、その内面が接する領域の中央部から隣接する他の領域側に近づくにつれて徐々に遮熱性能が高くなったり、低くなったりしてもよく、また、主室中心軸線Ｃｍから離れるにつれて徐々に遮熱性能が低くなったりしてもよい。また、遮熱性能の高低の判断は、遮熱性能の最大値、最小値、中央値、平均値を比較したり、主室中心軸線Ｃｍからの絶対距離が等しい２点を比較したりしてもよい。
また、上述した幾つかの実施形態においては、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆのそれぞれは、３つの領域に区分されていたが、４以上の複数に区分されていてもよい。４以上の偶数に区分された場合における、中央に形成された領域とは、複数に区分された領域のうちの中央の２つの領域をいう。この２つの領域は互いの遮熱性能が同一になっていてもよい。また、着火近傍側領域Ｒｎと着火遠方側領域Ｒｆのそれぞれは、互いの区分される領域の個数が異なるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１      副室式ガスエンジン
１１    シリンダブロック
１２    シリンダヘッド
１２ｂ  底面
１３    シリンダ
１４    ピストン
１４ｔ  頂面
１５    吸気ポート
１６    排気ポート
１７    吸気弁
１８    排気弁
１９    副室口金
２      主室形成部
２ｒ    主燃焼室
３      副室形成部
３ｒ    副室
３１    小径筒形成部
３１ｒ  小径筒室
３３    大径筒形成部
３３ｒ  大径筒室
３３ｃ  定径筒部
３３ｄ  拡径筒部
４      噴孔
４１    第１噴孔
４２    第２噴孔
４３    第３噴孔
４４    第４噴孔
５      着火装置
５１    着火部
６      副室ガス供給装置
６１    副室燃料ガス供給弁
Ｂａ    基準線
Ｂｒ    第１境界線
Ｂｓ    第２境界線
Ｃｍ    主室中心軸線
Ｃｓ    副室中心軸線
Ｄ      所定距離
Ｅ１    第１領域
Ｅ２    第２領域
Ｅ３    第３領域
Ｅ４    第４領域
Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４，Ｅｒ１，Ｅｒ２，Ｅｒ３，Ｅｒ４  領域
Ｉｍ    直線
Ｒｆ    着火遠方側領域
Ｒｎ    着火近傍側領域
Ｓ      スワール流
Ｓｒ    スワール比
Ｔ      燃焼時間
ｂ１，ｔ１  第１内面
ｂ２，ｔ２  第２内面
ｂ３，ｔ３  第３内面
ｂ４，ｔ４  第４内面
ｂｆ１，ｔｆ１  第１遮熱膜
ｂｆ２，ｔｆ２  第２遮熱膜
ｂｆ３，ｔｆ３  第３遮熱膜
ｂｆ４，ｔｆ４  第４遮熱膜
ｈｆ    遮熱膜
θ    所定角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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