(57)【要約】【課題】高温の既燃ガスに曝され易い副室内においても、狙った量の燃料を安定して噴射できる噴射装置を提供する。【解決手段】副室用噴射装置１２１は、ボディ２０とニードル弁５０とを有する。ボディ２０は、一又は複数の噴孔２９と、環状の弁座２５とを有し、ニードル弁５０は、弁座２５に当接すると噴孔２９からの燃料噴射を停止させ、弁座２５から離間すると噴孔２９からの燃料噴射を許容する。  以下、ニードル弁５０をストローク内で弁座２５から最大限離間させたときに、ニードル弁５０と弁座２５との間に形成される環状の隙間内で、一周の断面積が最小になる部分の当該断面積を最大開弁面積Ｓ１とする。また、各噴孔２９における断面積が最小になる部分の当該断面積を噴孔面積Ｓ３ｅとし、全ての噴孔２９の噴孔面積Ｓ３ｅの和を総噴孔面積Ｓ３とする。この副室用噴射装置１２２は、最大開弁面積Ｓ１の方が総噴孔面積Ｓ３よりも小さい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主室（１８５）と副室（１３５）とに区画された燃焼室の前記副室内に燃料を噴射するための副室用噴射装置（１２１〜１２３）であって、
ボディ（２０）と、前記ボディ内に所定のストローク内で摺動自在に収容されているニードル弁（５０）とを有し、前記ボディは、燃料を噴射する一又は複数の噴孔（２９）と、前記噴孔のボディ内部側の開口の周囲に形成されている環状の弁座（２５）とを有し、前記ニードル弁は、前記弁座に当接すると前記噴孔からの燃料噴射を停止させ、前記弁座から離間すると前記噴孔からの燃料噴射を許容するように構成されている副室用噴射装置において、
前記ニードル弁を前記ストローク内で前記弁座から最大限離間させたときに、前記ニードル弁と前記弁座との間に形成される環状の隙間内で、一周の断面積が最小になる部分の当該断面積を最大開弁面積（Ｓ１）とし、各前記噴孔における断面積が最小になる部分の当該断面積を噴孔面積（Ｓ３ｅ）とし、全ての前記噴孔の噴孔面積の和を総噴孔面積（Ｓ３）として、前記最大開弁面積の方が前記総噴孔面積よりも小さい副室用噴射装置。
【請求項２】
前記最大開弁面積の方が、前記噴孔面積が最も小さい前記噴孔の当該噴孔面積よりも小さい請求項１記載の副室用噴射装置。
【請求項３】
前記弁座における前記ニードル弁が当接する部分の内周縁よりも内側の面積をサック面積（Ｓ２）とし、各前記噴孔のボディ外部側の開口の面積を噴孔開口面積（Ｓ４ｅ）とし、全ての前記噴孔の噴孔開口面積の和を総噴孔開口面積（Ｓ４）として、前記サック面積よりも前記総噴孔開口面積の方が小さい請求項１又は２記載の副室用噴射装置。
【請求項４】
前記副室と、請求項１〜３のいずれか一項に記載の副室用噴射装置と、前記副室内の燃料に点火をするための点火プラグ（１４０）とを有する副室式点火装置（１２０）。
【請求項５】
主室（１８５）と副室（１３５）とに区画された燃焼室と、前記主室に連通した吸気ポート（１１１）及び排気ポート（１５９）と、前記吸気ポート内又は前記主室内に燃料を噴射するための主室用噴射装置（１１２）と、前記副室内に燃料を噴射するための副室用噴射装置（１２１〜１２３）とを有し、
前記主室用及び副室用の各噴射装置は、ボディ（２０）と、前記ボディ内に所定のストローク内で摺動自在に収容されているニードル弁（５０）とを有し、前記ボディは、燃料を噴射する一又は複数の噴孔（２９）と、前記噴孔のボディ内部側の開口の周囲に形成されている環状の弁座（２５）とを有し、前記ニードル弁は、前記弁座に当接すると前記噴孔からの燃料噴射を停止させ、前記弁座から離間すると前記噴孔からの燃料噴射を許容するように構成されているエンジン（１００）において、
前記ニードル弁を前記ストローク内で前記弁座から最大限離間させたときに、前記ニードル弁と前記弁座との間に形成される環状の隙間内で、一周の断面積が最小になる部分の当該断面積を最大開弁面積（Ｓ１）とし、各前記噴孔における断面積が最小になる部分の当該断面積を噴孔面積（Ｓ３ｅ）とし、全ての前記噴孔の噴孔面積の和を総噴孔面積（Ｓ３）として、
前記主室用噴射装置については、前記最大開弁面積の方が前記総噴孔面積よりも大きく、前記副室用噴射装置については、前記最大開弁面積の方が前記総噴孔面積よりも小さいエンジン。
【請求項６】
前記主室用噴射装置の最大開弁面積よりも、前記副室用噴射装置の最大開弁面積の方が小さい請求項５記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼室内等に燃料を噴射するための燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射装置は、一般的に、ボディと、ボディ内に摺動自在に収容されたニードル弁とを有する。ボディは、燃料を噴射するための噴孔と、噴孔のボディ内部側の開口の周囲に形成された弁座とを有する。ニードル弁は、弁座に当接すると噴孔からの燃料噴射を停止させ、その状態からリフトされることにより弁座から離間すると噴孔からの燃料噴射を許容する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８５５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの中には、燃焼室が主室と副室とに区画されたものがある。そのようなエンジンは、主室用の燃料噴射装置（以下、「主室用噴射装置」という。）と、副室用の燃料噴射装置（以下、「副室用噴射装置」という。）とを備える。副室用噴射装置は、点火プラグ（着火源）との位置が近く高温になりやすい。また。副室と主室とは連通孔でつながっているが、副室内は掃気されにくく既燃ガス（燃焼後のガス）が残留しやすいため、主室用噴射装置に比べて、副室用噴射装置は、高温の既燃ガスに曝され易い。そのため、デポジットの生成速度や付着力が高まりやすい環境にある。そのため、燃料噴射による噴孔内のデポジットの剥離が間に合わないことにより、噴孔内の流路面積が経時的に狭くなり、燃料噴射量が低下してしまうおそれが大きい。そのため、燃料噴射量が狙った量からずれやすい。
【０００５】
さらに、副室用噴射装置としては、主室用噴射装置と同様のものが使用されることが多いが、副室は主室に比べて小空間であるため、噴射すべき燃料の量が少ない。そのため、副室用噴射装置による燃料噴射は、ニードル弁が最大限にまでリフトしないパーシャルリフトの状態で行われることが多い。その場合、図７（ａ）に示すようにニードル弁が最終的に到達するリフト量が、ショット（燃料噴射）毎に外乱等の何らかの影響でずれてしまいやすく、そのため、燃料噴射量（すなわち、図７（ａ）に示す曲線の内側の面積）もばらつき易い。そのため、この点でも、燃料噴射量が狙った量からずれやすい。
【０００６】
そして、副室は小空間であるため、僅かな燃料噴射量のずれでも、空燃比が所望のものから大きくずれてしまう。また、副室内には、酸素と燃料とが過不足なく反応するストイキ混合気を形成することが望ましい場合が多い。そのため、副室内においては、狙った量の燃料をショット毎にばらつくことなく安定して、かつ経時的にも安定して噴射することが特に重要であり、それが例えば噴霧の微粒化よりも重要である、との結論に本発明者は至った。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高温の既燃ガスに曝され易い副室内においても、狙った量の燃料を安定して噴射できる燃料噴射装置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】
【０００８】
本発明の副室用噴射装置（１２１〜１２３）は、主室（１８５）と副室（１３５）とに区画された燃焼室の前記副室内に燃料を噴射するための装置である。前記副室用噴射装置は、ボディ（２０）と、前記ボディ内に所定のストローク内で摺動自在に収容されているニードル弁（５０）とを有する。前記ボディは、燃料を噴射する一又は複数の噴孔（２９）と、前記噴孔のボディ内部側の開口の周囲に形成されている環状の弁座（２５）とを有する。前記ニードル弁は、前記弁座に当接すると前記噴孔からの燃料噴射を停止させ、前記弁座から離間すると前記噴孔からの燃料噴射を許容するように構成されている。
【０００９】
以下、前記ニードル弁を前記ストローク内で前記弁座から最大限離間させたときに、前記ニードル弁と前記弁座との間に形成される環状の隙間内で、一周の断面積が最小になる部分の当該断面積を最大開弁面積（Ｓ１）とする。また、各前記噴孔における断面積が最小になる部分の当該断面積を噴孔面積（Ｓ３ｅ）とし、全ての前記噴孔の噴孔面積の和を総噴孔面積（Ｓ３）とする。前記副室用噴射装置は、前記最大開弁面積の方が前記総噴孔面積よりも小さい。
【００１０】
本発明によれば、最大開弁面積の方が総噴孔面積よりも小さいので、燃料噴射量に与える影響については、最大開弁面積の方が支配的になり、総噴孔面積の方が非支配的になる。そのため、たとえ噴孔内にデポジットが堆積することにより総噴孔面積が実質的に小さくなったとしても、その影響を小さく抑えられる。
【００１１】
他方、ニードル弁は弁座に対して当接及び離間を繰り返すので、ニードル弁と弁座との間にはデポジットが堆積しにくい。また、このニードル弁と弁座との間については、噴孔よりもボディ内部側の奥まった位置にあるので、この点でもデポジットが堆積しにくい。よって、影響が支配的な最大開弁面積については、小さくなりにくい。
【００１２】
以上の作用により、副室用噴射装置は、高温の既燃ガスに曝され易い副室内においても、狙った量の燃料を安定して供給しやすくなる。
【００１３】
さらに、副室用噴射装置は、最大開弁面積の方が総噴孔面積よりも小さいことにより最大リフト量も低くなるので、フルリフトで燃料噴射を行うことが多くなる。そのため、パーシャルリフトで行う場合の問題、すなわち、ニードル弁が最終的に到達するリフト量が、ショット毎に外乱等の何らかの影響でずれるといった問題が発生しにくく、この点でも、狙った量の燃料を安定して供給しやすくなる。
【００１４】
なお、燃料噴射装置において、所定時に開弁面積を噴孔面積よりも小さくする文献としては、特許文献１が見つかった。しかしながら、この特許文献１では、所定の条件が成立した場合にのみ、ニードル弁のリフト量を最大リフト量よりも小さくする低リフト制御を実行することにより、開弁面積を噴孔面積よりも小さくしている。そのため、最大開弁面積が噴孔面積よりも小さい訳ではない。また、この特許文献１の燃料噴射装置は、副室を備えない通常の一区画の燃焼室内に燃料を噴射するものであり、副室用噴射装置ではない。
【００１５】
また、この特許文献１では、所定の条件が成立した場合にのみ低リフト制御を実行するため、低リフト制御を実行する場合としない場合とで、燃料噴射量がばらついてしまい、出力が不安定になってしまうと思われる。また、この特許文献１では、低リフト制御の際には、フルリフトではなくパーシャルリフトで燃料噴射を行うため、ニードル弁が最終的に到達するリフト量が、ショット毎に外乱等の何らかの影響でずれやすく、この点でも狙った量の燃料を安定して供給するのは難しいと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のエンジンを示す正面断面図
【図２】副室式点火装置を示す正面断面図
【図３】副室用噴射装置を示す正面断面図
【図４】主室用噴射装置の下部を示す正面断面図
【図５】副室用噴射装置の下部を示す正面断面図
【図６】副室用噴射装置の下部にデポジットが堆積した状態を示す図
【図７】噴射指令信号及びニードル弁のリフト量を示すグラフ
【図８】最大開口面積と、粒子径及び流量感度との関係を示すグラフ
【図９】第２実施形態の副室用噴射装置の下部を示す正面断面図
【図１０】副室用噴射装置の下部にデポジットが堆積した状態を示す図
【図１１】第３実施形態のエンジンを示す正面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態のエンジン１００を示す正面断面図である。このエンジン１００は、自動車等のエンジンとして用いられることを想定したガソリンエンジン等である。エンジン１００は、シリンダ１８０と、その上方に設けられたシリンダヘッド１１０とを有する。
【００１９】
なお、以下では、便宜上、図に合わせて、シリンダ１８０の長さ方向の一方を「上」とし、他方を「下」とする。但し、エンジン１００は、シリンダ１８０の長さ方向を水平方向にして、又は上下方向に対して斜めにして設置する等、任意の方向に設置できる。
【００２０】
シリンダ１８０の内側は、ピストン室１８１を構成し、ピストン室１８１内には、ピストン１８７が上下方向に摺動自在に収容されている。ピストン室１８１内におけるピストン１８７よりも上側部分は、燃焼室の主室１８５を構成している。ピストン１８７には、クランクシャフト（図示略）に動力を伝達するためのコンロッド（図示略）が軸着されている。
【００２１】
シリンダヘッド１１０には、吸気ポート１１１と排気ポート１５９と副室式点火装置１２０とが設けられている。吸気ポート１１１には、吸気バルブ１１３が設けられている。排気ポート１５９には、排気バルブ１５８が設けられている。シリンダヘッド１１０内には、吸気ポート１１１内に液体燃料を噴射するための主室用噴射装置１１２が設置されている。よって、吸気ポート１１１内には、空気と液体燃料とからなる混合気が形成される。主室用噴射装置１１２はＥＣＵ９０により制御される。
【００２２】
副室式点火装置１２０は、エンジン１００の点火装置として機能する。副室式点火装置１２０は、ハウジング１３０と副室用噴射装置１２１と点火プラグ１４０とを有する。ハウジング１３０は、シリンダヘッド１１０に設けられた支持孔１１９内に設置されている。副室用噴射装置１２１と点火プラグ１４０とは、ＥＣＵ９０により制御される。
【００２３】
図２は、副室式点火装置１２０を示す正面断面図である。ハウジング１３０の内側には副室１３５が設けられている。ハウジング１３０の下端部には、複数の連通孔１３８が設けられている。主室１８５と副室１３５とは、これら複数の連通孔１３８によって連通している。副室用噴射装置１２１は、副室１３５内に液体燃料を噴射するための装置である。
【００２４】
点火プラグ１４０は、下端部に一方の電極１４２と他方の電極１４４とを備え、それらの間の空間部分が点火部１４３を構成している。その点火部１４３に生じる点火火花により、気体と交じり合った液体燃料に着火する。
【００２５】
＜噴射装置１１２，１２１の基本構造＞
次に、主室用噴射装置１１２及び副室用噴射装置１２１の基本構造について説明する。図３は、副室用噴射装置１２１を示す正面断面図であるが、主室用及び副室用の両噴射装置１１２，１２１の基本構造は同様であるため、両者ともこの図３を用いて説明する。各噴射装置１１２，１２１は、ボディ２０とニードル弁５０と弁駆動部３０とを有する。
【００２６】
なお、以下では、図３に合わせて、噴射装置１２１の先端側を「下」といい、後端側を「上」というが、両噴射装置１１２，１２１は、先後方向を水平方向にして、又は図１に示すように上下方向に対して斜めにして設置する等、任意の方向に設置できる。
【００２７】
図３に示すボディ２０は、複数の部材２０ａ〜２０ｅから構成されている。ボディ２０の上端部には、燃料パイプ１０が圧入されている。燃料パイプ１０の内側には、フィルタ１３が設けられている。フィルタ１３は、燃料パイプ１０から流入した燃料の中の異物を捕集する。ボディ２０の内部には、燃料パイプ１０から供給された燃料を、ボディ２０の下端部に設けられた噴孔２９に供給するための燃料通路２２が形成されている。
【００２８】
ニードル弁５０は、ボディ２０の下部内に上下方向に摺動自在に収容されている。ニードル弁５０の上部は、筒状に形成されており、その内側は燃料通路２２の一部を構成している。ニードル弁５０の上部には、内側と外側とを連通させる連通孔５２が形成されている。この連通孔５２や、ニードル弁５０とボディ２０との間の隙間部分も、それぞれ燃料通路２２の一部を構成している。
【００２９】
弁駆動部３０は、ニードル弁５０を駆動するための構造であって、固定コア３１、上側スプリング３３、可動コア３６、下側スプリング３７、コイル４３等を有する。
【００３０】
固定コア３１は、筒状の部材であって、ボディ２０の上部の内側に固定されている。固定コア３１の内側には、アジャスティングパイプ３２が圧入固定されている。固定コア３１及びアジャスティングパイプ３２の内側は、燃料通路２２の一部を構成している。可動コア３６は、固定コア３１の下方において、ニードル弁５０の上部に外嵌されている。可動コア３６は、ニードル弁５０と一緒に昇降するように構成されている。
【００３１】
上側スプリング３３は、固定コア３１内におけるアジャスティングパイプ３２とニードル弁５０との間に介装されており、ニードル弁５０を下方に付勢している。下側スプリング３７は、可動コア３６の下方に設置されており、可動コア３６及びニードル弁５０を上方に付勢している。但し、上側スプリング３３の付勢力の方が、下側スプリング３７の付勢力よりも、大きく設定されている。そのため、コイル４３に電力が供給されていない状態では、ニードル弁５０は下降した状態となる。
【００３２】
ボディ２０の上部には、コネクタ４１が突設されている。コネクタ４１には、コイル４３に電力を供給するための端子４２が設けられている。
【００３３】
コイル４３は、固定コア３１及び可動コア３６を囲むよう設けられている。コイル４３に電力が供給されて磁力が生じるとき、固定コア３１、可動コア３６等に磁気回路が形成される。これにより、固定コア３１と可動コア３６との間に磁気吸引力が発生し、可動コア３６は、固定コア３１に吸引される。それにより、可動コア３６とニードル弁５０とが一緒に上昇する。可動コア３６は、固定コア３１に当接した時点で、それ以上は上昇できなくなるので、この当接した状態が、ニードル弁５０がストローク内で最大限上昇した状態となる。
【００３４】
以上の構造は、主室用噴射装置１１２及び副室用噴射装置１２１の両者に共通であるが、ニードル弁５０のストロークの大きさや、噴孔２９の数及び大きさ等が、両者間で異なる。次に、それらの異なる点について説明する。
【００３５】
＜主室用噴射装置１１２＞
図４（ａ）は、主室用噴射装置１１２の下部を示す正面断面図であり、ニードル弁５０をストローク内で最大限上昇（すなわち、弁座２５から最大限離間）させた状態を示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）の一部をさらに拡大した正面断面図である。
【００３６】
主室用噴射装置１１２は、ボディ２０の下端部に複数の噴孔２９を備えている。それら複数の噴孔２９のボディ内部側の開口の周囲には、環状の弁座２５が形成されている。弁座２５よりも内周側部分は、サック２７を構成している。ニードル弁５０の下端部の外周側部分は、環状のシート部５８を構成している。ニードル弁５０は、下降してシート部５８が弁座２５に当接することにより噴孔２９からの燃料噴射を停止させ、上昇してシート部５８が弁座２５から離間することにより噴孔２９からの燃料噴射を許容するように構成されている。
【００３７】
以下では、ニードル弁５０をストローク内で弁座２５から最大限離間させたときに、ニードル弁５０と弁座２５との間に形成される環状の隙間内で、一周の断面積が最小になる部分の当該断面積（多くの場合は当該環状の隙間の内周縁部分の断面積）を「最大開弁面積Ｓ１」とする。また、各噴孔２９における断面積が最小になる部分の当該断面積を「噴孔面積Ｓ３ｅ」とする。また、全ての噴孔２９の噴孔面積Ｓ３ｅの和を「総噴孔面積Ｓ３」とする。
【００３８】
主室用噴射装置１１２は、最大開弁面積Ｓ１の方が総噴孔面積Ｓ３よりも大きい。そのため、シート部５８と弁座２５との間部分での圧損を減らすと共に、噴孔２９で燃料を絞り込むことにより、燃圧のエネルギーを流速に変えて噴射することができる。そのため、噴霧の微粒化を図ることができる。また、最大開弁面積Ｓ１の方が総噴孔面積Ｓ３よりも大きいことにより、最大リフト量も大きくなる。そのため、フルリフトにしたりパーシャルリフトにしたりすることにより、燃料流量のダイナミックレンジの設定を図ることができる。
【００３９】
＜副室用噴射装置１２１＞
図５（ａ）は、副室用噴射装置１２１の下部を示す正面断面図であり、ニードル弁５０をストローク内で最大限上昇（すなわち、弁座２５から最大限離間）させた状態を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部をさらに拡大した正面断面図である。
【００４０】
副室用噴射装置１２１は、ボディ２０の下端部に噴孔２９を１つのみ備えている。そのため、当該１つの噴孔２９の噴孔面積Ｓ３ｅが総噴孔面積Ｓ３となる。その噴孔２９のボディ内部側の開口の周囲には、環状の弁座２５が形成されている。弁座２５よりも内周側部分は、サック２７を構成している。ニードル弁５０の下端部の外周側部分は、環状のシート部５８を構成している。ニードル弁５０は、下降してシート部５８が弁座２５に当接することにより噴孔２９からの燃料噴射を停止させ、上昇してシート部５８が弁座２５から離間することにより噴孔２９からの燃料噴射を許容するように構成されている。
【００４１】
副室用噴射装置１２１は、主室用噴射装置１１２と比べて、ニードル弁５０のストロークが小さい。そのため、副室用噴射装置１２１の最大開弁面積Ｓ１は、主室用噴射装置１１２の最大開弁面積Ｓ１よりも小さくなっている。また、副室用噴射装置１２１は、最大開弁面積Ｓ１の方が総噴孔面積Ｓ３よりも小さい。そのため、燃料噴射量に与える影響については、最大開弁面積Ｓ１の方が支配的になり、総噴孔面積Ｓ３の方が非支配的になる。そのため、たとえ図６に示すように、噴孔２９内にデポジットＤが堆積することにより噴孔２９の内側の流路面積が小さく（すなわち、総噴孔面積Ｓ３が実質的に小さく）なったとしても、その影響（流量感度）を小さく抑えることができる。なお、図６（ｂ）は、ボディ２０の噴孔２９やサック２７にデポジットＤが堆積した状態を示す正面断面図であり、図６（ａ）は、図６（ｂ）を上からみた平面図である。
【００４２】
他方、シート部５８は弁座２５に対して当接及び離間を繰り返すので、シート部５８と弁座２５との間にはデポジットＤが堆積しにくい。また、このシート部５８と弁座２５とについては、噴孔２９よりもボディ内部側の奥まった位置にあるので、この点でもデポジットＤが堆積しにくい。よって、影響が支配的な最大開弁面積Ｓ１については、小さくなりにくい。以上の作用により、副室用噴射装置１２１は、既燃の高温ガスに曝され易い副室内においても、狙った量の燃料を安定して供給しやすくなる。
【００４３】
また、副室用噴射装置１２１は、最大開弁面積Ｓ１の方が総噴孔面積Ｓ３よりも小さいことにより最大リフト量も低くなるので、図７（ｂ）に示すように、フルリフトで燃料噴射を行うことが多くなる。そのため、図７（ａ）に示すようにパーシャルリフトで行う場合の問題、すなわち、ＥＣＵ９０が同じ噴射指令信号を出しても、ニードル弁５０が最終的に到達するリフト量がショット毎に外乱等の何らかの影響でずれるといった問題が発生しにくく、この点でも、狙った量の燃料を安定して供給しやすくなる。
【００４４】
以下では、図５等に示すように、弁座２５におけるニードル弁５０が当接する部分の内周縁よりも内側の面積を「サック面積Ｓ２」とする。また、噴孔２９のボディ外部側の開口の面積を「噴孔開口面積Ｓ４ｅ」とする。また、全ての噴孔２９の噴孔開口面積Ｓ４ｅの和を「総噴孔開口面積Ｓ４」とする。本実施形態の副室用噴射装置１２１は、噴孔２９が１つなので、当該１つの噴孔２９の噴孔開口面積Ｓ４ｅが総噴孔開口面積Ｓ４となる。
【００４５】
副室用噴射装置１２１は、サック面積Ｓ２よりも総噴孔開口面積Ｓ４の方が小さい。そのため、サック２７内への既燃ガスの流入を低減できる。そのため、サック２７内でのデポジットＤの生成を低減できる。さらに、サック２７よりもさらに奥にあるシート部５８や弁座２５についても、既燃ガスがより到達しにくくなる。そのため、上記のとおり元々デポジットＤが堆積にくいシート部５８や弁座２５についても、よりデポジットＤを堆積しにくくすることができる。
【００４６】
＜両噴射装置１１２，１２１の特性＞
図８のグラフの横軸は、最大開弁面積Ｓ１と総噴孔面積Ｓ３との合計を１０とした場合における最大開弁面積Ｓ１の値、すなわち、Ｓ１：Ｓ３を合計が１０になるように表した場合におけるＳ１の値を示している。また、図８のグラフの縦軸は、一方の曲線Ｃ１については、噴射される燃料の噴霧粒子径の大きさ（粒子径）を示し、他方の曲線Ｃ２については、最大開弁面積Ｓ１が減少した際に流量に与える影響の大きさ（流量感度）を示している。これら粒子径及び流量感度は、どちらも小さい方が好ましい。
【００４７】
主室用噴射装置１１２については、最大開弁面積Ｓ１の方が総噴孔面積Ｓ３よりも大きい、すなわち、横軸の値が５よりも大きい。そのため、曲線Ｃ１（粒子径）の値が小さくなり、曲線Ｃ２（流量感度）の値が大きくなる。主室用噴射装置１１２については、たとえ流量感度（曲線Ｃ２）が大きくなるとしても、粒子径（曲線Ｃ１）が小さくなることの方がより重要であるとして、このようにしている。
【００４８】
副室用噴射装置１２１については、最大開弁面積Ｓ１の方が総噴孔面積Ｓ３よりも小さい、すなわち、横軸の値が５よりも小さい。そのため、曲線Ｃ１（粒子径）の値が大きくなり、曲線Ｃ２（流量感度）の値が小さくなる。副室用噴射装置１２１については、たとえ粒子径（曲線Ｃ１）が大きくなるとしても、流量感度（曲線Ｃ２）が小さくなることの方がより重要であるとして、このようにしている。
【００４９】
＜エンジン１００の動作＞
次にエンジン１００の動作について説明する。吸気行程よりも前に、図１に示す主室用噴射装置１１２から吸気ポート１１１内に燃料が噴射される。これにより、吸気ポート１１１内に混合気が形成される。このとき、主室用噴射装置１１２は、上述のとおり、噴霧の微粒化を図ることができる。そして、吸気行程では、ピストン１８７が下降すると共に吸気バルブ１１３が開くことにより、吸気ポート１１１内から主室１８５内に混合気が吸入される。
【００５０】
次の圧縮行程では、ピストン１８７が上昇すると共に、副室用噴射装置１２１から副室１３５内に燃料が噴射される。このとき副室用噴射装置１２１は、上述のとおり、狙った量の燃料を安定して供給できる。その後、圧縮行程が終わるタイミング又はその前後のタイミングで、図２に示す点火プラグ１４０の点火部１４３により、空気と交じり合った液体燃料（混合気）に着火される。このとき、副室１３５内の混合気の燃料濃度は、主室１８５内の混合気の燃料濃度に比べて高い（好ましくは、ストイキ混合気である）ため、着火性が良い。
【００５１】
次の膨張行程では、副室１３５内に、火炎が発生する。このとき、副室用噴射装置１２１の先端部は、高温の火炎や既燃ガスに曝される。そして、火炎が連通孔１３８で絞られることにより、高速の火炎となって主室１８５内に放出される。そのため、主室１８５内の混合気の燃料濃度が低い場合にも確実に着火できる。それにより、着火の効率が向上し、高速燃焼を実現できる。
【００５２】
次の排気行程では、図１に示すピストン１８７が上昇すると共に、排気バルブ１５８が開くことにより、主室１８５内の気体が排気ポート１５９に排気される。
【００５３】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、主室用噴射装置１１２については、上述のとおり、噴霧粒子径の微細化を図ることができる。また、副室用噴射装置１２１については、上述のとおり、デポジットＤの影響を受けにくく、また、フルリフトになりやすいことから、高温の既燃ガスに曝され易い副室内においても、狙った量の燃料を安定して供給できる。
【００５４】
次に、第２、第３実施形態について説明する。なお、第２、第３実施形態においては、第１実施形態と異なる点のみを説明する。第１実施形態の部材等と同一又は類似の部材等については、同一の符号を付する。但し、副室用噴射装置については、実施形態毎に異なる符号を付する。
【００５５】
［第２実施形態］
図９（ａ）は、第２実施形態の副室用噴射装置１２２の下部を示す正面断面図であり、ニードル弁５０をストローク内で最大限上昇（すなわち、弁座２５から最大限離間）させた状態を示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部をさらに拡大した正面断面図である。
【００５６】
副室用噴射装置１２２は、ボディ２０の下端部に噴孔２９を複数備えている。各噴孔２９の噴孔面積Ｓ３ｅは、第１実施形態の噴孔２９の噴孔面積Ｓ３ｅよりも小さい。そのいずれの噴孔２９の噴孔面積Ｓ３ｅよりも、すなわち、噴孔面積Ｓ３ｅが最も小さい噴孔２９の当該噴孔面積Ｓ３ｅよりも、最大開弁面積Ｓ１の方が小さい。
【００５７】
本実施形態によれば、噴孔２９の内周面へのデポジットＤの付着による流量低下の影響感度をより低減できる。図１０（ｂ）は、副室用噴射装置１２２の下部にデポジットＤが堆積した状態を示す正面断面図であり、図１０（ａ）は、図１０（ｂ）を上から見た平面図である。
【００５８】
［第３実施形態］
図１１は、本実施形態のエンジン１００を示す正面断面図である。本実施形態は、第１実施形態を直噴エンジンに変更したものであり、主室用噴射装置１１２が、主室１８５内に燃料を噴射するように構成されている。副室用噴射装置１２３については、実施例１のものと同様である。本実施形態によっても、本発明を実施できる。
【００５９】
［その他の実施形態］
本発明は、次のように変更して実施することもできる。例えば、図５等に示す第１実施形態の副室用噴射装置１２１において、噴孔２９を下側にいくほど断面積が大きくなるテーパー状にして、総噴孔開口面積Ｓ４の方がサック面積Ｓ２よりも大きくなるようにしてもよい。また例えば、図９等に示す第２実施形態の副室用噴射装置１２２において、最大開弁面積Ｓ１の方が、噴孔面積Ｓ３ｅが最も小さい噴孔２９の当該噴孔面積Ｓ３ｅよりも大きく、かつ総噴孔面積Ｓ３よりも小さくなるようにしてもよい。また例えば、図１１等に示す第３実施形態のエンジン１００において、吸気ポート１１１内に燃料を噴射する主室用噴射装置１１２を併せ持つようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
２０…ボディ、２５…弁座、２９…噴孔、５０…ニードル弁、１００…エンジン、１１１…吸気ポート、１１２…主室用噴射装置、１２０…副室式点火装置、１２１〜１２３…副室用噴射装置、１３５…副室、１４０…点火プラグ、１５９…排気ポート、１８５…主室、Ｓ１…最大開弁面積、Ｓ２…サック面積、Ｓ３…総噴孔面積、Ｓ３ｅ…噴孔面積、Ｓ４…総噴孔開口面積、Ｓ４ｅ…噴孔開口面積。
【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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【図１１】
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