(57)【要約】【課題】高圧の筒内圧力に耐えて燃料を副燃焼室内に噴射することができる内燃機関を低コストに供する。【解決手段】隔壁(41)により主燃焼室(20)と仕切られた副燃焼室(40)を有し、シリンダヘッド(5)には、副燃焼室(40)にフューエルインジェクタ(50)がその噴射口(50a)を向けて配置される内燃機関において、フューエルインジェクタ(50)は、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うインジェクタであることを特徴とする。  また、制御装置が、圧縮行程から燃焼行程への過渡期の上死点を０度としたクランク角度で、圧縮行程開始から−７０度までの間を燃料噴射許容期間とし、同燃料噴射許容期間内に、前記フューエルインジェクタを駆動して燃料噴射を行うことを特徴とする。【選択図】図３
2019178620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース(3)にシリンダ(4)とシリンダヘッド(5)が順次重ねられて機関ケースが構成された内燃機関であって、
前記シリンダ(4)は、
ピストン(15)が往復自在に案内されるシリンダボア(4b)を有し、
前記シリンダヘッド(5)は、
前記ピストン(15)の頂面に対向する天井面(20f)に覆われる主燃焼室(20)と、
前記主燃焼室(20)からそれぞれ延出する吸気ポート(21)および排気ポート(22)と、
前記天井面(20f)に設けられた隔壁(41)により前記主燃焼室(20)と仕切られて形成された副燃焼室(40)と、
前記隔壁(41)に形成された前記主燃焼室(20)と前記副燃焼室(40)とを連通する連通孔(41h)と、を有し、
前記シリンダヘッド(5)には、前記副燃焼室(40)に点火プラグ(45)がその先端の放電電極(45a)を臨ませて配置されるとともに、前記副燃焼室(40)にフューエルインジェクタ(50)がその噴射口(50a)を向けて配置される内燃機関において、
前記フューエルインジェクタ(50)は、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うインジェクタであることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
クランクケース(3)にシリンダ(4)とシリンダヘッド(5)が順次重ねられて機関ケースが構成された内燃機関であって、
前記シリンダ(4)は、
ピストン(15)が往復自在に案内されるシリンダボア(4b)を有し、
前記シリンダヘッド(5)は、
前記ピストン(15)の頂面に対向する天井面(20f)に覆われる主燃焼室(20)と、
前記主燃焼室(20)からそれぞれ延出する吸気ポート(21)および排気ポート(22)と、
前記天井面(20f)に設けられた隔壁(41)により前記主燃焼室(20)と仕切られて形成された副燃焼室(40)と、
前記隔壁(41)に形成された前記主燃焼室(20)と前記副燃焼室(40)とを連通する連通孔(41h)と、を有し、
前記シリンダヘッド(5)には、前記副燃焼室(40)に点火プラグ(45)がその先端の放電電極(45a)を臨ませて配置されるとともに、前記副燃焼室(40)にフューエルインジェクタ(50)がその噴射口(50a)を向けて配置される内燃機関において、
クランク軸(2)のクランク角度を検出するクランク角センサ(61)と、
前記クランク角センサ(61)の検出角度を入力して前記フューエルインジェクタ(50)を制御する制御装置(60)を備え、
前記制御装置(60)は、
圧縮行程から燃焼行程への過渡期の上死点を０度としたクランク角度で、圧縮行程開始から−７０度までの間を燃料噴射許容期間(T)とし、同燃料噴射許容期間(T)内に、前記フューエルインジェクタ(50)を駆動して燃料噴射を行うことを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
前記フューエルインジェクタ(50)は、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うインジェクタであることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記フューエルインジェクタ(50)は、その燃料噴射口近傍にエアインジェクタ(70)により圧縮空気を噴射して噴射燃料と混合させるエアアシスト式インジェクタであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記制御装置(60)により制御されるエアインジェクタ(80)が、前記副燃焼室(40)にその噴射口を向けて配置され、
前記制御装置(60)は、
前記フューエルインジェクタ(50)の駆動とタイミングをずらして前記エアインジェクタ(70)を駆動することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記制御装置(60)は、前記エアインジェクタ(70)を複数回駆動してエアを複数回噴射することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記フューエルインジェクタ(50)の前記噴射口(50a)は、前記連通孔(41h)に向いていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関。に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記隔壁(41)は、前記主燃焼室(20)内に膨出して皿形状をなす底壁部(41b)を有し、
前記フューエルインジェクタ(50)の前記噴射口(50a)は、前記底壁部(41b)に向いていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に副燃焼室を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内直接噴射式の内燃機関の場合、フューエルインジェクタから燃焼室に直接噴射された燃料を吸入空気と混合させた混合気に、点火プラグにより着火して燃焼させる。
燃焼室内で混合気の濃度は、必ずしも均一とはならず、場所によって濃度が異なり、点火プラグの放電電極の周囲で希薄であると、混合気の着火性が低下する。
特に、空燃比Ａ／Ｆが１８〜２５の希薄な混合気を用いるリーンバーン制御時には、益々着火し難くなり、燃焼室内の混合気を効果的に燃焼させることができなくなる。
【０００３】
リーンバーン制御時における希薄な混合気でも着火性を良くするために、燃焼室を形成するシリンダヘッドに、同燃焼室（以下、主燃焼室と称す）と連通孔を介して連通する容積の小さい副燃焼室を設け、副燃焼室に着火用のフューエルインジェクタと点火プラグを取り付けた従来例（例えば、特許文献１参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１５５８１号公報
【０００５】
特許文献１では、副燃焼室には、フューエルインジェクタから着火用燃料が噴射されるとともに、圧縮行程で主燃焼室内の吸入空気と混合された希薄混合気が連通孔から副燃焼室に流入するので、容積の小さい副燃焼室内に、着火用燃料と希薄混合気が混合（予混合）されて燃料の混合比の大きい混合気が充填され、点火プラグによる着火性が向上している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
副燃焼室内に流入した希薄混合気とフューエルインジェクタから噴射された着火用燃料とが混合されるので、副燃焼室内の燃焼時の圧力に耐えうるフューエルインジェクタを用いる必要がある。
【０００７】
主燃焼室に一般に用いられる内部に弁を持つ吸引式のインジェクタを副燃焼室に適用すると、燃焼時の高圧の筒内圧力（シリンダ内圧力）に耐えうるインジェクタとする必要があり、昇圧回路等を備えるなど部材が多くなり高価となる。
なお、副燃焼室における予混合では、主燃焼室への燃料噴射に比較して、高い噴射タイミング精度や噴射燃料を分散させる等の要請が少ない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うフューエルインジェクタを用いて、高圧の筒内圧力に耐えて燃料を副燃焼室内に噴射することができる内燃機関を低コストに供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、
クランクケースにシリンダとシリンダヘッドが順次重ねられて機関ケースが構成された内燃機関であって、
前記シリンダは、
ピストンが往復自在に案内されるシリンダボアを有し、
前記シリンダヘッドは、
前記ピストンの頂面に対向する天井面に覆われる主燃焼室と、
前記主燃焼室からそれぞれ延出する吸気ポートおよび排気ポートと、
前記天井面に設けられた隔壁により前記主燃焼室と仕切られて形成された副燃焼室と、
前記隔壁に形成された前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連通孔と、を有し、
前記シリンダヘッドには、前記副燃焼室に点火プラグがその先端の放電電極を臨ませて配置されるとともに、前記副燃焼室にフューエルインジェクタがその噴射口を向けて配置される内燃機関において、
前記フューエルインジェクタは、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うインジェクタであることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、耐圧性が高くかつ廉価である燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うフューエルインジェクタを用いることで、高圧の筒内圧力に耐えて燃料を副燃焼室内に噴射することができ、内燃機関を低コストに供することができる。
【００１１】
本発明の内燃機関は、
クランクケースにシリンダとシリンダヘッドが順次重ねられて機関ケースが構成された内燃機関であって、
前記シリンダは、
ピストンが往復自在に案内されるシリンダボアを有し、
前記シリンダヘッドは、
前記ピストンの頂面に対向する天井面に覆われる主燃焼室と、
前記主燃焼室からそれぞれ延出する吸気ポートおよび排気ポートと、
前記天井面に設けられた隔壁により前記主燃焼室と仕切られて形成された副燃焼室と、
前記隔壁に形成された前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連通孔と、を有し、
前記シリンダヘッドには、前記副燃焼室に点火プラグがその先端の放電電極を臨ませて配置されるとともに、前記副燃焼室にフューエルインジェクタがその噴射口を向けて配置される内燃機関において、
クランク軸のクランク角度を検出するクランク角センサと、
前記クランク角センサの検出角度を入力して前記フューエルインジェクタを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
圧縮行程から燃焼行程への過渡期の上死点を０度としたクランク角度で、圧縮行程開始から−７０度までの間を燃料噴射許容期間とし、同燃料噴射許容期間内に、前記フューエルインジェクタを駆動して燃料噴射を行うことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、クランク角度で、圧縮行程側の圧縮行程開始から−７０度までの間は、副燃焼室内圧力（筒内圧力）が低いので、燃料噴射圧力が高くはないフューエルインジェクタを使用して、効果的に副燃焼室内に燃料を噴射することができる。
【００１３】
前記構成において、
前記フューエルインジェクタは、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うインジェクタであるようにしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、クランク角度で、圧縮行程側の圧縮行程開始から−７０度までの間は、副燃焼室内圧力（筒内圧力）が低く、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うューエルインジェクタを用いることで、筒内圧力に耐えて燃料を副燃焼室内に効果的に噴射することができ、内燃機関を低コストに供することができる。
【００１５】
前記構成において、
前記フューエルインジェクタは、その燃料噴射口近傍にエアインジェクタにより圧縮空気を噴射して噴射燃料と混合させるエアアシスト式インジェクタであるようにしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、燃料噴射口近傍にエアインジェクタにより圧縮空気を噴射して噴射燃料と混合させるエアアシスト式インジェクタを用いることで、燃料の微粒化および筒内ガスの掃気をすることができる。
【００１７】
前記構成において、
前記制御装置により制御されるエアインジェクタが、前記副燃焼室にその噴射口を向けて配置され、
前記制御装置(60)は、
前記フューエルインジェクタの駆動とタイミングをずらして前記エアインジェクタを駆動するようにしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、フューエルインジェクタの駆動とタイミングをずらしてエアインジェクタを駆動するので、フューエルインジェクタにより噴射された燃料にエアインジェクタにより噴射されたエアが衝突して燃料を微粒化して着火し易くすることができ、空燃比を改善することができる。
【００１９】
前記構成において、
前記制御装置は、前記エアインジェクタを複数回駆動してエアを複数回噴射するようにしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、エアインジェクタを複数回駆動してエアを複数回噴射するので、燃料の微粒化を促進して着火し易くすることができ、空燃比を改善することができる。
【００２１】
前記構成において、
前記フューエルインジェクタの前記噴射口は、前記連通孔に向いているようにしてもよい。
【００２２】
この構成によれば、フューエルインジェクタの噴射口は、連通孔に向いているので、フューエルインジェクタの噴射口より噴射された燃料は、副燃焼室内に噴出し分散し、一部が副燃焼室内を通過して連通孔に向けて噴射し、隔壁等の副燃焼室の内面に付着するカーボンの量を低減することができ、副燃焼室内の燃焼に悪影響を与えない。
【００２３】
前記構成において、
前記隔壁(41)は、前記主燃焼室内に膨出して皿形状をなす底壁部を有し、
前記フューエルインジェクタの前記噴射口は、前記底壁部に向いているようにしてもよい。
【００２４】
この構成によれば、フューエルインジェクタの噴射口は、隔壁の底壁部に向いているので、フューエルインジェクタの噴射口より噴射された燃料は、副燃焼室内に噴出し、一部が皿形状をなす底壁部に溜まり、隔壁を冷却するとともに、溜まった燃料は主燃焼室内の温度で加熱されて気化し易くし、着火性を良くすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、耐圧性が高くかつ廉価である燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うフューエルインジェクタを用いることで、高圧の筒内圧力に耐えて燃料を副燃焼室内に噴射することができ、内燃機関を低コストに供することができる。
また、クランク角度で、圧縮行程側の圧縮行程開始から−７０度までの間は、副燃焼室内圧力（筒内圧力）が低いので、燃料噴射圧力が高くはないフューエルインジェクタを使用して、効果的に副燃焼室内に燃料を噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車の左側面図である。
【図２】同内燃機関の側面図である。
【図３】図２のIII−III矢視のシリンダおよびシリンダヘッドの断面図である。
【図４】同シリンダヘッドの変則断面図である。
【図５】ポペット弁式のフューエルインジェクタの先端部の拡大断面図である。
【図６】本内燃機関の制御系の概略ブロック図である。
【図７】本内燃機関の圧縮行程と燃焼行程における副燃焼室内圧力のクランク角に対する変化を示すグラフである。
【図８】別の実施の形態に係る内燃機関のシリンダおよびシリンダヘッドの断面図である。
【図９】また別の実施の形態に係る内燃機関のシリンダヘッドの変則断面図である。
【図１０】さらに別の実施の形態に係る内燃機関のシリンダおよびシリンダヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図７に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関１を搭載した自動二輪車100の左側面図である。
本明細書の説明において、前後左右の向きは、同自動二輪車100の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を，ＲＲは後方を、ＬＨは左方を，ＲＨは右方を示すものとする。
【００２８】
図１に示されるように、自動二輪車100の車体フレーム102は、車体前部のヘッドパイプ103から後方やや斜め下方に延出した後に屈曲部104ａを介して端部が下方へ延出される左右一対のメインフレーム104と、メインフレーム104の屈曲部104ａから後方やや斜め上方へと延出するシートレール105と、ヘッドパイプから下方やや斜め後方へ向って延出するダウンフレーム106とを備えている。
【００２９】
ヘッドパイプ103には、ヘッドパイプ103から下方へ伸びるフロントフォーク107が転舵可能に支承されている。フロントフォーク107の下端には前輪108が軸支され、フロントフォーク107の上端には操向ハンドル109が一体に結合されている。
【００３０】
車体フレーム102には、メインフレーム104の下方に、複数の取付けブラケット110に支持された内燃機関１が配置されている。
また、メインフレーム104の屈曲部104ａの下部には、後方へ延出するスイングアーム111の前端部がピボット軸112により上下搖動可能に枢支され、スイングアーム111の後端部には、後輪113が軸支されている。
内燃機関Ｅのカウンタ軸64に嵌着される駆動チェーンスプロケット164ａと後輪軸113ａに嵌着される従動チェーンスプロケット113ｂとには、無端状の駆動チェーン167が架け渡されている。
【００３１】
内燃機関１の側方には車体カバー114が配置されており、内燃機関１の前方にはラジエーター115が配置されている。
内燃機関１の後部上方にはエアクリーナ116が配置され、エアクリーナ116の上部前方には燃料タンク117が配置され、エアクリーナ116の上部後方には乗員用シート118が配置されている。
【００３２】
図２は、本発明を適用した一実施の形態に係る内燃機関１の側面図である。
本実施形態に係る内燃機関１は、そのクランク軸２を、車体幅方向、すなわち左右方向に配向させて自動二輪車100に搭載される水冷単気筒の４ストロークサイクル内燃機関である。
【００３３】
図２に示されるように、クランク軸２を車幅方向に指向させて軸支するクランクケース３は、クランク軸２を中心に上下に分割される上下割りに構成されている。
上側クランクケース３Ａの前方上部には、シリンダブロック４が、シリンダボア４ｂのシリンダ軸線Ｌｃを幾らか前方に傾けて一体に形成され、シリンダブロック４には、シリンダヘッド５が重ねられて締結されて立設され、シリンダヘッド５の上にはシリンダヘッドカバー６が被せられる。
一方、下側クランクケース３Ｂの下にはオイルパン７が取り付けられる。
【００３４】
本内燃機関１は、そのクランクケース３内に変速機10が組み込まれており、いわゆるパワーユニットを構成している。
クランクケース３は、クランク軸２より後方に延在して、クランク軸２のほか、クランク軸２より後方のクランクケース３内に配設される変速機10のメイン軸11およびカウンタ軸12を、クランク軸２と平行に回転自在に軸支している。
【００３５】
図２に示されるように、上側クランクケース３Ａに一体に形成されたシリンダブロック４のシリンダのシリンダボア４ｂに、ピストン15が往復摺動可能に嵌合され、ピストン15はコネクティングロッド16を介してクランク軸２のクランクピン部に連結される。
【００３６】
シリンダヘッド５には、シリンダボア４ｂ内のピストン15の頂面に対向する天井面20ｆに覆われる主燃焼室20が形成され（図３参照）、主燃焼室20の天井面20ｆに開口して後方へ吸気ポート21が延出し、天井面20ｆに開口して前方へ排気ポート22が延出している。
【００３７】
吸気ポート21の主燃焼室20に臨む開口は、シリンダ軸線Ｌｃより後方にあり、同開口は吸気弁23により開閉される。
排気ポート22の主燃焼室20に臨む開口は、シリンダ軸線Ｌｃより前方にあり、同開口は排気弁24により開閉される。
【００３８】
吸気弁23および排気弁24は、シリンダヘッド５に回転可能に、クランク軸２と平行に軸支される吸気カムシャフト25および排気カムシャフト26により、クランク軸２の回転に同期して開閉駆動される。
なお、吸気弁23は、吸気カムシャフト25の吸気カム25ｃの回転により揺動する吸気ロッカアーム27に押されて開弁し、排気弁24は、排気カムシャフト26の排気カム26ｃの回転により揺動する排気ロッカアーム28に押されて開弁する。
【００３９】
吸気ポート21の上流側開口にはスロットル弁29ｖを有するスロットルボディ29が連結されて、その上流に吸気管を介してエアクリーナ116が連結される。
スロットルボディ29には、吸気ポート21に燃料を噴射して吸入空気に混合するフユーエルインジェクタ30が装着されている。
【００４０】
図３を参照して、シリンダヘッド５の主燃焼室20の天井面20ｆを構成する天井壁には、シリンダ軸線Ｌｃと略同軸上に、有底円筒状の隔壁部材41が嵌着されている。
円筒壁部41ａと底壁部41ｂとからなる隔壁部材41は、円筒壁部41ａの下側となった底壁部41ｂが、主燃焼室20の天井面20ｆから主燃焼室20内に凸面状に膨出している。
【００４１】
したがって、隔壁部材41の底壁部41ｂにより、隔壁部材41の内部の副燃焼室40が主燃焼室20から仕切られて画成されている。
隔壁部材41の底壁部41ｂの周縁に複数の連通孔41ｈが形成されていて、連通孔41ｈにより主燃焼室20と副燃焼室40とが連通している。
【００４２】
有底円筒状の隔壁部材41の上端開口に円筒状のプラグガイド42が連結され、同プラグガイド42に点火プラグ45が嵌入して支持される。
同点火プラグ45は、その筒中心軸Ｌｐがシリンダ軸線Ｌｃと略同軸上にあって、先端の放電電極45ａを副燃焼室40に臨ませて配置されている。
【００４３】
図３を参照して、隔壁部材41の円筒壁部41ａには、左側側壁に円孔41ahが穿設されており、シリンダヘッド５の隔壁部材41の左側に、左斜め上方から円孔41ahに向けてインジェクタ通路５Ｊが直線的に穿孔されている。
【００４４】
シリンダヘッド５のインジェクタ通路５Ｊの斜め上方の延長方向にインジェクタ支持部５ａが形成されていて、同インジェクタ支持部５ａに、燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うポペット弁式のフューエルインジェクタ50が支持されており、フューエルインジェクタ50は、先端の噴射口50ａがインジェクタ通路５Ｊに連結され、インジェクタ通路５Ｊに向いている。
【００４５】
フューエルインジェクタ50の筒中心軸Ｌｊは、インジェクタ通路５Ｊの通路中心軸と同軸である。
したがって、フューエルインジェクタ50の噴射口50ａより噴射された燃料は、インジェクタ通路５Ｊを通過して円孔41ahから副燃焼室40内に噴出する。
【００４６】
ポペット弁式のフューエルインジェクタ50は、先端部を拡大した図５に示すように、先端の噴射口50ａから弁体であるニードルバルブ51の針先51ｐが突出している。
針先51ｐは、フューエルインジェクタ50の筒中心軸Ｌｊ上にある。
【００４７】
ポペット弁式のフューエルインジェクタ50は、噴射口50ａから針先51ｐが突出しているので、燃焼時の高圧の筒内圧力に容易に耐えることができる。
また、このポペット弁式のフューエルインジェクタ50は、高い精度の燃料噴射制御には向かいないが、副燃焼室40における予混合では、主燃焼室への燃料噴射に比較して、高い噴射タイミング精度や噴射燃料を分散させる等の要請が少ないので、ポペット弁式のフューエルインジェクタ50を適用することができる。
さらには、ポペット弁式のフューエルインジェクタ50は、廉価であり、このポペット弁式のフューエルインジェクタ50を用いることで、内燃機関を低コスト化することができる。
【００４８】
なお、このポペット弁式のフューエルインジェクタ50の筒中心軸Ｌｊは、インジェクタ通路５Ｊの通路中心軸と同軸であり、その副燃焼室40内に入る延長線は、図３に示されるように、隔壁部材41の底壁部41ｂの周縁の複数の連通孔41ｈのうちの１つの連通孔41ｈを通る。
【００４９】
すなわち、フューエルインジェクタ50の噴射口50ａは、隔壁部材41の１つの連通孔41ｈに向いている。
そのため、フューエルインジェクタ50の噴射口50ａより噴射された燃料は、副燃焼室40内に噴出し、そのうち筒中心軸Ｌｊ辺りの燃料は、副燃焼室40内を通過して１つの連通孔41ｈに向けて噴射し、隔壁部材41の内面に付着するカーボンの量を低減することができる。
【００５０】
本発明に係る内燃機関１において、制御装置であるＥＣＵ60が、内燃機関１の運転状態を検出する各種センサからの検出データを入力し、該検出データに基づいて各種機器を制御しており、主に、フューエルインジェクタ50の制御を行う制御系についての概略ブロック図を、図６に示す。
【００５１】
本内燃機関１は、内燃機関１のクランク軸２のクランク角度を検出するクランク角センサ61を備えており、クランク角センサ61が検出したクランク角度θはＥＣＵ60に入力される。
ＥＣＵ60は、クランク角センサ61により検出されたクランク角度θに基づいて、フューエルインジェクタ50および点火プラグ45を制御する。
【００５２】
４ストロークサイクルの内燃機関１の圧縮行程と燃焼行程における副燃焼室内圧力（筒内圧力）Ｐのクランク角度θに対する変化を、図７に示す。
図７のグラフは、横軸を圧縮行程から燃焼行程への過渡期の上死点ＴＤＣを０度としたクランク角度θ（度）で示しており、縦軸が副燃焼室内圧力Ｐ（ＫＰａ）である。
【００５３】
図７に示されるように、副燃焼室内圧力Ｐは、吸入行程から圧縮行程への過渡期の下死点ＢＤＣ（−１８０度）から緩やかに上昇し、圧縮行程の半ば（−７０度）辺りから急激に上昇し、圧縮行程から燃焼行程への過渡期の上死点ＴＤＣを越えて、燃焼行程の初期（２０度）辺りでピークに達して、その後は下降して、上昇時とは対称に下降して燃焼行程から排気行程への過渡期の下死点に至る。
なお、点火プラグ45による点火タイミングは、圧縮行程から燃焼行程への過渡期の上死点ＴＤＣより進角した−３０度近辺である。
【００５４】
本実施の形態に係る内燃機関１は、鞍乗型車両に搭載されるもので、シリンダヘッド５の周辺には車体フレームとの間に余裕がなく、フューエルインジェクタを配置するスペースも限られているので、本内燃機関１に使用するポペット弁式のフューエルインジェクタ50は、低圧の燃料噴射圧力の比較的小型のフューエルインジェクタである。
【００５５】
フューエルインジェクタ50の燃料噴射圧力は、凡そ３００ＫＰａ程度であり、図７に示された副燃焼室内圧力Ｐにおいて３００ＫＰａ以下となるのは、圧縮行程のクランク角度が−７０度より進角した角度（θ＜−７０度）である。
したがって、クランク角度が−７０度より遅角した角度（θ＞−７０度）では、副燃焼室内圧力Ｐがフューエルインジェクタ50の燃料噴射圧力より大きいため、副燃焼室40内に燃料を噴射することができない。
【００５６】
そこで、ＥＣＵ60は、副燃焼室内圧力Ｐが３００ＫＰａ以下となるクランク角度で圧縮行程開始（約−１８０度）から−７０度までの間を、燃料噴射許容期間Ｔ（図７において散点模様を施した期間）として設定する。
【００５７】
ＥＣＵ60は、クランク角度θが燃料噴射許容期間Ｔ内にあるときに、フューエルインジェクタ50を駆動して燃料噴射を行うので、低圧の燃料噴射圧力の耐圧性の高い燃料を噴射するための弁体がインジェクタ外部に突出して燃料噴射を行うポペット弁式のフューエルインジェクタ50を使用して、効果的に副燃焼室40内に燃料を噴射することができる。
小型のフューエルインジェクタ50をコンパクトに配置して内燃機関１の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００５８】
先の図３に示される実施の形態に係る内燃機関では、フューエルインジェクタ50の噴射口50ａは、隔壁部材41の１つの連通孔41ｈに向いていたが、図８に示す別の実施の形態に係る内燃機関では、フューエルインジェクタ50の噴射口50ａは、隔壁部材41の底壁部41ｂに向いている。
フューエルインジェクタ50の噴射口50ａが向いている方向が異なるだけであるので、図８において、同じ部材は同じ符号を用いることとする。
【００５９】
図８を参照して、フューエルインジェクタ50の筒中心軸Ｌｊは、インジェクタ通路５Ｊの通路中心軸と同軸であり、その副燃焼室40内に入る延長線は、図８に示されるように、隔壁部材41の底壁部41ｂに至っている。
すなわち、フューエルインジェクタ50の噴射口50ａは、隔壁部材41の底壁部41ｂに向いている。
底壁部41ｂは主燃焼室20内に凸面状に膨出しているので、上方に開いた皿形状をなしている。
【００６０】
フューエルインジェクタ50の噴射口50ａは、隔壁部材41の底壁部41ｂに向いているので、フューエルインジェクタの噴射口より噴射された燃料は、副燃焼室内に噴出し、そのうち筒中心軸Ｌｊ辺りの燃料が皿形状をなす底壁部41ｂに溜まり、隔壁部材41を冷却するとともに、溜まった燃料は主燃焼室20内の温度で加熱されて気化し易くし、点火プラグ45による着火性を良くすることができる。
【００６１】
次に、エアアシスト式インジェクタを用いた実施の形態を、図９に示し説明する。
本実施の形態における主燃焼室および副燃焼室40の構造および点火プラグ45の配置は、前記実施の形態と同じであり、同じ部材は同じ符号を用いている。
そして、図９に示されるように、隔壁部材41の円筒壁部41ａには、左側側壁に円孔41ahが穿設されており、同円孔41ahに向けてフューエルインジェクタ50とエアインジェクタ70がそれぞれ燃料とエアを噴射するようにしてエアアシスト式インジェクタが構成されている。
【００６２】
フューエルインジェクタ50の噴射口50ａの近傍にエアインジェクタ70により圧縮空気を噴射して噴射燃料と混合させるので、燃料の微粒化および筒内ガスの掃気をすることができる。
【００６３】
次に、フューエルインジェクタ50とは別にエアインジェクタ80が独立に副燃焼室に圧縮空気を噴射する実施の形態について、図１０に示し説明する。
図１０を参照して、本実施の形態の内燃機関は、前記図３に示した実施の形態の内燃機関と、エアインジェクタ80の取付け構造以外は、略同じであるので、同じ部材は同じ符号を付して説明する。
エアインジェクタおよびエアアシスト式インジェクタはポペット弁式でもよく、低圧用のエアインジェクタを使用することができる。
【００６４】
フューエルインジェクタ50の取付構造は、前記実施の形態と同じである。
隔壁部材41の円筒壁部41ａには、前記41ahとは別に右側側壁に円孔41ah´が穿設されており、シリンダヘッド５の隔壁部材41の右側に、右斜め上方から円孔41ah´に向けてインジェクタ通路５Ｊ´が直線的に穿孔されている。
【００６５】
シリンダヘッド５のインジェクタ通路５Ｊ´の斜め上方の延長方向にインジェクタ支持部５ａ´が形成されていて、同インジェクタ支持部５ａ´にエアインジェクタ80が支持されており、エアインジェクタ80は、先端の噴射口８0ａがインジェクタ通路５Ｊ´に連結され、インジェクタ通路５Ｊ´に向いている。
【００６６】
エアインジェクタ80の筒中心軸Ｌｊ´は、インジェクタ通路５Ｊ´の通路中心軸と同軸である。
したがって、エアインジェクタ80の噴射口80ａより噴射された燃料は、インジェクタ通路５Ｊ´を通過して円孔41ah´から副燃焼室40内に噴出する。
【００６７】
エアインジェクタ80は、フューエルインジェクタ50とは独立して駆動され、フューエルインジェクタ50の駆動よりタイミングをずらし遅らせて駆動する。
したがって、フューエルインジェクタ50により噴射された燃料にエアインジェクタ80により噴射されたエアが衝突して燃料を微粒化して着火し易くすることができ、空燃比を改善することができる。
【００６８】
エアインジェクタ80を複数回駆動してエアを複数回噴射するようにしてもよい。
エアを複数回噴射することで、燃料の微粒化をより促進して着火し易くすることができ、空燃比を改善することができる。
【００６９】
以上、本発明に係る一実施の形態に係る内燃機関について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。
【符号の説明】
【００７０】
１…内燃機関、２…クランク軸、３…クランクケース、４…シリンダブロック、４ｂ…シリンダボア、５…シリンダヘッド、５ａ…インジェクタ支持部、５Ｊ…インジェクタ通路、６…シリンダヘッドカバー、７…オイルパン、
10…変速機、11…メイン軸、12…カウンタ軸、15…ピストン、16…コネクティングロッド、
20…主燃焼室、20ｆ…天井面、21…吸気ポート、22…排気ポート、23…吸気弁、24…排気弁、25…吸気カムシャフト、26…排気カムシャフト、27…吸気ロッカアーム、28…排気ロッカアーム、29…スロットルボディ、
30…フユーエルインジェクタ、
40…副燃焼室、41…隔壁部材、41ａ…円筒壁部、41ｂ…底壁部、41ｈ…連通孔、42…プラグガイド、45…点火プラグ、45ａ…放電電極、
50…フューエルインジェクタ、50ａ…噴射口、
60…ＥＣＵ（制御装置）、61…クランク角センサ、
70…エアインジェクタ、
80…エアインジェクタ。
【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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