(57)【要約】    【課題】  副室式内燃機関において、トーチ火炎を噴出する噴孔２１近傍からの未燃燃料の排出を抑制し、熱効率の向上を図る。    【解決手段】  圧縮行程にて、筒内直噴用燃料噴射弁１２からピストン４の冠面のキャビティ１１に向けて燃料を噴射し、キャビティ１１内（副室２０から離れた位置）に混合気を成層化する。これよりやや遅れて、副室用燃料噴射弁２２から副室２０内に燃料を噴射し、副室２０内の燃料に点火プラグ２３により点火する。そして、副室２０内の燃料への点火により生じたトーチ火炎を噴孔２１から主室５内に噴出させ、キャビティ１１に成層化されている混合気に達しさせて、該混合気を燃焼させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる燃焼室である主室と、該主室に隣接して設けられ該主室に比して容積が小さい副室と、前記主室と前記副室との隔壁に設けられてこれらを連通する噴孔と、前記主室及び前記副室に燃料を供給する燃料供給手段と、前記副室内の燃料に点火可能な点火手段と、を有する副室式内燃機関において、
前記主室に供給された燃料による混合気を点火時期近傍で前記副室から離れた位置に形成すると共に、点火時期にて前記点火手段により前記副室内の燃料に点火して、トーチ火炎を前記噴孔から前記主室内の混合気中へ噴出させ、前記主室内の混合気を燃焼させることを特徴とする副室式内燃機関。
【請求項２】
前記燃料供給手段は、前記主室に燃料を供給する第１の燃料噴射弁と、前記副室に燃料を供給する第２の燃料噴射弁とを各別に有していることを特徴とする請求項１記載の副室式内燃機関。
【請求項３】
前記第１の燃料噴射弁は、前記主室の上面中央部に配置されて、ピストン冠面を指向し、圧縮行程にて燃料を噴射することを特徴とする請求項２記載の副室式内燃機関。
【請求項４】
前記第１の燃料噴射弁は、前記主室の側部に配置されて、ピストン冠面を指向し、圧縮行程にて燃料を噴射することを特徴とする請求項２記載の副室式内燃機関。
【請求項５】
前記第１の燃料噴射弁は、１気筒につき２本ずつ設けられている吸気ポートの一方に配置され、噴射燃料を吸気行程にて燃焼室内に流入させることを特徴とする請求項２記載の副室式内燃機関。
【請求項６】
前記第２の燃料噴射弁は、前記副室に直接臨んで設けられることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載の副室式内燃機関。
【請求項７】
前記第２の燃料噴射弁は、前記第１の燃料噴射弁が供給する燃料と比して、燃焼速度の速い燃料を供給するものであることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか１つに記載の副室式内燃機関。
【請求項８】
前記第２の燃料噴射弁が供給する燃料は、前記第１の燃料噴射弁が供給する燃料を改質した燃料であることを特徴とする請求項７記載の副室式内燃機関。
【請求項９】
前記燃料供給手段は、前記主室に設けられた燃料噴射弁であり、該燃料噴射弁により前記主室内のピストン冠面へ向けて燃料を噴射する一方、一部の燃料を前記副室へ向けて噴射するよう噴孔を配置して構成したことを特徴とする請求項１記載の副室式内燃機関。
【請求項１０】
ピストンの冠面にキャビティを有し、該キャビティにより前記主室に供給された燃料による混合気を成層化することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の副室式内燃機関。
【請求項１１】
ピストンの冠面上で、前記第１の燃料噴射弁の配置側に偏った位置に、キャビティを有し、該キャビティにより前記主室に供給された燃料による混合気を成層化することを特徴とする請求項４記載の副室式内燃機関。
【請求項１２】
前記主室内に吸気流動を生成する吸気流動生成手段を有し、吸気流動によって前記キャビティに混合気を成層化することを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の副室式内燃機関。
【請求項１３】
前記吸気流動生成手段は、吸気流動として、スワール流動を生成するスワール流動生成手段であることを特徴とする請求項１２記載の副室式内燃機関。
【請求項１４】
ピストン冠面のキャビティは、その周壁面の上側がシリンダ中心側に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１３記載の副室式内燃機関。
【請求項１５】
ピストン冠面のキャビティは、その周壁面がシリンダ中心線と平行に構成されていることを特徴とする請求項１３記載の副室式内燃機関。
【請求項１６】
前記吸気流動生成手段は、吸気流動として、タンブル流動を生成するタンブル流動生成手段であることを特徴とする請求項１２記載の副室式内燃機関。
【請求項１７】
ピストン冠面のキャビティは、ピストン冠面において、吸気弁と排気弁とを結ぶ線の方向に長く形成されることを特徴とする請求項１６記載の副室式内燃機関。
【請求項１８】
前記副室は、前記主室の上方に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれか１つに記載の副室式内燃機関。
【請求項１９】
前記副室は、前記主室の側方に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれか１つに記載の副室式内燃機関。
【請求項２０】
前記副室は、前記主室の側部に、タンブル流の流動面に対し、前記副室からのトーチ火炎が交差するように配置することを特徴とする請求項１６又は請求項１７記載の副室式内燃機関。
【請求項２１】
前記燃料供給手段は、機関負荷が大きくなるほど、前記副室に供給する燃料の量を少なくすることを特徴とする請求項１〜請求項２０のいずれか１つに記載の副室式内燃機関。
【請求項２２】
前記燃料供給手段は、機関負荷が大きくなるほど、前記主室に供給する燃料の噴射時期を進角させることを特徴とする請求項１〜請求項２１のいずれか１つに記載の副室式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主室と、該主室より小さい副室とを備える副室式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火燃焼を行う内燃機関において、リーン燃焼を行うことで熱効率が向上することが知られている。一方、リーン燃焼を行うことで燃焼安定性が低下するという問題が発生する。そのため、特許文献１には、主たる燃焼室である主室と、該主室に比して容積が小さい副室と、主室と副室を連通する噴孔と、主室及び副室に燃料を供給する燃料供給手段と、副室内の燃料に点火可能な点火プラグとを有し、該点火プラグにより副室内の燃料に点火してトーチ火炎を噴孔から主室内に噴出して、混合気を燃焼させることが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１１５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の副室式内燃機関では、リーン限界は拡大できるものの、未燃燃料の増加により十分な熱効率の向上を実現できない。これは、リーン燃焼条件において噴孔近傍はトーチ速度が速く、噴孔近傍の混合気を燃焼させることができず、噴孔近傍から未燃燃料が排出されるためである。
【０００４】
本発明は、このような実情を鑑み、噴孔近傍から排出される未燃燃料を抑制し、熱効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため本発明では、主室内の混合気を点火時期近傍で副室から離れた位置に形成すると共に、トーチ火炎を噴孔から主室内の混合気中へ噴出させ、主室内の混合気を燃焼させる構成とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、主室内に、副室から離れた位置にて混合気を形成し、トーチ火炎による燃焼が困難な噴孔近傍に混合気を配置しないことで、噴孔近傍からの未燃燃料の排出を抑制でき、熱効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の第１の実施形態における内燃機関（以下、「エンジン」と称する）１の構成図である。
【０００９】
エンジン１には、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、ピストン４により主室５が形成されている。
【００１０】
主室５は、吸気弁６を介して吸気通路である吸気ポート８から吸気が供給可能になっている一方、排気弁７を介して排気通路である排気ポート９へ排気を排出可能になっている。
【００１１】
吸気弁６を駆動するカム軸端には燃料ポンプ１０が備えられている。但し、燃料ポンプ１０は機械式に限らず、電動式のフィードポンプなど、燃料を加圧できる手段であればよい。燃料ポンプ１０により加圧された燃料は、筒内直噴用燃料噴射弁１２に供給される。筒内直噴用燃料噴射弁１２は、主室に燃料を供給する燃料供給手段（第１の燃料噴射弁）であり、主室５の上面中央部に配置され、ピストン４の冠面を指向し、圧縮行程にて燃料を噴射する。
【００１２】
主室５の上方には、主室５に比して容積が小さい副室２０が配置され、主室５と副室２０との隔壁には、これらを連通する噴孔２１が設けられている。また、副室２０には、副室用燃料噴射弁２２と、点火プラグ２３とが臨んでいる。副室用燃料噴射弁２２は、副室２０に燃料を供給する燃料供給手段（第２の燃料噴射弁）であり、点火プラグ２３は、副室２０内の燃料に点火可能な点火手段である。なお、副室２０内にて燃料に点火可能な点火手段であれば、点火プラグ２３の他に、グロープラグ、レーザー点火装置などを用いてもよい。
【００１３】
副室２０へ供給する燃料は、主室５へ供給する燃料と同一でもよいが、主室５へ供給する燃料と比して、燃焼速度の速い燃料であるとよい。具体的には、芳香族化合物に富む高オクタン価液体燃料や水素に富むガス燃料などが望ましい。なお、燃料タンクを２つ備え、主室５用の燃料と副室２０用の燃料とを予め搭載しておくことも可能であるが、改質装置を搭載し、燃料タンクから分岐して導いた燃料を脱水素還元反応などにより改質して、燃焼速度の速い燃料として、副室２０に供給するようにしてもよい。
【００１４】
吸気行程において主室５内にスワール流動を形成するため、１気筒に２本ずつ設けられる吸気ポート８の一方に、ポート断面を開閉可能なスワール制御弁３１を備えている。
【００１５】
ピストン４の冠面には、中心部に凹状のキャビティ１１を有している。図１において、キャビティ１１はその周壁面の上側がシリンダ中心側に向かって傾斜している。
【００１６】
エンジンコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」と称する）４０には、クランク角センサ、冷却水温センサ、アクセル開度センサなどの信号が入力され、それらを基に筒内直噴用燃料噴射弁１２、副室内燃料噴射弁２２、点火プラグ２３などの制御を行う。
【００１７】
次に本実施形態の作用について図２を参照して説明する。
【００１８】
圧縮行程にて、筒内直噴用燃料噴射弁１２からピストン４の冠面のキャビティ１１に向けて燃料が噴射され、キャビティ１１内に混合気がドーナツ状に成層化される（図２の（Ａ）〜（Ｃ））。従って、主室５内の混合気は副室２０から離れた位置に形成される。筒内直噴用燃料噴射弁１２の燃料噴射よりやや遅れて、副室用燃料噴射弁２２から副室２０内に燃料が噴射され（図２の（Ｂ））、副室２０内の燃料に点火プラグ２３により点火する（図２の（Ｃ））。そして、副室２０内の燃料への点火により生じたトーチ火炎を副室２０から主室５内に噴出させ、主室５内のキャビティ１１に成層化されている混合気に達しさせて、該混合気を燃焼させる（図２の（Ｄ）、（Ｅ））。このとき、トーチ火炎による燃焼が困難な噴孔２１近傍には混合気を配置していないので、図３に示すように噴孔２１近傍のトーチ速度が速くなるリーン燃焼条件であっても、噴孔近傍からの未燃燃料の排出を抑制でき、熱効率の向上を図ることができる。
【００１９】
なお、図３は、主室５内でのトーチ火炎による混合気の燃焼について、リッチ燃焼条件とリーン燃焼条件との比較を示す図である。リッチ燃焼条件では、噴孔２１近傍において混合気を燃焼させることができる程度のトーチ速度になっているが、リーン燃焼条件では、噴孔２１近傍においてトーチ速度が速く、混合気を燃焼させることが困難なため、噴孔２１近傍から未燃燃料が排出されることを示している。
【００２０】
本実施形態によれば、主室５及び副室２０に燃料を供給する燃料供給手段が、主室５に燃料を供給する第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）と、副室２０に燃料を供給する第２の燃料噴射弁（副室用燃料噴射弁２２）と、を各別に有しているため、副室２０内の空燃比を制御することが可能となり、運転条件に応じて最適な強度のトーチ火炎を噴孔２１より噴出することができる。さらに、主室５に燃料を供給する第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）は指向性を有して燃料を噴射することができるため、主室５内の混合気の成層化を、より確実に行うことができる。
【００２１】
また本実施形態によれば、第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）は、主室５の上面中央部に配置されて、ピストン４の冠面を指向し、圧縮行程にて燃料を噴射するため、主室５に供給された燃料による混合気をシリンダ中心線に対して偏りなく形成することができる。
【００２２】
また本実施形態によれば、第２の燃料噴射弁（副室用燃料噴射弁２２）は、副室２０に直接臨んで設けられるため、第２の燃料噴射弁（副室用燃料噴射弁２２）が備えられていない形態と比して、より確実に副室２０に燃料を供給することができる。
【００２３】
また本実施形態によれば、第２の燃料噴射弁（副室用燃料噴射弁２２）は、第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）が供給する燃料と比して、燃焼速度の速い燃料を供給することができるため、強力なトーチ火炎を噴孔２１より噴出することができる。
【００２４】
また本実施形態によれば、第２の燃料噴射弁（副室用燃料噴射弁２２）が供給する燃料は、第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）が供給する燃料を改質した燃料とすることもできるため、燃料タンクを別々に備えなくても簡易に実施できる。
【００２５】
また本実施形態によれば、ピストン４の冠面にキャビティ１１を有し、キャビティ１１により主室５に供給された燃料による混合気を成層化することが可能であるため、ピストン４の冠面にキャビティ１１がない形態と比して、主室５内の混合気を副室２０から離れた位置に形成することが、より確実になる。
【００２６】
また本実施形態によれば、主室５内に吸気流動を生成する吸気流動生成手段、特にスワール流動生成手段（スワール制御弁３１）を備えているため、スワール流動を用いて主室５内の混合気の混合を促進できると共に、スワール流動によってキャビティ１１に主室５内の混合気を成層化することが可能である。
【００２７】
また本実施形態によれば、ピストン４の冠面のキャビティ１１は、その周壁面の上側がシリンダ中心側に向かって傾斜しているため、主室５内に混合気が拡散することを防ぐと共に、ピストン４の冠面近傍に混合気を溜めることができる。
【００２８】
また本実施形態によれば、副室２０は、主室５の上方に配置されているため、主室５内において、シリンダ中心線に対して偏りなく、トーチ火炎を噴孔２１から噴出できる。
【００２９】
次に、副室２０に燃料を供給する燃料供給手段（第２の燃料噴射弁）の燃料噴射量と機関負荷の関係について、図４を参照して説明する。
【００３０】
図４では、機関負荷が小さいほど副室５への燃料噴射量を多くすることで、噴孔２３より噴出されるトーチ火炎を強め、逆に、機関負荷が大きいほど副室５への燃料噴射量を少なくすることで、噴孔２１より噴出されるトーチ火炎を弱めることを示している。
【００３１】
このようにすることで、低負荷領域で所望する十分なトーチ火炎を得て、リーン限界を拡大する一方、高負荷領域でトーチ火炎を弱め、燃焼騒音を抑制でき、リーン限界の拡大と燃焼騒音の低減とを両立させることができる。
【００３２】
次に、主室５に燃料を供給する燃料供給手段（第１の燃料噴射弁）の燃料噴射時期（燃料噴射開始時期、燃料噴射重心時期、燃料噴射終了時期）と機関負荷もしくは機関速度との関係について、図５及び図６を参照して説明する。
【００３３】
図５は、機関負荷と主室５への燃料噴射時期との関係を示している。機関負荷が小さくなるほど、燃料噴射終了時期を遅らせて、低噴射量での過拡散混合気形成を抑制し、機関負荷が大きくなるほど、燃料噴射終了時期を進めて、高噴射量での過濃混合気形成を抑制している。また、燃料噴射終了時期の変更に合わせて、負荷に応じた要求噴射量を確保すべく、燃料噴射開始時期（及び燃料噴射重心時期）を変更している。
【００３４】
図６は、機関速度と主室５への燃料噴射時期との関係を示している。機関速度が速くなるほど燃料噴射時期（燃料噴射開始時期、燃料噴射重心時期、燃料噴射終了時期）は進角する。これは、機関速度が速くなるに従って、燃料噴射時期から点火時期までの混合気の拡散時間が短くなるため、これを一定にするためである。
【００３５】
図７又は図８は、本発明の第２の実施形態におけるエンジン１の構成図である。尚、図８は図７の変形例である。
【００３６】
図１にて示した第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００３７】
図７又は図８において、筒内直噴用燃料噴射弁１２は、主室５に燃料を供給する燃料供給手段（第１の燃料噴射弁）であり、主室５の側部に配置され、ピストン４の冠面のキャビティ１１を指向し、圧縮行程にて燃料を噴射する（以下、「サイド噴射」と称する）。
【００３８】
また、図７では、キャビティ１１はその周壁面の上側がシリンダ中心側に向かって傾斜しているが、図８では、ピストン４の冠面上で、第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）の配置側に偏った位置にキャビティ１１を有している。
【００３９】
次に本実施形態の作用について図９を参照して説明する。尚、図９は、図８に示したエンジン１の構成における、主室５内の混合気形成からトーチ火炎による燃焼までの過程を示している。
【００４０】
圧縮行程にて、筒内直噴用燃料噴射弁１２からピストン４の冠面のキャビティ１１に向けて燃料がサイド噴射され、主室５内のスワール流動を用いて、キャビティ１１の周縁部からキャビティ１１内に混合気が成層化される（図９の（Ａ）〜（Ｃ））。従って、主室５内の混合気は副室２０から離れた位置に形成される。筒内直噴用燃料噴射弁１２の燃料噴射よりやや遅れて、副室用燃料噴射弁２２から副室２０内に燃料が噴射され（図９の（Ｂ））、副室２０内の燃料に点火プラグ２３により点火する（図９の（Ｃ））。そして、副室内の燃料への点火により生じたトーチ火炎を副室２０から主室５内に噴出させ、主室５内のキャビティ１１に成層化されている混合気に達しさせて、該混合気を燃焼させる（図９の（Ｄ）、（Ｅ））。このとき、トーチ火炎による燃焼が困難な噴孔近傍には混合気を配置していないので、噴孔２１近傍からの未燃燃料の排出を抑制でき、熱効率の向上を図ることができる。
【００４１】
特に図７又は図８に示した本実施形態によれば、筒内直噴用燃料噴射弁１２を主室５の上面中央部の限られたスペースに配置するのに比べ、主室５の側部に配置する方が設計上有利である。
【００４２】
また図８に示した本実施形態によれば、ピストン４の冠面上で、第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）の配置側に偏った位置にキャビティ１１を有しているため、筒内直噴用燃料噴射弁１２に近い位置にキャビティ１１があることで、燃料の拡散を防ぎ、混合気をピストン４の冠面近傍に溜めておくことができ、主室５に供給された燃料による混合気の成層化をすることができる。
【００４３】
図１０は、本発明の第３の実施形態におけるエンジン１の構成図である。
【００４４】
図１にて示した第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００４５】
ポート噴射用燃料噴射弁１３は、主室５に燃料を供給する燃料供給手段（第１の燃料噴射弁）であり、１気筒につき２本ずつ設けられる吸気ポート８の一方に配置され、吸気弁６の傘裏部を指向し、吸気行程にて燃料を吸気ポート８へ噴射する（以下、「ポート噴射」と称する）。
【００４６】
副室２０は、ポート噴射が行われない吸気ポート８側で、後述する、成層化された混合気から離れてトーチ火炎を噴出させることが可能な、主室５の側方に配置される。
【００４７】
吸気行程において主室５内にタンブル流動を形成するため、１気筒につき２本ずつ設けられる吸気ポート８の両方に、ポートの断面の一部を開閉可能なタンブル制御弁３２を備えている。
【００４８】
ピストン４の冠面には、中心部に凹状のキャビティ１１を有している。図１０において、キャビティ１１はそのピストン４の冠面において、吸気弁６と排気弁７とを結ぶ線の方向に長い長方形状となっている。
【００４９】
次に本実施形態の作用について図１１を参照して説明する。
【００５０】
吸気行程にて、一方の吸気ポート８において、ポート噴射用燃料噴射弁１３から一方の吸気弁６の傘裏部に向けて燃料がポート噴射され、主室５内のタンブル流動を用いて、シリンダ中心線と、吸気弁６と排気弁７とを結ぶ線と、を含む平面で区切った場合の一方に混合気を留めつつ、圧縮行程にて、主室５内の前記一方に混合気が成層化される（図１１の（Ａ）〜（Ｃ））。従って、主室５内の混合気は副室２０から離れた位置に形成される。また、圧縮行程にて、副室用燃料噴射弁２２から副室２０内に燃料が噴射され（図１１の（Ｃ））、副室２０内の燃料に点火プラグ２３により点火する（図１１の（Ｄ））。そして、副室内の燃料への点火により生じたトーチ火炎を副室２０から主室５内に噴出させ、主室５内の前記一方に成層化されている混合気に達しさせて、該混合気を燃焼させる（図１１の（Ｅ）、（Ｆ））。このとき、トーチ火炎による燃焼が困難な噴孔近傍には混合気を配置していないので、噴孔２１近傍からの未燃燃料の排出を抑制でき、熱効率の向上を図ることができる。
【００５１】
特に本実施形態によれば、第１の燃料噴射弁（ポート噴射用燃料噴射弁１３）は１気筒につき２本ずつ設けられる吸気ポート８の一方に配置され、噴射燃料を吸気行程にて主室５内に流入させるため、混合気の成層化に寄与できると共に、第１の燃料噴射弁（筒内直噴用燃料噴射弁１２）を主室５の上面中央部や側部の限られたスペースに配置するのと比して、第１の燃料噴射弁（ポート噴射用燃料噴射弁１３）の方が簡易に設置できる。また、筒内直噴用燃料噴射弁１２による燃料噴射と比して、ポート噴射用燃料噴射弁１３は低圧にて燃料噴射が可能である。
【００５２】
また本実施形態によれば、主室５内に吸気流動を生成する吸気流動生成手段、特に、タンブル流動生成手段（タンブル制御弁３２）を備えているため、タンブル流動を用いて主室５内の混合気の混合を促進できると共に、タンブル流動によってキャビティ１１に主室５内の混合気を成層化することが可能である。
【００５３】
また本実施形態によれば、ピストン４の冠面のキャビティ１１は、ピストン４の冠面において、吸気弁６と排気弁７とを結ぶ線の方向に長く形成されているため、ピストン４のキャビティ１１は混合気を溜めることができると共に、主室５内のタンブル流動を保持することに資する。
【００５４】
また本実施形態によれば、副室２０は、主室５の側方に配置されているため、副室２０を主室５の上方に配置するのと比して、吸気弁６や排気弁７のバルブサイズの変更等を考慮せずに副室２０を配置することができる。
【００５５】
また本実施形態によれば、副室２０は、主室５の側部に、タンブル流動の流動面に対し、副室２０からのトーチ火炎が交差するように配置しているため、主室５内のタンブル流動による成層化の際に、噴孔２１から噴出されるトーチ火炎をより確実に混合気に指向することができる。
【００５６】
図１２は、本発明の第４の実施形態におけるエンジン１の構成図である。
【００５７】
図１に示した第１の実施形態と比して、キャビティ１１の周壁面がシリンダ中心線と平行に構成されている点が異なっている。
【００５８】
特に本実施形態によれば、ピストン４の冠面のキャビティ１１は、その周壁面がシリンダ中心線に平行であるため、その周壁面の上側がシリンダ中心側に向かって傾斜している図１に示したキャビティ１１と比して、Ｓ／Ｖ比を小さくすることができ、冷却損失を抑制することができる。
【００５９】
図１３は、本発明の第５の実施形態におけるエンジン１の構成図である。
【００６０】
図１０にて示した第３の実施形態と異なる点について説明する。
【００６１】
主室５に燃料を供給する燃料供給手段として、筒内直噴用燃料噴射弁１２が主室５の側部に配置され、ピストン４の冠面を指向し、圧縮行程にて燃料を主室５へ噴射する。即ち、サイド噴射である。
【００６２】
また、副室２０に燃料を供給する燃料供給手段として、筒内直噴用燃料噴射弁１２から噴射される燃料の一部が、主室５の上方に配置されている副室２０を指向するように、筒内直噴用燃料噴射弁１２に別の噴孔を備えている。
【００６３】
従って、副室２０には副室用燃料噴射弁２２が設けられていない。
【００６４】
次に本実施形態の作用について図１４を参照して説明する。
【００６５】
圧縮行程にて、筒内直噴用燃料噴射弁１２からピストン４の冠面のキャビティ１１に向けて燃料が噴射され、ピストン４の冠面近傍に混合気が成層化される。従って、主室５内の混合気は副室２０から離れた位置に形成される。それと共に、直噴用燃料噴射弁１２に備えられた別の噴孔から燃料の一部が副室２０に向けて噴射される（図１４の（Ａ）〜（Ｂ））。これにより副室２０内に燃料が供給され、副室２０内の燃料に点火プラグ２３により点火する（図１４の（Ｃ））。そして、副室内の燃料への点火により生じたトーチ火炎を副室２０から主室５内に噴出させ、主室５内のピストン４の冠面近傍に成層化されている混合気に達しさせて、該混合気を燃焼させる（図１４の（Ｄ）、（Ｅ））。このとき、トーチ火炎による燃焼が困難な噴孔２１近傍には混合気を配置していないので、噴孔近傍からの未燃燃料の排出を抑制でき、熱効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態における副室式内燃機関の構成図
【図２】第１の実施形態における混合気形成・トーチ燃焼を示す図
【図３】トーチ燃焼におけるリッチ燃焼とリーン燃焼との比較を示す図
【図４】機関負荷と副室への燃料噴射量との関係を示す図
【図５】機関負荷と主室への燃料噴射時期との関係を示す図
【図６】機関速度と主室への燃料噴射時期との関係を示す図
【図７】第２の実施形態における副室式内燃機関の構成図
【図８】第２の実施形態の変形例における副室式内燃機関の構成図
【図９】第２の実施形態における混合気形成・トーチ燃焼を示す図
【図１０】第３の実施形態における副室式内燃機関の構成図
【図１１】第３の実施形態における混合気形成・トーチ燃焼を示す図
【図１２】第４の実施形態における副室式内燃機関の構成図
【図１３】第５の実施形態における副室式内燃機関の構成を示す図
【図１４】第５の実施形態における混合気形成・トーチ燃焼を示す図
【符号の説明】
【００６７】
１  エンジン
２  シリンダヘッド
３  シリンダブロック
４  ピストン
５  主室
６  吸気弁
７  排気弁
８  吸気ポート
９  排気ポート
１０  燃料ポンプ
１１  キャビティ
１２  筒内直噴用燃料噴射弁
１３  ポート噴射用燃料噴射弁
２０  副室
２１  噴孔
２２  副室用燃料噴射弁
２３  点火プラグ
３１  スワール制御弁
３２  タンブル制御弁
４０  エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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