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公開番号2025122916
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018665
出願日2024-02-09
発明の名称副室式エンジン
出願人国立大学法人千葉大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F02B 23/04 20060101AFI20250815BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】簡素な構成で冷却損失が小さくエネルギ収支に優れる副室式エンジンを提供する。
【解決手段】シリンダ2内をピストン3が往復動し予混合圧縮着火燃焼を副室20、主室10の順に行う副室式エンジン1であって、主室10は、シリンダ2とピストン3とにより区画された領域であり、副室20は、連通孔31aにより主室10に連通されるとともにピストン3に設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シリンダ内をピストンが往復動し予混合圧縮着火燃焼を副室、主室の順に行う副室式エンジンであって、
前記主室は、前記シリンダと前記ピストンとにより区画された領域であり、
前記副室は、連通孔により前記主室に連通されるとともに前記ピストンに設けられていることを特徴とする副室式エンジン。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記連通孔は、前記ピストンの上面中央に１つ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の副室式エンジン。
【請求項３】
前記主室に予混合気を導入する手段と、
前記副室に燃料を噴射するインジェクタと、を有していることを特徴とする請求項１に記載の副室式エンジン。
【請求項４】
前記インジェクタは、前記連通孔の直上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の副室式エンジン。
【請求項５】
クランク角－９０°～－１０°の圧縮行程において、前記インジェクタで前記副室に燃料を噴射することを特徴とする請求項４に記載の副室式エンジン。
【請求項６】
前記副室は、ピストン本体上面のキャビティと、前記ピストン本体上面に固定され前記連通孔を有する板状アタッチメントとにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の副室式エンジン。
【請求項７】
前記キャビティの表面は、前記ピストン本体よりも断熱性の高い断熱膜が被覆されていることを特徴とする請求項６に記載の副室式エンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、予混合圧縮着火燃焼により動力を得る副室式エンジンに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、内燃エンジンにおける燃焼方式として、予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ：ＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＣｈａｒｇｅＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＩｇｎｉｔｉｏｎ）燃焼が注目されている。
【０００３】
ＨＣＣＩ燃焼は、燃料を吸気通路または圧縮行程早期に燃焼室内に直接噴射することにより、希薄な燃料と空気の予混合気（希薄予混合気）を形成し、ピストンの上死点近傍にて予混合気を圧縮して自己着火させる燃焼方式である。ＨＣＣＩ燃焼では、ディーゼルエンジン並みに圧縮比を高く設定できるため、熱効率（燃料消費率）を大幅に向上させることが可能であるが、高負荷時において、急激な圧力（温度）上昇によるノッキング（異常燃焼）が発生することから、運転範囲が低負荷に制限されてしまうという問題がある。
【０００４】
ＨＣＣＩ燃焼におけるノッキングを回避し、運転範囲を高負荷まで拡大するための様々な研究が進められている。例えば、特許文献１の副室式エンジンは、シリンダとピストンによって区画される主室と、シリンダヘッドに設けられた副室と、主室と副室を連通する連通口を開閉可能な制御弁と、を備えており、副室、主室の順に燃焼を分割して行うことにより、急激な圧力（温度）上昇を抑制し、ノッキングの回避が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２－３５７１３８号公報（第３頁～第５頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の副室式エンジンは、ノッキングの回避が図られているものの、シリンダヘッドに副室が設けられているため、副室のないエンジンと比べて、冷却損失が大きくエネルギ収支が良くないという問題があった。また、主室と副室とを仕切る制御弁を設ける必要があるため、エンジンの構造が複雑化していた。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、簡素な構成で冷却損失が小さくエネルギ収支に優れる副室式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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の副室式エンジンは、
シリンダ内をピストンが往復動し予混合圧縮着火燃焼を副室、主室の順に行う副室式エンジンであって、
前記主室は、前記シリンダと前記ピストンとにより区画された領域であり、
前記副室は、連通孔により前記主室に連通されるとともに前記ピストンに設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、シリンダよりもピストンは高温が維持されやすいため、ピストンに設けられた副室における混合気の自己着火・燃焼が生じやすく、簡素な構成で冷却損失を小さくすることができ、エネルギ収支に優れる。
【０００９】
前記連通孔は、前記ピストンの上面中央に１つ配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、副室から噴出する燃焼ガスが主室で均等に拡がりやすい。
【００１０】
前記主室に予混合気を導入する手段と、
前記副室に燃料を噴射するインジェクタと、を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、副室内の混合気濃度を主室内の予混合気濃度よりも高くすることができるため、副室における混合気の自己着火・燃焼を生じさせやすい。
（【００１１】以降は省略されています）

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