内燃機関における間接噴射とは、燃料を燃焼室に直接噴射しない燃料噴射のことである。
燃料噴射装置が吸気バルブの手前で燃料を供給する間接噴射システムを備えたガソリンエンジンは、直接噴射に取って代わられつつあります。しかし、フォルクスワーゲン、トヨタ、フォードなどの一部のメーカーは、直接噴射装置とポート(間接)噴射装置を組み合わせた「デュアルインジェクション」システムを開発し、両方の燃料噴射方式の利点を組み合わせました。直接噴射では、燃料を高圧で燃焼室に正確に計量できるため、出力と燃費の向上につながります。直接噴射の問題点は、一般的に微粒子状物質が多く発生し、燃料が吸気バルブに接触しなくなるため、時間の経過とともに吸気バルブにカーボンが蓄積することです。間接噴射を追加することで、燃料が吸気バルブに噴射され続け、吸気バルブへのカーボンの蓄積が軽減または解消され、低負荷時には燃料と空気の混合が改善されます。このシステムは、コストと複雑さが増すため、主に高価格帯のモデルで使用されています。
ポート噴射とは、吸気バルブの背面に燃料を噴射し、蒸発を促進することを指します。[ 1 ]
間接噴射式ディーゼルエンジンでは、燃料は燃焼室に隣接する予燃焼室または旋回燃焼室に供給され、そこで燃焼が開始され、その後主燃焼室へと広がります。予燃焼室は、霧状燃料と圧縮加熱された空気が適切に混合されるように綿密に設計されています。
間接噴射式ガソリンエンジンの直接噴射式ガソリンエンジンに対する利点は、クランクケース換気システムからの吸気バルブ上の堆積物が燃料によって洗い流されることです。[ 2 ]また、間接噴射式エンジンは、燃料と空気がより均一に混合されるため、直接噴射式エンジンに比べて粒子状物質の発生量が少ない傾向があります。
分割燃焼室の目的は、燃焼プロセスを加速し、エンジン回転数を上げることで出力を向上させることです。[ 3 ]予燃焼室を追加すると、冷却システムへの熱損失が増加し、エンジンの効率が低下します。エンジンの始動にはグロープラグが必要です。間接噴射システムでは、空気が高速で移動し、燃料と空気を混合します。これにより、エンジン(ピストン冠、ヘッド、バルブ、インジェクター、予燃焼室など)の設計が簡素化され、製造が容易で信頼性が高い、公差の緩い設計の使用が可能になります。対照的に、直接噴射では、低速の空気と高速の燃料を使用します。インジェクターの設計と製造の両方がより困難です。シリンダー内の空気の流れの最適化は、予燃焼室の設計よりもはるかに困難です。インジェクターの設計とエンジンの間には、より高度な統合が必要です。[ 4 ]このため、強力なCFDシミュレーションシステムが容易に入手できるようになり、直接噴射の採用が実用的になるまで、自動車のディーゼルエンジンはほぼすべて間接噴射でした。

スワールチャンバーは、シリンダーヘッド内に位置する球状の空洞で、接線方向のスロートによってエンジンシリンダーから分離されています。エンジンの圧縮行程中に空気の約50%がスワールチャンバーに入り、旋回流が発生します。[ 5 ] 燃焼後、生成物は同じスロートを通ってメインシリンダーに非常に速い速度で戻るため、通路の壁からより多くの熱が失われます。このタイプのチャンバーは、燃費よりも燃料制御とエンジンの安定性が重要なエンジンで使用されています。これらは、発明者であるハリー・リカルド卿にちなんでリカルドチャンバーとも呼ばれます。[ 6 ] [ 7 ]
この燃焼室はシリンダーヘッドに位置し、小さな穴でエンジンシリンダーに接続されています。シリンダー全体の容積の40%を占めています。圧縮行程中、メインシリンダーからの空気が予燃焼室に入ります。この瞬間、燃料が予燃焼室に噴射され、燃焼が始まります。圧力が上昇し、燃料の液滴が小さな穴を通ってメインシリンダーに押し込まれ、燃料と空気が非常によく混合されます。燃焼の大部分は実際にはメインシリンダーで行われます。このタイプの燃焼室は、予燃焼室の温度によって主燃焼イベントが発生する前に燃料が気化されるため、多燃料に対応できます。[ 8 ]

エアセルは、片端に穴が開いた小さな円筒形のチャンバーです。インジェクターとほぼ同軸に配置され、その軸はピストン冠と平行です。インジェクターは、シリンダーに開いた小さな空洞を通して、エアセルの端にある穴に燃料を噴射します。エアセルは、シリンダーヘッドの質量との熱接触を最小限に抑えるように取り付けられています。噴射パターンが狭いピントルインジェクターが使用されます。上死点(TDC)では、燃料の大部分が空洞とエアセル内に収まります。
インジェクターが作動すると、燃料噴射がエアセルに入り、着火します。その結果、エアセルから炎の噴流が噴出し、インジェクターから噴射されている燃料噴射に直接衝突します。この熱と乱流によって、燃料の気化と混合が促進されます。また、燃焼の大部分はエアセルの外側、シリンダーと直接連通するキャビティ内で行われるため、燃焼ガスをシリンダー内に輸送する際の熱損失が少なくなります。
エアセル射出は、間接射出と直接射出の中間的な方式と考えることができ、直接射出の効率性の利点の一部を獲得しつつ、間接射出の簡便性と開発の容易さを維持している。
空気室は一般的にラノバ空気室と呼ばれています。[ 9 ]ラノバ燃焼システムは、1929年にフランツ・ラング、ゴットハルト・ヴィーリッヒ、アルベルト・ヴィーリッヒによって設立されたラノバ社によって開発されました。[ 10 ]
米国では、ラノバシステムはマック・トラック社によって採用されていた。例えば、マックNRトラックに搭載されたマック・ラノバEDディーゼルエンジンが挙げられる。