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公開番号2024049783
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156231
出願日2022-09-29
発明の名称内燃機関
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類F02M 33/00 20060101AFI20240403BHJP(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】過給器を備えずとも燃焼室での燃料の燃焼により高い出力を得る内燃機関を構成する。
【解決手段】クランクシャフト1の回転に連係して往復作動するピストン4と、燃焼室Cに空気を供給する吸気流路15を開閉する吸気バルブVaと、燃焼室Cから燃焼ガスを排出する排気流路16を開閉する排気バルブVbと、を備え、吸気流路15のうち吸気バルブVaより上流側の内面、又は、吸気バルブVaのうち吸気流路15に露出する外面の少なくとも一方に、温度上昇に伴い酸素の吸着量を増大させると共に、温度低下に伴い吸着量を低減させて酸素を放出可能な酸素吸着材25を被覆している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
クランクシャフトの回転に連係して往復作動するピストンと、
前記ピストンとシリンダヘッドとの間に形成された燃焼室に空気を供給する吸気流路を開閉する吸気バルブと、
前記燃焼室から燃焼ガスを排出する排気流路を開閉する排気バルブと、を備え、
前記吸気流路のうち前記吸気バルブより上流側の内面、又は、前記吸気バルブのうち前記吸気流路に露出する外面の少なくとも一方に、温度上昇に伴い酸素の吸着量を増大させると共に、温度低下に伴い吸着量を低減させて酸素を放出可能な酸素吸着材が被覆されている内燃機関。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
排気行程から吸気行程に亘る時間領域において、前記排気バルブが開放する状態で前記吸気バルブが開放するオーバラップ期間を設定している請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸気流路が前記燃焼室に連通する吸気側開口と、前記排気流路が前記燃焼室に連通する排気側開口とが前記シリンダヘッドにおいて隣接する位置関係で配置され、
前記吸気流路の内面のうち、前記排気側開口に近接する領域に前記酸素吸着材が被覆されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記吸気バルブの開閉時期を設定する吸気側の弁開閉時期制御装置と、前記排気バルブの開閉時期を設定する排気側の弁開閉時期制御装置との少なくとも一方を備え、
前記燃焼室の燃焼温度を検知する温度センサを備え、
前記温度センサが検知する燃焼温度に基づき、吸気側の前記弁開閉時期制御装置と、排気側の前記弁開閉時期制御装置との少なくとも一方の開閉時期の制御により前記オーバラップ期間を調節する請求項２に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記酸素吸着材が被覆される被覆対象面に担体が形成され、当該担体の外面に前記酸素吸着材が被覆されている請求項１～４の何れか一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、内燃機関に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料としての水素ガスを燃焼室に供給し、空気と混合させて燃焼させることにより、ガソリンエンジンと同様に出力を取り出す水素エンジンシステムが示されている。
【０００３】
この特許文献１の水素エンジンシステムは、バックファイアーの発生時に吸気ポートに水を噴射するインジェクタと、吸気通路に水を噴射するインジェクタとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１１８１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水素を燃料としたエンジンは、ガソリンエンジン等と比較すると、体積あたりのエネルギー密度が低く、出力が低下する傾向にある。出力を高めるため過給機を備えることも考えられるが、過給器は圧縮機構の構造が複雑で冷却を必要とする等、エンジンの大型化に繋がり、コストの上昇を招くことが懸念されていた。
【０００６】
このような理由から、過給器を備えずとも燃焼室での燃料の燃焼により高い出力を得る内燃機関が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の特徴構成は、クランクシャフトの回転に連係して往復作動するピストンと、前記ピストンとシリンダヘッドとの間に形成された燃焼室に空気を供給する吸気流路を開閉する吸気バルブと、前記燃焼室から燃焼ガスを排出する排気流路を開閉する排気バルブと、を備え、前記吸気流路のうち前記吸気バルブより上流側の内面、又は、前記吸気バルブのうち前記吸気流路に露出する外面の少なくとも一方に、温度上昇に伴い酸素の吸着量を増大させると共に、温度低下に伴い吸着量を低減させて酸素を放出可能な酸素吸着材が被覆されている点にある。
【０００８】
本構成によると、内燃機関が稼動する状況では、燃焼室の熱が吸気バルブより上流の吸気流路に伝えられるため、吸気バルブが閉じた状態では、吸気流路に露出する酸素吸着材に吸気流路の酸素が吸着される。この後、吸気バルブが開放した際に、吸気流路に流れる空気によって酸素吸着材の温度を低下させ、この酸素吸着材に吸着されている酸素を酸素吸着材から放出させ、燃焼室に供給できる。つまり、過給器を用いることなく、燃焼室の酸素量の増大が可能となる。従って、過給器を備えずとも燃焼室での燃料の燃焼により高い出力を得る内燃機関が構成された。
【０００９】
他の構成として、排気行程から吸気行程に亘る時間領域において、前記排気バルブが開放する状態で前記吸気バルブが開放するオーバラップ期間を設定しても良い。
【００１０】
吸気バルブが閉じた状態では、吸気流路の酸素吸着材に吸気流路の酸素が吸着されることにより、吸気流路の酸素濃度が低下すると同時に吸気流路における窒素濃度が上昇する。この内燃機関では、オーバラップ期間が設定されているため、吸気バルブが開放を開始した時点で排気バルブは開放した状態にあり、窒素濃度が上昇した空気を開放状態にある排気バルブから排気側に送り出す。この後に、吸気流路に外部から吸引される空気によって酸素吸着材の温度が低下することにより、この酸素吸着材に吸着されていた酸素を燃焼室に供給することが可能となる。その結果、濃度の高い酸素を燃焼室に供給して、高い出力を得ることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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