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公開番号2024147403
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-16
出願番号2023060388
出願日2023-04-03
発明の名称エンジン
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類F02B 23/00 20060101AFI20241008BHJP(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】ガス燃料を用いつつ、燃焼時の冷却損失を抑制し、良好な燃焼効率を得るエンジンを構成する。
【解決手段】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4と、ピストン4とシリンダヘッド3との間に形成された燃焼室Cに酸素含有ガス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、燃焼室Cに連通する副室20と、副室20の内部空間にガス燃料を噴射するインジェクタ9と、を備えている。副室20の内部空間には、インジェクタ9から噴射されるガス燃料の流速を低減させるガス速度低減部Dが形成されている。
【選択図】図2
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酸素含有ガス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、
前記燃焼室に連通する副室と、
前記副室の内部空間にガス燃料を噴射するインジェクタと、を備え、
前記副室の前記内部空間には、前記インジェクタから噴射される前記ガス燃料の流速を低減させるガス速度低減部が形成されているエンジン。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記ガス速度低減部が、前記内部空間において、前記インジェクタにおける前記ガス燃料の噴射方向に交差する仮想平面に沿って前記ガス燃料を旋回させる旋回流生成構造を有している請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記旋回流生成構造は、前記インジェクタの前記インジェクタから噴射された前記ガス燃料を受け入れる凹状空間と、当該凹状空間が中央に形成され、前記ガス速度低減部としての円筒体と、で構成されており、
前記円筒体には、前記凹状空間で受け入れた前記ガス燃料を旋回させる複数のガイド流路とを備えている請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記副室が、前記燃焼室に近接する位置ほど内面半径の増加率を小さくする釣鐘状の内周面を有している請求項２又は３に記載のエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料によって稼動するエンジンに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ガス燃料の一例として、水素ガスを用いるエンジンとして、特許文献１には、水素タンク内の水素の圧力が設定値以下まで低下した場合でも、継続的な運転を可能にするエンジンが記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されるエンジンは、燃焼室に酸素と、作動ガスであるアルゴンガスとを供給した後に圧縮し、水素噴射弁から水素ガスを噴射し、点火プラグによる点火により混合気を燃焼させている。
【０００４】
尚、特許文献１に記載されるエンジンは、水素タンク内の水素圧が低下し、燃料噴射手段から高圧噴射を行えない場合に、第１噴射時期における筒内圧よりも低い筒内圧となる第２噴射時期において水素ガスが噴射され、その水素ガスを火花点火で燃焼させることにより、エンジンの継続運転を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－６８３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インジェクタでガソリンを筒内噴射するガソリンエンジンと比較すると、例えば、水素ガスのようにガス燃料を筒内噴射するエンジンは、ガス燃料の拡散が高速で行われるため、短時間のうちに燃焼室の内壁に達するものであった。
【０００７】
このように燃焼室に噴射された燃料が、燃焼室の内壁の近傍に達した状態で点火を行った場合には、燃焼室の内壁近傍で燃焼が行われ、燃焼に伴う熱が燃焼室の壁面を介して外部に伝わることになる。その結果、冷却損失が増大し、エンジン出力、燃焼効率の低下を招くことが懸念された。
【０００８】
このような理由から、ガス燃料を用いつつ、燃焼時の冷却損失を抑制し、良好な燃焼効率を得るエンジンが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジンの特徴構成は、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酸素含有ガス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、前記燃焼室に連通する副室と、前記副室の内部空間にガス燃料を噴射するインジェクタと、を備え、前記副室の前記内部空間には、前記インジェクタから噴射される前記ガス燃料の流速を低減させるガス速度低減部が形成されている点にある。
【００１０】
本構成によると、インジェクタで噴射されたガス燃料は、副室の内部でガス速度低減部によって流速が低減され、燃焼室の内壁に達するまでの時間を延長できる。これにより、例えば、点火プラグによって混合気に点火した場合に、燃焼室の内壁から離れた領域で燃焼を行わせ、燃焼室の壁面から外部に熱が伝わる現象を抑制できる。従って、ガス燃料を用いるものでありながら、燃焼時の冷却損失を抑制し、良好な燃焼効率を得るエンジンが構成された。
（【００１１】以降は省略されています）

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