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公開番号2025024323
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-20
出願番号2023128352
出願日2023-08-07
発明の名称内燃機関の吸気装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F02D 19/02 20060101AFI20250213BHJP(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】シリンダヘッドの吸気ポート又は吸気マニホールドの分岐管で生じた凝縮水の燃焼室への流入を抑制することが可能となる内燃機関の吸気装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の吸気装置100は、水素ガスを含む燃料を燃焼させるエンジン1の吸気装置であって、空気又はエンジン1の既燃ガスを供給される酸素富化部10と、エンジン1のクランクケース内部空間7と酸素富化部10の窒素出口10cとを連通させる窒素通路13と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素ガスを含む燃料を燃焼させる内燃機関の吸気装置であって、
空気又は前記内燃機関の既燃ガスを供給される窒素分離部と、
前記内燃機関のクランクケース内部空間と前記窒素分離部の窒素出力部とを連通させる窒素通路と、を備える、内燃機関の吸気装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記内燃機関の燃焼室に吸入空気を導く吸気通路と、
前記吸気通路における所定位置で分岐する吸気分岐通路と、を備え、
前記窒素分離部は、前記吸気分岐通路と接続されており、前記吸気通路から前記吸入空気を供給される、請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記内燃機関の燃焼室に吸入空気を導く吸気通路と、
前記燃焼室から前記既燃ガスを導く排気通路と、
前記排気通路から前記吸気通路に前記既燃ガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路における所定位置で分岐するＥＧＲ分岐通路と、を備え、
前記窒素分離部は、前記ＥＧＲ分岐通路と接続されており、前記ＥＧＲ通路から前記既燃ガスを供給される、請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記吸気通路における前記所定位置の上流に設けられた過給機と、
前記吸気通路における前記所定位置の下流に設けられたスロットルバルブと、
前記ＥＧＲ通路における前記所定位置の下流に設けられたＥＧＲバルブと、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記過給機と前記スロットルバルブと前記ＥＧＲバルブとを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷条件又は所定の高負荷条件の何れかを満たす場合、前記吸気通路から前記窒素分離部への前記吸入空気の供給量と比べて前記ＥＧＲ通路から前記窒素分離部への前記既燃ガスの供給量を大きくするように、前記過給機と前記スロットルバルブと前記ＥＧＲバルブとを制御する、請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水素ガスを含む燃料での運転が可能であって、ブローバイガスに含まれる水素ガスがクランクケースの内部で着火しないようにクランクケースの内部から外部へ強制的に水素ガスを排出する換気ファンを備える４ストロークエンジンが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１２７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、クランクケースの内部に外気又は既燃ガスを導入し、クランクケースの内部での水素ガスの着火抑制を図っている。ここで、より確実に水素ガスの着火抑制を図るために、クランクケースの内部の酸素濃度をより一層低下させることが望まれる。
【０００５】
本発明は、水素ガスを含む燃料を燃焼させる内燃機関において、より確実にクランクケースの内部での水素ガスの着火抑制を図ることが可能となる内燃機関の吸気装置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】
【０００６】
本発明の一態様に係る内燃機関の吸気装置は、水素ガスを含む燃料を燃焼させる内燃機関の吸気装置であって、空気又は内燃機関の既燃ガスを供給される窒素分離部と、内燃機関のクランクケース内部空間と窒素分離部の窒素出力部とを連通させる窒素通路と、を備える。
【０００７】
本発明の一態様に係る内燃機関の吸気装置では、窒素分離部は、供給された空気又は既燃ガスから酸素と窒素とを分離する。分離された窒素は、窒素通路を通ってクランクケース内部空間に流れ込む。一方、分離された酸素は、クランクケース内部空間に流れ込むことが抑制される。このため、例えば空気又は既燃ガスをクランクケース内部空間に導入する場合と比べて、クランクケース内部空間の酸素濃度を低下させることができる。したがって、本発明の一態様に係る内燃機関の吸気装置によれば、水素ガスを含む燃料を燃焼させる内燃機関において、より確実にクランクケースの内部での水素ガスの着火抑制を図ることが可能となる。
【０００８】
一実施形態において、内燃機関の吸気装置は、内燃機関の燃焼室に吸入空気を導く吸気通路と、吸気通路における所定位置で分岐する吸気分岐通路と、を備え、窒素分離部は、吸気分岐通路と接続されており、吸気通路から吸入空気を供給されてもよい。この構成によれば、吸気通路からの吸入空気を用いて窒素分離部で分離した窒素により、クランクケースの内部の酸素濃度をより一層低下させることができる。
【０００９】
一実施形態において、内燃機関の吸気装置は、内燃機関の燃焼室に吸入空気を導く吸気通路と、燃焼室から既燃ガスを導く排気通路と、排気通路から吸気通路に既燃ガスを還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路における所定位置で分岐するＥＧＲ分岐通路と、を備え、窒素分離部は、ＥＧＲ分岐通路と接続されており、ＥＧＲ通路から既燃ガスを供給されてもよい。この構成によれば、ＥＧＲ通路からの既燃ガスを用いて窒素分離部で分離した窒素により、クランクケースの内部の酸素濃度をより一層低下させることができる。
【００１０】
一実施形態において、内燃機関の吸気装置は、吸気通路における所定位置の上流に設けられた過給機と、吸気通路における所定位置の下流に設けられたスロットルバルブと、ＥＧＲ通路における所定位置の下流に設けられたＥＧＲバルブと、内燃機関の運転状態に基づいて過給機とスロットルバルブとＥＧＲバルブとを制御するコントローラと、を備え、コントローラは、内燃機関の運転状態が所定の低負荷条件又は所定の高負荷条件の何れかを満たす場合、吸気通路から窒素分離部への吸入空気の供給量と比べてＥＧＲ通路から窒素分離部への既燃ガスの供給量を大きくするように、過給機とスロットルバルブとＥＧＲバルブとを制御してもよい。この構成では、内燃機関の運転状態が所定の低負荷条件又は所定の高負荷条件の何れかを満たす状態は、過給機を用いて吸気通路から窒素分離部への吸入空気の供給を大きくすることが難しい状態に対応させることができる。この状態において、吸気通路から窒素分離部への吸入空気の供給量と比べてＥＧＲ通路から窒素分離部への既燃ガスの供給量を大きくすることで、窒素分離部での窒素の分離の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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