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公開番号2025058504
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023168482
出願日2023-09-28
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F02B 13/10 20060101AFI20250402BHJP(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】燃焼により発生する水蒸気を利用することにより冷却損失の低減を可能にする内燃機関を提供する。
【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、ピストン4とシリンダヘッド3との間に形成され、水素ガスを燃焼させる燃焼室Cと、燃焼室Cを区画する側壁に配置され燃焼室Cを冷却する冷却部Dと、を備えている。冷却部Dが、ピストン4の作動方向での上死点側に配置される高温冷却領域D1と、この高温冷却領域D1より低温で、ピストン4の作動方向で高温冷却領域D1より下死点側に配置される低温冷却領域D2とを備えた。
【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、水素ガスを燃焼させる燃焼室と、
前記燃焼室を区画する側壁に配置され前記燃焼室を冷却する冷却部と、を備え、
前記冷却部が、前記ピストンの作動方向での上死点側に配置される高温冷却領域と、当該高温冷却領域より低温で、前記作動方向で前記高温冷却領域より下死点側に配置される低温冷却領域とを有している内燃機関。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記高温冷却領域と前記低温冷却領域とが、前記作動方向で並んで配置され、前記高温冷却領域の前記作動方向での寸法が、前記低温冷却領域の前記作動方向での寸法より大きい請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記燃焼室に前記水素ガスを噴射する筒内噴射型のインジェクタを備えている請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
吸気工程において開放することにより前記燃焼室に外気を吸引する吸気バルブと、排気工程において開放することにより前記燃焼室から燃焼を排出する排気バルブとを備え、
前記排気工程から前記吸気工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。

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 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
内燃機関として特許文献１には、空気過剰率λが１．７以上の混合気を燃焼させる火花点火エンジンにおいて、燃焼室内に水を噴射する水噴射装置を有する構成が記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載される火花点火エンジンでは、ピストン頂面にのみ水蒸気が分布するように水噴射を行い、主な燃焼領域には水蒸気を配さないことにより、主燃焼領域の燃焼を維持したまま、ピストン壁面近傍のみのガス温度を低下させ、壁面熱伝達と、ノックを抑制する点が記載されている。
【０００４】
また、特許文献１には、層状水蒸気遮熱を超希薄燃焼に適用することで、ノック抑制による点火進角と冷却損失低減により熱効率の向上が可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１６９６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水素ガスを燃焼室で燃焼させることにより駆動力を得る内燃機関では、燃焼時に火炎伝播が速いため、冷却損失が増加し、熱効率が悪化する傾向にある。
【０００７】
このような理由から、冷却損失を低減するために、特許文献１に記載されるように水噴射を行えるようにエンジンを構成することも想像できる。しかしながら、特許文献１に記載されるように水噴射を行うためには水専用のインジェクタを必要とし、部品点数の増加を招き、コストの上昇に繋がるものであった。
【０００８】
そこで、水素ガスの燃焼により発生する水の利用も考えられるが、燃焼時には筒内が高温高圧であるため、液体水の気化効果を期待することができないものであった。
【０００９】
このような理由から、燃焼により発生する水蒸気を利用することにより冷却損失の低減を可能にする内燃機関が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、水素ガスを燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室を区画する側壁に配置され前記燃焼室を冷却する冷却部と、を備え、前記冷却部が、前記ピストンの作動方向での上死点側に配置される高温冷却領域と、当該高温冷却領域より低温で、前記作動方向で前記高温冷却領域より下死点側に配置される低温冷却領域とを有している点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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