JPH0257226B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0257226B2 JPH0257226B2 JP62028913A JP2891387A JPH0257226B2 JP H0257226 B2 JPH0257226 B2 JP H0257226B2 JP 62028913 A JP62028913 A JP 62028913A JP 2891387 A JP2891387 A JP 2891387A JP H0257226 B2 JPH0257226 B2 JP H0257226B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- valve
- cylinder
- pressure
- supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、低圧水素ガスを燃料とするシリンダ
内直接噴射型水素エンジンに関し、更に詳しくは
該４サイクル火花点火式のシリンダ内直接噴射型
水素エンジンに過給機を付設したものにおいて、
最適な水素の供給時期及び給気の時期を選定した
水素供給及び給気方法に関するものである。
内直接噴射型水素エンジンに関し、更に詳しくは
該４サイクル火花点火式のシリンダ内直接噴射型
水素エンジンに過給機を付設したものにおいて、
最適な水素の供給時期及び給気の時期を選定した
水素供給及び給気方法に関するものである。
（従来の技術）
４サイクル火花点火エンジンの燃料として水素
ガスを用いることは、従来公知である。（特公昭
58−36172号公報、特許第1212127号参照） 上記、公知のシリンダ内直接噴射型水素エンジ
ンを第４図ないし第６図を参照して説明する。
ガスを用いることは、従来公知である。（特公昭
58−36172号公報、特許第1212127号参照） 上記、公知のシリンダ内直接噴射型水素エンジ
ンを第４図ないし第６図を参照して説明する。
第４図は上記公知の水素エンジンの構成を示す
もので、ピストン１を備えたシリンダ２の頭部に
排気管３、給気管４及び水素ガス供給管５を接続
し、これらの各管にそれぞれ排気弁６、給気弁７
及び水素噴射弁８を設けている。点火プラグ９は
所定の時期に火花をとばすことによりシリンダ内
で水素を燃焼させるものである。
もので、ピストン１を備えたシリンダ２の頭部に
排気管３、給気管４及び水素ガス供給管５を接続
し、これらの各管にそれぞれ排気弁６、給気弁７
及び水素噴射弁８を設けている。点火プラグ９は
所定の時期に火花をとばすことによりシリンダ内
で水素を燃焼させるものである。
上記水素エンジンにおいて、出力の制御は、水
素噴射圧力一定のもとに水素噴射弁８の開弁期間
を変化させ、それに伴なうシリンダ内への水素供
給量の増減によつて行ない、この場合に給気管４
からは空気のみをシリンダに吸入し、その空気量
の制御は行なわないので、給気管４には絞り弁を
設けていない。
素噴射圧力一定のもとに水素噴射弁８の開弁期間
を変化させ、それに伴なうシリンダ内への水素供
給量の増減によつて行ない、この場合に給気管４
からは空気のみをシリンダに吸入し、その空気量
の制御は行なわないので、給気管４には絞り弁を
設けていない。
第５図は上記水素エンジンにおける各弁の開閉
時期を示すもので、Ｏは開時期、Ｃ，C1及びC2
は閉時期を示している。同図に示すように、給気
弁７は吸入行程の終期における下死点（BDC）
で閉じ、また水素噴射弁８は上記下死点で開き、
これによつて両弁７，８の開弁期間には相互に時
期的な重なりがないように設定している。従つ
て、空気と水素ガスのシリンダ内への流入は全く
独立に行なわれ、特にシリンダに流入する空気量
が水素ガス供給の影響を受けるようなことはな
い。水素噴射弁８の閉時期は、出力により点火前
のC1〜C2の間で変化させ、それによつて開弁時
期の変化による水素供給量の制御を行なうもので
ある。
時期を示すもので、Ｏは開時期、Ｃ，C1及びC2
は閉時期を示している。同図に示すように、給気
弁７は吸入行程の終期における下死点（BDC）
で閉じ、また水素噴射弁８は上記下死点で開き、
これによつて両弁７，８の開弁期間には相互に時
期的な重なりがないように設定している。従つ
て、空気と水素ガスのシリンダ内への流入は全く
独立に行なわれ、特にシリンダに流入する空気量
が水素ガス供給の影響を受けるようなことはな
い。水素噴射弁８の閉時期は、出力により点火前
のC1〜C2の間で変化させ、それによつて開弁時
期の変化による水素供給量の制御を行なうもので
ある。
第６図は、上記水素エンジンの圧縮行程におけ
るシリンダ内圧力と水素供給圧力との関係を示す
もので、曲線はシリンダ内圧力を線は水素供
給圧力を示している。
るシリンダ内圧力と水素供給圧力との関係を示す
もので、曲線はシリンダ内圧力を線は水素供
給圧力を示している。
同図に示しているように水素供給圧力は常に一
定に保ち、水素噴射弁８が開放している間におい
て、常に （シリンダ内圧力）＜（水素供給圧力） の関係が成立するように、上記水素供給圧力の設
定を行なつている。従つて、水素噴射弁８の閉時
期がC1〜C2間で最も遅いC2である場合において
も、その開弁期間中に水素ガスが供給管５を通じ
てシリンダ２に供給され、シリンダ内の空気が水
素ガス供給管５に逆流するようなことがない。
定に保ち、水素噴射弁８が開放している間におい
て、常に （シリンダ内圧力）＜（水素供給圧力） の関係が成立するように、上記水素供給圧力の設
定を行なつている。従つて、水素噴射弁８の閉時
期がC1〜C2間で最も遅いC2である場合において
も、その開弁期間中に水素ガスが供給管５を通じ
てシリンダ２に供給され、シリンダ内の空気が水
素ガス供給管５に逆流するようなことがない。
（発明が解決しようとする問題点）
以上に示す公知のシリンダ内直接噴射型水素エ
ンジンでは、過給機を付設した場合、水素噴射が
不可能かあるいは困難となる。即ち、水素ガスは
水素吸蔵合金から発生させるものとなつており、
その圧力は余り高くない。このため、給気の過給
を行なうと、シリンダ内圧力が高くなつて （シリンダ内圧力）＜（水素供給圧力） の関係となる時期が極短期間となるか、あるいは
無くなつてしまう。
ンジンでは、過給機を付設した場合、水素噴射が
不可能かあるいは困難となる。即ち、水素ガスは
水素吸蔵合金から発生させるものとなつており、
その圧力は余り高くない。このため、給気の過給
を行なうと、シリンダ内圧力が高くなつて （シリンダ内圧力）＜（水素供給圧力） の関係となる時期が極短期間となるか、あるいは
無くなつてしまう。
このため、特殊な水素吸蔵合金を用いて高い水
素ガスの圧力を得られるようにするか、あるいは
低圧の水素ガスを加圧ポンプで昇圧しなければな
らない。
素ガスの圧力を得られるようにするか、あるいは
低圧の水素ガスを加圧ポンプで昇圧しなければな
らない。
以上説明したように、従来公知のシリンダ内直
接噴射型水素エンジンでは、過給機を設けた場
合、高コストかつ構造の複雑化の避けられないも
のであつた。
接噴射型水素エンジンでは、過給機を設けた場
合、高コストかつ構造の複雑化の避けられないも
のであつた。
そこで本発明の目的は、シリンダ内直接噴射型
水素エンジンにおいて、過給機を付設してシリン
ダ内の給気圧力を高くしても、格別の付属装置を
設置することなく水素供給を行なうことのできる
ようにした給気方法を提供するにある。
水素エンジンにおいて、過給機を付設してシリン
ダ内の給気圧力を高くしても、格別の付属装置を
設置することなく水素供給を行なうことのできる
ようにした給気方法を提供するにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の特徴とするところは、以下の点にあ
る。
る。
給気弁と排気弁と過給機と水素噴射弁とを有
し、吸入行程にシリンダ内に水素を直接供給した
後前記過給機によつてシリンダ内に加圧給気する
過給機付きシリンダ内直接噴射型水素エンジンに
おいて、 排気弁が閉鎖後のピストンTDC付近から水素
噴射弁を開いて水素ガスをシリンダ内に供給し、
所定の期間だけ水素ガスを供給した後該水素噴射
弁を閉じ、この直後に給気弁を開いて給気を行な
い、該給気をBDC以降のシリンダ内圧が給気圧
力に近似する値になるまで行うと同時に、前記水
素ガスの供給量の制御を水素ガス圧一定の下に水
素噴射弁の開弁期間を変更して行なうことにあ
る。
し、吸入行程にシリンダ内に水素を直接供給した
後前記過給機によつてシリンダ内に加圧給気する
過給機付きシリンダ内直接噴射型水素エンジンに
おいて、 排気弁が閉鎖後のピストンTDC付近から水素
噴射弁を開いて水素ガスをシリンダ内に供給し、
所定の期間だけ水素ガスを供給した後該水素噴射
弁を閉じ、この直後に給気弁を開いて給気を行な
い、該給気をBDC以降のシリンダ内圧が給気圧
力に近似する値になるまで行うと同時に、前記水
素ガスの供給量の制御を水素ガス圧一定の下に水
素噴射弁の開弁期間を変更して行なうことにあ
る。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例になる水素エンジン
の構成を示すもので、ピストン１を備えたシリン
ダ２の頭部に排気管３、給気管４及び水素ガス供
給管５を接続し、これらの各管にそれぞれ排気弁
６、給気弁７及び水素噴射弁８を設けている。点
火栓９は所定の時期に火花をとばすことにより水
素を燃焼させるものである。
の構成を示すもので、ピストン１を備えたシリン
ダ２の頭部に排気管３、給気管４及び水素ガス供
給管５を接続し、これらの各管にそれぞれ排気弁
６、給気弁７及び水素噴射弁８を設けている。点
火栓９は所定の時期に火花をとばすことにより水
素を燃焼させるものである。
以上までの構成は、従来公知の水素エンジンと
同様であるが、本発明では過給機１０が付設さ
れ、シリンダ２内に吸入される給気の圧力が高い
ものとなつている。
同様であるが、本発明では過給機１０が付設さ
れ、シリンダ２内に吸入される給気の圧力が高い
ものとなつている。
第２図は上記水素エンジンにおける各弁の開閉
時期を示すもので、Ｏは開時期、Ｃは閉時期を示
している。
時期を示すもので、Ｏは開時期、Ｃは閉時期を示
している。
同図に示すように、排気弁６は排気行程の終了
時であるピストンのTDC付近で閉じる。排気弁
６が閉じると、その直後に水素噴射弁８が開く。
水素噴射弁８と排気弁６とのオーバーラツプは異
常燃焼や排気の水素ガス供給管５への逆流の原因
となるので、両弁のオーバーラツプは原則として
採用しないが、前記異常燃焼等が生じない程度で
あれば、多少のオーバーラツプを採用してもよ
い。
時であるピストンのTDC付近で閉じる。排気弁
６が閉じると、その直後に水素噴射弁８が開く。
水素噴射弁８と排気弁６とのオーバーラツプは異
常燃焼や排気の水素ガス供給管５への逆流の原因
となるので、両弁のオーバーラツプは原則として
採用しないが、前記異常燃焼等が生じない程度で
あれば、多少のオーバーラツプを採用してもよ
い。
水素エンジンの出力は、シリンダ内に吸入され
る水素ガスの量によつて定まる。この発明では水
素ガス圧が一定のものを使用するので、結局エン
ジンの出力は水素噴射弁８の開弁期間によつて定
まるものとなる。開弁期間の変更は、例えば、ア
クセルペダルの踏み込み時間あるいは踏み込み量
によつて図のC1，C2の間で種々に変更される。
そして、水素噴射弁８が閉じると、給気弁７が開
く。ここで、水素噴射弁８と給気弁７とのオーバ
ーラツプは原則として採用しないが、給気の水素
ガス供給管５への逆流がない程度、あるいは水素
噴射量の制御を困難としない範囲であればオーバ
ーラツプを採用し、体積効率を向上させるように
してもよい。
る水素ガスの量によつて定まる。この発明では水
素ガス圧が一定のものを使用するので、結局エン
ジンの出力は水素噴射弁８の開弁期間によつて定
まるものとなる。開弁期間の変更は、例えば、ア
クセルペダルの踏み込み時間あるいは踏み込み量
によつて図のC1，C2の間で種々に変更される。
そして、水素噴射弁８が閉じると、給気弁７が開
く。ここで、水素噴射弁８と給気弁７とのオーバ
ーラツプは原則として採用しないが、給気の水素
ガス供給管５への逆流がない程度、あるいは水素
噴射量の制御を困難としない範囲であればオーバ
ーラツプを採用し、体積効率を向上させるように
してもよい。
給気弁７の給気期間は、以下に示すように、シ
リンダ内の圧力が過給圧に近似する程度となるま
で行なわれる。
リンダ内の圧力が過給圧に近似する程度となるま
で行なわれる。
第３図は、上記水素エンジンの給気行程と圧縮
行程におけるシリンダ内圧力と過給圧との関係を
示すもので、曲線はシリンダ内圧力を線は過
給圧を示している。
行程におけるシリンダ内圧力と過給圧との関係を
示すもので、曲線はシリンダ内圧力を線は過
給圧を示している。
同図に示しているように過給圧は常に一定に保
たれており、 （シリンダ内圧力）＜（過給圧） の関係が成立する期間だけ給気するようになつて
いる。給気弁７はシリンダ内圧力と過給圧とが同
圧となるＫ点よりも以前に閉じるものとなつてい
る。
たれており、 （シリンダ内圧力）＜（過給圧） の関係が成立する期間だけ給気するようになつて
いる。給気弁７はシリンダ内圧力と過給圧とが同
圧となるＫ点よりも以前に閉じるものとなつてい
る。
以上説明したように、本発明によると、排気行
程の終了と同時に水素供給が始まり、所定期間だ
け水素供給がなされて後、給気行程が始まる。水
素供給量によつて出力が定まるので、水素噴射弁
８の制御はアクセルペダル（図示しない）によつ
て行なわれる。所定量の水素供給が終了すると、
水素噴射弁８が閉じられて給気弁７が開かれる
が、給気は過給されているので、ピストンが
BDC以降も給気されるものとなつている。そこ
で、シリンダ内圧力が過給圧となるまでの適宜の
時期に給気弁７を閉じるものとする。
程の終了と同時に水素供給が始まり、所定期間だ
け水素供給がなされて後、給気行程が始まる。水
素供給量によつて出力が定まるので、水素噴射弁
８の制御はアクセルペダル（図示しない）によつ
て行なわれる。所定量の水素供給が終了すると、
水素噴射弁８が閉じられて給気弁７が開かれる
が、給気は過給されているので、ピストンが
BDC以降も給気されるものとなつている。そこ
で、シリンダ内圧力が過給圧となるまでの適宜の
時期に給気弁７を閉じるものとする。
以上に説明した本発明のエンジンでは、空気過
剰率を大きくしているものであるから、給気の量
の精密な制御を必要としない。
剰率を大きくしているものであるから、給気の量
の精密な制御を必要としない。
（発明の効果）
以上のように構成され、作用する本発明の効果
は以下のとおりである。
は以下のとおりである。
シリンダ内直接噴射式の水素エンジンにおい
て、低圧の水素を使用した上で、過給を行なうこ
とが可能となる。
て、低圧の水素を使用した上で、過給を行なうこ
とが可能となる。
又、給気行程の始めに水素噴射弁を開閉制御す
るものとなつているので、水素供給量の制御が容
易になされるものとなる。
るものとなつているので、水素供給量の制御が容
易になされるものとなる。
まず水素が吸入され、その後に空気が給気され
るので、水素と空気の混合比が可燃範囲となつた
時には、既にシリンダ内が冷却されている状態と
なるので、過早着火、逆火が防止されものとな
る。
るので、水素と空気の混合比が可燃範囲となつた
時には、既にシリンダ内が冷却されている状態と
なるので、過早着火、逆火が防止されものとな
る。
第１図は本発明の一実施例を示すシリンダ内直
接噴射型の水素エンジンを示す断面図、第２図は
本発明の水素供給方法を示す線図、第３図は本発
明の給気弁閉鎖時期をシリンダ内圧力と過給圧と
の関係を定める線図である。又、第４図は従来公
知シリンダ内噴射式の水素エンジンを示す断面
図、第５図は第４図に示すエンジンの水素供給方
法を示す線図、第６図は第４図に示すエンジンの
水素噴射弁閉鎖時期をシリンダ内圧力と水素供給
圧力との関係で定める線図である。 １：ピストン、２：シリンダ、３：排気管、
４：給気管、５：水素ガス供給管、６：排気弁、
７：給気弁、８：水素噴射弁、９：点火プラグ、
１０：過給機。
接噴射型の水素エンジンを示す断面図、第２図は
本発明の水素供給方法を示す線図、第３図は本発
明の給気弁閉鎖時期をシリンダ内圧力と過給圧と
の関係を定める線図である。又、第４図は従来公
知シリンダ内噴射式の水素エンジンを示す断面
図、第５図は第４図に示すエンジンの水素供給方
法を示す線図、第６図は第４図に示すエンジンの
水素噴射弁閉鎖時期をシリンダ内圧力と水素供給
圧力との関係で定める線図である。 １：ピストン、２：シリンダ、３：排気管、
４：給気管、５：水素ガス供給管、６：排気弁、
７：給気弁、８：水素噴射弁、９：点火プラグ、
１０：過給機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 給気弁と排気弁および水素噴射弁を有する水
素ガスエンジンの比出力向上のため、過給機を設
けた４サイクルシリンダ内直接噴射型水素エンジ
ンにおいて、 排気弁が閉鎖後のピストンTDC付近から水素
噴射弁を開いて水素ガスをシリンダ内に供給し、
所定の期間だけ水素ガスを供給した後該水素噴射
弁を閉じ、この直後に給気弁を開いて給気を行な
い、該給気をBDC以降のシリンダ内圧が給気圧
力に近似する値になるまで行うと同時に、前記水
素ガスの供給量の制御を水素ガス圧一定の下に水
素噴射弁の開弁期間を変更して行なうことを特徴
とするシリンダ内直接噴射型水素エンジンにおけ
る水素供給及び給気方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2891387A JPS63195369A (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | シリンダ内直接噴射型水素エンジンにおける水素供給及び給気方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2891387A JPS63195369A (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | シリンダ内直接噴射型水素エンジンにおける水素供給及び給気方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195369A JPS63195369A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0257226B2 true JPH0257226B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=12261639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2891387A Granted JPS63195369A (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | シリンダ内直接噴射型水素エンジンにおける水素供給及び給気方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195369A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4302540C2 (de) * | 1992-01-31 | 1995-05-18 | Mazda Motor | Kraftstoffzuführgerät |
| JP4687666B2 (ja) | 2007-02-28 | 2011-05-25 | 株式会社日立製作所 | エンジンシステム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4136171A (en) * | 1977-09-19 | 1979-01-23 | The Upjohn Company | Antibiotic 354 and process for producing same |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP2891387A patent/JPS63195369A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63195369A (ja) | 1988-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |