JPS5914611B2 - 水素エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は弁の配置構造を特定した水素エンジンに関する
。

金属水素化合物で発生される水素ガスを燃料とする４サ
イクル火花点火機関は吸気管供給方式が一般的である。

上記水素エンジンの容積効率の向上及び逆火防止のため
に吸気弁から空気のみを吸入し、圧縮行程の初期にシリ
ンダ内へ水素ガスを供給する必要がある。

このシリンダ内への水素ガスの直接供給は、水素ガス供
給弁により制御されるが、その方式には電磁式、機械式
、流体（油圧）式などの形式がある。

本発明では、夫々の方式の全ての水素ガス供給弁を含む
ものである。

さて、シリンダ内へ直接水素ガスを供給する方式は前述
の如く容積効率の向上、逆火防止の面では効果的である
が、圧縮行程初期の水素供給法では、高負荷運転時にノ
ッキング、過早着火が未だ生ずる恐れがある。

これを、さらに詳しく説明すると、高負荷運転時には燃
焼室内が非常に高温となっている。

殊に、シリンダヘッドの排気弁付近の温度は他の部分と
比べて特に高温さなっている。

このような状態で、圧縮行程時に水素ガスが排気弁付近
へ流入すると、過早着火又はノッキングの原因となる。

本発明の目的は、吸気弁、排気弁、水素ガス供給弁の数
及び配置を特定し、もって過早着火及びノッキングを防
止した水素エンジンを提供せんとするものである。

・、以下、詳細に説明する。

先ず、本発明の特徴の１つは、吸気弁を２個とし、排気
弁を１個、水素ガス供給弁を１個の４非力式を採用した
ことである。

従来のガソリン機関、又はディーゼル機関で吸気弁を２
弁式としたものは公知であるが、これは充填効率の面か
らのみ考えられたものである。

これに対し、本発明で吸気弁を２個としたのは燃焼室内
に水素ガスをシールドする空気流れを作るためであり、
２吸気弁採用の目的、作用、効果が従来のものと比べて
全く異なるものである。

サラに、本発明の他の特徴は、シリンダヘッド中心線に
対して、排気弁と水素ガス供給弁を１８０°対向させて
設け、さらに２個の吸気弁を９０°ずらせて設けたこと
にあります。

これは、排気弁と水素ガス供給弁とを最も離隔させると
同時に、その中間に前述の水素ガスシールド用の空気流
れを生じさせるためであります。

以下、図によって説明する。

第１〜３図を参照して、水素エンジン１は、シリンダヘ
ッド２に１個の排気弁３及び１個の水素ガス供給弁４を
有し、さらに２個の吸気弁５を有している。

吸気は空気のみとなっており、吸気通路６から吸気弁５
を介して燃焼室７内へ吸入され、燃焼後の排気は排気弁
３を介して排気通路８へ排気される。

夫々の吸気通路６は燃焼室Ｔ内で互いに対向衝突流を形
成する如く互いにシリンダヘッド中心線０の方向へ向か
うように傾斜している。

水素ガスは、水素ガス供給通路９から水素ガス供給弁４
を介して燃焼室７内へ供給される。

水素ガス供給通路９には絞り弁１０が設けられ、水素ガ
ス量の制御を行う。

なお、電磁式のものでは、電気的にコイルを制御して開
弁時間を制御するものとなる。

本発明では水素ガス供給弁４及びその制御方式は自由で
ある。

シリンダヘッド２の中心線Ｏの位置に点火プラグ１１が
設けられている。

各弁の配置は次のとおりである。

排気弁３及び水素ガス供給弁４は、中心線Ｏに対して互
いに１８０°対向して設けられている。

各吸気弁５は、排気弁３及び水素ガス供給弁４と９０°
ずらされて配置され、互いの吸気弁５は中心線Ｏに対し
て１８０°対向している。

上記の如く構成された本発明の作用について説明する。

吸入行程ではピストンＰが上死点から下死点へ向って移
動し、吸気弁５が開いている。

このため、吸気が図の矢印Ｐ、の如く吸入される。

この流れＰｌの大部分を占める、中心線Ｏへ向かう流れ
部分ＰＦは、排気弁３と水素ガス供給弁４とをシールド
する流れとなっている。

すなわち、夫々の吸気通路６は互いに対向する方向へ傾
斜して形成されているので、中心線０へ向かう対向した
流れＰＦが生じ、これが衝突後、下方へ向かう流れとな
る。

ピストンＰが下死点に到って圧縮行程に入ると、吸気弁
５が閉じる。

そして圧縮行程初期の所定時期に水素ガス供給弁４が開
く。

すると、水素ガスがＰ２の如く吸入される。

前述の吸気流Ｐ１のうち、排気弁３と水素ガス供給弁４
とをシールドする流れ部分ＰＦは、水素ガス供給弁４が
開いたときにも一部残存しており、水素ガスの流入Ｐ２
のうちの排気弁３の方への流れＰ３は、流れＰＦによっ
て邪魔されて排気弁３へ向かうことがない。

次いで、膨張、排気各行程を経て再び吸気行程となる。

本発明は以上の如く構成され、作用するので次のような
効果を奏する。

２個の吸気弁によって生ずる流れＰＦによって水素ガス
の流れが邪魔され、水素ガスが排気弁へ到達し難い。

このため、過早着火、ノッキングがない。

排気弁と水素ガス供給弁とが中心線Ｏに対して１８０°
対向しているので最も大きく夫々の間隔をとることがで
き、水素ガスが排気弁へ到るのを妨げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシリンダヘッド内面の正面
図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面図、第３図は第１図の
Ｙ−Ｘ断面図である。 ２ニジリンダヘツド、３：排気弁、４：水素ガス供給弁
、５：吸気弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダヘッドの内面に２個の吸気弁（！：１個の
   排気弁及び水素ガス供給弁を設けた水素エンジンにおい
   て、シリンダヘッド中心線に対して対向位置に、排気弁
   と水素ガス供給弁を対設し、さらに９０’ずらせて夫々
   吸気弁を対設したことを特徴とする水素エンジン。