特開 2024-92826 ２ストロークエンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092826

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】２ストロークエンジン

(51)【国際特許分類】

   F02B 17/00 20060101AFI20240701BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20240701BHJP

   F02B 23/10 20060101ALI20240701BHJP

   F02B 25/04 20060101ALI20240701BHJP

   F02M 25/025 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

F02B17/00 H

F02B17/00 J

F02M21/02 G

F02M21/02 S

F02B23/10 F

F02B25/04

F02M25/025 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209007

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】521431099

【氏名又は名称】カワサキモータース株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100220489

【弁理士】

【氏名又は名称】笹沼 崇

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 将仁

(72)【発明者】

【氏名】久野 篤志

【テーマコード（参考）】

3G023

【Ｆターム（参考）】

3G023AA02

3G023AB01

3G023AC05

3G023AD05

3G023AF02

(57)【要約】

【課題】掃気効果を高めることができる２ストロークエンジンを提供する。
【解決手段】本開示の２ストロークエンジンＥは、燃焼室１２の頂壁１２ａに設けられた吸気ポート１６と、燃焼室１２の周壁１２ｂのうちシリンダ軸線方向ＡＸ１に関してクランクシャフト２側に設けられた排気ポート１８と、クランクシャフト２に連動する動弁機構２５により駆動されて吸気ポート１６を開閉する吸気バルブ２４と、頂壁１２ａに形成されて吸気バルブ２４の開放初期時に吸気バルブ２４の開口の一部を覆うオフセット壁４２とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室の頂壁に設けられた吸気ポートと、
前記燃焼室の周壁のうち、シリンダ軸線方向に関してクランクシャフト側に設けられた排気ポートと、
クランクシャフトに連動する動弁機構により駆動されて前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、
前記頂壁に形成されて、前記吸気バルブの開放初期時に前記吸気バルブの開口の一部を覆うオフセット壁と、
を備えた２ストロークエンジン。

【請求項2】

請求項１に記載の２ストロークエンジンにおいて、燃料を噴射するインジェクタを備え、前記インジェクタの噴射軸線が、インジェクタの噴射口から、吸気バルブを挟んで前記オフセット壁と反対側の周壁に向く方向に延びる２ストロークエンジン。

【請求項3】

請求項１に記載の２ストロークエンジンにおいて、燃料を噴射するインジェクタを備え、前記排気ポートを塞いだ状態のピストンの上面に向かって、前記インジェクタの噴射軸線が延びている２ストロークエンジン。

【請求項4】

請求項１または２に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記排気ポートが、前記シリンダ軸線を挟んで、前記吸気バルブとの反対側の周壁に配置されている２ストロークエンジン。

【請求項5】

請求項１または２に記載の２ストロークエンジンにおいて、インジェクタが複数設けられている２ストロークエンジン。

【請求項6】

請求項５に記載の２ストロークエンジンにおいて、複数の前記インジェクタの噴射軸線が下流に向かって近づく２ストロークエンジン。

【請求項7】

請求項６に記載の２ストロークエンジンにおいて、複数の前記インジェクタの噴射軸線が下流側で交差する２ストロークエンジン。

【請求項8】

請求項５に記載の２ストロークエンジンにおいて、複数の前記インジェクタは水素燃料を噴射する２ストロークエンジン。

【請求項9】

請求項５に記載の２ストロークエンジンにおいて、複数の前記インジェクタは、水素燃料を噴射するインジェクタと、水を噴射するインジェクタを有する２ストロークエンジン。

【請求項10】

燃焼室の頂壁に設けられた吸気ポートと、
前記頂壁に設けられた複数のインジェクタと、
前記燃焼室の周壁のうち、シリンダ軸線方向に関してクランクシャフト側に設けられた排気ポートと、
クランクシャフトに連動する動弁機構により駆動されて前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、
を備えた２ストロークエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２ストロークエンジンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

２ストロークエンジンでは、燃焼ガスを掃気するための新気を、排気バルブと反対側に位置するシリンダヘッド内壁面周辺部に導くものがある（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０４－１１６２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

要求出力、排気量、利用回転数などの各種の状況によっては、さらなる掃気効果の向上が要求される場合がある。

【0005】

本出願の開示は、掃気効果を高めることができる２ストロークエンジンを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態に係る２ストロークエンジンは、燃焼室の頂壁に設けられた吸気ポートと、前記燃焼室の周壁のうちシリンダ軸線方向に関してクランクシャフト側に設けられた排気ポートと、クランクシャフトに連動する動弁機構により駆動されて前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、前記頂壁に形成されて、前記吸気バルブの開放初期時に前記吸気バルブの開口の一部を覆うオフセット壁とを備えている。

【0007】

本開示の別の形態に係る２ストロークエンジンは、燃焼室の頂壁に設けられた吸気ポートと、前記頂壁に設けられた複数のインジェクタと、前記燃焼室の周壁のうちシリンダ軸線方向に関してクランクシャフト側に設けられた排気ポートと、クランクシャフトに連動する動弁機構により駆動されて前記吸気ポートを開閉する吸気バルブとを備えている。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一形態に係る２ストロークエンジンによれば、吸気バルブの開放初期時には、オフセット壁によって、燃焼室への隙間が部分的に塞がれる。これにより、オフセット壁と反対側から燃焼室に吸気が集中的に導入される。その結果、吸気ポートから燃焼室の周壁に向かい、周壁をシリンダ軸線方向に流れる吸気の流れを形成することができる。燃焼後のガスは、吸気の流れによって押し出されて、燃焼室の周壁におけるクランクシャフト側に設けられた排気ポートから排出される。このように集中的に導入された強い吸気の流れによって、燃焼後のガスをクランクシャフト側に押し出すことで、燃焼後のガスの掃気効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の第１実施形態に係る２ストロークエンジンを示す断面図である。

【図2】同エンジンの吸気の流れを簡略して示す斜視図である。

【図3】同エンジンの燃料の噴射状態を簡略して示す斜視図である。

【図4】図１のIV－IV線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本開示の第１実施形態に係るエンジンを示す断面図である。本開示のエンジンＥは、クランクシャフト２が１回転すると、これに連結されたピストン４が２ストローク、つまり１往復動し、この間に吸入、圧縮、爆発、排気までの１サイクルが完了する２ストロークエンジンである。本実施形態のエンジンＥは、単気筒エンジンであるが、本開示のエンジンＥは、２気筒以上であってもよい。本開示のエンジンＥの燃料は、水素ガス、炭化水素が含まれる気化燃料であってもよい。そのほか、燃料は、炭化水素が含まれる液体燃料、例えば、ガソリン燃料、ディーゼル燃料、アルコール燃料などであってもよい。

【0011】

以下の説明において、エンジンＥは、上死点が上側に位置して、シリンダ軸線ＡＸ１が鉛直に沿うように配置された状態で説明する。この場合、「上方」とは、シリンダ軸線ＡＸ１に沿って反クランク軸心側、すなわち、ピストン上死点側をいい、「下方」とは、シリンダ軸線ＡＸ１に沿ってクランク軸心２ａ側、すなわち、ピストン下死点側をいう。言い換えると、上方とは、シリンダ軸線ＡＸ１に沿って、下死点から上死点に向かう方向である。また下方とは、シリンダ軸線ＡＸ１に沿って、上死点から下死点に向かう方向である。また、「上流側」は吸気の流れ方向の「上流側」をいい、「下流側」とは、吸気の流れ方向の「下流側」をいう。

【0012】

エンジンＥは、前記ピストン４が接続されるクランクシャフト２を支持するクランクケースと、クランクケースから上方に突出したシリンダ８と、シリンダ８の上端に取り付けられたシリンダヘッド１０とを有している。シリンダ８は、その内部に円柱状の内部空間が形成されている。ピストン４は、円筒形状に形成され、シリンダ８の内部空間に収容されている。ピストン４は、クランクシャフト２が回転することによって、シリンダ軸線ＡＸ１に沿って往復動する。

【0013】

シリンダヘッド１０とシリンダ８とピストン４により、燃焼室１２が形成されている。言い換えると、燃焼室１２は、燃料が燃焼する燃焼空間を規定する。燃焼空間は、シリンダ軸線ＡＸ１と同軸の円柱状に形成される。詳細には、シリンダヘッド１０が燃焼室１２の頂壁１２ａを構成し、シリンダ８が燃焼室１２の周壁１２ｂを構成し、ピストン４の上面が燃焼室１２の底壁１２ｃを構成する。ここで、「燃焼室１２の頂壁１２ａ」とは、後述の吸気ポートおよびインジェクタが形成される側の壁をいう。本実施形態では頂壁１２ａは、燃焼室１２の上方の壁、すなわち、ピストン上死点側の壁をいう。

【0014】

燃焼室１２の頂壁１２ａに、点火プラグ１５が取り付けられている。本実施形態では、点火プラグ１５は、シリンダ軸線ＡＸ１上と同軸に配置されている。シリンダヘッド１０は、シリンダ軸線ＡＸ１を挟んで一方側（図１の左側）に吸気ポート１６を有している。言い換えると、シリンダ軸線ＡＸ１に直交する直交方向Ｄ１に対して、シリンダ軸線ＡＸ１から直交方向一方側（図１の左側）に吸気ポート１６が配置されている。吸気ポート１６は、シリンダヘッド１０の内部に形成された通路である。

【0015】

吸気ポート１６における吸気流れ方向の上流端１６ａがシリンダヘッド１０の外側、すなわち燃焼室１２外に開口する。吸気ポート１６における吸気流れ方向の下流端１６ｂが燃焼室１２内に開口している。

【0016】

また、シリンダヘッド１０の周壁１２ｂに、排気ポート１８が形成されている。排気ポート１８は、シリンダ８の内部に形成された通路である。排気ポート１８は、燃焼室１２の周壁１２ｂのうちシリンダ軸線方向ＡＸ１に関してクランクシャフト側（図１の下側）に設けられている。また、排気ポート１８は、シリンダ軸線ＡＸ１を挟んで吸気ポート１６と反対側、すなわち、直交方向Ｄ１の他方側（図１の右側）に配置されている。

【0017】

排気ポート１８は、ピストン４が下死点に達したときにピストン４に隣接した位置に配置される。排気ポート１８は、ピストン４が下死点から上死点に向けて移動した際に、ピストン４で塞がれる位置に配置される。

【0018】

本実施形態のエンジンＥは、燃料のインジェクタ２２が、その噴射口２２ａが燃焼室１２に開口し、燃焼室１２に直接燃料が噴射される直噴エンジンである。インジェクタ２２の配置、噴射口２２ａの向き等の詳細は後述する。

【0019】

吸気ポート１６から燃焼室１２内に空気Ａが供給される。この空気Ａとインジェクタ２２から噴霧された燃料Ｆが燃焼室１２で混合されて混合気が生成される。この混合気は、ピストン４の上昇によって圧縮され、点火プラグ１５で点火されて燃焼する。燃焼ガスＧは、排気ポート１８を介して燃焼室１２から排気される。

【0020】

本開示のエンジンＥは、燃焼室１２に供給される吸気（空気）Ａを加圧する過給機２０を備えている。過給機２０は、本実施形態では、クランクシャフト２によって回転駆動される機械式のスーパーチャージャーである。ただし、過給機２０は、これに限定されず、例えば、排気の流れを利用して回転駆動されるターボチャージャーであってもよい。

【0021】

吸気ポート１６は、吸気バルブ２４で開閉される。具体的には、吸気ポート１６の下流端１６ｂが、吸気バルブ２４の往復動によって開閉される。図１では、開弁状態の吸気バルブ２４は実線で示され、閉弁状態の吸気バルブ２４は二点鎖線で示されている。

【0022】

本実施形態では、排気ポート１８に排気バルブは設けられていない。排気ポート１８は、の上流端１８ａが、ピストン４の往復動によって開閉される。詳細には、ピストン４が上方に移動することで排気ポート１８が閉塞され、ピストン４が下方に移動することで排気ポート１８が開放される。

【0023】

吸気バルブ２４は、吸気ポート１６を開閉する弁体２４ａと、弁体２４ａと動弁機構２５を繋ぐ弁棒２４ｂを有している。吸気バルブ２４の弁棒２４ｂの軸心ＡＸ２はシリンダ軸線ＡＸ１に対して吸気側に傾斜している。

【0024】

吸気バルブ２４の弁体２４ａは、下底面が燃焼室１２に向いた低い円錐台形状である。吸気ポート１６は、吸気バルブ２４の弁体２４ａが着座するバルブシート２８を有している。吸気バルブ２４が上方に移動して弁体２４ａの外周面がバルブシート２８に着座することで吸気ポート１６が閉塞され、吸気バルブ２４が下方に移動して弁体２４ａがバルブシート２８から離れることで吸気ポート１６が開放される。

【0025】

吸気バルブ２４は、クランクシャフト２に連動する動弁機構２５により駆動される。動弁機構２５は、クランクシャフト２が一回転する間に、吸気バルブ２４を一往復させる。本実施形態の動弁機構２５は、クランクシャフト２に連動して回転するカムシャフト２６と、カムシャフト２６の回転運動をバルブの開閉に伝達するロッカーアム２７とを有している。

【0026】

本開示のエンジンＥは、吸気バルブ２４が燃料室１２の頂壁１２ａに配置されている頭上弁式のエンジンである。詳細には、本開示のエンジンＥは、カムシャフト２６がシリンダヘッド側にあるオーバーヘッドバルブ（ＯＨＣ）式である。クランクシャフト２の回転は、例えば、チェーン、ベルト、ギヤによりカムシャフト２６に伝達される。ただし、本開示のエンジンＥは、これに限定されず、カムシャフト２６がシリンダ側にあるオーバーヘッドバルブ（ＯＨＶ）式であってもよい。

【0027】

図２に示すように、本実施形態のエンジンＥは、吸気バルブ２４が２つ配置されている。ただし、本開示のエンジンＥは、これに限定されず、例えば、吸気バルブ２４が１つでもよく、３つ以上であってもよい。なお、図２では、インジェクタ２２が省略されている。

【0028】

図１に示すように、インジェクタ２２は、燃焼室１２の頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１を挟んで吸気ポート１６の反対側（図１の右側）に配置されている。言い換えると、インジェクタ２２は、シリンダ軸線ＡＸ１から直交方向Ｄ１の他方側（図１の右側）に配置されている。

【0029】

インジェクタ２２は、点火プラグ１５を挟んで、吸気ポート１６と反対側に設けられ、排気ポート１８と反対側の周壁１２ｂに向けて燃料Ｆが噴射される。インジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３は、シリンダ軸線ＡＸ１に沿う向きと、吸気ポート１６側の周面に向かう方向の向きを合成した方向に延びる。本実施形態では、インジェクタ２２は、シリンダヘッド１０に設けられているが、シリンダブロック８に配置されてもよい。

【0030】

インジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３は、インジェクタ２２の噴射口２２ａから、シリンダ軸線ＡＸ１のクランクシャフト２側（図１の下側）に向かって、直交方向Ｄの一方側である吸気ポートバルブ２４側（図１の左側）に傾斜して延びている。詳細には、インジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３は、排気ポート１８を塞いだ状態のピストン４の上面１２ｃに向かって延びている。

【0031】

図３に示すように、本開示のエンジンＥは、複数のインジェクタ２２を有している。本実施形態では、インジェクタ２２は２つ設けられている。ただし、インジェクタ２２の数は、これに限定されず、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

【0032】

本実施形態では、２つのインジェクタ２２は、噴射軸線ＡＸ３が下流に向かって近づくように配置されている。詳細には、２つのインジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３は、下流側で交差している。ただし、複数のインジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３は平行であってもよく、下流に向かって離れていてもよい。

【0033】

複数のインジェクタ２２は、そのすべてが水素、ガソリン等の燃料Ｆを噴射するものであってもよい。また、燃料Ｆが水素の場合、複数のインジェクタ２２は、水素燃料Ｆを噴射するインジェクタと、水を噴射するインジェクタを有していてもよい。

【0034】

図１に示すように、吸気バルブ２４は、インジェクタ２２の噴射口２２ａよりも上方、すなわち上流側にオフセットしている。具体的には、吸気ポート側のバルブシート２８がインジェクタ２２の噴射口２２ａよりも上方に位置している。つまり、頂壁１２ａにおける吸気ポート１６と、インジェクタ２２の噴射口２２ａが設けられる部分との間に段差３２が形成されている。

【0035】

段差３２は、実線で示す開いた状態の吸気バルブ２４の弁体２４ａと、吸気バルブ２４の軸心ＡＸ２と直交する方向に対向する部分である。言い換えると、吸気ポート側のバルブシート２８は、頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１上の部分、本実施形態では点火プラグ１５の取付部分に比べて、上方に離れた位置に配置されている。これによって、吸気ポート側のバルブシート２８の下面と、頂壁１２ａのシリンダ軸線ＡＸ１上の部分とで、上下方向に段差３２が形成される。

【0036】

吸気バルブ２４が全開状態、すなわち図１の最も下方に移動した状態で、頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１上の部分は、吸気バルブ２４の弁体２４ａよりも上方に位置する。言い換えると、全開状態の吸気バルブ２４の弁体２４ａと頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１上の部分とは、上下方向に間隔をあけて配置される。つまり、全開状態では、吸気ポート１６の全周から吸気が燃焼空間に流れ込む。また、頂壁１２ａにおける全開状態の吸気バルブ２４の弁体２４ａとの上下方向の隙間は、インジェクタ側（図１の右側）よりも吸気側（図１の左側）の方が大きく形成される。

【0037】

図４に示すように、段差３２は、吸気ポート１６、すなわち吸気バルブ２４の弁体２４ａに対してほぼ同心円状に、吸気ポート１６に沿って形成されている。同心円状に形成されるのは、吸気ポート１６におけるインジェクタ２２に隣接する領域およびシリンダ８の周壁１２ｂに近接する領域である。段差３２は、頂壁１２ａのうちで、吸気ポート１６に対してインジェクタ２２と反対側の領域、すなわち吸気側の領域Ｒ１を除く部分に形成されている。つまり、吸気側の領域Ｒ１には、段差３２は形成されていない。

【0038】

このように吸気側の領域Ｒ１に段差３２が形成されていないので、図１に実線で示す吸気バルブ２４が開いた状態で、頂壁１２ａと吸気バルブ２４の弁体２４ａとの間の隙間からシリンダ軸線ＡＸ１に沿った縦の吸気流れＡｖが作り出される。

【0039】

詳細には、吸気バルブ２４が開く際、吸気側の領域Ｒ１（図４）のほうが、インジェクタ側の領域Ｒ２（図４）よりも、弁体２４ａと頂壁１２ａとの間の上下方向隙間が大きく形成される。つまり、吸気の通過流量として、吸気側の領域Ｒ１の方が大きい。また、燃焼空間における吸気側の周壁１２ｂに沿って吸気を導きやすい。さらに、縦の吸気流れＡｖは、弁体２４ａの傾斜に案内されて、周壁１２ｂに向かって流れた後、周壁１２ｂに衝突して周壁１２ｂに沿って下方に流れる。

【0040】

図１に示すように、燃焼室１２の頂壁１２ａに、オフセット壁４２が形成されている。オフセット壁４２は、吸気バルブ２４の開放初期時に吸気バルブ２４の開口の一部を覆う。詳細には、オフセット壁４２は、吸気ポート１６の径方向周囲に位置し吸気ポート１６に沿って、吸気ポート１６の同心円状に形成され、吸気ポート１６が開いた状態の吸気バルブ２４の弁体２４ａに対向する部分である。本実施形態では、前記段差３２がオフセット壁４２を構成している。

【0041】

オフセット壁４２は、吸気バルブ２４が開き始めの段階において、吸気ポート１６からインジェクタ２２の噴射口２２ａに吸気が流れるのを防ぐ。つまり、吸気ポート１６から燃焼室１２に流入する吸気の一部は、図１に実線矢印Ａｒで示すように、オフセット壁４２に案内されて、燃焼室１２に導かれる。

【0042】

つぎに、本実施形態のエンジンＥの吸気の流れを説明する。図１のエンジンＥが始動すると、クランクシャフト２が回転する。クランクシャフト２の回転に連動して、ピストン４が上下動するとともに、吸気バルブ２４が開閉する。具体的には、上死点付近で点火プラグ１５により点火され爆発が起こり（爆発行程）、ピストン４が上死点から下方に移動する過程で排気ポート１８が開いた後で吸気バルブ２４が開く（掃気行程）。掃気が完了したタイミングで吸気が導入される（吸入行程）。再び上死点に達するまでに吸気バルブ２４および排気ポート１８が閉じてピストン４が上昇して圧縮され、燃料が噴射される（圧縮行程）。つまり、排気ポート１８をピストン４が塞いだ後に、インジェクタ２２で燃料Ｆを噴射される。以降、爆発行程、掃気行程、吸入行程および圧縮行程が繰り返される。

【0043】

本開示のエンジンＥでは、吸気ポート１６と排気ポート１８の両方が開いている状態が存在する。具体的には、エンジンＥの掃気行程の終了間際に、すなわち、図１のピストン４が排気ポート１８を閉塞する前に吸気バルブ２４が開き始める。これにより、吸気と排気を同時に行い、吸気した新気によりシリンダ内の既燃ガスを掃気できるから、吸気の充填効率の改善や、燃焼ガスの掃気効果の向上が期待できる。また、本開示のエンジンＥは過給機２０を有しており、吸気ポート１６の吸気は加圧されているので、吸気ポート１６と排気ポート１８の両方が開いている状態でも、吸気ポート１６から排気ポート１８への掃気が実現できる。

【0044】

掃気行程において吸気バルブ２４が開くと、頂壁１２ａと吸気バルブ２４の弁体２４ａとの間の隙間からシリンダ軸線ＡＸ１に沿った縦の強い吸気流れＡｖが作り出される。つぎに、吸気ポート１６からの吸気の一部が、オフセット壁４２に沿って流れる（弱い吸気流れＡｓ）。

【0045】

このように、シリンダ軸線ＡＸ１に沿う下方の強い吸気流れＡｖと、シリンダ軸線ＡＸ１付近の弱い旋回流Ａｓが作り出される。それぞれ異なる部位の内周面に沿って流れる吸気を作り出すことで広範囲にわたって、未燃ガスを排気ポート１８に押し出すことができる。

【0046】

一方、縦の強い吸気流れＡｖは、図２に示すように、シリンダ８の内壁面に沿って下方に流れた後、ピストン４の上面１２ｃに当たって、ピストン４の上面１２ｃに沿って排気ポート１８に向かって流れる。このとき、弱い吸気流れＡｓの吸気は、強い吸気流れＡｖにより排気ポート１８に向けて押し出される。

【0047】

圧縮行程において、図３に示すように、強い吸気流れＡｖが崩壊することで、燃焼室１２内の吸気の乱れＡｔ強さが大きくなる。燃焼室１２内の吸気の乱れＡｔ強さが大きくなった時点で、インジェクタ２２から燃料Ｆが噴射される。これにより、吸気（空気Ａ）と燃料Ｆとの混合が促進する。

【0048】

さらに、２つのインジェクタ２２が設けられ、２つのインジェクタ２２からの燃料Ｆの噴流を衝突させることで、燃料Ｆの噴流が分散し、吸気（空気Ａ）と燃料Ｆが混合しやすくなる。

【0049】

上記構成によれば、吸気バルブ２４の開放初期時には、オフセット壁４２によって、燃焼室１２への隙間が部分的に塞がれる。これにより、オフセット壁４２と反対側から燃焼室１２に吸気が集中的に導入される。その結果、吸気ポート１６から燃焼室１２の周壁１２ｂに向かい、周壁１２ｂをシリンダ軸線方向ＡＸ１に流れる強い吸気流れＡｖを形成することができる。燃焼後のガスは、吸気流れＡｖによって押し出されて、燃焼室１２の周壁１２ｂにおける下側に設けられた排気ポート１８から排出される。このように集中的に導入された強い吸気流れＡｖによって、燃焼後のガスを排気ポート１８に押し出すことで、燃焼後のガスの掃気効果を高めることができる。

【0050】

本実施形態において、燃料Ｆを噴射するインジェクタ２２を備え、インジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３が、インジェクタ２２の噴射口２２ａから、吸気バルブ２４を挟んでオフセット壁４２と反対側の周壁１２ｂａに向く方向に延びていてもよい。この構成によれば、強い吸気Ａの流れが崩壊した後の乱れＡｔ強さが大きな吸気に燃料Ｆを衝突させやすく、燃料Ｆの拡散を促進することができる。

【0051】

この場合、排気ポート１８を塞いだ状態のピストン４の上面１２ｃに向かって、インジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３が延びていてもよい。この構成によれば、インジェクタ２２から噴射された燃料Ｆが、排気ポート１８を塞いだ状態のピストン４の上面１２ｃで、大きく乱れた吸気Ａｔと衝突し易く、燃料Ｆの拡散をさらに促進できる。

【0052】

本実施形態において、排気ポート１８が、シリンダ軸線ＡＸ１を挟んで、吸気バルブ２４との反対側の周壁１２ｂに配置されていてもよい。この構成によれば、強い吸気の流れＡがピストン４の上面１２ｃに沿って流れた先の排気ポート１８に向かいやすい。これによって掃気効果をさらに高めやすい。

【0053】

本実施形態において、インジェクタ２２が複数設けられていてもよい。この構成によれば、排気バルブを省略しているので、燃焼室２２の頂壁１２ａに複数のインジェクタ２２を配置しやすい。

【0054】

この場合、複数のインジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３が下流に向かって近づいてもよい。また、複数のインジェクタ２２の噴射軸線ＡＸ３が下流側で交差していてもよい。この構成によれば、複数のインジェクタ２２からの噴出物を気筒内で衝突させることで、噴流が分散して空気と燃料Ｆの混合が促進する。

【0055】

さらに、複数のインジェクタ２２は水素燃料を噴射するものであってもよい。水素エンジンでは、高温になりやすい排気バルブに水素が接触することで、点火プラグで着火される前に自然発火するプレイグニッションが起こる恐れがある。上記構成によれば、排気バルブが省略されているので、プレイグニッションを防ぐことができる。

【0056】

また、複数のインジェクタ２２は、水素燃料を噴射するインジェクタと、水を噴射するインジェクタを有していてもよい。この構成によれば、水を噴射することで、燃焼室１２内の温度上昇が抑制されるので、プレイグニッションを防ぐことができる。

【0057】

本実施形態では、吸気ポート１６は、２つであったが、これに限定されず、１つでもよく、３つ以上でもよい。また、排気ポート１８も同様に、本実施形態のように１つに限定されず、複数設けられてもよい。排気ポート１８は、吸気ポート１６に対して、シリンダＡＸ１軸線を挟んで反対側に配置されることが好ましい。

【0058】

噴射軸線ＡＸ３が交差する複数のインジェクタ２２の並びは、適宜選択可能である。例えば、吸気ポート１６が２つ並ぶ場合、その並びに平行にインジェクタ２２が並んでもよく、あるいは、吸気ポート１６の並びに非平行、例えば垂直方向に並んでもよい。また、シリンダ軸線ＡＸ１に垂直な面において、吸気ポート１６と排気ポート１８とを結ぶ方向にインジェクタ２２が並んでもよい。２つのインジェクタ２２は、噴射タイミングが異なっていてもよい。

【0059】

本開示は、以上の形態に限定されるものでなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本開示の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0060】

２ クランクシャフト
４ ピストン
１２ 燃焼室
１２ａ 頂壁
１２ｂ 周壁
１６ 吸気ポート
１８ 排気ポート
２２ インジェクタ
２２ａ インジェクタの噴射口
２４ 吸気バルブ
２５ 動弁機構
４２ オフセット壁
ＡＸ１ シリンダ軸線
ＡＸ３ インジェクタの噴射軸線
Ｅ エンジン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】