WO2023228569A1 - 水素２ストロークエンジン - Google Patents

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WO2023228569A1
WO2023228569A1 PCT/JP2023/013325 JP2023013325W WO2023228569A1 WO 2023228569 A1 WO2023228569 A1 WO 2023228569A1 JP 2023013325 W JP2023013325 W JP 2023013325W WO 2023228569 A1 WO2023228569 A1 WO 2023228569A1
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cylinder
combustion chamber
piston
intake port
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明良 和知
卓也 岩本
耀 荒牧
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ヤマハ発動機株式会社
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    • F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels

Definitions

  • the present invention relates to a hydrogen two-stroke engine, and more specifically to a uniflow type hydrogen two-stroke engine.
  • a two-stroke internal combustion engine is disclosed in Patent Document 1.
  • the two-stroke internal combustion engine includes a crankcase having an upper crankcase and a lower crankcase.
  • the upper crankcase comprises an intake port for introducing gaseous fuel based on hydrogen and oxygen and an exhaust port for exhausting water vapor loaded with unconsumed gaseous fuel. Hydrogen and oxygen are mixed with compressed air by a mixer located upstream of the intake port, and the resulting gaseous fuel is introduced from the intake port into the upper crankcase.
  • the two-stroke internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 is configured to introduce a gaseous mixture generated by mixing hydrogen and oxygen with compressed air in advance in a mixer into the crankcase from an intake port as gaseous fuel. There is. As described above, in Patent Document 1, it is necessary to provide a mixer outside the two-stroke internal combustion engine, which makes the configuration complicated. Further, nothing is disclosed about the supercharger, and there is room for consideration in terms of improving output and torque.
  • the main object of the present invention is to provide a hydrogen two-stroke engine that can improve output and torque with a simple configuration.
  • a uniflow type hydrogen two-stroke engine including a cylinder, a piston provided in the cylinder so as to be able to reciprocate, and a combustion chamber defined by the cylinder and the piston.
  • an intake port provided on the side of the cylinder; an exhaust port provided above the intake port in the cylinder to exhaust air from the combustion chamber; an exhaust valve provided in the cylinder to open and close the exhaust port;
  • a hydrogen two-stroke engine is provided, comprising a hydrogen injector provided in a cylinder for direct injection of fuel, and a supercharger provided upstream of an intake port for supercharging intake air from the intake port to a combustion chamber. Ru.
  • exhaust gas is discharged from the combustion chamber by the uniflow. That is, air introduced into the cylinder from the supercharger through the intake port causes exhaust gas to be discharged from the combustion chamber.
  • the combustion chamber is then filled with intake air containing oxygen.
  • Hydrogen fuel is directly injected into such a combustion chamber by a hydrogen injector, and a gas mixture in which hydrogen and oxygen are compressed is formed in the combustion chamber.
  • a mixed gas can be formed in the combustion chamber with a simple configuration without using a mixer.
  • a gas mixture containing high concentration of hydrogen and oxygen can be obtained in the combustion chamber, which can improve engine efficiency and, in turn, improve output and torque.
  • the exhaust port can be opened and closed by the exhaust valve, even in a two-stroke engine, the degree of freedom in positioning the exhaust port in the cylinder can be increased, and a cylinder with a simple configuration can be obtained.
  • the intake port is located above the bottom dead center of the piston and below the top dead center
  • the exhaust port is located above the top dead center of the piston.
  • air can be smoothly taken into the cylinder and eventually into the combustion chamber from the intake port, and can be exhausted from the combustion chamber through the exhaust port at a desired timing regardless of the position of the piston.
  • a uniflow flow path can be formed well from the intake port located below to the exhaust port located above via the combustion chamber.
  • the hydrogen injector is located above top dead center.
  • hydrogen fuel can be directly injected into the combustion chamber at desired timing regardless of the position of the piston.
  • the hydrogen two-stroke engine further includes a spark plug provided above top dead center in the cylinder to ignite the combustion chamber.
  • the gas mixture in the combustion chamber can be ignited at desired timing regardless of the position of the piston.
  • the spark plug is located at the top of the combustion chamber.
  • the mixed gas in the combustion chamber can be reliably ignited at a desired timing.
  • the piston includes a piston ring that is slidable on the inner circumferential surface of the cylinder, and the intake port is provided in the movable range of the piston ring.
  • the timing of intake air into the cylinder and eventually into the combustion chamber can be adjusted, and when the intake port is located above the piston ring, air can be properly taken into the combustion chamber.
  • the hydrogen two-stroke engine according to the present invention does not contain carbon dioxide in the exhaust gas, it can contribute to carbon neutrality in transportation equipment and is suitably used in transportation equipment.
  • the hydrogen two-stroke engine according to the present invention does not contain carbon dioxide in the exhaust gas and can improve output and torque even with a small exhaust gas, so it can contribute to carbon neutrality in small mobility vehicles and improvement in output and torque. It is suitably used for.
  • a hydrogen two-stroke engine can be obtained that can improve output and torque with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a hydrogen two-stroke engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an illustrative diagram for explaining the operation of the hydrogen two-stroke engine of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing a small mobility vehicle equipped with the hydrogen two-stroke engine of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a hydrogen two-stroke engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an illustrative diagram for explaining the operation of the hydrogen two-stroke engine of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a small mobility vehicle equipped with the hydrogen two-stroke engine of FIG. 1.
  • a hydrogen two-stroke engine 10 is a uniflow two-stroke engine and includes a cylinder 12.
  • a crankcase 14 is connected to the cylinder 12 .
  • a piston 16 is provided within the cylinder 12 so as to be able to reciprocate.
  • a crankshaft 18 is housed within the crankcase 14 .
  • the piston 16 and the crankshaft 18 are connected by a connecting rod 20.
  • Piston 16 includes a piston ring 22 that is slidable against the inner peripheral surface of cylinder 12 .
  • the piston ring 22 is provided near the upper end of the piston 16.
  • the upper end of the piston 16 refers to the end of the piston 16 on the combustion chamber 24 side.
  • An intake port 26 is provided on the side surface of the cylinder 12 to intake air into a combustion chamber 24 defined by the cylinder 12 and the piston 16.
  • An exhaust port 28 is provided above the intake port 26 in the cylinder 12 to exhaust air from the combustion chamber 24 .
  • the intake port 26 is located above the bottom dead center and below the top dead center of the piston 16 (see FIGS. 2(b) and 2(d)). That is, the intake port 26 is provided between the top dead center and the bottom dead center of the piston 16, in other words, in the movable range of the upper end of the piston 16. Further, the intake port 26 is provided in the movable range of the piston ring 22. Therefore, the intake port 26 is located above the top end of the piston 16 when the piston 16 is located at the bottom dead center, and is located below the top end of the piston 16 when the piston 16 is located at the top dead center. Further, the exhaust port 28 is located above the top dead center of the piston 16.
  • a supercharger 30 is provided upstream of the intake port 26, and the intake port 26 and the supercharger 30 communicate with each other via an intake pipe 32.
  • the supercharger 30 either a turbocharger or a supercharger may be used.
  • a throttle valve 34 is disposed within the intake pipe 32 to adjust the amount of intake air supplied.
  • An exhaust pipe 36 is attached to the exhaust port 28 in order to exhaust air from the combustion chamber 24.
  • a front catalyst 38 is provided within the exhaust pipe 36 to purify the exhaust gas.
  • the cylinder 12 is provided with an exhaust valve 40.
  • exhaust valve 40 consists of a poppet valve.
  • an ignition plug 42 is provided above the top dead center of the piston 16 in the cylinder 12.
  • the spark plug 42 is located at the top of the combustion chamber 24.
  • a hydrogen injector 44 is provided in the cylinder 12 in order to directly inject hydrogen fuel into the combustion chamber 24.
  • the hydrogen injector 44 is located above the top dead center of the piston 16.
  • a hydrogen tank 48 is connected to the hydrogen injector 44 via a regulator 46 .
  • the hydrogen injector 44 directly injects hydrogen fuel, which is supplied from the hydrogen tank 48 and whose injection pressure is regulated by the regulator 46, into the combustion chamber 24.
  • the crankcase 14 In order to exhaust air from the crank chamber 50 within the crankcase 14, the crankcase 14 is provided with an exhaust port 52, and an exhaust pipe 54 is attached to the exhaust port 52. For example, blow-by gas present in the crank chamber 50 is discharged from the exhaust pipe 54 to the outside.
  • Such a hydrogen two-stroke engine 10 operates, for example, as follows.
  • the piston 16 descends, and as shown in FIG. 2(b), when the piston 16 is located at the bottom dead center, the exhaust port 28 is opened by the exhaust valve 40. Then, as shown by arrows in FIG. 2(b), the supercharger 30 supercharges intake air from the intake port 26 into the combustion chamber 24, and scavenges the intake air from the combustion chamber 24. That is, the exhaust gas containing water vapor is discharged from the combustion chamber 24 by the uniflow. As a result, the gas in the combustion chamber 24 is replaced, and intake air (air) containing oxygen is introduced into the combustion chamber 24.
  • the hydrogen two-stroke engine 10 is suitably used in a small mobility vehicle 1 as shown in FIG.
  • exhaust gas is discharged from the combustion chamber 24 by the uniflow. That is, exhaust gas is discharged from the combustion chamber 24 by air introduced into the cylinder 12 from the supercharger 30 via the intake port 26.
  • the combustion chamber 24 is then filled with intake air containing oxygen.
  • Hydrogen fuel is directly injected into the combustion chamber 24 by the hydrogen injector 44, and a gas mixture in which hydrogen and oxygen are compressed is formed in the combustion chamber 24. In this way, a mixed gas can be formed in the combustion chamber 24 with a simple configuration without using a mixer.
  • a gas mixture containing high concentration of hydrogen and oxygen can be obtained in the combustion chamber 24, which can improve engine efficiency and, in turn, improve output and torque. can.
  • the exhaust port 28 can be opened and closed by the exhaust valve 40, even in a two-stroke engine, the degree of freedom in positioning the exhaust port 28 in the cylinder 12 can be increased, and the cylinder 12 can have a simple configuration.
  • the intake port 26 is located above the bottom dead center of the piston 16 and below the top dead center, and the exhaust port 28 is located above the top dead center of the piston 16. Therefore, at least when the piston 16 is located at the bottom dead center, air can be smoothly taken into the cylinder 12 and eventually into the combustion chamber 24 from the intake port 26, and regardless of the position of the piston 16, the air can be drawn from the combustion chamber 24 to the exhaust port at a desired timing. It can be evacuated via 28. Furthermore, a uniflow flow path can be formed well from the intake port 26 located below to the exhaust port 28 located above via the combustion chamber 24.
  • hydrogen fuel can be directly injected into the combustion chamber 24 at a desired timing regardless of the position of the piston 16.
  • the spark plug 42 is provided above the top dead center of the piston 16, the mixed gas in the combustion chamber 24 can be ignited at a desired timing regardless of the position of the piston 16.
  • the spark plug Since the spark plug is located at the upper part of the combustion chamber 24, it is possible to reliably ignite the mixed gas in the combustion chamber 24 at a desired timing.
  • the intake port 26 is provided within the movable range of the piston ring 22, the timing of intake air into the cylinder 12 and eventually into the combustion chamber 24 can be adjusted depending on the positional relationship between the intake port 26 and the piston ring 22. When located above the ring 22, air can be well sucked into the combustion chamber 24.
  • the hydrogen two-stroke engine 10 does not contain carbon dioxide in its exhaust gas and can improve output and torque even with a small exhaust gas, it can contribute to carbon neutrality of the compact mobility vehicle 1 and improve its output and torque. Suitably used.
  • the hydrogen two-stroke engine 10 can be used not only for the small mobility vehicle 1 but also for any transportation equipment. Since the hydrogen two-stroke engine 10 does not contain carbon dioxide in its exhaust gas, it can contribute to carbon neutrality in transportation equipment and is suitably used in transportation equipment.

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Abstract

水素２ストロークエンジン１０は、ユニフロー型エンジンであって、シリンダ１２と、シリンダ１２内に往復動可能に設けられるピストン１６と、燃焼室２４に吸気するためにシリンダ１２の側面に設けられる吸気ポート２６と、燃焼室２４から排気するためにシリンダ１２において吸気ポート２６より上方に設けられる排気ポート２８と、排気ポート２８を開閉するためにシリンダ１２に設けられる排気弁４０と、燃焼室２４に水素燃料を直噴するためにシリンダ１２に設けられる水素インジェクタ４４と、吸気ポート２６から燃焼室２４への吸気を過給するために吸気ポート２６の上流に設けられる過給機３０とを備える。水素２ストロークエンジン１０は、小型モビリティ１などの輸送機器に好適に用いられる。

Description

水素２ストロークエンジン
　この発明は水素２ストロークエンジンに関し、より特定的にはユニフロー型の水素２ストロークエンジンに関する。
　この種の従来技術の一例として、特許文献１において２ストローク内燃機関が開示されている。この２ストローク内燃機関は、上方クランクケースと下方クランクケースとを有するクランクケースを含む。上方クランクケースは、水素および酸素をベースとする気体燃料を導入するための吸気ポートと、未消費の気体燃料が装填された水蒸気を排出する排気ポートとを備える。吸気ポートの上流に配置されたミキサによって、水素および酸素が圧縮空気と混合され、生成された気体燃料が吸気ポートから上方クランクケース内に導入される。
特表２０２０－５１５７７１号公報
　特許文献１に開示された２ストローク内燃機関は、予めミキサで水素および酸素と圧縮空気とを混合して生成された混合気体を気体燃料として、吸気ポートからクランクケースに導入するように構成されている。このように、特許文献１では、２ストローク内燃機関の外部にミキサを備えることが必要であり、構成が複雑になる。また、過給機について何ら開示されておらず、出力およびトルクを向上させる点につき検討の余地がある。
　それゆえにこの発明の主たる目的は、簡単な構成で出力およびトルクを向上させることができる、水素２ストロークエンジンを提供することである。
　この発明の或る見地によれば、ユニフロー型の水素２ストロークエンジンであって、シリンダと、シリンダ内に往復動可能に設けられるピストンと、シリンダとピストンとによって規定される燃焼室に吸気するためにシリンダの側面に設けられる吸気ポートと、燃焼室から排気するためにシリンダにおいて吸気ポートより上方に設けられる排気ポートと、排気ポートを開閉するためにシリンダに設けられる排気弁と、燃焼室に水素燃料を直噴するためにシリンダに設けられる水素インジェクタと、吸気ポートから燃焼室への吸気を過給するために吸気ポートの上流に設けられる過給機とを備える、水素２ストロークエンジンが提供される。
　この発明では、ユニフローによって燃焼室から排気が排出される。すなわち、過給機から吸気ポートを介してシリンダ内に導入された空気によって、燃焼室から排気が排出される。そして、燃焼室に酸素を含む吸気が充填される。そのような燃焼室に、水素インジェクタによって水素燃料が直噴され、水素と酸素とが圧縮された混合気体が燃焼室内に形成される。このように、ミキサを用いることなく簡単な構成で、燃焼室内に混合気体を形成できる。また、過給機によって燃焼室に吸気を過給することで、燃焼室内に高濃度の水素および酸素を含む混合気体が得られ、エンジン効率を向上でき、ひいては出力およびトルクを向上できる。また、排気弁によって排気ポートを開閉できるので、２ストロークエンジンであっても、シリンダにおける排気ポートの位置の自由度を大きくでき、簡単な構成のシリンダが得られる。
　好ましくは、吸気ポートは、ピストンの下死点より上方かつ上死点より下方に位置し、排気ポートは、ピストンの上死点より上方に位置する。この場合、少なくともピストンが下死点に位置するとき、吸気ポートからシリンダひいては燃焼室内に円滑に吸気できるとともに、ピストンの位置にかかわらず、所望のタイミングで燃焼室から排気ポートを介して排気できる。また、下方に位置する吸気ポートから燃焼室を介して上方に位置する排気ポートを通るユニフローの流路を、良好に形成できる。
　また好ましくは、水素インジェクタは上死点より上方に位置する。この場合、ピストンの位置にかかわらず、所望のタイミングで燃焼室に水素燃料を直噴できる。
　さらに好ましくは、当該水素２ストロークエンジンは、燃焼室に点火するためにシリンダにおいて上死点より上方に設けられる点火プラグをさらに含む。この場合、ピストンの位置にかかわらず、所望のタイミングで燃焼室内の混合気体に点火できる。
　好ましくは、点火プラグは、燃焼室の上部に位置する。この場合、所望のタイミングで燃焼室内の混合気体に確実に点火できる。
　また好ましくは、ピストンは、シリンダの内周面に対して摺動可能なピストンリングを含み、吸気ポートは、ピストンリングの可動域に設けられる。この場合、吸気ポートとピストンリングとの位置関係によって、シリンダひいては燃焼室内への吸気のタイミングを調整でき、吸気ポートがピストンリングの上方に位置するとき、燃焼室内に良好に吸気できる。
　この発明に係る水素２ストロークエンジンは、排気に二酸化炭素を含まないので、輸送機器のカーボンニュートラルに寄与でき、輸送機器に好適に用いられる。
　この発明に係る水素２ストロークエンジンは、排気に二酸化炭素を含まず、かつ小排気であっても出力およびトルクを向上できるので、小型モビリティのカーボンニュートラルならびに出力およびトルクの向上に寄与でき、小型モビリティに好適に用いられる。
　この発明によれば、簡単な構成で出力およびトルクを向上させることができる、水素２ストロークエンジンが得られる。
この発明の一実施形態に係る水素２ストロークエンジンを示す模式図である。 図１の水素２ストロークエンジンの動作を説明するための図解図である。 図１の水素２ストロークエンジンを搭載した小型モビリティを示す模式図である。
　以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
　図１を参照して、この発明の一実施形態に係る水素２ストロークエンジン１０は、ユニフロー型の２ストロークエンジンであり、シリンダ１２を含む。シリンダ１２にはクランクケース１４が連設される。シリンダ１２内にはピストン１６が往復動可能に設けられる。クランクケース１４内には、クランクシャフト１８が収容される。ピストン１６とクランクシャフト１８とは、コネクチングロッド２０によって連結される。ピストン１６は、シリンダ１２の内周面に対して摺動可能なピストンリング２２を含む。ピストンリング２２は、ピストン１６の上端部近傍に設けられる。ここで、ピストン１６の上端部とは、ピストン１６における燃焼室２４側の端部をいう。
　シリンダ１２とピストン１６とによって規定される燃焼室２４に吸気するために、シリンダ１２の側面に吸気ポート２６が設けられる。燃焼室２４から排気するために、シリンダ１２において吸気ポート２６より上方に排気ポート２８が設けられる。
　吸気ポート２６は、ピストン１６の下死点より上方かつ上死点より下方に位置する（図２（ｂ）および（ｄ）参照）。すなわち、吸気ポート２６は、ピストン１６の上死点と下死点との間、言い換えれば、ピストン１６の上端部の可動域に設けられる。また、吸気ポート２６は、ピストンリング２２の可動域に設けられる。したがって、吸気ポート２６は、ピストン１６が下死点に位置するときピストン１６の上端部より上方に位置し、ピストン１６が上死点に位置するときピストン１６の上端部より下方に位置する。また、排気ポート２８は、ピストン１６の上死点より上方に位置する。
　吸気ポート２６から燃焼室２４への吸気を過給するために、吸気ポート２６の上流に過給機３０が設けられ、吸気ポート２６と過給機３０とは吸気管３２を介して連通される。過給機３０として、ターボチャージャーおよびスーパーチャージャーのいずれが用いられてもよい。吸気管３２内には、吸気の供給量を調整するためのスロットル弁３４が配置される。
　燃焼室２４から排気するために、排気ポート２８には排気管３６が取り付けられる。排気を浄化するために、排気管３６内にはフロント触媒３８が設けられる。排気ポート２８を開閉するために、シリンダ１２には排気弁４０が設けられる。この実施形態では、排気弁４０は、ポペットバルブからなる。
　燃焼室２４に点火するために、シリンダ１２においてピストン１６の上死点より上方に点火プラグ４２が設けられる。点火プラグ４２は、燃焼室２４の上部に位置する。
　燃焼室２４に水素燃料を直噴するために、シリンダ１２に水素インジェクタ４４が設けられる。水素インジェクタ４４は、ピストン１６の上死点より上方に位置する。水素インジェクタ４４には、レギュレータ４６を介して水素タンク４８が接続される。水素インジェクタ４４は、水素タンク４８から供給されかつレギュレータ４６によって噴射圧力が調整された水素燃料を、燃焼室２４に直噴する。
　クランクケース１４内のクランク室５０から排気するために、クランクケース１４には排出口５２が設けられ、排出口５２には排出管５４が取り付けられる。排出管５４からは、たとえばクランク室５０内に存在するブローバイガスが外部に排出される。
　このような水素２ストロークエンジン１０は、たとえば以下のように動作する。
　まず、図２（ａ）に示すように、ピストン１６が下降し、図２（ｂ）に示すように、ピストン１６が下死点に位置すると、排気弁４０によって排気ポート２８が開けられる。すると、図２（ｂ）において矢印で示すように、過給機３０によって吸気ポート２６から燃焼室２４内に吸気が過給されるとともに、燃焼室２４から掃気される。すなわち、ユニフローによって燃焼室２４から水蒸気を含む排気が排出される。これにより、燃焼室２４内の気体は入れ替えられ、燃焼室２４内には酸素を含む吸気（空気）が導入される。
　その後、ピストン１６が上昇するとともに、排気弁４０によって排気ポート２８が閉じられていく。図２（ｃ）に示すように、ピストンリング２２が吸気ポート２６より上方まで移動して燃焼室２４に吸気できない状態になると、排気弁４０によって排気ポート２８は完全に閉じられ、閉空間の燃焼室２４が形成される。
　このような状態で、ピストン１６がさらに上死点に向かって上昇するにつれて、燃焼室２４が圧縮されていく。そして、所定のタイミングで燃焼室２４内に水素インジェクタ４４によって水素燃料が直噴されると、燃焼室２４内には水素と酸素とが圧縮された混合気体が形成される。さらに図２（ｄ）に示すようにピストン１６が上死点に到達する時点付近で、点火プラグ４２によって燃焼室２４に点火され、燃焼室２４内で燃焼（爆発）が発生する。
　すると、ピストン１６は下方（下死点側）に押され、水素２ストロークエンジン１０は、図２（ａ）の状態に戻る。以降、上述の動作が繰り返される。このように水素２ストロークエンジン１０では、ピストン１６が一往復する間に、吸気・圧縮・燃焼・排気が完了する。水素２ストロークエンジン１０は、図３に示すような小型モビリティ１に好適に用いられる。
　このような水素２ストロークエンジン１０によれば、ユニフローによって燃焼室２４から排気が排出される。すなわち、過給機３０から吸気ポート２６を介してシリンダ１２内に導入された空気によって、燃焼室２４から排気が排出される。そして、燃焼室２４に酸素を含む吸気が充填される。そのような燃焼室２４に、水素インジェクタ４４によって水素燃料が直噴され、水素と酸素とが圧縮された混合気体が燃焼室２４内に形成される。このように、ミキサを用いることなく簡単な構成で、燃焼室２４内に混合気体を形成できる。また、過給機３０によって燃焼室２４に吸気を過給することで、燃焼室２４内に高濃度の水素および酸素を含む混合気体が得られ、エンジン効率を向上でき、ひいては出力およびトルクを向上できる。また、排気弁４０によって排気ポート２８を開閉できるので、２ストロークエンジンであっても、シリンダ１２における排気ポート２８の位置の自由度を大きくでき、簡単な構成のシリンダ１２が得られる。
　吸気ポート２６は、ピストン１６の下死点より上方かつ上死点より下方に位置し、排気ポート２８は、ピストン１６の上死点より上方に位置する。したがって、少なくともピストン１６が下死点に位置するとき、吸気ポート２６からシリンダ１２ひいては燃焼室２４内に円滑に吸気できるとともに、ピストン１６の位置にかかわらず、所望のタイミングで燃焼室２４から排気ポート２８を介して排気できる。また、下方に位置する吸気ポート２６から燃焼室２４を介して上方に位置する排気ポート２８を通るユニフローの流路を、良好に形成できる。
　水素インジェクタ４４は、ピストン１６の上死点より上方に位置するので、ピストン１６の位置にかかわらず、所望のタイミングで燃焼室２４に水素燃料を直噴できる。
　点火プラグ４２は、ピストン１６の上死点より上方に設けられるので、ピストン１６の位置にかかわらず、所望のタイミングで燃焼室２４内の混合気体に点火できる。
　点火プラグは、燃焼室２４の上部に位置するので、所望のタイミングで燃焼室２４内の混合気体に確実に点火できる。
　吸気ポート２６は、ピストンリング２２の可動域に設けられるので、吸気ポート２６とピストンリング２２との位置関係によって、シリンダ１２ひいては燃焼室２４内への吸気のタイミングを調整でき、吸気ポート２６がピストンリング２２の上方に位置するとき、燃焼室２４内に良好に吸気できる。
　水素２ストロークエンジン１０は、排気に二酸化炭素を含まず、かつ小排気であっても出力およびトルクを向上できるので、小型モビリティ１のカーボンニュートラルならびに出力およびトルクの向上に寄与でき、小型モビリティ１に好適に用いられる。
　なお、水素２ストロークエンジン１０は、小型モビリティ１だけではなく、任意の輸送機器に用いることができる。水素２ストロークエンジン１０は、排気に二酸化炭素を含まないので、輸送機器のカーボンニュートラルに寄与でき、輸送機器に好適に用いられる。
　以上、この発明の好ましい実施形態について説明されたが、この発明の範囲および精神を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であることは明らかである。この発明の範囲は、添付された請求の範囲のみによって限定される。
　１　　　小型モビリティ
　１０　　　水素２ストロークエンジン
　１２　　　シリンダ
　１４　　　クランクケース
　１６　　　ピストン
　１８　　　クランクシャフト
　２０　　　コネクチングロッド
　２２　　　ピストンリング
　２４　　　燃焼室
　２６　　　吸気ポート
　２８　　　排気ポート
　３０　　　過給機
　３２　　　吸気管
　３６　　　排気管
　４０　　　排気弁
　４２　　　点火プラグ
　４４　　　水素インジェクタ

Claims (8)

  1. 　ユニフロー型の水素２ストロークエンジンであって、
    　シリンダと、
    　前記シリンダ内に往復動可能に設けられるピストンと、
    　前記シリンダと前記ピストンとによって規定される燃焼室に吸気するために前記シリンダの側面に設けられる吸気ポートと、
    　前記燃焼室から排気するために前記シリンダにおいて前記吸気ポートより上方に設けられる排気ポートと、
    　前記排気ポートを開閉するために前記シリンダに設けられる排気弁と、
    　前記燃焼室に水素燃料を直噴するために前記シリンダに設けられる水素インジェクタと、
    　前記吸気ポートから前記燃焼室への吸気を過給するために前記吸気ポートの上流に設けられる過給機とを備える、水素２ストロークエンジン。
  2. 　前記吸気ポートは、前記ピストンの下死点より上方かつ上死点より下方に位置し、
    　前記排気ポートは、前記ピストンの上死点より上方に位置する、請求項１に記載の水素２ストロークエンジン。
  3. 　前記水素インジェクタは前記上死点より上方に位置する、請求項１または２に記載の水素２ストロークエンジン。
  4. 　前記燃焼室に点火するために前記シリンダにおいて前記上死点より上方に設けられる点火プラグをさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載の水素２ストロークエンジン。
  5. 　前記点火プラグは、前記燃焼室の上部に位置する、請求項４に記載の水素２ストロークエンジン。
  6. 　前記ピストンは、前記シリンダの内周面に対して摺動可能なピストンリングを含み、
    　前記吸気ポートは、前記ピストンリングの可動域に設けられる、請求項１から５のいずれかに記載の水素２ストロークエンジン。
  7. 　輸送機器に用いられる、請求項１から６のいずれかに記載の水素２ストロークエンジン。
  8. 　前記輸送機器は小型モビリティを含む、請求項７に記載の水素２ストロークエンジン。
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