CN106687679A - 发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种发动机(1)，其具备作为能根据输出用汽缸(2)的输出来供给重整燃料的燃料重整装置的重整用汽缸(15)。发动机(1)具备使燃料燃烧的输出用汽缸(2)、以及作为通过活塞(18)的往复动作对燃料进行重整的燃料重整装置的重整用汽缸(15)，维持供给至一个重整用汽缸(15)的燃料量(gf)和吸入气体量(gi)，并且根据输出用汽缸(2)的输出来变更供给至所有的输出用汽缸(2)的重整燃料量(Gf)。

Description

发动机
技术领域
本发明涉及一种发动机。详细而言，涉及一种具备燃料重整装置的发动机。
背景技术
以往，公知如下的预混合发动机：预先将吸气、排气混合于液体燃料并进行加压，由此供给进行了重整的气体燃料。预混合发动机将液体燃料重整为能够在稀薄状态下燃烧的气体燃料并使之燃烧，由此实现低烟化以及低NOx化。例如，如专利文献1所述。
专利文献1所述的发动机将多个汽缸中的一个汽缸设为作为燃料重整装置的重整用汽缸，将液体燃料与吸气、排气混合并进行压缩，由此对燃料进行重整。重整燃料只在规定的吸入气体温度、组成、压缩比、当量比下生成。因此，发动机无法根据输出用汽缸2的输出来变更重整燃料的当量比、或者变更吸入气体量来减少重整燃料的生产量。因此，发动机有时无法供给与输出用汽缸2的输出相应的重整用燃料量，无法以适当的燃料量进行运转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－332891号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于如上状况而完成的，其目的在于提供一种具备能根据输出用汽缸的输出来供给重整燃料的燃料重整装置的发动机。
用于解决问题的方案
即，在本发明中，发动机具备：输出用汽缸，使燃料燃烧；以及重整用汽缸，通过活塞的往复动作对燃料进行重整，维持供给至一个重整用汽缸的燃料量和吸入气体量，并且根据输出用汽缸的输出来变更供给至输出用汽缸的重整燃料量。
在本发明中，基于从所述重整用汽缸排出的重整后的燃料的温度，变更所述重整用汽缸的压缩比和膨胀比中的至少一个。
在本发明中，在所述重整用汽缸构成有：膨胀室，其容积通过所述活塞的往复动作而变化；以及容积固定的反应室，所述膨胀室与所述反应室连通。
在本发明中，在所述重整汽缸连接有供给来自外部的吸气的吸气管和供给来自输出用汽缸的排气的EGR管，在所述重整汽缸设有：燃料喷射装置，向供给至所述重整用汽缸的吸气与排气的混合气供给燃料；以及添加剂喷射装置，基于所供给的燃料量以及混合气量来供给添加剂。
发明效果
作为本发明的效果，实现以下所示的效果。
即，在本发明中，维持从重整用汽缸排出的每个汽缸的重整燃料量以及重整燃料的当量比，并且变更供给至输出用汽缸的重整燃料量。由此，能根据输出用汽缸的输出来供给重整燃料。
附图说明
图1是表示本发明的发动机的一个实施方式的构成的概略图。
图2是表示本发明的发动机的一个实施方式中的输出用汽缸和重整用汽缸的构成的概略图。
图3是表示本发明的发动机的一个实施方式中的可变动阀装置的侧剖面图。
图4是本发明的发动机的一个实施方式中的可变动阀装置的部分放大俯视图。
图5是本发明的发动机的一个实施方式中的可变动阀装置的液压缸不突出的情况下的部分放大侧视图。
图6是表示本发明的发动机的一个实施方式中的控制构成的概略图。
图7(a)是表示本发明的发动机的一个实施方式中的一方的凸轮的曲柄角度与吸气阀的开闭正时的关系的图；图7(b)是表示曲柄角度与吸气阀的阀升程的关系的图。
图8是示出表示本发明的发动机的一个实施方式中的重整用汽缸的曲柄位置处的反应室内的状态的曲线的图。
图9是本发明的另一实施方式的可变动阀装置的液压缸不突出的情况下的部分放大侧视图。
图10是本发明的另一实施方式的可变动阀装置的液压缸突出的情况下的部分放大侧视图。
图11是表示本发明的另一实施方式的可变动阀装置中按照一方的凸轮的轮廓的吸气阀的开闭正时的图。图11(a)是表示曲柄角度与吸气阀的开闭正时的关系的图；图11(b)是表示曲柄角度与吸气阀的阀升程的关系的图。
图12是表示本发明的另一实施方式的可变动阀装置中按照另一方的凸轮的轮廓的吸气阀的开闭正时的图。图12(a)是表示曲柄角度与吸气阀的开闭正时的关系的图；图12(b)是表示曲柄角度与吸气阀的阀升程的关系的图。
图13是示出表示本发明的另一实施方式的可变动阀装置的重整用汽缸的曲柄位置处的反应室内的状态的曲线的图。
图14是表示本发明的另一实施方式的重整用汽缸的构成的概略图。
图15是表示计算出本发明的另一实施方式的重整用汽缸的添加剂的量的控制构成的概略图。
图16是示出表示本发明的另一实施方式的重整用汽缸中的重整用汽缸的曲柄位置处的反应室内的状态的曲线的图。
图17是表示本发明的另一实施方式的重整用汽缸的构成的概略图。
图18是表示将反应室配置于本发明的另一实施方式的重整用汽缸的活塞的实施方式的构成的概略图。
图19是表示将反应室配置于本发明的另一实施方式的重整用汽缸的缸体的实施方式的构成的概略图。
图20是示出表示本发明的另一实施方式的重整用汽缸的曲柄位置与燃料喷射正时的关系的曲线的图。
图21是表示本发明的另一实施方式的重整用汽缸的反应室中的给气的流动的概略图。
具体实施方式
以下，使用图1至图8，对作为本发明的发动机的一个实施方式的发动机1进行说明。
如图1和图2所示，发动机1是以轻油或者重油为燃料的四缸柴油发动机。发动机1主要具备：四个输出用汽缸2、增压器14、作为燃料重整装置的三个重整用汽缸15、吸气用中间冷却器33、重整燃料用中间冷却器34、EGR气体用中间冷却器35、可变动阀装置36(参照图3)、以及作为控制装置的ECU60。需要说明的是，在本实施方式中，将发动机1设为四缸柴油发动机，但并不限定于此。
如图2所示，输出用汽缸2通过燃料的燃烧来产生动力并传递给输出轴。输出用汽缸2由四个汽缸构成。输出用汽缸2按汽缸具备输出用缸3、输出用活塞4以及输出用连杆5、以及副燃料喷射装置6。
输出用汽缸2中，在输出用缸3的内部滑动自如地内装有输出用活塞4。输出用缸3构成为：一侧被未图示的缸盖堵塞，另一侧开放。输出用活塞4通过输出用连杆5连结于作为输出轴的输出用曲轴7。考虑到提前点火、失火的发生，输出用汽缸2的压缩比设定为13以上(例如13～18左右)。
在输出用曲轴7设有输出用曲柄角检测传感器8。在输出用汽缸2，由输出用缸3的内壁和输出用活塞4的端面构成有燃烧室9。输出用汽缸2设有能够向燃烧室9喷射燃料的副燃料喷射装置6。副燃料喷射装置6由具有孔式喷嘴的喷射器构成。在输出用汽缸2，经由输出用吸气阀10连接有吸气管11，经由输出用排气阀12连接有排气管13。需要说明的是，在本实施方式中，输出用汽缸2可以是单个，也可以是多个。
如图1和图2所示，增压器14将外部空气绝热压缩并供给至输出用汽缸2的燃烧室9。增压器14具备涡轮14a和压缩机14b。在涡轮14a连接有排气管13，构成为能够供给来自燃烧室9的排气。在压缩机14b连接有吸气管11，构成为能够将外部空气吸入并作为吸气供给至燃烧室9。就是说，增压器14构成为：能够通过涡轮14a将排气的压力转换为旋转动力并传递给压缩机14b，通过压缩机14b将外部空气吸入并绝热压缩。
作为燃料重整装置的重整用汽缸15将轻油等高级烃燃料重整为低级烃燃料(例如甲烷)，抑制过早点火。作为燃料重整装置的重整用汽缸15由三个汽缸构成(参照图1)。重整用汽缸15对将燃料喷射至吸气与排气(EGR气体)的混合气(以下，仅记作“给气”)的产物进行绝热压缩，由此对燃料进行重整。重整用汽缸15具备：重整用缸盖16、重整用缸17、重整用活塞18、重整用连杆19、主燃料喷射装置20等。
如图2所示，在重整用汽缸15，重整用缸17的一侧被重整用缸盖16堵塞，在内部滑动自如地内装有重整用活塞18。重整用活塞18通过重整用连杆19连结于重整用曲轴21。在重整用曲轴21，设有重整用曲柄角检测传感器22。重整用汽缸15的重整用活塞18经由后述的重整用汽缸变速装置59与输出用曲轴7连动连结。重整用活塞18构成为：能够通过从输出用曲轴7传递至重整用曲轴21的动力进行往复动作。需要说明的是，在本实施方式中，重整用汽缸15采用被传递来自输出用曲轴7的动力的构成，但并不限定于此，也可以是来自独立的动力源的动力。此外，重整用汽缸15可以与输出用汽缸2一一对应，也可以一个重整用汽缸15对应多个输出用汽缸2。此外，也可以兼用输出用汽缸2和重整用汽缸15。
在重整用汽缸15，由重整用缸盖16、重整用缸17以及重整用活塞18的端面构成有反应室23。反应室23构成为：其容积通过重整用活塞18的往复动作而变化。反应室23通过其容积的变化对给气和燃料进行绝热压缩。反应室23的压缩比设定为15以上(例如15～20左右)。反应室23的容积(重整用汽缸15的排气量)构成为小于一个输出用汽缸2的排气量。
主燃料喷射装置20向反应室23的内部供给燃料。主燃料喷射装置20设于重整用缸盖16。主燃料喷射装置20构成为能够在任意的正时(timing)以任意的量向反应室23的内部供给燃料。主燃料喷射装置20由针式喷嘴、涡旋喷射器、空气辅助喷射器等喷嘴构成。
在各重整用汽缸15，经由重整用吸气阀24连接有供给管25。构成为：吸气的一部分能够从吸气管11供给至供给管25。此外，供给管25经由EGR管28连接于排气管13。就是说，构成为：来自输出用汽缸2的燃烧室9的排气的一部分能够通过EGR管28并作为EGR气体供给至供给管25。因此，构成为：吸气与EGR气体的混合气(以下，仅记作“给气”)能够从供给管25供给至各重整用汽缸15的反应室23。
在各重整用汽缸15，经由重整用排气阀26连接有排出管27。排出管27经由混合器27a连接于供给管25的下游侧的吸气管11。此外，各重整用汽缸15构成为：重整后的低级烃燃料(以下，仅记作“重整燃料”)能够从反应室23经由排出管27排出至吸气管11。此外，在排出管27，在后述的重整燃料用中间冷却器34的上游侧设有重整燃料温度传感器29。重整燃料温度传感器29检测刚从重整用汽缸15排出之后的重整燃料的温度。需要说明的是，在本实施方式中，燃料重整装置由三个重整用汽缸15构成，但并不限定于此，只要由单个或多个重整用汽缸15构成即可。
在吸气管11，在供给管25的连接位置的下游侧、且排出管27的连接位置的上游侧设有第一吸气调量阀30。第一吸气调量阀30对输出用吸气流量A1进行变更。第一吸气调量阀30由电磁式流量控制阀构成。第一吸气调量阀30能取得来自后述的作为控制装置的ECU60的信号来变更第一吸气调量阀30的开度。需要说明的是，在本实施方式中，由电磁式流量控制阀来构成第一吸气调量阀30，但只要能变更输出用吸气流量A1即可。
在供给管25，在EGR管28的连接位置的上游侧设有第二吸气调量阀31。第二吸气调量阀31对重整用吸气流量A2进行变更。第二吸气调量阀31由电磁式流量控制阀构成。第二吸气调量阀31能取得来自后述的ECU60的信号来变更第二吸气调量阀31的开度。需要说明的是，在本实施方式中，由电磁式流量控制阀来构成第二吸气调量阀31，但只要能变更重整用吸气流量A2即可。
在EGR管28设有EGR气体调量阀32。EGR气体调量阀32对EGR气体流量A3进行变更。EGR气体调量阀32由电磁式流量控制阀构成。EGR气体调量阀32能取得来自后述的ECU60的信号来变更EGR气体调量阀32的开度。需要说明的是，在本实施方式中，由电磁式流量控制阀来构成EGR气体调量阀32，但只要能变更EGR气体流量A3即可。
通过这样构成，发动机1构成为：能够通过第一吸气调量阀30来变更吸气与从各重整用汽缸15的反应室23排出的重整燃料的混合比。此外，发动机1构成为：能够通过第二吸气调量阀31和EGR气体调量阀32来变更供给至反应室23的吸气与EGR气体的混合比。
吸气用中间冷却器33、重整燃料用中间冷却器34以及EGR气体用中间冷却器35对气体进行冷却。吸气用中间冷却器33设于吸气管11。吸气用中间冷却器33构成为能够冷却由压缩机14b绝热压缩后的吸气。重整燃料用中间冷却器34设于排出管27。重整燃料用中间冷却器34构成为能够冷却从各重整用汽缸15的反应室23排出的重整燃料。重整燃料用中间冷却器34由以空气或水为冷却介质的散热器或热交换器构成。EGR气体用中间冷却器35设于EGR管28。EGR气体用中间冷却器35构成为能够冷却因燃料的燃烧而被加热的排气。
如图3至图5所示，可变动阀装置36用于分别在规定的正时对重整用吸气阀24以及重整用排气阀26进行开闭。作为用于对重整用吸气阀24进行开闭的机构，可变动阀装置36具备：摆臂轴37、第一摆臂38、第二摆臂41、推杆43、阀臂44、凸轮轴45、吸气用切换单元48(参照图5)等，与重整用曲轴21的旋转运动连动地被驱动，对重整用吸气阀24进行开闭。而且，作为用于对重整用排气阀26进行开闭的机构，可变动阀装置36具备：第三摆臂55、第四摆臂56、排气用切换单元57等(参照图5)，与重整用曲轴21的旋转运动连动地被驱动，对重整用排气阀26进行开闭。需要说明的是，第三摆臂55、第四摆臂56、排气用切换单元57等是与第一摆臂38、第二摆臂41、吸气用切换单元48同样的构成，因此省略具体说明。
如图4和图5所示，摆臂轴37与重整用曲轴21的轴向(以下，将重整用曲轴21的轴向定义为“前后方向”来进行说明。)平行地横向架设。
第一摆臂38是形成为大致长方体状的构件。第一摆臂38的长尺寸方向的一端通过摆臂轴37被可摆动地支承。在第一摆臂38的长尺寸方向的另一端下部，旋转自如地支承有第一凸轮辊39。在第一摆臂38的另一端上表面，装配有形成有向上凹陷的半球面状的凹部的杆支承构件40。
第二摆臂41是形成为大致长方体状的构件。第二摆臂41的长尺寸方向的一端与第一摆臂38邻接并通过摆臂轴37被可摆动地支承。就是说，第二摆臂41以与第一摆臂38邻接的状态被可摆动地支承于摆臂轴37。在第二摆臂41的长尺寸方向的另一端下部，旋转自如地支承有第二凸轮辊42。
如图3所示，推杆43是大致圆柱状的构件，将第一摆臂38与阀臂44连动连结。推杆43的下端形成为半球面状，可摆动地嵌于第一摆臂38的杆支承构件40的凹部。推杆43的上端可摆动地嵌于阀臂44的一端。
阀臂44将推杆43与吸气连结构件24a连结。阀臂44可摆动地支承于在前后方向横向架设的阀臂轴44a。阀臂44的一端连结于推杆43的上端，另一端连结于吸气连结构件24a。
如图3和图5所示，在第一摆臂38以及第二摆臂41的长尺寸方向的另一端下方，凸轮轴45在前后方向延长地配置。凸轮轴45经由齿轮等连动连结于重整用曲轴21，通过重整用曲轴21的旋转来进行旋转。在凸轮轴45，在轴向(前后方向)隔开规定间隔地形成有第一凸轮46以及第二凸轮47。第一凸轮46与第二凸轮47构成为呈不同的轮廓。第一凸轮46以从第一摆臂38的第一凸轮辊39的下方与其抵接的方式配置于凸轮轴45上。第二凸轮47以从第二摆臂41的第二凸轮辊42的下方与其抵接的方式配置于凸轮轴45上。
此外，在凸轮轴45上形成有重整用排气阀26用的第三凸轮53以及第四凸轮54。第四凸轮54构成为轮廓与第三凸轮53不同。重整用排气阀26用的第三摆臂55以及第四摆臂56经由推杆43以及阀臂44连结于配置在重整用排气阀26的上端的排气连结构件。
在第一摆臂38向反凸轮轴45侧摆动的情况下，经由嵌于第一摆臂38的杆支承构件40的推杆43、阀臂44、以及吸气连结构件24a，重整用吸气阀24被开阀(参照图3)。同样，在重整用排气阀26用的第三摆臂55向反凸轮轴45侧摆动的情况下，经由嵌于第三摆臂55的杆支承构件的推杆43以及阀臂44，重整用排气阀26被开阀(参照图3)。
如图5所示，吸气用切换单元48对第一摆臂38以及第二摆臂41的动作状态、进而对重整用吸气阀24的开闭正时进行切换。吸气用切换单元48具备：液压泵49、吸气阀用电磁切换阀50、液压活塞51、承受构件52等，通过形成于这些构件、摆臂轴37以及第一摆臂38的油路构成。
吸气阀用电磁切换阀50是在接收到控制信号的情况下对供给至液压活塞51的工作油的流路进行切换的阀。由液压泵49压送的工作油经由吸气阀用电磁切换阀50供给至第一摆臂38的液压活塞51。
液压活塞51是配置于第一摆臂38的液压执行机构。液压活塞51具有半球面状的底部，并构成为此底部在凸轮轴45侧移动自如。液压活塞51构成为：通过由吸气阀用电磁切换阀50进行的工作油的流路的切换，底部向凸轮轴45侧突出。
如图4和图5所示，承受构件52是装配于第二摆臂41的凸轮轴45侧的侧面的板状的构件。承受构件52从第二摆臂41延伸至第一摆臂38的凸轮轴45侧的侧面。承受构件52的延伸端部配置为：仰视时与第一摆臂38的液压活塞51重叠地对置。承受构件52构成为：在第二摆臂41的可动范围内，不与第一摆臂接触。此外，承受构件52构成为：在液压活塞51的底部突出的情况下，供此底部抵接。
同样，如图5所示，排气用切换单元57对第三摆臂55以及第四摆臂56的动作状态、进而对重整用排气阀26的开闭正时进行切换。排气用切换单元57具备：液压泵49、排气阀用电磁切换阀58、液压活塞51以及承受构件52等，通过形成于这些构件、摆臂轴37以及第三摆臂55的油路构成。
排气阀用电磁切换阀58是在接收到控制信号的情况下对供给至液压活塞51的工作油的流路进行切换的阀。由液压泵49压送的工作油经由排气阀用电磁切换阀58供给至第三摆臂55的液压活塞51。
如图2所示，重整用汽缸变速装置59对重整用汽缸旋转速度Nr进行变更。重整用汽缸变速装置59在输入侧连接有输出用曲轴7，在输出侧连接有重整用曲轴21。重整用汽缸变速装置59将来自以发动机1的目标旋转速度Np旋转的输出用曲轴7的动力以任意的重整用汽缸旋转速度Nr传递给重整用曲轴21。就是说，重整用汽缸变速装置59构成为：在输出用汽缸2以目标旋转速度Np旋转的状态下，能够使重整用汽缸15的旋转速度以任意的重整用汽缸旋转速度Nr旋转。需要说明的是，重整用汽缸变速装置59只要是能相对于输入侧的旋转速度任意地变更输出侧的旋转速度的齿轮式的有级变速装置、皮带式或液压式的无级变速装置等即可。
如图2所示，作为控制装置的ECU60对发动机1进行控制。具体而言，ECU60对副燃料喷射装置6、主燃料喷射装置20、第一吸气调量阀30、第二吸气调量阀31、EGR气体调量阀32、吸气阀用电磁切换阀50、排气阀用电磁切换阀58等进行控制。在ECU60中，储存有用于进行发动机1的控制的各种程序、数据。ECU60可以是通过总线连接有CPU、ROM、RAM、HDD等的构成，或者也可以是包含单片的LSI等的构成。
如图6所示，ECU60存储有：各种程序，用于进行燃料的喷射控制；主燃料喷射量映射图M1，用于基于发动机1的目标旋转速度Np以及目标输出Wt，计算出主燃料喷射量Qm；吸气流量映射图M2，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出向输出用汽缸2的燃烧室9供给的输出用吸气流量A1；混合气流量映射图M3，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出向重整用汽缸15的反应室23供给的重整用吸气流量A2和EGR气体流量A3；副燃料喷射量映射图M4，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出喷射至燃烧室9的点火用的副燃料喷射量Qs等。
如图2所示，ECU60连接于副燃料喷射装置6，能够控制副燃料喷射装置6的燃料喷射。
ECU60连接于主燃料喷射装置20，能够控制主燃料喷射装置20的燃料喷射。
ECU60连接于重整燃料温度传感器29，能够取得重整燃料温度传感器29所检测出的重整燃料的温度。
ECU60连接于第一吸气调量阀30，能够控制第一吸气调量阀30的开闭。
ECU60连接于第二吸气调量阀31，能够控制第二吸气调量阀31的开闭。
ECU60连接于EGR气体调量阀32，能够控制EGR气体调量阀32的开闭。
ECU60连接于输出用曲柄角检测传感器8，能够取得输出用曲柄角检测传感器8所检测出的输出用曲轴角度θ1。
ECU60连接于重整用曲柄角检测传感器22，能够取得重整用曲柄角检测传感器22所检测出的重整用曲轴角度θ2。
如图5所示，ECU60连接于吸气阀用电磁切换阀50，能够控制吸气阀用电磁切换阀50。
ECU60连接于排气阀用电磁切换阀58，能够控制排气阀用电磁切换阀58。
ECU60连接于重整用汽缸变速装置59(参照图2)，能够控制重整用汽缸变速装置59。
ECU60连接于未图示的冷却水温度传感器，能够取得冷却水温度传感器所检测出的冷却水的温度。
以下，对本发明的一个实施方式的发动机1的各部分的动作方式进行说明。
首先，对发动机1中的吸气以及排气的路径进行说明。
如图2所示，通过增压器14的压缩机14b吸入的外部空气作为吸气，在被绝热压缩的状态下排出至吸气管11。吸气被吸气用中间冷却器33冷却后，经由吸气管11供给至输出用汽缸2的燃烧室9。吸气的一部分经由连接于吸气管11的供给管25、重整用吸气阀24供给至重整用汽缸15的反应室23。
来自输出用汽缸2的燃烧室9的排气经由排气管13使增压器14的涡轮14a旋转后，排出至外部。排气的一部分经由EGR管28以及连接有EGR管28的供给管25，作为EGR气体供给至重整用汽缸15的反应室23。
供给至反应室23的给气(吸气和EGR气体)与喷射至反应室23内的燃料一起，通过重整用活塞18被绝热压缩。给气和重整燃料通过重整用活塞18的移动而绝热膨胀。然后，给气和重整燃料通过由重整用活塞18的移动进行的压缩从反应室23排出，经由重整用排气阀26、排出管27回流至吸气管11并供给至燃烧室9。
接着，对ECU60中的各种规定量的计算进行说明。如图6所示，ECU60基于由未图示的操作件的操作量等决定的发动机1的目标旋转速度Np以及目标输出Wt，根据主燃料喷射量映射图M1计算出主燃料喷射量Qm。
ECU60基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，根据吸气流量映射图M2计算出向输出用汽缸2的燃烧室9供给的输出用吸气流量A1。
ECU60基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，根据混合气流量映射图M3计算出向重整用汽缸15的反应室23供给的重整用吸气流量A2和EGR气体流量A3。
ECU60基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，根据副燃料喷射量映射图M4计算出供给至输出用汽缸2的燃烧室9的点火用燃料的副燃料喷射量Qs。
ECU60取得输出用曲柄角检测传感器8所检测出的输出用曲轴角度θ1、重整用曲柄角检测传感器22所检测出的重整用曲轴角度θ2，计算出输出用汽缸2以及重整用汽缸15的行程。
接着，对如上所述构成的可变动阀装置36的动作方式进行说明。需要说明的是，吸气阀24的可变动阀装置36的动作方式与排气阀26的可变动阀装置36的动作方式是同样的方式，因此省略对排气阀26的可变动阀装置36的动作方式的具体说明。
如图7所示，第一凸轮46(参照图5)的凸轮轮廓构成为：在重整用汽缸15的一个循环的整个行程中，维持第一摆臂38摆动至最凸轮轴45侧的状态。就是说，第一凸轮46的凸轮轮廓构成为：在重整用汽缸15的一个循环的整个行程中，维持重整用吸气阀24闭阀的状态。第二凸轮47(参照图5)的凸轮轮廓构成为：第二摆臂41根据输出用汽缸2的行程摆动。具体而言，第二凸轮47的轮廓设定为：在早于重整用活塞18的吸入行程中的上止点(以下，记作“吸气上止点”)T的正时(S1)开始重整用吸气阀24的开阀，在重整用活塞18的吸气上止点T，重整用吸气阀24的阀升程变成最大。就是说，第二凸轮47的凸轮轮廓构成为：重整用吸气阀24根据输出用汽缸2的行程进行开闭。
如图5所示，在ECU60以不使液压活塞51的底部向凸轮轴45侧突出的方式控制可变动阀装置36的吸气阀用电磁切换阀50的情况下，第一摆臂38以摆臂轴37为支点，按照第一凸轮46的轮廓摆动。第二摆臂41以摆臂轴37为支点，按照第二凸轮47的轮廓摆动。
当第一凸轮46以及第二凸轮47进一步向空心箭头的方向旋转时，第一摆臂38维持按照第一凸轮46的轮廓摆动至最凸轮轴45侧的状态。另一方面，第二摆臂41按照第二凸轮47的轮廓向反凸轮轴45侧摆动。此时，向反凸轮轴45侧摆动的第二摆臂41的承受构件52进入第一摆臂38的凸轮轴45侧面的凹陷部分。因此，第一摆臂38维持摆动至最凸轮轴45侧的状态，而不接触承受构件52。就是说，重整用活塞18的重整用吸气阀24维持闭阀的状态。因此，重整用吸气阀24的开闭正时由第一摆臂38的动作决定，而与第二摆臂41的动作无关。
液压活塞51抵接于第二摆臂41的承受构件52，由此，第一摆臂38变成被支承于第二摆臂41的状态。因此，当第一凸轮46以及第二凸轮47进一步向空心箭头的方向旋转时，第一摆臂38随着装配有承受构件52的第二摆臂41摆动，而不按照第一凸轮46的轮廓摆动。因此，当第二摆臂41按照第二凸轮47的轮廓向凸轮轴45侧摆动时，第一摆臂38也向凸轮轴45侧摆动。就是说，重整用活塞18的重整用吸气阀24按照第二凸轮47的轮廓被闭阀。在第一摆臂38向反凸轮轴45侧摆动的情况下，重整用吸气阀24按照第二凸轮47的轮廓被开阀(参照图2)。因此，重整用吸气阀24的开闭正时由第二摆臂41的动作决定。
此外，与通过可变动阀装置36来切换重整用吸气阀24的开闭正时的动作方式同样，ECU60能切换可变动阀装置36的排气阀用电磁切换阀58来变更重整用排气阀26的开闭正时。在此，使第三摆臂55摆动的第三凸轮53的凸轮轮廓构成为：维持重整用排气阀26闭阀的状态。
如图5所示，在ECU60以不使第三摆臂55的液压活塞51的底部向凸轮轴45侧突出的方式控制可变动阀装置36的排气阀用电磁切换阀58的情况下，第三摆臂55与第四摆臂56相互独立地摆动。就是说，第三摆臂55维持按照第三凸轮53的轮廓摆动至最凸轮轴45侧的状态。另一方面，第四摆臂56按照第四凸轮54的轮廓动作。就是说，重整用排气阀26的开闭正时由第三摆臂55的动作决定，而与第四摆臂56的动作无关。
在ECU60以使第三摆臂55的液压活塞51的底部向凸轮轴45侧突出的方式控制可变动阀装置36的排气阀用电磁切换阀58的情况下，液压活塞51抵接于第四摆臂56的承受构件52，由此，第三摆臂55变成被支承于第四摆臂56的状态。就是说，第三摆臂55随着装配有承受构件52的第四摆臂56的摆动而摆动，而不按照第三凸轮53的轮廓摆动。由此，第四摆臂56的动作决定重整用排气阀26的开闭正时，而与第三摆臂55的动作无关。需要说明的是，在本实施方式中，压缩比和膨胀比的控制通过由液压活塞51进行的凸轮的切换来实施，但并不限定于此，只要是能通过例如顶置凸轮式的可变动阀机构等来变更压缩比和膨胀比的机构即可。
接着，使用图8对重整用汽缸15中的燃料的重整的方式进行说明。
如图8所示，在重整用汽缸15的吸入行程中，重整用汽缸15的重整用活塞18从上止点朝向下止点移动。因此，重整用汽缸15的反应室23的容积因重整用活塞18的移动而增大，由此内部压力降低。此外，在重整用汽缸15的吸入行程中，重整用汽缸15构成为：为了向反应室23供给给气和排气，重整用吸气阀24开阀。ECU60基于所取得的重整用曲轴角度θ2来控制第二吸气调量阀31的开闭，以便利用重整用汽缸15的行程处于吸入行程期间(例如重整用活塞18处于下止点附近时)降低的内部压力，以所计算出的重整用吸气流量A2将吸气供给至重整用汽缸15的反应室23。相应地，ECU60控制EGR气体调量阀32的开闭，以便以所计算出的EGR气体流量A3将EGR气体供给至重整用汽缸15的反应室23。由此，以适于对燃料进行重整的氧浓度将给气供给至反应室23(图8中的给气吸入)。
在重整用汽缸15的压缩行程中，重整用汽缸15的重整用活塞18从下止点朝向上止点移动。就是说，重整用汽缸15的反应室23的容积因重整用活塞18的移动而减小，由此内部压力增大。由此，供给至反应室23的给气通过重整用活塞18被绝热压缩。重整用汽缸15对给气进行绝热压缩，由此使反应室23的内部成为高温、高压的状态。
在重整用汽缸15的压缩行程中，ECU60基于所取得的重整用曲轴角度θ2来控制主燃料喷射装置20，以便以所计算出的主燃料喷射量Qm将燃料供给至重整用汽缸15的反应室23。由此，在重整用汽缸15，燃料喷射至高温、高压的状态的反应室23的内部(图8中的燃料喷射)。为了使用供给至反应室23的给气来重整为低级烃燃料所需的当量比的燃料被供给至反应室23。
喷射至反应室23的内部的燃料通过所喷射的燃料的扩散，在高温、高压的反应室23内与给气迅速混合(预混合)并蒸发。当重整用活塞18到达上止点附近并且反应室23的内部变成最高温、高压的状态时，与给气预混合后的燃料的重整反应开始。
在重整用汽缸15的膨胀行程中，重整用汽缸15的重整用活塞18从上止点朝向下止点移动。就是说，重整用汽缸15的反应室23的容积因重整用活塞18的移动而增大，由此内部压力减小。重整燃料随着反应室23的容积的增大而绝热膨胀。由此，重整燃料被冷却而变成压力降低的状态，由此，重整反应停止(图8中的重整停止)。
在重整用汽缸15的排出行程中，重整用汽缸15的重整用活塞18从下止点朝向上止点移动。因此，重整用汽缸15的反应室23的容积因重整用活塞18的移动而减小，由此内部压力增大。此外，在重整用汽缸15的排出行程中，重整用汽缸15构成为：为了将重整燃料从反应室23排出，重整用排气阀26开阀。因此，重整燃料通过重整用排气阀26从反应室23排出，经由排出管27回流至吸气管11(图8中的燃料排出)。
重整燃料因给气的热量中未被用于重整时的吸热分解反应的残留热量而作为高温的燃料气体被供给至排出管27。供给至排出管27的高温的重整燃料通过排出管27的重整燃料用中间冷却器34被冷却。由此，输出用汽缸2的提前的自点火得到抑制。通过重整燃料用中间冷却器34被冷却后的重整燃料经由混合器27a供给至吸气管11。
接着，对供给至输出用汽缸2的燃料与由重整用汽缸15重整的燃料的质量平衡的控制进行说明。
根据作为输出用汽缸2的当量比的输出侧当量比输出侧吸气量Gair、输出用汽缸数Kp、也作为发动机1的目标旋转速度的输出用汽缸的目标旋转速度Np、以及输出侧理论混合比αp，基于以下所示的算式1，计算出作为一个循环中供给至各输出用汽缸2的重整燃料的合计的重整燃料量Gf。
[算式1]
此外，根据作为重整用汽缸15的当量比的重整侧当量比EGR率ψegr、每一个汽缸的重整侧吸入气体量gi、以及重整侧理论混合比αr，基于以下所示的算式2，计算出供给至一个重整用汽缸15的燃料量gf。
[算式2]
另一方面，根据供给至重整用汽缸15的燃料量gf、被供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr、以及重整用汽缸旋转速度Nr，基于以下所示的算式3，计算出重整燃料量Gf。
[算式3]
因此，通过将算式1和算式2应用于算式3，被供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr与重整用汽缸旋转速度Nr之积以及输出用汽缸数Kp与输出用汽缸的目标旋转速度Np之积的关系由以下算式4表示。就是说，供给至输出用汽缸2的燃料与由重整用汽缸15重整的燃料的质量平衡由输出用汽缸2和重整用汽缸15的旋转速度与汽缸数之积来表示。
[算式4]
ECU60根据基于由未图示的操作件的操作量等决定的发动机1的目标旋转速度Np以及目标输出Wt并根据主燃料喷射量映射图M1计算出的主燃料喷射量Qm、输出用汽缸数Kp、第一吸气调量阀30以及第二吸气调量阀31的开度，计算出输出侧当量比输出侧吸气量Gair以及输出侧理论混合比αp。同样，计算出重整侧当量比EGR率ψegr、每一个汽缸的重整侧吸入气体量gi以及重整侧理论混合比αr。
ECU60将供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr设定为最小，根据所计算出的输出侧当量比输出侧吸气量Gair、输出侧理论混合比αp、重整侧当量比EGR率ψegr、重整侧吸入气体量gi、以及重整侧理论混合比αr，基于算式4，计算出重整用汽缸旋转速度Nr，控制重整用汽缸变速装置59。
在将供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr设定为最小的状态下，在判断为通过重整用汽缸变速装置59的控制无法满足算式4的情况下，ECU60以使供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr增加的方式，控制第一吸气调量阀30、第二吸气调量阀31、以及EGR气体调量阀32的开度，控制与开始燃料和给气的供给的重整用汽缸数Kr对应的主燃料喷射装置20、吸气阀用电磁切换阀50、以及排气阀用电磁切换阀58。然后，ECU60根据重新设定的重整用汽缸数Kr，基于算式4，计算出重整用汽缸旋转速度Nr，控制重整用汽缸变速装置59。
具体而言，ECU60控制主燃料喷射装置20，以便燃料供给至未被供给燃料的一个重整用汽缸15。相应地，ECU60控制吸气阀用电磁切换阀50和排气阀用电磁切换阀58，以便与未被供给给气的一个重整用汽缸15对应的第一摆臂38按照第二凸轮47的轮廓摆动，第三摆臂55按照第四凸轮54的轮廓摆动。ECU60重新设定供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr，根据所计算出的输出侧当量比输出侧吸气量Gair、输出侧理论混合比αp、重整侧当量比EGR率ψegr、重整侧吸入气体量gi、以及重整侧理论混合比αr，基于算式4，计算出重整用汽缸旋转速度Nr，控制重整用汽缸变速装置59。
如上所述，发动机1的ECU60将供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr设定为规定的值，并以满足算式4的方式控制重整用汽缸变速装置59。在判断为通过重整用汽缸变速装置59的控制无法满足算式4的情况下，ECU60以使供给燃料和给气的重整用汽缸数Kr增加或减少的方式，控制第一吸气调量阀30、第二吸气调量阀31以及EGR气体调量阀32的开度、与开始或停止燃料和给气的供给的重整用汽缸数Kr对应的主燃料喷射装置20、吸气阀用电磁切换阀50以及排气阀用电磁切换阀58。然后，ECU60根据新的重整用汽缸数Kr，基于算式4，计算出重整用汽缸旋转速度Nr，控制重整用汽缸变速装置59。其结果是，发动机1维持从一个重整用汽缸15排出的每个汽缸的重整燃料量以及重整燃料的当量比，并且变更供给至输出用汽缸2的重整燃料量。就是说，在发动机1，即使输出用汽缸2的输出发生变动，由重整用汽缸15重整的燃料与供给至输出用汽缸2的燃料的质量平衡也得到保持。由此，能根据输出用汽缸2的输出来供给重整燃料。
需要说明的是，在本实施方式中，发动机1构成为：通过变更重整用汽缸15的重整用汽缸旋转速度Nr和重整用汽缸数Kr来控制重整燃料量，但并不限定于此。例如，发动机1也可以构成为：通过控制重整用汽缸变速装置59来变更重整用汽缸旋转速度Nr，维持从重整用汽缸15排出的每个汽缸的重整燃料量以及重整燃料的当量比，并且变更供给至输出用汽缸2的重整燃料量。此外，发动机1还可以构成为：通过控制可变动阀装置36来控制重整用吸气阀24以及重整用排气阀26的开闭，由此变更重整用汽缸数Kr，维持从重整用汽缸15排出的每个汽缸的重整燃料量以及重整燃料的当量比，并且变更供给至输出用汽缸2的重整燃料量。
接着，使用图9至图13，对另一实施方式的可变动阀装置36a的动作方式进行说明。
如图9所示，在ECU60以不使液压活塞51的底部向凸轮轴45侧突出的方式控制可变动阀装置36a的吸气阀用电磁切换阀50的情况下，第一摆臂38的第一凸轮辊39一边与第一凸轮46a抵接一边旋转。就是说，第一摆臂38以摆臂轴37为支点，按照第一凸轮46a的轮廓摆动。第二摆臂41的第二凸轮辊42一边与第二凸轮47a抵接一边旋转。就是说，第二摆臂41以摆臂轴37为支点，按照第二凸轮47a的轮廓摆动。此时，第一摆臂38与第二摆臂41相互独立地摆动。
当第一凸轮46a和第二凸轮47a向空心箭头的方向旋转时，第一摆臂38和第二摆臂41根据各自的凸轮的轮廓同时向反凸轮轴45侧摆动。在第一摆臂38向反凸轮轴45侧摆动的情况下，经由嵌于第一摆臂38的杆支承构件40的推杆43、阀臂44、以及吸气连结构件24a，重整用吸气阀24被开阀(参照图3)。
当第一凸轮46a和第二凸轮47a进一步向空心箭头的方向旋转时，第一摆臂38按照第一凸轮46a的轮廓，先于第二摆臂41向凸轮轴45侧摆动。此时，第一摆臂38因其凸轮轴45侧面的凹陷部分而免于与保持向反凸轮轴45侧摆动的状态的第二摆臂41的承受构件52接触，向凸轮轴45侧的摆动不会因该承受构件52而受到阻碍。在第一摆臂38向凸轮轴45侧摆动后，第二摆臂41按照第二凸轮47a的轮廓向凸轮轴45侧摆动。在第一摆臂38向下方摆动的情况下，重整用吸气阀24被闭阀(参照图3)。就是说，第一摆臂38与第二摆臂41单独地动作，第一摆臂38的动作决定重整用吸气阀24的开闭正时，而与第二摆臂41的动作无关。
如图11所示，第一凸轮46a的轮廓设定为：在早于重整用活塞18的吸气工序中的上止点(以下，记作“吸气上止点”)T的正时(S1)，开始重整用吸气阀24的开阀，在重整用活塞18的吸气上止点T，重整用吸气阀24的阀升程变成最大。此外，第一凸轮46a的轮廓设定为：在早于重整用活塞18的吸气工序中的下止点(以下，记作“吸气下止点”)B的正时，开始重整用吸气阀24的闭阀，在早于重整用活塞18的吸气下止点B的正时(S2)，重整用吸气阀24完全闭阀。就是说，第一凸轮46a构成为：在早于由后述的第二凸轮47a进行的重整用吸气阀24的开闭正时的正时，进行重整用吸气阀24的开闭。
如图10所示，在ECU60以使液压活塞51的底部向凸轮轴45侧突出的方式控制可变动阀装置36a的吸气阀用电磁切换阀50的情况下，液压活塞51的底部被供给至液压活塞51的工作油朝向凸轮轴45侧按压。被工作油按压的液压活塞51向凸轮轴45侧滑动并从第一摆臂38的凸轮轴45侧面突出。液压活塞51的底部与装配于第二摆臂41的承受构件52抵接。
液压活塞51抵接于第二摆臂41的承受构件52，由此，第一摆臂38变成被支承于第二摆臂41的状态。因此，第一摆臂38随着装配有承受构件52的第二摆臂41摆动，而不按照第一凸轮46a的轮廓摆动。即，当第二摆臂41按照第二凸轮47a的轮廓向凸轮轴45侧摆动时，第一摆臂38也向凸轮轴45侧摆动。在第一摆臂38向凸轮轴45侧摆动的情况下，重整用吸气阀24被闭阀(参照图3)。就是说，在重整用吸气阀24的闭阀时，第一摆臂38与第二摆臂41一体动作，第二摆臂41的动作决定重整用吸气阀24的开闭正时。
如图12所示，第二凸轮47a的轮廓设定为：在早于重整用活塞18的吸气上止点T的正时(S1)，开始重整用吸气阀24的开阀，在重整用活塞18的吸气上止点T，重整用吸气阀24的阀升程变成最大。此外，设定为：在重整用活塞18的吸气下止点B附近，开始重整用吸气阀24的闭阀，之后(S3)，重整用吸气阀24完全闭阀。就是说，第二凸轮47a构成为：在晚于由上述的第一凸轮46a进行的重整用吸气阀24的开闭正时的正时，进行重整用吸气阀24的开闭。需要说明的是，在本实施方式中，采用了在重整用活塞18的吸气下止点B附近开始重整用吸气阀24的闭阀的构成，但本发明不限于此。即，也可以采用在重整用活塞18的吸气下止点B开始重整用吸气阀24的闭阀的构成。
此外，与通过可变动阀装置36a来切换重整用吸气阀24的开闭正时的动作方式同样地，ECU60能通过切换可变动阀装置36a的排气阀用电磁切换阀58来变更重整用排气阀26的开闭正时。在此，使第三摆臂55摆动的第三凸轮53a构成为：在早于由使第四摆臂56摆动的第四凸轮54a进行的重整用排气阀26的开闭正时的正时，进行重整用排气阀26的开闭。
如图9所示，在ECU60以不使第三摆臂55的液压活塞51的底部向凸轮轴45侧突出的方式控制可变动阀装置36a的排气阀用电磁切换阀58的情况下，第三摆臂55与第四摆臂56相互独立地摆动。就是说，第三摆臂55按照第三凸轮53a的轮廓动作，第四摆臂56按照第四凸轮54a的轮廓动作。由此，第三摆臂55的动作决定重整用排气阀26的开闭正时，而与第四摆臂56的动作无关。
如图10所示，在ECU60以使第三摆臂55的液压活塞51的底部向凸轮轴45侧突出的方式控制可变动阀装置36a的排气阀用电磁切换阀58的情况下，液压活塞51抵接于第四摆臂56的承受构件52，由此，第三摆臂55变成被支承于第四摆臂56的状态。就是说，第三摆臂55随着装配有承受构件52的第四摆臂56的摆动而摆动，而不按照第三凸轮53a的轮廓摆动。由此，第四摆臂56的动作决定重整用排气阀26的开闭正时，而与第三摆臂55的动作无关。需要说明的是，在本实施方式中，压缩比和膨胀比的控制通过由液压活塞51进行的凸轮的切换来实施，但并不限定于此，只要是能通过例如顶置凸轮式的可变动阀机构等来变更压缩比和膨胀比的机构即可。
接着，对重整用汽缸15的压缩比和膨胀比的控制方式进行说明。
在基于从重整燃料温度传感器29取得的信号判断为重整燃料温度Tf高于上限值Tu的情况下，ECU60控制吸气用切换单元48的吸气阀用电磁切换阀50，以便使重整用吸气阀24进行开闭的第一摆臂38按照第一凸轮46a的轮廓摆动(参照图11)。就是说，ECU60控制吸气阀用电磁切换阀50，以便供给至重整用汽缸15的给气变少。由此，重整用汽缸15的实际上的压缩比变小，通过重整用汽缸15绝热压缩后的重整燃料的温度上升得到抑制。
此外，在基于从重整燃料温度传感器29取得的信号判断为重整燃料温度Tf高于上限值Tu的情况下，ECU60控制排气用切换单元57的排气阀用电磁切换阀58，以便使重整用吸气阀26进行开闭的第三摆臂55按照第四凸轮54a的轮廓摆动(参照图12)。就是说，ECU60控制排气阀用电磁切换阀58，以便在重整用汽缸15处于下止点附近的正时，重整燃料被排出。由此，重整用汽缸15的实际上的膨胀比变大，通过重整用汽缸15绝热膨胀后的重整燃料的温度降低得到促进。
而且，在基于从重整燃料温度传感器29取得的信号判断为重整燃料温度Tf高于上限值Tu的情况下，ECU60也可以控制吸气用切换单元48的吸气阀用电磁切换阀50，以便使重整用吸气阀24进行开闭的第一摆臂38按照第一凸轮46a的轮廓摆动(参照图11)，控制排气用切换单元57的排气阀用电磁切换阀58，以便使重整用排气阀26进行开闭的第三摆臂55按照第四凸轮54a的轮廓摆动(参照图12)。由此，重整用汽缸15的实际上的压缩比变小，并且实际上的膨胀比变大。
在判断为从未图示的冷却水传感器取得的发动机1的冷却水温度Tw为下限值TI以下、或从发动机的起动开始为规定时间以内的情况下，ECU60控制吸气用切换单元48的吸气阀用电磁切换阀50，以便使重整用吸气阀24进行开闭的第一摆臂38按照第二凸轮47a的轮廓摆动，而与从重整燃料温度传感器29取得的重整燃料温度Tf无关(参照图12)。就是说，ECU60控制吸气阀用电磁切换阀50，以便供给至重整用汽缸15的给气变多。由此，重整用汽缸15的实际上的压缩比变大，通过重整用汽缸15绝热压缩时的压力、温度上升，燃料的重整反应得到促进。
如上所述，在具备输出用汽缸2和通过重整用活塞18的往复动作来对燃料进行重整的重整用汽缸15的发动机1中，基于从重整燃料温度传感器29取得的信号，使用可变动阀装置36a来变更重整用吸气阀24和重整用排气阀26的开闭正时中的至少一个。在重整燃料温度Tf高于上限值Tu的情况下，在发动机1，重整用汽缸15的实际上的膨胀比变大或实际上的压缩比变小，由此重整后的燃料的温度维持在固定的范围内。由此，不管运转条件如何，都能通过以稳定的状态供给重整燃料来防止发动机输出的降低。
此外，在判断为从冷却水传感器取得的冷却水温度Tw为规定值以下、或从发动机1的起动开始为规定时间以内的情况下，发动机1使用可变动阀装置36a来变更重整用吸气阀24的开闭正时，而与重整燃料温度Tf无关。就是说，在发动机1，重整用汽缸15的实际上的压缩比变大，由此，即使发动机1、外部空气为低温，燃料的重整也将可靠地进行。由此，不管运转条件如何，都能通过以稳定的状态供给重整燃料来防止发动机输出的降低。
以下，使用图14至图16，对作为本发明的发动机的另一实施方式的重整用汽缸15a进行说明。
作为燃料重整装置的重整用汽缸15a将轻油等高级烃燃料重整为低级烃燃料(例如甲烷)，抑制过早点火。重整用汽缸15a对将燃料喷射至吸气与排气(EGR气体)的混合气(以下，仅记作“给气”)的产物进行绝热压缩，由此对燃料进行重整。重整用汽缸15a具备：重整用缸盖16、重整用缸17、重整用活塞18、重整用连杆19、主燃料喷射装置20以及添加剂喷射装置61。
添加剂喷射装置61向反应室23的内部供给作为添加剂的水。添加剂喷射装置61设于重整用缸盖16。添加剂喷射装置61构成为：能够在任意的正时以任意的量向反应室23的内部供给作为添加剂的水。添加剂喷射装置61经由未图示的添加剂喷射泵连接于添加剂存留箱62。在添加剂存留箱62设有添加剂余量传感器62a。添加剂喷射装置61由针式喷嘴、涡旋喷射器、空气辅助喷射器等喷嘴构成。需要说明的是，在本实施方式中，添加剂喷射装置61从重整用缸盖16朝向反应室23的内部设置，但并不限定于此，也可以以向供给管25的内部喷射水的方式设置。此外，在吸气管11，在供给管25的连接位置的上游侧设有吸气检测传感器11a。吸气检测传感器11a检测作为外部空气的总吸入流量的吸气流量A0和吸气的绝对湿度H。
作为控制装置的ECU60对发动机1进行控制。具体而言，ECU60对副燃料喷射装置6、主燃料喷射装置20、添加剂喷射装置61、第一吸气调量阀30、第二吸气调量阀31、EGR气体调量阀32等进行控制。在ECU60中储存有用于进行发动机1的控制的各种程序、数据。ECU60可以是通过总线连接有CPU、ROM、RAM、HDD等的构成，或者也可以是包含单片的LSI等的构成。
如图6所示，ECU60存储有：各种程序，用于进行燃料的喷射控制；主燃料喷射量Qm映射图M1，用于基于最能促进所使用的燃料中的每单位燃料的热分解反应的添加剂(本实施方式中为水)的量、发动机1的目标旋转速度Np、以及目标输出Wt，计算出主燃料喷射量Qm；吸气流量映射图M2，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出向输出用汽缸2的燃烧室9供给的输出用吸气流量A1；混合气流量映射图M3，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出向重整用汽缸15a的反应室23供给的重整用吸气流量A2和EGR气体流量A3；副燃料喷射量映射图M4，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出喷射至燃烧室9的点火用的副燃料喷射量Qs；等。
ECU60连接于吸气检测传感器11a，能够取得吸气检测传感器11a所检测出的吸气流量A0和吸气的绝对湿度H。
ECU60连接于添加剂余量传感器62a，能够取得添加剂余量传感器62a所检测出的与添加剂存留箱62的添加剂的余量有关的信号。
以下，使用图14至图16，对本发明的另一实施方式的发动机1的各部分的动作方式进行说明。
首先，对发动机1中的吸气以及排气的路径进行说明。
如图14所示，通过增压器14的压缩机14b吸入的外部空气作为吸气，在被绝热压缩的状态下排出至吸气管11。吸气被吸气用中间冷却器33冷却后，经由吸气管11供给至输出用汽缸2的燃烧室9。吸气的一部分经由连接于吸气管11的供给管25、重整用吸气阀24供给至重整用汽缸15a的反应室23。
来自输出用汽缸2的燃烧室9的排气经由排气管13使增压器14的涡轮14a旋转后，排出至外部。排气的一部分经由EGR管28以及连接有EGR管28的供给管25，作为EGR气体供给至重整用汽缸15a的反应室23。
供给至反应室23的给气(吸气和EGR气体)与喷射至反应室23内的燃料和作为添加剂的水一起，通过重整用活塞18被绝热压缩。给气和重整燃料通过重整用活塞18的移动而绝热膨胀。然后，给气和重整燃料通过由重整用活塞18的移动进行的压缩从反应室23排出，经由重整用排气阀26、排出管27回流至吸气管11并供给至燃烧室9。
此外，如图15所示，ECU60基于主燃料喷射量Qm以及最能促进所使用的每单位燃料的重整反应的添加剂(本实施方式中为水)的量Wb，计算出最能促进以主燃料喷射量Qm供给至重整用汽缸15的燃料的重整反应的水的水量Wsu。
ECU60根据主燃料喷射量Qm以及基于重整用吸气流量A2和EGR气体流量A3的排气的回流率ψ，计算出供给至重整用汽缸15的反应室23的EGR气体中所含的水分量Wex。
ECU60根据重整用吸气流量A2以及吸气检测传感器11a所检测出的绝对湿度H，计算出供给至重整用汽缸15a的反应室23的吸气中所含的水分量Win。
ECU60根据最促进以主燃料喷射量Qm供给的燃料的重整反应的水的水分量Wsu、EGR气体中所含的水分量Wex、以及供给至反应室23的吸气中所含的水分量Win，基于以下所示的算式1，计算出经由添加剂喷射装置61供给至反应室23的水量Wad。
[算式5]
Wad＝Wsu-Win-Wex
接着，使用图16对重整用汽缸15a中的燃料的重整的方式进行说明。
如图16所示，在重整用汽缸15a的吸入行程中，重整用汽缸15a的重整用活塞18从上止点朝向下止点移动。因此，重整用汽缸15a的反应室23的容积因重整用活塞18的移动而增大，由此内部压力降低。此外，在重整用汽缸15a的吸入行程中，重整用汽缸15a构成为：为了向反应室23供给给气和排气，重整用吸气阀24开阀。ECU60基于所取得的重整用曲轴角度θ2来控制第二吸气调量阀31的开闭，以便利用重整用汽缸15a的行程处于吸入行程期间(例如重整用活塞18处于下止点附近时)降低的内部压力，以所计算出的重整用吸气流量A2将吸气供给至重整用汽缸15a的反应室23。相应地，ECU60控制EGR气体调量阀32的开闭，以便以所计算出的EGR气体流量A3将EGR气体供给至重整用汽缸15a的反应室23。由此，以适于对燃料进行重整的氧浓度将给气供给至反应室23(图16中的给气吸入)。
在重整用汽缸15a的压缩行程中，重整用汽缸15a的重整用活塞18从下止点朝向上止点移动。就是说，重整用汽缸15a的膨胀室23的容积因重整用活塞18的移动而减小，由此内部压力增大。由此，供给至反应室23的给气通过重整用活塞18被绝热压缩。重整用汽缸15a对给气进行绝热压缩，由此使反应室23的内部成为高温、高压的状态。
在重整用汽缸15a的压缩行程中，ECU60基于所取得的重整用曲轴角度θ2来控制主燃料喷射装置20，以便以所计算出的主燃料喷射量Qm将燃料供给至重整用汽缸15a的反应室23。由此，在重整用汽缸15a，燃料喷射至高温、高压的状态的反应室23的内部(图16中的燃料喷射)。为了使用供给至反应室23的给气来重整为低级烃燃料所需的当量比的燃料被供给至反应室23。
而且，ECU60基于所取得的重整用曲轴角度θ2来控制添加剂喷射装置61，以便以基于上述算式1所计算出的水量Wad将作为添加剂的水供给至重整用汽缸15a的反应室23。
喷射至反应室23的内部的燃料通过所喷射的燃料的扩散，在高温、高压的反应室23内与给气迅速混合(预混合)并蒸发。当重整用活塞18到达上止点附近并且反应室23的内部变成最高温、高压的状态时，与给气预混合后的燃料的重整反应开始(图16中的浅黑色区域)。此时，由高级烃形成的燃料的重整反应通过作为添加剂而添加的水而得到促进。高级烃在高温、高压的状态下与水反应，如以下化学式1所示被重整为一氧化碳和氢气，或者如化学式2所示被重整为二氧化碳和氢气。通过重整反应生成的氢气使碳从高级烃中分离来促进向低级烃的重整。
[化学式1]
[化学式2]
在重整用汽缸15a的膨胀行程中，重整用汽缸15a的重整用活塞18从上止点朝向下止点移动。就是说，重整用汽缸15a的反应室23的容积因重整用活塞18的移动而增大，由此内部压力减小。重整燃料随着反应室23的容积的增大而绝热膨胀。由此，重整燃料被冷却而变成压力降低的状态，由此，重整反应停止(图16中的重整停止)。
在重整用汽缸15a的排出行程中，重整用汽缸15a的重整用活塞18从下止点朝向上止点移动。因此，重整用汽缸15a的反应室23的容积因重整用活塞18的移动而减小，由此内部压力增大。此外，在重整用汽缸15a的排出行程中，重整用汽缸15a构成为：为了将重整燃料从反应室23排出，重整用排气阀26开阀。因此，重整燃料通过重整用排气阀26从反应室23排出，经由排出管27回流至吸气管11(图16中的燃料排出)。
重整燃料因给气的热量中未被用于重整时的吸热分解反应的残留热量而作为高温的燃料气体被供给至排出管27。供给至排出管27的高温的重整燃料通过排出管27的重整燃料用中间冷却器34被冷却。由此，输出用汽缸2的提前的自点火得到抑制。通过重整燃料用中间冷却器34被冷却后的重整燃料经由混合器27a供给至吸气管11。
在根据从添加剂余量传感器62a取得的信号判断为添加剂存留箱62的作为添加剂的水的余量小于基准值的情况下，ECU60控制副燃料喷射装置6、主燃料喷射装置20、第二吸气调量阀31、以及EGR气体调量阀32中的一个或多个，使副燃料喷射量Qs、主燃料喷射量Qm、重整用吸气流量A2、以及排气的回流率ψ中的至少一个增加或减少。例如，在绝对湿度H高的情况下，ECU60以使第二吸气调量阀31的开度变大、使EGR气体调量阀32的开度变小的方式进行控制，由此使重整用吸气流量A2增加。由此，对于应该供给至反应室23的水分量Wsu，基于算式1，吸气中所含的水分量Win的比例增加，经由添加剂喷射装置61供给至反应室23的水量Wad减少。
如上所述，在具备燃料被供给至给气的重整用汽缸15a的发动机1中，基于供给至重整用汽缸15a的燃料量以及给气量，从添加剂喷射装置61供给作为添加剂的水。发动机1的ECU60计算出最促进供给至重整用汽缸15a的主燃料喷射量Qm的燃料的重整反应的水的水量Wsu、吸气中所含的水分量Win以及EGR气体中所含的水分量Wex，并以如下方式进行控制：从添加剂喷射装置61供给为了在重整用汽缸15a内存在水量Wsu的水所需的水量Wad的水。通过这样构成，在本发明的发动机1中，考虑到因其运转状态、运转环境而变动的给气中所含的水分量，变更从添加剂喷射装置61供给的水量。由此，发动机1能为了促进重整反应而从添加剂喷射装置61供给适当量的作为添加剂的水。
此外，在发动机1，在添加剂存留箱62的存留量小于基准值的情况下，ECU60控制副燃料喷射装置6、主燃料喷射装置20、第二吸气调量阀31、以及EGR气体调量阀32中的一个或多个，使副燃料喷射量Qs、主燃料喷射量Qm、重整用吸气流量A2、以及排气的回流率ψ中的至少一个增加或减少。通过这样构成，因吸气、排气中所含的水分的有效利用，必须从添加剂喷射装置61供给的水量Wad得到抑制。由此，能为了促进重整反应而供给适当量的添加剂。
以下，使用图17至图21，对作为本发明的发动机的另一实施方式的重整用汽缸15b进行说明。
作为燃料重整装置的重整用汽缸15b将轻油等燃料重整为低级烃燃料(例如甲烷)，抑制过早点火。重整用汽缸15b对将燃料喷射至吸气与排气(EGR气体)的混合气的产物进行绝热压缩，由此对燃料进行重整。重整用汽缸15b具备：重整用缸盖16、重整用缸17、重整用活塞18、重整用连杆19、反应室64、以及主燃料喷射装置20。
在重整用汽缸15b，由重整用缸盖16、重整用缸17、以及重整用活塞18的端面构成有膨胀室63。因此，膨胀室63构成为：其容积通过重整用活塞18的往复动作而变化。膨胀室63通过其容积的变化对给气和燃料进行绝热压缩。
而且，在重整用汽缸15b，在重整用缸盖16形成有反应室64。反应室64是将给气与燃料预混合，使其发生重整反应的空间。重整用缸盖16的反应室64形成为大致球形。需要说明的是，反应室64的形状不限定于大致球形，只要是椭圆形等能产生涡流的形状即可。在反应室64设有主燃料喷射装置20。主燃料喷射装置20构成为仅向反应室64的内部喷射燃料。因此，主燃料喷射装置20设于所喷射的燃料不会通过连通孔65而到达膨胀室63的内部的位置。主燃料喷射装置20由针式喷嘴、涡旋喷射器、空气辅助喷射器等喷嘴构成。
在重整用缸盖16形成有将膨胀室63与反应室64相连的连通孔65。连通孔65构成为：在偏向反应室64的一方的位置开口，其轴线不从反应室64的中心通过。由此，重整用汽缸15b构成为：从膨胀室63通过连通孔65流入反应室64的气体在反应室64的内部回旋并产生涡流。此外，连通孔65形成为与重整用活塞18的端面对置。由此，膨胀室63与反应室64维持连通状态，而与重整用活塞18的上止点的位置无关。就是说，重整用汽缸15b能任意地设定重整用活塞18的上止点位置。需要说明的是，在本实施方式中，连通孔65设为一个，但并不限定于此，只要在反应室64的内部产生涡流，也可以是多个。
考虑到热损失，重整用汽缸15b的压缩率设定为15以上(例如15～20左右)。此外，重整用汽缸15b构成为：在重整用活塞18处于上止点的位置且膨胀室63的容积变得最小时，反应室64相对于膨胀室63的容积比为3：7以上。由此，在反应室64中重整后的燃料在膨胀室63中绝热膨胀时，重整用汽缸15b能抑制重整燃料通过残留于膨胀室63中的未反应的给气中的氧被氧化的量。
在本实施方式中，反应室64形成于重整用缸盖16，但并不限定于此。例如，如图18所示，也可以在重整用活塞18的内部形成反应室64。重整用活塞18的反应室64形成为大致球形。在重整用活塞18形成有将膨胀室63与反应室64相连的连通孔65。连通孔65构成为：在偏向反应室64的一方的位置开口，其轴线不从反应室64的中心通过。由此，重整用汽缸15b构成为：从膨胀室63流入反应室64的气体在反应室64的内部回旋并产生涡流。在本实施方式中，主燃料喷射装置20设于重整用缸盖16。主燃料喷射装置20构成为：经由形成于重整用活塞18的连通孔65，向反应室64的内部喷射燃料。由此，即使在进行往复动作的重整用活塞18形成有反应室64，重整用汽缸15b也能在反应室64的内部将给气与燃料预混合。
此外，如图19所示，也可以在形成有重整用缸17的缸体66形成反应室64。缸体66的反应室64形成为大致球形。在缸体66形成有将膨胀室63与反应室64相连的连通孔65。连通孔65构成为：在偏向反应室64的一方的位置开口，其轴线不从反应室64的中心通过。由此，重整用汽缸15b构成为：从膨胀室63流入反应室64的气体在反应室64的内部回旋并产生涡流。在本实施方式中，主燃料喷射装置20设于反应室64。
如图17所示，在重整用汽缸15b，经由重整用吸气阀24连接有供给管25，经由重整用排气阀26连接有排出管27。排出管27连接于吸气管11。就是说，构成为：吸气的一部分能够从吸气管11供给至供给管25。此外，供给管25经由EGR管28连接于排气管13。就是说，构成为：来自输出用汽缸2的燃烧室9的排气的一部分能够通过EGR管28，作为EGR气体供给至供给管25。因此，构成为：吸气与EGR气体的混合气(以下，仅记作“给气”)能够从供给管25供给至重整用汽缸15b的膨胀室63。排出管27经由混合器27a连接于供给管25的下游侧的吸气管11。此外，重整用汽缸15b构成为：混合气经重整后的低级烃燃料(以下，仅记作“重整燃料”)能够从膨胀室63经由排出管27排出至吸气管11。
在吸气管11，在供给管25的连接位置的下游侧、且排出管27的连接位置的上游侧设有第一吸气调量阀30。第一吸气调量阀30由电磁式流量控制阀构成。第一吸气调量阀30能取得来自后述的作为控制装置的ECU60的信号来变更第一吸气调量阀30的开度。需要说明的是，在本实施方式中，由电磁式流量控制阀构成第一吸气调量阀30，但只要能变更吸气的流量即可。
在供给管25，在EGR管28的连接位置的上游侧设有第二吸气调量阀31。第二吸气调量阀31由电磁式流量控制阀构成。第二吸气调量阀31能取得来自后述的ECU60的信号来变更第二吸气调量阀31的开度。需要说明的是，在本实施方式中，由电磁式流量控制阀构成第二吸气调量阀31，但只要能变更吸气的流量即可。
在EGR管28设有EGR气体调量阀32。EGR气体调量阀32由电磁式流量控制阀构成。EGR气体调量阀32能取得来自后述的ECU60的信号来变更EGR气体调量阀32的开度。需要说明的是，在本实施方式中，由电磁式流量控制阀构成EGR气体调量阀32，但只要能变更EGR气体的流量即可。
通过这样构成，发动机1构成为：能够通过第一吸气调量阀30来变更吸气与从重整用汽缸15b的膨胀室63排出的重整燃料的混合比。此外，发动机1构成为：能够通过第二吸气调量阀31和EGR气体调量阀32来变更供给至膨胀室63的吸气与EGR气体的混合比。
吸气用中间冷却器33、重整燃料用中间冷却器34、以及EGR气体用中间冷却器35对气体进行冷却。吸气用中间冷却器33设于吸气管11。吸气用中间冷却器33构成为能够冷却由压缩机14b绝热压缩后的吸气。重整燃料用中间冷却器34设于排出管27。重整燃料用中间冷却器34构成为能够冷却从重整用汽缸15的膨胀室63排出的重整燃料。重整燃料用中间冷却器34由以空气或水为冷却介质的散热器或热交换器构成。EGR气体用中间冷却器35设于EGR管28。EGR气体用中间冷却器35构成为能够冷却因燃料的燃烧而被加热的排气。
作为控制装置的ECU60对发动机1进行控制。具体而言，ECU60对副燃料喷射装置6、主燃料喷射装置20、第一吸气调量阀30、第二吸气调量阀31、EGR气体调量阀32等进行控制。在ECU60中，储存有用于进行发动机1的控制的各种程序、数据。ECU60可以是通过总线连接有CPU、ROM、RAM、HDD等的构成，或者也可以是包含单片的LSI等的构成。
如图6所示，ECU60存储有：各种程序，用于进行燃料的喷射控制；主燃料喷射量映射图M1，用于基于发动机1的目标旋转速度Np以及目标输出Wt，计算出主燃料喷射量Qm；吸气流量映射图M2，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出向输出用汽缸2的燃烧室9供给的输出用吸气流量A1；混合气流量映射图M3，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出向重整用汽缸15的膨胀室63供给的重整用吸气流量A2和EGR气体流量A3；副燃料喷射量映射图M4，用于基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，计算出喷射至燃烧室9的点火用燃料的副燃料喷射量Qs；等。
以下，对本发明的第一实施方式的发动机1的各部分的动作方式进行说明。
首先，对发动机1中的吸气以及排气的路径进行说明。
如图17所示，通过增压器14的压缩机14b吸入的外部空气作为吸气，在被绝热压缩的状态下排出至吸气管11。吸气被吸气用中间冷却器33冷却后，经由吸气管11供给至输出用汽缸2的燃烧室9。吸气的一部分经由连接于吸气管11的供给管25、重整用吸气阀24供给至重整用汽缸15b的膨胀室63。
来自输出用汽缸2的燃烧室9的排气经由排气管13使增压器14的涡轮14a旋转后，排出至外部。排气的一部分经由EGR管28以及连接有EGR管28的供给管25，作为EGR气体供给至重整用汽缸15b的膨胀室63。
供给至膨胀室63的给气(吸气和EGR气体)通过连通孔65供给至反应室64。在反应室64内与给气一起被重整后的燃料通过由重整用活塞18的移动进行的吸入从反应室64排出至膨胀室63。通过由重整用活塞18的移动进行的压缩从反应室23排出的重整燃料经由重整用排气阀26、排出管27回流至吸气管11并供给至燃烧室9。
接着，对ECU60中的各种规定量的计算进行说明。如图6所示，ECU60基于由未图示的操作件的操作量等决定的发动机1的目标旋转速度Np以及目标输出Wt，根据主燃料喷射量映射图M1计算出主燃料喷射量Qm。
ECU60基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，根据吸气流量映射图M2计算出向输出用汽缸2的燃烧室9供给的输出用吸气流量A1。
ECU60基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，根据混合气流量映射图M3计算出向重整用汽缸15b的膨胀室63供给的重整用吸气流量A2和EGR气体流量A3。
ECU60基于目标旋转速度Np以及主燃料喷射量Qm，根据副燃料喷射量映射图M4计算出喷射至输出用汽缸2的燃烧室9的点火用燃料的副燃料喷射量Qs。
ECU60取得输出用曲柄角检测传感器8所检测出的输出用曲轴角度θ1、重整用曲柄角检测传感器22所检测出的重整用曲轴角度θ2，计算出输出用汽缸2以及重整用汽缸15b的行程。
接着，使用图20和图21对重整用汽缸15中的燃料的重整的方式进行说明。
如图20所示，在重整用汽缸15b的吸入行程中，重整用汽缸15b的重整用活塞18从上止点朝向下止点移动。就是说，重整用汽缸15b的膨胀室63的容积因重整用活塞18的移动而增大，由此内部压力降低。此外，在重整用汽缸15b的吸入行程中，重整用汽缸15b构成为：为了供给给气，重整用吸气阀24开阀。因此，ECU60基于所取得的重整用曲轴角度θ2来控制第二吸气调量阀31的开闭，以便在重整用汽缸15b的行程处于吸入行程期间(例如重整用活塞18处于下止点附近时)，以所计算出的重整用吸气流量A2将吸气供给至重整用汽缸15b的膨胀室63。相应地，ECU60控制EGR气体调量阀32的开闭，以便以所计算出的EGR气体流量A3将EGR气体供给至重整用汽缸15b的膨胀室63。由此，给气(吸气和EGR气体)以适于对燃料进行重整的氧浓度被吸入至膨胀室63(图20中的给气吸入)。
在重整用汽缸15b的压缩行程中，重整用汽缸15b的重整用活塞18从下止点朝向上止点移动。就是说，重整用汽缸15b的膨胀室63的容积因重整用活塞18的移动而减小，由此内部压力增大。由此，供给至膨胀室63的给气通过重整用活塞18被绝热压缩。然后，如图21所示，绝热压缩后的膨胀室63的内部的给气通过连通孔65高速流入反应室64的内部(图20中的给气流入)。此时，给气根据反应室64与连通孔65的位置关系，在反应室64的内部形成高速的涡流。重整用汽缸15b对给气进行绝热压缩，由此使反应室64的内部成为高温、高压的状态。
如图20所示，在重整用汽缸15b的压缩行程中，ECU60基于所取得的重整用曲轴角度θ2来控制主燃料喷射装置20，以便以所计算出的主燃料喷射量Qm将燃料供给至重整用汽缸15b的反应室64。由此，在重整用汽缸15b，燃料喷射至在高温、高压的状态下产生了高速的涡流的反应室64的内部(图20中的燃料喷射)。为了使用供给至膨胀室63的吸气的重整用吸气流量A2和EGR气体的EGR气体流量A3来重整为低级烃燃料所需的当量比的燃料被供给至反应室64。
喷射至反应室64的内部的燃料通过所喷射的燃料的扩散和高温、高压的反应室64的状态以及高速的涡流的流动的协同作用，与给气迅速混合(预混合)并蒸发。喷射至反应室64的内部的燃料的一部分附着于反应室64的内壁，但不存在像膨胀室63的重整用活塞18那样在反应室64的内壁滑动的构件。因此，附着于反应室64的内壁的燃料在高温、高压的状态下暴露于高速的涡流，由此蒸发并与给气混合。
在重整用活塞18到达上止点附近时，即在给气和燃料在最高温、高压的状态下，与给气预混合后的燃料的燃料重整反应开始(图20中的燃料重整)。此时，反应室64的内部压力因重整反应的进行而变得低于膨胀室63的内部压力，因此给气与燃料的混合气不会流入膨胀室63。
在重整用汽缸15b的膨胀行程中，重整用汽缸15b的重整用活塞18从上止点朝向下止点移动。就是说，重整用汽缸15b的膨胀室63的容积因重整用活塞18的移动而增大，由此内部压力减小。由此，反应室64的重整燃料移动至膨胀室63(图20中的燃料流出)。此外，从反应室64流出至膨胀室63的重整燃料随着膨胀室63的容积的增大而绝热膨胀。由此，重整燃料因绝热膨胀被冷却，变成压力降低的状态，由此重整反应停止(图20中的重整停止)。
在重整用汽缸15b的排出行程中，重整用汽缸15b的重整用活塞18从下止点朝向上止点移动。就是说，重整用汽缸15b的膨胀室63的容积因重整用活塞18的移动而减小，由此内部压力增大。此外，在重整用汽缸15b的排出行程中，重整用汽缸15b构成为：为了将重整燃料从膨胀室63排出，重整用排气阀26开阀。因此，重整燃料通过重整用排气阀26从膨胀室63排出，经由排出管27回流至吸气管11(图20中的燃料排出)。
重整燃料因给气的热量中未被用于重整时的吸热分解反应的残留热量而作为高温的燃料气体被供给至排出管27。供给至排出管27的高温的重整燃料通过排出管27的重整燃料用中间冷却器34被冷却。由此，输出用汽缸2的提前的自点火得到抑制。通过重整燃料用中间冷却器34被冷却后的重整燃料经由混合器27a供给至吸气管11。
如上所述，在重整用汽缸15b中，给气的绝热压缩与燃料的重整在不同的空间进行。在重整用汽缸15b的反应室64，由于不存在像膨胀室63的重整用活塞18那样在内壁滑动的构件，因此燃料不会被重整用活塞18刮掉，全部的燃料得到重整。具体而言，在反应室64中，喷射至规定氧浓度的给气中的规定量的燃料通过反应室64的内部的高温、高压的状态下的高速的涡流的作用，全部重整为在重整用汽缸15b的压缩行程中被吸热分解并气化后的低级烃燃料。就是说，在重整用汽缸15b中，所供给的重整用吸气流量A2、EGR气体流量A3以及主燃料喷射量Qm适量地用于重整燃料的生成。此外，重整用汽缸15b的重整用活塞18的上止点位置是任意决定的，因此残留在膨胀室63的内部的给气量减少，绝热膨胀时的重整燃料的氧化得到抑制。由此，能迅速且适量地将所喷射的燃料与给气预混合。
产业上的可利用性
本发明能够利用于具备燃料重整装置的发动机。
附图标记说明：
1 发动机
2 输出用汽缸
11 吸气管
15 重整用汽缸
15a 重整用汽缸
15b 重整用汽缸
17 重整用缸
18 重整用活塞
20 主燃料喷射装置
23 反应室
28 EGR管
36a 可变动阀装置
61 添加剂喷射装置
63 膨胀室
64 反应室
Gf 供给至重整用汽缸的燃料量
Gi 重整用汽缸的吸入气体量
Gf 重整燃料量

Claims (4)

1.一种发动机，具备：输出用汽缸，使燃料燃烧；以及重整用汽缸，通过活塞的往复动作对燃料进行重整，
维持供给至一个重整用汽缸的燃料量和吸入气体量，并且根据输出用汽缸的输出来变更供给至输出用汽缸的重整燃料量。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中，
基于从所述重整用汽缸排出的重整后的燃料的温度，变更所述重整用汽缸的压缩比和膨胀比中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的发动机，其中，
在所述重整用汽缸构成有：膨胀室，其容积通过所述活塞的往复动作而变化；以及容积固定的反应室，所述膨胀室与所述反应室连通。
4.根据权利要求1所述的发动机，其中，
在所述重整汽缸连接有供给来自外部的吸气的吸气管和供给来自输出用汽缸的排气的EGR管，在所述重整汽缸设有：燃料喷射装置，向供给至所述重整用汽缸的吸气与排气的混合气供给燃料；以及添加剂喷射装置，基于所供给的燃料量以及混合气量来供给添加剂。
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