JPH04203322A - ロータリピストンエンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は吸気遅閉じシステムを採用したロータリピスト
ンエンジンの吸気装置に関する。

（従来の技術） エンジンの各気筒にメイン吸気ポートと該メイン吸気ポ
ートより遅れて閉じられる吸気遅閉じポートを設けると
ともに、各気筒の吸気遅閉じポートをそれぞれ他の気筒
の吸気遅閉じポートに連通させる吸気遅閉じ通路を設け
て、圧縮行程初期の気筒の混合気の一部を吸気行程前段
の他の気筒に流入させるようにし、それによって、吸気
行程にある気筒の吸気負圧を抑えボンピングロスを低減
するようにした吸気遅閉じシステムが、例えば特開昭６
３−７１５２５号公報に記載されているように従来から
提案されている。このような吸気遅閉じシステムは、二
つの気筒が背中合わせに並ぶロータリピストンエンジン
においては中間ハウジングを貫通するように吸気遅閉じ
通路を設けるだけで実現でき、その場合に、吸気行程に
ある気筒のポンピングロスが低減できるという効果に加
えて、圧縮行程側の気筒では圧縮圧力が下がるためにア
ペックスシールを押圧する力が弱まり摺動抵抗が低減さ
れるという効果も生じる。また、過給手段を併用して、
圧縮行程の初期に他の気筒に逃げる分だけ予めメイン吸
気ポートから多めに吸気を送り込むようにすれば、エン
ジン運転領域の広い範囲で吸気遅閉じによる所謂ミラー
サイクルを成立させることができ、それによって燃費を
改善できることも知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ミラーザイクルを実現する手段として吸
気遅閉じシステムを用いると、圧縮行程に入っても吸気
遅閉じポートが閉じるまでは断熱圧縮が始まらないため
圧縮トップでの混合気の温度が低くなり、そのため、特
にアイドル時および軽負荷時において燃焼が不安定にな
る。また、特にロータリピストンエンジンでは、吸気行
程の始めにロータのサイドシールが吸気ポートをまたぎ
、同時にアペックスシールが排気ポートをまたいだ状態
となり、しかも、その吸気行程初期の作動室がロータ側
面のサイドシールとオイルシールの間のクリアランスを
介して遅閉じ吸気ポートに連通ずるため、排気行程初期
にある隣の作動室からの燃焼ガスがこの吸気行程初期の
作動室に流入し、それが遅閉じポートを経て他気筒の吸
気行程にある作動室に流れるという特有の現象があって
、その結果、所謂ダイリューションガスが増大して軽負
荷時の燃焼安定性がさらに悪化するという問題がある。

そこで、軽負荷時には吸気遅閉じ通路を閉じるよう制御
することも考えられるが、軽負荷域というのは本来燃費
改善効果が最も期待できる領域であって、この領域で吸
気遅閉じを止めたのでは期待通りの燃費改善が行えない
ことになる。また、例えば吸気遅閉じ通路に流量制御弁
を設けて開閉制御を行おうとしても、過渡時に応答良く
これを行うことは実際上不可能でもある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、吸
気遅閉じを行うことによるグイリュージョンガスの増大
を防いで燃焼安定性を向上させることのできるロータリ
ピストンエンジンの吸気装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成する手段として、第１に、ロータリピス
トンエンジンの吸気装置を、各気筒にメイン吸気ポート
と該メイン吸気ポートより遅れて閉じられる吸気遅閉じ
ポートを設けるとともに、各気筒の前記吸気遅閉じポー
トを他の気筒の吸気遅閉じポートに連通させる吸気遅閉
じ通路を設け、さらに、吸気遅閉じ通路の中間部に脈動
反転用ヂャンバを設けたものとすることを提案する。こ
れによれば、吸気遅閉じ通路の反転脈動波によってグイ
リュージョンガスの流れを抑えることができる。

また、第２に、ロータリピストンエンジンの吸気装置を
、各気筒にメイン吸気ポートと該メイン吸気ポートより
遅れて閉じられる吸気遅閉じポートを設けるとともに、
各気筒の前記吸気遅閉じポートを他の気筒の吸気遅閉じ
ポートに連通させる吸気遅閉じ通路を設け、さらに、各
気筒の排気上死点近傍にある作動室と前記吸気遅閉じ通
路とを連通させる連通路を設け、かっ、前記連通路に吸
気遅閉じ通路側からのガスの流れを許容する逆止弁を設
けたものとすることを提案する。これによれば、吸気遅
閉じ通路の脈動圧によって排気行程初期の作動室から流
入しようとする燃焼ガスを排気ポート側へ押し出すこと
ができる。

また、第３に、ロータリピストンエンジンの吸気装置を
、各気筒にメイン吸気ポートと該メイン吸気ポートより
遅れて閉じられる吸気遅閉じポートを設けるとともに、
各気筒の前記吸気遅閉じポートを他の気筒の吸気遅閉じ
ポートに連通させる吸気遅閉じ通路を設け、さらに、排
気上死点近傍にある作動室に開口し排気ポートと略同一
のタイミングで閉じるポートと、該ポートを膨張行程終
期にある作動室のリーディング側に連通させる連通路と
を設けたものとすることを提案する。これによれば、高
温の燃焼ガスによって排気上死点近傍にある作動室内の
平均温度が上昇し、それによってガス密度が下がるため
、グイリュージョンガスの質量を低減することができる
。

（作用） ロータリピストンエンジンの各気筒に設けられた吸気遅
閉じポートからは圧縮行程の初期にある作動室から混合
気が高速で流出し、それによって吸気遅閉じ通路内に強
烈な脈動が発生する。その際、吸気遅閉じ通路の中間部
に脈動反転用チャンバを設けたものでは、脈動波は該チ
ャンバで反転して再び圧縮行程にある作動室の吸気遅閉
じポートに向かう。そこで、所定回転領域において丁度
ダイリューションガス経路が形成される時期に反転波が
吸気遅閉じポートに達するようチャンバまでの通路長さ
を設定することで、反転波をグイリュージョンガスにぶ
つけ、その流れを抑えるようにすることができる。

また、各気筒の排気上死点近傍にある作動室と前記吸気
遅閉じ通路とを連通させる連通路を設け、かつ、前記連
通路に吸気遅閉じ通路側からのガスの流れを許容する逆
止弁を設けたものでは、吸気遅閉じポートからの高速流
れによる脈動が自気筒の排気上死点近傍の作動室に伝播
し、それによって、該排気行程の作動室内に流入しよう
とする燃焼ガスが排気ポート側へ押し出される。

また、排気上死点近傍にある作動室に開口し排−８＝ 気ポートと略同一のタイミングで閉じるポートと、該ポ
ートを膨張行程終期にある作動室のリーディング側に連
通させる連通路とを設けたものでは、排気行程の作動室
に膨張行程にある作動室から高温の燃焼ガスが流入し、
それによって排気行程作動室内の平均温度が上昇する。

このため、同作動室内のグイリュージョンガスの密度が
低下する。

一方、上記ポートの閉時期が排気ポートのそれと略同一
とされていることにより、ダイリューションガスが蓄積
される作動室容積に変化はなく、したがって、上記のよ
うに密度が低下する分質量が低下し、他気筒に流入する
ダイリューションガスが低減される。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す２気筒ロータリピス
トンエンジンのシステム図、第２図はこの実施例の一作
動状態を説明する部分構造図である。このロータリピス
トンエンジン１は、中間ハウジング２を共有して直列に
配置されたフロント側とリヤ側の二つの気筒３．４を備
えている。ただし、図では便宜上これら二つの気筒を左
右に分けて記載している。

各気筒３，４は、上記中間ハウジング２．ロータハウジ
ング５，６および図示しないサイドハウジングによって
構成されるケーシングを備え、これらケーシングの内部
には共通の偏心軸７に支持され上記ロータハウジング５
．６のトロコイド状内周面に沿って遊星回転する略三角
形のロータ８゜９が配設されている。各気筒３．４のケ
ーシング内部には、上記ロータ８，９のフランク面によ
って図に１０ａ、ＩＯｂで示す各三つの作動室ＩＯが区
画され、各作動室１０ａ、ＩＯｂはロータ８゜９の回転
につれ移動しその容積が変化することにより順次、吸入
、圧縮、膨張および排気を繰り返す。

このような構成のロータリピストンエンジンｌにおいて
、各気筒３，４の吸気行程の作動室１０ａ、１０ｂに対
応する中間ハウジング２の両面にはそれぞれ吸気ポート
ｌｌａ、Ｉｌｂが形成され、また、短軸部を挟んで上記
吸気ボー）１１ａ、Ｉｌｂと対向する位置のロータハウ
ジング５．６内面には排気ポート１２２Ｌ、１２ｂが形
成されている。そして、二つの気筒３，４の上記吸気ポ
ート１１ａ、Ｉｌｂに連通ずる各吸気通路１３．１４は
、上流で一つの上流側吸気通路１５に集合され、該上流
側吸気通路１５にはスロットル弁１６が配設されている
。また、この上流側吸気通路Ｉ５はその上流部が二つの
分岐通路１７．１８に分岐され、各分岐通路１７．１８
には排気ターボ過給機１９の二つのタービン２０．２１
によって駆動されるブロア２２．２３がそれぞれ配設さ
れている。

また、上流側吸気通路１５には、分岐点の下流にインタ
ークーラ２４が設けられている。

中間ハウジング２の両面には、上記吸気ポート１１ａ、
ｌｌｂよりリーディング側において各気筒３．４の作動
室１０ａ、１０ｂに開口する吸気遅閉じポート２５ａ、
２５ｂがそれぞれ設けられている。これら吸気遅閉じポ
ート２５ａ、２５ｂは、ロータ８，９によって上記吸気
ポート１１ａ。

１１ｂよりも遅く開かれ、かつ吸気ポート１１２Ｌ。

１１ｂよりも遅くまで開いて圧縮行程初期に閉じられる
よう設定されたものであって、二つの気筒３．４のこれ
ら吸気遅閉じポート２５ａ、２５ｂは吸気遅閉じ通路２
６によって相互に連通されている。また、この吸気遅閉
じ通路２６の中間部には所定容積のチャンバ２７が設け
られている。

上記構成において、各気筒３，４の吸気遅閉じポート２
５ａ、２５ｂからチャンバ２７までの吸気遅閉じ通路２
６の経路長さの最適値（Ｌ）は、つぎの式で表される。

ここで、Δθは、各気筒３．４の吸気遅閉じポート２５
１．２５ｂが閉じ終わる瞬間である最大圧力波発生時点
から第２図に示すように隣の作動室１０ａ、１０ｂの排
気行程終期にロータのサイドシールが吸気ポートをまた
ぎ、同時にトレーリング側のアペックスシールが排気ポ
ートをまたぐ状態となるまでのクランク角度（”）、Ｎ
はエンジン回転数（ｒｐｍ）、Ｃは圧力波伝播速度（ｍ
／　ｓ　）、ｎは圧力波の正の次数である。

上記Ｎは、燃焼安定性が特に問題となる１、　０００〜
２００　Ｏｒ　ｐ　ｍ　（軽負荷に相当する回転領域）
に設定される。このとき、上式から求まるしの範囲は、 ０．３　（ｍ）≦Ｌ≦０．６（ｍ） である。

このように構成することにより、圧縮行程初期の作動室
１０ａ、ＩＯｂから吸気遅閉じポート２５ａ、２５ｂを
介して吸気遅閉じ通路２６に混合気が高速で流出する。

それによって吸気遅閉じ通路２６内には脈動が発生し、
その圧力波が開口端であるチャンバ２７で反転して再び
圧縮行程にある作動室１０ａ、ｊｏｂの吸気遅閉じポー
ト２５ａ、２５ｂに向かう。そして、軽負荷時には、吸
気遅閉じボー）２５ａ、２５ｂが閉じ終わる瞬間に発生
する最大圧力波が、反転して、丁度第２図に矢印で示す
グイリュージョンガス経路が形成される時期に吸気遅閉
じポート２５ａ、２５ｂに達し、その反転圧力波によっ
てグイリュージョンガスの他気筒への流れが抑えられる
。

第３図は本発明の第２実施例のシステム図である。この
実施例もまた２気筒ロータリピストンエンジンに適用し
たものであって、基本的な構造は第１実施例のものと差
異がない。よって、第１実施例と共通する部分について
は図に同一の符号を付すにとどめ、以下、この実施例に
特有な点を中心に説明する。

この実施例では、各気筒３，４の排気上死点近傍にある
作動室１０ａ、ＩＯｂの短軸部近傍で吸気ポートｌｌａ
、Ｉｌｂ寄りに開口するよう中間ハウジング２の両面に
掃気ポート２８ａ、２８ｂが設けられている。そして、
各気筒３，４の上記掃気ポート２８ａ、２８ｂを吸気遅
閉じ通路２６に連通させる連通路２９ａ、２９ｂがそれ
ぞれ設けられ、それら連通路２９ａ、２９ｂには逆止弁
３０ａ、３０ｂが設けられている。これら逆止弁３０ａ
、３０ｂは吸気遅閉じ通路２６から掃気ポート２８ａ、
２８ｂへのガスの流れを許容し、逆方向への燃焼ガスの
流れは阻止する。

この実施例によれば、圧縮行程の作動室Ｊｏｂ（または
１０ａ）から他気筒３（又は４）の吸気行程の作動室１
０ａ（又は１０ｂ）に向は吸気遅閉じ通路２６を高速で
混合気が流れることによって発生する脈動が連通路２９
ｂ（又は２９ａ）を介して掃気ポート２８ｂ（又は２８
ａ）に誘導される。そして、誘導された脈動は排気行程
終期の作動室１０ｂ（又は１０ａ）に伝播し、それによ
って、隣の膨張行程終期の作動室１０ｂ（又はｌ０ａ）
から入ろうとする燃焼ガスが排気ポート１２ｂ（又は１
２ａ）側に押し出される。その結果、他気筒へ流れるダ
イリューソヨンガスの量が低減される。

第４図は本発明の第３実施例のシステム図である。この
実施例の場合も、基本的な構造は先の二つの実施例と同
じである。そして、この実施例では、各気筒３．４の排
気上死点近傍にある作動室１０２Ｌ、１０ｂに開口し排
気ポート１２２Ｌ、１２ｂと略同一のタイミングで閉じ
るよう中間ハウジング２に掃気ポート３］ａ、３１ｂが
設けられ、また、隣の膨張行程終期にある作動室１０ａ
、１０ｂのリーディング側に開口するようロータハウジ
ング５，６に送気ポート３２ａ、３２ｂが設けられてい
る。そして、これら掃気ポート３１１゜３１ｂと送気ポ
ート３２ａ、３２ｂを各気筒３゜４毎に連通させる連通
路３３ａ、３３ｂが設けられ、各連通路３３ａ、３３ｂ
の途中にはアイドル時および軽負荷時に開くバルブ３４
ａ、３４ｂが介設されている。

この実施例によれば、アイドル時および軽負荷時には排
気上死点近傍にある作動室１０２Ｌ、１０ｂに同一気筒
３．４の膨張行程終期の作動室１０ａ、１０ｂから高温
の燃焼ガスが連通路３３ａ。

３３ｂを介して流入する。そして、その流入したガスの
熱によって排気行程作動室１０ａ、１０ｂ内の平均温度
が上昇し、該室］、０２Ｌ、１０ｂ内に蓄積されるグイ
リュージョンガスの密度が低下する。掃気ポート３１ａ
、３１ｂは排気ポートＩ２λ、１２ｂと略同一のタイミ
ングで閉じるため、作動室容積は上記連通路３３ａ、３
３ｂを設けたことによって変化することはない。したが
って、密度が低下した分グイリュージョンガスの質量が
低下する。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、吸気遅閉じ
通路に発生ずる脈動の反転圧力波によってグイリュージ
ョンガスの流れを抑え、あるいは、上記脈動を排気上死
点近傍にある作動室に伝播することによって該作動室へ
のグイリュージョンガスの流入を阻止し、あるいは、高
温の燃焼ガスにより作動室内温度を」、げてダイリコー
ションガスの蓄積量を低減することにより、他気筒の吸
気行程の作動室へ流れるグイリュージョンガスを低減し
てロータリピストンエンジンの燃焼安定性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す２気筒ロータリピス
トンエンジンのシステム図、第２図は同実施例の一作動
状態を説明する部分構造図、第３図は本発明の第２実施
例のシステム図、第４図は本発明の第３実施例のシステ
ム図である。 １：ロータリピストンエンジン、２：中間ハウジング、
３：気筒（フロント側）、４：気筒（リヤ側）、８．９
＝ロータ、ＩＯｉ、１０ｂ・作動室、Ｉｌａ、Ｉｌｂ＋
吸気ポート（メイン吸気ポート）、２５ａ、２５ｂ：吸
気遅閉じポート、２６：吸気遅閉じ通路、２７　チャン
バ、２８ａ。 ２８ｂ：掃気ポート、２９ａ、２９ｂ：連通路、３０ａ
、３０ｂ：逆止弁、３１２Ｌ、３１ｂ：掃気ポート、３
２ａ、３２ｂニー送気ポート、３３ａ。 ３３ｂ、連通路、３４ａ、３４ｂ：バルブ。 代理人　弁理士　進　藤　純　−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロータリピストンエンジンにおいて、各気筒にメ
   イン吸気ポートと該メイン吸気ポートより遅れて閉じら
   れる吸気遅閉じポートを設けるとともに、各気筒の前記
   吸気遅閉じポートを他の気筒の吸気遅閉じポートに連通
   させる吸気遅閉じ通路を設け、さらに、前記吸気遅閉じ
   通路の中間部に脈動反転用チャンバを設けたことを特徴
   とするロータリピストンエンジンの吸気装置。
2. （２）ロータリピストンエンジンにおいて、各気筒にメ
   イン吸気ポートと該メイン吸気ポートより遅れて閉じら
   れる吸気遅閉じポートを設けるとともに、各気筒の前記
   吸気遅閉じポートを他の気筒の吸気遅閉じポートに連通
   させる吸気遅閉じ通路を設け、さらに、各気筒の排気上
   死点近傍にある作動室と前記吸気遅閉じ通路とを連通さ
   せる連通路を設け、かつ、前記連通路に前記吸気遅閉じ
   通路側からのガスの流れを許容する逆止弁を設けたこと
   を特徴とするロータリピストンエンジンの吸気装置。
3. （３）ロータリピストンエンジンにおいて、各気筒にメ
   イン吸気ポートと該メイン吸気ポートより遅れて閉じら
   れる吸気遅閉じポートを設けるとともに、各気筒の前記
   吸気遅閉じポートを他の気筒の吸気遅閉じポートに連通
   させる吸気遅閉じ通路を設け、さらに、排気上死点近傍
   にある作動室に開口し排気ポートと略同一のタイミング
   で閉じるポートと、該ポートを膨張行程終期にある作動
   室のリーディング側に連通させる連通路とを設けたこと
   を特徴とするロータリピストンエンジンの吸気装置。