JPH04203323A - 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ク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
ある気筒のボ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。

しかしながら、ミラーサ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にある時、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
に連通ずることによって、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
、それが遅閉じ一３＝ ポートを経て他気筒の吸気行程にある作動室に流入する
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。

ところで、成層燃焼によって燃焼を改善することは従来
から知られており、ロークリピストンエンジンの場合で
も、例えば特開平１−２１６０２５号公報に記載のよう
に圧縮行程の作動室のリーディング側に燃料を噴射する
ことによって圧縮トップの点火栓近傍に燃料を偏在化さ
せるような試みがなされている。また、吸気遅閉じを行
うエンジンにおいて上記混合気温度の低下やダイリュー
ジョンガスの増大による燃焼の悪化を防止するための手
段として成層燃焼を利用することも従来から試みられ、
成層燃焼によって軽負荷域での不安定燃焼が解消できる
ことが確認されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、例えばロークリピストンエンジンにおいて圧
縮行程の作動室に燃料を噴射する場合には、燃料微粒化
のためのアンストエアが必要であり、そのアシストエア
を加圧供給するポンプが必要である。そのため、ポンプ
駆動等による機械抵抗損失が増大し、その分、吸気遅閉
じによる燃費改善の効果が損なわれてしまう。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、混
合気温度が低くグイリュージョンガスの多い状態にあっ
ても混合気の層状化による安定燃焼を効率良く実現する
ことができ、軽負荷時を含む広い運転領域で吸気遅閉じ
によって燃費改善が行えるようにすることを目的とする
。

（課題を解決するための手段） 本発明は、吸気遅閉じ通路の高速流れによって噴射燃料
の微粒化およびアシストが行えるようにしたものであっ
て、その構成はつぎのとおりである。すなわち、本発明
に係るエンジンの吸気装置は、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遅閉じ還
流ポートと遅閉じ還流ポートよりリーディング側に位置
して吸気行程後半に開かれる遅閉じ吸入ポートを設ける
とともに、各気筒の前記遅閉じ還流ポートを他の気筒の
遅閉じ吸入ポートに連通させる吸気遅閉じ通路を設け、
さらに、吸気遅閉じ通路に遅閉じ還流ポート側から遅閉
じ吸入ポート側への流れを許容する逆止弁を設け、この
逆止弁の下流に燃料噴射弁を設けたことを特徴とする。

（作用） エンジンの各気筒に設けられた遅閉じ還流ポートからは
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
、それが吸気遅閉じ通路を通って他の気筒の遅閉じ吸入
ポートに流れ、吸気行程後半の燃焼室に入る。その際、
吸気遅閉じ通路に設けられた燃焼噴射弁から燃料を噴射
することによって、吸気遅閉じ通路内の高速流れにより
燃料微粒化が行われ、かつ、微粒化された燃料が燃焼室
内で偏在した状態となって安定した成層燃焼が行われる
。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す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で示す各二つの作動室ｌＯ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クリピストンエンジンにおいて、
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、ｌｌｂが形成され、また、短軸部を
挟んで上記吸気ボー）１１ａ、１１ｂ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＋２ａ、１
２ｂ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、Ｉ
ｌｂ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１５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１９−８＝ 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の作動室１０
ａ、１０ｂに開口する遅閉じ還流ポート２５ａ、２５ｂ
がそれぞれ設けられ、また、これら遅閉じ還流ポート２
５ａ、２５ｂよりさらにリーディング側において吸気行
程後半の作動室］Ｏａ、１０ｂに開口する遅閉じ吸入ポ
ート２６ａ、２６ｂがそれぞれ設けられている。そして
、フロント側気筒３の遅閉じ還流ポート２５ａとリヤ側
気筒４の遅閉じ吸入ポート２６ｂとが第１の吸気遅閉じ
通路２７ａによって連通され、リヤ側気筒４の遅閉じ還
流ポート２５ｂとフロント側気筒３の遅閉じ吸入ポート
２６ａとが第２の吸気遅閉じ通路２７ｂによって連通さ
れている。また、上記第１および第２の吸気遅閉じ通路
２７ａ、２７ｂの途中には、遅閉じ還流ポート２５ａ、
２５ｂ側から遅閉じ吸入ポート２６ａ、２６ｂ側への流
れを許容し逆の流れを阻止する逆止弁２８ａ。

２８ｂがそれぞれ設けられ、また、それら逆止弁２８ａ
、２８ｂの下流に燃料噴射弁２９２Ｌ、　２９ｂがそれ
ぞれ設けられている。ここで、上記各遅閉じ還流ポート
２５ａ、２５ｂは、吸気上死点後８０〜９０°で開き始
め吸気下死点後１１０〜１７０°で閉じ終わるよう設定
される。また、各遅閉じ吸入ポート２６ａ、２６ｂは、
吸気上死点後１７０〜２００°で開き始め吸気下死点後
１５０〜２００°で閉じるよう設定される。

このような構成において、第２図に示すように、Ｎｏ、
１気筒（フロント側気筒３）の（＋）〜（３）で示す各
作動室１０ａの圧縮行程において、Ｎｏ、２気筒（リヤ
側気筒４）の遅閉じ吸入ポート２６ｂが開き始めてから
Ｎｏ、１気筒の遅閉じ還流ポート２５ａが閉じるまでの
間に、Ｎｏ、１気筒側からＮｏ、２気筒側に第１の吸気
遅閉じ通路２７ａを混合気が高速で流れ、同様にＮＯ１
２気筒の各作動室１０ｂの圧縮行程において、Ｎｏ。

１気筒の遅閉じ吸入ポート２６ａが開き始めてからＮｏ
、２気筒の遅閉じ還流ポート２５ｂが閉じるまでの間に
、Ｎｏ、２気筒側からＮｏ、１気筒側に第２の吸気遅閉
じ通路２７ｂを混合気が高速で流れる。その際、各吸気
遅閉じ通路２７ａ、２７ｂにそれぞれ逆止弁２８ａ、２
８ｂが設けられていることによって、それぞれの吸気遅
閉じ通路２７ａ、２７ｂのガスの流れは一方向のみとな
り、それにより、吸気遅閉じシステムとしての有効なガ
ス交換が確保される。

また、各燃料噴射弁２９ａ、２９ｂからは、吸気遅閉じ
通路２７ａ、２７ｂ内を遅閉じ吸入ポート２６ａ、２６
ｂから吸気行程後半の作動室ｌＯａ、ｊｏｂに混合気が
送られるタイミングに合わせて燃料が噴射される。それ
によって、噴射圧アシストおよび燃料の微粒化が行われ
、微粒化された燃料が作動室１０ａ、１０ｂのリーディ
ング側に偏って分布する。そして、さらにロータ８，９
が回転して圧縮上死点近傍に達するまで上記のような燃
料の偏在状態が維持され、その結果、吸気遅閉じによっ
て混合気温度が低下しダイリューションガスが増大した
状態でありながら安定燃焼が実現する。

なお、本発明はロータリピストンエンジン以外のエンジ
ンにも適用できるものである。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成され、吸気遅閉じによる高速
流れによって燃料を微粒化することができ、混合気の層
状化による安定燃焼を効率良く実現することができるの
で、軽負荷時を含む広い運転領域で吸気遅閉じを行って
燃費向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す２気筒ロークリピスト
ンエンジンのシステム図、第２図は同実施例の作動説明
図である。 ｌ；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、１０ａ、１０ｂ：作動室、Ｉｌａ、ｌｌｂ：
吸気ポート（メイン吸気ポート）、２５ａ、２５ｂ＋遅
閉じ還流ポート、２６ａ、２６ｂ：遅閉じ吸入ポート、
２７ａ、２７ｂ：吸気遅閉じ通路、２８ａ、２８ｂ：逆
止弁、２９ａ、２９ｂ：燃料噴射弁。 代理人　弁理士　進　藤　純　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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遅閉じ還流ポートと該遅閉じ還流
   ポートよりリーディング側に位置して吸気行程後半に開
   かれる遅閉じ吸入ポートを設けるとともに、各気筒の前
   記遅閉じ還流ポートを他の気筒の遅閉じ吸入ポートに連
   通させる吸気遅閉じ通路を設け、さらに、前記吸気遅閉
   じ通路に前記遅閉じ還流ポート側から前記遅閉じ吸入ポ
   ート側への流れを許容する逆止弁を設け、該逆止弁の下
   流に燃料噴射弁を設けたことを特徴とするエンジンの吸
   気装置。