JPH04140426A - ロータリピストンエンジンの燃料供給装置 - 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） 本発明はロータリピストンエンジンの燃料供給装置に関
するものである。

（従来技術） ロータリピストンエンジンに関し、作動室に直接燃料を
供給する形式のものにあっては、その燃料供給口をロー
タハウジングに設けたもの（特開昭６３−８００２０号
公報参照）と、サイドハウジングに設けたものとに分類
される。このうち、後者のもの、つまりサイドハウジン
グに燃料供給口を設けたものにあっては、特開平１−１
７０７２２号公報にも見られるように、その配置位置と
して、トロコイド長軸を挟んで吸気ポートとは反対側と
されて、吸気行程にある作動室のリーディング側に燃料
を送り込むようにされている。

ところで、燃料供給手段として、燃料噴射弁に超音波振
動子を付設したものが知られている（特開昭６１−１３
８５５６号公報参照）。これによれば燃料噴射弁から噴
射された燃料の微粒化が実現できるという利点がある。

しかしながら、この超音波振動子による微粒化技術は、
燃料の噴射期間が長くなるという問題を有し、これを燃
料供給口をサイドハウジングに設けたロータリピストン
エンジンにそのまま適用することができないという問題
を有している。この点について詳述すると、従来の口〜
タリピストンエンジンにあっては、前述したように、ト
ロコイド長軸を挟んで吸気ポートとは反対側に燃料供給
口が設けられている関係上、この燃料供給口が吸気行程
にある作動室に臨む期間が短かすぎて、燃料供給時間を
十分に取ることができないという問題がある。換言すれ
ば、超音波振動子により微粒化した燃料を運転状態に応
じて過不足なく供給しようとするときには、その一部が
次の行程の作動室へ持ち込まれてしまうという問題が考
えられる。

他方、燃料供給口がロータハウジングに設けられたもの
に、この超音波振動子による微粒化技術を通用しようと
するときには、元来、燃料供給口をロータハウジングに
設けることの欠点である、ガスの吹き抜けの問題を解消
する必要がある。

そこで、本発明の目的は、燃料供給口をサイドハウジン
グに設けたものはガスの吹き抜けが比較的少ないことに
着目し、この種のロータリピストンエンジンに超音波振
動子による微粒化技術を適用するとしたときに、その噴
射期間の長期化に対応し得るようにしたロータリピスト
ンエンジンの燃料供給装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） かかる技術的課題を達成すべく、本発明にあっては。

前言？燃料供給口が、前記サイドハウジングのオイルシ
ール軌跡の外側であって且つ吸気ポートとトロコイド長
軸との間に配設され、 前記燃料供給口には、燃料噴射手段と、該燃料噴射手段
から噴射された燃料を微粒化する超音波振動子と、が設
けられている、ような構成としである。

（作用、効果） サイドハウジングにおいて、そのオイルシール軌跡の外
側且つ吸気ポートとトロコイド長軸との間は、トロコイ
ド長軸を挟んで吸気ポートとは反対側の部位に比べて、
吸気行程にある作動室に長く臨む位置である。したがっ
て、当該部位に燃料供給口を設けることによって、超音
波振動子により微粒化した燃料の供給期間を確保するこ
とが可能になる。これにより、燃料の次行程への持ち込
みを回避しつつ、運転状態に応じた燃料を不足すること
なく供給することができる。勿論、燃料の微粒化によっ
て燃焼の安定化を図ることができる。また、ロータハウ
ジングに燃料供給口を設けるものではないため、このロ
ータハウジングに燃料供給口を設けた場合に比べて、ガ
スの吹き抜けを最小限に抑えることができる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明
する。

第１実施例（第１　乃至第３　） 第１図において、■はエンジン本体で、このエンジン本
体１はロータリピストンエンジンとされている。すなわ
ち、トロコイド長軸！と短軸ｍとを具備するベリトロコ
イド内周面２ａを備えたロータハウジング２と、このロ
ータハウジング２を挟むガイドハウジング３とでロータ
室４が画成され、このロータ室４内を出力軸１ａ回りに
遊星運動するロータ５によって３つの作動室６が形成さ
れ、これら３つの作動室６は、ロータ５の回転に伴って
、吸入、圧縮、膨張、排気の各行程を、夫々、行なうよ
うになっている。すなわち、第１図中、６Ａは吸気行程
にあり、６Ｂは圧縮行程終期にあり、６Ｃは爆発行程初
期にあり、６Ｄは排気行程にある。同図中、７は排気ポ
ートであり、この排気ポート７は口〜タハウジング２に
設けられて、排気行程にある作動室６Ｄに臨ませて開口
されている。他方、８は吸気ポートであり、この吸気ポ
ート８はサイドハウジング３に設けられて、吸気行程に
ある作動室６Ａに臨ませて開口されている。すなわち、
吸気ポート８は、ロータ５の側面に配設されたオイルシ
ールの移動軌跡９の外側であって１作動室６が吸気行程
６Ａの初期にさしかかったときに開口する位置に配設さ
れている。

この吸気ポート８に対し、サイドハウジング３には、上
記移動軌跡９の外側であって、吸気ポート８とトロコイ
ド長軸２とで挟まれた箇所に燃料供給口１０が開口され
ている。燃料供給口１０は、第２図に示すように、サイ
ドハウジング３の厚さ方向に伸びる凹所１１を有し、こ
の凹所１１に臨ませて、超音波振動子１２が配設されて
いる。

上記超音波振動子１２は、第３図にも示すように、筒状
のホルダ１３と、このホルダ１３に収容された振動子１
４と、振動子１４の先端部を囲むようにしてホルダ１３
にＩＮｔされたスリーブ１５と、振動子１４の基端に設
けられた電歪素子１６と、で概略構成されている。そし
て、この超音波振動子１２には、そのホルダ１３にアシ
ストエア供給口１７と燃料供給口１８とが設けられ、上
記アシストエア供給口１７は振動子１４の基端部に臨ま
せて開口され、上記燃料供給口１８は振動子１４の先端
部に臨ませて開口されて、この燃料供給口１８には燃料
噴射弁１９が取付けられている。なお、第１図中、符号
ＴＰは点火プラグである。

以上の構成において、燃料噴射弁１９から噴射された燃
料は超音波振動子１２によってその微粒化が図られ、こ
の微粒化された燃料はアシストエアによってその貫徹力
（ペネトレーション）が付与されて、吸気行程Ｂにある
作動室６Ａに強制的に送り込まれることになる。そして
、燃料供給口１０は、吸気行程にある作動室６Ａに最も
長期間開口している吸気ポート８の近傍に配置されてい
るため、燃料供給期間を十分に確保することが可能とな
る。

第４図以後の図面は本発明の他の実施例を示すものであ
る。これら実施例の説明において、上記第１実施例と同
一の要素には同一の参照符号を付すことによりその説明
を省略し、以下に各実施例の特徴部分についてのみ説明
を加える。

第２　施例　第４　乃至　６　） 本実施例は、前記超音波振動子１２のアシストエアとし
て２次エアを用いるようにしたものである。すなわち、
超音波振動子１２のアシストエアとして、吸気通路のス
ロットル弁上流側から吸入空気の一部を導入するとした
場合、スロットル弁を挟んでその上流側と下流側との差
圧によって超音波振動子１２にエアが導かれることとな
る。このため、例えば軽負荷運転では上記差圧が大きい
ためアシストエアとして十分に活用することが可能であ
る。しかし、中負荷あるいは高負荷運転では上言己差圧
が小さいため、アシストエアとしての十分なるエアの導
入が難しく、このため中負荷あるいは高負荷運転では十
分なるペネトレーションを得ることが困難である。

他方、２次エア供給用エアポンプを備えたロータリピス
トンエンジンにあっては、第４図に示す２次エア回路２
０を備え、運転状態に応じて、リリーフソレノイドバル
ブ（リリーフ５Ｖ）２１゜切替えソレノイドバルブ（切
替え５Ｖ）２２、ポート漏しソレノイドバルブ（ポート
漏し５Ｖ）２３の開閉制御を行なって２次エアの制御を
行なうようになっている。この２次エア回路２０の回路
構成は従来から既知であるのでその概略を説明すると、
２次エア用エアポンプ２４は、エアクリーナ２５から新
気を吸入し、その吐出エアは弁室２６の入口ポート２６
ａに導かれる。この入口ポート２６ａには、ダイヤフラ
ム２７をアクチュエータとするリリーフバルブ２８が設
けられている。このリリーフバルブ２８は、ダイヤフラ
ム２７の圧力室２７ａに２次エア用エアポンプ２４の吐
出圧が作用したときに開弁され、ポンプ２４の吐出圧が
解除されたときに閉弁される。すなわち、ダイヤフラム
２７とエアポンプ２４とを接続する導気管２９には上記
リリーフＳＶ２１が介装され、このリリーフＳＶ２１は
ＯＮ（励磁）されたときに開けられてダイヤフラム２７
に吐出圧が導入され、ＯＦＦ　（消磁）されたときに閉
じられてダイヤフラム２７に対する吐出圧の作用が解除
されるようになっている。そして、上記リリーフバルブ
２８に連なるリリーフ通路３０には、エアチャンバ３１
とリリーフサイレンサ３２とが設けられている。

上記弁室２６には、上記入口ポート２６ａの近傍に漏し
ポート２６ｂが設けられ、この漏しポート２６ｂに前記
ポート漏し５Ｖ２３が設けられている。そして、この漏
しポート２６ｂの下流側には、弁室２６内の２つの通路
を択一的に切替える通路切替え弁３３が設けられ、この
通路切替え弁３３は第２のダイヤフラム３４によって開
閉作動されるようになっている。この第２のダイヤフラ
ム３４には、その圧力室３４ａにエアポンプ２４の吐出
圧が前記切替え５Ｖ２２を介して導入されるようになっ
ており、切替え５Ｖ２４がＯＮされたときに吐出圧の導
入が解除され、ＯＦＦされたときに吐出圧の導入が行な
われる。そして、この第２のダイヤフラム３４に対して
、エアポンプ２４の吐出圧が導入されたときにはスブリ
ートエア用ポート２６ｃに連なる通路が開かれ、吐出圧
が解除されたときにはポートエア用ポート２６ｄに連な
る通路が開かれるようになっている。なお、同図中、符
号３５はアンチアフタバーンバルブである。

上記各２次エアと、リリーフ５Ｖ２１等の作動との対照
関係を第６図に示しである。

上記り’Ｊ−７ＳＶ２１．切替え５Ｖ２２、ポート漏し
５Ｖ２３は、例えばマイクロコンピュータで構成される
コントロールユニットＵからの信号によって制御される
。ここに、コントロールユニットＵには、センサ４０〜
４２からの信号が入力される。上記センサ４０はエアフ
ローメータである。上記センサ４１は排気通路４２に設
けられた０２センサである。上記センサ４２は例えばエ
ンジン回転数センサ等のセンサ群を示す。なお、上記エ
ンジンｌには、その吸気通路４３に、ターボチャージャ
式過給機４４が設けられ、この過給機４４の下流にイン
タクーラ４５が設けられている。

上記コントロールユニットＵによる２次エア制御の概要
は下記のとおりである。

（１）軽負荷運転領域 ２次エア用ポンプ２４から上記入口ポート２６ａに導入
されたエアは、その全量がポートエアとして排気ポート
７に供給されて、排気ガス中に含まれる未燃ＨＣの燃焼
促進及び吸気行程に持ち込まれるグイリュージョンガス
の低減が図られる。

（２）中負荷運転領域 ポートエアの供給は停止される。上記入口ポート２６ａ
に導入されたエアは、その一部がスブノットエアとして
触媒コンバータ４６に供給されてＨＣ，Ｃｏの燃焼に供
され、残部はリリーフ通路３０を通って大気に放出され
る。

（３）高負荷運転領域 上記入口ポート２６ａに導入されたエアは、その全量が
リリーフ通路３０を通って大気に放出され、２次エアの
供給はその全てが停止される。

本実施例は、中負荷あるいは高負荷運転領域で捨てられ
ているポンプ２４の吐出エアをアシストエアとして利用
しようとするものである。

すなわち、第６図に示すように、超音波振動子】２のア
シストエア供給口１７に接続された導気管５０には、３
ポート２方向切替ソレノイドバルブ（アシストエア切替
バルブ）５１が介装され、このバルブ５１の−の入口ポ
ートは、導気管５２を介して、前記弁室２６の入口ポー
ト２６ａ近傍に設けられたアシストエアポート２６ｅ　
（第４図参照）に接続され、バルブ５１の他の入口ポー
トは、導気管５３を介して、スロットル弁４７上流の吸
気通路４３に開口するポート４３ａ　（第４図参照）に
接続されている。そして、上記アシストエア切替バルブ
５１はコントロールユニットＵによって下記のように制
御される。

（１）軽負荷運転領域 上記リリーフＳＶ２１等の切替制御（第６図参照）に同
期して、２次エア用ポンプ２４がらのアシストエアの供
給が遮断され、超音波振動子１２には吸気通路４３から
導かれたアシストエアが供給される。

（２）中負荷及び高負荷運転領域 吸気通路４３からのアシストエアの供給が遮断され、２
次エア用ポンプ２４から導かれたアシストエアが供給さ
れる。これにより、従来リリーフ通路３０を通って放出
されていたポンプ２４の吐出エアをアシストエアとして
活用することができると共に、本運転領域において十分
となるペネトレーションを得ることが可能となる。

なお、第４図に示すエンジン１は０２センサ４１によっ
て空燃比のフィードバック制御が行なわれているもので
あるが、この空燃比制御と上記アシストエア制御との関
係について述べれば下記のとおりである。

（１）軽負荷運転領域 ２次エアポンプ２４からの吐出エアの利用は、エアフロ
メータ４０で計量されていないので、特に軽負荷域のよ
うに、全吸入空気流量が少ないところでは、空燃比誤差
が大きくなる恐れがあるので望ましくない。

（２）中負荷運転領域（スプリットエア領域）エンジン
１の空燃比は、０□センサ４１によってフィードバック
制御されており、超音波振動子１２のアシストエアは、
エアフロメータ４０で計量されていな（でも、空燃比誤
差を生じるものではない。

（３）高負荷運転領域（２次エアカット領域）超音波振
動子１２のアシストエアはエアフロメータ４ｏで計量さ
れてはいない。しかしエンジン１の全吸入空気流量は多
く、したがってアシストエアが空燃比誤差に与える影響
は少ない。

第３　　　（第７　　至第９　） 本実施例は、エンジン本体ｌがいわゆる２０一タ式ロー
タリピストンエンジンとされて、中間ハウジング５０を
挟んで２つのロータ室５１．５また設けられ、これらロ
ータ室５１．５２には、夫々、前述したロータ５が収容
されている。そして、前記燃料供給口１０は、中間ハウ
ジング５０を直線状に貫通する連通孔５３の一端と他端
とを構成するものとされている。ここに、−のロータ室
５１に開口する燃料供給口１０を符号１０Ａで示し、他
のロータ室５２に開口する燃料供給口１０を符号１０Ｂ
で示す。これら燃料供給口１０ＡあるいはＩＯＢは、各
ロータ室５１．５２に収容されたロータ５が位相をもっ
て配設されている関係上、−の燃料供給口１０Ａが吸気
行程にある作動室６Ａに開口しているときには、他の燃
料供給口１０Ｂが圧縮行程にある作動室６Ｂに開口する
関係にある。また、これら燃料供給口１０Ａ、１０Ｂは
、前述したように、吸気ポート８に対しロータ５の回転
方向（矢印Ａ）進み側に設けられていることから、吸気
ポート８がロータ５によって閉じられてから遅れて閉じ
られることになる。

上記中間ハウジング５０には、第８図に示すように、上
記連通孔５３の長平方向中間部に開閉弁５５が設けられ
、またこの開閉弁５５を挟んで２つの前記超音波振動子
１２が配設されている。ここに、−のロータ室５１側の
超音波振動子１２を１．２Ａで示す、他のロータ室５２
側の超音波信号子１２を１２Ｂで示す。尚、第８図にお
いて、これら超音波振動子１２に対する燃料供給口１８
（第２図参照）は図示を省略しである。また、中間ハウ
ジング５０には、上記連通孔５３に開口する２つのアシ
ストエア通路５６．５７が設けられ、これらアシストエ
ア通路５６．５−７のうち、−の通路５６は、その一端
５６ａが−の超音波振動子１２Ａに接続され、他端５６
ｂが上記開閉弁５５を挟んで他のロータ室５２側に開口
されている。他方、他の通路５７は、その一端５７ａが
他の超音波振動子１２Ｂに接続され、他端５７ｂが上記
開閉弁５５を挟んで−のロータ室５１側に開口されてい
る。

尚、上記開閉弁５５は、バタフライ式とされて、ＤＣモ
ータ等の電磁式のアクチュエータ（図示省略）により開
閉駆動されるようになっており、このアクチュエータは
前記にコントロールユニットＵによって制御され、高負
荷運転領域では開閉弁５５が閉じられるようになってい
る。

以上の構成において、開閉弁５５の開き領域である軽負
荷あるいは中負荷運転では連通孔５３内の流れによって
、微粒化された燃料（超音波振動子１２による）とのミ
キシングを図ることができる。他方、開閉弁５５が閉じ
られる高負荷域では、アシストエア通路５６あるいは５
７を通じて圧縮行程にある作動室６Ｂ内の圧縮エアがア
シストエアとして流用され、ペネトレーションを強イヒ
することができる。この高負荷域でのアシストエアの作
用を第９図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図及至第３図は第１実施例を示すもので、 第１図はロークリピストンエンジンの断面図、 第２図はサイドハウジングの断面図、 第３図は超音波振動子の拡大断面図。 第４図及至第６図は第２実施例を示すもので、 第４図は２次エア回路の回路図、 第５図は超音波振動子に対するアシストエア供給回路を
示す要部拡大図、 第６図は２次エア回路内の各ソレノイドバルブと２次エ
アとの間係を表わす対照図。 第７図及至第９図は第３実施例を示すもので、 第７図はロータリピストンエンジンの断面図、 第８図は中間ハウジングの部分断面図、第９図はアシス
トエアの作用説明図。 ピストンエンジン本体 にロークリ ５：ロータ ６：作動室 ８：吸気ポート ９ニオイルシール移動軌跡 ｌＯ：燃料供給口 １２：超音波振動子 １９：燃料噴射弁 ２ニトロコイド長軸 第７図 第８ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）作動室の側壁を構成するサイドハウジングに燃料
   供給口が開口されたロータリピストンエンジンの燃料供
   給装置において、 前記燃料供給口が、前記サイドハウジングのオイルシー
   ル軌跡の外側であって且つ吸気ポートとトロコイド長軸
   との間に配設され、 前記燃料供給口には、燃料噴射手段と、該燃料噴射手段
   から噴射された燃料を微粒化する超音波振動子と、が設
   けられている、 ことを特徴とするロータリピストンエンジンの燃料供給
   装置。