JPH045698Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、排気通路に排出された排気ガスを利
用して作動室に吸気を過給するターボ過給機を備
えたロータリピストンエンジンに関する。

（従来の技術） トロコイド状内周面を有するロータハウジング
の内部に略三角形の断面外形を有するロータがそ
の頂点部をロータハウジングの内周面に当接させ
て配されるとともに、ロータハウジングの両側に
一対のサイドハウジングが配置されて成る基本構
成を有し、ロータの表面と各ハウジングの内面と
の間に形成される３つの作動室において、夫々、
吸入、圧縮・爆発および排気の各行程が行われる
ようにされて、ロータがその頂点部をロータハウ
ジングの内周面に摺接させつつ偏心軸の周りで遊
星回転運動を行うものとされるロータリピストン
エンジンにあつては、排気行程から吸気行程への
移行時に、排気ガスが排気行程が行われる作動室
（排気作動室）から吸気行程が行われる作動室
（吸気作動室）に持ち込まれ、特に、エンジンが
低負荷運転状態にある場合に混合気の燃焼安定性
が損なわれることになる虞がある。

このため、斯かる虞をなくすべく、例えば、特
開昭59−18233号公報に示される如くの、排気通
路に連なる排気ポートと吸気通路に連なる吸気ポ
ートとの間の作動室に加圧空気供給ポートが開口
せしめられ、この加圧空気供給ポートを通じて加
圧空気が該作動室に供給されるようにしたロータ
リピストンエンジンが、本出願人により既に提案
されている。

このように排気ポートと吸気ポートとの間の作
動室に加圧空気が供給されるようになされたロー
タリピストンエンジンにおいては、排気ポートと
吸気ポートとの間の作動室において排気ガスが加
圧空気により排気ポートから排気通路に強制的に
押し出されて、排気ガスの吸気作動室への持込量
が低減され、その結果、混合気の燃焼安定性が向
上されることになる。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上述の如くのロータリピストンエン
ジンを、排気作動室からの排気通路に排出された
排気ガスのエネルギーを利用して吸気作動室に吸
気を過給するターボ過給機を装備したものとし
て、吸気作動室における吸気充填効率を向上させ
るようにした場合には、排気通路に介設されたタ
ービンが排気ガスの流れに対する抵抗となり、特
に、エンジンが高負荷運転状態にある場合に排気
ガスが排気作動室から排気通路に円滑に排出され
ず、この排気作動室からの排気ガスの抜けの悪化
から吸気作動室への排気ガスの持込量が増加し
て、エンジン出力特性が低下してしまうという問
題が生じる。このようなターボ過給機付ロータリ
ピストンエンジンにおける、特に、高負荷運転時
における問題は、上述した如くの吸気ポートと排
気ポートの間の作動室に加圧空気を供給すること
では充分に解消されないので、斯かる問題をエン
ジンの大幅な改造を伴うことなく比較的簡単な構
成によつて効果的に解消する方策が望まれるとこ
ろである。

斯かる点に鑑み、本考案は、排気通路に排出さ
れた排気ガスを利用して吸気作動室に吸気を過給
するターボ過給機を装備し、しかも、比較的簡単
な構成のもとに、低負荷運転時においては排気ガ
スの加圧空気による排気通路への強制的排出がな
されて燃焼安定性が確保され、かつ、高負荷運転
時においても排気作動室からの排気ガスの抜けが
良好なものとされてエンジン出力性能が改善され
るようになされたターボ過給機付ロータリピスト
ンエンジンを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本考案に係るターボ
過給機付ロータリピストンエンジンは、タービン
が介設された排気通路に連なる排気ポートと、こ
のタービンにより駆動されるコンプレツサが介設
された吸気通路に連なる吸気ポートと、一端が排
気ポートと吸気ポートとの間の作動室に開口する
とともに他端が排気通路のタービンより下流側の
部分に開口するバイパス通路と、バイパス通路に
開口する加圧空気通路部を有した加圧空気供給手
段と、バイパス通路に設けられた通路切換手段と
を備えて構成され、通路切換手段が、エンジンが
低負荷運転状態にあるとき、排気ポートと吸気ポ
ートとの間の作動室と加圧空気通路部とをバイパ
ス通路を介して連通させるとともにこの作動室と
排気通路のタービンより下流側の部分との間を遮
断すべく作動し、エンジンが高負荷運転状態にあ
るとき、排気ポートと吸気ポートとの間の作動室
と加圧空気通路部との間を遮断するとともにこの
作動室と排気通路のタービンより下流側の部分と
をバイパス通路を介して連通させるべく作動する
ものとされる。

（作用） 上述の如くに構成された本考案に係るターボ過
給機付ロータリピストンエンジンにおいては、タ
ービンとコンプレツサとを含んで形成されるター
ボ過給機によつて吸気作動室における吸気充填効
率が向上せしめられる。

そして、エンジンが低負荷運転状態にあるとき
には、加圧空気供給手段からの加圧空気がバイパ
ス通路を通じて排気ポートと吸気ポートとの間の
作動室に供給され、これにより、排気作動室のリ
ーデイング側の空間における排気ガスが加圧空気
に置き換えられて、あるいは、排気ガスが加圧空
気により排気ポートから排気通路に強制的に排出
されて、排気ガスの吸気作動室への持込量が低減
され、混合気の燃焼安定性が良好に保たれる。

さらに、エンジンが高負荷運転状態にあるとき
には、排気ポートと吸気ポートとの間の作動室へ
の加圧空気の供給が停止され、排気ポートと吸気
ポートとの間の作動室と排気通路のタービンより
下流側の部分とがバイパス通路を介して連通状態
とされる。このため、排気ガスが排気ポートから
排気通路に排出されるに加え、その一部がバイパ
ス通路を通じて排気通路のタービンより下流側の
部分に、タービンの抵抗を受けることなく排出さ
れる。従つて、排気作動室からの排気ガスの抜け
が良好となり、その結果、排気ガスの吸気作動室
への持込量が低減されてエンジンの出力性能が向
上せしめられる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は、本考案に係るターボ過給機付ロータ
リピストンエンジンの一例の主要部を示す。

この例においては、エンジン本体１０が、ロー
タハウジング１２とこのロータハウジング１２の
両側に配置された一対のサイドハウジング１４
（図では一方のサイドハウジング１４のみが表れ、
他方のそれは表れない）を有し、これらロータハ
ウジング１２及びサイドハウジング１４が形成す
るハウジング内部空間に、断面外形が略三角形状
とされ、その頂点に装着されたアペツクスシール
１８をロータハウジング１２のトロコイド状の内
周面１２ａに摺接させつつ偏心軸２０の周りの遊
星回転運動を行うロータ１６を備えて形成されて
いる。ロータ１６の両側面部には、夫々、その周
縁部に沿つてサイドシール２２が装着されてお
り、このサイドシール２２とアペツクスシール１
８との間にはコーナーシール２３が配されてい
る。

ロータ１６の表面とロータハウジング１２の内
周面及びサイドハウジング１４の内面との間には
可変容積の３つの作動室、即ち、吸気作動室２６
ａ、圧縮作動室２６ｂ及び排気作動室２６ｃが形
成され、ロータハウジング１２の圧縮作動室２６
ｂを形成する部分にはロータ１６の回転方向に沿
つて２本の点火プラグ２８及び２９が配設されて
おり、また、排気作動室２６ｃには排気ポート２
７が開口し、この排気ポート２７が排気通路２５
に通じている。

そして、サイドハウジング１４の一方には、吸
気作動室２６ａに開口する。燃料噴射弁３３が臨
設された一次側吸気ポート３０が形成され、ま
た、図示されていないが、サイドハウジング１４
の他方には吸気作動室２６ａを挾んで一次側吸気
ポート３０に対向する二次側吸気ポートが形成さ
れており、一次側吸気ポート３０は一次側吸気通
路３４に通じ、また、二次側吸気ポートは二次側
吸気通路３６に通じている。一次側吸気通路３４
には、例えば、図示されていないアクセペタルの
踏込みに応じて一次側吸気通路３４における吸入
空気量を調量する一次側スロツトル弁３７が設け
られており、また、二次側吸気通路３６には、こ
の一次側スロツトル弁３７に対して遅れて開く二
次側スロツトル弁３８が設けられている。これら
一次側吸気通路３４及び二次側吸気通路３６に
は、エアクリーナ３９により清浄化された空気が
導入される共通吸気通路４０が連結されている。
この共通吸気通路４０には、吸気作動室２６ａに
供給される吸気量を計測するエアフローメータ４
１が配され、共通吸気通路４０のエアフローメー
タ４１の下流側の部分には、排気通路２５に介設
されたターボ過給機４３のタービン４４により駆
動され、タービン４４とともにターボ過給機４３
を形成するコンプレツサ４５が介設されている。

さらに、ロータハウジング１２の吸気作動室２
６ａに臨む所定の位置に、吸気作動室２６ａに対
する直接的な潤滑油の供給を行うべく、給油ノズ
ルが装着された直接給油ポート４８が形成されて
おり、また、一次側吸気通路３４には、吸気作動
室２６ａに一次側吸気ポート３０を通じて吸気作
動室２６ａに供給される混合気とともに潤滑油を
供給すべく、間接給油ポート４９が形成されてい
る。

上述の如くの構成において、エンジンが作動状
態にあるときには、共通吸気通路４０及び一次側
吸気通路３４もしくはこれらに二次側吸気通路３
６を加えた吸気通路を介して、一次側吸気ポート
３０及び二次側吸気ポートから吸気作動室２６ａ
に吸気が導かれる。このとき、吸気に燃料噴射弁
３３から噴射される燃料が混合されて混合気が形
成され、吸気作動室２６ａに導かれた混合気が圧
縮作動室２６ｂで圧縮されるとともに点火されて
爆発燃焼し、燃焼により生成された排気ガスが、
排気作動室２６ｃから排気ポート２７及び排気通
路２５を介し、触媒コンバータ４７により浄化さ
れて外部に排出される。この排気作動室２６ｃか
ら排気通路２５を介して外部に排出される排気ガ
スにより排気通路２５に介設されたタービン４４
が回動せしめられ、それに伴つて、共通吸気通路
４０に介設されたコンプレツサ４５が駆動され
て、吸気が吸気作動室２６ａに過給される。

斯かる動作において、前述の如くに、排気行程
から吸気行程への移行時に排気ガスの一部が吸気
作動室２６ａに持ち込まれしてしまう虞がある。

このため、本例では、上述の構成に加えて、一
端がロータハウジング１２における排気ポート２
７が開口する位置とサイドハウジング１４におけ
る一次側吸気ポート３０が開口する位置との間に
おける、ロータハウジング１２及びサイドハウジ
ング１４とロータ１６とで形成される作動室に開
口し、他端が排気通路２５のタービン４４より下
流側の部分に開口するバイパス通路５０が設けら
れている。そして、このバイパス通路５０には、
偏心軸２０あるいは他の駆動手段により駆動され
て、共通吸気通路４０のエアクリーナ３９とエア
フローメータ４１との間の部分から清浄化された
空気を吸込み、この吸込んだ空気を加圧して吐出
するベーンポンプ５２の吐出口に一端部が連結さ
れた加圧空気供給通路５４の他端が開口してお
り、ベーンポンプ５２から吐出される加圧空気
は、ベーンポンプ５２に付設された流量制御弁５
３により調量され、加圧空気供給通路５４の途中
に介装された逆止弁５６を介して、バイパス通路
５０に供給されるようになされている。

バイパス通路５０の加圧空気供給通路５４が開
口する部分には、バイパス通路５０のロータハウ
ジング１２側の部分と加圧空気供給通路５４とを
連通させる第１の作動位置とバイパス通路５０の
ロータハウジング１２側の部分と加圧空気供給通
路５４との間を遮断するとともにバイパス通路５
０のロータハウジング１２側の部分と排気通路２
５側の部分とを連通させる第２の作動位置とをと
る弁体５５と、一次側吸気通路３４の一次側スロ
ツトル弁３７より下流側の部分における給気圧に
応じて、従つて、エンジン負荷に応じて弁体５５
に第１の作動位置と第２の作動位置とを選択的に
とらせるダイアフラム機構５７とからなる切換弁
６０が設けられている。また、バイパス通路５０
の弁体５５が配された部分より排気通路２５側の
部分には、バイパス通路５０を開閉する弁体６２
と、共通吸気通路４０のコンプレツサ４５が配さ
れた部分より下流側の給気圧が設定値を越えると
き、バイパス通路５０を開通させるダイアフラム
機構６３からなるウエイストゲート弁６５が設け
られている。そして、切換弁６０のダイアフラム
機構５７が弁体５５に第１の作動位置をとらせる
とき、ウエイストゲート弁６５のダイアフラム機
構６３が弁体６２をバイパス通路５０を閉塞すべ
く作動させ、また、切換弁６０のダイアフラム機
構５７が弁体５５に第２の作動位置をとらせると
き、ウエイストゲート弁６５のダイアフラム機構
６３が弁体６２をバイパス通路５０を開通させる
べく作動させるように、ダイアフラム機構５７及
び６３のコイルスプリング５７ａ及び６３ａのセ
ツト荷重等が選定されており、切換弁６０とウエ
イストゲート弁６５とで通路切換手段が構成され
ている。

また、流量制御弁５３は、図示されていない制
御手段によりエンジンの回転数及びエンジン負
荷、例えば、エアフローメータ４１により検出さ
れる吸入空気量に応じてその有効開口面積を変化
させて加圧空気供給通路５４を流下する空気量を
調整するとともに、切換弁６０のダイアフラム機
構５７が弁体５５に第２の作動位置をとらせると
きには、ベーンポンプ５２からの加圧空気をその
下流に流下させることなく大気に放出するように
されている。

上述の如くに構成された本考案に係るターボ過
給機付ロータリピストンエンジンにおいては、エ
ンジンが低負荷運転状態にあるとき、即ち、エン
ジンの運転状態が、横軸にエンジン回転数がとら
れ、縦軸にエンジン負荷がとられて表される第２
図に示される特性図においてＰで表される領域に
あるときには、一次側吸気通路３４の一次側スロ
ツトル弁３７より下流側の部分における給気圧が
低いので、切換弁６０のダイアフラム機構５７が
弁体５５に第１の作動位置をとらせ、また、この
ときにはウエイストゲート弁６５のダイアフラム
機構６３が弁体６２をバイパス通路５０を閉塞す
べく作動させる。このため、ベーンポンプ５２か
ら吐出されて流量制御弁５３により調量された加
圧空気が、加圧空気供給通路５４及びバイパス通
路５０を通じて、エンジン本体１０のハウジング
内部空間における排気ポート２７と一次側吸気ポ
ート３０との間の作動室、即ち、排気ポート２７
が開口する部分よりリーデイング側に供給され
る。これにより、排気作動室２６ｃのリーデイン
グ側の空間における排気ガスが加圧空気に置換さ
れて、あるいは、排気ガスがバイパス通路５０か
らの加圧空気により排気ポート２７から排気通路
２５に強制的に排出されて排気ガスの吸気作動室
２６ａへの持込量が著しく低減される。

一方、エンジンが高負荷運転状態にあるとき、
即ち、エンジンの運転状態が第２図に示される特
性図においてＱで表される領域にあるときには、
一次側吸気通路３４の一次側スロツトル弁３７よ
り下流側の部分における給気圧が高くなるので、
切換弁６０のダイアフラム機構５７が弁体５５に
第２の作動位置をとらせ、また、このときには、
ウエイストゲート弁６５のダイアフラム機構６３
が弁体６２をバイパス通路５０を開通させるべく
作動させる。このため、バイパス通路５０にはベ
ーンポンプ５２からの加圧空気が供給されず、バ
イパス通路５０を介して、エンジン本体１０のハ
ウジング内部空間における排気ポート２７と一次
側吸気ポート３０との間の作動室と排気通路２５
のタービン４４より下流側の部分が連通される。
このため、排気作動室２６ｃからの排気ガスが排
気ポート２７から排気通路２５に排出されるに加
えて、バイパス通路５０を通じて排気通路２５の
タービン４４より下流側の部分に、タービン４４
を側路して排出される。これにより、排気作動室
２６ｃからの排気ガスが円滑に排気通路２５に排
出されて、排気ガスの抜けが良好なものとなり、
その結果、エンジンの高負荷運転状態時において
も排気ガスの吸気作動室２６ａへの持込量が低減
されて、エンジンの出力性能が向上する。特に、
エンジンが低速高負荷運転状態にあるときその効
果が著しい。

なお、上述の例においては、切換弁６０とウエ
イストゲート弁６５とで通路切換手段が構成され
ているが、本考案に係るターボ過給機付ロータリ
ピストンエンジンは必ずしもこのようにウエイス
トゲート弁６５を利用して通路切換手段を構成す
る必要はなく、例えば、上述したバイパス通路５
０にウエイストゲート弁６５を設けることなく、
バイパス通路５０とは別に、第１図において２点
鎖線で概略的に示される如く、排気通路２５にそ
れに介設されたタービン４４を側路するバイパス
通路５０′を設け、このバイパス通路５０′に給気
圧が設定値以上となつたとき開状態をとるウエイ
ストゲート弁６５′を介装するようになすととも
に、切換弁６０の弁体５５に弁要素５５ａの他に
弁要素５５a′を追加して、弁体５５が第１の作動
位置をとるとき、追加された弁要素５５a′によつ
てバイパス通路５０のロータハウジング１２側の
部分と排気通路２５側の部分との間を遮断するよ
うにしてもよい。

（考案の効果） 以上の説明から明らかな如く、本考案に係るタ
ーボ過給機付ロータリピストンエンジンにおいて
は、排気通路に介設されたタービンが排気ガスに
より駆動され、それに伴つて作動する吸気通路に
介設されたコンプレツサによつて、吸気作動室に
おける吸気の充填効率が向上せしめられるととも
に、エンジンが低負荷運転状態にあるときには、
バイパス通路を介して加圧空気が排気ポートと吸
気ポートとの間の作動室に供給されることによ
り、また、エンジンが高負荷運転状態にあるとき
には、排気ガスが、排気ポートから排気通路に排
出されるに加えて、バイパス通路を介して排気通
路のタービンより下流側の部分にタービンを側路
して排出されるようにして、排気ガスの抜けを良
好になすことにより、いずれの場合にも、排気行
程から吸気行程への移行時に吸気作動室に持ち込
まれる排気ガスの量が効果的に低減される。その
ため、エンジンが低負荷運転状態にある場合にお
ける混合気の燃焼安定性が良好に保たれ、かつ、
エンジンが高負荷運転状態にある場合におけるエ
ンジンの出力性能の改善が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るターボ過給機付ロータリ
ピストンエンジンの一例の主要部を示す概略構成
図、第２図は第１図に示される例の動作説明に供
される特性図である。 図中、２５は排気通路、２７は排気ポート、３
０は一次側吸気ポート、４０は共通吸気通路、４
３はターボ過給機、５０はバイパス通路、５２は
ベーンポンプ、５４は加圧空気供給通路、６０は
切換弁、６５はウエイストゲート弁である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービンが介設された排気通路に連なる排気ポ
   ートと、上記タービンにより駆動されるコンプレ
   ツサが介設された吸気通路に連なる吸気ポート
   と、一端が上記排気ポートと上記吸気ポートとの
   間の作動室に開口するとともに他端が上記排気通
   路の上記タービンより下流側の部分に開口するバ
   イパス通路と、上記バイパス通路に開口する加圧
   空気通路部を有した加圧空気供給手段と、上記バ
   イパス通路に設けられ、エンジンが低負荷運転状
   態にあるとき、上記作動室と上記加圧空気通路部
   とを上記バイパス通路を介して連通させるととも
   に上記作動室と上記排気通路の上記タービンより
   下流側の部分との間を遮断し、エンジンが高負荷
   運転状態にあるとき、上記作動室と上記加圧空気
   通路部との間を遮断するとともに上記作動室と上
   記排気通路の上記タービンより下流側の部分とを
   上記バイパス通路を介して連通させる通路切換手
   段とを具備して構成されたターボ過給機付ロータ
   リピストンエンジン。