JPH0571771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、閉時期の異なる２つの吸気ポートを
有するロータリピストンエンジンの吸気装置に関
するものである。

（従来技術） 従来より、例えば、特開昭55−25550号に見ら
れるように、多気筒エンジンにおいて、各気筒に
２つの吸気ポートを開設し、それぞれの吸気ポー
トの閉時期を変えて、低速用吸気ポートは早く閉
じ、高速用吸気ポートは遅れて閉じるように設定
して、エンジン運転域全体の吸気充填効率の特性
を向上するようにしたエンジンの吸気装置は公知
である。

しかして、上記公知例の如きエンジンの吸気装
置においては、両吸気ポートの閉時期がずれてい
ることから、このずれを利用して早く閉じる低速
用吸気ポート側の閉時期に発生する圧力波を、高
速用吸気ポートが閉じる寸前に伝播させて吸気圧
力を高めることができれば、充填効率をより一層
向上することが期待できるものである。

さらに、ロータリピストンエンジンにおいて
は、ロータの回転に対してある作動室に吸気ポー
トが開くのは排気行程の終りの時期であつて、作
動室内の圧力は高くて燃焼ガスの一部が吸気ポー
トへ逆流し、吸気行程への排気ガスの持ち込みに
よつて燃焼性を低下させる問題があり、燃焼ガス
の掃気性の向上が要求されるものである。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、第１吸気ポートと第
２吸気ポートとの開閉時期のずれのよるポート間
干渉を積極的に利用し、充填効率、掃気性等の向
上を図るようにしたロータリピストンエンジンの
吸気装置を提供することを目的とするものであ
る。

（発明の構成） 本発明の吸気装置は、閉時期の早い第１吸気ポ
ートと閉時期の遅い第２吸気ポートとを相互に吸
気通路によつて連通し、エンジンの定格回転数を
Nmax、音速をａとしたときに、上記両吸気ポー
トの連通距離Ｌおよび両吸気ポートの閉時期のず
れ角Δθ₁を、 Nmax≧（Δθ₁×60×ａ）／（360×Ｌ）の条件
を満足するように設定するとともに、第２吸気ポ
ートの閉時期とこれに続いて開く第１吸気ポート
の開時期のずれ角Δθ₂を、前記両吸気ポートの閉
時期のずれ角Δθ₁とほぼ等しくなるように設定し
たことを特徴とするものである。

すなわち、定格回転数Nmax以下の所定回転数
において、第１吸気ポートの閉時期に吸気流の閉
止によつて発生する圧力波を、設定連通距離Ｌを
経て、閉時期にずれ角Δθ₁を有する第２吸気ポー
ト側にその閉時期寸前に伝播させ、この時期の吸
気圧力を上昇させて吸気の吹き返しを阻止して充
填効率を向上するものである。

この時、上記第２吸気ポートの閉時期に吸気流
の閉止によつて発生する圧力波は第１吸気ポート
からの圧力波と重なつて、逆に連通距離Ｌを経て
開閉時期にずれ角Δθ₂を有する第１吸気ポートに
その開時期に伝播させて圧力を上昇させるため、
単に第２吸気ポートの閉時期の圧力を第１吸気ポ
ートへ伝えるものより有効に作動室内の燃焼ガス
が吸気通路に吹き出すのを阻止して掃気効果を向
上するものである。

（発明の効果） 本発明によれば、閉時期の異なる第１および第
２の２つの吸気ポートによつて、エンジン運転域
の全体、特に低速域において良好な吸気充填効率
を確保するとともに、第１吸気ポートの閉時期の
圧力波が第２吸気ポートの閉時期に合うように伝
播して有効に作用する同調回転数Ne、すなわち、 Ne＝（Δθ₁×60×ａ）／（360×Ｌ）を定格回
転数Nmax以下になるように、上記両吸気ポート
の連通距離Ｌおよび両吸気ポートの閉時期のずれ
角Δθ₁を設定し、さらに、このずれ角Δθ₁とほぼ
同等に第２吸気ポートの閉時期と次の第１吸気ポ
ートの開時期とのずれ角Δθ₂を設定するようにし
たことにより、この同調回転数において第２吸気
ポート閉時期の吸気の吹き返しが防止でき、さら
に第２吸気ポートに発生する圧力波と上記第１吸
気ポートからの圧力波が重なつて第１吸気ポート
開時期の掃気効果を効果的に改善して吸気充填効
率の向上が図れるものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。

第１図および第２図に示すロータリピストンエ
ンジンにおいて、１はトロコイド状の内周面１ａ
を有するロータハウジング、２ａ，２ｂはロータ
ハウジング１の両側に配設されたサイドハウジン
グであつて、ロータハウジング１とサイドハウジ
ング２ａ，２ｂによつて構成されるケーシング内
を、偏心軸５に支承された多角形状のロータ３が
その頂辺をトロコイド状の内周面に摺接せしめな
がら遊星回転運動し、作動室４を形成するように
している。

上記ロータ３に対する一方のサイドハウジング
２ａの内側面には、第１吸気ポート７および第２
吸気ポート８が開口され、他方のサイドハウジン
グ２ｂの内側面には、第３吸気ポート９が開口さ
れている。上記第１吸気ポート７は中負荷用に設
定したセカンダリーメインポートであり、第２吸
気ポート８は高負荷用に設定したセカンダリー補
助ポートであり、第３吸気ポート９は軽負荷用に
設定したプライマリーポートである。また、ロー
タハウジング１には、排気ポート１０が開口され
ている。

上記各吸気ポート７，８，９に吸気を供給する
吸気系は、第１および第２吸気ポート７，８に接
続されたセカンダリー吸気通路１１と、第３吸気
ポート９に接続されたプライマリー吸気通路１２
とに分岐して形成されている。両吸気通路１１，
１２はそれぞれ途中にサージタンク１３，１４を
備え、このサージタンク１３，１４の上流側にプ
ライマリースロツトル弁１５およびセカンダリー
スロツトル弁１６がそれぞれ配設され、その上流
部分で合流通路１７に合流され、吸気量を計測す
るエアフローメータ１８を介してエアクリーナ１
９に接続されている。

上記セカンダリー吸気通路１１は燃料噴射ノズ
ル２１が配設されるとともに、下流側部分が隔壁
２０によつて第１吸気ポート７と第２吸気ポート
８に対する第１分岐通路１１ａと第２分岐通路１
１ｂとに分岐されてそれぞれ接続されている。そ
して、上記第１吸気ポート７と第２吸気ポート８
とは、上記隔壁２０を迂回する第１および第２分
岐通路１１ａ，１１ｂによつて、連通距離Ｌの長
さで相互に連通されている。

また、上記第２吸気ポート８に対する第２分岐
通路１１ｂには、この通路を開閉作動するシヤツ
ターバルブ２２が設置されている。このシヤツタ
ーバルブ２２は排気圧力に応じて作動するアクチ
ユエータ２３が接続され、該シヤツターバルブ２
２はエンジンの運転状態に応じて排圧の高い高負
荷時に開作動されて第２吸気ポート８からも吸気
を供給するように構成されている。

上記各ポート７，８，９の開口部はロータ３の
回転によつて開閉され、第３図に示すようなポー
トタイミングで開閉作動される。第１吸気ポート
７は破線で示すように早い開時期IO₁に開いて早
い閉時期IC₁に閉じるものであり、第２吸気ポー
ト８は実線で示すように遅い開時期IO₂に開いて
遅い閉時期IC₂に閉じる。また、第３吸気ポート
９は図示しないが上記第１吸気ポート７とほぼ同
じポートタイミングで開閉されるものである。

そして、第１吸気ポート７の閉時期IC₁と第２
吸気ポート８の閉時期IC₂のずれ角Δθ₁と、第２
吸気ポート８の閉時期IC₂と第１吸気ポート７の
開時期IO₁のずれ角Δθ₂とがほぼ等しくなるよう
に設定されている。

上記構造において、第２吸気ポート８より早く
閉じる第１吸気ポート７の閉時期IC₁に吸気の流
れが閉止されることによつて発生する圧力波を、
分岐通路１１ａ，１１ｂを経て連通する第２吸気
ポート８に、その閉じる寸前に伝播させるもので
ある。さらに、第２吸気ポート８の閉時期IC₂に
吸気の流れが閉止されることによつて発生する圧
力波を、同様に第１吸気ポート７に、その開くと
きに伝播させるものである。上記圧力波はほぼ音
速ａで通路１１を伝播し、所定のエンジン回転数
Neにおけるずれ角Δθ₁（Δθ₂）に相当する時間に
上記連通距離Ｌを伝播するように、この連通距離
Ｌおよびずれ角Δθ₁（Δθ₂）を設定するものであ
る。

すなわち、エンジン回転数Neにおいて、ずれ
角Δθ₁だけ回転するのに要する時間ｔが、ｔ＝
（Δθ₁×60）／（360×Ne）で、音速圧力波が距
離Ｌ伝わるのに要する時間ｔが、ｔ＝Ｌ／ａであ
ることから、上記圧力伝播が有効に作用する同調
回転数Neは、 Ne＝（Δθ₁×60×ａ）／（360／Ｌ） となる。

そして、同調回転数Neはエンジンの定格回転
数Nmax以下に設定するものであり、好ましく
は、定格回転数Nmaxの2/3以上の高回転域に設
定する。また、ずれ角の合計Δθ₁＋Δθ₂、すなわ
ち、第１吸気ポート７の閉時期IC₁から第１吸気
ポート７の開時期IO₁までの角度は、例えば60〜
110°に設定される。さらに、上記ずれ角Δθ₁と
Δθ₂とはぼ等しい値に設定するものであるが、両
者の差は20°以内に設定するのが好ましい。

実際の第１吸気ポート７および第２吸気ポート
８のポートタイミングの例をずれ角とともに示せ
ば、次の通りである。

第１吸気ポート 開時期IO₁ 上死点後32° 閉時期IC₁ 下死点後30° 第２吸気ポート 開時期IO₂ 上死点後45° 閉時期IC₂ 下死点後80° Δθ₁＝IC₂−IC₁＝50° Δθ₂＝IO₁−IO₂＝42° 上記実施例によれば、排気圧力が低い軽中負荷
時にはシヤツターバルブ２２は開状態に維持さ
れ、第１吸気ポート７および第３吸気ポート９に
よつて要求量に対応する吸気が供給される。な
お、上記運転領域においては、シヤツターバルブ
２２の閉作動によつて、吸気の吹き返しが阻止さ
れている。

一方、排気圧力が上昇する高負荷運転域におい
ては、アクチユエータ２３によつてシヤツターバ
ルブ２２は開状態に作動され、第２吸気ポート８
からも吸気の供給が行われ、吸入空気量が増加す
るものである。また、同調回転数Ne近傍におい
ては、第１吸気ポート７が閉じる時に発生する圧
力波が吸気通路１１を通つて第２吸気ポート８に
伝播して、この第２吸気ポート８が閉じる寸前の
吸気圧力を高くして、作動室４内の吸気が吹き返
すのを阻止して、吸気充填効率を増大して出力が
向上するものである。さらに、第２吸気ポート８
が閉じる時に発生する圧力波が前記第１吸気ポー
ト７で発生した圧力波と相俟つて吸気通路１１を
通つて逆に第１吸気ポート７に伝播して、この第
１吸気ポート７が開いたときの圧力を高くして、
作動室４内の燃焼ガスが吸気通路１１に吹き出す
のを阻止し、この作動室４内の排気ガスの排出を
促進する掃気作用が向上し、その分の吸気充填効
率を増大して出力が向上するものである。

また、圧力伝播が所定の時期に作用する同調回
転数Neを、定格回転数Nmax以下の高速域にな
るように設定したことにより、低速域から高速域
の全体においてポートタイミングの異なる複数の
吸気ポートによる充分な充填量を確保しつつ、高
速域では上記同調回転数Neの近傍において圧力
伝播によりさらに充填量を増大して出力性能の向
上を得るものである。特に、上記吸気ポートの閉
時期に吸気流れの閉止に伴つて発生する圧力上昇
は、吸気量の多い高速高負荷域において大きくな
り、この領域で圧力波の伝播に要する時間とエン
ジン回転数とを同調させることにより、有効に充
填効率の向上が図れる。また、同調回転数Neを
低く設定すると連通長さＬが長くなり、圧力波そ
のものが小さいとともに、伝播途中で圧力が減衰
して充填効率向上効果が低減するので、前記のよ
うに同調回転数Neは定格回転数の2/3以上の高速
域に設定するのが好ましいものである。

上記実施例においては、第１吸気ポートと第２
吸気ポートとの連通距離Ｌは、隔壁の長さによつ
て調整するようにしているが、隔壁をさらに上流
側に延長して設け、通路壁に圧力伝播のための連
通口を開口して、連通距離を設定するようにして
もよい。さらに、第１吸気ポートと第２吸気ポー
トとは異なる側のサイドハウジングに開口させる
ようにしてもよく、その場合には、両吸気ポート
に対する吸気通路を連通する通路を別途に接続す
る必要がある。

また、上記実施例においては、１つの気筒に対
して３つの吸気ポートを開口した構造の例を示し
ているが、これは１つの気筒に対して２つの吸気
ポートを開口するもの、もしくは４つの吸気ポー
トを開口するものなどに対しても本発明は適用可
能でありポートタイミングをずらせた一対の吸気
ポート間で同調回転数に対応してその連通距離を
設定するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における吸気装置を
備えたロータリピストンエンジンを縦断面にして
示す概略構成図、第２図はその断面側面図、第３
図は第１吸気ポートおよび第２吸気ポートの開閉
タイミングを示す特性図である。 １……ロータハウジング、２ａ，２ｂ……サイ
ドハウジング、３……ロータ、７……第１吸気ポ
ート、８……第２吸気ポートト、１１……吸気通
路、１３……サージタンク、２０……隔壁、Ｌ…
…連通距離、２２……シヤツターバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 閉時期の早い第１吸気ポートと閉時期の遅い
   第２吸気ポートとを有するロータリピストンエン
   ジンの吸気装置において、上記第１吸気ポートと
   第２吸気ポートとを相互に吸気通路によつて連通
   し、エンジンの定格回転数をNmax、音速をａと
   したときに、上記両吸気ポートの連通距離Ｌおよ
   び両吸気ポートの閉時期のずれ角Δθ₁を、Nmax
   ≧（Δθ₁×60×ａ）／（360×Ｌ）の条件を満足す
   るように設定するとともに、第２吸気ポートの閉
   時期とこれに続いて開く第１吸気ポートの開時期
   のずれ角Δθ₂を、前記両吸気ポートの閉時期のず
   れ角Δθ₁とほぼ等しくなるように設定したことを
   特徴とするロータリピストンエンジンの吸気装
   置。