JPH065030B2 - ロ−タリピストンエンジンの吸気装置 - Google Patents

ロ−タリピストンエンジンの吸気装置

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JPH065030B2
JPH065030B2 JP60072435A JP7243585A JPH065030B2 JP H065030 B2 JPH065030 B2 JP H065030B2 JP 60072435 A JP60072435 A JP 60072435A JP 7243585 A JP7243585 A JP 7243585A JP H065030 B2 JPH065030 B2 JP H065030B2
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JP
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intake
intake port
port
passage
rotary piston
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晴男 沖本
誠司 田島
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Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/04Charge admission or combustion-gas discharge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B2053/005Wankel engines
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、少なくとも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開閉時期を
変えて、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。
また、ロータリピストンエンジンにおいては、吸気ポー
トが開くのは排気行程の終りの時期であって、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って燃焼性を低下
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、1つの燃焼室に開口した複数
の吸気ポートの開閉タイミングを利用し、吸気ポートの
開時期の吸気圧力を上昇して、掃気性の向上を図るよう
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、1つの気筒に開口する第1吸気ポ
ートと第2吸気ポートとを有し、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って連通すると
ともに、両吸気ポートの連通距離を、エンジンの高回転
域で上記第1もしくは第2吸気ポートの一方の吸気ポー
トの閉時期に発生する圧力波が、他方の吸気ポートの次
の作動室との連通開始時期に到達する長さに設定したこ
とを特徴とするものである。
(発明の効果) 本発明によれば、先行する作動室に対する第1もしくは
第2吸気ポートの一方の吸気ポートの閉時期における吸
気流の閉止によって発生する圧力波を、連通距離を経
て、所定のずれ角を持って開く他方の吸気ポートにその
開時期に伝播させて圧力を上昇させ、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改善
し、吸気充填効率の向上を図ることができるものであ
る。
(実施例) 以下、図面により本発明の各実施態様を詳細に説明す
る。
実施例 1 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って、ロータハウジン
グ1とサイドハウジング2a,2bによって構成される
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ットル弁15およびセカンダリ
ースロットル弁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、吸入空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19に接続され
ている。
上記セカンダリー吸気通路11には燃料噴射ノズル21
が配設されるとともに、下流側部分が隔壁20によって
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11b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によって、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11
bには、この通路を開閉作動するシャッターバルブ22
が設置されている。このシャッターバルブ22には排気
圧力に応じて作動するアクチュエータ23が接続され、
該シャッターバルブ22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
って開閉され、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IOに開いて早い閉時期IC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IOに開いて遅い閉時期IC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2吸気ポート8の閉時期ICと次の作動室
4に対する第1吸気ポート7の開時期IOのずれ角Δ
θが、30〜70°に設定されている。
上記構造において、第2吸気ポート8の閉時期IC
吸気の流れが閉止されることによって発生する圧力波
を、分岐吸気通路11a,11bを介して第1吸気ポー
ト7が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Δθに相当する時間に上記連通距離
Lを伝播するように、ずれ角Δθに対して連通距離L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、ずれ各Δθだ
け回転するのに要する時間tが、 t=(Δθ×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=(Δθ×60×a)/(360×L) となる。
そして、この同調回転数Neはエンジンの定格回転数N
max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ものであ
る。
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IO 上死点後32° 閉時期IC 下死点後30° 第2吸気ポート 開時期IO 上死点後45° 閉時期IC 下死点後80° Δθ=IO−IC=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
ャッターバルブ22は閉状態に維持され、第1吸気ポー
ト7および第3吸気ポート9によっ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
ャッターバルブ22の閉作動によって、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
クチュエータ23によってシャッターバルブ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2吸気ポート8が閉じる時
に発生する圧力波が吸気通路11を通って逆に第1吸気
ポート7に伝播して、この第1吸気ポート7が次の作動
室4に対して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っ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、隔壁の長さによって調整するよう
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。
実施例 2 この実施例のロータリピストンエンジンは第4図および
第5図に示すように、ロータ3に対する一方のサイドハ
ウジング2aの内側面に第1吸気ポート27が開口さ
れ、他方のサイドハウジング2bの内側面に第2吸気ポ
ート28が開口されている。上記第1吸気ポート27は
高負荷用に設定した開口面積の大きいセカンダリーポー
トであり、第2吸気ポート28は軽負荷用に設定した開
口面積の小さい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。
上記両吸気ポート27,28に吸気を供給する吸気系
は、第1吸気ポート27に接続されたセカンダリー吸気
通路11と、第2吸気ポート28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は前例と同様に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ットル弁15およびセカンダ
リースロットル弁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19に接続されて
いる。
上記セカンダリー吸気通路11とプライマリー吸気通路
12とはサージタンク13,14下流側において連通路
29によって相互に連通されている。そして、上記第1
吸気ポート27と第2吸気ポート28とは、上記連通路
29によって、連通距離Lの長さで相互に連通されてい
る。
また、上記連通路29には、この通路29を開閉作動す
るシャッターバルブ30が設置されている。このシャッ
ターバルブ30は、例えばセカンダリースロットルバル
ブ16に連動して開閉作動され、少なくとも高負荷高回
転時に開作動されて連通路29を開いて圧力伝達を行う
ように構成されている。
上記第1および第2吸気ポート27,28は、第6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27は破線で示すように早い開時期IOに開
いて閉時期ICに閉じるものであり、第2吸気ポート
28は実線で示すように遅い開時期IOに開いて同じ
閉時期ICに閉じるものであり、第2吸気ポート28
の閉時期ICと次の作動室4に対する第1吸気ポート
27の開時期IOのずれ角Δθが、70〜100°に
設定されている。
上記構造において、第2吸気ポート28の閉時期IC
に吸気の流れが閉止されることによって発生する圧力波
を、連通路29を介して第1吸気ポート27が開くとき
に伝播させるものである。そして、前記と同様に、所定
のエンジン回転数Neにおけるずれ角Δθに相当する時
間に上記連通距離Lを伝播するように、ずれ角Δθに対
して連通距離Lを設定するものである。
上記実施例によれば、シャッターバルブ30が閉じてい
る低回転域では、第1吸気ポート27および第2吸気ポ
ート28によってそれぞれの吸気通路11,12の特性
に応じた吸気が供給される。
一方、設定回転数近傍の高回転域においては、シャッタ
ーバルブ30は開状態に作動され、第2吸気ポート28
が閉じる時に発生する圧力波が連通路29を通って第1
吸気ポート27に伝播し、この第1吸気ポート27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
気ガスの流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。
なお、上記第1吸気ポートと第2吸気ポートの開閉タイ
ミングは、閉時期だけでなく開時期も同じにしてもよい
ものである。その際、圧力伝播は、第2吸気ポートから
第1吸気ポートに作用するとともに、第1吸気ポートか
ら第2吸気ポートに対しても同様に作用し、両吸気ポー
トにおける吸気圧力の上昇が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の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の実施例における第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、 第4図は本発明の第2の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5図はその断面側面図、 第6図は第2の実施例における第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、4……作動室 7,27……第1吸気ポート 8,28……第2吸気ポート 11,12……吸気通路 13,14……サージタンク L……連通距離、29……連通路 22,30……シャッターバルブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1つの気筒に開口する第1吸気ポートと第
    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って連通するとともに、両吸気
    ポートの連通距離を、エンジンの高回転域で上記第1も
    しくは第2吸気ポートの一方の吸気ポートの閉時期に発
    生する圧力波が他方の吸気ポートの次の作動室との連通
    開始時期に到達する長さ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。
JP60072435A 1985-04-05 1985-04-05 ロ−タリピストンエンジンの吸気装置 Expired - Lifetime JPH065030B2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPS61232330A JPS61232330A (ja) 1986-10-16
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JP6468453B2 (ja) * 2017-07-10 2019-02-13 マツダ株式会社 多気筒エンジン
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