JPS60256520A - ロ−タリピストンエンジンの排気ポ−ト構造 - 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） 本発明はトロコイド形状の内周面を有するロータハウジ
ングの該内周面に排気ポートを開口したロータリピスト
ンエンジンの排気ポーＩ・構造に関するものである、 （従来の技術） ロータリビスｉ・ンエンジンは、一般に内部にロータを
回転し得るように収容したトロコイド内周面を有するロ
ータハウジングと、該ロータハウジングの両側に取付け
られたサイドハウジングを備え、これによってロータ室
を形成する。このロータ室ば一，正多角形のロータの角
頂点において、ロータハウジング内周面との間にアペッ
クスシール部分を有しており、これによって複数の作動
室が両投される。そし−ζ、このハウジングには、１つ
又はそれｌり上の吸気ボートと１つあ排気ポートが作動
室に開口するように形成される。従来のロータリピスト
ンエンジンの排気ポートは、ロータハウジングのトロコ
イド内周面上に、ロータ回転軸方向に長軸を有する略楕
円形穴を１個だげＪｌ″、成したものであり、このボー
トは、ロータのアベックスジ〜ル部分が通過したとき、
開かれるようになっている。この排気ポートは、１コー
タの回転軸方向に長軸を有する形状であるため、アペッ
クスシール部分が該排気ポートを通過する際には排気ポ
ートの開「１部面積が急激に増大する。このため、多Ｈ
１′の排気が排気ポートに集中し、乱流となるとともに
急激に膨張し、てｉ賄い排気騒音を発生するという問題
があった。この問題を解法するために、排気ボー１−を
リーディング側に２つ、１−シ・−リング側に１つの合
計３個の円形ボートの集合により構成した、いわゆるハ
ニカム構造のものが提案されている（特開昭５６−１４
８６２１号公報参照）。

この構造は、排気騒音を低減するという点においては、
ある程度の効果を奏するものではあるが排気通路抵抗が
増大するという欠点を有するものである。

排気騒音及び排気抵抗の問題に対処するため、排気ポー
トをロータハウジングの周方向すなわち、」−１゛巳排
気ボートの短軸方向に区画する水平仕切板を設けること
が提案されており、この提案によれぽ、上記水平什９Ｊ
板によって区画された排気分岐通路のうち、トレーリン
グ側分岐通路を垂直仕切板によってさらに小区画に分割
し、排気ボート開Ｉ″１１直１多の排気エネルギーの分
散化、排気の乱流化、及び排気の急激な膨張の防止を図
ることにより、騒音の低減化を図るとともに、仕切仮の
配設をボートのトレーリング側だけにとどめて、通路抵
抗の増大をできるだけ抑えるようにしている。排気通路
を仕切仮によって小区画に分割することは、排気騒音を
低減化できる点においては有効であるが、反面、排気ガ
スが排気通路を１ｆｆＨ８する際、仕切仮と接触して１
．温度が下がり１．これによって、排気通路内での排気
ガスの反応が１泪害されエミッション骨部が悪化すると
いう新たな問題が発生する。

（本発明の目的） 従って、本発明の目的は、上述の排気通路抵抗応への影
響を最小眼にとどめ、排気騒音の低減を　１　□］イ１
幼に図ることができるロータリピストンエンジンの排気
ポート構造を提供することである。

（本発明の構成） 本発明は上記目的を達成するため以下のように構成され
る。すなわち、本発明は、ｔコータハウジングの内周ｌ
ｌに開口した排気ポートをロータハウジングの周り向に
区画するとともに〃１゛気の流れ方向に延びる水平仕切
板と該水平仕切板を包摂する筒状外筒とを有し、ロータ
ハウジングに形成された排気通路部分に前記排気流れ方
向に挿入されたボートインサートを備えたロータリピス
トンエンジンの排気ポート構造において、前記水平仕切
板の排気流れ方向下流端は、ｎ；ｊ記ロークハウジング
の排気通路部分の前記下流端よりも所定量だけ内力に入
り込んでいることを特徴とする。

仕切板は、排気エネルギーを分散し、排気の乱流化、及
び排気の急激な膨張を防止するためには、排気の流れ方
向に長い程、その効果が増大し、従って、騒音低減効果
も増大するが、一方において、排気との接触領域も仕切
板の長さに応じて増大するので、排気通路内反応性は低
下し、従って、エミッション性能は悪化する。本発明は
、水平仕切板を下流側においてロータハウジングの排気
通路部分の長さよりも短く構成し、排気ガスとの接触領
域を出来るだけ少なくするようにしている。好ましくは
、水平仕切板は、下流側が、ロータハウジングの排気通
路ｌｌｊ分の長さに対して２０％〜５０％程度短く構成
される。

短縮殿が約５０％を越えると、騒音低減効果が著しく低
下するとともに、約２０％以下においては、排気ガス温
の温度降下が大きく、エミッション性能に重大なｉｔを
及ぼすからである。

（本発明の効果） 十述のように仕切板を構成することにより、騒音低減機
能を実質的に損なうことなく、エミッション性能の悪化
防止を同時に達成することができる。さらに、本発明に
おいては、仕切板の下流側を短くするようにしているの
で、これによって仕切板の分流整流機能への影響を少く
できる利点がある。

（実施例） 第１図には本発明実施例に係る排気ボート構造を有する
サイドボート吸気方式のロータリピストンエンジンＺが
示されている。このロータリピストンエンジン２は、ト
ロコイド内周面４を有するロータハウジング１とその両
側部を密封する一対の号イドハウジング２を備えており
、これによって内部にロータ室ｌＯを形成している。ロ
ータ室１０の内部には、はぼ３角形形状のロータ３が配
設されており、該ロータ３にはロータハウジング１の内
周面４と摺接するアペックスシールを有する）′ペック
ス部分３０を備えている。これによって、ロータハウジ
ング１とロータ３の側面とによって作動室２７　ａ、　
２７　ｂ、　２７　ｃがそれぞれ形成される。ロータ３
は、偏心軸５によって支持されており第１図の矢印で示
す方向に回転する。ロータ３の回転に応じて、作動室２
７ａ、２７ｂおよび２７Ｃの容積は周期的に変化し、こ
れによって、吸気、圧縮、爆発、排気の行程を構成する
。

１　第１図においては、作動室２７ａに示される状態は
爆発行程の終期で、排気行程の始まりにある。

作り１室２７ｂは吸気行程にあり、作動室２７ｃは圧縮
行程にある。ザイドハウジング２には、吸気行程におい
て作動室２７ｂに開口する吸気ボート６を備えており、
該作動室２１ｂに混合気を導入するようになっている。

ロータハウジング１には排気ポート７が設けられており
、該排気ポート７からは排気行程において作動室２７ａ
から燃焼ガスが排出される。

第２図を参照すれば、該排気ポート７は、ロータハウジ
ング１内に設けられた１つの貫通穴９を備えており、該
貫通穴９は口縁部７ａを介してロータ室１０に開口する
ようになっているとともに、ロータハウジング１を厚さ
方向に貫通している。

貫通穴９ば、慶大部分９ａと、該慶大部分９ａから内方
に向って延びる傾斜大部分９ｂと、内周面４に最も近接
した平行大部分９Ｃとから構成され゛ている。第４図を
参照すれば、口縁部７ａは角部が湾曲り、た矩形形状を
成している。貫通穴９の平行大部分９Ｃは口縁部７ａと
ほぼ同様な形状を成　獅１（暑 している３、傾斜大部分９ｂは、その内端、すなわち、
ロータ室１０側では、ロータ３の回転軸方向゛の中は１
コ縁部７ａより僅かに大きくなっており、またそれと直
角方向の長さば、口縁部７ａより大きくなっており、こ
わ、によって、そのル−リング側に段部Ｓ１゛がリーデ
ィング側に段部Ｓ２がそれぞれ形成されている。傾斜穴
部分９ｂは、そのリーディング側が外方に向って拡がっ
ており、これによって外方に向って、その断面積が増大
するようになっている。慶大部分９ａは上記傾斜大部分
９ｂの外端よりも巾、長さ共に大きくなっており、これ
によって、周囲に段部Ｓ３が形成されている。第２図に
示されるように、ボーＩ・インサート８が貫通穴９に挿
入されるようになっている。

第３図を参照すれば、ボートインサート８は、慶大部分
９ａと傾斜穴部分９ｂとの間に形成された段部Ｓ３に着
座できるようになった鍔部１１を備えている。このボー
トインサート８は、鍔部１１から延びる傾斜筒部１２が
形成されている。この傾斜筒部１２は、貫通穴９の傾斜
穴部分９ｂに対応した形状を成している。この場合、傾
斜筒部１２は、傾斜大部分９ｂとの間にクリアランスＧ
が存在するように構成されている。ボートインサート８
の内部には、インサートの巾方向、すわなち、水平方向
に延びる水平仕切板１６が設けられており、これによっ
てインサート８の内部すなわら、ｖ１気通路をリーディ
ング側排気通路２０　（第１排気通路）とトレーリング
側排気通路２１に分割している。ボートインサート８は
さらに、トレーリング側排気通路２１を分割する上下方
向、すなわち、水平仕切板１６の延びる方向とは直角方
向に延びる一対の垂直仕切板１７を備えている。

これによって、トレーリング側排気通路２１は３つの小
区７ｉ１ｉｉすなわち、第２排気分通路２２、第３排気
分３ｍ路２３及び第４排気分通路２４に分割されている
。第４排気分通路２４は、２つの垂直仕切板１７の間に
形成され、第２及び第３排気分通路２２．２３ば、該第
４排気分通路２４の両側に互に対向位置に形成される。

水平仕切板１６及び垂直仕切板１７は鍔部１１の内端部
から外方、すなわち、排気の流ｊ１１方向に廷びるとと
もに、傾斜筒部１２に沿って内方に延びさらに、傾斜筒
口）匁１２の内端から突出し７てｉｒｆ　ｉ、ｍ穴９の
１］縁部７ａに達しているうそして、その先端１　ｆｉ
　ａ、１７　ａ　４；１：、１ｒｌ−クハウジング１の
内周面４に極めて近ｔＪ：　Ｌ、た位置にまで達してい
る。また、水平仕切板１６及び垂直仕切１反１７の″後
端ｌ　６　ｂ、１７ｂは、ボートインサート８の後端よ
りは、内方すなわち内周面４側に入り込んだ位置にあり
、従−２て、水）ｌ’仕切析１６及び垂直仕切板Ｊ７は
排気ガス梳出方向の一ト流側が切欠かれた形状になって
いる。

傾斜筒部１２の１−レーリング側は先醋１１２ａから内
方すなわち、内周面４測に延びその先端でリーディング
側に折り曲げられたような形状を成し、一対の垂直仕切
板１７の間の一部を覆う衝立板１５が形成されている。

これ′によって、ト、記第４排気分通路２４の入口面積
を制限している。従って、第４排気分通路２４のトレー
リング側開口端４１　２４　’　′＊　ｓ　２・第３排
気分通路２２・２３　（７）　ｔ゛ｌ、−−リング側聞
Ｌ１端２２ａ、２３ａより衝立板１５のドを一タへウシ
ング周カー向の長さ分だけリーディング側にイ装置する
ことになる。

績、いて、図示実施例のロークリピストンエンジンＺの
作用を説明すると、エンジンＺが運転されると１′ュー
タ３がその三つの稜線部１こ取付けたアペックス部分３
０をトロコイド内周面４に夫ノン措接させながら偏心Ｉ
油５の回りで遊星回転をし、該ロータ３が１同転する間
に吸気ボート６から作動室内に吸気を吸入と７で加圧し
、さらに燃焼爆発させてその燃焼ガス（排気）を排気ボ
ート７から排出する。

ところで、アペックス部分３０が、ロータ３の回転に伴
って排気ボート７をトレーリング側からリーディング側
にｉｌｉ過し、該排気ボー１−７がアペックス部分３０
のトレーリング側作動室（第１図第２図において符号２
７ａ）に開口せしめられると該トレーリング側作動室２
７ａ内の高圧高温の排気ガスが開口した排気ボート７か
ら排気通路を通って外部に排出される。

この場合、本実施例においては、排気ボート７　１　１
・。

をリーチインク側排気通路（第１υ１気分通路）２０と
ル−リング１ｌｌｌ　ｉＪｌ気通路２１の２つに区画形
成し、さらにこのｌ−Ｌ・−リング側排気通路２１をロ
ータハウシンクＪの幅方向に３分割し一ζ第２、第３、
第４排気分通路２２．２３．２４としているので、特に
排気ガス圧かｉｉ（＋い（排気エネルギーが大きい）開
口直後であっても、該排気ガスが小容積の第２、第３、
第４排気分通路２２．２３．２４にそれぞれ分流排出さ
れるため、排気ガスの急激な膨張か防止され、排気ガス
の排気エネルギーが分＋＋＋せしめられるとともに、水
平仕切板１６と垂直仕切板１７が一種の整流板として作
用し、。

排気ガス流が整流化せしめられる。従って、振動騒音が
少なくエンジンＺの排気騒音が低減せしめられるごとに
なる。

さらに、本実施例においては、氷５［ｉ仕り（ル１６と
垂直仕切板１７の下流例は、ボートインＪｊ−ｌ・８よ
りも短く形成されているので、流通する排気ガスとの接
触面和ば、少なくなっている。これによって、排気ガス
がボートインナート８内を流通する間における温度降下
は、排気ガスの排気道路内反応を阻害するほど大きくな
く、従って、エミッション性能も良好に維持することが
できる。

また、本実施例において、排気ボートの開口直後におい
ては、各排気分通路２２．２３．２４の内、開口形状が
矩形でありロータ３の回転に伴って急激に開口面積が増
大する第４排気分１ｆｆｉ路２４のトレーリング側の開
口縁部を衝立板１５で閉塞（２て開口直後における開口
面積の少ない第２、第３排気分通路２２．２３からのみ
排気ガスが排出されるようにしている。そして、この第
２、第３排気分通路２２．２３は、ロータ３の回転に伴
って、開にＩ面積が漸増するような形状になっているの
で、開口直後において、排気ガスの放出量が急激に増大
することが抑制されるので、排気ガス流の乱流化、及び
排気ガスの急激な膨張がより一層抑制され、エンジンＺ
の排気騒音が一段と低下する。

面、この排気ボート７は、薄板状の水平仕切板１６と車
面仕切板１７によって排気通路を仕切るようにしている
とともに特にｌ・レーリング側に、特有の構造を有する
ものであるため従来のハニカムボート方式の排気ボート
構造の場合に比して通路面積の減少分が少なく、従って
、排気ボート７の全開時には十分な通路面積を６１Ｆ保
することができ、排気抵抗の増大によるエンジン出力の
低下等の不具合の先住を未・然に防止することができる
。

次に、排気騒音レー・ル及び排気マニホールド出１」ガ
ス温度の一変化を水平仕切板１６及び垂１１イ仕切板１
７の長さとの関係において調査した。この場合において
、第２図に示すように、ロータハウジング１の外面１ｂ
から水］ノ仕切根１６の先端１、　Ｇ　ａまでの距離を
し、ロータハウジング１の外面１ｂから水平仕切板１６
及び垂直仕切板１７の後ＩＹｉｓ１６ｂ、ｌ　７　ｂま
での距離をＣとする。

ＡＬＬを変化させて、排気マニホールド出［］ガス温度
及び排気騒音レベルの変化をテストした。

なお衝立板１５の形状に関し、第２Ａ図に示すよ・うに
、（ｈ立板１５の作動室２７２例の面と、排、　気ボー
ト７の傾斜大部分９ｂのトレーリング側において該大部
分９ｂの内面に沿って作動室方向に引いた直線１１ｘと
の成す角すなわち衝立板傾斜角度θ、また、衝立板１５
の作動室２７ａ側の面と作動室２．７．２を形成する面
との距離Ａ、排気ボート７のトレーリング側から衝立板
１５の頂部までの距％１ＩｔＢをそれぞれ定義する。　
−そして、本テストは、衝立板傾斜角度θ＝５９°、八
−２，５１１，Ｂ　＝　５１１１１゜ボートタイミング
・・・吸気ボート開　偏心軸角度位置ＢＤＣ前７５゜吸
気ボート閉偏心軸角度位ｗＴＤＣ後４８゜の条件下で行
った。

［＋１１排気マニホ一ルド出ロガス温度テスト暖気運転
中、すなわちコル−トスタート時の排気マニホールドの
出ロガス温の最高値を測定した。

この結果は第５図に示されており、このテスト結果によ
れば、ｊ！／Ｌが約２０％以下においては、ガス温が著
しく低下しており、この領域では、エミッション性能も
悪化すると考えられる。

（１］）排気騒音レー・ルテスト ／／Ｌを変化さ一１！′て排気騒音レベルを測定した。

エソジン回転数３００Ｏｒｐｍ エンジン負荷状態　全９Ｅｉｆ（スロワ）・ルづ門前ｌ
幻想でエンジン回転数が３　＜１００ｒｐｍとなるよう
な負、荷状態）この結果は第６図に示されている。これ
によれば、ｊ！　／　Ｌが約５０％を越えると騒音レベ
ルが高くなることを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るロータリピストンエンジンの断
面図、第２図は、第１図のロータリピストンエンジンの
排気ボー１−　（＝Ｉ近の部分拡大断面図、第２Ａ図は
衝立板の構造を示すための説明図、第３図は、本発明に
従う、ボートインサートの斜ｉ図、第４図は、第２図に
おける１ｖ−ＴＶ矢視図、第５図は、仕切板の長さと、
排気ガス温との関係を′示すグラフ、第６図は、仕切板
の長さと騒音レベルとの関係を示すグラフである。 １・・・ロータハウジング ２・・・サイドハウジング ３・・・ロータ ４・・・トロフィト内周面 ６・・・吸気ボート ７・・・排気ボート　１ ８・・・ボートインサート ９・・・貫通穴 １０・・・ロ′−タ室 ■６・・・水平仕切板 １７・・・垂直仕切坂 第２Ａ図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロータハウジングの内周面に開口した排気ポートをロー
   タハウジングの周方向に区画するととちに排気の流れ方
   向に延びる水平仕切１にと該水−・１ζ仕切板を包摂す
   る筒状外筒とを有し、ロータハパノジングに形成された
   排気通路部分に前記排気流れ方向に挿入されたボートイ
   ンサート リピストンエンジンの排気ポート＋ｉ乍ｊｉ：ｉｋニオ
   ？いて、前記水平仕切扱のｖ１気流れ方向下流端（：１
   ，前記ロータハウジングのυ１気辿路部分の前記１・°
   原端よりも所定量だけ内方に入り込んでいろ．こ吉を特
   徴とするロータリビス１＜７エンジンの排気ボー　）−
   構造。