JPS63159621A - ロ−タリピストンエンジンのポンプ損失低減装置 - 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】 ［ｍ集土の利用分野］ 本発明は、ロータリピストンエンジンのポンプ損失低減
装置に関するものである。

［従来の技術］ オツトーサイクルエンジンでは、通常、吸入空気爪を絞
って圧縮初期の圧力を大気圧より下げて運転を行なう関
係上、抵抗損失の一種である所謂ポンプ損失が生じるこ
とはよく知られている。このポンプ損失は、各種抵抗損
失の総和の約３割を占めるものと評価されており、従っ
てこのポンプ損失を低減することができれば、エンジン
の熱効率の大幅な向上を図ることができる。

上記ポンプ損失を低減する方法の一つとして、従来より
、ロータリピストエンジンにおいて、主吸気ポートとは
独立して、この吸気ポートよりは遅れて閉じられる連通
ポートを設けるとともに、複数気筒の連通ポート間を連
通ずる連通路を設け、この連通路を介して圧縮行程の気
筒の吸気の一部を吸気行程の他の気筒に流入させること
によって、吸気行程の気筒内の吸気負圧を抑制し、ポン
プ損失を低減するようにした、所謂気筒間連通による遅
閉じ方式（例えば、特開昭５８−１７２４２９号公報参
照）が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような気筒間連通による遅閉じ方式を
採用した場合、吸気行程にある気筒の吸気負−圧が低下
される結果、吸気通路の吸気負圧も低下し、吸気通路を
流下する吸気の流速も低下する。このため、燃料噴射弁
によって吸気通路に燃料を供給する場合には、燃料のミ
キシングが吸気流速の低下および燃料の周辺気圧の上昇
に伴って抑制され、作動室内で燃料が偏在するため、サ
イクル毎に作動室内での燃焼状態が変化してトルクの不
規則な変動の原因となり、また排気ガス浄化不良を生じ
るという問題がある。

［発明の目的］ れたもので、ロークリピストンエンジンのポンプ１ｎ失
低減装置において、気筒間連通路の閉止時期を工夫する
ことにより、燃焼状態を安定させ、トルクの不規ＩＩＩ
な変動を防止するとともに、排気ガス特性の向上をはか
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、この発明は、２気筒ロータリピストンエンジ
ンにおいて、一方のトロコイド空間の圧縮作動室と他方
のトロコイド空間の吸気作動室と。

の連通状態と、上記他方のトロコイド空間の圧縮作動室
と上記一方のトロコイド空間の吸気作動室、との連通状
態とを、交互に作り出す連通路をそれぞれの作動室内に
開口する連通ポートを介して連通させるとともに、該連
通ポートの閉止時期を、圧縮作動室の容積変化が最大と
なる時期から吸気作動室の最大負圧発生時期までの間に
設定するようにしたものである。

［発明の効果］ この発明によれば、２気筒ロークリピストンエンジンに
おいて、圧縮作動室の吸気エアの一部を連通路を通じて
吸気作動室に流入させ、上記連通路を各作動室内に開口
する連通ポートの閉止時間を、圧縮作動室の容積変化が
最大となる時期から吸気作動室の最大負圧発生時期まで
の間に設定することにより、上記両作動室間の圧力差が
十分に大きく、従って、連通路を通じて圧縮作動室から
吸気作動室に流入する吸気エアの流速が十分高い時期に
連通ポートを閉じるようにすることができる。

このことにより、吸気作動室の負圧が比較的大きい時期
に、圧縮作動室から吸気を流入させて、効率よく、一定
のポンプ損失低減効果を得るとともに、流速が十分に高
い吸気エアを吸気作動室に流入さ什、吸気作動室内の燃
料のミキシングの向上をはかり、且つ、その後に続く流
速が低い吸気エアの流入を防止して、吸気作動室内の燃
料の周辺気圧の上昇をその分だけ抑制することができる
。

その結果、上記吸気作動室内での燃料の微粒化・霧化が
促進され、サイクル毎の燃焼状態が安定化してトルクの
不規則な変動が防止できるとともに、排気ガス特性の向
上をはかることができる。

さらに、エンジンの部分負荷域において、直接吸気作動
室または気筒間連通路に燃料を供給するための燃料噴射
弁を設け、該噴射弁の噴射時期を、連通ポートが閉止さ
れる直前に設定することにより、連通路を流れる吸気の
十分に高い流速を利用することができるので、より一層
、燃料の微粒化。

霧化を促進して、上記効果を高めることができる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、本発明に係る２気筒ロータリピストンエンジ
ン（以下、単にエンジンと称す）を、図式的に表わした
ものであり、２つの気筒ともサイドハウジングを外した
状態で示している。この図に示したように、エンジンＥ
は、トロコイド空間１ｆ、ｌｒ内において、ロータ２・
ｆ’、２ｒが偏心軸３のまわりで遊星回転運動をして、
吸入、圧縮、爆発、膨張、排気を連続的に繰り返すフロ
ント、リヤの山気筒Ｆ、Ｒで構成されており、上記フロ
ント、リヤの山気筒Ｆ、Ｒの隔壁をなす中間ハウジング
４のフロント、リヤ側の各側面には、それぞれフロント
、リヤの作動室！Ｍ、５ｒに吸気を供給するためのフロ
ント、リヤの吸気ボー）６ｆ、６ｒが開口している。

そして、上記フロント、リヤの作動室５ｆ、５ｒに吸気
を供給するために共通吸気通路７が設けられ、この共通
吸気通路７には上流から順に、エアクリーナ８、時々刻
々の吸気量を検出するエアフローメータ９、及び図示し
ていないアクセルペダルの踏み込みに応じて開閉される
スロットル弁１１が介設されている。

上記共通吸気通路７は、スロットル弁１１のやや下流の
分岐部１２で、フロント側吸気ポート６ｒに連通ずるフ
ロント側分岐吸気通路１３ｆと、リヤ側吸気ポート６ｒ
に連通ずるリヤ側分岐吸気通路１３ｒとに分岐されてお
り、これらのフロント。

リヤの分岐吸気通路１３ｒ、１３ｒには、それぞれフロ
ント、リヤの吸気ポート６ｆ、６ｒ近傍において、吸気
中に燃料噴射を行なうためのフロント、リヤのインジェ
クタ１４Ｆ、１４ｒが噴射口を下流方向にやや傾斜させ
られて介設されている。

ところで、気筒間連通による遅閉じ方式によりボンピン
グ損失の低減を図るために、中間ハウジング４のフロン
ト、リヤ側の各側面の、それぞれ、フロント、リヤの吸
気ポート６ｒ、６ｒより、ロータ２ｆ、　２ｒの回転方
向にみてややリーディング側の位置には、フロント、リ
ヤの連通ポート１５ｆ。

１５ｒが開口されるとともに、これらのフロント。

リヤの両連通ポート１５ｆ、１５ｒは連通路！６によっ
て連通されている。この連通路！６の中間位置には、ス
ロットル弁１１と連動して開閉制御される制御弁１７が
介設され、高負荷運転時には、上記制御弁１７が連通路
１６を閉鎖するようになっている。

また、フロント、リヤ側のロータハウジング１０ｆ、１
０ｒには、それぞれ、吸気ポート６　ｒ、　６　ｒと連
通ボー）１５ｆ、１５ｒの間で、連通ボー）１５ｒ。

１５ｒの近傍において、作動１５ｆ、５ｒに直接燃料を
噴射する直接噴射用インジェクタ１４”ｆ、　　１４’
ｒが取付けられている。この直接噴射用インジェクタ１
４°ｒ、１４°ｒは、連通路１６の制御弁！７が開かれ
ている低負荷時に、各作動室５ｆ、５ｒに燃料を直接噴
射供給する。つまり、この間は各吸気ポート６　ｒ、　
６　ｒに介設されたインジェクタ１４ｒ。

１４ｒに代って、上記直接噴射用インジェクタ１４°ｒ
。

１４°ｒから燃料を供給するようになっている。これは
、作動室５ｒ、５ｒ内の混合気が全体としてはリーンで
あっても、点火プラグ１８ｆ、１８ｒのまわりにリッチ
な混合気が形成される、いわゆる層状給気を効果的に行
ない、低負荷に応じたリーンな混合気による運転を可能
にするためである。

第２図にリヤ側気筒Ｒについて示すように、上記連通路
１６は、リヤ側作動室５ｒに開口する連通ポート１５ｒ
の位置が、吸気ポート６ｒよりもロータ２ｒの回転方向
に見てリーディング側に設定され、仮想線０で示すロー
タ位相で開かれ始め、仮想線Ｃで示すロータ位相で最終
的に閉じられるように、その開口縁が設定されている。

以下、上記連通ポート１５ｆ、１５ｒの閉止時期の設定
をより具体的に、第３図に示すグラフを用いて説明する
。この図において、横軸は、フロント側ロータ２ｒの位
相及び該フロント該ロータ２ｆよりもｔ　ｓ　ｏ−’位
相の進んだリヤ側ロータ２ｒの位相を表わしており、縦
軸は、作動室内圧力及び作動室容積を表わしている。ま
た図中、実線はフロント側ロータ２「、破線はリヤ側ロ
ータ２ｒの特性を示している。

第３図に示したように、フロント側ロータ２ｒが吸気上
死点ＴＤＣを通過すると、僅かのタイミング遅れでフロ
ント側吸気ポート６ｆが開かれ始め、該フロント側吸気
ポート６ｒの開きのタイミングから僅かに遅れてフロン
ト側連通ポート１５ｒが開かれ始める。この時、既に吸
気行程中であるリヤ側作動室５ｒでは、リヤ側吸気ボー
）６ｒ及びリヤ側連通ポート１５ｒが依然として開かれ
た状態であり、上記リヤ側吸気ポート６ｒは、フロント
側連通ポート１５ｆ７！ｌ＜開かれた後、しばらくして
閉じられ、また上記リヤ側連通ポート１５ｒは、”後で
詳しく述べるように、上記リヤ側吸気ポート６ｒの閉タ
イミングから所定のタイミングだけ遅れて閉じられる。

従って、フロント側連通ポート１５ｆが開かれてから、
上記リヤ側連通ポート１５ｒが閉じるまでの期間Ｔ、＜
よ、フロント側、リヤ側の両作動室ｆＭ、５ｒは、連通
路１６によって連通されている。上記連通期間ＴＩでは
、リヤ側作動室５ｒは、吸気行程終期から圧縮行程にあ
り、吸気行程の中期にあるフロント側作動室５ｒよりも
圧力が高くなっており、吸気は連通路ｔ６を通じて、リ
ヤ側作動室５ｒからフロント側作動室５ｒに流入讐る。

そして、リヤ側吸気ポート６ｒは、リヤ側連通ポート１
５ｒが閉じられるタイミングに前後して再びＩＪＦＪか
れ始め、次いでリヤ側連通ポート１５ｒが開かれる。こ
の時、既に吸気行程中であるフロント側作動室５ｆでは
、フロント側吸気ポート６ｒ及びフロント側連通ポート
１５ｒが依然として開かれた状態である。従って、リヤ
側連通ポート１５ｒが開かれた後しばらくしてフロント
側吸気ボだけ遅れてフロント側連通ポート１５ｆが閉じ
るまでの期間Ｔ、は、フロント側、リヤ側の両作動室５
１，５ｒけ、連通路１６によって連通される。

上記連通期間Ｔ、（≠Ｔｏでは、連通期間Ｔ、とは逆に
、フロント側作動室５ｆの圧力がリヤ側作動室５ｒの圧
力よりも高くなるので、吸気は連通路１６を通じて、フ
ロント側作動室５ｆからリヤ側作動室５ｒに流入する。

以上のようにして、圧縮行程にあるリヤ側作動室５ｒと
吸気行程にあるフロント側作動室５ｆとの連通状態と、
圧縮行程にあるフロント側作動室５ｒと吸気行程にある
リヤ側作動室５ｒとの連通状態とが交互に作り出され、
圧縮行程にある作動室（圧縮作動室）５ｒ、５ｒの吸気
エアの一部が、吸気行程にある作動室（吸気作動室）５
ｆ、　５ｒに流入するようになっている。

リヤ側圧縮作動室５ｒとフロント側吸気作動室５「との
連通期間Ｔ、の終了時期を定めるリヤ側連通ポート１５
ｒの閉止時期は、第３図に示したように、リヤ側圧縮作
動室５ｒの容積変化率が最大となる時期（クランク角で
ＡＢＤＣ１３５°）と、フロント側吸気作動室５ｒの内
部の負圧が最大となる時期（クランク角でＡＴＤＣｌ　
３５’　、リヤ側で言えばＡＢＤＣ４５°）、即ち、フ
ロント側吸気作動室５「の容積増加率が最大となる時期
との間にあるように設定されている。このため、リヤ側
連通ポート１５ｒは、第２図の仮想線Ｃで示されたリヤ
側連通ポート１５ｒを閉止させるリヤ側ロータ２ｒの位
相が、クランク角でＡＢＤ０４５°からＡＢＤＣｌ　３
５°の間になるように、その開口縁が設定されている。

また、フロント側連通ポート１５ｆについても、リヤ側
と同様に、フロント側連通ポート１５ｒを閉止させるフ
ロント側ロータ２ｒの位相が、クランク角でＡｎＤＣ４
５°からＡＢＤ０１３５°の間になるように、その開口
縁が設定されている。従って、連通期間Ｔ１、Ｔ！の終
了直前において、圧縮作動室５　ｒ、　５　ｆと吸気作
動室５ｆ、５ｒの圧力差が十分大きくなり、連通路１６
を流れるエアの流速が高まる。

そして、連通路１６の制御弁Ｉ７が開かれている低負荷
時に用いられる直接噴射用インジェクタ１４°ｒ、１４
°ｒは、それぞれ、上記連通路１６を流れるエアの高い
流速が利用できる連通期間ＴＩ。

Ｔ、の終了直前に、吸気作動室５ｆ、５ｒ内に燃料を直
接噴射するように、その噴射時期が設定されている。

以上説明したように、この発明によれば、２気筒ロータ
リピストンエンジンにおいて、圧縮作動室５ｒ、５ｆの
吸気エアの一部を、連通路１６を通じて吸気作動室５ｆ
、５ｒに流入させ、上記連通路１６を各作動室５ｒ、５
ｆ内に開口する連通ポート１５ｒ、１５ｒの閉止時期を
、圧縮作動室５ｒ、！Ｍの容積変化が最大となる時期か
ら吸気作動室５ｆ。

５ｒの最大負圧発生時期までの間に設定することにより
、上記両作動室間の圧力差が十分に大きく、従って、連
通路１６を通じて圧縮作動室５ｒ、５ｆから吸気作動室
５ｒ、５ｒに流入する吸気エアの流速が十分高い時期に
連通ポートを閉じるようにすることができる。

このことにより、吸気作動室５ｆ、５ｒの負圧が比較的
大きい時期に、圧縮作動室５ｒ、５ｆから吸気を流入さ
せて、効率よく、一定のポンプ損失低減効果を得るとと
もに、流速が十分に高い吸気エアを吸気作動室５ｆ、　
５ｒに流入させ、吸気作動室５ｆ、５ｒ内の燃料のミキ
シングの向上をはかり、且つ、その後に続く流速が低い
吸気エアの流入を防止して、吸気作動室５ｆ、５ｒ内の
燃料の周辺気圧の上昇をその分だけ抑制することができ
る。

その結果、吸気作動室内での燃料の微粒化、霧化が促進
され、燃焼状態の安定化と排気ガス特性の向上をはかる
ことができるのである。

さらに、エンジンＥの部分負荷域において、吸気作動室
５ｒ、５ｒに燃料を直接供給するためのインジェクタ１
４°ｒ、１４°ｒの噴射時期を、連通ボーｈ１５ｒ、１
！Ｍが閉止される直前に設定することにより、連通路１
６を流れる吸気の十分に高い流速を利用することができ
るので、より一層、燃料の微粒化、霧化を促進して、上
記効果を高めることができる。

が開かれている低負荷時には直接噴射用インジェクタ１
４°ｆ、１４°ｒを用いて作動室！Ｍ、５ｒに燃料を供
給していたが、第４図に示したように、上記直接噴射用
インジェクタ１４°ｒ、１４°ｒの代りに、連通路１６
のほぼ中央にインジェクタ２Ｉを共通に設け、低負荷時
には、上記連通路１６に燃料を噴射供給するようにして
もよい。連通路１６の制御弁１７が開かれているエンジ
ンＥの低負荷運転時にあっては、上記連通路１６を流れ
る４合気の流速が、各吸気ボー）６ｆ、６ｒにおける流
速よりも高くなるので、上記連通路１６が連通されてい
る間に、該連通路！６（こ燃料を噴射することによって
、燃料の微粒化、霧化を良好なものとすることができる
。

さらに、第１図で示した実施例と同様に、フロント側、
リヤ側の作動室５　ｒ、　５　ｒ間の連通期間Ｔ１゜Ｔ
！の終了時を、圧縮作動室５ｒ、’５ｒの容積変化率が
最大となる時期から吸気作動室５ｆ、　５ｒの内部の負
圧が最大となる時期との間に設定し、上記連通期間’ｒ
＋、Ｔ＊の終了直前に、連通路１６に燃料が噴射される
ように共通インジェクタ２１の噴射時期を設定すること
により、十分に高い両作動室５ｒ、５ｒ間の圧力差を利
用して連通路１６内の流速を高めることができるので、
燃料の微粒化、霧化がより一層促進される。

なお、第４図において、第１図と同じものについては、
同一番号を付してこれ以上の説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るロータリピストンエンジ
ンの展開説明図、第２図は連通ポートの開口位置を示す
ロークリピストンエンジンの側面説明図、第３図は、フ
ロント側作動室とリヤ側作動室の、各ロータ位相の変化
による容積変化及び圧力変化を示すグラフ、第４図は本
発明の他の実施例に係るロータリピストンエンジンの展
開説明図である。 Ｅ・・・ロータリピストンエンジン Ｄ　、、、ｗ　　Ｍ　　”ｉ　　Ｌ　ｍｌ＋４４’＊　
　　　　　　　Ｔ）、、、Ｉｆ　　−ｈｐ　７＋７１１
４　和宵１　ｒ、　１　ｒ・・・トロコイド空間、２　
ｒ、　２　ｒ・・・ロータ、３・・・偏心軸、　　　　
　４・・・中間ハウジング、５ｒ、５ｒ・・・作動室、 １０ｒ、１０ｒ・・・ロータハウジング、１５ｆ、１５
ｒ・・・連通ポート、１６・・・連通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）中間ハウジングと、該中間ハウジングの両側に配
   設した２つのロータハウジングと、該２つのロータハウ
   ジングの各々の片側に配設したサイドハウジングとによ
   り形成される２つのトロコイド空間を、偏心軸に軸支し
   た２つのロータが遊星回転運動する２気筒ロータリピス
   トンエンジンにおいて、 一方のトロコイド空間の圧縮作動室と他方のトロコイド
   空間の吸気作動室との連通状態と、上記他方のトロコイ
   ド空間の圧縮作動室と上記一方のトロコイド空間の吸気
   作動室との連通状態とを、交互に作り出す連通路をそれ
   ぞれの作動室内に開口する連通ポートを介して連通させ
   るとともに、該連通ポートの閉止時期を、圧縮作動室の
   容積変化が最大となる時期から吸気作動室の最大負圧発
   生時期までの間に設定したことを特徴とするロータリピ
   ストンエンジンのポンプ損失低減装置。