JPS63215834A - エンジンの吸・排気装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸・排気装置に関し。

特にその吸・排気効率を向上させるものに関す（従来技
術及びその問題点） 例えばロータハウジングに吸・排気ポートを開口したペ
リフェラルポート式ロータリピストンエンジンでは、ロ
ータハウジングとロータの接点であるアペックスシール
部によりポートを開閉する構造の為、アペックスシール
部が吸気ポート上を通過中は排気作動室と吸気作動室が
、又、排気ポート上を通過中は燃焼作動室と排気作動室
とが夫々連通ずることとなる。この為、第１３図示の如
く吸気ポート４が開口した瞬間、排気作動室Ｘから排気
が吸気管内に吹返す（Ａ）と共に、吸気作動室Ｙに吹抜
け（Ｂ）る現象が生じてしまう、又、第１４図示の如く
排気ボート５開口の瞬間には、排気行程から吸気行程に
移行中の作動室Ｘ内に、燃焼行程から排気行程へ移行中
の作動室Ｚ内の高圧ガス−力く吹抜け（Ｆ）、吸気ポー
ト４からの新気導入を阻害する現象が生じてしまう。

この結果、いずれの場合も、吸気作動室内への混合気の
充ｔＨ量を減少させて吸気効率を悪化させ、又、高温の
タイリュージョンガスが吸気作動室中に侵入することと
なる為、混合気の温度が上昇してノッキングを起し易く
なる等の問題を有している。

上記の如き問題点を解決せんとするものとしては、実開
昭４８−５０７０４号公報に開示の如く、吸気の流入方
向と略乎行で且つロータ先端の通過方向と直交する多数
の遮蔽板で吸気ボートを複数通路に分割することにより
、排気の吹抜けを阻止するよう構成したものがあるが、
多数の遮蔽板が吸気抵抗となる丈でなく、排気作動室中
の排気は遮蔽板を迂回して吸気作動中に吹抜けてしまう
為、殆ど実効がないものである。又、この構成を排気ボ
ートに応用した場合も、同様に前記の如き問題点を実質
的に解決するには至らないものである。

（発明の目的） 本発明は、上記の如く吸・排気ボートに生じる圧力変化
を逆利用することにより、前記問題点を解決する丈でな
く吸・排気効率をも上昇させて高出力で且つ円滑なエン
ジン作動を＋ｉＪ能とするエンジンの吸・排気装置の提
供、をその目的とする。

（充用の構成） 上記目的達成の為、本発明に係る吸・排気装置は、吸気
通路又は排気通路の気筒との接続部を２分割して異った
タイミングで開閉する独立した第１の通路と第２の通路
を形成すると共に、先に開口又は閉口する上記第１の通
路の開口又は閉口により発生して該第１の通路内を伝播
し、上記第１と第２の通路の合流部分を経て上記第２の
通路内を気筒方向に伝播する圧力波（吸気通路の場合は
正圧波、排気通路の場合は負圧波）が、後に閉口する上
記第２の通路の開口又は閉口時に気筒に達するよう上記
分割長さを設定するものであり、第１の通路で生じる圧
力変化を利用して第２の通路による吸―排気効率を高め
るよう構成したものである。

又、このように構成することにより、ロータリピストン
エンジンの場合、上記圧力波により排気作動室からの吹
抜けを抑制する圧力が吸気作動室内に生じ、或いは排気
通路内に燃焼作動室内からの吹抜けを阻止する負圧が生
じて、吸気作動室内への排ガス侵入を防止出来るもので
ある。

（発明の実施例） 第１図示エンジンは、ペリフェラルボート式ロータリピ
ストンエンジンであり、ｌはロータハウジング、２はけ
−タである。

ロータ２の三箇所の頂点には、夫々アペックスシール２
ａ・・・が取付けられ、該アペックスシール２ａ・・・
はロータハウジングｌ内周面と常時接触してロータハウ
ジングｌとロータ２との間に３つの作動室Ｘ拳ＹΦＺを
形成している。

ロータハウジングｌには、吸気ボート４及び排気ボート
５が形成されており、ロータ２の回転に伴ってアペック
スシール２ａにより夫々所定のタイミングで開閉され、
各作動室内への吸排気を行なうよう構成されている。

ロータハウジングｌの外周面には、吸気管３が吸気ボー
ト４と連通して接続され、該吸気管３の上流には、イン
ジェクションバルブ６及びスロットル７が設置されてい
る。

吸気ボート４は、第２及３図示の如く、ロータ２の回転
方向と直交する方向に形成された隔壁４１により第１の
ボー）４ａと第２のポート４ｂに２分割され、ロータ２
の回転に伴って、第１のボー）４ａが開閉した後、第２
のボー）４ｂが開閉するよう構成されている。

隔壁４１は又、吸気管３内に達してその区間内を第１の
ボーｌｅａと連通する第１の吸気通路３ａと第２のボー
）４ｂと連通ずる第２の吸気通路３ｂとに分割している
。

隔壁４１の長さは、ｔｉＳｌのボー）４ａ閉口により発
生する圧力波が第１の吸気通路３ａ内を遡り、該隔壁４
１が跡切れて第１の吸気通路３ａと第２の吸気通路３ｂ
とが合流した位置で第２の吸気通路３ｂ側に伝播し、第
２のポート４ｂが同行程に開口中に吸気作動室Ｙ速達す
る所定長さに設定されている。

この所定長さの近似値は、下記公式により求めることが
できる。

ＬＩ＝Ｌ／’２　　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（２）ＬＩ　二所要隔壁長さく
ｃｍ） このようにＭ成することにより、第１のポー１４ａ開日
時には、第６図に示す排気作動室Ｘから吸気作動室Ｙへ
の吹抜け（Ａ）や、排気作動室Ｘから吸気管３内への吹
返しくＢ）は、ボート開口面積が小さい為に少なくなる
と共に、ロータ２の回転でアペックスシール２ａが隔ｖ
４１に達してｔＪＪｌのポート４ａを閉口すると、吸気
が阻止されることにより発生する慣性効果により、又、
次期吸気作動室（排気作動室Ｘ）に対して第１のポート
が開口することにより該次期吸気作動室（排気作動室Ｘ
）内に残留している排気の圧力により、第７図示の如き
圧力波りが生じて吸気管３内を遡る。

該圧力波りは、隔壁４１が跡切れて吸気通路３ａ・３ｂ
が合流一本化した所で２方向に分岐し、一方の圧力波（
Ｄ”）は更に吸気管３内を上流に進行し、他方の圧力波
（Ｄ′）は第２の吸気通路に伝播して第２のポー、ト４
ｂに向うこととなる。

そして、第２のポート４ｂが開口状態にある期間内に圧
力波Ｄ′が第２のポート４ｂに達し、吸気中の混合気を
吸気作動室Ｙ内へ圧縮充填する効果を発揮すると共に、
排気作動室Ｘから吸気作動室Ｙへの吹抜け（Ｂ）や、圧
縮行程へ移行開始時の吸気作動室Ｙから吸気管３への吹
戻しくＣ）等を阻止するよう作用することとなる。即ち
、圧力波Ｄ′により過給圧が第２のポー）４ｂに生じ、
この過給圧により吹抜け（Ｂ）−吹戻しくＣ）の圧力を
減殺することとなるものである。

尚、圧力波（Ｄ）はｚ方に分岐することにより減衰する
が、第２のポー）４ｂの開口面積を第１のポート４ａよ
り小さくすれば減衰を防止することが出来る。

又、上記効果を発揮する為の隔壁４１の所要長さは、上
記近似式（１）・（２）より・明らかな如く、エンジン
回転数により異るものである。従って、第８図示の如く
、可動隔壁４１ａを別に設け、エンジン回転数に応じて
アクチュエータ９を駆動させ、可動隔壁４１ａを移動さ
せて隔壁長さを変化させるよう１＃成すれば、全エンジ
ン回転城に於て上記効果を発揮させるよう構成すること
が出来る。逆に、所定回転域のみで効果を得れば良い場
合、第９図示の如く所定長さの隔壁４２ａを予め形成し
たポート部分４２を別形成し、ロータハウジングｌの開
口部に圧入固定するよう構成すれば良い。

一方、上記吸気側に於る考え方をｒ記の如く排気側に応
用すれば、第１４図示の如く排気行程から吸気行程へ移
行中（オーバーラツプ期１■中）の作動室Ｘを通っての
燃焼作動室２内の高圧ガスが吸気ポート４側へ吹抜ける
のを防止することが出来る。

即ち、第４及５図示の如く、排気ポート５と排気管８を
、ロータ２の回転方向と直交する方向に形成された隔壁
５１により、第１のポート５ａと第２のポート５ｂ及び
第１のポート５ａに連通ずる第１の排気通路８ａと第２
のポート５ｂに連通ずる第２の排気通路８ｂに夫々２分
割し、ロータ２の回転に伴って、第１のボー）５ａが開
口した後、第２のポート５ｂが開口するよう構成する。

又、隔Ｉ！５１も、第１のポー）５ａ開口により発生す
る圧力波が第１の排気通路Ｂａ内を前進し、該隔壁５１
が跡切れた位置で第２の排気通路８ｂに伝播し、該第２
の排気通路８ｂを逆に進行し、第２のボー）５ｂが作動
室Ｙに対してする全開される時（即ち１作動室Ｘに対す
る第２のボー）５ｂの全閉時）に同期して第２のボー）
４ｂに達するよう所定長さに形成されている。

このように構成することにより、ｆＪＳＩＯ図示の如く
、第１のポート５ａ開口の瞬間、燃焼作動室Ｚからの高
圧排気による圧力波（Ｅ）の吸気ボート４への吹抜けが
隔壁４１により阻止され、該圧力波（Ｅ）は第１の排気
通路８ａ内を前進することとなる。そして、隔壁５１が
跡切れ第１及び第２の各排気通路が８ａ・８ｂが合流一
本化した所で２方向に分岐し、一方の圧力波（Ｅ′）は
そのまま排気管８内を前進し、他方の圧力波（Ｅ′）が
ｗＩＪ２の排気通路８ｂ内を第２のボート５ｂ側に向う
こととなる。

第２のボート５ｂ側に向けて進行する圧力波（Ｅ′）が
第２のボー）５ｂに達した時、先にオーバーラツプ期間
中であった作動室Ｘに対しては、既に第２のボート５ｂ
は閉口状態となっており、従って該圧力波（Ｅ′）が吸
気ボート４側に吹込むことが阻止されるものである。

尚、従来より排気ポート５にポンプによって高圧の空気
を供給し、排気を希釈すると共に吸気ボート４への吹込
みを防止する方法がとられていたが１本実施例の場合、
同様な方法を採用するには、第１図示の如く、第２のボ
ート５ｂ側にポンプ１１と接続された供給口１２を開口
する必要がある。

尚、上記実施例ではべりフェラルポート式ロータリピス
トンエンジンについて説明したが、サイドボート式のも
のも適用し得ることは勿論である。

第１１図は１本発明をレシプロエンジンの排気装置に適
用した場合の実施例を示し、２弁の排気バルブ２０ａ・
２０ｂに夫々連通ずる排気分岐管２１ａ・２１ｂを所定
長さで一本の排気管２１に合流するよう構成すると共に
、第１２図示の如く、第１排気バルブ２０ａを吸気パル
プ２２−２２の開成に同調して閉じるよう構成し、第２
排気バルブ２０ｂは、吸気バルブ２２−２２の開成後所
定の期間（オーバーラツプ期間）経過後に閉じるよう構
成したものである。又、ｉ１排気バルブ２０ａの閉成に
より発生する負の圧力波Ｐが第１排気分岐管２１ａ内を
進行し、第２排気分岐管２１ｂとの合流部分で該第２排
気分岐管２１ｂ内に伝播し、第２排気バルブ２１ｂの開
成中に気筒内に到達するよう上記排気分岐管２１ａφ２
１ｂの分岐長さが設定されている。上記のオーバーラツ
プ期間は吸気混合気によって排気の追出しを図る為に設
けられているが、所定のエンジン回転数以下の場合には
、逆に排気が気筒内に逆流する場合がある。しかし乍ら
、本実施例では、第１排気パルプ２０ａの閉成に伴って
生じる負圧Ｐにより、吸気パルプ２２−２２とオーバー
ラツプ開成期間中の第２排気バルブ２０ｂでの排気掃引
効果を発揮させることが出来る為、吸Ｏ排気バルブのオ
ーバーラツプ開成に伴う吸・排気の逆流を阻止すること
が出来るものである。

（発明の効果） 本発明に係るエンジンの吸・排気装置によれば、吸気又
は排気通路の気筒との接続部に所定長さの独立２分割通
路を形成し、第１の通路の開口又は閉口により生ずる圧
力波を利用して第２の通路に於ける吸・排気効率を高め
るよう構成したので、これによりエンジンの高出力化を
図ることが出来る。又、ロータリピストンエンジンの吸
・排気ポートでの吸気作動室への排気ガス吹抜けやレシ
プロエンジンでの吸・排％バルブのオーバーラツプ開成
時に於ける排気の気筒内達流を防止することが１丁能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吸気装置をペリフェラルボート式
ロータリエンジンに適用した場合の実施例を示す要部縦
断面図、第２図は第１図のＨ部分詳細図、第３図は第２
図の■方向矢視図、第４図は第り図の■部分詳細図、第
５図は第４図のＶ方向矢視図、第６・７及ｌＯ図は第１
図示実施例の作動説明図、第８図は隔壁長可変方式の具
体例を示す概略縦断面図、第９図は隔壁反固定方式の具
体例を示す概略縦断面図、第１１図は本発明に係る吸気
装置を２弁式レシプロエンジンに適用した場合の実施例
を示す概略平面図、第１２図はそのバルブ開閉タイミン
グを示すグラフ、第１３及１４図は従来例の作動説明図
である。 Ｘ・Ｙ−Ｚ・・・作動室（気筒） ３・・・吸気管（吸気通路） ３ａ・・・第１のボート ３ｂ・・・第２のボート ４１・・・隔壁 ４ａ・・・第１の吸気通路（第１の通路）４ｂ・・・第
２の吸気通路（第２の通路）Ｄ−Ｅ−Ｐ・・・圧力波

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気又は排気の為のエア通路を気筒との接続部で２分割
   して異ったタイミングで気筒に開口又は閉口する独立し
   た第１の通路と第２の通路を形成すると共に、先に開口
   又は閉口する上記第１の通路の開口又は閉口により発生
   して該第１の通路内を伝播し、上記第１と第２の通路の
   合流部分を経て上記第２の通路内を気筒方向に伝播する
   圧力波が、後に閉口する上記第２の通路の開口又は閉口
   時に気筒に達するよう上記分割長さを設定したこと、を
   特徴とするエンジンの吸・排気装置。