JP2008185027A - Rotor for rotary internal combustion engine, rotor for wankel engine, rotary internal combustion engine and method for modifying combustion fuel/air flow - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワンケル(Wankel)型ロータリー内燃機関に関する。特に、本発明は、ロータリー内燃機関の燃焼率の増大および制御に関する。 The present invention relates to a Wankel type rotary internal combustion engine. In particular, the present invention relates to increasing and controlling the combustion rate of a rotary internal combustion engine.
ワンケル型ロータリー内燃機関(エンジン)は、通常、エピトロコイド状ハウジング内に配置された3面ロータを備える。ロータがハウジング内で回転することによって、ハウジングは、3つの作動室に分割される。ロータの各面は、ピストンエンジンのピストンと同じように効率的に機能する。回転中、ロータの面は、ハウジングに対して接近および離脱を連続的に繰り返し、作動室に含まれるガスをそれぞれ圧縮し膨張させる。 A Wankel type rotary internal combustion engine (engine) usually includes a three-sided rotor arranged in an epitrochoid housing. As the rotor rotates within the housing, the housing is divided into three working chambers. Each face of the rotor functions as efficiently as a piston in a piston engine. During rotation, the surface of the rotor continuously approaches and leaves the housing, compressing and expanding the gas contained in the working chamber.
ロータは、偏心ローブシャフトを中心に回転し、典型的なオットーサイクルまたはディーゼルサイクルの4ストロークをもたらすように、ハウジングの内周を運動することができる。吸気行程中、ロータは、燃料/空気混合物をハウジング内に吸い込む。ロータが回転すると、ロータ面の1つが、燃料/空気混合物をハウジングに対して圧縮する。圧縮された混合物は、点火源(例えば、スパークプラグ)に到達するまで、または圧縮比が燃焼点火を生じるのに十分高くなるまで、ハウジングの内周を循環する。点火の後、燃料/空気混合物は燃焼ガスとして膨張し、ロータは爆発行程に至る。次いで、ロータは、膨張した燃焼ガスを排気ポートに循環させる。 The rotor can rotate about the eccentric lobe shaft and move around the inner circumference of the housing to provide a typical Otto cycle or diesel cycle four stroke. During the intake stroke, the rotor draws the fuel / air mixture into the housing. As the rotor rotates, one of the rotor faces compresses the fuel / air mixture against the housing. The compressed mixture circulates around the inner circumference of the housing until it reaches an ignition source (eg, a spark plug) or until the compression ratio is high enough to cause combustion ignition. After ignition, the fuel / air mixture expands as combustion gas and the rotor goes into an explosion stroke. The rotor then circulates the expanded combustion gas to the exhaust port.
燃焼行程中、ロータおよびハウジングによって画定される燃焼室は、通常、幅が狭くて長く、ロータとハウジングとの間にピンチ点を生じる。これによって、火炎伝播が制限され、燃焼に利用できる圧縮された燃料/空気混合物の量が減少する。従って、燃焼効率を増大させるために、火炎伝播および燃料/空気混合を制御するロータリーエンジンが必要とされている。 During the combustion stroke, the combustion chamber defined by the rotor and the housing is typically narrow and long, creating a pinch point between the rotor and the housing. This limits flame propagation and reduces the amount of compressed fuel / air mixture available for combustion. Therefore, there is a need for a rotary engine that controls flame propagation and fuel / air mixing to increase combustion efficiency.
本発明は、ロータリー内燃機関に用いられるロータに関する。このロータは、シャフト開口部の周りに周方向に配置された複数のロータ面と、これらのロータ面の少なくとも1つに配置された凹状ポケットと、該少なくとも1つのロータ面に固定された少なくとも1つの流れ変更部材と、を備える。 The present invention relates to a rotor used in a rotary internal combustion engine. The rotor includes a plurality of rotor surfaces disposed circumferentially around the shaft opening, a concave pocket disposed on at least one of the rotor surfaces, and at least one fixed to the at least one rotor surface. Two flow changing members.
図1は、エンジン10の概略的な正面図である。エンジン10は、ロータリー内燃機関であり、該ロータリー内燃機関は、ハウジング12、点火源14、ロータ16および出力シャフト18を備える。ハウジング12は、エピトロコイド状ロータ室22を画定する内側面20を備える。さらに、ハウジング12は、燃料/空気混合物をロータ室22内に吸い込む吸気ポート24と、ロータ室22から排気ガスを排出する排気ポート26と、を備える。
FIG. 1 is a schematic front view of the
代替的な実施形態では、吸気ポート24および排気ポート26の片方または両方が、ハウジング12の1つの端壁内に配置される。他の代替的な実施形態では、エンジン10は、燃料噴射エンジンである。この燃料噴射エンジンでは、吸気ポート24から空気がロータ室22内に吸い込まれ、点火源14に近いロータ室22の燃焼を生じる領域である燃焼室44に燃料が直接噴射され、圧縮された燃料/空気の混合物が生成される。代替的に、燃料は、ロータ16とハウジング12との間の他の位置に画定されるロータ室22の他の領域内に噴射される。
In an alternative embodiment, one or both of the
点火源14は、ハウジング12内の吸気ポート24および排気ポート26の概ね反対側に配置される1対の燃焼誘発要素(例えば、スパークプラグ)である。代替的な実施形態では、エンジン10は、点火源14を必要としない圧縮点火エンジンである。
The
ロータ16は、ロータ室22内に配置された3面ロータであり、シャフト開口部(つまり孔)28、前面30、ロータ面32,34,36およびアペックス(頂点)38,40,42を備える。シャフト開口部28は、前面30から図示されない反対側の背面に向かってロータ16内を延びる中心孔である。ロータ面32,34,36は、前面30と直交し、シャフト開口部28の周りに周方向に延びる。図示されるように、ロータ面32,34は、アペックス38で交差し、ロータ面34,36は、アペックス40で交差し、ロータ面32,36は、アペックス42で交差する。
The
出力シャフト18は、シャフト開口部28を貫通する偏心ローブを有する、ハウジング12内に配置された偏心ローブシャフトである。従って、ロータ16は、出力シャフト18に偏心して取り付けられる。この偏心取付けによって、ロータ16は、エピトロコイド状のロータ室22内において、アペックス38,40,42をハウジング12の内側面20と接触させながら、回転することができる。
The
ロータリーエンジン10の運転中、ロータ16は、ハウジング12内において4ストロークの燃焼サイクルを行なう。ロータ16が回転すると、燃料/空気混合物は、吸気ポート24内に吸い込まれ、次いで、点火源14に向かって循環しながらハウジング12の内側面20に対して圧縮され、その容積が減少する。
During operation of the
点火源14が、圧縮された燃料/空気混合物を点火する。この点火は、1対の点火源によって同時に行なわれるか、またはロータ16とハウジング12との間に形成されるピンチ点内を通る燃焼ガス流の流量および方向を制御するために、異なるクランク角に対応する段階的な間隔で行なわれる。(前述した)エンジン10の代替的な圧縮−点火実施形態では、圧縮によって燃料/空気混合物を十分に加熱し、点火源14を必要とすることなく点火を生じさせる。
An
点火された燃料/空気混合物(燃焼ガス)が膨張するにつれて、この膨張した燃焼ガスが、排気ポート26を通してロータ室22から排出されるまで、ロータ16をさらに回転させる。ロータ16は、偏心マウントを介してトルクを出力シャフト18に与え、回転エネルギを生じさせる。
As the ignited fuel / air mixture (combustion gas) expands, the
図1に示されるように、アペックス38,42と内側面20との交差によって、燃焼セクション(つまり、燃焼室)44が、ロータ16のロータ面32とハウジング12の内側面20との間に画定される。燃焼セクション44の容積は、幅が狭く長く延びているので、燃焼セクション44において、流れが制限され、燃焼最前部の伝播が遅くなり、その結果、燃焼効率が低減することがある。以下に述べるように、ロータ16には、燃料/空気混合および火炎伝播を制御する少なくとも1つの流れ変更部材が設けられる。これによって、流れ制限の影響を低減し、燃焼効率を高め、出力を増大することができる。
As shown in FIG. 1, the intersection of
図2は、各ロータ面32,34,36が凹状ポケット46およびランプ(傾斜路)48を備えるロータ16の上斜視図である。凹状ポケット46は、ロータ面32,34,36が、それぞれ、内側面20と協働して燃焼部分(例えば、図1に示される燃焼部分/燃焼室44)を形成するときに、ピンチ点を形成する危険性を減らす、ロータ面32,34,36内の凹状部分である。代替的な実施形態では、1つまたは複数の凹状ポケット46は、図2に示される矩形の代わりに、他の形状(例えば、梨状)を有する。加えて、1つまたは複数の凹状ポケット46は、場合によっては、ロータ面(例えば、ロータ面32,34またはロータ面36)内の中心に位置する代わりに、アペックス(例えば、アペックス38,40またはアペックス42)の近くに位置してもよい。
FIG. 2 is a top perspective view of the
ランプ48は、ロータ面32,34またはロータ面36のいずれかから、関連する凹状ポケット46に沿って延びる一組の実質的に平行に延びるランプ状流れ変更部材である。ランプ48は、燃焼中に、圧縮された燃料/空気混合物内に渦流を生成し、乱流を増大することによって、燃料/空気混合および火炎伝播を制御するのに有利である。
The
いくつかの実施形態では、ランプ48は、成形中または鋳造中に、ロータ面32,34またはロータ面36と一体に形成される。代替的な実施形態では、別に形成された流れ変更部材がロータ面に固定される。いずれの実施形態においても、流れ変更部材は、種々の個所に配置されてもよく、例えば、凹状ポケット46に隣接して配置されてもよく、凹状ポケット内に完全に配置されてもよく、または凹状ポケット内に部分的に配置されてもよい。
In some embodiments, the
ロータ16は、図1のエンジンハウジング12に対して時計回りに回転する。燃料/空気混合物も全体的に時計方向に運動し、ロータ面32と内側面20との間の空間内、ロータ面34と内側面20との間の空間内およびロータ面36と内面20との間の空間内を前進する。しかし、ロータ面32に対して、燃焼室44内の燃料/空気混合物は、燃焼が開始される個所、燃焼率および膨張率に応じて、アペックスシール42からアペックスシール38に向かう方向またはアペックスシール38からアペックスシール42に向かう方向のいずれかに流れる。
The
一般的に、ランプ48は、相対的な燃料/空気流に関して上流側に相当する凹状ポケット46の側端を始端とし、下流端に延び、この下流端において急に途切れる、すなわち急に終端する。この設計は、流れ変更部材が別の方向に延びる従来の設計と対照的であると共に、流れ変更部材が急に終端する下流端を有しない従来の設計とも対照的である。これらの従来の設計は、凹状ポケット内における流れ変更を目的としているが、ここに述べたランプ48および他の流れ変更構造は、ポケット内における流れ変更と、隣接する燃焼室の全域における流れ変更と、を目的としている。
In general, the
図3Aは、前面30に対する反対側の面である背面54を示す、ロータ16の上面図である。燃料/空気流の方向は、矢印60によって示されている。ランプ48は、この燃料/空気流において、渦を生成し、乱流を増大させる。
FIG. 3A is a top view of the
図示されるように、凹状ポケット46は、ロータ面32に沿った長さ(参照番号56で示す)を有し、各ランプ48は、凹状ポケット46内において長さ(参照番号58で示す)を有する。ランプ48の長さ58の適切な値は、凹状ポケット46の長さ56の約25〜75%の範囲内にある。ランプ48の長さ58の特に適切な値は、凹状ポケット46の長さ56の約30〜50%の範囲内にある。
As shown, the
他の実施形態では、1つまたは複数のランプ48は、他のランプ48と異なる長さを有する。4つのランプ48を有するロータ16が図示されているが、ロータ16は、代替的に、所望の燃焼率に基づいて、さらに少ない数またはさらに多い数のランプ48を備えてもよい。
In other embodiments, the one or
図3Bおよび図3Cは、図3Aの線3B−3Bに沿った代替的な断面図である。図3Bに示されるように、凹状ポケット46は、リム62で表されるロータ面32との周縁部を有する。この実施形態では、ランプ部分48aはリム62の上方に延びず、これらのランプ48は凹状ポケット46内に完全に収められている。一方、図3Cの実施形態では、ランプ部分48bはリム62の上方に延び、これらのランプ48は凹状ポケット46を越えて延びている(つまり、突出している)。
3B and 3C are alternative cross-sectional views taken along
これらの実施形態の各々によれば、圧縮された燃料/空気混合物に対して異なる流路が得られる。追加的な実施形態では、他の所望の流れパターンを得るために、ランプ48は、各々、リム62の上方または下方のいずれかに延びてもよい。一般的に、各ランプ48の長さおよび高さは、燃料/空気混合物および火炎伝播率を制御するように個々に設定可能である。この燃料/空気混合物および火炎伝播率の制御は、凹状ポケット46および凹状ポケットに隣接する燃焼室(例えば、図1に示されるような燃焼部分/燃焼室44)の両方に対してなされる。
Each of these embodiments provides a different flow path for the compressed fuel / air mixture. In additional embodiments, the
ランプ48の各々は、ロータ面と異なると共に、凹状ポケットとも異なる突出面を画定する。流れを突出面から溢流させ、燃焼室の全域に伝播させることによって、流れの渦を生成し、これによって、迅速かつ制御された火炎伝播を凹状ポケットの外側に生じさせることができる。この設計は、流れ変更部材が、ポケットのリム、すなわちロータ面と同一面で延び、または凹状ポケットの底に沿って延びる従来の設計とは異なると共に、流れ変更が、凹状ポケット、樋または通路内の流れを対象とする従来の設計とも異なる。この独特の特徴は、ランプ48の特定の構成に制限されず、ここに述べる流れ変更部材および流れ変更構造の各々にも共通する。
Each
ランプ48によって画定された突出面も急に終端する。これによって、流れ分離、渦および乱流が生じる。これらの流れ分離、渦および乱流は、下流に伝播し、ポケット46およびロータ面32とハウジング壁20との間の燃焼室の両方の全体にわたって、燃焼ガスを3次元的に混合する。この構造は、急に終端しない以前の構造とは異なると共に、ロータ面と実質的に平行に画定される2次元的な流れ変更を目的とする従来の構造とも異なる。
The protruding surface defined by the
ここに述べた流れ変更構造は、燃料/空気混合物流を溝、通路または樋のようなロータ表面の特徴部内に導くことを目的とする従来の設計とは異なると共に、ロータ表面内の凹状ポケットつまり凹状室内の渦を高めることを目的とする従来の設計とも異なる。対照的に、ここに述べた流れ変更部材は、下流方向に伝播し、凹状ポケット内のみならず凹状ポケットの外側に位置する燃焼室の領域内にも拡がる3次元流効果を得ることを目的としている。 The flow modification structure described here differs from conventional designs aimed at directing the fuel / air mixture stream into features on the rotor surface, such as grooves, passages or soots, as well as concave pockets in the rotor surface. It differs from conventional designs that aim to increase the vortices in the concave chamber. In contrast, the flow-modifying member described here is intended to obtain a three-dimensional flow effect that propagates in the downstream direction and extends not only within the recessed pocket but also within the region of the combustion chamber located outside the recessed pocket. Yes.
さらに、ここに述べた流れ変更設計は、流れを停止させること、または流れを旋回させることに制限されず、また通路および凹状ポケット内に乱流を生じさせることにも制限されない。実際、これらの構造は、急な終端からの溢流やロータ面から燃料/空気混合物流内に突出する(凹状ポケットの底と異なると共に、ロータ面からも異なる)表面からの溢流を介して流れ分離および渦を生じさせる。 Further, the flow modification design described herein is not limited to stopping the flow or swirling the flow, nor is it limited to creating turbulence in the passages and concave pockets. In fact, these structures are via overflow from abrupt ends and overflow from surfaces that protrude into the fuel / air mixture stream from the rotor surface (different from the bottom of the concave pocket and from the rotor surface). Causes flow separation and vortices.
図4〜図7は、参照番号100,200,300,400を加えた対応する参照番号で示されるロータ16に対する代替例の上面図である。これらの代替的なロータは、各々、従来の設計と異なる代替的な流れ変更部材を備える。
4-7 are top views of alternatives to the
図4に示されるように、ロータ116は、凹状ポケット146内においてロータ面132から延びる一組の先細のランプ状流れ変更部材である、先細ランプ148を備える。先細ランプ148の適切な長さおよび高さは、ランプ48に対して前述した適切な長さおよび高さを含むが、先細ランプ148は、ランプ48とは異なる流れパターンをもたらす。
As shown in FIG. 4, the
図5に示されるように、ロータ216は、凹状ポケット246から直角に延びる一組のV字状の流れ変更部材である、V字状バー248を備える。この実施形態では、各V字バー248は、圧縮された燃料/空気流内に向けられた頂点を有する。流路は、各V字バー248で分岐し、各急な終端で剥離される。これによって、前述したように、火炎伝播率が増大し、燃料/空気混合物内において渦流および乱流が生じる。
As shown in FIG. 5, the
V字バー248の寸法は、所望の燃焼率を得るために変更可能である。特に、個々のV字バー248は、凹状ポケット246のリムの上方または下方のいずれかに延びてもよく、これによって、ロータ面および凹状ポケットのレベルと異なるレベルを画定してもよい。3つのV字バー248を有するロータ216が図5に示されているが、ロータ216は、代替的に、さらに多くのV字バーを備えてもよく、例えば、平行な列またはジグザグな列にさまざまに配置された多数のV字バーを備えてもよく、またはさらに少ないV字バー、例えば、1対のV字バー248または単一のV字バー248を備えてもよい。
The dimensions of the V-
図6に示されるように、ロータ316は、凹状ポケット346と直交して伸びる一組の矩形状流れ変更部材である、ブラフボディ(bluff body)348を備える。ブラフボディ348は、圧縮された燃料および空気の流路を妨げ、混合物を横方向に移動させ、下流端の急な終端における流れ分離を助長する。これによって、凹状ポケット内および凹状ポケットに隣接する燃焼室/燃焼部分内の両方において、火炎伝播を増大させ、燃料/空気混合物内において、渦流を生成し、乱流を増大させることができる。
As shown in FIG. 6, the
ここに述べる他の流れ変更部材と同じように、ブラフボディ348の寸法は、所望の燃焼率を得るために必要に応じて変更可能である(例えば、凹状ポケット346のリムの上方または下方に延ばしてもよい)。一般的に、この流れ変更部材は、ロータ面と異なると共に、凹状ポケットの底とも異なる面に沿って延びるように構成可能である。3つのブラフボディ348を有するロータ316が図6に示されているが、ロータ316は、代替的に、さらに多くのブラフボディまたはさらに少ないブラフボディを備えてもよく、例えば、単一のブラフボディ348、もしくは平行な列またはジグザグな列に配置された多数のブラフボディ348を備えてもよい。
As with the other flow modifying members described herein, the size of the
図示されるように、各ランプ、V字バーおよびブラフボディは、急に終端し、流れ分離、渦および乱流を生成する。これらの流れ分離、渦および乱流は、流れ変更部材から剥離され、下流に伝播し、ポケット346の全体にわたって、燃焼ガスを3次元的に混合する。これらの流れ分離、渦および乱流の影響は、ロータ面とハウジング壁との間に画定された凹状ポケットに隣接する燃焼室(例えば、前述の図1の燃焼室/燃焼部分44および後述の図11の燃焼室/燃焼部分812)内にも伝播する。この設計は、急に終端しない従来の設計と異なると共に、凹状ポケットを越えて隣接する燃焼室内に実質的に拡がらない2次元的な流れ変更を目的とする従来の設計とも異なる。
As shown, each ramp, V-bar and bluff body terminates abruptly, creating flow separation, vortices and turbulence. These flow separations, vortices and turbulence are separated from the flow modifying member and propagate downstream, mixing the combustion gases three-dimensionally throughout the
図7に示されるように、ロータ416は、凹状ポケット446内においてロータ面432から延びる一組の実質的に平行に傾いたランプ状流れ変更部材である、傾斜ランプつまり掃引ランプ448を備える。傾斜ランプ448は、燃焼室内の圧縮された燃料/空気混合物内に渦を誘発するのに有利である。傾斜ランプ448の適切な寸法として、図2および図3A〜図3Cのランプ48に対して前述した寸法が挙げられる。
As shown in FIG. 7, the
図8Aは、参照番号500を加えた対応する参照番号で示されるロータ16の他の代替例であるロータ516の上面図である。このロータ516は、凹状ポケット546およびランプ548を備える。ランプ548は、凹状ポケット546に隣接してロータ面532から延びる単一のランプ状流れ変更部材である。
FIG. 8A is a top view of a
この実施形態では、ランプ548は、圧縮された燃料/空気混合物流を妨げ、この混合物を凹状ポケット546内に導くと共に、凹状ポケット546の上方に導く。これは、凹状ポケット546内に拡がる共に、矢印560によって示されるように、ロータ面532に隣接する燃焼室内にも拡がる渦流および乱流を生成するのに有利である。
In this embodiment,
特に、図8Aは、ここに述べた流れ変更部材の効果が、ロータ面と平行な実質的に2次元的な流れ変更に制限されず、ロータ面と実質的に直交する3次元的な流れ成分にも及ぶことを示している。この構造は、凹状ポケット内の流れ変更を目的とする構造とは異なると共に、ロータ面と実質的に平行の渦流または乱流の生成を目的とする構造とも異なっている。これらの独特な要因は、ここに述べる流れ変更部材および流れ変更構造の各々の特徴を示すものである。 In particular, FIG. 8A shows that the effect of the flow modifying member described herein is not limited to a substantially two-dimensional flow modification parallel to the rotor surface, but a three-dimensional flow component substantially orthogonal to the rotor surface. It is also shown to extend to. This structure is different from the structure intended to change the flow in the concave pocket and different from the structure intended to generate vortex or turbulence substantially parallel to the rotor surface. These unique factors are characteristic of each of the flow modification members and flow modification structures described herein.
図8Bは、凹状ポケット546およびランプ548をさらに説明するための図8Aの線8B−8Bに沿った断面図である。図示されるように、ランプ548は、凹状ポケット546のリム562(一点鎖線で示す)の上方に延びている。この結果、圧縮された燃料/空気混合物の流路は、凹状ポケット546内に導かれると共に、凹状ポケット546の上方にも導かれる。
8B is a cross-sectional view taken along
図8Cは、ランプ548の代わりに隆起ランプ564を備えるロータ516の代替的な実施形態を示す、図8Aの線8B−8Bに沿った他の断面図である。隆起ランプ564は、凹状ポケット546に隣接して配置され、かつロータ面532から延びる単一の隆起した流れ変更部材である。隆起ランプ564は、ランプ548と同様に機能し、渦流および乱流を、ロータ面532と隣接して生成すると共に、凹状ポケット546内および凹状ポケット546の上方にも生成する。
FIG. 8C is another cross-sectional view along
図9Aは、参照番号600を加えた対応する参照番号で示されるロータ16の代替例であるロータ616の上面図である。このロータ616は、ポケット646aとポケット646bとの間に位置し、かつロータ面632から延びる単一のランプ状流れ変更部材である、ランプ648を備える。
FIG. 9A is a top view of a
この実施形態では、圧縮された燃料/空気混合物は、ランプ648の周りを横方向に導かれると共に、凹状ポケット646a,646b内および凹状ポケット646a,646bの上方に導かれる。この構成は、隣接するロータ面632と直交する要素によって、渦流および乱流を生成すると共に、矢印660で示されるように、凹状ポケット646a,646b内と、凹状ポケット646a,646bに隣接する燃焼室内と、の両方における流れを変更する。
In this embodiment, the compressed fuel / air mixture is directed laterally around the
図9Bは、凹状ポケットおよびランプ648をさらに説明するための図9Aの線9B−9Bに沿った断面図である。ランプ648は、総称的にポケット646として示される両方の凹状ポケットのリム662(一点鎖線で示す)の上方に延びている。この構成によって、燃料/空気流は、各凹状ポケット内および各凹状ポケットの上方に導かれる。代替的な実施形態では、ランプ648は、図8Cの隆起ランプ564と置き換えられてもよい。この場合も、同様の効果が得られる。
FIG. 9B is a cross-sectional view taken along
図10は、参照番号700を加えた対応する参照番号で示されるロータ16の代替例であるロータ716の上面図である。このロータ716は、凹状ポケット746内に配置された一組の凹んだ流れ変更部材である、ディンプル748を備える。ディンプル748は、燃料/空気混合物内に渦流および乱流を生成することによって、火炎伝播率を増大させることができる。
FIG. 10 is a top view of a
図10に示されるように、ロータ716は、凹状ポケット746内にジグザグに配列されたディンプル748の領域を備える。他の実施形態では、ディンプル748の数は変更されてもよく、ディンプル748はポケット内に設けられてもよく、ポケットに隣接して設けられてもよく、またはポケット内、かつポケットに隣接して設けられてもよい。複数のディンプル748を有する実施形態では、これらのディンプルは、単一の列または複数の列にさまざまに配置されてもよく、例えば、ジグザグな列、直線状の列または非周期的な列に並んで設けられてもよい。
As shown in FIG. 10, the
さらに他の代替的な実施形態では、ディンプル748は、1つまたは複数の溝つまり樋の形態にある。これらの実施形態では、複数の溝つまり樋は、ジグザクの領域、単一の列、複数の平行な列または非周期的に並んで分配されてもよい。
In yet another alternative embodiment, the
これらの実施形態の各々では、流れ変更部材は、ロータ面のレベルと異なると共に、凹状ポケットのレベルと異なる表面を画定する。これらの流れ変更部材は、ロータ面の表面と直交する要素によって3次元的な渦流および乱流を生成し、凹状ポケット内およびこの凹状ポケットと隣接する燃焼室内の両方における燃焼ガス流を変更する。 In each of these embodiments, the flow modifying member defines a surface that is different from the level of the rotor face and different from the level of the concave pocket. These flow modification members generate three-dimensional vortex and turbulence by elements perpendicular to the surface of the rotor surface, and change the combustion gas flow both in the concave pocket and in the combustion chamber adjacent to the concave pocket.
図11は、ここに述べたロータと共に用いられるロータ複合内燃機関であるエンジン800の断面斜視図である。エンジン800は、ハウジング802、出力シャフト804、予圧縮ロータ806および燃焼ロータ808を備える。
FIG. 11 is a cross-sectional perspective view of an
出力シャフト804は、ハウジング802によって画定された予圧縮区画810および燃焼区画812を貫通する。予圧縮ロータ806および燃焼ロータ808は、それぞれ、予圧縮区画810および燃焼区画812内に配置され、各々、前述したように、出力シャフト804に偏心して取り付けられる。予圧縮ロータ806は、予圧縮区画810内において空気または燃料/空気混合物を部分的に圧縮する。燃焼ロータ808は、前述したように、燃焼効率を改良するために、1つまたは複数の流れ変更部材を利用して4ストローク内燃機関サイクルを行なう。
The
具体的には、予圧縮ロータ806が回転し、空気または燃料/空気混合物を予圧縮区画810内に吸い込み、空気または燃料/空気混合物は、予圧縮区画810において予圧縮ロータ806によって部分的に圧縮される。この部分的に圧縮された空気または燃料/空気混合物は、燃焼区画812に導かれ、この燃焼区画812において十分に圧縮され、次いで、点火される。燃焼ロータ808の流れ変更部材は、前述したように、燃料/空気混合、火炎伝播および燃焼プロセスの他の態様を制御する。次いで、燃焼ロータ808は、排気ガスを予圧縮区画810に追い出し、この予圧縮区画810において、排気ガスは膨張し、予圧縮ロータ806を回転するのを助長する。この予圧縮によって、エンジン800の効率を高め、これによって、回転動力を増大させたり、燃料消費を低減させることができる。
Specifically, the
以上、本発明を好ましい実施形態を参照して説明した。専門用語は、説明の目的で用いられ、本発明を制限するものではなく、当業者であれば、本発明の真意および範囲から逸脱することなく、形態および細部について変更がなされてもよいことを認めるだろう。 The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. The terminology is used for the purpose of description and is not intended to limit the invention, and those skilled in the art may make changes in form and detail without departing from the spirit and scope of the invention. I will admit.
Claims (25)
出力シャフトを受けるように構成された開口部と、
前記開口部の周りに周方向に配置された複数のロータ面と、
前記複数のロータ面の少なくとも1つに配置された凹状ポケットと、
前記凹状ポケット内の流体流路を変更すると共に、該凹状ポケットに隣接する燃焼室内に乱流を生成するように前記少なくとも1つのロータ面に設けられた流れ変更手段と、
を備えるロータ。 A rotor used in a rotary internal combustion engine,
An opening configured to receive the output shaft;
A plurality of rotor surfaces disposed circumferentially around the opening;
A concave pocket disposed in at least one of the plurality of rotor surfaces;
A flow changing means provided on the at least one rotor surface to change the fluid flow path in the concave pocket and to generate turbulent flow in the combustion chamber adjacent to the concave pocket;
A rotor comprising:
複数のロータ面であって、1つのロータ面が、該1つのロータ面とロータハウジングとの間に燃焼室を画定する、複数のロータ面と、
前記1つのロータ面に配置された凹状ポケットと、
前記1つのロータ面に設けられた流れ変更部材と、
を備え、
前記流れ変更部材は、該流れ変更部材から下流方向に伝播する3次元的な渦を生成することを特徴とするロータ。 A rotor for a Wankel engine,
A plurality of rotor surfaces, wherein one rotor surface defines a combustion chamber between the one rotor surface and the rotor housing;
A concave pocket disposed on the one rotor surface;
A flow changing member provided on the one rotor surface;
With
The rotor, wherein the flow changing member generates a three-dimensional vortex propagating downstream from the flow changing member.
前記エンジンハウジングを貫通する出力シャフトと、
前記出力シャフトに偏心して取り付けられるロータと、
を備えるロータリー内燃機関であって、
前記ロータは、
ロータ面と、
前記ロータ面に配置された凹状ポケットと、
前記ロータ面に配置された流れ変更部材と、
を備え、
前記ロータ面は、該ロータ面と前記エンジンハウジングとの間に燃焼室を画定するように回転し、
前記流れ変更部材は、前記凹状ポケット内および前記燃焼室内の燃焼を制御するように乱流を生成することを特徴とするロータリー内燃機関。 An engine housing;
An output shaft passing through the engine housing;
A rotor attached eccentrically to the output shaft;
A rotary internal combustion engine comprising:
The rotor is
The rotor surface,
A concave pocket disposed on the rotor surface;
A flow changing member disposed on the rotor surface;
With
The rotor surface rotates to define a combustion chamber between the rotor surface and the engine housing;
The rotary internal combustion engine, wherein the flow changing member generates turbulent flow so as to control combustion in the concave pocket and in the combustion chamber.
複数のロータ面を有するロータを設けるステップと、
前記ロータ面の少なくとも1つに凹状ポケットを設けるステップと、
前記凹状ポケットに近接して流れ変更部材を設けるステップと、
を含み、
前記流れ変更部材が、前記凹状ポケット内および該凹状ポケットに隣接する燃焼室内における前記燃料/空気流を変更するために、前記燃料/空気流内に突出し、急に終端することを特徴とする変更方法。 A method for changing the combustion fuel / air flow in a rotary internal combustion engine comprising:
Providing a rotor having a plurality of rotor surfaces;
Providing a concave pocket in at least one of the rotor surfaces;
Providing a flow altering member proximate to the recessed pocket;
Including
The flow-modifying member projects into the fuel / air flow and terminates abruptly to change the fuel / air flow in the concave pocket and in the combustion chamber adjacent to the concave pocket. Method.
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