JP7405006B2 - ロータリエンジン - Google Patents

Description

本発明はロータリエンジンに関する。

ロータリエンジンでは、トロコイド内周面を有するロータハウジングとロータの間に燃焼室が形成される。ロータの外周面には燃焼室を形成するリセス（凹み）が形成されている。このリセスに関し、特許文献１では、ロータの外周面の長手方向の中央よりロータの回転方向の前方に延びるリーディング側凹部と、当該中央より上記回転方向の手前側に延びるトレーリング側凹部とを備えること、リーディング側凹部は、上記トレーリング側凹部よりも、上記回転方向の前後に延びる長さが長く、容積が大きいことを開示する。このようなリセスであれば、点火後の燃焼初期における火炎から燃焼室壁面への熱伝達が抑制され、燃焼重心のアドバンス化が可能になる。

特開２０２０－１２４１１号公報

ところで、ロータリエンジンでは、膨張行程中に燃焼室のトレーリング側の未燃混合気がリーディング側に流れることにより、図１２に示すように、主燃焼ピーク後に熱発生率が高い状態が暫時続く問題、所謂二段燃焼が発生する問題が知られている。この二段燃焼は、その二段目の燃焼による熱発生が燃焼後期になるため、冷却損失及び排気損失を増大させる一因となっている。

本発明は、上記二段燃焼を抑制することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、インジェクタ（燃料噴射弁）から噴射された燃料がロータ外周面の容積の大きいリーディング側凹部に多く供給されるようにする。

ここに開示するロータリエンジンは、
略楕円形状のトロコイド内周面を有するロータハウジングと、
上記ロータハウジングの両側に配置されて、該ロータハウジングと共にロータ収容室を形成するサイドハウジングと、
エキセントリックシャフトに支持されて上記ロータ収容室内に収容され、該ロータ収容室内に３つの作動室を区画するとともに、回転によって各作動室を周方向に移動させながら、各作動室において吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程を順に行なわせる略三角形状のロータと、
上記ロータハウジングに設けられたインジェクタとを備え、
上記作動室を区画する上記ロータの各々円弧状をなす外周面にリセスが形成されており、
上記リセスは、上記外周面の長手方向の中央より上記ロータの回転方向の前方に延びるリーディング側凹部と、該凹部に連続し当該中央より上記回転方向の手前側に延びるトレーリング側凹部とを備え、
上記リーディング側凹部は上記トレーリング側凹部よりも容積が大きくなっており、
上記インジェクタの燃料噴射開始時期は吸気行程下死点前６０゜から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定され、
上記インジェクタは、上記ロータハウジングの長軸を基準ラインとして、上記エキセントリックシャフトの軸心を中心とする角度で上記ロータの回転方向に－１０゜から＋２０゜にわたる範囲に配置され、
上記インジェクタは、上記ロータが上記作動室の一つを吸気行程下死点に位置づけた姿勢にあると想定したときの、該ロータの当該作動室を形成する外周面の長手方向の中央から上記リーディング側凹部の長手方向の中央にわたる範囲を指向するように、該インジェクタの中心軸が配置されていることを特徴とする。

このロータリエンジンでは、ロータの外周面のリセスは、リーディング側凹部の容積がトレーリング側凹部の容積よりも大きくなっている。従って、点火によって生ずる火炎をリーディング側凹部において成長させることができ、燃焼室壁面への熱伝達が抑制される。よって、点火時期を圧縮行程上死点から大きく進角させること、すなわち、燃焼重心のアドバンス化が可能になる。

一方、圧縮行程上死点付近においては、作動室はそのトレーリング側が圧縮され、リーディング側が膨張するため、トレーリング側からリーディング側へのガス流速が大きくなる。従って、トレーリング側に未燃混合気が多く存在すると、それが圧縮上死点直後の主燃焼後もリーディング側に押し出されることで、燃焼が持続し易くなる、すなわち、二段燃焼を生じ易くなる。

これに対して、上記ロータリエンジンでは、燃料噴射開始時期を吸気行程下死点前６０゜から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定し、インジェクタを、ロータハウジングの長軸を基準ラインとして、エキセントリックシャフトの軸心を中心とする角度でロータの回転方向に－１０゜から＋２０゜の範囲に配置している。

これは、要するに、インジェクタを燃料噴射開始時期においてロータのリーディング側凹部からの距離が遠くならない位置に設定しているということである。このような位置設定において、インジェクタの中心軸（具体的にはインジェクタのニードル弁の中心軸）を、ロータが作動室の一つを吸気行程下死点に位置づけた姿勢にあると想定したときの、該ロータの当該作動室を形成する外周面の長手方向の中央からリーディング側凹部の長手方向の中央にわたる範囲、すなわち、リーディング側凹部の後部に指向させている。

従って、インジェクタから燃料がリーディング側凹部に向かって噴射されることになり、混合気が燃焼室のリーディング側に集まり易くなる。そのため、主燃焼においてリーディング側への火炎伝播によって混合気の多くが燃焼し、トレーリング側に未燃混合気が残る量が少なくなる。すなわち、膨張行程においてトレーリング側からリーディングに押し出される未燃混合気の量が少なくなる。よって、二段燃焼の程度が軽微になるから、冷却損失及び排気損失を少なくなる。

ここに、 インジェクタの燃料噴射開始時期を吸気行程下死点前６０゜から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定しているのは、これよりも噴射開始時期が早くなると、点火時点までに未燃混合気が燃焼室のＴ側にまで広がって二段燃焼の抑制に不利になり、噴射開始時期が遅いと、噴射終了する頃に燃焼室のＴ側に向けて噴射される燃料が多くなり、二段燃焼の抑制に不利になるためである。

一実施形態では、上記燃料噴射開始時期は吸気行程下死点から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定され、上記インジェクタは、上記基準ラインよりも上記ロータの回転方向の前方に配置されている。これにより、インジェクタから燃料をリーディング側凹部に到達するように噴射させ易くなる。

一実施形態では、上記インジェクタは、その中心軸が上記基準ラインと平行になっている。これにより、インジェクタから燃料をリーディング側凹部に到達するように噴射させ易くなる。

一実施形態では、上記インジェクタは、その中心軸が上記基準ラインに対して上記ロータの回転方向に傾斜して上記リーディング側凹部を指向している。これにより、インジェクタから噴射された燃料がリーディング側凹部に向かって進むから、混合気を燃焼室のリーディング側に集め易くなる。

一実施形態では、上記インジェクタは、多噴孔型であって、該インジェクタの中心軸より上記ロータの回転方向の前方への燃料噴射量が該回転方向の後方への燃料噴射量よりも多い。従って、燃料の霧化に有利になるとともに、混合気を燃焼室のリーディング側に集め易くなる。

本発明によれば、リセスのリーディング側凹部の容積を該リセスのトレーリング側凹部の容積よりも大きくし、インジェクタの噴射燃料が上記リーディング側凹部を指向するようにしたから、燃焼重心のアドバンス化が可能になるとともに、二段燃焼が抑制されるから、熱効率の改善に有利になる。

本発明の実施形態に係るロータリエンジンの概要を示す斜視図。 同エンジンのロータ及びロータハウジングを示す正面図。 同ロータの外周面を示す平面図。 図３のIV－IV線断面図。 インジェクタの先端部分の側面図。 ロータハウジングにおけるインジェクタを設置範囲を示す図。 インジェクタの先端面を示す正面図。 インジェクタの各噴孔の噴射角を示す図。 インジェクタの各噴孔の燃料噴射方向及びペネトレーションを示す図。 インジェクタの燃料噴射の開始時及び終了時の燃料噴射方向を示す図。 インジェクタの傾斜配置例を示す図。 二段燃焼の一例を示すグラフ図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜ロータリエンジンの全体構成＞
図１に示すロータリエンジン１（以下、単にエンジン１という）は、車両に搭載される直噴式エンジンであって、２つのロータ２を備えている。各々ロータ２を収容する２つのロータハウジング３間にインターミディエイトハウジング４が設けられている。２つのロータハウジング３の両外側にサイドハウジング５が設けられている。１つのロータハウジング３に着目すれば、インターミディエイトハウジング４は、そのロータハウジング３の片側にあって、ロータハウジング３及びサイドハウジング５と共にロータ収容室３１を形成するサイドハウジングであると位置付けることができる。

図１では、エンジン１のフロント側（図１の右側）の一部を切り欠いてエンジン内部を示すとともに、リヤ側（図１の左側）のサイドハウジング５もエンジン内部を示すために分離して示している。図中の符号Ｘは、出力軸としてのエキセントリックシャフトの回転軸心（回転中心）である。

図２に示すように、ロータハウジング３は、回転軸心Ｘの方向から見て略楕円形状（俵型）の平行トロコイド曲線で描かれるトロコイド内周面３ａを有する。図１に示すように、ロータハウジング３の内周面とインターミディエイトハウジング４の両側の内側面４ａとサイドハウジング５の内側面５ａによってロータ収容室３１が形成され、このロータ収容室３１にロータ２が収容されている。インターミディエイトハウジング４の両側のロータ収容室３１は、ロータ２の回転位相が異なっている点を除けば構成は同じである。

ロータ２は、回転軸心Ｘの方向から見て各辺の中央部が外側に膨出した略三角形状をなし、その三角形の頂部間の略長方形状の外周面２ａにリセス７が形成されている。ロータ２の三角形の各頂部に設けられたアペックスシール９がロータ２の回転に伴ってロータハウジング３のトロコイド内周面３ａに摺接する。このロータ２によって、図２に示すように、ロータ収容室３１の内部が３つの作動室８に区画されている。

ロータ２は、エキセントリックシャフト６の偏心輪６ａに支持されていて、自転しながら、回転軸心Ｘの周りに該自転と同方向に公転する（この自転及び公転を含めて、広い意味で単にロータ２の回転という）。そして、ロータ２が１回転する間に３つの作動室８が周方向に移動し、それぞれで吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程が行われる。これにより発生する回転力がロータ２を介してエキセントリックシャフト６から出力される。

図２において、ロータ２は矢印で示すように時計回り方向に回転し、回転軸心Ｘを通るロータ収容室３１の長軸Ｙを境に分けられるロータ収容室３１の左側が概ね吸気行程及び排気行程の領域となり、右側が概ね圧縮行程及び膨張行程の領域となる。

図１に示すように、インターミディエイトハウジング４の内側面４ａとサイドハウジング５の内側面５ａにおける上記吸気行程及び排気行程の領域に対応する部位に、吸気ポート１１～１３及び排気ポート１０が開口している。

図２に示すように、ロータハウジング３の頂部付近には、吸気行程ないし圧縮行程の作動室８に燃料を噴射するインジェクタ２１が設けられている。ロータハウジング３の側部における、回転軸心Ｘを通るロータ収容室３１の短軸Ｚを挟んだロータ回転方向のリーディング側（以下、「Ｌ側」という。）位置及びトレーリング側（以下、「Ｔ側」という。）位置に、Ｌ側点火プラグ９１及びＴ側点火プラグ９２が取り付けられている。なお、長軸Ｙと短軸Ｚは互いに直交している。

図示は省略するが、ロータリエンジン１は、排気ガスの一部を吸気通路に環流するＥＧＲ装置を備え、エンジン運転状態に応じて排気ガスの環流が行なわれる。

また、ロータリエンジン１は、吸気スロットル弁、インジェクタ２１、点火プラグ９１，９２及びＥＧＲ装置の作動を含めて、上記エンジンの作動を制御する制御部としてのコントロールユニットを備えている。

＜コントロールユニットについて＞
コントロールユニットは、マイクロコンピュータをベースとするものであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、信号入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを備えている。コントロールユニットには、車両のアクセル開度センサ、車速センサ、エンジン回転角センサ、空燃比センサ、エンジン水温センサ、エアフローセンサ等からの各種情報の信号が入力される。

コントロールユニットは、入力信号に基いて、エンジン１の運転状態を判定するとともに、その運転状態に応じて、スロットル弁の開度、ＥＧＲ装置によるＥＧＲ率、各作動室８におけるＬ側及びＴ側の点火プラグ９１，９２による点火時期、インジェクタ２１による燃料噴射量及び燃料噴射開始時期の制御を行なう。

点火時期に関しては、Ｌ側点火プラグ９１による点火時期を、Ｔ側点火プラグ９２による点火時期よりも進角側の圧縮行程の上死点前１５゜から上死点後５５゜にわたる範囲に設定し、該設定に基づいてＬ側及びＴ側の点火コイルの通電時期を制御する。

Ｌ側点火プラグ９１による点火時期は、燃焼重心が圧縮行程上死点後１０゜～３０゜の熱効率が高い適切な位置にくるように、ＥＧＲ率に応じて制御される。なお、図２に示す鎖線で示すように、ロータ２の頂点の１つが点火プラグ９１，９２の反対側において短軸Ｚ上に位置付けられているとき、当該頂点の反対側に位置する作動室が圧縮行程上死点になっている。

ＥＧＲ率が高くなるほど着火遅れ期間が長くなるとともに、燃焼重心がリタードしていく。そこで、ＥＧＲ率に応じて着火遅れ期間を設定するとともに、ＥＧＲ率に応じて目標熱発生開始時期（見掛けの熱発生開始の目標時期）を設定する。そうして、目標熱発生開始時期から着火遅れ期間だけ進角した時期がＬ側点火プラグ９１の点火時期とされる。

また、このＬ側点火プラグ９１の点火時期は、エンジン負荷（スロットル弁の開度）及びエンジン回転数に応じて補正される。すなわち、当該点火時期は、エンジン負荷が高くなるほど遅角され、エンジン回転数が高くなるほど進角される。

Ｔ側点火プラグ９２による点火時期は、Ｌ側点火プラグ９１の点火時期から所定角度遅角した時期に制御される。

インジェクタ２１による燃料噴射開始時期は、吸気行程の下死点前６０゜から下死点後６０゜にわたる範囲において、エンジン回転数に応じて制御され、燃料噴射量はエンジン負荷に応じて制御される。

＜ロータ２のリセス７について＞
図３に示すように、ロータ２の外周面２ａに形成されたリセス７は、ロータ回転方向に長く延びている。リセス７は、外周面２ａの長手方向の中央よりロータ回転方向の前方に延びるＬ側凹部７ａと、該Ｌ側凹部７ａに連続し上記外周面２ａの中央よりロータ回転方向の手前側に延びるＴ側凹部７ｂとを備えている。このリセス７の容積は、作動室８の幾何学的な圧縮比が９．７以上になるように設定されている。

ロータ２の外周面２ａの平面視において、Ｌ側凹部７ａは、ロータ回転方向の前方に向かって幅がなだらかに広がり先端が円弧状になっている。換言すれば、Ｌ側凹部７ａは、ロータ回転方向の前方に向かって電球状に膨大した形状になっている。一方、Ｔ側凹部７ｂは、Ｌ側凹部７ａにおける幅が狭くなった基部に連続して同じ幅でロータ回転方向の手前側に延び、その端部は幅が先細で狭まり、端縁はロータ２の幅方向に直線的に延びている。

外周面２ａの長手方向の中央よりロータ回転方向の前方に延びるＬ側凹部７ａの長さＬ１は、外周面２ａの長手方向の中央よりロータ回転方向の手前側に延びるＴ側凹部７ｂの長さＬ２よりも長くなっている。Ｌ側凹部７ａのロータ回転方向の先端と上記外周面の回転方向の先端との距離Ｌｄは、外周面２ａのロータ回転方向の長さＬｏの５／１００以上１５／１００以下になっている。後述するＳ／Ｖ比を比較例１よりも小さくするために、好ましいＬｄ／Ｌｏ比は５／１００以上１２／１００以下であり、さらに、ＢＴＤＣ４９゜でＳ／Ｖ比が小さくなるように、より好ましいＬｄ／Ｌｏ比は７／１００以上１０／１００以下である。

図４に示すように、Ｌ側凹部７ａは、Ｌ側点火プラグ９１の点火点に対応する中央が最も深くなるようにくぼんだ深み部１５を備えている。深み部１５は、Ｔ側凹部７ｂよりも深く、ロータ２の外周面２ａの幅方向の両側及びロータ回転方向の前方に行くに従って漸次浅くなるように湾曲した凹曲面に形成されている。この深み部１５の幅Ｗ１は、Ｔ側凹部７ｂの幅Ｗ２よりも大きく、さらに、後述する仮想火炎の半球状膨出部の直径よりも大きい。また、深み部１５の曲率半径はその半球状膨出部の半径よりも大きい。

以上から明らかなように、Ｌ側凹部７ａの容積Ｖ１は、Ｔ側凹部７ｂの容積Ｖ２よりも大きくなっている。好ましい容積比Ｖ１／Ｖ２は６０／４０以上８０／２０以下である。

＜インジェクタ２１について＞
図５に示すように、インジェクタ２１は、多噴孔型であって、先端部２３ａに複数の噴孔２２を有する円筒状のノズルボディ２３と、このノズルボディ２３に嵌挿されたニードル弁２４とを備えてなる。ノズルボディ２３の先端部２３ａの内側にニードル弁２４が当接する弁座２５が形成されている。

図６に示すように、インジェクタ２１の先端部２３ａは、ロータハウジング３の長軸Ｙを基準ラインとして、エキセントリックシャフト６の軸心Ｘを中心とする角度でロータ２の回転方向に－１０゜から＋２０゜にわたる範囲において、ロータハウジング３の幅方向の中央位置に配置されている。

また、インジェクタ２１の中心軸Ａは、ロータ２が作動室８の一つを吸気行程下死点に位置づけた姿勢（図６に示す姿勢）にあると想定したときの、該ロータ２の当該作動室８を形成する外周面２ａの長手方向の中央からＬ側凹部７ａの長手方向の中央にわたる範囲Ｒ、すなわち、Ｌ側凹部７ａの後部を指向するように設けられている。

図２に示す例では、インジェクタ２１の先端部２３ａは、エキセントリックシャフト６の軸心Ｘを中心とする角度でみると、基準ライン（長軸Ｙ）からロータ２の回転方向に＋１０゜の位置において、ロータハウジング３の幅方向の中央に配置されている。インジェクタ２１の中心軸Ａは、基準ラインと平行になってリーディング側凹部７ａの後部を指向している。

図７に示すように、本例のインジェクタ２１は、その中心軸Ａのまわりに六つの噴孔（第１噴孔２２(1)～第６噴孔２２(6)）を有し、それらは燃料の噴射方向（燃料噴霧中心の指向方向）が相違する。図８に噴孔２２(1)～２２(6)の噴射角を示す。噴射角は、中心軸Ａと噴孔の噴射方向とがなす角度である。図８では、噴孔２２(1)～２２(6)を示す記号として、噴孔２２の種別を表す添え数字(1)～(6)を丸数字に変更した記号を用いている。

本例のインジェクタ２１は、噴射方向がＴ側に１０゜以上３５゜以下の噴射角で傾いたＴ側傾斜噴孔（第１噴孔２２(1)及び第２噴孔２２(2)）と、Ｔ側又はＬ側への噴射角が５゜以下である直進的噴孔（第３噴孔２２(3)及び第４噴孔２２(4)）と、噴射方向がＬ側に１０゜以上４０゜以下の噴射角で傾いたＬ側傾斜噴孔（第５噴孔２２(5)及び第６噴孔２２(6)）とを有する。具体的には次のとおりである。

Ｔ側傾斜噴孔である第１噴孔２２(1)及び第２噴孔２２(2)は、各々の噴射方向がＴ側に約２７゜傾けられ、エキセントリックシャフト６の回転軸心Ｘの方向（ロータ２の幅方向）において互いに反対側に約１２゜傾けられている。

直進的噴孔である第３噴孔２２(3)及び第４噴孔２２(4)は、各々の噴射方向がＴ側に約３゜傾けられ、回転軸心Ｘの方向において互いに反対側に約１２゜傾けられている。

Ｌ側傾斜噴孔である第５噴孔２２(5)及び第６噴孔２２(6)は、前者の噴射方向がは、Ｌ側に約１６゜傾けられ、後者の噴射方向がＬ側に約３７゜傾けられている。すなわち、第６噴孔２２(6)は、Ｔ側傾斜噴孔２２(1)，２２(2)よりも噴射角が大きくなっている。第５噴孔２２(5)及び第６噴孔２２(6)各々の噴射方向の回転軸心Ｘの方向への傾きは略零になっている。

第１噴孔２２(1)及び第２第２噴孔２２(2)の孔径は約１２５μｍであり、第３噴孔２２(3)乃至第６噴孔２２(6)の孔径は約２１０μｍである。この孔径の相違により、燃料流量の分配率は、第１噴孔２２(1)及び第２噴孔２２(2)各々が約８％となり、第３噴孔２２(3)乃至第６噴孔２２(6)各々が約２１％となっている。

従って、当該インジェクタ２１は、中心軸Ａよりロータ２の回転方向の前方への燃料噴射量（Ｌ側傾斜噴孔２２(5)，２２(6)による噴射量）が該回転方向の後方への燃料噴射量（Ｔ側傾斜噴孔２２(1)，２２(2)による噴射量）よりも多くなっている。

第１噴孔２２(1)及び第２第２噴孔２２(2)と、第３噴孔２２(3)乃至第６噴孔２２(6)とでは、上記燃料流量の分配率の違いによって、燃料噴霧のペネトレーション（到達距離）が相違する。すなわち、ペネトレーションは、燃料の噴射圧と噴射量に依存するから、燃料流量の分配率が小さい第１噴孔２２(1)及び第２第２噴孔２２(2)のペネトレーションは、燃料流量の分配率が大きい第３噴孔２２(3)乃至第６第２噴孔２２(6)のペネトレーションよりも短くなる。

ここにペネトレーションは、例えば、燃圧；１５±０．１ＭＰａ、テスト燃料；n-ヘプタン、並びにインジェクタの噴射パルス幅；２．５ｍｓの条件で燃料を噴射したときの、噴射開始から２ｍｓ経過時点の燃料噴霧の到達距離とし、噴射回数４０回での平均値をとって求めることができる。

図９は、第１噴孔２２(1)乃至第６噴孔２２(6)各々からの燃料の噴霧方向及び噴霧到達距離（噴射開始から２ｍｓ経過時点の噴霧長さ）を示す。図９では、図８と同じく、六つの噴孔２２(1)～２２(6)を示す記号として、噴孔２２の種別を表す添え数字(1)～(6)を丸数字に変更した記号を用いている。このケースでは、第１噴孔２２(1)及び第２第２噴孔２２(2)のペネトレーションは約９０ｍｍであり、第３噴孔２２(3)乃至第６噴孔２２(6)のペネトレーションは約１２０ｍｍである。

図１０は、インジェクタ２１による燃料の噴射を吸気行程下死点において開始したときの燃料噴霧（破線で示している。）の到達位置を示す。実際にはインジェクタ２１が定位置にあって、ロータ２が回転移動するが、同図は、ロータ２上のどの位置に燃料噴霧が到達するかをみるために、ロータ２を固定して、インジェクタ２１を相対的に移動させる態様で燃料噴霧の到達位置を描いている。燃料噴射開始時のインジェクタ２１の位置をその符号に記号（Ｓ）を添えて表し、燃料噴射終了時のインジェクタ２１の位置をその符号に記号（Ｅ）を添えて表している。

燃料の噴射を開始したときは、ロータ２がインジェクタ２１（Ｓ）から離れている。Ｔ側傾斜噴孔噴孔２２(1)，２２(2)はペネトレーションが短いから、噴射開始から２ｍｓ経過時点でも燃料噴霧はロータ２の外周面に到達しない。その後に燃料噴霧がロータ２の外周面に到達しても、その勢いは弱いから、ロータ２の外周面において作動室（燃焼室）８のＴ側に反射する量は少なく、或いはＴ側には殆ど反射しない。

一方、Ｌ側傾斜噴孔２２(5)，２２(6)はペネトレーションが長いから、噴射開始から２ｍｓ経過時点において、第５噴孔２２(5)からの燃料噴霧はＬ側凹部７ａに到達し、第６噴孔２２(6)からの燃料噴霧は作動室８のＬ側の隅に到達する。

直進的噴孔２２(3)，２２(4)もペネトレーションが長いから、噴射開始から２ｍｓ経過時点において、燃料噴霧がロータ２の外周面の長手方向中央付近に到達する。この直進的噴孔２２(3)，２２(4)の噴霧方向のＴ側への傾斜は僅かであるから、燃料噴霧がロータ２の外周面で反射しても作動室８のＴ側に多量にいくことはない。

ロータ２の回転に伴って、ロータ２の外周面のＴ側がインジェクタ２１に近づいてくる。従って、燃料噴射終了時のＴ側傾斜噴孔２２(1)，２２(2)からの燃料噴霧もロータ２の外周面に衝突するようになる。しかし、ロータ２の回転が進むに従って、当該燃料噴霧のロータ２の外周面に対する入射角が小さくなっていくから、その燃料噴霧が反射されて作動室８のＴ側の隅にいく量は少ない。

従って、以上のようなインジェクタ２１の配置、噴孔２２(1)～２２(6)の噴射方向及びペネトレーションによれば、混合気が燃焼室のＬ側に集まり易くなる。そのため、主燃焼においてＬ側への火炎伝播によって混合気の多くが燃焼する。Ｔ側に未燃混合気が残る量が少なくなるため、すなわち、膨張行程においてＴ側からＬ側に押し出される未燃混合気が少なくなるため、二段燃焼の程度が軽微になる。よって、冷却損失及び排気損失を少なくなる。

ここに、燃料噴射開始時期を吸気行程下死点前６０゜から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定し、インジェクタ２１の先端を、長軸Ｙを基準ラインとして、軸心Ｘを中心とする角度でロータ２の回転方向に－１０゜から＋２０゜の範囲に配置しているということは、要するに、インジェクタ２１をロータ２のＬ側凹部７ａからの距離が遠くならない位置に設定しているということである。このような位置設定において、インジェクタ２１の中心軸Ａを、ロータ２が作動室８の一つを吸気行程下死点に位置づけた姿勢にあると想定したときのＬ側凹部７ａの後部に指向させている。従って、混合気を燃焼室のＬ側に集め易くなるものである。

インジェクタ２１の燃料噴射開始時期を吸気行程下死点前６０゜から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定しているのは、これよりも噴射開始時期が早くなると、点火時点までに未燃混合気が燃焼室のＴ側にまで広がって二段燃焼の抑制に不利になり、噴射開始時期が遅いと、噴射終了する頃に燃焼室のＴ側に向けて噴射される燃料が多くなり、二段燃焼の抑制に不利になるためである。

好ましいのは、燃料噴射開始時期を吸気行程下死点から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定し、インジェクタ２１は、長軸Ｙよりもロータ２の回転方向の前方に配置することである。これにより、燃料噴霧をＬ側凹部７ａに到達させ易くなる。この場合、インジェクタ２１はその中心軸Ａが長軸Ｙと平行になるように設けることが好ましい。

図１１に示すように、インジェクタ２１がＬ側凹部７ａを指向するように、その中心軸Ａを長軸Ｙに対して傾斜させるようにしてもよい。特に、インジェクタ２１の先端位置を上記－１０゜から＋２０゜にわたる範囲におけるロータ２の回転方向におけるＴ側寄りに設けるときには、当該中心軸Ａの傾斜によって混合気を燃焼室のリーディング側に集め易くなる。

また、インジェクタ２１の中心軸Ａよりロータ２の回転方向の前方への燃料噴射量（Ｌ側傾斜噴孔２２(5)，２２(6)による噴射量）が該回転方向の後方への燃料噴射量（Ｔ側傾斜噴孔２２(1)，２２(2)による噴射量）よりも多くなっているから、混合気を燃焼室のＬ側に集め易くなる。

Ｔ側傾斜噴孔２２(1)，２２(2)は、そのペネトレーションをＬ側傾斜噴孔２２(5)，２２(6)のペネトレーションよりも短くすることによって、燃料噴射開始時期において、燃料噴霧がロータ２の外周面に到達（衝突）しないようにしている。インジェクタ２１から噴射される燃料の霧化、空気との混合を図りつつ、Ｌ側傾斜噴孔２２(5)，２２(6)からの燃料噴霧がロータ２の外周面（特にＬ側凹部７ａ）に確実に到達し、Ｔ側傾斜噴孔２２(1)，２２(2)からの燃料噴霧がロータ２の外周面に到達しないようにする観点から、Ｔ側傾斜噴孔２２(1)，２２(2)のペネトレーションは、Ｌ側傾斜噴孔２２(5)，２２(6)のペネトレーションの８／１０以上６／１０以下とすることが好ましい。

１ ロータリエンジン
２ ロータ
２ａ 外周面
３ ロータハウジング
３ａ トロコイド内周面
６ エキセントリックシャフト
７ リセス
７ａ Ｌ側凹部
７ｂ Ｔ側凹部
８ 作動室（燃焼室）
２１ インジェクタ
２２ 噴孔

Claims (5)

1. 略楕円形状のトロコイド内周面を有するロータハウジングと、
   上記ロータハウジングの両側に配置されて、該ロータハウジングと共にロータ収容室を形成するサイドハウジングと、
   エキセントリックシャフトに支持されて上記ロータ収容室内に収容され、該ロータ収容室内に３つの作動室を区画するとともに、回転によって各作動室を周方向に移動させながら、各作動室において吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程を順に行なわせる略三角形状のロータと、
   上記ロータハウジングに設けられた、上記作動室に燃料を噴射するインジェクタとを備え、
   上記作動室を区画する上記ロータの各々円弧状をなす外周面にリセスが形成されており、
   上記リセスは、上記外周面の長手方向の中央より上記ロータの回転方向の前方に延びるリーディング側凹部と、該凹部に連続し当該中央より上記回転方向の手前側に延びるトレーリング側凹部とを備え、
   上記リーディング側凹部は上記トレーリング側凹部よりも容積が大きくなっており、
   上記インジェクタの燃料噴射開始時期は吸気行程下死点前６０゜から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定され、
   上記インジェクタは、上記ロータハウジングの長軸を基準ラインとして、上記エキセントリックシャフトの軸心を中心とする角度で上記ロータの回転方向に－１０゜から＋２０゜にわたる範囲に配置され、
   上記インジェクタは、上記ロータが上記作動室の一つを吸気行程下死点に位置づけた姿勢にあると想定したときの、該ロータの当該作動室を形成する外周面の長手方向の中央から上記リーディング側凹部の長手方向の中央にわたる範囲を指向するように、該インジェクタの中心軸が配置されていることを特徴とするロータリエンジン。
2. 請求項１において、
   上記燃料噴射開始時期は吸気行程下死点から吸気行程下死点後６０゜にわたる範囲に設定され、
   上記インジェクタは、上記基準ラインよりも上記ロータの回転方向の前方に配置されていることを特徴とするロータリエンジン。
3. 請求項２において、
   上記インジェクタは、その中心軸が上記基準ラインと平行になっていることを特徴とするロータリエンジン。
4. 請求項１において、
   上記インジェクタは、その中心軸が上記基準ラインに対して上記ロータの回転方向に傾斜して上記リーディング側凹部を指向していることを特徴とするロータリエンジン。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   上記インジェクタは、多噴孔型であって、該インジェクタの中心軸より上記ロータの回転方向の前方への燃料噴射量が該回転方向の後方への燃料噴射量よりも多いことを特徴とするロータリエンジン。

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