JPH01216025A - ロータリピストンエンジンの燃料供給装置 - 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） 本発明はロータリピストンエンジンの燃料噴射装置に関
する。

（従来技術） 一殻のロータリピストンエンジンにおいては、吸気マニ
ホールドに設けられた燃料噴射弁から吸気通路内に燃料
が噴射されてエアと混合され、混合気が吸気°ポートか
ら吸気行程にある作動室内に吸入されるようになってい
るが、ロータリピストンエンジンの構造上、燃焼室が細
長く、しかも動いているため、燃焼室のトレーリング側
の狭い空間に濃厚な混合気が偏在し易く、点火プラグが
存在するリーディング側の混合気が薄くなり、燃焼が不
良になるという問題があった。

そこで、ロータハウジングに設けた燃料噴射弁から圧縮
行程にある作動室の点火プラグの近傍に向って燃料を直
接噴射することにより、燃焼室のリーディング側の混合
気を濃（、トレーリング側の混合気を薄くして燃焼を良
好にする技術が知られている。そしてこの場合、例えば
特開昭５１−１３０１０号公報に開示されているように
、燃料を作動室内に直接噴射する燃料噴射口をロータハ
ウジングの両側のサイドハウジングに互いに対向するよ
うに設けることにより、燃焼室のリーディング側の混合
気の層状化を行なって点火プラグの周囲に濃厚な混合気
を集め、燃焼をさらに良好にすることができる。

また混合気の層状化を行なうことによって作動室内に吸
入されるエア量を増加させることができるから、スロッ
トルバルブを余分に開けることができ、ポンピングロス
を減らし、かつ熱効率を高めることができる。

ところで、圧縮行程にある作動室内に直接燃料を噴射す
る場合、その燃料噴射口を点火プラグの近傍位置に設け
れば、作動室内の圧力が比較的低い圧縮行程の初期にお
いて燃料を噴射しても、点火プラグの周囲における良好
な混合気の層状化を達成できるから、低圧型の燃料噴射
弁を使用することができる利点がある。

そこで従来はフューエルインジェクタを上部に備えた細
長い燃料噴射弁をサイドハウジングに上下方向に延びる
ように埋設し、フューエルインジェクタのノズルから噴
射される燃料をダクトを通じて下方に導くとともに、燃
料噴射口の位置に外聞弁を設け、燃料ダクト内の燃圧に
よって外聞弁を開作動させて上記燃料噴射口から燃料を
噴射するようにしている。

しかしながら、上述の構成では、サイドハウジング内に
比較的長い燃料通路が形成されることになり、サイドハ
ウジングから伝達される熱を受けて燃料通路内の燃料が
気化することに起因して、外聞弁からの燃料噴射量が不
安定になるおそれがあり、特にエンジン停止直後におい
て、この気化した燃料の蒸気圧力により外聞弁が開き、
濃密な混合気が点火プラグの近傍に漏出することから、
オーバーリッチになり、温域時のエンジンの再始動を困
難にするという問題があった。

（発明の目的） そこで本発明は、サイドハウジング内の燃料通路におけ
る熱による燃料の気化を防止したロータリピストンエン
ジンの燃料供給装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、サイドハウジングに取付けられた燃料噴射弁
の内部に燃料循環通路を設け、この燃料循環通路の外側
に、燃料噴射口から燃料とともに噴射されるアシスト用
エアの供給通路を設けたことを特徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、燃料噴射弁内の燃料循環通路の外側に
、エア通路が形成されているため、燃料の循環による燃
料温度の上昇を防ぐとともに、エア層により燃料循環通
路内の燃料に対する断熱と冷却の双方を行なうことがで
きるから、燃料通路内の燃料の気化を防止することがで
きる。またアシスト用エアの供給通路が外側に形成され
ているため、アシスト用エアの温度上昇による燃料の霧
化促進効果も併せ奏することができる。

（実　施　例） 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第り図は本発明の第１の実施例を備えたロータリピスト
ンエンジンの概略的全体構成図を示し、ロータリピスト
ンエンジンのケーシングは、トロコイド状の内周面１ａ
を有するロータハウジングｌと、このロータハウジング
ｌの両側に配置され−たサイドハウジング２Ａ、２Ｂと
からなる。３はケーシング内において偏心軸４のまわり
を’ｒｉｇ回転運動する三角形状のロータ、５はロータ
３の頂部に取付けられてロータハウジング１の内周面１
ａに摺接するアペックスシール、６は、ロータ３の両側
部に取付けられてサイドハウジング２Ａ、２Ｂの内壁面
に摺接するサイドシールである。７は、サイドハウジン
グ２Ａ、２Ｂの内壁面に開口し、吸気行程においてロー
タ３により所定めタイミングで開閉される吸気ポート、
８はエアフローメータ、９はスロットルバルブ、１０は
吸気マニホールド、１１はロータハウジングｌの内周面
１ａに開口する排気ポートである。また１２はリーディ
ング側の点火プラグ、１３はトレーリング側の点火プラ
グである。

１５はフューエルポンプで、このタンク１５からフュー
エルポンプ１６により圧送された燃料が、燃料供給管１
９に供給され、吸気マニホールド１０に設けられた燃料
噴射弁１７に送られる。燃料供給管１９の下流端には圧
力調整弁１８が設けられ、燃料供給管１９内の燃圧を調
整し、余分な燃料はリリーフ通路２０を通ってフエーエ
ルタンク１５に戻されるようになっている。

一方、ロータハウジングｌの両側に配置されたサイドハ
ウジング２Ａ、２Ｂには、第２図に示すような細長い構
成を有する燃料噴射弁２１がそれぞれ配設されている。

この燃料噴射弁２１は、サイドハウジング２Ａ、２Ｂ内
にそれぞれ上方から下方に向って挿入固定されており、
点火プラグ１３の近傍のサイドハウジング２Ａ、２Ｂの
壁面に燃料噴射口２２が開口している。燃料噴射弁２１
は、第３図および第４図に示されているように、中空の
筒体よりなる固定鉄心２３と、この固定鉄心２３の周囲
に設けられた電磁コイル２４と、固定鉄心２３の下部に
配設された中空の可動鉄心（プランジャ）２５と、この
可動鉄心２５に上端を嵌着されたニードル弁２６とより
なる電磁式フューエルインジェクタ２７を下部に備えて
いる。上記可動鉄心２５はリターンスプリング２８によ
って下方へ付勢されていることにより、ニードル弁２６
はノズル部２９を閉塞しており、この状態で固定鉄心２
３の下端面と可動鉄心２５の上端面との間に所定のギャ
ップＳが可動鉄心２５のストローク量として形成されて
いる。そして、電磁コイル２４にパルス電流が流れると
固定鉄心２３が励磁され、可動鉄心２５がリターンスプ
リング２８の付勢力に抗して固定鉄心２３に吸着される
ので、ニードル弁２６が上方へ移動してノズル部２９か
ら燃料が噴射されるようになっている。

上記ノズル部２９の直下には、これに隣接した室３０が
形成され、この室３０内に燃料噴射用の再開弁３１が前
記燃料噴射口２２に面して配設されている。この再開弁
３１は、弁座を備えた固定部材３２と、可動の弁体３３
とよりなり、弁体３３は、その後端に取付けられた板状
のスプリング受け３４と固定部材３２との間に縮装され
たスプリ　　−ング３５によって閉位置に付勢されてい
る。そして上記フェーエルインジェクタ２７のノズル部
２９から室３０内に燃料が噴射され、室３０内の圧力が
、スプリング３５の付勢力と作動室内の圧力との和より
も高まったときに弁体３３が燃料噴射口２２側に開いて
燃料を噴射するようになっている。

上記固定鉄心２３、励磁コイル２４および可動鉄心２５
は、磁路の一部を形成する筒体３６で覆われており、こ
の筒体３６の外側に、内周面が筒体３６の外周面に対し
て僅かのギャップを介して対向する筒体３７が嵌着され
、これら２つの筒体３６．３７間のギャップによって燃
料供給通路３Ｂを形成されている。また、中空の固定鉄
心２３内にこれを貫通して燃料リターン通路３９が形成
されている。

燃料噴射弁２１の上端には、燃料供給管１９（第１図参
照）と、この燃料供給管１９と一体に形成された燃料リ
ターン管４１とが接続されており、フェーエルポンプ１
６によって燃料供給管１９に圧送された燃料は、フィル
タ４２を通って燃料噴射弁２１内に入り、上記筒体３６
．３７間の燃料供給通路３８を通って燃料噴射弁２１の
下部に供給され、さらに燃料通路４３からニードル弁２
６の外周に達し、ニードル弁２６が開いたときにノズル
部２９から再開弁３１の室３０内に噴射されるが、ニー
ドル弁２６が閉じているときには、燃料はニードル弁２
６の外周を上昇してニードル弁２６の上端のカット面２
６ａから中空の可動鉄心２５内に入り、さらに固定鉄心
２３内の燃料リターン通路３９内を上昇し、フィルタ４
４を通って燃料リターン管４１内に戻されるという経路
で循環するようになっている。

一方、筒体３６とともに燃料供給通路３８を形成する筒
体３７の外側には、この筒体３７の外周面に対して僅か
なギャップを介して対向する有底の筒状筺体４５が嵌着
され、筒体３７と筺体４５との間のギャップによって上
記燃料供給通路３８の外側を覆うようにアシスト用エア
の供給通路４６が形成されている。そして上記再開弁３
１を支持する支持体４７と筺体４５との間に比較的広い
エア通路４８が形成され、上記エア供給通路４６に連続
している。再開弁３１の弁体３３の前面は上記エア供給
通路４６に臨んでおり、このエア供給通路４６に接する
筺体４５の壁部には、弁体３３の前面に対応する位置に
燃料噴射口４９があけられている。この燃料噴射口４９
は、サイドハウジング２Ａ、２Ｂに設けられた燃料噴射
口２２の内側に接して設けられており、かつ燃料噴射口
２２よりも小径に形成されている。また、燃料噴射弁２
１にはアシスト用エアの取入口５０が設けられており、
このエア取入口５０には、第１図に示すように、吸気通
路のエアフローメータ８の下流位置から抽気されたエア
が、電磁クラッチ付エアポンプ５１によってエア配管５
４およびチエツクパルプ５２を介して供給されるように
なっている。

このような構成により、燃料噴射弁２１のノズル部２９
から噴射された燃料は、ノズル部２９直下の室３０に入
り、この室３０内の燃圧がスプリング３５の付勢力と作
動室内の圧力との総和よりも高まったときに、外聞弁３
１の弁体３３が燃料噴射口４９側に開く、そこで、室３
０内の燃料は弁体３３の周囲からエア通路４８内に噴射
され、エア通路４８内でアシスト用エアと混合され、燃
料噴射口４９および２２を通って圧縮行程にある作動室
内に噴霧５３として噴射される。なお、噴ｍ５３の断面
形状は燃料噴射口４９の形状によって決定され、燃料噴
射口４９が円孔の場合、噴霧５３は円！１１杖に噴射さ
れる。

上記燃料噴射弁２１に対しては、前述の記載および第１
図から明らかなように、吸気マニホールドｌＯに設けら
れた燃料噴射弁１７と同様、フェーエルボンブ１６から
燃料供給管１９を介して燃料が送給されるが、燃料噴射
弁１７．２１から噴射される燃料の噴射タイミングおよ
び噴射量は、マイクロコンビエータを含む電子制御装置
５５によって制御される。すなわち電子制御装置５５は
、エアフローメータ８、スロットルセンサ５６および回
転数センサ５７から出力される信号にもとづいて、各燃
料噴射弁に対する出力パルスのタイミングおよびパルス
幅を制御している。そＣて、第５図のマツプに（イ）で
示す軽負荷領域で９は、エアポンプ５１の作動によるア
シスト用エアの供給を伴って燃料噴射弁２１のみから燃
料を噴射させる。また第５図に（ロ）で示す中高負荷領
域では、燃料噴射弁１７および２１の双方かご燃料を噴
射させるが、この場合は、エアポンプ５１を停止させて
、燃料噴射弁２１に対するアシスト用エアの供給を遮断
するようにじている。

以上が本発明によるロータリピストンエンジンの燃料供
給装置の第１の実施例の構成であるが、本実施例によれ
ば、燃料噴射弁２１内に燃料供給通路３８と燃料リター
ン通路３９とよりなる燃料循環通路が形成され、かつ、
燃料供給通路３Ｂの外側にアシスト用エア通路４６が形
成されているから、燃料の循環による燃料温度の上昇を
防ぐとともに、エア通路４６内のエア層により、供給供
給通路３Ｂ内に対する断熱と冷却の双方を行なうことが
できるから、燃料通路３８内の燃料の気化を防止するこ
とができる。またアシスト用エア通路４６が燃料噴射弁
２１の筺体４５の内側に形成されているため、アシスト
用エアの温度上昇による燃料の霧化促進効果も期待する
ことができる。

また本実施例においては、フェーエルインジエクタ２７
のノズル部２９と外聞弁３１とが近接して設けられてい
るから、外聞弁３１から噴射される燃料噴射量の正確な
制御が可能になる。

さらに本実施例においては、燃料噴射口４９の形状を作
動室のリーディング側の形状に近似した形状とすること
により、ロータ３およびロータハウジング１の壁面への
噴霧の付着量を低減し、燃費およびエミッシ四ン性能を
向上させることができる。

次に第６図および第７図は、本発明の第２の実施例を示
す、この第２の実施例は、上述の第１の実施例の構成に
加えて、燃料噴射口２２のトレーリング側にエアまたは
ＥＧＲガスによるエアカーテン６０を形成する場合であ
る。

−ｍに、ロータリピストンエンジンの燃焼室のリーディ
ング側における混合気の層状化を図る手°段として、サ
イドハウジング２Ａ、２Ｂに設けた燃料噴射口２２から
の燃料の片側噴射や、噴射燃料の貫通力を弱めてハウジ
ング壁面への１ｉｊ１５，３の付着を防ぐ対向噴射、あ
るいは一方のサイドハウジングの噴射口を燃料噴射口と
し、他方のサイドハウジングの噴射口をエア噴射口とす
る対向噴射等があるが、何れの構成においても、燃料ま
たはエアの貫通力により、サイドハウジング２Ａ。

２Ｂ間で衝突、拡散して、燃焼室のトレーリング側に燃
料噴霧が流出し、リーディング側の混合気の層状化を阻
害する要因となるおそれがある。

そこで本実施例では、一方のサイドハウジング２Ａに前
述した第１の実施例と同様の燃料噴射口２２を設けると
ともに、他方のサイドハウジング２Ｂに、上記燃料噴射
口２２と対向するエア噴射口６１を設け、さらにサイド
ハウジング２Ｂ側に、上記エア噴射口６１よりもトレー
リング側に多数のエア噴射口６２を整列させて形成し、
これらエア噴射口６２から噴射するエアまたはＥＧＲガ
スによってエアカーテン６０を形成するようにしたもの
である。なお、６３．６４はエアインジェクタである。

また第８図および第９図は、第６図、第７図の２本のエ
アインジェクタ６３．６４の代りに、エア噴射口６１，
６２の双方を備えた１本のエアインジェクタ６５を設け
た場合である。この場合、トレーリング側のエア噴射口
６２は長孔となっている。このように１本のエアインジ
ェクタ６５を用いた場合、エアカーテン形成用のエア噴
射口６２を燃料噴射口２２に対向するエア噴射口６１に
接近させることができ、これにより噴霧５３に接したエ
アカーテン６０をトレーリング側に形成でき、エアカー
テンの効果を高めることができる。

上述の何れの構成においても、燃料噴射口２２からの燃
料噴射と同時にエア噴射口６１．６２からエアを噴射し
て、噴霧５３のトレーリング側にエアカーテン６０を形
成するものであり、これにより噴霧５３のトレーリング
側への流出を防止し、リーディング側の混合気の層状化
を促進することができる。

さらに、第１０図は本発明の第３の実施例を備えたロー
タリピストンエンジンの概略的全体構成図を示し、第１
図の構成に加えて、作動室内のリーディング側にエアを
噴射する手段を設けたちのである。

上述の実施例のように、作動室内に直接燃料を噴射する
手段を備えたロータリピストンエンジンでは、燃料噴射
口と噴霧方向とが一定のため、負荷が増大するにつれて
、燃焼室内のリーディング側がオーバーリッチになる傾
向を示す、この問題を解決するための手段として、燃料
噴射口をトレーリング側に寄せるか、あるいは噴霧方向
を負荷に応じて変えるようにすることが考えられる。し
かしながら、燃料噴射口をトレーリング側に寄せた場合
、層状化が達成できない場合があり、また、噴霧方向を
変えるのには構造が複雑になり実現は困難である。そこ
で本実施例では、第１θ図に示すように、ロータハウジ
ングｌに、外部からリーディング側の点火プラグ１２の
近傍に達するエア通路７０を形成するとともに、エアポ
ンプ４４により圧送されるエアを、エア配管５４から分
岐して設けられたエア配管７１を通じ、さらに電子制御
装置５５によって開閉制御されるタイムド弁７２を介し
て上記エア通路７０に供給し、燃焼室のリーディング側
に噴射するようにしている。このような構成により燃焼
室のリーディング側のオーバーリッチを解消し、プラグ
ホール周囲の空燃比の最適化を図っている。

なお、上述のようなエア通路７ｏを設ける代りに、一方
のサイドハウジング２Ａのみに燃料噴射弁２１を配設し
てそのサイドハウジング２Ａの燃料噴射口２２から燃焼
を噴射させるとともに、他方のサイドハウジング２Ｂに
、上記燃料噴射口２２よりもリーディング側に寄った位
置にエア噴射口を形成し、サイドハウジング２Ｂに配設
したエアインジェクタを用いて上記エア噴射口からエア
を噴射させる構成としてもよい、　　　′

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による燃料供給装置を備
えたロータリピストンエンジンの概略的全体構成図、第
２図は第１図のｎ−ｎ線に沿った断面図、第３図は燃料
噴射弁の断面図、第４図はその要部の拡大断面図、第５
図はエンジン負荷に対する燃料噴射弁の作動マツプ、第
６図は本発明の第２の実施例を示す要部の断面図、第７
図は第６図の■−■線に沿った断面図、第８図は第６図
の変形を示す断面図、第９図は第８図のｆＫ−Ｎ線に沿
った断面図、第１０図は本発明の第３の実施例を備えた
ロータリピストンエンジンの概略的全体構成図である。 １−ロータハウジング ２Ａ、２Ｂ・・−サイドハウジング ３−・−ロータ　　　　　　４−・・偏心軸８・・−エ
アフローメータ １２．１３・・点火プラグ １５・−・フューエルタンク １６・・・フューエルタンク １７．２１・・−燃料噴射弁 ２２−・−燃料噴射口　　　２６・−・ニードル弁２７
−・フューエルタンクェクタ ２９−・・ノズル部　　　　３１−・・外開弁３８−・
・燃料供給通路 ３９・−・燃料リターン通路 ４５−・・筺体　　　　　　４６・−・エア供給通路４
８−・・エア通路　　　　４９・−・燃料噴射口５１・
・−エアポンプ　　　５３・・・噴霧５５−・−電子Ｍ
御装置 ５６・−・スロットルセンサ ５７・−・回転数センサ　　６０・−・エアカーテン６
１．６２−・−エア噴射口 ア０−・エア通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　サイドハウジングに燃料噴射弁を設け、この燃料噴射
   弁から、上記サイドハウジングに形成された燃料噴射口
   を通じて作動室内に燃料を噴射するように構成されたロ
   ータリピストンエンジンにおいて、 上記燃料噴射弁の内部に燃料循環通路を設け、この燃料
   循環通路の外側に、上記燃料口から燃料とともに噴射さ
   れるアシスト用エアの供給通路を設けたことを特徴とす
   るロータリピストンエンジンの燃料供給装置。