JPH0447389Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エンジンの吸気装置に関するもので
ある。

［従来技術］ オツトーサイクルエンジンでは、通常吸入圧が
大気圧より低くなるため、これを主因として、い
わゆるポンピング損失が生じ、熱効率は低下する
ことはよく知られている。とくに、低負荷時には
吸気量が減少するため、吸気通路内の圧力が一層
低くなり、ポンピング損失は著しく増大する。そ
こで、ポンピング損失を低減するため、圧縮行程
にある気筒の吸気の一部を吸気行程にある他の気
筒に還流させる、いわゆる連通路の遅閉じ方式が
提案されている。かかる、遅閉じ方式において
は、複数の気筒間に連通する連通路を設け、この
連通路を通して気筒間の混合気のやりとりを行な
うとともに、混合気の通気量を制御するために、
上記連通路には、ロータリ式制御弁が介設される
のが一般的である（例えば、特開昭58−172429号
公報参照）。

ところが、このようなロータリ式制御弁におい
ては、連通路を流通する混合気中に含有されるエ
ンジンオイルや燃料（以下、オイル等という。）
が弁体と弁座の間に形成されるクリアランスを通
して、弁座の底部に侵入し、一旦入り込んで滞留
したオイル等はほとんど入れかわらないため、こ
のようなオイル等は、熱やEGRガス中のカーボ
ンの混入等によつて劣化し、流動性を失い、よつ
て上記弁体の作動抵抗が増大するという問題があ
る。

［考案の目的］ 本考案は、上記のごとき問題を解決し、作動性
の良好なロータリ式制御弁を連通路に備えたエン
ジンの吸気装置を提供することを目的とする。

［考案の構成］ 本考案は、上記の目的を達するため、吸気ポー
トは独立し、該吸気ポートより遅れて閉じられる
連通ポートと、他の気筒の連通ポートを連通する
連通路を設けるとともに、該連通路に、上記連通
路内の通気量を制御するロータリ式制御弁を介設
したエンジンにおいて、 上記ロータリ式制御弁の弁体に、該弁体と上記
ロータリ式制御弁の弁座との間の空間部の下方部
と上記弁体内に形成された連通穴とを連通する連
通孔を設けたことを特徴とする、エンジンの吸気
装置を提供する。

［考案の効果］ 本考案によれば、連通路に介設されたロータリ
式制御弁の弁体と弁座の間に形成されるクリアラ
ンス部の下方部に溜まつたオイル等は、上記弁体
内に形成された連通穴内の圧力変動によつて上記
連通穴内に吸い出されるため、上記クリアランス
部の下方部には長時間滞留せず、劣化しない。し
たがつて、上記ロータリ式制御弁の作動性は非常
に良好となり、作動不良の発生を防止できる。

［実施例］ 以下、２気筒ロータリピストンエンジンつい
て、本考案の実施例を具体的に説明するが、本考
案はこれに限定されるものではなく、３気筒以上
のロータリピストンエンジン、さらに２気筒以上
のレシプロエンジンにも適用できることはもちろ
んである。

第１図のロータリピストンエンジンのシステム
構成を示すように、ロータリピストンエンジンＥ
は、ケーシング１ｆ，１ｒ内においてロータ２
ｆ，２ｒが偏心軸３ｆ，３ｒ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、リヤの各気筒Ｆ，Ｒで
構成され、フロント、リヤの各気筒Ｆ，Ｒには、
共通吸気通路４の下流の集合部４ｃからそれぞれ
分岐した分岐通路４ｆ，４ｒに接続された吸気ポ
ート５ｆ，５ｒにより吸気が供給される。

上記共通吸気通路４には、上流から順に、エア
クリーナ６、時々刻々の吸気量を検出するエアフ
ローメータ７およ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ツトル弁９
が設けられている。また、フロント、リヤの各気
筒Ｆ，Ｒのケーシング１ｆ，１ｒの一部を構成す
るロータハウジング１０ｆ，１０ｒには、ほぼト
ロコイド長軸上に位置するように、かつ、ロータ
２ｆ，２ｒの回転方向に若干傾斜させてインジエ
クタ１１ｆ，１１ｒを設けて、吸気行程にある作
動室１２ｆ，１２ｒ内に燃料を直接に噴射するよ
うにした直接噴射式エンジンを構成している。

一方、ケーシング１ｆ，１ｒの外壁を構成する中
間ハウジングには、ロータ２ｆ，２ｒの回転方向
にみて吸気ポート５ｆ，５ｒよりリーデイング側
に開口する連通ポート１３ｆ，１３ｒを設けると
ともに、両連通ポート１３ｆ，１３ｒに連通する
連通路１３を設けている。該連通路１３の中間位
置には、これを開閉するロータリ式制御弁１６を
介設している。

該ロータリ式制御弁１６に対しては、その作動
手段として負圧応動式のダイヤフラム装置よりな
るアクチユエータ１７が設けられ、該アクチユエ
ータ１７に共通吸気通路４のスロツトル弁９下流
の吸気負圧を導入する負圧エア導入通路１８に
は、３方ソレノイド弁１９が介設されている。こ
の３方ソレノイド弁１９は、制御回路２０からオ
ン信号が印加されると、負圧エア導入通路１８を
連通するように駆動され、オフされると、負圧エ
ア導入通路１８の連通を遮断して、大気ポート１
９ａ側に切換え、アクチユエータ１７に大気を導
入する。その結果、アクチユエータ１７は、負圧
エア導入通路１８から負圧エアが導入されるとロ
ータリ式制御弁１６を全開にし、一方、大気が導
入されたときに、ロータリ式制御弁１６を全閉に
する。

上記制御回路２０は、図示していない回転セン
サによつて検出されるエンジン回転数、エアフロ
ーメータ７によつて検出される吸気量、スロツト
ル開度センサ９ａによつて検出されるスロツトル
開度およびクランクシヤフト２１に対して設けた
クランクアングルセンサ２１ａによつて検出され
るクランクアングルを入力情報として、インジエ
クタ１１ｆ，１１ｒおよびロータリ式制御弁１６
に対するタイミング制御を実行する。

次に、ロータリ式制御弁１６の構成について詳
しく説明する。

第２図はロータリ式制御弁１６の側面断面図で
あり、第３図は上記ロータリ式制御弁１６の第３
図の−線の位置における平面断面図である。

これらの図に示すように、中間ハウジングに
は、その上面から下方へロータリ式制御弁１６の
弁座を構成する弁座穴１６ａが、連通路１３の中
央部で連通路１３と交差するように穿設されてお
り、該弁座穴１６ａ内には、弁座穴１６ａの内面
と摺接しつつ弁体軸部２６のまわりに回動可能と
なつている円柱状の弁体１６ｂが弁座穴１６ａと
同軸に嵌入されている。該弁体１６ｂ内には、そ
の半径方向に弁体１６ｂを貫通して連通穴２３が
穿設されており、該連通穴２３は、弁体１６ｂが
開かれているときには、両端の開口部が連通路１
３に連通するようになつている。

上記弁体１６ｂの中央下端部には、弁体１６ｂ
の下端面と弁座穴１６ａの下端面との接触面積を
少なくし、摺動抵抗を減少させるために、扁平な
円柱状の突起部１６ｃが形成されている。また、
弁体１６ｂの下面壁には、弁体１６ｂと弁座１６
ａの間に形成されるクリアランスの下方部に溜ま
るオイル等を吸引するために、上記突起部１６ｃ
を軸方向に貫通し、連通穴２３と弁座穴１６ａの
下端部に連通する連通孔２４が穿設されている。

上記弁座穴１６ａの上端部から弁体１６ｃの上
部近傍にかけて、弁座穴１６ａの上端開口部を封
止するとともに、弁体軸部２６を摺動可能に把持
するためにスリーブ２７が嵌入されている。そし
て、連通路１３内を通過する混合気の漏洩を防止
するため、上記スリーブ２７と弁座穴１６ａの間
はＯリング２９でシールされ、一方、スリーブ２
７と弁体軸部２６の間は、シール部材２８でシー
ルされている。また、スリーブ２７の上部の凹部
の上端面と弁体軸部２６の上端部に取り付けられ
たプレートの間には、弁体１６ｂの軸方向の位置
を安定させるために、コイルばね３０が入れられ
ている。

以下、本実施例の作用について説明する。

第１図において、エンジンが高負荷運転されて
いて、制御回路２０によつてロータリ式制御弁１
６が閉じられているときには、ロータリピストン
エンジンＥは連通路を設けていない普通のロータ
リピストンエンジンと同様な状態で運転される。

これに対して、エンジンが低負荷運転されてい
て、制御回路２０によつてロータリ式制御弁１６
が開かれているときには、連通路１３は次のよう
に作用する。すなわち、フロント側作動室１２ｆ
の吸気行程の終期から圧縮行程の前段にかけて
は、位相差によりリヤ側作動室１２ｒは吸気行程
の前段にある。従つて、フロント側作動室１２ｆ
内の圧力は、リヤ側作動室１２ｒの圧力よりも高
くなつている。この間、フロント側連通ポート１
３ｆとリヤ側連通ポート１３ｒはともに開いてお
り、連通路１３は連通状態にあるため、フロント
側作動室１２ｆ内の吸気はリヤ側作動室１２ｒに
流入する。これによつて、フロント側作動室１２
ｆ内の圧力上昇は小さくなるとともに、リヤ側作
動室１２ｒ内の減圧も小さくなる。このため、ポ
ンピング損失は減少する。その後、リヤ側作動室
１２ｒが吸気行程の終期に至つた時点から圧縮行
程の前段にかけては、位相差によりフロント側作
動室１２ｆは吸気行程の前段にある。従つて、リ
ヤ側作動室１２ｒ内の圧力はフロント側作動室１
２ｆ内の圧力よりも高くなつている。この間、リ
ヤ側連通ポート１３ｒとフロント側連通ポート１
３ｆはともに開いており、連通路１３は連通状態
にあるため、リヤ側作動室１２ｒ内の吸気はフロ
ント側作動室１２ｆに流入する。これによつてリ
ヤ側作動室１２ｆ内の圧力上昇は小さくなるとと
もに、フロント側作動室１２ｒ内の減圧も小さく
なる。このため、ポンピング損失は減少する。以
下、フロント側作動室１２ｆとリヤ側作動室１２
ｒの間でこのような作用が繰り返される。このよ
うに、連通路１３を通して、フロント側作動室１
２ｆとリヤ側作動室１２ｒの間で混合気をやりと
りする際、連通路１３内の圧力は行程の進行に対
応して周期的に変化し、いわゆる呼吸を生じさせ
る。

第２図に示すように、連通路１３内で呼吸が生
じると、連通路１３内の圧力が下がつたときに、
弁体１６ｂと弁座穴１６ａの間に形成されるクリ
アランスの下方部（以下、クリアランス部２５と
いう）に溜まつたオイル等の一部が連通孔２４を
通して連通穴２３内に吸い出され、連通路１３内
を通過する混合気によつて、フロント側またはリ
ヤ側の作動室１２ｆ，１２ｒに運び去られる。こ
のような作用は、呼吸に伴つて頻繁に繰り返され
るため、上記クリアランス部２５にオイル等が長
時間滞留することを防止することができる。

また、弁体１６ｂの下端部において、突起部１
６ｃの下端面は弁座穴１６ａの下端面２５と摺接
しており、この部分でのクリアランスは小さい
が、弁体１６ｂの下端部の突起部のない周辺部で
は、弁体１６ｂの下端面と弁座穴１６ａの下端面
のクリアランス大きくなつているため、オイル等
の液面は弁体１６ｂの下端面より低い位置にあ
る。このため、仮に、弁体１６ｂと弁座穴１６ａ
の間に形成されるクリアランス部２５に溜まつた
オイル等が劣化して粘性が増したとしても、その
影響は、抵抗トルクの小さい突起部１６ｃの下端
面と弁座穴１６ａの下端面の間の摺動抵抗を増加
させるにとどまる。従つて、以上の２重の効果に
より、本実施例によれば、ロータリ式制御弁１６
の作動性は非常に良好となる。

以下、さらに本考案の有利性を示す実施例を展
開する。

第４図に示すように、弁座穴１６ａの下端面に
おいて、突起部１６ｃと摺接する部分に摺接面よ
りやや断面積の大きい凹部２５ｂを設け、弁体１
６ｂの軸受けとして利用するのも好ましい。この
ようにすれば、上記凹部２５ｂがオイル溜まりと
なり、クリアランス部２５に溜まつたオイル等の
吸い出し効果が向上する。

第５図に示すように、弁体１６ｂの下端面を弁
体１６ｂの中心部ほど位置が低くなるような形状
とし、連通穴２３から、弁体１６ｂの下端面の最
も低い位置にかけて連通孔２４を設けるととも
に、弁座穴１６ａの下端面の形状を上記弁体１６
ｂの下端面の形状にあわせるのも好ましい。この
ようにすれば、クリアランス部２５に溜まつたオ
イル等は連通孔２４のクリアランス部２５側の開
口付近に集まり吸い出し効果が向上する。

第６図に示すように、弁体１６ｂ内の連通穴２
３をベンチユリ構造とするのも好ましい。このよ
うにすれば、連通穴２３内を通過する混合気が連
通孔２４の連通穴２３側開口付近で流速が大きく
なり、ベンチユリ負圧を発生させるため、クリア
ランス部２５に溜まつたオイル等の吸い出し効果
が向上する。

第７図に示すように、弁体１６ｂの下面壁に突
起部１６ｃを貫通し、連通穴２３と弁座穴１６ａ
の下端部に連通する連通孔２４を設けるととも
に、弁体１６ｂの上面壁にも、連通穴２３と弁座
穴１６ａに連通する副連通孔４０を設けることも
好ましい。このようにすれば、弁体１６ｂの下方
のクリアランス部２５に溜まるオイル等を吸い出
すとともに、弁体１６ｂの上方のクリアランス部
に溜まるオイル等も吸い出すことができる。さら
に、弁体１６ｂの上面と下面の圧力差を打ち消す
ことができ、弁体１６ｂにかかるスラスト方向の
力を低減することにより、弁体１６ｂの作動力を
低減し軸受の耐久性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にかる実施例を示すロータリ
ピストンエンジンのシステム構成図である。第２
図は、ロータリ式制御弁の側面断面図である。第
３図は上記ロータリ式制御弁の第３図の−線
の位置における平面断面図である。第４図、第５
図、第６図、第７図はそれぞれ、ロータリ式制御
弁の好ましい４つの実施例を示す模式断面図であ
る。 ５ｆ，５ｒ……フロント側、リヤ側吸気ポー
ト、１３……連通路、１３ｆ，１３ｒ……フロン
ト側、リヤ側連通ポート、１６……ロータリ式制
御弁、２３……連通穴、２４……連通孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 吸気ポートとは独立し、該吸気ポートより遅れ
   て閉じられる連通ポートと、他の気筒の連通ポー
   トを連通する連通路を設けるとともに、該連通路
   に、上記連通路内の通気量を制御するロータリ式
   制御弁を介設したエンジンにおいて、 上記ロータリ式制御弁の弁体に、該弁体と上記
   ロータリ式制御弁の弁座との間の空間部の下方部
   と上記弁体内に形成された連通穴とを連通する連
   通孔を設けたことを特徴とする、エンジンの吸気
   装置。