JPH0647943B2 - ロ−タリピストンエンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は３気筒ロータリピストンエンジンにおいてポン
ピングロスの低減を図るようにした吸気装置に関するも
のである。

（従来技術） 従来、特開昭５８−１７２４２９号公報に示されるよう
に、２気筒のロータリピストンエンジンにおいてポンピ
ングロスを低減するため、インタメディエイトハウジン
グに、ロータの回転に応じて一方の気筒の圧縮行程中の
作動室を他方の気筒の吸気行程中の作動室に連通する状
態と、上記他方の気筒の圧縮行程中の作動室を上記一方
の気筒の吸気行程中の作動室に連通する状態とを交互に
生じさせる連通路を設け、この連通路に、エンジン負荷
に応じてこの連通路の通気量を制御する制御弁を介設
し、低負荷時にこの制御弁を開くようにした吸気装置が
知られている。この装置によると、低負荷時には、吸気
行程で必要量より余分に混合気が作動室に導入されて負
圧が小さくされ、圧縮行程中に余剰の混合気が上記連通
路を通って別の気筒の吸気行程中の作動室に排出される
ため、負荷に応じて充填量が調整されつつ、ポンピング
ロスが低減される。また、圧縮行程中の作動室から排出
される混合気は他の気筒に送られ、吸気通路内に逆流し
て外部に流出することはないので、燃料のロスや吸気騒
音の増大等の問題がない。

ところで、この吸気装置は、各気筒のロータが１８０゜
の位相差で回転する２気筒ロータリピストンエンジンに
は有効に適用し得るが、各気筒のロータが１２０゜の位
相差で回転する３気筒ロータリピストンエンジンには直
ちに適用し難い。

つまり、２気筒ロータリピストンエンジンでは、インタ
メディエイトハウジングに上記連通路を、ロータの回転
に応じて吸気行程途中から圧縮行程途中まで作動室に開
口するように設けておくことにより、各気筒のロータが
１８０゜の位相差で回転することとの関係で、上記連通
路によって圧縮行程中の作動室を別の気筒の吸気行程中
の作動室に連通する状態が、交互に両気筒相互間で全く
同等に生じる。従って、充填量およびポンピングロス低
減作用が両気筒において同等となる。

ところが、隣接する気筒のロータの回転位相差が１２０
゜であると、その間のインタメディエイトハウジングの
連通路に設けた場合に、ロータの回転に応じ、一方の気
筒の圧縮行程中の作動室に連通路の一端が開口している
ときはその他端が他方の気筒の吸気行程中に作動室に開
口するものの、連通路の上記他端が上記他方の気筒の圧
縮行程中の作動室に開口する状態となると連通路の上記
一端が上記一方の気筒のロータで遮られてしまう。この
ため、１番気筒から順に各気筒のロータが１２０゜の位
相差で回転する３気筒ロータリピストンエンジンでは、
各気筒間に位置する２つのインタメディエイトハウジン
グにそれぞれ連通路を設けたとしても、１番気筒から２
番気筒、および２番気筒から３番気筒へはそれぞれ圧縮
行程中の作動室内の余剰混合気の排出は行なわれが、３
番気筒からの混合気の排出が行なわれない。従って、３
番気筒では圧縮圧力によるポンピングロスが生じ、か
つ、気筒により充填量が異なってしまうことになり、ま
た吸気ポートからの吸気流入量も気筒によって差が生じ
るので燃料供給の調整が難しくなる等の問題が生じる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、３気筒のロータリピス
トンエンジンにおいて、気筒毎に充填量や吸気ポートか
らの吸気流入量のばらつきを生じることなく、有効に各
気筒のポンピングロスを低減することのできるロータリ
ピストンエンジンの吸気装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、各気筒のロータが１番気筒から順に１２０゜
の位相差をもって遊星回転運動する３気筒ロータリピス
トンエンジンであって、１番気筒の圧縮行程中の作動室
と２番気筒の吸気行程中の作動室とを連通する第１連通
路と、２番気筒の圧縮行程中の作動室と３番気筒の吸気
行程中の作動室とを連通する第２連通路と、３番気筒の
圧縮行程中の作動室と１番気筒の吸気行程中の作動室と
を連通する第３連通路とを設けるとともに、上記各連通
路にエンジン負荷の大きさに応じて該連通路の通気量を
制御する制御弁を介設したものである。

この構成により、上記制御弁が開かれているとき、１番
気筒の圧縮行程では混合気が２番気筒の吸気行程中に作
動室に排出され、２番気筒の圧縮行程では混合気が３番
気筒の吸気行程中の作動室に排出され、さらに３番気筒
の圧縮行程では混合気が１番気筒の吸気行程中の作動室
に排出されることとなり、こうして３つの気筒において
同等の条件で、吸気負圧が低減されつつ充填量が調整さ
れることとなる。

（実施例） 第１図および第２図は本発明の第１実施例を示す。これ
らの図において、１は３気筒ロータリピストンエンジン
のケーシングであって、それぞれ内周面がトロコイド状
に形成されて並列に配置された３つのロータハウジング
２と、これらの各ロータハウジング２間に位置する２つ
のインタメディエイトハウジング３と、両側部に位置す
る２つのサイドハウジング４とを備え、これらにより、
第１図の左側から順に１番気筒５、２番気筒６、３番気
筒７の３つの気筒が形成されている。これらの各気筒
５，６，７内の空間にはそれぞれ略三角形のロータ８，
９，１０が収容されており、各ロータ８，９，１０は共
通の偏心軸Ｅに支承され、１番気筒５から順に１２０゜
の位相差をもって遊星回転運動するようになっている。
そしてこの各ロータ８，９，１０により、各気筒５，
６，７内の空間がそれぞれ３つの作動室１１に区画され
るとともに、ロータ８，９，１０の回転に伴って吸気、
圧縮、爆発、膨張および排気の各行程が行なわれるよう
になっている。上記ロータ８，９，１０には、ガスシー
ルのためのアペックスシール１２、サイドシール１３、
コーナシール１４が装備されている。

上記インタメディエイトハウジング３およびサイドハウ
ジング４には、各気筒５，６，７に対してそれぞれ、吸
気通路１５に連通して吸気行程が行なわれるべき位置で
作動室１１に開口する吸気ポート１６が形成されてい
る。また、各ロータハウジング２には、排気通路１７に
連通して排気行程が行なわれるべき位置で作動室１１に
開口する排気ポート１８が形成されるとともに、爆発行
程が行なわれるべき位置に点火プラグ１９が取付けられ
ている。２０は吸気ポート１６に燃料を供給する燃料噴
射弁である。

また、２１は圧縮行程中の作動室１１と２番気筒６の吸
気行程中の作動室１１とを連通する第１連通路、２２は
２番気筒６の圧縮行程中の作動室１１と３番気筒７の吸
気行程中の作動室１１とを連通する第２連通路、２３は
３番気筒７の圧縮行程中の作動室１１と１番気筒５の吸
気行程中の作動室１１とを連通する第３連通路である。
上記第１連通路２１および第２連通路２２は各インタメ
ディエイトハウジング３にそれぞれ形成され、インタメ
ディエイトハウジング３を貫通してその両側の気筒内に
開口している。また、第３連通路２３は、当実施例で
は、両側のサイドハウジング４に形成した貫通孔２３
ａ，２３ｂと、この両貫通孔２３ａ，２３ｂを連通する
外部通路２３ｃとで構成されている。上記各連通路２
１，２２，２３の各気筒内への開口位置は出力軸方向か
ら見て略同一位置となっており、それぞれの開口部が、
ロータ８，９，１０の回転に応じて吸気行程途中で開か
れ、圧縮行程途中で閉じられるような位置に設けられて
いる。

上記第１連通路２１および第２連通路２２と、第３連通
路２３の両端部の貫通孔２３ａ，２３ｂにはそれぞれ、
エンジン負荷に応じて通気量を制御する制御弁２４，２
５，２６が設けられている。これらの制御弁２４，２
５，２６は、例えばロータリバルブにより形成され、ア
クセルペダル（図示せず）に機械的に連動され、あるい
はアクセル開度に応じて電気的な制御手段およびアクチ
ュエータで駆動される等により、負荷に応じて開度が調
整されるようになっている。そして、各制御弁２４，２
５，２６は、エンジンの低負荷時に開度が大きくされ、
エンジン負荷が高くなるにつれて開度が小さくされて、
全負荷付近の高負荷時には全閉されるようになってい
る。

なお、上記制御弁２４，２５，２６による連通路２１，
２２，２３の通気量の制御によって充填量が調整される
こととなるので、吸気通路１５に設けられたスロットル
弁（図示せず）によっては吸気の流通を負荷に応じて制
限することを要せず、このため上記スロットル弁は、低
負荷時にも比較的大きな開度となるように調整されてい
る。

以上のような吸気装置によると、エンジンの高負荷時に
は、各連通路２１，２２，２３の制御弁２４，２５，２
６が閉じられることにより、通常のエンジンと同様の状
態で運転され、高負荷時に必要な充填量が確保される。
一方、エンジンの低負荷時には、吸気通路１５のスロッ
トル弁が比較的大きな開度に調整されるとともに、制御
弁２４，２５，２６が開かれ、後述のように各連通路２
１，２２，２３を通して混合気が流通されることによ
り、各気筒において吸気行程では混合気が余剰に導入さ
れ、吸気負圧が小さくされる。そして、圧縮行程中に余
剰の混合気が他の気筒に排出される。このような動作
は、各気筒５，６，７のロータ８，９，１０が１２０゜
ずつの位相差をもって回転するに伴い、各気筒５，６，
７において順次行なわれる。

このような低負荷時の動作を第３図によって説明する
と、先ず第３図（Ａ）のように１番気筒５のロータ８が
吸気ポート１６を閉じて１番気筒５が圧縮行程に移行し
たとき、各気筒５，６，７のロータ８，９，１０が１２
０゜ずつの位相差をもつ関係で、１番気筒５に通じる連
通路のうちで第３連通路２３は３番気筒７のロータ１０
により塞がれるが、第１連通路２１は、１番気筒５の圧
縮行程中の作動室１１と２番気筒６の吸気行程中の作動
室１１とを連通する状態となる。そして第１連通路２１
が開口している間は、上記連通状態が保たれることによ
り、１番気筒５の圧縮行程中の作動室１１内の余剰混合
気が主に、第１連通路２１を通して２番気筒６の吸気行
程中の作動室１１に排出され、第３図（Ｂ）のようにロ
ータ８によって第１連通路２１が閉じられた後に実質的
に圧縮が行なわれることとなる。なお、１番気筒５のロ
ータ８による連通路閉時期直前には、３番気筒７のロー
タ１０が第３連通路２３からずれて多少は３番気筒７に
も混合気が排出される。

次に、第３図（Ｃ）のように２番気筒６のロータ９が吸
気ポート１６を閉じて２番気筒６が圧縮行程に移行した
ときは、２番気筒６に通じる連通路のうちで第１連通路
２１は第１番気筒５のロータ８により塞がれるが、第２
連通路２２は２番気筒６の圧縮行程中の作動室１１と３
番気筒７の吸気行程中の作動室１１とを連通する。ま
た、第３図（Ｄ）のように３番気筒７のロータ１０が吸
気ポート１６を閉じて３番気筒７が圧縮行程に移行した
ときは、３番気筒７に通じる連通路のうちで第２連通路
２２は２番気筒６のロータ９により塞がれるが、第３連
通路２３は３番気筒７の圧縮行程中の作動室１１と１番
気筒５の吸気行程中の作動室１１とを連通する。従っ
て、２番気筒６の圧縮行程では、その圧縮行程中の作動
室１１内の余剰混合気が主に第２連通路２２を通して３
番気筒７の吸気行程中の作動室１１に排出され、３番気
筒７の圧縮行程では、その圧縮行程中の作動室１１内の
余剰混合気が主に第３連通路２３を通して１番気筒５の
吸気行程中の作動室１１に排出されることとなる。

このようにして、各気筒５，６，７において同等の条件
で、吸気行程での吸気ポート１６および他気筒からの混
合気の導入、圧縮行程での他気筒への混合気の排出が行
なわれるため、吸気負圧の減少によってポンピングロス
が低減されるとともに、各気筒５，６，７における充填
量が等しく調整される。また、吸気行程中に他気筒から
導入される混合気の量も各気筒５，６，７において等し
く、従って、吸気通路１５からの新気導入量が不均一に
なって燃料制御が困難になるといった事態が生じること
もない。

第４図は本発明の第２実施例を示し、この実施例では第
３連通路２３がケーシング１に形成されている。すなわ
ち、ケーシング１における２番気筒６のロータハウジン
グ２とその両側のインタメディエイトハウジング３とに
亘り、両端が第１連通路２１と第２連通路２２とに連通
する屈曲した通路２３ｄを形成し、この通路２３ｄと第
１連通路２１および第２連通路２２の各一部とをもって
第３連通路２３が形成されている。そして、各インタメ
ディエイトハウジング３に装備された円筒状の制御弁２
４′，２５′により、第１連通路２１および第２連通路
２２が開閉されると同時に第３連通路２３も開閉される
ようにしている。

この構造によると、３番気筒７の圧縮行程では、２番気
筒６のロータ９によって第１連通路２１および第２連通
路２２の各端部が閉鎖されても、第２連通路２２の３番
気筒７への開口部と第１連通路２１の１番気筒５への開
口部とが通路２３ｄにより連通される。従ってポンピン
グロス低減および充填量調整等の作用は第１実施例と同
様に得られる。特にこの実施例によると第１実施例と比
べ、第３連通路２３を短くできるので混合気の流通抵抗
を小さくすることができ、また外部に配管する必要がな
いのでレイアウト的にも有利であり、さらに外部への混
合気の洩れが生じにくい等の利点がある。

第５図は本発明の第３実施例を示し、この実施例では、
２番気筒６のロータ９に設けた貫通孔２３ｅと第１連通
路２１および第２連通路２２とにより、第３連通路２３
が構成されている。すなわち、２番気筒６のロータ９の
各頂部近傍には、第１連通路２１および第２連通路２２
の開口部を通過する位置に貫通孔２３ｅが設けられてい
る。そして、上記ロータ９が第１連通路２１および第２
連通路２２を塞ぐ位置に回転したとき、上記貫通孔２３
ｅが第１連通路２１および第２連通路２２と連通して第
３連通路２３を構成するようにしている。

この実施例によると、第６図のように３番気筒７が圧縮
行程に移行するとともに２番気筒６のロータ９が第１連
通路２１および第２連通路２２を塞ぐ位置に回転したと
き、第１連通路２１と第２連通路２２とが上記貫通孔２
３ｅを介して連通され、これによって３番気筒７の圧縮
行程中の作動室１１と１番気筒５の吸気行程中の作動室
１１とが連通される。従って基本的には第１，第２実施
例と同様の作用が得られ、特に第３連通路２３を最短に
することができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、各気筒のロータが１２０゜の位
相差で回転する３気筒ロータリピストンエンジンにおい
て、低負荷時に、順次１番気筒からは第１連通路を通し
て２番気筒へ、２番気筒からは第２連通路を通して３番
気筒へ、３番気筒からは第３連通路を通して１番気筒へ
と、それぞれ圧縮行程中の作動室の混合気が吸気行程中
の作動室に排出されるようにしているため、各気筒にお
いて均一にポンピングロスが低減され、かつ各気筒の充
填量および新気導入量が同等に調整されるという効果
を、３気筒ロータリピストンエンジンにおいて達成する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は第
１図のII−II線に沿った断面図、第３図（Ａ）〜（Ｄ）
はそれぞれ各気筒を分離して示した動作説明図、第４図
は本発明の第２実施例を示す断面図、第５図は本発明の
第３実施例を示す断面図、第６図はその動作説明図であ
る。 １……ケーシング、５……１番気筒、６……２番気筒、
７……３番気筒、８，９，１０……ロータ、２１……第
１連通路、２２……第２連通路、２３……第３連通路、
２４，２５，２６……制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各気筒のロータが１番気筒から順に１２０
   ゜の位相差をもって遊星回転運動する３気筒ロータリピ
   ストンエンジンにおいて、１番気筒の圧縮行程中の作動
   室と２番気筒の吸気行程中の作動室とを連通する第１連
   通路と、２番気筒の圧縮行程中の作動室と３番気筒の吸
   気行程中の作動室とを連通する第２連通路と、３番気筒
   の圧縮行程中の作動室と１番気筒の吸気行程中の作動室
   とを連通する第３連通路とを設けるとともに、上記各連
   通路にエンジン負荷の大きさに応じてこれらの連通路の
   通気量を制御する制御弁を介設したことを特徴とするロ
   ータリピストンエンジンの吸気装置。