JPS599057Y2

JPS599057Y2 - ロ−タリピストンエンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS599057Y2
Application number: JP14419780U
Authority: JP
Inventors: 一土井長; 正茂金城; 武茂北吉; 仁志中村
Original assignee: マツダ株式会社
Priority date: 1980-10-09
Filing date: 1980-10-09
Publication date: 1984-03-22
Also published as: JPS5768124U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、ロータリピストンエンジンの吸気装置の改良
に関するものである。

一般に、ロータリピストンエンジンにおいては、吸気行
程作動室への排気ガスの持込みにより、新気混合気が不
活性な排気ガスで稀釈されて着火性が低下し、走行性の
悪化および燃焼不良による排気ガス中の有害或分の増加
等の不具合を引き起している。

特に、上記悪影響は、充填効率が低く吸気流速の遅い軽
負荷運転域において顕著に現われる。

このため、従来は混合気の空燃比を小さく、すなわち混
合気を濃くして、軽負荷運転域における着火性を維持す
るようにしており、燃費性能の悪化は避けられず、ロー
タリピストンエンジンにおいて燃費低減を図り、省資源
の要請に答える上で大きな障害となっている。

そこで、本考案は、軽負荷用吸気ポートと高負荷用吸気
ポートとを有し、アイドルを含む軽負荷運転域では、こ
の運転域用に設計した開口面積の狭い軽負荷用吸気ポー
トから混合気を供給し、吸気流速を向上して燃料の霧化
を促進し、アイドル運転時においても薄い混合気で着化
を可能として燃費性能を改善する一方、上記軽負荷用吸
気ポートより遅れて閉じる高負荷用吸気ポートには高負
荷時に開く筒状の制御弁を介設し、高負荷運転時には上
記高負荷用吸気ポートからも新気を供給し、高負荷時の
出力性能を向上して、軽負荷域における燃費性および高
負荷域の出力性能を問時に改善するものである。

しかるに、上記高負荷用吸気ポートに介設する制御弁は
、高負荷時にのみ開くように設定すると、一般の市街地
走行等においては殆ど作動することがないものであって
、錆等の発生によって制御弁が固着し、所定高負荷時に
開作動しなくなる恐れがある。

本考案はかかる点に鑑み、軽負荷吸気ポートと該軽負荷
用吸気ポートより閉口時期の遅い高負荷用吸気ポートに
高負荷時開く筒状の制御弁を介装してなるものにおいて
、上記高負荷用吸気ポートへの吸気の吹返しが生じない
減速運転時もしくは始動時のうち少なくともいずれか一
方の運転領域で上記制御弁を開作動させる制御装置を設
けたロータリピストンエンジンの吸気装置を提供し、高
負荷時を除く運転領域においても制御弁を開作動させ常
に動かしてその固着を防止し、制御弁の確実な作動を確
保し所期の特性を発揮させんとするものである。

以下、本考案の実施例を図面に沿って説明する。

尚、この実施例は、ロータリピストンエンジンのサイド
ハウジングにアイドルを含む軽負荷用吸気ポート、中負
荷用吸気ポートおよび高負荷用吸気ポートを開口させた
３ポート形式の吸気装置を示すものである。

第１図ないし第５図において、１はトロコイド状の内周
面１ａを有するロータハウジング、２ａ，２ｂはロータ
ハウジング１の両側に配設されたサイドハウジングであ
って、ロータハウジング１とサイドハウジング２ａ，２
ｂによって構或されるケーシング内を多角形状のロータ
３がその頂辺をトロコイド状の内周面１ａに摺接せしめ
ながら遊星回転運動し作動室４を形或するようにしてい
る。

該ロータ３は偏心軸５（第４，５図参照）に支承される
とともに、上記ロータ３には各作動室４間のガスシール
性を保つためにアベックスシール６、コーナシール７お
よびサイドシール８が装着され、中心側にはオイルシー
ル９が装着されている。

また、１０は一方のサイドハウジング２ａにその内側面
に開口した開口部１０ａを有するアイドルを含む軽負
荷用吸気ポート、１１は他方のサイドハウジング２ｂに
その内側面に開口した開口部１１ａを有する中負荷用吸
気ポート、１２は中負荷用吸気ポート１１とともに他方
のサイドハウジング２ｂにその内側面に開口した作動室
側開口部１２ａを有する高負荷用吸気ポートであり、
１３は上記ポート１０，１１．１２に吸気マニホールド
１４を介して混合気を供給する複式の気化器である。

上記各ポートの作動室側開口部１０ａ，１１ａ，
１２ａはロータ３の回転によって開閉され、第４図に
示すように、軽負荷用吸気ポート１０は、ロータハウジ
ング１に開設された排気ポート１５が実質的に閉じた後
に開くとともに早い時期に閉じるように設定されている
。

また、中負荷用吸気ポート１１は上記軽負荷用吸気ポー
ト１０と同一形状であって、その開閉時期は排気ポート
１５が実質的に閉した後開き、かつ軽負荷用吸気ポー｝
１０と実質的に同時に閉じるように設定されている。

一方、高負荷用吸気ポート１２は軽負荷用吸気ポート１
０が閉じた後設定値遅れ−て閉じるように設定されてい
る。

尚、第４図で１６は点火プラグである。次に、１７は上
記高負荷用吸気ポート１２に介装され高負荷時に開く制
御弁であって、円筒状弁体１８とアクチュエータ１９と
により構威されている。

前記高負荷用吸気ポート１２は、サイドハウジング２ｂ
内側面に開口した作動室側開口部１２ａと、該開口部
１２ａに対しサイドハウジング２ｂの一端部から円礼
状に開設された筒孔部１２ｂとからなり、この高負荷
用吸気ポート１２の筒孔部１２ｂに弁体が回動自在に嵌
装されている。

該弁体は軸方向一端が開口した円筒状に形或され、先端
部側方に上記高負荷用吸気ポート１２の開口部１２ａと
所定角度位置で連通する連通孔１８ａが開設されてい
る。

上記弁体１８はアクチュエータ１９によって回動され、
開口部１２ａと連通孔１８ａとの連通開閉を行う。

上記アクチュエータ１９において、１９ａはケース１
９ｂ内を圧力室１９Ｃと大気室１９ｄとに区画す
るダイヤフラム、１９ｅは該ダイヤフラム１９ａに
連結されたシャフト、１９ｆは大気室１９ｄに縮装さ
れたスプリング、１９ｇは調整ねし、１９ｈは圧力室
１９Ｃへの排気圧力導入管、１９ｉは内外周に交互に
スリットが形或されたソリッド型のべローズである。

また、上記アクチュエータ１９のシャフト１９ｅの先端
はリンク２０、レバー２１を介してロツド２２に連結さ
れ、該ロツド２２は吸気マニホールド１４を貫通して高
負荷用吸気ポート１２内に挿入され、先端が前記円筒状
弁体１８の開口基部にピン２３を介して連結されている
。

さらに、２４はロツド２２と吸気マニホールド１４間に
介装されたラバーシールで、２次吸気通路２６に発生す
る吸気負圧で外方の粉塵が吸入されるのを阻止する。

上記アクチュエータ１９の圧力室１９Ｃに導入される
排気圧力は、エンジンへの混合気の吸入量に対応して変
化するものであって、圧力室１９Ｃに導入された圧力
が設定値を越えて上昇した高負荷時には、ダイヤフラム
１９ａはスプリング１９ｆの付勢力に抗して下方へ
偏倚し、シャフ｝１９ｅの没入作動によりロツド２２を
介して弁体１８を回動し、連通孔１８ａと開口部１２
ａとを連通して高負荷用吸気ポート１２を開くもので
あり、排気圧力が設定値より低い軽負荷時には、スプリ
ング１９ｆの付勢力によってシャフ｝１９ｅが突
出し、ロツド２２を介して弁体１８を閉回動するもので
ある。

さらに、２５は気化器１３の１次絞り弁２７を有する１
次気化器１３Ａと吸気マニホールド１４内に独立形威さ
れた通路とにより構或された１次吸気通路、２６は気化
器１３の２次絞り弁２８を有する２次気化器１３Ｂと吸
気マニホールド１４内に独立形威された通路とにより構
威された２次吸気通路であって、１次吸気通路２５は前
記軽負荷用吸気ポート１０に接続され、２次吸気通路２
６の下流側は２つに分岐して前記中負荷用吸気ポート１
１および高負荷用吸気ポート１２にそれぞれ接続されて
いる。

尚、気化器１３において、２９は１次側ベンチュリ部、
３０は２次側ベンチュリ部、３１は１次側メインノズル
（２次側は図示せず）、３２はフロート室、３３はメイ
ンジェット、３４はエアーブリードであり、２次絞り弁
２８は１次気化器１３Ａのペンチュリー負圧が設定値以
上になったときに開くようにダイヤフラム式のアクチュ
エー夕に連係される。

次に、４０は上記アクチュエータ１９の大気室１９ｄに
吸気負圧を導入して前記制御弁１７を開作動させる制御
装置であって、該制御装置４０は三方ソレノイド弁４１
と該三方ソレノイド弁４１を作動させる検出スイッチ４
２とを有している。

三方ソレノイド弁４１は検出スイッチ４２の開或時にア
クチュエータ１９の大気室１９ｄを大気に開放する一方
、検出スイッチ４２の閉戊時には該大気室１９ｄに１次
吸気通路２５の１次絞り弁２７下流の吸気負圧を導入し
てアクチュエータ１９を開作動させるものである。

また、上記検出スイッチ４２は、エンジンの運転状態を
検出して、上記高負荷吸気ポート１２への吸気の吹返し
が生じない運転領域でかつ高負荷を除く運転領域、すな
わち減速時もしくは始動時に閉戊するように構或されて
いる。

また、吸気マニホールド１４において、３５はｌ次吸気
通路２５の外周に設けられた吸気加熱用通路であって、
エンジン冷却水が流入口３５ａから流出口３５ｂ（ロ
ータハウジング１に連通している）に循環して１次吸気
通路２５内の混合気を加熱する。

以下、上記実施例の作動について説明する。

まず、アイドルを含む軽負荷域においては、気化器１３
０２次絞り弁２８は閉じており、作動室４には１次吸気
通路２５からの混合気が軽負荷用吸気ポート１０によっ
てのみ供給される。

該軽負荷用吸気ポート１０の開口面積は小さくしかも独
立形或された１次吸気通路２５から混合気が供給される
ことにより、混合気の流速は速くて燃料の気化、霧化が
良好であり、よって薄い混合気でも良好な着火性が得ら
れる結果、このアイドルを含む軽負荷時における燃費性
能が著しく改善される。

特に、実施例では、排気ポート１５が実質的に閉じた後
に軽負荷用吸気ポート１０が開くように設定され、排気
ポート１５とのオーバーラップが無いことにより、この
オーバーラップに起因する排気ガスの持ち込みが低減す
るので、さらに着火性が向上している。

中負荷域においては、気化器１３の２次絞り弁２８が開
作動し、中負荷用吸気ポート１１からも２次吸気通路２
６による混合気が供給され、負荷の上昇に応じた十分な
混合気により中負荷域の出力性能を良好に保証する。

一方、高負荷域においては、気化器１３の２次絞り弁２
８がさらに開作動するとともに、アクチュエータ１９の
圧力室１９Ｃに作用する排気圧力が上昇し、設定負荷
状態を越えるとアクチュエータ１９が作動し、制御弁１
７の円筒状弁体１８を回動させることにより、弁体１８
の連通孔１８ａと高負荷用吸気ポート１２の開口部１
２ａとが連通して開き、この高負荷用吸気ポート１２
からも２次吸気通路２６の混合気が供給される。

その際、上記高負荷用吸気ポート１２の開口部１２ａ
は、第２図に示す如く弁体１８によってその上部（リー
ディング側）から開き、円筒状弁体１８内を通って連通
孔１８ａを介して開口部１２ａから供給される混合
気は、リーディング方向すなわち点火プラグ１６近傍に
向けて噴出するように構或され、より良好な燃焼性能が
得られる。

上記高負荷時には、軽負荷用、中負荷用および高負荷用
吸気ポート１０，１１．１２の全部がら多量の新気混合
気が供給されることにより高い出力性能が得られ、良好
な高負荷、高回転運転が得られる。

特に、上記高負荷用吸気ポート１２は軽負荷用吸気ポー
ト１０および中負用吸気ポート１１に比べて閉じる時期
が遅く、すなわち吸気行程の終期が遅いために、より多
くの混合気が供給されて充填効率が向上するものである
。

尚、高負荷用吸気ポート１２の閉口時期は、高負荷低回
転時における吸気の吹き返し等との関係より制限される
が、本実施例においては、制御弁１７を負荷と回転数に
対応する排圧で開閉制御しているので、高負荷高回転時
における出力性能向上の面から最適値に設定される。

また、減速運転時もしくは始動時において、上記制御装
置４０は、検出スイッチ４２の閉或に伴う三方ソレノイ
ド弁４１の作動により、アクチュエータ１９の大気室１
９ｄに吸気負圧を導入して制御弁１７の弁体１８を回動
し、錆等の発生による弁体１８の固着を防止する。

この運転域においては、高負荷用吸気ポート１２を開い
ても運転性には大きな影響は与えない。

なぜならば、減速運転時は吸気量が少なくロータが高負
荷用吸気ポートを閉じる状態の回転位置にあっても吸気
作動室の吸気圧力は大気圧以下であるため、制御弁を開
いても吸気が吹き返すことはないし、また、始動時はク
ランキング運転状態でありエンジンの回転数も低くしか
も絞弁開度も小さいため、吸入空気量が少なく、上記減
速運転時と同様に吸気が吹き返すことはないからである
。

特に、減速時および始動時に、上記制御装置４０によっ
て制御弁１７を間作動させるようにすることは、軽負荷
時に軽負荷用吸気ポート１０からの吸気流速を低下させ
ない点から、特に好ましいものである。

尚、上記実施例において、制御弁１７の円筒状弁体１８
の外周面には、該弁体１８の回転作動を不良潤滑状態に
おいても更に確実とするために、フッ素樹脂等による樹
脂被膜をコーティングしておくのが好ましい。

また、上記アクチュエータ１９は種々設計変更可能であ
り、高負荷時に開作動させるための信号としても、上記
排気圧力の他にエンジンの負荷状態に対応して変化する
吸気負圧、絞り弁開度等もしくはこれと回転数等とを組
合せて使用してもよく、同様に制御装置４０も種々設計
変更可能である。

しかし、上記排気圧力を利用すると、高負荷時であって
且つ高回転時に高負荷用吸気ポート１２から新気が供給
でき、高負荷低回転時には却って問題となる吸気の吹き
返し現象が改善できる効果を有し好ましいものである。

また、上記実施例では、軽負荷用、中負荷用および高負
荷用吸気ポー｝１０，１１．１２の開口時期は、第４
図に示す如く、排気ポート１５が閉じた後に開くように
設定しているが、実用上は若干排気ポート１５とのオー
バーラップがあるように設定してもよい。

さらにまた、上記実施例においてはサイドハウジング２
に軽負荷用、中負荷用および高負荷用吸気ポー｝１０
，１１．１２を開設し、この３ポートにて吸気ポートを
構或するようにしているが、上記中負荷用吸気ポート１
１を省略して軽負荷用吸気ポート１０と高負荷用吸気ポ
ート１２との２ポートにより吸気ポートを構或してもよ
く、その場合、軽負荷用吸気ポート１０は３ポート形式
の場合よりも開口面積を大きくして、中負荷域において
も十分な新気混合気が確保できるようにする必要がある
。

一方、燃料供給方式としても、上記実施例の如き気化器
１３によるもののほか、燃料噴射方式を採用してもよい
。

従って、以上のような本考案吸気装置によれば、軽負荷
用吸気ポートと該軽負荷用吸気ポートより閉口時期の遅
い高負荷用吸気ポートとを有し、該高負荷用吸気ポート
に高負荷高回転時に開く筒状の制御弁を介設したことに
より、アイドルを含む軽負荷時には着火性を向上し、薄
い混合気による良好な運転を可能として燃費性能を著し
く向上するとともに、高負荷時には多量の混合気を供給
して出力性能を向上したものであって、全運転領域にお
いて実用上最も好ましい燃費性能と出力性能が得られる
。

また、本考案では、高負荷用吸気ポートへの吸気の吹返
しが生じない．減速運転時もしくは始動時上記制御弁を
開作動させる制御装置を設けたことにより、一般市街地
走行等においても制御弁を動作させてその作動を常に滑
らがな状態に維持し、固着による不作動の発生を防止し
、確実な作動を保持して信頼性を向上するなど、実用上
種々の優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すロータリピストンエン
ジンの要部断面側面図、第２図はサイドハウジングの要
部斜視図、第３図は吸気マニホールド部の正面図、第４
図は吸気ポートと排気ポートの開閉時期を示す説明図、
第５図は要部縦断面図である。１・・・・・・ロータハウジング、１ａ・・・・・・内
周面、２ａ，２ｂ・・・・・・サイドハウジング、３・
・・・・・ロータ、４・・・・・・作動室、５・・・・
・・偏心軸、１０・・・・・・軽負荷用吸気ポート、１
１・・・・・・中負荷用吸気ポート、１２・・・・・・
高負荷用吸気ポー｝、１０ａ，１１ａ，１２
ａ・・・・・・開口部、１３・・・・・・気化器、１３
Ａ・・・・・・１次気化器、１３Ｂ・・・・・・２次気
化器、１４・・・・・・吸気マニホールド、１５・・・
・・・排気ポート、１７・・・・・・制御弁、１８・・
・・・・弁体、１８ａ・・・・・・連通孔、１９・・
・・・・アクチュエータ、２０・・・・・・リンク、２
１・・・・・・レバー、２２・・・・・・ロット、２３
・・・・・・ピン、２４・・・・・・ラバーシール、２
５・・・・・・１次吸気通路、２６・・・・・・２次吸
気通路、２７・・・・・・１次絞り弁、２８・・・・・
・２次絞り弁、３５・・・・・・吸気加熱用通路、４０
・・・・・・制御装置、４１・・・・・・三方ソレノイ
ド弁、４２・・・・・・検出スイッチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）軽負荷用吸気ポートと該軽負荷用吸気ポート
より閉口時期の遅い高負荷用吸気ポートとを有し、該高
負荷用吸気ポートに高負荷高回転時に作動するアクチュ
エー夕を介して該吸気ポートを開く筒状の制御弁を介設
してなるロータリピストンエンジンの吸気装置において
、上記高負荷用吸気ポートへの吸気の吹返しが生じない
減速運転時もしくは始動時のうち少なくともいずれか一
方の運転時に上記アクチュエー夕を介して上記制御弁を
開作動させる制御装置を設けたことを特徴とするロニタ
リピストンエンジンの吸気装置。
（２）軽負荷用吸気ポートと高負荷用吸気ポートとは共
にサイドハウジングに形或されており、該各ポートは排
気ポートが閉じた後に開くように開口時期が設定されて
いることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第ｌ項記
載のロータリピストンエンジンの吸気装置。