JPS602496B2 - ２気筒ロ−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】 本発明は、２気筒ロータリピストンェンジンの吸気装置
の改良に関するものである。

従釆より、トロコィド状の内周面を有するロータハウジ
ングとその両面に配設されたサイドハウジングからなる
ケーシング内を多角形状のロータがその頂辺を上記トロ
コィド状の内周面に糟嬢せしめながら遊星回転運動し、
吸気、圧縮、爆発、膨脹および排気の各行程を行うよう
にしたロータリピストンェンジンにおいては、排気およ
び吸気行程作動室のオーバラップにより、すなわち一つ
の作動室に対して吸気ボートと排気ボートが同時に開き
、両ボートの圧力差により排気ボートに残留する排気ガ
スが吸気ボートから吸気通路に吸入され、この作動室が
拡張する吸気行程で上記吸気通路内の排気ガスが新気温
合気とともに吸気行程作動室に持ち込まれるために、新
気混合気が不活性な排気ガスで稀釈された点火プラグに
よる混合気への着火ミス、いわゆる失火現象が発生し、
走行性の悪化および燃焼不良による排気ガス中の有害成
分の増加等の不具合を引き起すことが認識されている。

特に、新気混合気の充填効率の低いアイドルを含む軽負
荷運転城においては、上記オーバラップによる悪影響が
顕著に現われるため、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、この運転城における着火性
を維持するようにしている。 しかしながら、上記した
手法では不必要な余分な燃料を供給するものであって、
燃費性能の悪化は避けられず、ロータリピストンェンジ
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、本発明は、上記した
如く混合気を濃く設定することなくアイドルを含む軽負
荷運転城での着火性を向上させるために、前記オーバラ
ップを有しないように吸気ボートを設け、オーバーラッ
プに起因する吸気行程作動室への排気ガスの持ち込みを
抑制し、薄い混合気で良好な着火性を維持して燃費性能
を改善するものである。

すなわち、本発明では、一つの作動室が排気行程から吸
気行程に移行するときに、排気ボートが実質的に閉じた
後吸気ポ−トが開くように設定し、オーバラップを無く
すものである。

この場合に、一般に、吸気ボート形式としては、ロータ
ノ・ゥジングの内周面に吸気ボートを開□する周辺ボー
ト形式と、サイドハウジング内側面に吸気ポ−トを開□
するサイドボート形式とがあるが、前者の周辺ボート形
式ではその構造上の制約制約から排気ボートとのオーバ
ーラップが無いように設定することは困難である。よっ
て、本発明では、後者のサイドハウジングに設けたサイ
ドボート形式の吸気ボートを採用するものである。しか
るに、上記サイドボート形式の吸気ボートにおいては、
その開口形状は種々の要件によって制約され、前者のよ
うに排気ボートとのオーバラップが無いように設定する
と、その開〇面積が狭くなって高負荷時に十分な混合気
が供Ｖ給できず出刀性能が低下する不具合を生起するも
のである。

すなわち、サイドハウジングに開設した吸気ボートの輪
郭形状は、中心側の内縁がオイルシールの擢動軌跡より
外方となるように規制され、外周側の外縁は吸気ボート
の開き始めの時期を規制し、一方、上側縁は吸気ボート
の閉じる時期を規制するものであり、前記した如く排気
ボートとのオーバラップを無くすように関口時期を遅ら
せるためには外縁を内側に設定しなければならない。こ
れにより、吸気ボートの関口面積は狭くなるが、これを
前記オーバラップを生起させずに拡大するには、上側緑
を広げて閉口時期を遅らせるほかない。しかるに、閉口
時期を遅らせることは、高負荷低回転時における吸入混
合気の吸気通路への吹き返し現象を生起し充填効率、圧
縮圧力の低下を招いて低回転時の運転性能が悪化するも
のである。本発明はかかる点に鑑み、吸気ボートをアイ
ドルを含む軽負荷用吸気ボート、中負荷用吸気ボートお
よび高負荷用吸気ボートとに分離形成し、軽負荷用吸気
ボートと中負荷用吸気ボートは排気ボートが実質的的に
閉じた後開き同時に閉じるように設定して排気ボートと
のオーバーラップを無くし、排気ガスの持ち込みを抑制
するとともに吸気流透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火を可能とし
て燃費性能を改善するものである。

また、高負荷用吸気ボートにはその作動室側開口部に近
接して軽負荷時および中負荷時に閉じかつ高負荷時に開
く筒状制御弁を設け、アイドルを含む軽負荷時には軽負
荷用吸気ボートのみから混合気を供給し、中負荷時には
中負荷用吸気ボートからも混合気を供給し、さらに高負
荷時にか軽負荷用吸気ボートより設定値遅れて閉じる高
負荷用吸気ボートからも混合気を混合するようにし、負
荷に応じて３段階に順次混合気量を増大して中負荷城お
よび高負荷城の出力性能の低下を解消し、しかも、軽、
中負荷時には前記制御弁を閉じて軽・中負荷時に高負荷
用吸気ボートおよび高負荷用吸気通路内に排気ガスが持
込まれるのを排除するようにして、軽負荷城における燃
費性および中，高負荷城における出力性能を同時に満足
するロータリピストンェンジンの吸気装置を提供するも
のである。また、本発明では、２気筒ロータリピストン
ェンジンのインター〆ディェートハウジングに軽負術用
吸気ボートを設け、各気筒のサイドハウジングに中負荷
用吸気ボートと高負荷用吸気ボートとを設けるようにし
て、インター〆ディェートハウジングの狭幅化および各
部材の構造の簡素化を図るようにしたものである。

以上、本発明の実施例を図面に沿って説明する。

第１図ないし第５図において、１，１はトロコィド状の
内周面ｌａを有する２組のロータノ・ゥジング、２は該
ロータハウジング１，１間に位置するインター〆デイエ
ートハウジング、３，３は各ロータハウジング１，１の
両側に配置されたサイドハウジングであって、ロータハ
ウジング１，１とインター〆デイエートハウジング２お
よびサイドハウジング３，３によって構成されるケーシ
ング中を２つの多角形状のロータ４，４がその頂辺をト
ロコイド状の内周面ｌａに摺綾せしめながら遊星回転運
動しそれぞれ作動室５を形成するように２気筒エンジン
を構成している。該ロータ４は偏○軸６（第４，５図参
照）に支承されるとともに、上記ロータ４には各作動室
５間のガスシール性を保つためにアベックスシール７、
コーナシール８およびサイドシール３が装着され、中心
側にはオイルシール１０が装着されている。また、１１
，１１はインター〆デイエートハウジング２にその両側
面にそれぞれ独立して閉口した開口部１１ａ，１１ａを
有するアイドルを含む軽負荷用吸気ボート、１２，１２
は各気筒のサイドハウジング３，３にその内側面に閉口
した関口部１２ａ，１２ａを有する中負荷用吸気ボート
、１３，１３は中負荷用吸気ボート１２，１２とともに
サイドハウジング３，３にその内側面に開口した関口部
１３ａ，１３ａを有する局員荷用吸気ボートであり、１
４は上記各ボート１ １，１２，１３に吸気マニホール
ド１５を介して混合気を供給する複式の気化器である。

上記各ボートの作動室関口部１１ａ，１２ａ，１３ａは
ロータ４の回転によって開閉され、第４図に示すように
、軽負荷用吸気ボート１１は、ロータハウジング１に開
設された排気ボート１６が実質的に閉じた後に開くとと
もに高負荷低回転時において吹き返しが生じないように
早い時期に閉じるように設定されている。

また、中負荷用吸気ボート１２は上記軽負荷用吸気ボー
ト１１と同一形状であって、その開閉時期は排気ボート
１６が実質的に閉じた後開き、かつ軽負荷用吸気ボート
１１と実質的に同時に閉じるように設定されている。一
方、高負荷用吸気ボート１３は軽負滴用吸気ボート１１
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１７は点火プラグである。次に、１８は上
記高負荷用吸気ボート１３にその作動室側閉口部１３ａ
に近接して設けられ高負荷時に開く制御弁であり、該制
御弁１８は、円孔状の高負荷用吸気ボート１３に回転自
在に挿入され先端部に関口部１３ａと蓮適する蓮通孔１
９ａを有する円筒状弁体１９と、該弁体１９を開閉回動
するアクチュェータ２０とからなり、アクチュェータ２
０は排気圧力で作動するように構成されている。

上記アクチュェータ２０‘こおいて、２０ａはケース２
０ｂ内を圧力室２０ｃと大気室２０ｄとに区画するダイ
ヤフラム、２０ｅは該ダイヤフラム２０ａに連結された
シャフト、２０ｆは大気室２０ｄに縦菱されたスプリン
グ、２０ｇは調整ねじ、２０ｈは圧力室２０ｃへの排気
圧力導入管、２０ｉは内外周に交互にスリットが形成さ
れたソリツド型のべローズである。

また、上記アクチュヱータ２０のシャフト２０ｅの先端
はリンク２１、レバー２２を介してロッド２３に連結さ
れ、該ロッド２３は吸気マニホール１５を貫通して高負
荷用吸気ボート１３内に挿入され、先端が前記円筒状弁
体１９の関口基部にピン２４を介して連結されている。
さらに、２５はロッド２３と吸気マニホールド１５間に
介装されたラバーシールで、２次吸気通路２７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
記アクチュェータ２０の圧力室２０ｃ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２０ｃに導入された圧力が設定
値を越えて上昇した高負荷時は、ダイヤフラム２０ａは
スプリング２０ｆの付勢力に抗して下方へ偏俺し、シャ
フト２０ｅの没入作動によりロッド２３を介して弁体１
９を回動し、蓮通孔１９ａと閉口部１３ａとを運通して
高負荷用吸気ボート１３を開くものであり、排気圧力が
設定値より低い高負荷時には、スプリング２０ｆの付勢
力によってシャフト２０ｅが突出し、ロッド２３を介し
て弁体１９を閉回動するものである。

さらに、２６は気化器１４の１次絞り弁２８を有する１
次気化器１４Ａと吸気マーニホールド１５内に独立形成
された通路とにより構成された１次吸気通路、２７は気
化器１４の２次絞り弁２９を有する２次気化器１４Ｂと
吸気マニホールド１５内に独立形成された通路とにより
構成された２次吸気運路であって、１次吸気通路２６は
前記軽負荷用吸気ボート１０に接続され、２次吸気通路
２７の下流側は２つに分岐して前記中負荷用吸気通路１
２および高負荷用吸気通路１３にそれぞれ接続されてい
る。

尚、気化器１４において、３０は１次側ベンチュリ部、
３１は２次側ベンチュリ部、３２は１次側メインノズル
（２次側は図示せず）、３３はフロート室、３４はメイ
ンジェット、３５はエアーブリードであり、２次絞り弁
２９は１次気化器１‐４Ａのベンチュリ一員圧が設定値
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
ュェータに連係される。

また、吸気マニホールド１５において、３６は１次吸気
通路２６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３６ａから流出口３６ｂ（ロー
タハウジング１に蓮適している）に循環して１次吸気通
路２６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城においては、気化器１４
の２次絞り弁２９は閉じているとともに、アクチュェー
タ２０‘こ作用する排気圧力も小さく制御弁１８は高負
荷用吸気ボート１３を閉じている。よって、作動室５に
は１次吸気通路２６からの混合気が軽負荷用吸気ボート
１１によってのみ供給される。上記軽負荷用吸気ボート
】１は、排気ボート１６が実質的に閉じた後に開くよう
に設定され、排気ボート１６とのオーバーラップが無い
ことにより、このオーバラップに起因する排気ガスの持
ち込みが低減すると同時に「該軽負荷用吸気ポ−ト１１
の開□面積は小さくしかも独立形成された１次吸気通路
２６から混合気が供給されることにより、混合気の流速
は遠くて燃料の気化、霧化が良好であり、よって、前記
排気ガスの持ち込みの低減と相換って、薄い混合気でも
良好な着火性が得られる結果ト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。

その際、中負荷用吸気ボート１２は軽負荷用吸気ボート
１１と同様に排気ボート１６が閉じた後に開くようにな
されているため、排気ガスの持ち込みが増大することは
ない。また、上記軽負荷時には高負荷用吸気ボート１３
は制御弁１８により閉口部１３ａの近傍で閉じられ、ボ
ート内のデッドボリュームがきわめて小さくなっている
ので排気ガスの特込み量が増大することなく、しかも混
合気の高負荷用吸気ボートへの吹き返しもなく良好なア
イドルおよび軽負荷運転が得られる。

次に、中負荷城においては、気化器１４の２次絞り弁２
９が開作動するが、アクチュェータ２０に作用する排気
圧力は設定値より低く制御弁１８は依然として高負荷用
吸気ボート１３を閉じている。

よって、中負荷用吸気ボート１２からも２次吸気通路２
７による混合気が遠い流速で供給され、負荷の上昇に応
じた十分な混合気により中負荷城の出力性能を良好に保
証する。この中負荷城においても軽負荷域と同様制御弁
１８が閉じているため「混合気の高負荷用吸気ボートへ
の吹き返しを防止することができる。一方、高負荷域に
おいては、気化器１４の２次絞り弁２９がさらに開作動
するとともに、アクチュェータ２０の圧力室２０ｃに作
用する排気圧力が上昇し、議定負荷状態を越えるとァク
チュェータ２０が作動し「制御弁１８の円筒状弁体１９
を回動させることにより、弁体１９の蓮通孔１９ａと高
負荷用吸気ボート１３の閉口部１３ａとが運通して開き
、この高負荷用吸気ボート１３からも２次吸気通路２７
の混合気が供給される。

その際、上記高負荷用吸気ボート１３の関口部１３ａは
「第２図に示す如く弁体１９によってその上部（リーデ
ィング側）から開き、円筒状弁体１９内を通って運遍孔
１９ａを介して開□部１３ａ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１７近傍に向けて
噴出するように構成され、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、軽負荷用および軽負荷用
吸気ボート翼１，１２，１３の全部から多量の新気温合
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〜上記葛負荷用
吸気ボート１３は軽負荷用吸気ボート竃１および中負荷
用吸気ボート１２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。この高負荷時に
は吸気慣性が大きいため、制御弁１８が開いても混合気
が高負荷用吸気ボート亀３に吹き返し充填効率を低下さ
せることはない。尚、高負荷用吸気ボート１３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
係より制御されるが、本実施例においては、制御弁１８
を負荷と０回転数に対応する迄Ｅ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
値に設定する。また、軽負荷用吸気ボートおよび中負荷
用吸気ボートの閉じる時期を同一に設定した理由は、こ
れら各吸気ボートを軽負荷時に混合気が、両吸気ボート
に吹き返さないような最大の関口面積に形成して、軽負
荷時および中負荷時の出力の向上を図るためである。

すなわち、軽負荷用吸気ボートを軽負荷時に該吸気ボー
トに混合気が吹き返さないような最大閉口面積に設定し
、中負荷用吸気ボートをこれより遅く閉じるように設定
すると、軽負荷時には中負荷用吸気ボートからは吸気が
供給されていなく、しかも該中負荷用吸気ボートには作
動室側関口部に近接して開閉弁を設けていないため、軽
負荷時に混合気が中負荷用吸気ボートに吹き返された充
填効率が低下し出力不足を招来するようになる。また、
これとは逆に、中負荷用吸気ボートを上記設定の軽負荷
用吸気ボートより早く閉じるように設定すると、この早
く閉じる分だけ中負荷用吸気ボートの開口面積が４・さ
くなり中負荷時の吸気量が不足し、中負荷時の出力が低
下するようになる。したがって、両吸気ボートを同時に
閉じるようにすることにより上記欠点を解消することが
できるのである。尚、上記実施例において、制御弁１８
の円筒状弁体１９の外周面には、該弁体１９の回転作動
を不良潤滑状態においても確実とするさめにフッ素樹脂
被膜をコーティングしておくのが好ましい。また、制御
弁１８の蓮通孔１９ａは高負荷用吸気ボート１３の開口
部１３ａより大きく形成しておく。さらに、上記制御弁
１８の形態および作動方向式並びにアクチュェータ２０
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、絞り弁関度等もしく
はこれと回転数等とを組合せて使用してもよい。しかし
、上記排気圧力を利用して制御弁１８の開閉を行うと、
高負荷時であって且つ高回転時にのみ高負荷用吸気ボー
ト１３を開くことになり、軽負荷用吸気ボート１１もし
くは中負荷用吸気ボート１２にて十分な混合気量が確保
できる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、高負荷用吸気ボート１３の関口
時期は「第４図に示す如く排気ボート１６が閉じた後に
開くように設定しているが、高負荷用吸気ボート１３は
排気ガスの特込みが問題となる軽負荷城においてはその
関口部付近において制御弁１８により閉じられ開○都付
近のデッドボリュームがきわめて小さくなっており、こ
のデッドボリュ−ムからの排気ガスの持ち込み量はきわ
めてわずかであるので若干排気ボート１６とのオーバラ
ツプがあるように設定してもよい。さらにまた、燃料供
給方式としては、上記実施例の如き気化器１４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、以上のような本発明吸気装置によればロータリ
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
軽負荷用吸気ボートと中負荷用吸気ボートおよび高負荷
用吸気ボートとを設け、軽負荷用および中負荷用吸気ボ
ートを排気ボートが実質的に閉じた後開くように設定し
、高負荷用吸気ボートを軽負荷用吸気ボートより設定値
遅れて閉じるように設定するとともに、高負荷用吸気ボ
ートに作動側関口部に近接して軽負荷時および中負荷時
に閉じかつ高負荷時に開く制御弁を設けたことにより、
アイドルを含む軽負荷時には排気ボートとのオーバラツ
プによる排気ガスの持ち込みの低減、局員荷用吸気ボー
トへの混合気の吹き返し防止および吸気流途の上昇を図
って着火性を向上し、薄い混合気による良好な運転を可
能として燃費性を著しく向上し、さらに、軽負荷城から
中負荷域、高負荷城へと移行するに従って３段階に各々
吸気ボートから負荷に応じた混合気を供給するようにし
て出力性能を順次向上することができ、特に、吸気慣性
の大きい高負荷時には制御弁を開いて多量の混合気を供
給して出力性能を大きひく向上することができるもので
あり、全運転領域において実用上最も好まし、燃費性能
と出力性能が得られる。

また、本発明では、２気筒ロータリピストンェンジンの
インター〆ディェートハウジングに両気タ筒の軽負荷用
吸気ボートを設け、各気筒のサイドハウジングに中負荷
用および高負荷用吸気ボートを設けたことにより、制御
弁を備えていない軽負荷用吸気ボートをインターメディ
ェートハウジングに集めて該インター〆ディェートハウ
ジングの０幅が増大するのを制御するとともに、高負荷
用吸気ボートに設けた制御弁の開閉作動を制御するアク
チュェータのレイアウトが容易になるのみならず、吸気
通路構造、吸気加熱用通路等の簡素化を図ることができ
る利点を有する。

また、軽負荷用吸気ボートおよび中負荷用吸気ボートの
閉じる時期を同一にしたので、これら両吸気ボートを、
軽負荷時に混合気が両吸気ボートに吹き返さないような
最大の関口面積に形成することができ、これにより軽負
荷時および中負荷時における出力の向上を図ることがで
きる。

さらに、本発明は、高負荷用吸気ボートを開閉する制御
弁を筒状に形成したので、該制御弁によるボートの開閉
位置をより一層作動室に近接させることができ、その結
果、制御弁が閉じているときのデッドボリュームが小さ
くなり、特に軽負荷時の着火性とこれに伴う運転性およ
び燃費性とを改善できるとともに、該制御弁は単に高負
荷用吸気ボートに回転自在に鉄合すればよいので、その
取付けが極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すロータリピストンェン
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
図は吸気ボートと排気ボ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、ｌａ・・・内周面、２・・
・インター〆デイエートハウジング、３…サイドハウジ
ング、４・・・ロータ、５・・・作動室、６…偏心髄、
１１・・・軽食荷用吸気ボート、１２・・・中負荷用吸
気ポ−ト、１３・・・高負荷用吸気ボート、１１ａ，１
２ａ，１３ａ…関口部、１４…気化器、１４ａ…１次気
化器、１４８…２次気化器、１６・・・吸気マニホール
ド、１６・・・排気ボート、１８・・・制御弁、１９．
．・弁体、１９ａ…連通孔「 ２０・・・アクチュェー
タ、２１…リンク、２２…レバー、２３…ロッド、２４
…ピン、２５…ラバーシール、２６…１次吸気遍路、２
７・・・２次吸気遍路、２８・・・１次絞り弁、２９…
２次絞り弁、３６…吸気加熱用通路。 繁ノ図 第２図 第３図 驚く図 祭づ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トロコイド状の内周面を有する２組のロータハウジ
   ングと、該ロータハウジング間に位置するインターメデ
   イエートハウジングと、該各ロータハウジングの外側に
   位置するサイドハウジングとで構成されるケーシング中
   を２つの多角形状のロータが遊星回転運動する２気筒ロ
   ータリピストンエンジンにおいて、各気筒のアイドルを
   含む軽負荷用吸気ポートをインターメデイエートハウジ
   ングに設け、中負荷用吸気ポートと高負荷用吸気ポート
   とを各気筒のサイドハウジングに設け、該高負荷用吸気
   ポートは作動室に近接させて軽負荷時および中負荷時に
   閉じかつ高負荷時に開く筒状制御弁を設け、軽負荷用吸
   気ポートおよび中負荷用吸気ポートの開閉時期を排気ポ
   ートが実質的に閉じた後開きかつ両者が実質的に同時に
   閉じるように設定し、高負荷用吸気ポートの閉時期を軽
   負荷用吸気ポートより設定値遅れて閉じるように設定し
   たことを特徴とする２気筒ロータリピストンエンジンの
   吸気装置。