JPS6060013B2 - 複式ロータリーエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃エンジン、特に１９６１年６月１３日にバ
ンケルに付与された米国特許第２９８８０６５号に開示
されたようなロータリー形式のエンジンに関し、より特
に１９６６年４月１９日にベンテル（Ｂｅｎｔｅｌｅ）
に付与された米国特許第３２４６６３６号及び１９７師
７月１５日ガヴルン（ＧａＶｒＬｌｎ）に付与された米
国特許第３８９４５１８号等に開示されたような高圧燃
料噴射装置を有する層状給気ロータリー内燃エンジンに
関するものであり、これはジーゼルタイプ（低オクタン
）の燃料でスパーク点火として作動することができる。

このような層状給気ロータリーエンジンは絞られない空
気の入口を有し、したがつて多量の過剰空気で作動する
。その結果ベンテル及びガヴルン等の層状給気ロータリ
ーエンジンは高い熱効率を有し、炭化水素の放出は少な
い。このことはエンジンが高出力領域以下のエンジン出
力状態にある場合に特に言えることである。かくしてこ
のようなエンジンが例えばフル出力で作動すると燃料が
燃焼室全体に分配され、完全燃焼を達成するようにすべ
ての燃料が空気と混合されねばならない。したがつてこ
のような層状給気エンジンが高出力状態にあるときには
その燃焼は、付随する低熱効率と高いυト気放出を備え
たキヤブレター形式のエンジンとは本質的に同じである
。しかしながら低出力時には燃料は、各燃焼室の中央部
において燃焼し且つこの部分に制限されることができ、
上記燃焼室において燃料は過剰空気によつて実質的に包
まれ、これによつて完全燃焼が達せられ、他方同時にこ
の包囲過剰空気によつて燃焼室壁部へ逃げる燃焼熱の損
失を最小にすることができ、これによつて熱効率を高め
ることができる。又、このような層状給気ロータリーエ
ンジン、特にペンテレ特許に開示された形式のエンジン
においては、エンジンの全作動範囲にわたつて完全な点
火ファイヤリング調整を得る点について困難性を備えて
いる。ジーゼルタイプ作動の内燃エンジンにおいては１
５：１のオーダーの圧縮比を必要とする。

この大きさの圧縮比を、上記特許に開示された形式のロ
ータリーエンジンにおいて達成することは困難である。
前記バンケル等の特許に記載されているように、このよ
うなエンジンは複葉空所を有し、これはエピトロコイド
輪部を有していることが好ましい。

このエピトロコイドエンジンにおける空所の形によつて
圧縮比は決まる。ａはエピトロコイドの長軸の長さ１１
２に等しいものとし、ｂをその短軸の長さの１１２に等
しいものとした場合、ａ／ｂの小さな比率を有するエピ
トロコイドは大きな圧縮比を有している。今日てはいわ
ゆる“゜Ｋ゛のファクターの記号をもつてこのエピトロ
コイドの形を記載することが普通であり、上記ファクタ
ーはＲ／ｅの比率に等しく、ここにＲはローターの中心
からアペックスシールの頂点までの半径方向の距離であ
り、ｅはローターの中心とエンジンの軸線との間の間隔
である。一般に６′Ｋ″ファクターの大きさは比率ａ／
ｂが減少すると増大する。かくして、より大きな圧縮に
対しては、前記バンケル等の特許に示された形式のロー
タリーエンジンは大きな“Ｋ゛ファクターを有している
べきである。前記バンケル等の特許の記載から明らかな
ように、圧縮比が高い場合には頂部デツドセンター位置
におけるエンジンの各作動室の形は半径方向において著
しく薄くなり、従つて作動室における燃焼は室の壁部に
よつて厳しい冷却にされされる。

このため、例えば１５：１のようにエンジンの圧縮比を
増大させるようにエンジンの６６Ｋ″ファクターを単に
変えることにより、バンケル等の特許に開示された形式
の連続ジーゼルタイプロータリーエンジンを作ることは
困難である。ジーゼルタイプのロータリーエンジンは、
圧縮点火即ち、ジーゼル操作に必要な圧力を供するよう
に過給機が備えられており、これにより過給機から離れ
た主エンジンの容積圧縮比をジーゼル作動に必要なそれ
よりも実質的に小さくすることができる。

１９６師１月１田フエラー（Ｆｅｌｌｅｒ）に付与され
た米国特許第３２２８１８３号及び１９６８年１０月１
５日パシユケ（Ｐａｓｃｈｋｅ）に付与された米国特許
第３４０５６屹号は上記の如き複式ジーゼルエンジンの
例である。

これら従来のジーゼルエンジンにおいては両方共過給機
がポジテイブーデイスプレイスメント（ＰＯｓｉｔｉｖ
ｅ−Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）形式の過給機であり、
これはエンジンのシャフトから駆動される。このような
複式エンジンではエンジンの全容積圧縮比がエンジンの
作動範囲を通して実質的に同じである。従つてこのよう
な複式エンジンはエンジンの作動範囲を通してジーゼル
として作動することがてきる。例えば、もし過給機の圧
縮比を２：１として主エンジンのそれを８：１とした場
合、全体の圧縮比は１６：１となり、これはジーゼル作
動にとつて十分な値てある。従来のジーゼルエンジンの
効率をさらに改良するために、エンジンの排気ガス中の
他のエネルギーロスの幾らさを使用するようにしたエキ
スパンダー（Ｅｘｐａｎｄｅｒ）を備えたエンジンが知
られている。

もしも、フエラー特許（第１図）又はパシユケ特許（第
３図）におけるように過給機とエキスパンダーを共通の
ユニットに組み合わせたとすれば、過給機とエキスパン
ダーを主エンジンユニットに連結するボート連結部の相
対的な配置が全エンジン効率を減少させねばならない妥
協を伴うことになる。他方フエラー特許（第１０図）及
びパシユケ特許（第６図）にも示されているようにもし
も別てのコンプレッサーユニットとエキスパンダーユニ
ットを使用しこれらをそれぞれエンジンのシャフトに駆
動連結したとすれば、２つのユニットを使うと共にそれ
らがそれぞれエンジンのシャフトにギヤ連結されるため
、複式エンジンの大きさと複雑さが増大することになる
。また、国内の特許第１４４８３７号明細書には、比較
的低圧縮の通常の点火プラグ式内燃機関に高圧縮比の過
給機を連結し、かつ過給気の圧力または温度を高低に調
整する装置を設け、点火プラグ方式のときには過給機の
圧力または温度を低くし、ジーゼルタイプの圧縮着火を
行なうときには過給機または温度を高くして自然発火を
起こさせる往復運動式内燃機関が開示されている。

この構成により、点火プラグ方式のときに過濃混合比の
使用により大出力を得ると共に、圧縮着火のときに稀薄
混合比を使用して燃料消費率を低減することができる。
しかしながら、燃料は点火プラグ方式でガソリンを用い
、圧縮着火方式のときにガソリンをジーゼル用燃料に切
替えなければならない。さらに過給機は、可変速度駆動
装置または絞り弁または吸気の過熱手段のような付加的
な制御装置を必要とする、機械的に駆動される過給機て
あり、それだけ全体の構造が複雑になり、点火プラグ方
式のときに、過給機に絞り弁を用いて圧力を下げると効
率が低下するなどの欠点があつた。本発明の目的は、点
火プラグ方式でも圧縮着火方式でもジーゼル燃料のみで
作動させることができ、低出力と高出力領域の両方で高
い熱効率を有し、高出力領域でジーゼル作動のための高
い１５：１の圧縮比を達成でき、さらにエンジンの全効
率が増大した複式ロータリーエンジンを提供することで
ある。

上記の目的を達成するには、−ジーゼルタイプの作動に
必要な容積圧縮比よりも実質的に小さい容積圧縮比を有
する作動室に向けられた燃料ノズルと点火手段を加えて
、本発明により、圧縮空気を外側体の空気入口路に供給
するように燃焼ガス排気路から排出するエンジン排気ガ
スによつて駆動される過給機と、作動室内の圧縮圧力を
ジーゼルタイプの作動に充分な大きさの値に上昇させる
のに充分な大きさの値を、過給機の出力を越えたときに
点火手段を作動不能にするために、または過給機の出力
が前記所定の値以下に下がつたときに点火手段を作動可
能にするために過給機の出力に応答する手段と、燃料ノ
ズルからの燃料排出のタイミングを早めさせたりまたは
遅れさせたりするように作用可能な手段とを備え、前記
の作用可能な手段はカップリングからなり、このカップ
リングは、内側体の軸に連結された入力軸に設けられた
駆動羽根と、燃料ポンプに連結された出力軸を有する中
空ハウジングとからなり、中空ハウジングは、その所定
の角運動を許す空間を周方向に残して各駆動羽根を囲む
各区画部を有するようにすれば良い。

本発明では、ジーゼルタイプの作動に必要な容積圧縮比
よりも実質的に小さい容積圧縮比を有する作動室に向け
られた燃料ノズルおよび点火手段と、圧縮空気を外側体
の空気入口路に供給するように燃焼ガス排気路から排出
するエンジン気ガスにより駆動される過給機を設けたの
で、ジーゼル・タイプの燃料でエンジンが層状給気点火
エンジンとして高い効率で作動することができると共に
、エンジンの高出力時には構造の簡単な効率の良い過給
機により圧縮比を増大できることにより圧縮着火ジーゼ
ルエンジンとしてジーゼルエンジンの固有の高い熱効率
で圧縮着火するように作動できる。

さらに過給機が、エンジンの排気ガスにおける他の廃エ
ネルギーを使用することによりエンジンの大きさと複雑
さを増大させずにエンジンの全効率をいつそう増加さぜ
ることができる。なお、過給機の発生圧力は、アイドリ
ング出力以上である所定のエンジン出力以下で、前記作
動室内の圧縮圧力をディーゼル型作動のための十分高い
値に増大させることができないが、いつそう高いエンジ
ン出力では、前記作動室内の圧縮圧力をディーゼル型作
動のたもの十分高い値に増大させることができるように
構成されている。さらに、本発明では、過給機の出力が
所定の値を越えたときに点火手段を作動不能にするため
に、または過給機の出力が前記所定の値以下に下がつた
ときに点火手段を作動可能にするために過給機の出力に
応答する手段を設けたので、エンジンの全効率をいつそ
う高めることができ、特にエンジンの高出力時には点火
回路を作動不能にすることにより点火に必要な他のエネ
ルギーが節約され、点火回路の耐久性が増大する。

また、本発明では、燃料ノズルからの燃料排出のタイミ
ングを早めさせたりまたは遅れさせたりするように作用
可能な手段すなわち前述した構造のカップリングを設け
たので、スパーク点火作動からジーゼルタイプ作動にな
つたときに燃料ノズルからの燃料排出のタイミングを急
激に早め（燃料ノズルからの燃料の導入と作動室内の燃
焼とのタイムラグが圧縮点火の方がスパーク点火より大
きいため）、ジーゼルタイプ作動からスパーク点火作動
になつたときに燃料排出のタイミングが遅延される。

これによつて、さらにエンジンの全効率を高めることが
できる。本発明のエンジンは、前述したように、エンジ
ンの低出力範囲においては層状給気スパークエンジンと
してジーゼルタイプの燃料で作動し、且っ高出力時には
圧縮点火又はジーゼルエンジンとして作動する。

したがつて本発明においてはエンジンはこの作動範囲の
主たる部分をジーゼルとして作動することができ、本発
明のターボ過給エンジンはさらに、全作動範囲にわたつ
てジーゼルとして作動するエンジンよりもより容易に始
動する利点を有している。これは、本発明のエンジンが
低出力範囲でスパーク点火エンジンとして作動すること
により、より積極的な始動点火がなされるからであり、
これは、従来の始動モーターによつて生ぜしめられる低
い回転速度での温度と自己点火圧力を得るようにしたジ
ーゼルエンジンの困難さと対称をなすものである。これ
は特にエンジンが冷却した際にジーゼルを始動させる場
合に言えることである。実質的により大きな圧縮圧力と
、従つてより大きな始動トルクを必要とするジーゼルエ
ンジンに必要とされる公知の大きな始動力は、本発明の
過給エンジンでは不要である。従つて、著しく小さな始
動モーターを使用しても、本発明のエンジンの始動能力
は、特に周囲の状態が冷却していてもジーゼルの場合よ
りかなり改良される。本発明による過給ロータリーエン
ジンは、低作動スピード及び／又は出力時には、スパー
ク点火オツトーサイクルとして機能し、高スピード及び
／又は出力時には、ジーゼルエンジンとして機能するこ
とができる。

以下、本発明の実施例を図面に従つて説明し、本発明の
さらに他の目的を明らかにする。

第１図に符号１０で示したロータリーエンジンは、ベン
テルに付与された前述の特許に開示されたものにほぼ類
似している。

このエンジンは空所を有する外側体又はハウジング１２
を備え、この中に内側体又はローター１４が相対的に回
転できるように装着されている。ローター１４はシャフ
ト１８の偏心部１６に軸支され、上記シャフトはハウジ
ング１２を通して同心状に延びている。ハウジング１２
の内周面２０は、複葉、輪部を有し、図示した実施例で
は２つの葉形部を有し好ましくは基本的にトロコイドの
形状を有している。トロコイド面２０の２つの葉形部は
接続部２２及び２４て接続されている。ローター１４は
頂点部を備えたほぼ三角形の輪部を有し、上記頂点部は
シール２６を有し、このシールは３つの作動室２８を形
成するようにトロコイド面２０と共働してシールの働き
をなす。ハウジング１２は、作動室２８に吸入空気を供
・給するための空気入口路３０と、前記作動室から燃焼
ガスを排出するための排気路３２とを有している。

さらにハウジング１２には、燃料ノズル４０を設けられ
、このノズルは各室内の充填空気が実質的に圧縮された
後作動室に燃料を供給する用をなす。ローター１４が第
１図の位置にあるとき、燃料はノズル４０から、第１図
における上部の作動室２８に排出される。スパークプラ
グ４２のような適宜な点火器には好ましくはノズル４０
の排出端部に隣接して配置された電極が配置され、この
ため前記ノズルの排出端部とスパークプラグの電極とは
共に、前記トロコイド面における共通の凹部を通してト
ロコイド面２０１こ．通じており、燃料スプレーパター
ンによつて生じた燃料蒸気の少くとも一部が、ノズル４
０から燃料が排出された際に敏速に点火するように、ス
パークプラグ４２の電極に接近して通過する。スパーク
プラグ４２は点火回路（図示せず）により制限され、こ
の回路はワイヤー４４によつてプラグに連結されている
。点火回路のタイミングは次のように、即ち燃料がノズ
ル４０から排出、される間、この燃料を迅速に点火する
ようにプラグがファイヤする如く行なわれる。点火回路
としては普通のものを使用することができ、例えば前述
のガヴルン等に付与された特許に開示されたものに類似
したものを使用でき、これにおいてはスパークプラグの
ファイヤリングが、エンジンシャフト１８から駆動され
るカムによつて制御されるようになつている。ノズル４
０は、シャワーヘッドタイプの燃料スプレーパターンを
生ぜしめるように複数の孔を有していることが好ましい
。エンジン１０はさらにローターの相対的回転を制御す
るために、ローター１４とエンジンハウジングとの間に
適宜なギヤ装置（図示せず）を有している。

さらにローター１４には、各作動室２８のまわりにシー
ルグリッドを供するように適宜なサイドシールが設けら
れている。このようなギヤ装置とシールは従来の普通の
ものが使用され、例えばベンテル特許に示されたものが
使用される。上述した如きエンジン１０において、エン
ジンの作動中にローターが第１図における時計方向に回
転すると、各作動室２８の容積は、それが葉接続部２２
に隣接して位置し且つ吸気路３０と連通した状態におけ
る最小容積状態から最大容積状態に周期的に増大し、そ
れから前記作動室はその吸入空気を圧縮して作動室は再
び最小容積状態に至るが、このときは葉接合部２４に隣
接している。その後前記作動室の容積は最大容積に拡大
し、それから最小容積に減少し、そのときその作動は葉
接続部２２で排気ボート３２に連通してサイクルを終え
る。エンジン１０の幾何学的形状は次のように、即ち作
動室２８の容積圧縮比がジーゼル作動、即ち圧縮点火に
必要とされるものよりも実質的により小さいようになつ
ている。

例えばこの体積圧縮比は、スパーク点火形式の操作に十
分な８：１又は１０：１のオーダーにすることができる
。本発明におけるエンジン１０には、複式機関を形成す
るようにターボ過給機５０が組合されている。

図示する如くターボ過給機は環状部５４を有する軸流形
式のタービンユニット５２から成り、上記環状部に排気
ガスが排気路を介して供給される。環状部５４はノズル
部５６を有し、該ノズル部はタービンローター６０を駆
動するためにこのローター６０のブレード５８の間又は
これらに排気ガスを指向させる用をなす。タービンロー
ター６０はシャフト６２によつてコンプレッサーユニッ
ト６６のローター６４に連結され、上記コンプレッサー
ユニットは本例では遠心コンプレッサーが使用されてい
る。コンプレッサーローター６４にはブレード６７が設
けられ、このブレードは、吸気孔６８から環状部７０へ
流入する空気を圧縮する用をなし、圧縮空気は上記環状
部から空気入口路３０を通してエンジンの作動室に供給
される。ターボ過給機のコンプレッサーユニット６６と
タービンユニット５２は共に従来形式のものが使われ、
本発明はターボ過給機５０の形式に関して何ら制限され
るものではない。

このようなロータリーターボ過給複式エンジンにおいて
、エンジンの低出力時には、エンジンの排気ガスにおけ
る有効エネルギーは、全く低く、従つて過給機６６の発
生圧力は、各作動室２８内で得られる圧縮圧力を、ジー
ゼル作動が可能な点に上昇させるには不充分である。

しかし、エンジンの高出力時には、ターボ過給機は、コ
ンプレッサー出口環状部７０において少くとも２気圧の
発生圧力を生ぜしめるように構成されている。過給機に
よつて２：１の圧力上昇を生ぜしめ且つ作動室が８：１
ないし１０：１の容積圧縮比を有する場合には、全圧縮
比が少くとも１６：１となり、これはジーゼル作動にと
つて十分である。エンジン１０が層状給気ロータリーエ
ンジンであり、このエンジンはジーゼルタイプ又はケロ
セネ（ＫｅｒＯｓｅｎｅ）タイプの燃料で、スパーク点
火エンジンとして作動することができる。

従つて、例え過給機の発生圧力が、エンジンの低出力時
にジーゼル作動によつて不充分であつても、エンジン１
０はこれらの低出力時にスパーク点火エンジンとして作
動することができ、その場合、燃料の形式を変えたり又
はエンジンの幾何学的形状を変えたりする必要は全くな
い。同時に、エンジンの低出力時においてさえも、高い
全熱効率が得られる。これは、過給機を駆動するために
エンジンの排気ガス中のエネルギーを使用するからであ
り、また燃焼室の壁部への熱損失がかなり低いからであ
つて、これはエンジン１０のような層状給気エンジンに
存すべきものである。これは、層状給気エンジン１０が
絞りのない空気入口路３０を有し、そしてそのためエン
ジン１０が、エンジンの低出力時に、非常に多量の過剰
空気で作動するからである。゛これは、燃料が各燃焼室
２８に導入されたとき、燃料が迅速に燃焼するという事
実に関連しており、燃焼は、各室２８の中央領域に制限
されることができ、従つてこの燃焼は各燃焼室２８内の
過剰空気によつて包まれ又は取り囲まれることになり、
これによつて燃焼する燃料から前記壁部への熱伝達損失
を最小にすることができる。エンジンが高出力状態にあ
り、過給機の発生圧力が圧縮点火作動にとつて充分であ
るときには、エンジン１０は、ジーゼルとして機能しエ
ンジンの熱効率を一層改良する。スパークプラグ４２は
、ジーゼル作動の間は必須なものでないので、このよう
なジーゼル作動の間にプラグ４２を作動させないように
するための手段を設けておくことが好ましい。この目的
のために、ベローズ７２又は他の可撓性ダイヤフラム管
７４によつて過給機出力路３０に連結されている。過給
機の発生圧力が、各作動室２８内の圧縮点火（ヂーゼル
作動）にとつて充分な予め決められた値をこしたとき、
ベローズ７２がスイッチ７６を閉じるように配置されて
いる。図示する如くスイッチ７６が閉じると、スパーク
プラグ４２へ通じる電気接続ワイヤ４４が、ワイヤ７８
によつて閉スイッチ７６を介して接地され、これによつ
て点火回路が作動不能となる。エンジンの低出力時には
、ベローズ７２はスイッチ７６を開くように縮まり、こ
れによつてスパークプラグ４２への点火回路の接続が復
帰する。図示するように接地することによつて点火回路
を開きスパークプラグ４２の回路を作動不能とする代り
に、エンジンの全圧縮比がジーゼルタイプの作動に充分
であるときにスパークプラグ４２がファイヤしないよう
に点火回路を作動不能とする他の方法によつて構成する
こともできることは明らかである。

エンジンの高出力に点火回路を作動゛不能とすることに
よつて、点火に必要な他のエネルギーが節約され、点火
回路の耐久性が増大する。また、点火回路を作動不能と
するために過給機の発生圧力を使用する代りに、他のフ
ァクター（例えば過給機のスピード又は圧力及び／又は
各作動室２８における温度の如きファクター）を過給機
出力の測定手段として使用し、又は上記ファクターを、
過給機出力が圧縮点火にとつて充分であるときにこれを
指示するように各作動室における状態の測定手段として
使用することもできる。スパークプラグ用の点火回路は
、各作動室２８内の圧縮及び／又は温度上昇状態が圧縮
点火に充分となる前に、作動不能とされるべきでないこ
とはもちろんである。スパークプラグ４２が作動不能と
なるのが早過ぎないようにするため、各作動室は圧縮点
火状態になつた後、多少経過するまでスパークプラグが
作動不能にならないように構成することが望ましい。以
上を要約すると、ターボ過給エンジン１０，５０は、ス
パーク点火層状給気高圧燃料噴射ロータリーエンジン１
０から成り、このエンジンは、各作動室の容積圧縮比が
ジーゼル作動室（圧縮点火）に必要なそれよりも実質的
に小さくともジーゼルタイプの燃料で作動することがで
き（上記圧縮比は約８：１又は１０：１であることが望
ましい）、ターボ過給機５０との組み合わせ構成により
、エンジンの高出力時に過給機の発生圧力が充分となつ
てエンジンの圧縮比を、それがジーゼルタイプの作動（
圧縮点火）に充分である点に上昇させることができ、こ
れによつてエンジンは、ジーゼル作動に伴う高い熱効率
のジーゼルとして作動する。

またエンジンの各作動室２８内の圧縮がジーゼル作動に
とつて充分であるときは、スパークプラグ４２への点火
回路を作動不能にすることが望ましい。この組み合わせ
構成によれば、複式エンジン１０，５０は、低出力時に
はスパーク点火エンジンとしてジーゼルタイプの燃料で
容易に作動することができ、高出力時にはジーゼルとし
て作動することができ、同時に、ターボ過給機５０は、
エンジン１０からの排気ガスにおける廃エネルギーを利
用し、これによつて複式エンジン１０，５０は高熱効率
を得ることができる。一般に、ノズル４０から燃料の導
入と作動室内の実際の燃焼との間の時間遅延は、圧縮点
火（ジーゼルタイプ作動）の方がスパーク点火よりも実
質的により大きい。

このため、本発明においては好ましくは、ノズル４０か
らの燃料排出のタイミングを急激に早め、これとほぼ同
時にこの点火回路が作動不能とされ且つエンジンがスパ
ーク点火からジーゼルタイプ作動になるようにするため
の手段が設けられている。この後者の目的のためにカム
８０のための駆動連結部力幼ツプリング８４を有してお
り、上記カムはノズル４０に燃料を供給するための燃料
ポンプを作動し、上記カップリングは８５で略示した手
段によつてエンジンのシャフト１８に連結されている。
カップリング８４によつて、カム８０はエンジンシャフ
ト１８に対して、例えば５８乃至２００の角度を急激に
進められ又は遅らされる。カップリング８４によつてな
される燃料噴射タイミングにおける突然の又は急激な進
みは、ジーゼルエンジンにおいて全く普通に行われてい
るようなエンジンスピード及び／又は負荷て燃料噴射タ
イミングにおける漸進的な進め方式とは明らかに異なる
ものである。このようにして、複式エンジン１０，５０
には、符号８６で略示したような普通のカップリング手
段を設けることもでき、このカップリング手段は、例え
ばエンジンのシャフト１８と急激変化カップリング８４
との間の駆動連結部８５に介在させることができ、そし
てこのカップリング８６は、エンジン出力及び／又はス
ピードの増大に従つて燃料ノズル４０からの燃料噴出を
漸進的に早める用を成す。カップリング８６によりなさ
れる漸進的な燃料タイミング制御は、エンジンがジーゼ
ルとして作動しているときもスパーク点火エンジンとし
て作動しているときも共に望ましいものである。燃料ポ
ンプ８２とその作動カム８０は、前述のペンテレとガヴ
ルン等の特許に開示されたものと類似のものを使用する
ことができる。このようにして、燃料ポンプ８２は、低
オクタン又はジーゼルタイプの燃料を管８７から受け入
れ、そしてカム８０によつて作動されると、予め決めら
れた量の燃料を管８８を介して燃料ノズル４０に与える
。燃料の量は、燃料ポンプ制御ラック９０をセットする
ことにより決められる。カップリング８４の詳細は、第
２，３及び４図に示してある。

図示する如く、カップリングは入力軸又は駆動軸１００
を有し、この軸は連結部８５を介してエンジンシャフト
１８から駆動される。カップリング軸１００は、フラン
ジ１０４を備え、このフランジは、円周方向に隔置され
且つ軸方向に延びるカップリング駆動羽根１０６を有し
ている。フランジ１０４と駆動羽根１０６とは、カップ
リング８４の出力軸１１０に固定された中空ハウジング
部１０８内に受け入れられている。ハウジング部１０８
は、区画部１１４を形成するように円周方向に隔着され
た仕切部１１２を有し、上記区画部内に駆動羽根１０６
が受け入れられている。カップリング出力軸１１０は、
軸方向路１１６と半径方向分岐路１１８とを有し、この
分岐路は各ハウジング仕切部１１２に位置し且つハウジ
ング区画部１１４において終つており、これによつて前
記各区画部における圧力を、駆動羽根１０６の第３図に
おける時計方向における一方の側に制御することができ
るようになつている。各区画部は、また、他の円周側に
通路１１９を備えている。羽根１０６は区画部１１４内
に密接した滑りはめを有し、これによつて関連した駆動
羽根１０６の一方の側（第３図における時計方向側）に
おいて各区画部１１４の部分を液密にすることがてきる
。所望する場合には羽根１０６に、区画部１１４をより
良好にシールするためのシール（図示せず）を設けるこ
ともできる。第１図に示すように、カップリング路１１
６及び１１８を液圧源１２２に連結し又は前記路をドレ
ン（例えば大気圧）に連結するために、弁１２０が設け
られている。図示するように弁１２０は隔置された２つ
のランド部１２６及び１２８を有・するスプールタイプ
の部材１２４と、出力路１３０とから成り、この出力路
は軸路１１６と、例えばその軸の端部で連通している。
弁部材１２４は円筒状の穴内で軸方向に滑動可能であり
、前記穴の端部は低圧力領域、例えば大気圧にドレンす
る。弁部材を肩１３４に対して第５図における一方の極
端位置に押圧するためのばね１３２が設けられ、この位
置で弁の出口１３０は、弁穴の図における下端部を介し
て、ドレンに又は大気圧に連通される。ソレノイドのコ
イル１３６が弁部材１２４の延長部を取り囲み、ソレノ
イド１３６が付勢されると弁部材１２４はばね１３２に
抗して、肩１３８に対接する第１図に示した位置に引か
れる。ソレノイドの一端は電源１４０に接続され、他端
は、圧力制御スイッチ７６に通じるワイヤ７８に接続さ
れている。カップリング８４と弁１２０の上記構成によ
り、ベローズ７２がスイッチ７６を閉じるように広がつ
て点火回路を作動不能にすると、同時にこのスイッチの
閉鎖が有効となりソレノイド１３６を付勢して弁部材１
２４を第１図に示すように肩１３８に対接するように下
方に引く。

弁１２４のこの位置で入力液圧源１２２は出口管１３０
に連通される。この液圧は軸路１１６を介して半径方向
路１１８及びカップリング区画部１１４に伝えられ、こ
れによつて出力軸ハウジング１０８はカップリング入力
軸駆動羽根１０６の前方へＡの角度だけ回転する。しか
しスイッチ７６が開くとソレノイド１３６は除勢され、
ばねは弁１２４を、第５図に示す位置ように肩１３４に
対接させるように動かす。これによつて入力路は弁によ
つて閉鎖され、弁出力路１３０は弁ランド部１２８の下
方における弁穴に連通し、従つてドレンに連通される。
このようにしてカップリング区画部１１４内の圧力は大
気圧に下がり、カップリング出力を駆動するために必要
とされるトルクにより、入力軸１００か出力軸１１０に
対して相対回転して、カップリング駆動羽根１０６と出
力仕切り部１１２の相対位置は第４図に示す状態に戻る
。このようにしてカップリング出力軸１１０は第３図の
位置から角度Ａだけ入力軸１００に対して遅延される。
上記の複式エンジンにおいては過給機の発生圧力が、ジ
ーゼル作動にとつて各作動室の全圧縮が十分な大きさに
なるような予め決められた十分な値以上になると、圧力
スイッチ７６が閉じられ、ソレノイド１３６が付勢され
る。上述したように圧力スイッチが閉じられると点火回
路が不能となる。又、上述した如くソレノイドが付勢さ
れるとカップリング８４が加圧され、燃料ポンプカム８
０の位置をエンジンシャフト１８に対して角度Ａだけ進
める。従つてエンジンは燃料ポンプの進んだタイミング
状態でジーゼルとして作動する。しかし過給機の発生圧
力が前記予め決められた値以下に落ちると、圧力スイッ
チ７６が開き点火回路をスパークプラグに接続するよう
に復帰する。同時にソレノイドが除勢され、カップリン
グ８４の圧力が減少され、燃料ポンプカム８０のタイミ
ングがその進んだ位置から角度Ａだけ遅らされる。かく
してエンジンは層状給気スパークエンジンとして、他の
何らの変更もせずしかも同じ燃料で作動する。第６図は
本発明の複式エンジンの他の実施例を示し、この実施例
におけるエンジンは前述のガヴルン特許と同様にエンジ
ンハウジング内に配設された２つの燃料ノズル４０ａ及
び１５０を有している。

わかり易くするため第６図の部材と第１図の相当する部
材とには同じ符号を付してある。燃料ノズル４０ａは第
１図の燃料ノズル４０と同様に配置されている。かくし
て燃料ノズル４０ａの排出端とスパークプラグ４２の電
極は共にトロコイド面における共通の凹部を通してトロ
コイド面２０に開口している。燃料ノズル４０と異なり
燃料ノズル４０ａは単一のスプレーオリフィスだけを有
していることが好ましい。しかし燃料ノズル４０と同様
に、このノズル４０ａの燃料スプレーパターンによつて
生成される燃料蒸気の少なくとも一部がスパークプラグ
４２の電極に近接し・て通過し燃料排出時に迅速に点火
するようになつている。第１図の実施例と同様に燃料は
燃料管８８によつて供給され、スパークプラグはやはり
第１図と同様に電気接続部４４によつて制御される。

ノズル４０ａは、前述のガヴルン特許と同様に、第二の
又は主たる燃料ノズル１５０用のパイロットノズルとし
ての機能を果たす。第二燃料ノズル１５０には、ポンプ
８２と同様に構成できる燃料ポンプ１５４から燃料管１
５２を介して燃料が供給される。燃料ポンプ１５４用の
作動カム１５６は符号１５８で示した連結部を介してエ
ンジンシャフト１８によつて駆動され、これは燃料ポン
プ８２用のカム８０に類似して急激変化カップリング８
４を介して行なわれることが好ましい。第二ノズル１５
０から燃料排出のタイミングは、スパーク点火作動中主
燃料ノズル１５０用のパイロットノズルとして作用する
燃料ノズル４０ａのタイミングよりも早くないことが好
ましい。従つてスパークプラグ４２への点火回路がジー
ゼル作動中に不能となることほぼ同時にパイロットノズ
ル４０ａを遮断することが好ましい。この後者の目的の
ためにソレノイド弁１６０を、燃料ポンプ８２への燃料
供給管８７において設けることができる。このソレノイ
ド弁１６０をスイッチ７６によつて制御して、スイッチ
７６が点火回路を不能にするように閉じた際燃料供給弁
を閉じるようにすることができる。第６図に示した複式
エンジンは他の点では第１図に示したエンジンと同様で
ある。すでに述べたように本発明は図示したターボ過給
機５０を使用することに限定されない。又、調節可能な
軸カップリング８４の特定の形状を示したが他の形態の
調節可能なりツプリングを使用してもよいことも明らか
である。さらに本発明は図示したロータリーエンジン１
０の特定の形に限定されないことは明らかである。例え
ば、トロコイド面２４は相当して増やしたローターにお
ける頂点部の数を備えた２以上の葉部を有するように構
成することもできる。このようなロータリーエンジンの
バリエーションは上記バンケル特許に十分に記載されて
いる。従つて本発明は本明細書に記載した構造の特別な
形態に制限されるものではなく、本発明の範囲又は精神
から離れることなく当業者であれば種々改変することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複式ロータリーエンジンの一実施
例を示す説明図、第２図は燃料ポンプ駆動における調節
可能な軸カップリングを示す第３図の２−２線に沿つて
切断した断面図、第３図はカップリング出力の進んだ位
置を示す第２図の３−３線に沿つて切断した断面図、第
４図は遅れた位置における燃料ポンプ駆動カップリング
を示す第３図と同様の断面図、第５図は第１図に示した
端とは反対側の端に位置する弁を示す第１図に示した制
御弁の部分図、第６図は燃料噴射系の他の実施例を示す
部分図である。 １０・・・・・・ロータリーエンジン、１２・・・・・
・外側体、１４・・・・・内側体、１６・・・・・・偏
心部、１８・・シャフト、２０・・・・・周面、２６・
・・・・・シール、２８・・・作動室、３０・・・・・
・入口路、３２・・・・・・排気路、４０，４０ａ，１
５０・・・・・・燃料ノズル、４２・・点火手段、５０
・・・・・・過給機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外側体が内部空所を有し、その周面が複葉輪郭を有
   し、前記外側体は空気入口路と燃焼ガス排気路とを有し
   、ほぼ多角形の輪郭の内側体が前記外側体内で相対的に
   回転するように装着され、前記内側体の頂点部に、前記
   相対回転に応じて容積が変化する複数の作動室を区画す
   るように前記複葉面と共働するシールを有し、前記作動
   室の容積圧縮比がジーゼルタイプの作動に必要な容積圧
   縮比よりも実質的により小さくなつており、また前記外
   側体に取りつけられていてかつ各作動室に向けられてい
   る燃料ノズルおよび点火手段と、圧縮空気を前記空気入
   口路に供給するように前記排気路から排出するエンジン
   排気ガスによつて駆動される過給機と、前記作動室内の
   圧縮圧力をジーゼルタイプの作動に充分な大きさの値に
   上昇させるのに充分な大きさの所定の値を、過給機の出
   力がこえたとき、前記点火手段が作動不能にするために
   、または過給機出力が前記の所定の値以下に下がつたと
   きに点火手段を作動可能にするために過給機の出力に応
   答する手段と、燃料ノズルから燃料排出のタイミングを
   実質的に早めさせたりまたは遅らせたりするように作用
   可能な手段とを備え、前記の作用可能な手段がカツプリ
   ング８４を有し、このカツプリングは、内側体の軸に連
   結された入力軸１００に設けられた駆動羽根１０６と、
   燃料ポンプに連結された出力軸１１０を有する中空ハウ
   ジング１０８とからなり、この中空ハウジングが、その
   所定の角運動を許す空間を周方向に残して各駆動羽根を
   囲む各区画部１１４を有することを特徴とする複式ロー
   タリーエンジン。 ２ 前記外側体と同心のエンジン出力シャフトを備え、
   この出力シャフトは、前記内側体が軸支された偏心部を
   有し、前記燃料ノズルタイミングが、点火回路が作動不
   能にされたとき、前記シャフトに対して少なくとも５゜
   進められる、特許請求の範囲第１項に記載の複式ロータ
   リーエンジン。 ３ 前記点火手段がプラグ型の点火器からなり、この点
   火器は、燃料ノズルが噴射するトロコイド面の凹所に点
   火器の電極端が配置されるように前記燃料ノズルに隣接
   して外側体に取りつけられている、特許請求の範囲第１
   項に記載の複式ロータリーエンジン。 ４ 作動室内の充填空気が実篠的に圧縮された後に、か
   つ第一ノズルからの燃料の燃焼により、第二ノズルによ
   り排出された燃料が点火されるように各作動室に付加的
   に燃料を排出するための第二燃料ノズルが外側体に装置
   されている、特許請求の範囲第３項に記載の複式ロータ
   リーエンジン。 ５ 点火器が作動不能とされるとほぼ同時に前記第一ノ
   ズルからの燃料排出を停止するための手段を備えた、特
   許請求の範囲第４項に記載の複式ロータリーエンジン。