JPS63219814A - エンジンの吸入空気量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気通路開閉のタイミングをロータリバルブ
によって制御するようにしたエンジンの吸入空気１制御
装置に関する。

（従来技術） 従来、例えば実開昭５９−９１２３号公報に記載されて
いるように、過給機付エンジンの吸気装置を、過給を行
わない主吸気通路と機械式の過給機を介設した副吸気通
路とにより構成し、主吸気通路にはアクセルに連動した
主スロツトルバルブを、また副吸気通路には、主スロツ
トルバルブが所定開度以上となったときに開く副スロツ
トルバルブと、過給機下流にあって吸気行程の終期から
圧縮行程の初期にかけて副吸気通路を開くロータリバル
ブとを設け、エンジンの高負荷時には吸気行程の後半で
副吸気通路から過給エアを押し込むようにして充填量を
上げ、低負荷時には主吸気通路のみで吸気を行わせるこ
とによって、比較的小容重の過給機で充填効率を上げる
ことができるようにした吸入空気量制御装置が知られて
いる。

ところで、このような吸入空気量制御装置においては、
ロータリバルブによるタイミング制御が正確に行われる
必要があるが、その際に、ロータリバルブのケーシング
と回転弁体との間のクリアランスが問題になる。このク
リアランスによるエアの漏れが多ければ、正確なタイミ
ング制御を行うことはできない。そこで、この種のロー
タリバルブではクリアランスをできるだけ小さくしてシ
ール性を上げるようにされているが、クリアランスをあ
まり小さくすると、熱膨張による接触で偏摩耗を起こし
たり、あるいは焼きついて回転しなくなったりするとい
った問題があり、また仕上精度をとげる必要があること
から生産性やコストの面でも問題がでてくる。また、回
転弁体の外周に自己潤滑性をもった物質をコーティング
することも考えられるが、これもやはりコストの面に問
題がある。

（発明の目的） 本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので
あって、ロータリバルブによってタイミング制御を行う
ようにしたエンジンの吸入空気量制御装置において、ロ
ータリバルブのシール性を向上させ、同時にバルブ自体
の耐久性、信頼性を向上させることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、エンジン潤滑用のオイルをロータリバルブの
ケーシングと回転弁体との隙間に入れることによって、
回転に伴って回転弁体の全周がオイルで覆われ、オイル
によってシール性が向上するとともに潤滑性ら向上し、
よってバルブ自体の耐久性、信頼性が向上することに着
目し、これを、オイル消費量の増大をできるだけ抑える
形で実現したものである。すなわち、本発明に係るエン
ジンの吸入空気量制御装置は、円筒状の内周面を存する
ケーシングと、該ケーシング内で回転する回転弁体とか
らなるロータリバルブを吸気通路に介設し、前記ロータ
リバルブにより吸気通路開閉のタイミングを制御するよ
うにしたエンジンの吸入空気量制御装置において、前記
ロータリバルブによってタイミング制御が行われる運転
領域で、前記ケーシングの内周面と回転弁体の外周面と
の隙間に潤滑油を供給するように構成されている。

（作用） ロータリバルブの回転弁体は、エンジンのサイクルに同
期して回転し、吸気通路を所定のタイミングで開閉する
。そして、少なくとも一部の運転領域において、このロ
ータリバルブが介設された吸気通路からエンジンに空気
が供給される。したがって、この少なくとも一部の運転
領域においては、ロータリバルブによるタイミング制御
が吸入空気量制御のために有効に作用する。ケーシング
内周面と回転弁体外周面との隙間へは、上記のようにロ
ータリバルブによるタイミング制御が有効に作用してい
る運転領域において潤滑油が供給される。こうして供給
された潤滑油は、回転弁体の回転に伴って回転弁体外周
面を全周にわたって覆い、上記隙間からの空気の漏れを
阻止する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は、過給機付ロータリエンジンに適用した第
１の実施例に係るものである。この過給機付ロークリエ
ンジンは、前記実開昭５９−９１’ｌ）、Ｑ＠／ｌトＷ
λ−齢の　Ｊｌ−仙こ　　　渦衿　１．な　い　白　妖
シ１ケ涌路と過給通路とで吸気装置を構成し、自然給気
通路にはアクセルに連動したスロットルバルブを、また
過給通路には、高負荷時に開く過給用バルブと、過給機
下流にあって吸気行程の終半から圧縮行程の初めにかけ
て過給通路を開くロータリバルブを設け、とくにエンジ
ンの高負荷時に、吸気行程の後半で空気を押し込むよう
にしたものである。

第１図には、このロータリエンジンの概略的な全体構造
、特に、ロータリバルブへのオイル供給系が示されてい
る。なお、上記のような自然給気通路と過給通路の具体
的構造や、過給機自体は図示していない。

第１図に示すように、この過給機付ロータリエンジン１
０１に用いられた過給通路開閉タイミング制御用のロー
タリバルブ１０２は、各ロータについて２つずつの開口
通路１０３　（１０３ａ、１０３ｂおよび１０３ｃ、１
０３ｄ）を有している。

直方体のケーシング１０４内に遊嵌された回転弁体はプ
ーリー１０５を介しエンジンのサイクルに同期して駆動
される。第２図に示すように、回転弁体１０６には、該
弁体を貫通する横方向の孔１０７が形成されている。鎖
孔１０７もまた各ロータについて２つずつ設けられてい
て、これがケーシング１０４側の開口通路１０３と連通
ずることによって吸気通路１０８を開く。このロータリ
バルブ１０２には、各開口通路１０３（１０３ａ〜］０
３ｄ）の位置の側壁にオイル供給用のプラグ１０９　（
１０９ａ−１０９ｄ）が取り付けられている。該プラグ
（１０９）の先端はケーシング１０４内周面と回転弁体
１０６外周面との隙間に開口している。

第１図に示すように、オイルタンク１１０内のオイルは
、ストレーナ１１１を介しオイルポンプによって吸い出
される。加圧されたオイルは、設定油圧以上になると、
その一部が後続ブ・ラグ１１３からオイルタンク１１０
に戻される。こうして油圧制御されたオイルは、オイル
クーラ１１４を介してオイルフィルター１１５に入る。

そして、オイルの一部はエキセントリックシャフト１１
６内のオイル通路１１７に入り、４箇所の穴１１８１〜
１１８ｄを介して各軸受部に供給されるとともに、チェ
ックバルブか設けられた他の２箇所の穴１１９ａ、１１
９ｂを介して、遠心力の作用でロータの内部に噴出され
、ロータの冷却に供される。オイルフィルター１１５を
通ったオイルは、また、分配装置１２０を介し、ロータ
ハウジング内と吸気ボート内にそれぞれ供給される。そ
して、この実施例では、この吸気ボート側へのオイル供
給路１２１ａ、１２１ｂから分岐する形でロータリポン
プ１０２にオイルを供給するようにしている。このよう
にすれば、一番潤滑条件の厳しいアペックスシールとロ
ータハウジングとの摺接面の潤滑性に悪影響を及ぼすこ
とがない。ロータリバルブ＋０２に供給されたオイルは
、負圧によって吸い出されるが、これは吸気ボートに供
給する潤滑用のオイルと合流することになるので、とく
に問題になるようなことは起こらない。

このようにしてロータリバルブ１０２に供給されたオイ
ルは、ケーシング１０４内周面と回転弁体１０６外周面
との隙間に入り、この部分をシールする。ただし、常時
オイルを供給していたのではオイル消費量が増大するの
で、第３図に示すように、オイル通路に制御弁１２２を
設け、ロータリバルブが実際に作用している領域でのみ
オイルを供給するようにしている。つまり、シールが必
要な領域というのは、当然、過給が行われている領域で
あるから、第４図（ａ）に示すように、過給機のクラッ
チが入っている領域とオイル供給領域とを一致させてい
る。クラッチを入れる領域というのは負荷すなわちスロ
ットル開度によって定めるのであるから、同図（ｂ）に
示すように、直接、スロットル開度を読み取って、スロ
ットルが所定開度以上の領域をオイル供給領域とするの
でもよい。

つぎに、本発明の第２の実施例を第５図および第６図に
よって説明する。

この実施例は、過給通路側をとくにペリフェラルボート
とすることによって、自然給気通路からの吸気に遅れて
導入される過給通路側の吸気の作用で、充填効率を向上
させるとともに、混合気の層状化を促進するようにした
ロークリエンジンに適用されたものである。

第５図に示すように、このエンジン２０１の作動室には
、エアクリーナ２２３からのエアをスロットルバルブ２
２４を介して導入する自然給気通路２２５と、過給機２
２６によって加圧したエアを導入する過給通路２０８が
開口している。過給通路２０８には、過給機２２６の下
流にロータリバルブ２０２が介設され、さらにその下流
側に過給用バルブ２２７が介設されている。この過給用
バルブ２２７は、スロットルバルブにリンク機構を介し
て連結されて、スロットル開度が一定値以上のとき開く
ようにされている。燃料噴射弁２２８は自然給気通路側
に装着されており、エンジン回転数、スロットル開度、
エアフローメータ２２９からの吸入空気量信号等に基づ
いて制御される。

また、第５図に示すように、過給通路側はべりフェラル
方式の吸気ボートとされている。これに対し、自然給気
通路側は、図ではやはりペリフェラルボートとなってい
るが、これはサイド方式の吸気ボートであってもよい。

このように、過給通路側がペリフェラルボートとされて
いるので、自然給気通路から吸入した混合気が燃焼室全
体に広がった後にトレーニング側から過給エアが導入さ
れ、リッチな混合気がリーディング側に集まる形となっ
て、層状化の効果が高まる。

このようなロータリエンジンにおいても、ロータリバル
ブ２０２のシール性を向上させる必要がある。そこでこ
の実施例では、このロータリバルブ２０２のケーシング
と回転弁体との隙間にやはりオイルを供給するようにし
ている。オイル供給のための具体的構造は、第１の実施
例のものと差異がない。

また、この実施例においても、シール用オイルの供給は
、ロータリバルブが実際に作用している領域でのみ行う
ようにされている。つまり、第６図に示すような過給領
域でのみオイルの供給を行うことで、オイル消費量の低
減を図っている。

さらに、本発明の第３の実施例を第７図および第８図に
よって説明する。

この実施例は、ロータリバルブによる吸気通路開閉のタ
イミング制御を利用してグイリュージョンガスの低減を
図ったロークリエンジンに適用したものである。

吸気ボートをペリフェラル方式とした場合は、吸排気の
オーバラップか大きいために、どうしてもグイリュージ
ョンガスの持ち込み量が多くなる。

このグイリュージョンガスの流れは、ひとつは、吸気ボ
ート内に吹き返すもので、もうひとつは、吸気行程中の
前の作動室に吹き抜けるものである。

このうち、吹き返すものについては、吸気ボート部にリ
ードバルブを設けるという対策があるが、このリードバ
ルブ方式では、吹き抜けの方の対策にはならない。また
、リードバルブを設けると、吸気抵抗が大きくなって、
高回転時に出力低下が発生する。そこで、いずれのタイ
プのグイリュージョンをも低減し、かつ吸気抵抗を大き
くしないということで、ロータリバルブのタイミング制
御によって生じる動的効果を利用したものがこのタイプ
のロータリエンジンである。

第７図に示すように、このロータリエンジン３０Ｉは、
ペリフェラル式の吸気ボート３３０と排気ポート３３１
を備えている。吸気ボート３３０に接続した吸気通路３
３２のスロットルバルブ３３３下流にはロータリバルブ
３０２が介設されている。ロータ３３４が回転して吸気
ボート３３０を開くと吸気行程か始まるが、エアはすぐ
には吸入されない。エア供給のタイミングはロータリバ
ルブ３０２によって制御される。つまり、吸気ボート３
３０の開口時期に対して、ロータリバルブ３０２の開弁
タイミングを遅開けとする。そうすると、吸気行程の初
期には吸気通路３３２が閉じているので負圧が大きくな
る。したがって、ロータリバルブ３０２が開いたときに
大量のエアが一度に流れ込む形になって吸気側作動室３
３５の圧力が一時的に高くなる。この圧力が高くなるタ
イミングを丁度オーバラップ時に合わせることによって
、グイリュージョンガスの持ち込みを減らせるロータ３
３４の回転位置とロータリバルブ３０２の開閉タイミン
グとの関係は第８図に示すとおりである。同図で（ａ）
は吸気行程の後半でロータリバルブが開き始めた状態を
示している。ロータリバルブが開くことによって、吸気
が開始される。そして、ロータが回転して（ｂ）の位置
にくると、吸気行程中の前の作動室と排気行程中の後の
作動室とが連通するが、このとき丁度ロータリバルブは
全開で、吸気流の動的効果によって吸気側作動室の圧力
が最高になっている。ロータがさらに回転して（ｃ）の
位置にきたとき、ロータリバルブは閉じる。

なお、ロータリバルブ３０２下流の吸気通路３３２には
燃料噴射弁３２８が装着されており、スロットルバルブ
３３３の上流でエアクリーナの下流にはエアフローセン
サ３２９が設けられている。

燃料噴射量は、エアフローセンサ３２９が検出した吸入
空気量に基づいて制御される。排気ポート近傍には、エ
アポンプ３３６からの２次エアが供給される。

この種のロータリエンジンにおいても、タイミング制御
の精度を高めるためにロータリバルブのシール性を高め
る必要がある。そこで、このロータリバルブに対して、
前記第１および第２の実施例と同じ手段でシール用のオ
イルを供給するようにしている。

本発明は、ロータリバルブによって吸気通路開閉のタイ
ミングを制御するようにした他のいろいろなエンジンに
対して適用することができる。

例えば、スロットルバルブを無くすることによってマイ
ナスの仕事を減らし、負荷制御をロータリバルブのタイ
ミング制御によって行うようにするいわゆるミラーサイ
クルを利用して、低負荷時には専らこのミラーサイクル
を行わせ、高負荷時には、別途設けた自然給気通路から
吸気を供給するようにしたエンジンにおいては、低負荷
時にロータリバルブのシール性を高めて、早開じあるい
は遅閉じによる吸気のタイミングを精度よくコントロー
ルしなければならない。このようなエンジンに対しても
本発明を適用することができる。

また、吸気通路に設けたロータリバルブを、吸気バルブ
に対して遅閉けとし、吸気行程の始めに発生する大きな
負圧が、ロータリバルブを開いたときに圧力波となって
上流側に伝わり、これが反転して、丁度吸気行程の終り
に大きな正圧となって帰ってくるよう、その遅閉けのイ
ミノジをコントロールする、いわゆる遅閉は慣性方式の
エンジンに対しても、本発明は十分に適用することがで
きる。吸気遅閉けは、低負荷低回転時にはボンピングロ
スを大きくするので燃費上好ましくないし、また高負荷
高回転時には逆に充填効率が落ちるということがあって
、通常は高負荷低回転の領域でのみ行われる。したがっ
て、シール用オイルも、同じこの高負荷低回転領域で供
給することになる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、ロータリバ
ルブのシール性を比較的簡単な手段によって向上させる
ことができる。また、シール性向上を潤滑油の供給によ
って行っているので、潤滑性も向上し、バルブ自体の耐
久性、信頼性が向上する。しかも、シールを必要とする
運転領域でのみ潤滑油の供給を行っているので、オイル
消費量が差程増大することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例の概略全体図、第２図
は同実施例の要部詳細図、第３図は同実施例におけるオ
イル供給制御装置の概略図、第４図は同実施例における
オイル供給領域の説明図、第５図は本発明の第２の実施
例の全体図、第６図は同実施例におけるオイル供給領域
の説明図、第７図は本発明の第３の実施例の全体図、第
８図は同実施例におけるロータリバルブ開閉タイミング
の説明図である。 １０１．２０１，３０１　：エンジン、１０２゜２０２
．３０２：ロータリバルブ、１２２：制御弁。 代理人　弁理士　進　藤　純　− 第４図 （ａ）（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状の内周面を有するケーシングと、該ケーシ
   ング内で回転する回転弁体とからなるロータリバルブを
   吸気通路に介設し、前記ロータリバルブにより吸気通路
   開閉のタイミングを制御するようにしたエンジンの吸入
   空気量制御装置において、前記ロータリバルブによって
   タイミング制御が行われる運転領域で、前記ケーシング
   の内周面と回転弁体の外周面との隙間に潤滑油を供給す
   るようにしたことを特徴とするエンジンの吸入空気量制
   御装置。