JPS6326262B2

JPS6326262B2 -

Info

Publication number: JPS6326262B2
Application number: JP57217317A
Authority: JP
Inventors: Asao Tadokoro; Haruo Okimoto; Hideo Shiraishi
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1988-05-28
Also published as: JPS59105932A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ロータリピストンエンジンの吸気装
置に関し、詳しくは各々独立した２系統の吸気通
路を備えかつ可変ポートを備えたサイド吸気ポー
ト式のロータリピストンエンジンにおいて吸気通
路内に発生する吸気圧力波を利用して可変ポート
の開口期間が変化するエンジン回転域で過給効果
を得るようにしたものに関する。

一般に、このような２系統の吸気通路および可
変ポートを備えたサイド吸気ポート式のロータリ
ピストンエンジンは、２節トロコイド状の内周面
を有するロータハウジングとその両側に位置する
サイドハウジングとで形成された各ケーシング内
を、略三角形状のロータがエキセントリツクシヤ
フトに支承されて遊星回転運動し、かつ各々絞り
弁を備えた第１吸気通路と第２吸気通路とが各々
独立して上記各サイドハウジングに設けた開口期
間が固定された第１吸気ポートおよび制御弁によ
つて開口期間が変化する第２吸気ポートによつて
作動室に開口するものであつて、ロータの回転に
伴い吸気、圧縮、爆発、膨張および排気の各行程
を順次行うものである。そして、上記第２吸気ポ
ートは、常時開口する主ポートと、該主ポートよ
りも遅れて閉じるとともに制御弁によつて開閉さ
れる補助ポートとからなり、上記制御弁が閉じて
いる低・中回転域では、上記主ポートのみから吸
気を供給することにより、吸気の吹き返しを防い
で燃焼安定性を確保する一方、制御弁が開かれる
高回転域では、補助ポートからも吸気の供給を行
うことにより、充填効率を高めて出力向上を図る
ようにしたものである。

しかるに、上記制御弁が開閉して第２吸気ポー
ト（可変ポート）の開口期間が変化するエンジン
回転域つまり可変ポート切替域では、制御弁が開
いた高回転域における出力特性と、制御弁が閉じ
た低回転域における出力特性との間に谷部が生じ
出力が不足するという問題がある。

一方、従来、このようなロータリピストンエン
ジンにおいて、吸気通路に過給機を設けて吸気の
過給を行うことにより、充填効率を高めて出力向
上を図るようにすることはよく知られているが、
過給機を要するため、構造が大がかりとなるとと
もにコストアツプとなる嫌いがあつた。

また、従来、吸気圧力波により過給効果を得る
技術として、実公昭45−2321号公報に開示されて
いるように、単一気筒のロータリピストンエンジ
ンにおいて、吸気管を寸法の異なる２本の通路に
分け、それぞれ別の吸気ポートを有し、エンジン
高回転時は２本の吸気通路を用い、低回転時は閉
塞位置の遅い方の吸気通路を閉止し、吸気を早目
に閉塞することにより、吸気管の寸法やエンジン
回転数の関数である吸気の最大圧力時点での吸気
の閉塞による過給作用を利用して広範囲のエンジ
ン回転域に亙つて好適な充填効率を得るようにし
たものが提案されている。しかし、このものは、
吸気通路内で発生する吸気圧力波をどのように利
用するのか、その構成、作用が定かでなく、直ち
に実用に供し得ないものでつた。しかも、吸気ポ
ートとしてペリフエラルポートを用いているた
め、吸気ポートは吸気作動室が閉じる前に排気作
動室と連通することになり、排気作動室からの排
気ガスの吹き返しにより過給効果を得ることが困
難であつた。特に、近年の市販車では、騒音低減
や排気ガス浄化のためにエンジン排圧が上昇し、
高回転高負荷時、通常のエンジンで400〜600mm
Hg（ゲージ圧）程度に、ターボ過給機付エンジン
では1000mmHg以上になつており、上記ペリフエ
ラルポート方式による充填効率向上は期待できな
いものとなつている。

そこで、本発明者等は、ロータリピストンエン
ジンにおけるサイド吸気ポートにおいて、吸気ポ
ートが吸気の吸入を開始すると吸気通路内が負圧
となつて膨張波が発生し、この膨張波を圧縮波に
反転させて全閉直前の吸気ポートに作用せしめれ
ば効果的に過給効果が得られること（以下、吸気
個有脈動効果という）に着目し、この吸気個有脈
動効果によつて上記可変ポート切替域での充填効
率向上を意図するものである。

尚、サイド吸気ポート式と異なり、吸気通路が
ロータハウジングに開口するペリフエラル吸気ポ
ート式にあつては、該吸気ポートが常に作動室に
開口しているために上記のような効果は生じな
い。

すなわち、本発明は、上記の如き２系統の吸気
通路および可変ポートを備えたサイド吸気ポート
式のロータリピストンエンジンにおいて、第１吸
気ポート（固定ポート）の開口期間、制御弁の開
作動領域、第１吸気通路での膨張波を圧縮波に反
転するための拡大室の位置、および拡大室と第１
吸気ポート間の通路長さを適切に設定することに
より、制御弁の開閉により可変ポートの開口期間
が変化するエンジン回転域（可変ポート切替域）
において固定ポート側の吸気系統での吸気個有脈
動効果により過給効果を得、よつて過給機等を用
いることなく既存の吸気系の僅かな設計変更によ
る簡単な構成によつて可変ポート切替域での充填
効率を高めて出力の落ち込みを効果的に防止する
ことを目的とするものである。

この目的を達成するため、本発明の構成は、２
節トロコイド状の内周面を有するロータハウジン
グとその両側に位置するサイドハウジングとで形
成される各ケーシング内を、略三角形状のロータ
がエキセントリツクシヤフトに支承されて遊星回
転運動し、かつ第１吸気通路と第２吸気通路とが
各々独立して各サイドハウジングに設けた開口期
間が固定された第１吸気ポートおよび制御弁の開
閉によつて開口期間が変化する第２吸気ポートに
よつて作動室に開口するロータリピストンエンジ
ンにおいて、ａ上記第２吸気ポートは、エンジンの所定回転
数以上の領域において制御弁の開作動により全
開になるとともに制御弁が開いているときの第
２吸気ポートの閉時期を第１吸気ポートよりも
遅らせること、ｂ第１吸気通路の絞り弁下流に拡大室を設ける
こと、ｃ上記拡大室から第１吸気ポートに至る第１吸
気通路の通路長さlfを、制御弁の開閉により第
２吸気ポートの開口期間が変化するエンジン回
転域において、第１吸気ポートの吸気開始によ
り第１吸気通路内に発生する膨張波を上記拡大
室で反転して反射した圧縮波の２次脈動波を全
閉直前の第１吸気ポートに伝播させ過給を行う
ように設定することを特徴とし、よつて第２吸気ポート（可変ポー
ト）切替時、第１吸気ポート（固定ポート）側の
吸気個有脈動効果により充填効率を高めるように
したものである。

ここにおいて、上記設定事項ａでの制御弁が開
作動する高負荷時の第２吸気ポートの切替回転数
Ncは、一般に最高出力および最高速度が5000以
上のエンジン回転域に設定されており、この領域
では制御弁を開いておく必要があること、また、
3500rpm以下においては吸気の吹き返しが生じや
すいため制御弁を閉じておく必要があるため、
3500〜5000rpmの範囲に設定することが好まし
い。また、第２吸気ポートの制御弁が開いている
ときの閉時期は、第２吸気ポート（可変ポート）
が充填効率向上を志向するものであるために第１
吸気ポートよりも遅らせている。

また、上記第１吸気ポートの開口期間θfの設定
は、第１吸気ポートが吸入空気量が少なく慣性が
小さい低回転域を主に受け持つため、閉時期を下
死点後約50゜以前にし吸気の吹き返しを防ぐ一方、
コーナシールの吸気ポートへの落ち込みりより開
時期を上死点後約30゜以前に設定できないこと、
また、少なくともその開口期間を230゜以上とるこ
とによつて必要な吸気の確保を行う必要があるこ
とに依り、よつて230〜290゜に設定することが好
ましい。

尚、本発明の吸気ポートの開口期間はロータ側
面による各吸気ポートの実質的な開閉期間であつ
て、サイドシールによるものではない。これは、
本発明で問題とする中・高回転域における有効な
圧力波の発生、伝播に関しては、サイドシール外
側の微小間隙は実質的に影響を及ぼさないためで
ある。

また、上記設定事項ｂでの拡大室の絞り弁下流
位置設定は、該絞り弁の存在が圧力波の伝播の抵
抗となるのでそれを避けるためであり、圧力波を
その減衰を小さくして有効に伝播させるためであ
る。

さらに、上記設定事項ｃでの拡大室と第１吸気
ポート間の通路長さlfは、上記制御弁の開閉によ
る第２吸気ポート（可変ポート）の切替時に出力
の谷部が生じる回転数つまり切替回転数Ncを中
心にNcより500rpm高低回転域の範囲（Nc±
500rpm）内で吸気個有脈動効果を得るように設
定することが望ましい。これは、上記切替回転数
Ncで吸気個有脈動効果による過給効果を得た場
合、その効果はNcを中心にNcよりも1000rpm高
低回転側に及ぶが、特に出力向上に実効あるのは
500rpmの範囲内であるので、Nc±500rpmの範
囲内が排気干渉効果を実効あるものとすることが
できるためである。そして、上記通路長さlfは下
記式より求めることができる。すなわち、 lf＝（θf−θ₁） ×｛60／360（Nc±500）｝ ×ａ×１／４ …（）上記式において、θfは第１吸気ポート開口期間
でθf＝230〜290゜であり、θ₁は第１吸気ポート開
口から膨張波が実質的に発生するまでの期間と効
果的に過給を行うために該膨張波を反転した圧縮
波の２次脈動波を伝播させる第１吸気ポート全閉
直前の時期から全閉までの期間とを合算した無効
期間で、θ₁≒100゜であり、よつて（θf−θ₁）は膨
張波発生から圧縮波の２次脈動波伝播までに要す
るエキセントリツクシヤフトの回転角度を表わ
す。また、Ncは制御弁の切替回転数でNc＝3500
〜5000rpmで、Nc±500rpmは吸気個有脈動効果
を得るエンジン回転数であり、60/360（Nc±
500）は1゜回転するのに要する時間（秒）を表わ
す。また、ａは圧力波の伝播速度（音速）で、20
℃でａ＝343m/sである。さらに、1/4は脈動波の
２次脈動を利用するので２次脈動が２往復する行
程の逆数を表わす。よつて、これらの値から、lf
＝0.34〜0.91ｍとなる。

尚、ここで、本発明において、吸気個有脈動効
果を得るに当つて２次脈動を用いる理由は、１次
脈動は上記効果が大である反面、通路長さlfが長
くなりすぎ、２次脈動の場合に対して２倍の長さ
となるので車載性が悪く、また吸気抵抗を増加さ
せる傾向がある。一方、３次脈動は通路長さlfが
２次脈動に対して2/3の長さに短かくなる反面、
２次脈動に対して上記効果が約15〜25％程度低下
し、また吸気抵抗がさほど変わらない。このこと
から、通路長さlfを可及的に短くしながら吸気個
有脈動効果を有効に発揮させるためである。

尚、上記（）式では、圧力波の伝播に対する
吸入空気の流れの影響を無視している。これは、
流速が音速に比べて小さく、吸気通路の長さにほ
とんど変化をもたらさないためである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図および第２図は低負荷用と高負荷用との
２系統の吸気通路を備えかつ可変ポートを備えた
サイド吸気ポート式の２気筒ロータリピストンエ
ンジンに本発明を適用した実施例を示す。１Ａお
よび１Ｂは第１気筒および第２気筒であつて、各
気筒１Ａ，１Ｂは各々、２節トロコイド状の内周
面２ａを有するロータハウジング２と、その両側
に位置し後述の低負荷用吸気通路２０ａ，２０ｂ
および高負荷用吸気通路２１ａ，２１ｂが各々開
口する第１吸気ポートとしての低負荷用吸気ポー
ト３および第２吸気ポートとしての高負荷用吸気
ポート４を備えたサイドハウジング５，５とで形
成されたケーシング６内を、略三角形状のロータ
７が単一のエキセントリツクシヤフト８に支承さ
れて遊星回転運動し、かつ各気筒１Ａ，１Ｂのロ
ータ７，７はエキセントリツクシヤフト８の回転
角で180゜の位相差を持ち、上記各ロータ７の回転
に伴つてケーシング６内を３つの作動室９，９，
９に区画して、各々の気筒１Ａ，１Ｂにおいて上
記180゜の位相差でもつて吸気、圧縮、爆発、膨張
および排気の各行程を順次行うものである。尚、
１０は各気筒１Ａ，１Ｂにおいてロータハウジン
グ２に設けられた排気ポート、１１および１２は
リーデイング側およびトレーリング側点火プラ
グ、１３はロータ７の側面に装着されたサイドシ
ール、１４はロータ７の各頂部に装着されたアペ
ツクスシール、１５はロータ７の各頂部両側面に
装着されたコーナシールである。

上記各気筒１Ａ，１Ｂにおける一方のサイドハ
ウジング５に設けた高負荷用吸気ポート４は、常
時開口して開口面積が固定の主ポート４ａと、開
閉されて開口面積が可変の補助ポート４ｂとから
なる可変ポートによつて構成され、該補助ポート
４ｂには補助ポート４ｂを開閉しその開口面積を
可変制御する回転バルブよりなる制御弁１６が配
設され、該制御弁１６にはエンジンの排圧に応じ
て制御弁１６を作動制御するアクチユエータ１７
が連結されており、所定回転数以上の領域として
エンジン高負荷時のエンジン回転数が3500〜
5000rpmの範囲内に設定された切替回転数Nc以
上になると上記補助ポート４ｂを開いて高負荷用
吸気ポート４の開口面積を全開にするようにして
いる。また、上記各気筒１Ａ，１Ｂにおける他方
のサイドハウジング５に設けた低負荷用吸気ポー
ト３は常時開口して開口面積が固定の固定ポート
によつて構成されている。

また、上記低負荷用および高負荷用吸気ポート
３，４はロータ７側面によつて開閉され、高負荷
用吸気ポート４の補助ポート４ｂの閉時期は主ポ
ート４ａの閉時期よりもエキセントリツクシヤフ
ト８の回転角で20゜以上遅らせるように設定され
ている。また、高負荷用吸気ポート４はその開口
期間が変化し、制御弁１６が開いているとき（補
助ポート４ｂの開時）の開口期間θhはエキセン
トリツクシヤフト８の回転角で270〜320゜の範囲
内に設定されており、また制御弁１６が閉じてい
るとき（補助ポート４ｂ閉時）の開口期間θlは
230〜290゜の範囲内に設定されている。また、低
負荷用吸気ポート３はその開口期間θfが固定さ
れ、θf＝230〜290゜の範囲内に設定されている。
さらに、上記高負荷用吸気ポート４の制御弁１６
が開いているときの閉時期は低負荷用吸気ポート
３の閉時期よりも20゜以上遅らせるように設定さ
れている。

尚、上記制御弁１６が開いているとき（補助ポ
ート４ｂ開時）の第２吸気ポート４の開口期間
θhは、その上限である320゜は、サイド吸気ポート
を介して先行作動室と後続作動室とが連通するの
を防止するためで、ロータ側面による実質的な開
口期間よりもサイドシールによる開口期間は約
40゜大きくなり、このサイドシール開口期間のラ
ツプを避けるために間に40゜以上の間隔を設ける
必要があるので、これ以下に開口期間を抑えるこ
とにより、サイドシール外側のサイドハウンジグ
内摺面とロータ側面との間の微小間隙（通常
200μ程度）を介しての吸気作動室とそれに続く
排気作動室との連通を防止し、アイドリングのよ
うな低回転低負荷時における排気ガスの吸気作動
室への持ち込みを防止し安定した燃焼を確保する
ものである。一方、その下限である270゜は、吸入
上死点（TDC）から下死点（BDC）までの幾何
学的な吸気行程の最低期間であり、吸気を効果的
に行うためには、少なくとも開口期間をこれ以上
に設定する必要がある。また、制御弁１６が閉じ
ているとき（補助ポート４ｂ閉時）の第２吸気ポ
ート４つまり主ポート４ａの開口期間θlは、230
〜290゜の範囲内に設定され、かつ、後述の（）
式によりθh、Nl、Nhとの間で θl＝180゜＋θ₀ ＋（θh−180゜−θ₀） ×（Nl／Nh）の関係を満足するように設定される。

一方、１８は一端がエアクリーナ１８ａを介し
て大気に開口して両気筒１Ａ，１Ｂに吸気を供給
するための主吸気通路であつて、該主吸気通路１
８には、吸入空気量を検出するエアフローメータ
１９が配設されている。上記主吸気通路１８はエ
アフローメータ１９下流において隔壁１８ｂによ
つて第１吸気通路としての主低負荷用吸気通路２
０と第２吸気通路としての主高負荷用吸気通路２
１とに仕切られ、該主低負荷用吸気通路２０に
は、エンジンの負荷の増大に応じて開作動し所定
負荷以上になると全開となるエンジン低負荷時の
吸入空気量を制御する低負荷用絞り弁２２が配設
れ、また上記主高負荷用吸気通路２１には、エン
ジン負荷が所定負荷以上になると開作動するエン
ジン高負荷時の吸入空気量を制御する高負荷用絞
り弁２３が配設されている。さらに、上記主低負
荷用吸気通路２０は低負荷用絞り弁２２下流にお
いて同形状寸法の第１および第２低負荷用吸気通
路２０ａ，２０ｂに分岐されたのち各気筒１Ａ，
１Ｂの低負荷用吸気ポート３，３を介して作動室
９，９に連通し、また上記主高負荷用吸気通路２
１は高負荷用絞り弁２３下流において同形状寸法
の第１および第２高負荷用吸気通路２１ａ，２１
ｂに分岐されたのち各気筒１Ａ，１Ｂの高負荷用
吸気ポート４，４（主ポート４ａ，４ａと補助ポ
ート４ｂ，４ｂ）を介して作動室９，９に連通し
ており、よつて各気筒１Ａ，１Ｂに対して、低負
荷用吸気通路２０ａ，２０ｂと高負荷用吸気通路
２１ａ，２１ｂとは低負荷用絞り弁２２下流にお
いて各々独立して作動室９に開口するように構成
されている。

上記各高負荷用吸気通路２１ａ，２１ｂの最小
通路面積Asは各低負荷用吸気通路２０ａ，２０
ｂの最小通路面積Apよりも大きく（As＞Ap）
設定され、また各高負荷用吸気通路２１ａ，２１
ｂの通路長さlsは各低負荷用吸気通路２０ａ，２
０ｂの通路長さlpよりも短かく（ls＜lp）設定さ
れており、後述の高負荷用吸気通路２１ａ，２１
ｂによる圧力波（排気干渉効果での圧縮波）の伝
播をその減衰を小さくして有効に行うようにして
いる。また、上記各低負荷用吸気通路２０ａ，２
０ｂにはそれぞれ上記エアフローメータ１９の出
力（吸入空気量）に応じて燃料噴射量が制御され
る電磁弁式の燃料噴射ノズル２４，２４が配設さ
れている。

そして、上記主高負荷用吸気通路２１の分岐部
は高負荷用絞り弁２３下流に位置して、第１高負
荷用吸気通路２１ａと第２高負荷用吸気通路２１
ｂとを連通する連通路２５を有する拡大室２６に
よつて構成されている。上記連通路２５の通路面
積Acsは圧力波（排気干渉効果での圧縮液）をそ
の減衰を小さくして有効に伝達するように第１、
第２高負荷用吸気通路２１ａ，２１ｂの最小通路
面積Asと同等かそれ以上（Acs≧As）に設定さ
れている。

また、上記主低負荷用吸気通路２０の分岐部
は、同様に、低負荷用絞り弁２２下流に位置し
て、第１低負荷用吸気通路２０ａと第２低負荷用
吸気通路２０ｂとを連通する連通路２７を有する
拡大室２８によつて構成されている。上記拡大室
２８の容積は、エンジン排気量（単一作動室の排
気量×２）に対して0.5〜２倍に設定されており、
0.5倍未満では膨張波と圧縮波間の反転効果が得
られず、一方、２倍を越えると圧力波が拡散して
しまい吸気個有脈動効果が著しく低下することに
よるものである。また、上記各拡大室２６，２８
は、エンジンの加速時又は減速時等の過渡運転時
でのサージタンクとして機能し、燃料の良好な応
答性を確保するものである。

さらに、上記第１、第２低負荷用吸気通路２０
ａ，２０ｂの通路長さlf、つまり該各低負荷用吸
気通路２０ａ，２０ｂの拡大室２８への開口端面
から作動室９への開口（低負荷用吸気ポート３）
までの通路長さlfは、上記（）式からlf＝0.34
〜0.91（ｍ）に設定されている。

また、上記両気筒１Ａ，１Ｂの高負荷用吸気ポ
ート４，４間の通路長さLvは、連通路２５の通
路長さlcsと該連通路２５下流の第１、第２高負
荷用吸気通路２１ａ，２１ｂの各通路長さls，ls
とを加算したもの（Lv＝lcs＋2ls）となり、5000
〜7000rpmのエンジン高回転時および3000〜
4500rpmのエンジン中回転時にそれぞれ排気干渉
効果を得るように下記式により設定されたもので
ある。すなわち、 Lv＝（θh（ｌ）−180−θ₀） ×（60／360Nh（ｌ）） ×ａ …（）上記（）式は上記（）式と同様で、θh、θl
は第２吸気ポート４の開口期間でθh＝270〜320゜、
θl＝230〜290゜であり、無効期間θ₀≒20゜であり、
また、Nh、Nlはエンジン回転数でNh＝5000〜
7000rpm、Nl＝3000〜4500rpmであり、よつてこ
れらの値から、Lv＝0.57〜1.37ｍとなる。

ここにおいて、上記排気干渉効果を得るエンジ
ン高回転時としての基準回転数Nh（5000〜
7000rpm）は、一般に最高出力および最高速度が
この範囲に設定されていることから、エンジンの
高負荷高回転領域であつて高出力を要し、充填効
率向上、出力向上に有効な領域であることに依
る。しかも、上記基準回転数Nhは、制御弁１６
が開作動する高負荷時の切替回転数Nc（3500〜
5000）に対してNh≧Nc＋500rpmに設定する必
要がある。これは、上記基準回転数Nhで排気干
渉効果を得た場合、その効果（過給効果）は基準
回転数Nhを中心にNhよりも1000rpm高低回転側
に及ぶが、実質的に実効あるのは500rpmの範囲
内であるので、上記切替回転数Ncよりも少なく
とも500rpm高回転側ではじめてエンジン高回転
時の排気干渉効果を実効あるものとすることがで
きるためである。また、排気干渉効果を得るエン
ジン中回転時としての回転数Nlは、上記基準回
転数Nh（5000〜7000rpm）は勿論のこと、上記切
替回転数Nc（3500〜5000rpm）よりも低い回転域
であるが、上記と同様、エンジン中回転時の排気
干渉効果を実効あるものとするためには3000〜
4500rpmでかつNl≦Nc−500に設定する必要があ
る。

尚、第２図中、２９は排気ポート１０に接続さ
れた排気通路、３０は該排気通路２９の途中に介
設された触媒装置（図示せず）を補助する排気浄
化用の拡大マニホールドである。

次に、上記実施例の作用を第３図により説明す
るに、高出力を要し制御弁１６の切替回転数Nc
よりも500rpm以上の高回転側の5000〜7000rpm
のエンジン高負荷の高回転時Nhには、高負荷用
絞り弁２３の開作動により第１、第２高負荷用吸
気通路２１ａ，２１ｂが開かれ、かつ各気筒１
Ａ，１Ｂの高負荷用吸気ポート４，４が制御弁１
６の開作動により全開となつて該高負荷用吸気ポ
ート４，４（主ポート４ａ，４ａと補助ポート４
ｂ，４ｂ）から、低負荷用吸気ポート３，３から
と共に独立して吸気の供給を行なつている。その
際、一方の気筒例えば第２気筒１Ｂの高負荷用吸
気ポート４開口時には残留排気ガスの圧力により
吸気が圧縮されて第２高負荷用吸気通路２１ｂ内
の高負荷用吸気ポート４部分に開口時圧縮波が発
生する。この開口時圧縮波は、両気筒１Ａ，１Ｂ
の高負荷用吸気ポート４，４間の通路長さLvを
上記5000〜7000rpmのエンジン高回転時を基準と
して上記（）式により0.57〜1.37ｍに設定した
ことにより、第２高負荷用吸気通路２１ｂ→連通
路25→第１高負荷用吸気通路２１ａを経て、180゜
の位相差を持つ第１気筒１Ａの全閉直前の高負荷
用吸気ポート４に伝播する。その結果、この圧縮
波により、第１気筒１Ａの全閉直前の高負荷用吸
気ポート４からの吸気の吹き返しが抑制されて吸
気が作動室９内に押し込まれ、つまり過給が行わ
れることになる。続いて、第１気筒１Ａの高負荷
用吸気ポート４開口時に発生する圧縮波も同様に
第２気筒１Ｂの全閉直前の高負荷用吸気ポート４
に伝播して過給が行われる。以後同様にして、気
筒１Ａ，１Ｂ相互間の高負荷用吸気系統（可変ポ
ート側の吸気系統）での排気干渉効果により強い
過給効果が生じ、よつて出力要求の高いエンジン
高負荷高回転時での充填効率が高められてエンジ
ン出力を効果的に向上させることができる。

一方、制御弁１６の切替回転数Ncよりも
500rpm以上低回転側の3000〜4500rpmのエンジ
ン高負荷の中回転時Nlには、各気筒１Ａ，１Ｂ
の高負荷用吸気ポート４は制御弁１６の閉作動に
より補助ポート４ｂが閉じられ主ポート４ａから
吸気の供給を行つている。その際にも、上述と同
様、各気筒１Ａ，１Ｂの高負荷用吸気ポート４開
口時には開口時圧縮波が発生し、この開口時圧縮
波は、高負荷用吸気ポート４（主ポート４ａ）の
開口期間θlを230〜290゜であつて、かつ、θh、Nl、
Nhとの間で前記関係式を満足すべく設定されて
いるため、同様に他方の気筒１Ａ，１Ｂの全閉直
前の高負荷用吸気ポート４に伝播して過給が行わ
れる。その結果、気筒１Ａ，１Ｂ相互間の高負荷
用吸気系統（可変ポート側の吸気系統）での排気
干渉効果による過給効果により、エンジン中回転
時での充填効率が高められて出力向上を図ること
ができる。

そして、上記の如く制御弁１６の開閉によつて
高負荷用吸気ポート４（可変ポート）の開口期間
がθlからθhへ変化するエンジン高負荷時の回転域
つまり可変ポートの切替域では、各気筒１Ａ，１
Ｂにおいて、低負荷用吸気ポート３の吸気開始に
より第１、第２低負荷用吸気通路２０ａ，２０ｂ
内には膨張波が発生し、この膨張波は、該低負荷
用吸気ポート３と拡大室２８との間の通路長さlf
を切替回転数Ncを中心にその500rpm高低回転域
の範囲内を基準として上記（）式により0.34〜
0.91ｍに設定したことにより、第１、第２低負荷
用吸気通路２０ａ，２０ｂ→拡大室２８（圧縮波
に反転して反射）→第１、第２低負荷用吸気通路
２０ａ，２０ｂ→低負荷用吸気ポート３（膨張波
に反転して反射）→第１、第２低負荷用吸気通路
２０ａ，２０ｂ→拡大室２８（圧縮波に反転して
反射）→第１、第２低負荷用吸気通路２０ａ，２
０ｂを経て、圧縮波の２次脈動波として各気筒１
Ａ，１Ｂの全閉直前の低負荷用吸気ポート３に伝
播して過給が行われる。その結果、各気筒１Ａ，
１Ｂ自身の低負荷用吸気系統（固定ポート側の吸
気系統）での吸気個有脈動効果による過給効果に
より、上記高負荷用吸気ポート４（可変ポート）
切替域での充填効率が高められて、可変ポート切
替域での開口期間の変化に伴う充填効率の変化に
よるエンジン出力の落ち込み（谷部）が充足補償
されエンジン出力を向上させることができる。

したがつて、このように各気筒１Ａ，１Ｂにお
いて、エンジン高負荷高回転時（5000〜
7000rpm）および高負荷中回転時（3000〜
4500rpm）における高負荷用吸気系統での全閉直
前の高負荷用吸気ポート４に対する排気干渉効
果、並びに高負荷用吸気ポート４（可変ポート）
切替領域における低負荷用吸気系統での全閉直前
の低負荷用吸気ポート３に対する吸気個有脈動効
果によつて、第４図に示すようにエンジン中回転
域から高回転域に亘つて一連に充填効率が増大し
て出力を向上させることができる。尚、第４図で
は、各気筒１Ａ，１Ｂの低負荷用吸気通路２０
ａ，２０ｂに拡大室を設けずかつ高負荷用吸気通
路２１ａ，２１ｂを独立させた従来例の場合（破
線で示す）に対し、高負荷用吸気系統で6000rpm
および3500rpmを基準に排気干渉効果（二点鎖線
で示す）を得るとともに、低負荷用吸気系統で
4500rpmを基準に２次の吸気個有脈動効果（一点
鎖線で示す）を得るようにした本発明実施例の場
合（実線で示す）におけるエンジンの出力トルク
特性を示す。

また、その場合、排気干渉効果を得るための伝
播経路である高負荷用吸気通路２１ａ，２１ｂ
は、低負荷用吸気通路２０ａ，２０ｂよりも通路
面積が大であり、しかも通路長さが短かいので、
圧力波（圧縮波）の伝播の抵抗が小さく、上記高
負荷用吸気系統での排気干渉効果による過給効果
を効果的に発揮させることができる。

また、上記連通路２５は、高負荷用絞り弁２３
下流に位置し、しかも該連通路２５の通路面積
Acsを高負荷用吸気通路２１ａ，２１ｂの通路面
積Asより同等以上としたので、上記高負荷用絞
り弁２３や連通路２５自身によつて圧力波が減衰
されることがなく上記排気干渉効果を有効に発揮
できる。また、上記拡大室２８は低負荷用絞り弁
２２下流に位置するので、同様に、吸気個有脈動
効果を有効に発揮できる。

また、上記吸気個有脈動効果による過給効果
は、低負荷用吸気ポート３の開口期間θf、制御弁
１６の開作動領域、低負荷用吸気通路２０ａ，２
０ｂの拡大室２８の位置、および拡大室２８と低
負荷用吸気ポート３間の通路長さlf等を上述の如
く設定することによつて得られ、過給機等を要さ
ないので、既存の吸気系の僅かな設計変更で済
み、構造が極めて簡単なものであり、よつて容易
にかつ安価に実施できる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
る。上記実施例では、可変ポート切替時、固定ポ
ート側の吸気系統で吸気個有脈動効果を得るとと
もに、エンジン高回転時および中回転時、可変ポ
ート側の吸気系統で開口時圧縮波により両気筒１
Ａ，１Ｂ間で排気干渉効果によつて過給効果を得
るようにしたが、吸気ポート閉口時にも吸気の慣
性により吸気が圧縮されて吸気通路内の吸気ポー
ト部分に圧縮波が発生する。この一方の気筒で発
生した閉口時圧縮波も上記開口時圧縮波と共に他
方の気筒の全閉直前の吸気ポートに伝播して過給
を行うので、過給効果がより増大してエンジンの
出力向上を一層有効に図ることができる。

また、上記実施例では、高負荷用吸気ポート４
が可変ポートで低負荷用吸気ポート３が固定ポー
ト構造である場合について述べたが、低負荷用吸
気ポート３が可変ポートで高負荷用吸気ポート４
が固定ポート構造である場合にも適用可能であ
る。その場合、少なくとも高負荷用吸気系統で切
替回転数Nc±500rpmの回転域で、吸気個有脈動
効果を得るように設定すればよい。要は、各々独
立した２系統の吸気通路を備え、その一方の吸気
通路の吸気ポートが可変ポートである場合に、他
方の固定ポート側の吸気系統により可変ポート切
替域に吸気個有脈動効果を得るように設定すれば
所期の目的が達成される。

また、吸排気オーバラツプ期間はエキセントリ
ツクシヤフトの回転角で０〜20゜の範囲に設定す
ることが、充填効率の向上を図るとともに、ダイ
リユーシヨンガスの持込み量を少なくして特にエ
ンジン低負荷時の失火の防止を図る上で好まし
い。

さらにまた、上記実施例では、低負荷用絞り弁
２２を主低負荷用吸気通路２０内に設けた型式の
ものについて述べたが、低負荷用絞り弁２２を、
主低負荷用吸気通路２０と主高負荷用吸気通路２
１との分岐部上流の主吸気通路１８に設けた型式
のものも採用可能であり、これら型式の１気筒以
上のロータリピストンエンジンに適用可能であ
る。

以上説明したように、本発明によれば、可変ポ
ートを備えたサイド吸気ポート式の２気筒ロータ
リピストンエンジンにおいて、可変ポート切替
時、固定ポート側の吸気系統での吸気個有脈動効
果により過給効果を得るようにしたので、過給機
等を要さずに既存の吸気系の僅かな設計変更によ
る極めて簡単な構成でもつて、上記可変ポート切
替時のエンジン出力の落ち込みを防止して出力向
上を有効に図ることができる。よつて可変ポート
を備えたロータリピストンエンジンの出力向上対
策の容易実施化およびコストダウン化に大いに寄
与できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体構
成説明図、第２図は全体概略図、第３図は第１お
よび第２気筒の吸気行程を示す説明図、第４図は
本発明実施例による出力トルク特性を示すグラフ
である。２…ロータハウジング、２ａ…２節トロコイド
状内周面、３…低負荷用吸気ポート、４…高負荷
用吸気ポート、４ａ…主ポート、４ｂ…補助ポー
ト、５…サイドハウジング、６…ケーシング、７
…ロータ、８…エキセントリツクシヤフト、９…
作動室、１６…制御弁、１８…主吸気通路、２０
…主低負荷用吸気通路、２０ａ…第１低負荷用吸
気通路、２０ｂ…第２低負荷用吸気通路、２１…
主高負荷用吸気通路、２１ａ…第１高負荷用吸気
通路、２１ｂ…第２高負荷用吸気通路、２２…低
負荷用絞り弁、２３…高負荷用絞り弁、２５…連
通路、２８…拡大室。

Claims

【特許請求の範囲】１２節トロコイド状の内周面を有するロータハ
ウジングとその両側に位置するサイドハウジング
とで形成された各ケーシング内を、略三角形状の
ロータがエキセントリツクシヤフトに支承されて
遊星回転運動し、かつ第１吸気通路と第２吸気通
路とが各々独立して各サイハウジングに設けた開
口期間が固定された第１吸気ポートおよび制御弁
の開閉によつて開口期間が変化する第２吸気ポー
トによつて作動室に開口するロータリピストンエ
ンジンにおいて、ａ上記第２吸気ポートは、エンジンの所定回転
数以上の領域において制御弁の開作動により全
開になるとともに制御弁を開いているときの第
２吸気ポートの閉時期を第１吸気ポートよりも
遅らせること、ｂ第１吸気通路の絞り弁下流に拡大室を設ける
ことｃ上記拡大室から第１吸気ポートに至る第１吸
気通路の通路長さを、制御弁の開閉により第２
吸気ポートの開口期間が変化するエンジン回転
域において、第１吸気ポートの吸気開始により
第１吸気通路内に発生する膨張波を上記拡大室
で反転して反射した圧縮波の２次脈動波を全閉
直前の第１吸気ポートに伝播させ過給を行うよ
うに設定する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。