JPS6355324A - ２気筒ロ−タリピストンエンジンの吸気装置 - 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、２気筒ロータリピストンエンジンの吸気装置
に関するものである。

［従来技術］ 従来より、主吸気通路に加えて補助吸気通路を設け、主
吸気通路からの自然吸気に加えて、補助吸気通路に介設
された過給機によって加圧されたエアを補助的に補助吸
気通路から燃焼室内あるいは作動室内に供給することに
より充填効率を向上させるようにしたエンジンの吸気装
置はよく知られている。

このような吸気装置においては、圧力の高い過給気が主
吸気通路に逆流するいわゆる吹き返しによって過給効率
が低下するのを防止するため、補助吸気通路の過給機下
流に、補助吸気通路をエンジンの回転に同期して開閉す
るタイミング弁を設け、吸気行程の終期ないし圧縮行程
の初期に上記タイミング弁を開き、過給を行なうように
するのが一般的である（例えば、特開昭５６−８５５２
２号公報参照）。

そして、これらが２気筒ロータリピストンエンジンにつ
いてもあてはまることはもちろんである。

ところが、２気筒ロータリピストンエンジンでは、過給
気を供給する補助吸気ポートは通常サイドハウジングの
側面に開口するサイドポートとして形成されているため
、タイミング弁下流のフロント。

リヤの各補助吸気通路は、タイミング弁の位置から下方
へかなり長く伸長し、さらに約９０１′曲がってフロン
ト、リヤの補助給気ポートに接続されることになり、か
かる吸気通路はかなり長くなりそれらの容積はかなり大
きくなる。

上記のようなタイミング弁下流の補助吸気通路内の空間
は、過給を行なわない軽負荷時には吸気の流れのない死
空間となり混合気の圧縮を防げる　、いわゆる無効圧縮
ボリュームとなる。さらに、タイミング弁下流の補助吸
気通路の補助吸気ポート直前の水平部分の通路底面には
、燃料がたまりやすく、たまった燃料が過給の開始に伴
って一時に作動室に供給されるといったことによって空
燃比がばらつきやすいという問題があった。

一方、２気筒ロータリピストンエンジン等の多気筒ロー
タリピストンエンジンにおいて、低負荷時におけるいわ
ゆるボンピング損失を低減し、燃費性を向上さ仕るため
に、フロント、リヤの両気筒間を連通する連通路を設け
るとともに、かかる連通路を開閉するロータリ弐制御弁
を設け、軽負荷時には、圧縮行程にある一方の気筒の吸
気の一部を吸気行程にある他方の気筒に還流させる、い
わゆる連通路の遅閉じ方式が提案されている（例えば、
特開昭５８−１７２４２９号公報参照）。

そこで、前記のごとくタイミング弁を設けて過給機によ
り部分的過給を行なうようにした２気筒ロータリピスト
ンエンジンに上記のような連通路の遅閉じ方式を併用す
れば、充填効率を向上させるとともに燃費性も向上させ
ることができることになるが、反面、タイミング弁、ロ
ータリ弐制御弁等部品点数が多くなり、エンジンの構造
が複雑化するとともに、コストがかかるという問題があ
った。

［発明の目的］ 本発明は、主吸気通路に加えて補助吸気通路を設け、主
吸気通路からの自然吸気に加えて、補助吸気通路に介設
された過給機によって加圧されたエアを補助吸気通路を
通して作動室内に供給し充填効率を向上させるようにし
た２気筒ロータリピストンエンジンにおいて、タイミン
グ弁下流の補助吸気通路が死空間化することを防止し、
かつこれに起因する空燃費のばらつきをなくすとともに
、簡素な構造でいわゆる連通路の遅閉じ方式を実施する
ことにより、ボンピング損失を低減し燃費性を向上させ
た２気筒ロータリピストンエンジンの吸気装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は、上記の目的を達するため、自然吸気方式によ
り吸気を作動室に供給する主吸気ポートと、タイミング
弁を備えて高負荷時上記主吸気ポートからの吸気に加え
て少なくとも圧縮行程において過給気を作動室に供給す
る補助吸気ポートとを備えた２気筒ロータリピストンエ
ンジンにおいて、 上記タイミング弁上流の吸気通路に両気筒間を連通ずる
連通部を設けるとともに、少なくとも非過給域で上記タ
イミング弁の各補助吸気ポートに対する開弁期間をエキ
セントリックシャフトアングルで１８０°以上となるよ
うに設定したことを特徴メする、２気筒ロータリピスト
ンエンジンの吸気装置を提供する。

［発明の効果］ 本発明によれば、過給を行なわない軽負荷時には、タイ
ミング弁の各補助吸気ポートに対する開弁期間をエキセ
ントリックシャフトアングルで１８０°以上に設定する
ことにより、タイミング弁下流のフロント側吸気通路と
タイミング弁上流の連通路との連通期間と、タイミング
弁下流のリヤ側吸気通路とタイミング弁上流の連通部と
の連通期間とを重複させることができ、かかる重複時に
、フロント、リヤの両気筒はタイミング弁下流のフロン
ト、リヤ側の両吸気通路とタイミング弁上流の連通部と
を介して連通ずることになり、連通路の遅閉じ方式を採
用した場合と同様の効果を収めることができる。したが
って、格別連通路や制御弁を設けることなく軽負荷時の
ボンピング損失を低減することができる。

また、軽負荷時タイミング弁下流のフロント。

リヤの吸気通路には還流する吸気が流れるため、前記の
ごとき、上記各吸気通路内の空間部が死空間となること
によって生じていた燃料の滞留による空燃比のばらつき
も解消することができる。

さらに、過給を行なうエンジンの高回転域で、タイミン
グ弁の開弁期間を延ばし、吸気行程を進角させることに
より、実質的な吸気の吸入時間を延ばすことができ、過
給エアの充填量を増やすことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図（ａ）に示すように、２気筒ロータリピストンエ
ンジンＲＥは、ケーシングＩ　ｒ、　Ｉ　ｒ内において
ロータ２ｒ、２ｒが偏心軸３ｆ、３ｒのまわりで遊星回
転運動をして、吸入、圧縮、爆発、膨張、排気を連続的
に繰り返すフロント、リヤの各気筒Ｆ。

Ｒで構成されており、上記フロント、リヤのケーシング
ｉｆ、ｌｒの隔壁をなす中間ハウジング４のフロント、
リヤの各側面にはそれぞれ、自然吸気によりフロント、
リヤの作動室５　ｒ、　５　ｒに吸気を供給するための
主吸気ポート６ｆ、６ｒが開口しているとともに、かか
る主吸気ポート６ｆ、６ｒよりロータ２ｆ、２ｒの回転
方向にみてややリーディング側の中間ハウジング４のフ
ロント、リヤの各側面には機械式過給機７によって加圧
された吸気をエンジンの高負荷時のみ作動室５ｆ、５ｒ
に供給するための補助吸気ボー）８ｆ、８ｒが開口して
いる。

そして上記フロント、リヤの各作動室５　ｆ、　５　ｒ
に吸気を供給するために共通吸気通路９が設けられ、こ
の共通吸気通路９には、上流から順にエアクリーナｌｌ
と時々刻々の吸気量を検出するエアフロメータ１２が介
設されている。共通吸気通路９は分岐部１３において、
フロント、リヤの主吸気ポート６ｆ、６ｒに連通する自
然吸気を通すための主吸気通路１４と、後で詳しく説明
するロータリバルブＩＯを介してフロント、リヤの補助
吸気ポー）８ｒ、８ｒに連通ずる機械式過給機７によっ
て加圧された吸気を通すための補助吸気通路１６とに分
岐されている。

上記主吸気通路ｌ１１の分岐部１３下流には図示してい
ないアクセルペダルの踏み込みによって開閉される１次
スロットル弁１７が介設され、この１次スロットル弁１
７下流で上記主吸気通路１４は、さらにフロント側主吸
気ポート６ｒに連通ずるフロント側主分岐吸気通路１９
ｒとリヤ側主吸気ポート６ｒに連通ずるリヤ側主分岐吸
気通路１９ｒとに分岐されている。

一方、上記補助吸気通路Ｉ６には、上流から順にベーン
式あるいはルーツ式のエアポンプからなる機械式過給ｒ
ａ７、上記機械式過給機７によって加圧され温度が上昇
したエアを冷却するためのインタークーラ２１．吸気量
の急激な変化を平滑化するために加圧エアを貯留するサ
ージタンク２２、リンク機構２３を介して１次スロット
ル弁１７と連動して開閉される２次スロットル弁２４か
介設されている。

さらに、補助吸気通路１６の２次スロットル弁２４下流
には、図示していないエンノン駆動軸の回転に同期しつ
つ１８０°の位相差をもって、補助吸気通路１６を交互
にフロント側吸気ポート８ｒに連通ずるフロント側補助
分岐吸気通路２６ｆとリヤ側吸気ポート８ｒに連通ずる
リヤ側補助分岐吸気通路２６ｒとに接続するようになっ
ているタイミング弁として作用するロータリバルブｌＯ
が中間ハウジング４の上面に密接して設けられている。

なお、タイミング弁としてロータリバルブと異なる型式
の弁を用いてもよいことはもちろんである。

上記ロークリバルブ１０は、下面壁にフロント側補助分
岐吸気通路２６ｒに連通ずるフロント側連通穴２７ｆと
リヤ側補助分岐吸気通路２６ｒに連通するリヤ側連通穴
２７ｒとが軸方向にやや間隔をおいて穿設されているハ
ウジング１５と、かかるハウジング１５内に嵌着される
弁体１８とで構成されている。この弁体１８は、２次吸
気通路１６と接続される側の端部が２次吸気通路Ｉ６に
連通ずるように開放されるとともに他方の端部が閉塞さ
れた中空円筒状に形成されており、閉塞された側の端部
に取り付けられたプーリ２９にかけられたタイミングベ
ルト３０を介して図示していないエンジン駆動軸によっ
てこれと同期して駆動・回転されるようになっている。

また、弁体１８の側面には互いに１８０°の位相差をも
った位置に、フロント側連通穴２７ｆと連通しうるフロ
ント側連通開口２８ｆとリヤ側連通穴２７ｒと連通しう
るリヤ側連通開口２８ｒとが穿設されている。

ところで、上記ロータリバルブＩＯの開弁期間を大小の
２段階に切り替えられるように、フロント、リヤの各連
通穴２７ｆ、２７ｒは仕切壁３１によって比較的小径の
小径穴２７°ｒ、２７°ｒと比較的大径の大径穴２７”
ｆ、２７”ｒに仕切られており（第１図（ｂ）参照）、
上記フロント、リヤの小径穴２７°【。

２７゛ｒには、それぞれ小径穴２７°ｒ、２７’ｒを開
閉するためのシャッタバルブ３２ｆ、３２ｒが設けられ
ている。かかるフロント、リヤの両シャッタバルブ３２
ｆ、３２ｒは、ステップモータ３３を動力源として連結
機ＮＩｔ３４を介して開閉されるようになっており、こ
れらのシャッタバルブ３２ｆ、３２ｒはさらにエアフロ
ーメータ１２によって検出される吸気量、１次スロット
ル弁開度センサ３６によって検出される１次スロットル
弁開度及び図示していない回転数センサによって検出さ
れるエンジン回転数を入力情報として、マイクロコンピ
ュータで構成される制御回路３７によって後で詳しく説
明するように、軽負荷低回転域または高回転域で開かれ
るようになっている（第２図参照）。

前記のごとく、ロータリバルブ１０の開弁期間はエキセ
ントリックシャフトアングルで１８０゜より大きい大開
度と１８０°より小さい小開度の２段階に切り換えられ
るようになっているが、以下かかるロータリバルブ１０
の構成について詳しく説明する。

第１図（ｂ）に示すように、ロータリバルブｌＯを構成
する中空円筒状の弁体１８の側面に穿設されたフロント
、リヤ側の各連通開口２８ｆ、２８ｒ（第１図（ｂ）で
はフロント側についてのみ示す）の弁体１８の円周に沿
った開度αと、ハウジング１５の底面に穿設されたフロ
ント、リヤ側の連通穴２７ｆ。

２７ｒ中の大径穴２７°ｆ、２７”ｒの弁体１８の円周
に沿った開度βとの和、すなわち（α＋β）はロータリ
バルブｌＯの小開度となるように設定されている。この
ような小開間（α＋β）は１８０’、にり小さくなるよ
うに設定されており、例えば本実施例では好ましく１６
０’に設定されている。前記のごとく、ロータリバルブ
ｌＯのフロント側弁とリヤ側弁の開閉タイミングは互い
に１８０６の位相差をもっているため、この場合には、
ロータリバルブ１０のフロント側弁とリヤ側弁とは開弁
期間はオーバラップしないようになっている（第４図参
照）。ロータリバルブ１０の、開弁期間をこのような小
開度で運転する場合は、シャッタバルブ３２ｆ、３２ｒ
は閉止される。

これに対して、上記弁体１８のフロント、リヤ側の連通
開口２８ｆ、２８ｒの開度αと、上記ハウジング１５の
大径穴２７”ｆ、２７”ｒの開度βと、ハウジング１５
の底面に穿設されたフロント、リヤ側の連通穴２７ｆ、
２７ｒ中の小径穴２７°ｆ、　２７°ｒの弁体１８の円
周に沿った開度γとの和、すなわち（α＋β＋γ）はロ
ータリバルブ１０の大開度となるように設定されている
。このような大開度（α＋β＋γ）は１８０６より大き
くなるように設定されており、例えば本実施例では好ま
しく２２０°に設定されている（すなわち、α＋β＝１
６０″、γ＝６０’）。このように、ロークリバルブ１
０が大開度で運転されるときには、シャッタバルブ３２
ｆ、３２ｒは開かれるようになっている。

弁体１８は、その軸まわりに第１図（ｂ）の０を中心と
して右まわりに回転するため、大開度で運転されるとき
には小開度で運転されろときよりロークリバルブ１０の
フロント側弁、リヤ側弁ともに７（＝６０°）だけ早く
開弁じ、すなわち進角するようになっている。したがっ
て、この場合には、フロント側弁とリヤ側弁とは開弁期
間が４０°ずっオーバラップする上うになっている（第
３図参照）。このように、フロント側弁とリヤ側弁の開
弁期間がオーバラップしているときには、フロント側補
助分岐吸気通路２６ｒとリヤ側補助分岐吸気通路２６ｒ
は、弁体１８の内部に形成された連通部を介して互いに
連通ずるようになっている。

したがって、上記フロント、リヤの両補助分岐吸気通路
２６ｆ、２＆ｒはシャッタバルブ３２ｆ、３２ｒが開か
れているときには、フロント、リヤの各作動室５ｆ、５
ｒを連通する連通路として機能するようになっている。

以下、本実施例にかかる２気筒ロータリピストンエンジ
ンＲＥの吸気装置の運転方法について説明する。

第２図に示すように、エンジンの運転領域は、エンジン
回転数とスロットル弁開度ＴＶθ（すなわちエンジンの
負荷量）をパラメータとして表わされる。直線Ｇ、はエ
ンジンの高負荷と低負荷との境界を示しており、直線Ｇ
１よりスロットル弁開度ＴＶθが大きい高負荷領域は過
給が行なわれるようになっている。直線Ｇ３は最大スロ
ットル弁開度を示している。また、直線Ｇ、はエンジン
の高回転と低回転との境界を示しており、直線Ｇ。

よりエンジン回転数が大きい領域は高回転域となる。

前記のようにエンジンの時々刻々の吸気量、スロットル
開度、エンジン回転数は常時制御回路３７に入力されて
おり、これらの入力情報をもとに制御回路３７によって
時々刻々のエンジンの運転状態が第２図に示すグラフの
どの領域に該当するかは常時判断されている。そして、
エンジンの運転状態が、吸気負圧が大きくなりポンピン
グ損失が増大する過給を行なわない軽負荷・低回転域す
なわち第２図に示す領域Ｉに該当すると判断された場合
には、自動的にステップモータ３３とリンク機構３４を
介してシャッタバルブ３２（３２ｒが開かれ、ロークリ
バルブｌＯは大開度となるようにされている。

上記のような運転状態における、フロント、リヤの補助
吸気ポート８ｒ、８ｒ及びロータリバルブｌＯのフロン
ト側弁、リヤ側弁の開弁面積をエキセントリックシャフ
トアングルに対して表したグラフを第３図に示す。

第３図に示すように、フロント側気筒Ｆの第１作動室の
吸気行程（Ｔ　Ｄ　Ｃ、〜Ｂ　Ｄ　Ｃ、）から圧縮行程
の前段にかけて、フロント側補助吸気ポート８ｒはフロ
ント側主吸気ポート６ｆよりやや遅れて（主吸気ポート
の開弁は図示していない）、エキセントリックシャフト
アングル（以下エキセンアングルという）４０°で開き
始め、フロント側気筒Ｆの第１作動室の下死点ＢＤＣ，
よりやや遅れて、エキセンアングル３４０°で閉じられ
るようになっている。

一方、ロークリバルブ１０のフロント側弁は上記のとお
り大開度（開弁期間２２０°）となっており、エキセン
アングル１４０°で開き始め、フロント側補助吸気ポー
ト８「よりやや遅れてエキセンアングル３６０°で閉じ
られるようになっている。

なお、フロント側ロータ２ｒの回転方向にみて、トレー
リング側第２作動室については、上記の第１作動室と同
様の行程が、エキセンアングルで３６０°遅れて行なわ
れ、同様に第３作動室の行程は、さらにエキセンアング
ルで３６０°遅れるようになっている。

ところで一方、第３図に示すように、リヤ側気筒Ｒにつ
いては、エキセンアングルで１８０°遅れて、フロント
側気筒Ｆと全く同様の行程が行なわれるようになってい
る。

従って、リヤ側第３作動室５ｒが吸気行程の終期ないし
圧縮行程の初期においては（エキセンアングル１４０°
〜１８０°）ロークリバルブｌＯのリヤ側弁の閉弁前４
０°から閉弁時にかけての開弁期間Ｘｒとフロント側弁
の開弁時から開弁後４０°にかけての開弁期間Ｘｒとは
互いに開弁期間がオーバラップし、この期間リヤ側第３
作動室５ｒとフロント側第１作動室５「とは連通しく但
し、リヤ側補助吸気ポート８ｒが閉止された後は連通し
ない）、順次リヤ側補助分岐吸気通路２６ｒ、２次スロ
ットル弁２４が閉じられているためフロント側弁とリヤ
側弁以外は密閉されたロータリバルブ１０の弁体１８内
に形成された連通部、フロント側補助分岐吸気通路２６
ｆを通して、リヤ側第３作動室５ｒ内の吸気がフロント
側第１作動室５ｒ内に流入する。これによって、フロン
ト側第１作動室５ｆ内の吸気負圧は小さくなり、ボンピ
ング損失は低減される。一方、フロント側第１作動室５
ｆが吸気行程の終期ないし圧縮行程の初期においては（
エキセンアングル３２０°〜３６０°）、ロータリバル
ブ１０のフロント側弁の閉弁前４０゜から閉弁時にかけ
ての開弁期間Ｙｆとリヤ側弁の開弁時から開弁後４０°
にかけての開弁期間Ｙｒとは互いに開弁期間がオーバラ
ップし、この期間フロント側第１作動室５ｆとリヤ側第
１作動室５ｒとは連通しく但し、フロント側補助吸気ポ
ート８ｆが閉止された後は連通しない）、順次フロント
側補助分岐吸気通路２６ｆ１弁体１８内に形成された連
通部、リヤ側補助分岐吸気通路２６ｒを通して、フロン
ト側第１作動室５ｒ内の吸気がリヤ側第１作動室５ｒ内
に流入する。これによって、リヤ側第１作動室５ｒ内の
吸気負圧は小さくなり、ボンピング損失は低減される。

以下、リヤ側気筒Ｒとフロント側気筒Ｆの間で、上記の
ようなプロセスが繰り返され、エンジンの軽負荷・低回
転時のボンピング損失を低減し、燃費性を向上させるよ
うにしている。

制御回路３７によって、エンジンの運転状態が第２図の
領域■で示される高回転域に該当すると判断された場合
にも、シャッタバルブ３２ｒ、３２ｒが開かれ、ロータ
リバルブ１０は大開度となる。

このような運転状態において、過給を行なう高負荷時に
は、ロータリバルブｌＯの開弁期間が４００進角してい
るので、過給エアの実質的な吸入時間が延長され、充填
効率を向上させることができる。

まｔこ、過給を行なわない低負荷高回転時には、第２図
の領域Ｉの場合と同様にボンピング損失を低減すること
ができる。

制御回路３７によって、エンジンの運転状態が第２図に
示す領域Ｉ及び領域■のいずれにも該当しないと判断さ
れた場合には、シャッタバルブ３２ｆ、３２ｒは閉止さ
れ、ロークリバルブ１０は小開度となる。第４図に示す
ように、この場合はロータリバルブｌＯの開弁期間は１
６０°であり、開弁は大開度の場合（第３図参照）に比
べて６０゜遅れているためフロント側５弁左リヤ側弁の
開弁期間は互いにオーバラップせず、両気筒間の連通は
行なわれない。従って過給が有効に行なわれ、充填効率
が向上されるようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の実施例を示す２気筒ロータリ
ピストンエンジンのシステム構成図であり、第１図（ｂ
）は、本実施例で用いられるロータリ弁の側面断面図で
ある。 第２図は、ロータリ弁の開度を決定する運転状態の基準
を示す図である。　　　　′ 第３図は、ロータリ弁を大開度としたときのロータリ弁
と補助吸気ポートの開閉タイ、ミンクを示す図である。 第４図は、ロータリ弁を小開度としたときの第３図と同
様の図である。 ６ｆ、６ｒ・・・フロント、リヤ主吸気ポート、８　ｒ
、　８　ｒ・・・フロントリヤ補助、吸気ポート、ｌＯ
・・・ロータリバルブ、１６・・・補助吸気通路。 第２図 エンジン０転孜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自然吸気方式により吸気を作動室に供給する主吸
   気ポートと、タイミング弁を備えて高負荷時上記主吸気
   ポートからの吸気に加えて少なくとも圧縮行程において
   過給気を作動室に供給する補助吸気ポートとを備えた２
   気筒ロータリピストンエンジンにおいて 上記タイミング弁上流の吸気通路に両気筒間を連通する
   連通部を設けるとともに、少なくとも非過給域で上記タ
   イミング弁の各補助吸気ポートに対する開弁期間をエキ
   セントリックシャフトアングルで１８０°以上となるよ
   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。