76 ロ 総 ー タ リ ー エ ン ― 昭 和43年9月2日 ジ ン 受 理― 説 東洋工業株式会社 1. NSU‑バ が,は は 山 本 健 一 し が き ンケ ル 型 ロ ー タ リー エ ンジ ン の 試 作 成 功 じ め て公 表 され て か ら約8年 間 に はNSU,バ を経 過 した 。 こ の ンケ ル 両 社 を含 め,世 界 で18社 が 開 発 グ ル ー プ に加 わ り,そ れ ぞ れ の 応 用 分 野 にお け る実 用 化 をめ ざ し開 発 努 力 を続 けて い る。 し たが つ て,そ の 開 発 状 況 は きわ めて 多 岐 にわ た り,多 彩 な成 果 を挙 げ て き た。 表1 NSU・ バ ンケ ル 型 ロー タ リー エ ンジ ン 提 携 社 名 図1 ロー タ リー エ ン ジ ン を 塔 載 したNSU (上);NSU KKM612型 R0 80 ロー タ リー エ ン ジ ン 外 観(下) こ の うちす で に企 業 化 段 階 に は いつ た ロ ー タ リ ー エ ン ジ ンは,NSU社 が1962年 秋 の小 型 ボ ー ト に は ス ポ ー ツ カ ー用1ロ (b) (a) 用 水 冷 エ ンジ ン生 産 開始 を皮切 りに,196(年9月 ー タ ー エ ンジ ン,1967年 秋 には 図1に 示 す 外 観 の乗 用 車 用2ロ ー タ ー エ ン ジ ン と相 つ い で 市 販 を行 なつ て き た1)2)。 ま たFichtel & Sachs社 は,図2(a)に 示す汎用空 図2 Fichtel & Sachs社 空 冷 ロ ー タ リー エ ン ジ ン ― 「 燃 料 協 会 誌 」 第48巻 第502号(1969)― 77 (a) 上:コ スモ ス ポ ー ツ外 観 下:同 上塔載 エンジン 図3 冷 小 型 エ ン ジ ンか ら図2(b)に (b) ァ ミ リ ア ・ロ ー タ リ ー ・ク ー ペ ・外 観 下:同 上塔載エ ンジン 東 洋 工 業 に お け る ロ ー タ リー エ ン ジ ン塔 載 車 み る よ うな エ ンジ ンへ ま りをみ せ て い る。 と しだ い に生 産 機 種 の拡 充 を は か りつ つ あ る3)。 一 方 わ が 国 にお い て も東 洋 工 業 が1967年6月 ,2ロ ー タ ー エ ンジ ン を搭 載 した 「コス モ ・ス ポ ー ツ」 の 市 販 開 始 に引続 き,1968年7月 上:フ 以 下 最 近 の 自動車 用 エ ンジ ン を主 体 に,そ の構 造 概 略 と技 術 的 進 歩 の一 端 を紹 介 す る 。 2, には 「フ ァ ミ リア ・ロー 表2と 図4か タ リー ・ク ー ペ 」搭 載 エ ンジ ンの本 格 的 生 産 が始 ま る 出 力 性 能 ら図6に 主 要 諸 元 と全 開 出力 性 能 を示 した 。 な ど,ロ ー タ リー エ ンジ ン実 用 化 の テ ンポ は急 速 な高 表2 エ ン ジ ン 主 要 諸 元 ロ ー タ リ ー エ ン ジ ン(山 78 図6 本) フ ァ ミ リア ・ロ ー タ リー ・ク ー ペ エ ン ジ ン性能 曲 線(東 洋 工 業) 図4 KKM612エ ンジ ン性 能 曲 線(NSU) 東 洋 工 業 の場 合,い わ ゆ るNSU‑バ ンケ ル 型 ロー タ リー エ ンジ ンの 生 産 発 売 が 日本 で 最 初 で あ り,し か も な お,海 外 にお け る過 去 の実 績 が きわ めて 限 られ て い る とい う事 情 か ら,要 求 され る諸 要 素 の うち,耐 久 性 信 頼 性 を最 重 視 し た 構 造 を エ ンジ ン 開 発 の 基 本 に し た。 した がつ て 出 力性 能 は,い たず らな高 性 能 の追 求 で な く,柔 軟 な運 転 性 状,乗 りや す い性 格 の実 現 に ポ イ ン トが置 かれ て い る。 こ こ で,こ れ ら ロー タ リー エ ンジ ンの 大 き な メ リ ッ トと され る コ ンパ ク トさ を,エ ンジ ン重 量 の 面 か ら レ シ プ ロエ ンジ ン と比 較 して 表3に 示 す 。 比 較 対 象 と し た レ シプ ロエ ン ジ ン は90〜130PSの 出 力 を もつ 国 産 エ ン ジ ン11例 の平 均 値 で あ る。 3. ロ ー タ ー配 列 乗 用 車 用 エ ンジ ン と して 強 く望 まれ る 運 転 の容 易 さ,あ る い は振 動 ・騒 音 な どの 点 か らエ ンジ ン ・ トル ク変 動 に 注 目 した結 果,NSU社 列2ロ 東 洋 工 業 いず れ も直 ー タ ー 方 式 を採 用 して い る。 2ロ ー タ ー エ ンジ ンの 出 力 軸 で あ るエ キ セ ン トリ ッ 図5 コ ス モ ・スポ ー ツ エ ン ジ ン性 能 曲 線(東 洋 工 業) 表3 ク ・シ ャ フ トは図7の 外 観,あ 自 動 車 用 エ ン ジ ン と し て の 重 量 比 較 る い は 図8(a)の 縦断 ― 「燃 料 協 会 誌 」 第48巻 第502号(1969)― 79 を生 じ,合 成 トル ク は 図9(a)の ご と くマイ ナ ス領 域 を示 す こ とが ない 。 こ の結 果,2ロ トル ク変 動 特 性 は 図9(b)の4気 よ り,む し ろ 図9(c)に ー タ ー エ ン ジ ンの 筒 レシ プ ロエ ンジ ン 示 した直 列6気 筒 エ ンジ ンの そ れ に近 い 特 性 を もつ 。 完 全 バ ラ ンス が 図 れ る回 転 メ カ ニズ ム を主 体 とす る 構 造 上 の有 利 さ に加 え,滑 U‑バ らか な 回転 特性 を もっNS ンケ ル 型 ロー タ リー エ ン ジ ン は,コ ンパ ク トさ と使 い 易 さが と く に望 まれ る 自動 車 用 エ ン ジ ン の分 野 で 高 い 評 価 を受 け る一 要 因 とい え よ う。 4. 図72 ロー ター エ ン ジ ン エキ セ ン トリッ ク シ ャ フ ト (東 洋 工 業) ハ ウジング レ シ プ ロ エ ン ジ ン の シ リ ン ダ ブ ロ ッ ク,シ リン ダ ヘ ッ ド に 相 当 す る エ ン ジ ン ・ハ ウ ジ ン グ に つ い て,東 工業 洋 「フ ァ ミ リ ア ・ロ ー タ リー ・ク ー ペ 」 の 例 を 図10 に示 す 。 (b) (а) 図8 図10 フ ァ ミ リ ア ・ロ ー タ リ ー ・ク ー ペ 塔 載 エ ン ジ ン 構 造 図 2ロ ー タ ー エ ン ジ ン ハ ウ ジ ン グ構 成(東 洋 工 業) ロー タ ーハ ウジ ング は放 熱 効 果 を主体 に した観 点 か らア ル ミ合 金 製 で,ト ロコ イ ド軌 道 面 は硬 質 ク ロー ム メ ッキ が施 さ れ,倣 い研 削仕 上 げ で あ る。 一 方 ,サ イ ドハ ウジ ン グ は生 産 性 を考 慮 した結 果,シ エル モ ール ド鋳 造 の薄 肉 鋳 鉄 製 で,そ の側 壁 摺 動 面 は高 周 波 焼 入 を行 ない,耐 摩 耗 性 と生 産 性 を両 立 させ て い る。 む ろ ん,こ れ らハ ウ ジ ン グ素 材 材 質, 耐摩 耗 表 面 処 理 はエ ン ジ ン性 能 を主 体 と (a) 2ロ ー タ ー エ ン ジ ン 図9 (b) 直‑4気 筒 レシ プ ロエ ン ジ ン (c) 直‑6気 筒 レシ プ ロテ ンジ ン トルク変 動特性の比較図 す る運 転 条件 に 関 連 づ けて 決 定 され る。 こ の 意 味 か ら純 然 た るス ポ ー ツカ ー と し て一 層 過 酷 な使 用 状 況 の連 続 が予 想 され 面 構 造 図 か らわ か る よ う に,180° の 位 相 で 設 けた2つ の 偏 心 輪 部 分(ク る 「コス モ ・ス ポー ツ」 の場 合 は,サ イ ドハ ウジ ン グ ラ ン ク ・ピ ン相 当)で そ れ ぞ れ ロー も冷 却 効 果 にす ぐれ た アル ミ合 金 製 と し,そ の 側 壁 摺 タ ー を さ さえ て い る。 そ こで180℃間 隔 で 点 火 され る ロ 動 面 は 熱 的 お よび 摺 接 負荷 条 件 を勘 案 して 高炭 素 鋼 と ー タ リー エ ンジ ンの 各 作 動 サ イ クル は ,こ の 出 力軸 回 モ リブ デ ン材 の 金 属 熔 射被 覆 を施 す な ど,耐 久性 確 保 転 角 で270°に わ た る とい う特 異 さか ら,2ロ に は細 心 の 留 意 を施 して あ る 。 ーターエ ンジ ンの 前 後 ロー タ ー の爆 発過 程 に は オ ーバ ー ラ ップ 図12 に摩 耗 傾 向 の実 測 例 を示 す。 ロ ー タ リ ー エ ン ジ ン(山 80 図11 本) モ リブ デ ン 高 炭素 鋼 溶 射 被 覆 層 を 採 用 した サ イ ドハ ウ ジ ン グ(東 洋 工 業) 図13 ガ ス ・オ イ ル シ ー ル エ レ メ ン ト(東 洋 工 業) 選 定 に よ っ て 完全 に解 決 され た 。 これ らカ ー ボ ン シー ル の実 用 化 に あ た つ て は,広 範 囲 の 強 度 試験 と非 破 壊 検査 に よ る品 質 管理 が行 な わ れ,信 頼性 が確 保 され て い る。 ち な み に,カ ー ボ ンシ ー ル の摩 耗 は 走 行1万 ロ当 た り0.07〜0.1mmの キ 範 囲 に あ り,ト ロ コイ ド面 ク ロー ム メ ッキ 層 の摩 耗 は ほ とん ど無 視 で き る程 小 さ い。 一方 ,NSU社 は トロ コイ ド軌 道 面 にElnisi1と 呼 ぶ プ ロセ ス を採 用 し,シ リコ ン カー バ イ ドの 粉 末 を添 加 した ニ ッケ ル メ シキ で 高硬 度 層 を確 保 し,特 殊 鋳 鉄 ア ペ ック ス シ ー ル との 組 合 わ せ で 好 結 果 を得 て い る とい われ る。 半 径 方 向 に2重 配 置 と し,ラ ビ リンス 効 果 に よ りシ ー ル 性 能 を高 めた サ イ ドシー ル に は,ア ペ ックス シ ー ル ほ どの 困 難 さ は な く,シ ー ル 断 面 形 状 の選 定 に注 意 し,シ ー ル 溝 壁 とサ イ ドハ ウ ジ ン グ側 壁 面 の問 との接 図12 サ イ ド ハ ウジ ン グ の 摩 耗10万km走 行後 (東 洋 工 業) 触 に確 実 さ を期 して あ る。 使 用 材 質 は ピス トン リン グ 鋳 鉄 で あ る。 これ ら ガス シー ル 部 分 の潤 滑 は,減 摩 作 用 と同 時 に エ ンジ ン作 動 室 を構 成 す る5つ のハ ウジ ング は お の 油 膜 を媒 体 とす る気 密 保 持 の点 か ら重 要 で あ る。 当初 お の ダ ウエ ル ピ ン,テ ン シ ョンボ ル トを併 用 した サ ン の テ ス トエ ン ジ ン で は50:1な ドイ ッチ 構 造 で 均 質 な締 付 け面 圧 を保 ち,熱 膨 脹 に対 合 油 燃 料 を用 い た り,ロ ー タ ー側 面 か らの洩 れ オ イ ル 応 させ て あ る。 量 を適 当 に コ ン トロ ール す る 方 式 な どが 用 い られ た 5. ガスシール エ ン ジ ン の ガス シ ール,と りわ け ア ペ ック ス シ ー ル い し100:1程 度 の混 が,実 用 面 にお け る不 便 さ,困 難 さか ら現 在 は 主 と し て可 変 ス トロー ク の プ ラ ンジ ャタ イ プ ・メ ー タ リ ング ンケ ル型 ロー タ リー ポ ン プ を使 用 し,エ ンジ ン回転 数 お よ び 負荷 に応 じて エ ン ジ ン の最 大 の 問題 点 で あ っ た と い え る。 す な わ 計 量 され た オイ ル を 吸気 系統 の 特 定 の場 所 か ら吸 入 さ ち,開 発 初 期 に使 用 され て い た金 属 シ ー ル で は トロ コ せ る<<分 離 給 油 シ ス テ ム>>が 採 用 され て い る。 は気 密 性,耐 久 性 の点 でNSU‑バ イ ド軌 道 面 に波 状 痕 を伴 う異 常摩 耗 を発 生 し,エ ンジ ン耐 久 性 を 限定 す る大 き な要 素 とな つ て い た 。摩 擦 振 動 に 起 因 す る この 波 状 摩 耗 は,東 洋 工 業 の 場 合,自 己 潤 滑 性 を も ち,振 動 減 衰 能 にす ぐれ た 特 殊 カ ー ボ ン シ ール 材 を開 発 し,そ れ に適 合 す る トロ コイ ド面 材 料 の 図14に は 吸気 マ ニ ホ ル ド中 に 噴 き込 まれ る メー タ リ ング オイ ル送 給 特 性 の 例 を示 す 。 これ らメ ー タ リ ン グオ イ ル を含 めた オ イ ル 消 費 率 は 平 均2,000〜3,000km/lで あ り,同 出 力 ク ラス ・4 サ イ クル レシ プ ロ エ ン ジ ン とほ ぼ同 水 準 に あ る とい え ― 「燃 料 協 会 誌 」 第48巻 第502号(1969) ― 81 て サイ ドハ ウジ ング に一 定 荷 重 で 押 しつ け られ,テ ーパ ー状 の リ ップ。 部 に よっ て オイ ル か き取 り作 用 を 行 なわ せ て い る。 こ の場 合,シ か に"O"リ ール 内外 径 面 いず れ ン グ を挿 入 し,シ ール 溝 背 隙 か らの オ イ ル 洩 れ を防 止 す る構 造 で あ る。 この 形 式 は オ イ ル シー ル が ロー ター と と も に遊 星 運 動 を行 な い な が ら,サ イ ドハ ウジ ン グの 面 を摺 動 す るた め,サ イ ドハ ウジ ン グの 平 面度,材 質 が シー ル 性 能 とシ ー ル リ ップ摩 耗 に 関連 す る困難 さは あ る もの の,構 造 が単 純 で応 用 範 囲 が広 い 特徴 が あ る。 これ に対 し,(b)はNSU社 図14 定 常 走 行 時(ト が 開発 した オ イ ル シ ー ル構 造 で ,シ ー ル は 主 と して ロー タ ー とエ キ セ ン ッ プ ギ ア)メ ー タ リン グ オ イ トリ ック ・シ ャフ トの 問 で行 な わ れ る。 シ ャフ ト偏 心 ル送 給 特 性(東 洋 工 業) 輪 部 分(A)に る。 ロー タ ー と同 心 の 円板(B)を この 円 板 外 周 構 に2枚1組 6. オ イ ル シ ー ル 一 般 に ロ ー タ ー冷 却 は そ の 内部 に潤 滑 オ イ ル の 一 部 を循 環 させ る た め,オ イ ル シ ー ル は ガ ス シー ル と と も 取 り付 け, の ピス トン リン グ(C)を 挿 入 し,ロ ー タ ー片 側 内径 面 に 張 らせ て い る。 ま た,こ の 円 板 の軸 方 向端 部 は サイ ドハ ウジ ング 内径 と 同心 で,そ の部 分 に も ピス トン リ ング(D)を 用 い サイ ド に開 発 当初 か ら解 決 の難 しい 問題 で あ つ た 。 しか し, ハ ウジ ン グ内 径 面 に張 力 を与 えて あ る。 い ま一 つ の ロ 今 日で は シー ル 性 能 が 飛 躍 的 に改 善 され,実 ー タ ー 片 側 内 径 面 に 対 して は,円 板 の 代 りに偏 心 輪 部 用上十分 な 域 に到 達 した 。 分 に 円周 構 を設 け,こ の 構 中 に2枚1組 現 用 され て い るオ イ ル シー ル 型 式 は大 別 してつ ぎ の 2型 式 に分 け られ る。 す な わ ち, (a) 挿 入 し,ロ の ピス トン リ ー タ ー 内径 面 に 張 らせ て あ る。 ロー タ ー とサ イ ドハ ウ ジ ン グ の間 で シ ール す る形 式 。 (b) ン グ(E)を これ はサ イ ドシ ール か ら洩 れ た ガ ス圧 力 で各 ピス ト ン リン グ をそ れ ぞれ の構 壁 に押 し付 け,シ ール 作 用 を 主 と して ロー タ ー とエ キ セ ン トリ ッ ク ・シ ャ フ トの間 で シ ール す る形 式4) 受 持 たせ る構 造 で あ る。 し たが つ て ピス トン リ ング に 加 わ るガ ス 圧 力 が 極 度 に高 くな る と,駆 動 抵 抗 の増 加 で,そ れ ぞれ の代 表 的 な構 造 例 を図15(a,b)に 示 す。 (a)は 東 洋 工 業 が 採 用 した オイ ル シ ール 形 式 で あ る。 ロー ター の両 側 面 に オ イ ル か き リン グ を2重 に配 置 し,そ れ ぞ れ の リ ン グ は底 に敷 かれ た波 状 バ ネ に よっ を もた ら し,ピ ス トン リン グ とそ れ ぞ れ の 構 壁 の摩 耗 が 問 題 とな る とこ ろ か ら,こ れ らシ ール リ ング に作 用 す る ガ ス圧 力 を約0.2kg/cm2以 下 に保 つ た め の リ リ ー フ弁(F)を 用いて いる 。 さ らに ガス 圧 力 が ゼ ロ と な るエ ンジ ン停 止 時,オ イ ル が ピス トン リン グ間 隙 を 通 つ て燃 焼 室 に洩 れ るの を防 止 す るに は,ロ ー タ ー 側 面 のサ イ ドシ ール 内側 に波 状 バ ネ を背 面 に使 用 した フ ェイ ス シ ール(G)を 設 け て い る。 こ う した シー ル 形 式 はサ イ ドハ ウ ジ ン グの 平 面 度 に 無 関 係 で,シ ー ル 構造 体 の 主 要 部 分 が 同 心 運 動 を行 な うた め 安 定 した 性 能 が 得 られ る反 面,構 造 が 複 雑 で サ イ ドシ ー ル を洩 れ た ガ ス圧 力 が ほ とん ど大 気 圧 に近 い サイ ドポ ー トの 吸気 方 式 を採 用 した エ ンジ ンへ の応 用 は 困難 で あ る な どの欠 点 を もつ て い る。 7. 7‑1 (a) (b) 図15 オ イ ル シ ー ル構造 冷 却 ハ ウジ ング冷 却 NSU‑バ ンケ ル 型 ロ ー タ リー エ ン ジ ン で は,各 作動 過 程 が トロ コイ ド軌 道 面 の一 定 し た場 所 で 行 なわ れ る ロ ー タ リ ー エ ン ジ ン(山 82 本) た め,燃 焼 室 付 近 の最 高 温 度 を下 げ る と と もに,ト ロ ッ トは熱 的 負荷 に 応 じて 貫 流 す る流速,流 コイ ド全 周 に沿 つ て の温 度 差 を で き る だ け少 な くす る あ る。 図17に は同 じ く東 洋 工 業 の冷 却 水 循 環 流 路 の大 要 を こ とが 重 要 で あ る。 こ の意 味 か ら冷 却 水 の流 路 設 定,あ 量 を変 え て る い は冷 却 フ ィ 示 し た。 冷 却 水 の主 流 は トロ コイ ド軌 道 面 の外 周 を軸 ン の設 定 に は細 か い 配 慮 を必 要 とす る 。 方 向 に流 れ,反 図16に 東 洋 工 業 に お け るサ イ ドハ ウジ ング切 断 面 の 一 例 を示 した 。 多数 の リブ で仕 切 られ た冷 却水 ジ ャケ 式>>で あ る。 これ ら冷 却 系 統 はサ ブ タ ン ク を使 用 した 0.9kg/cm2加 転 往 復 す る<<ア キ シ アル ・フ ロ ー方 圧 密 封 式 で,カ ー ヒ ー ター を含 め た全 容 量 は7l。 エ ン ジ ン内 部 へ の水 洩 れ 防 止,ウ ォーターポ ン プ シ ール 部 の保 護 と鳴 き防 止 の役 割 りをす るバ ー ズ リー ク ス を加 え た ロ ン グ ラ イ フ ・ク ー ラ ン トを用 い, ク ー ラ ン トの交 換 は2年 も し くは4km万 ンテ ナ ンス ラ イ フ の延 長,簡 と して メ イ 易化 をは か つ て い る。 図18は ロー タ ーハ ウジ ング が鋳 鉄 の場 合 とア ル ミ合 金 材 の場 合 に つ い て,ト ロ コイ ド面 よ り1mm離 れた 位 置 に お け る温 度分 布 の 計 測 結 果 で あ る。 最 高 温 度 部 に お い て 鋳 鉄 ハ ウジ ン グ は アル ミ合 金 材 に比 べ 約150 ℃ 高 く,す で に 潤 滑 油 膜 保 持 の 限 界 温 度 を越 え て い る。 した が つ て 運 転 条 件 の 過 酷 な エ ン ジ ン に対 し て 図16 サ イ ドハ ウ ジ ン グ ウ ォ ー タ ー ジ ャケ ッ ト構 造 (東 洋 工業) は,ア ル ミ合 金 材 ハ ウ ジ ン グが 温 度 的 に有 利 で あ る。 7‑2 ロー タ ー 冷 却 自動 車 用 エ ン ジ ンな ど比 出 力 の高 い 場 合,ロ ーター 内 部 冷 却 は油 冷 式 が 採 用 され て い る。 そ の循 環 機 構 は 図19の ご と く,ロ ー タ ー の遊 星運 動 に よつ て オイ ル に 働 く慣 性 力 の変 化 を巧 み に利 用 した もの で,自 動 的 に 循 環 排 出 させ て い る。 図20に ロー タ ー冷 却循 環 油 量 が 出 力,燃 費 にお よぼ す影 響 の 一 例 を示 す 。 最 終 的 に は ロー タ ー の 熱 変 形 や 図17 エ ン ジ ン ハ ウ ジ ン グ 冷 却 水 流 路(東 洋 工 業) ガ ス シ ー ル の 膠 着(ス テ ィ ック)を 防 止 し,オ イ ル 性 状 の 劣 化 を最 小 限 に保 ち 得 る限 界 油 温 を考 慮 しつ つ, 出 力,燃 費 の影 響 をバ ラ ンス させ るな どの 見 地 か ら循 環 油 量 が 決 定 され て い る。 またFichtel & Sachs社 で は小 型 空 冷 エ ン ジ ン に対 し,吸 入 混 合 気 に よつ て ロー ター 内 部 冷 却 を行 な い成 功 し て い る。 図21は そ の導 入 経 路 で,吸 入 混 合 気 は片 側 のサ イ ドハ ウ ジ ン グ か らロー タ ー内 部 に導 かれ,軸 図18 トロ コ イ ド軌 道 面 温 度 の比 較 図19 慣性 力変 化 を 利 用 した ロー タ ー 冷 却 ― 「燃 料 協 会 誌 」 第48巻 第502号(1969)― 図22‑(a) 83 ペ リフ ェ ラル 吸 気 ポ ー ト・2段作 動2連 式 気 化 器(NSU) 図20 ロー ター 冷 却 油 量 が 性 能 ・燃 費 に お よぼ す 影 響 図22‑(b) サ イ ド吸 気 ポ ー ト ・2段 作 動4胴 式 気 化 器(東 洋 工 業) 図21 F & S社 混合 気導 入経 路 図 方 向 に貫 流 して 反 対 側 のサ イ ドハ ウ ジ ン グ に抜 け る。 図22‑(c) コ ン ビ吸 気 ポ ー ト ・2段 作 動3胴 式 気 化 器(東 洋 工 業) した が つ て 吸 入 混 合 気 は ロー ター か ら熱 を奪 うと同 時 は常 用 軽 負 荷 運 転 用 と して の一 次 側 お よ び高 出 力 時 一 に 予 熱 され,気 化 が 促 進 され る とい う興 味 深 い構 造 で 次 側 と協 働 す る二 次 側 ガス 流 路 を構 成 し,2段 あ る。 式 気 化 器 と組 合 わ せ で あ る。 8. 吸 気 方 式 出 力 性 能 に 密 接 な 関 連 性 を もつ 吸 気 ポ ー ト配 置 に関 作動胴 図23に これ らサ イ ドポー トとペ リフエ ラル ポ ー トの ポ ー ト開 口時 間 面 積 経 過 ダイ ア グ ラ ム を示 す 。 612エ ン ジ ンで は トロ コイ ド軌 道 一 般 にペ リ フエ ラル ポ ー トは 吸 気 時 間 面 積 が 大 き 面 に開 口す るペ リフ エ ラル ポ ー トと2段 作 動2連 式 気 く,吸 入 抵 抗 が 小 さい ので 吸 入 効 率 が 高 く,か つ 有 効 化器 の組 合 わ せ を採 用 して い るの に 対 し,東 洋 工 業 の 圧 縮 比 の 向 上 が 得 られ や す い 反 面,吸 排 気 ポ ー トが 同 場 合 「コス モ ・ス ポ ー ツ 」,「フ ァ ミ リア ・ロー タ リー ・クー ペ 」 両 エ ンジ ン と も各 サ イ ドハ ウジ ング 側壁 面 時 に開 口す るポ ー ト ・オ ー バ ー ラ ップ が 大 き くな り, に 吸気 ポ ー トを設 け た サ イ ドポ ー ト方 式 で,そ れ ぞれ を生 ず る これ に対 して サ イ ドポ ー トは,吸 入 ポ ー トの し,NSU社KKM ア イ ドリ ング や部 分 負 荷 時 に運 転 の安 定 性 確 保 に難 点 ロ ー タ リ ー エ ン ジ ン(山 84 図23 本) ポ ー トタ イ ミン グ と 開 口面 積 一時 間 経 過 の比 較 開 き始 め 時 期 が 上 死 点 後 と幾 何 学 的 に遅 くな るた めオ ー バ ー ラ ップ が 小 さ く,ア イ ドリ ン グや 部 分 負 荷 性 能 は ペ リフ エ ラル ポ ー トに 比 べ て 著 し く改 善 され るが, 屈 曲 した ガ ス 流 路,ポ ー ト開 口面 積 な どか ら高 負 荷 時 の 吸 入 効 率 に制 約 を受 け る。 した が つ て基 本 的 にペ リ フエ ラル ポ ー トは高 速 高 出 力 型 エ ン ジ ン に適 し,サ イ ドポ ー トは低 速 部 分 負 荷 運 転 性 を重 視 す る エ ン ジ ン に 適 す る傾 向 を もつ とい え よ う。 む ろ ん,こ れ ら両 方 式 の長 所 を組 合 せ た コン ビポ ー ト方 式 の研 究 も す す め られ て い る(図22(c))。 この 図24 火 炎 伝 播 時 間 の バ ラ ツ キ(1,000rpm,Pe= 1.3kg/cm2)(東 洋 工 業) 方 式 は た とえ ば2段 作 動3胴 式 気 化 器 を用 い,一 次 側 が サ イ ドポ ー ト,二 次 側 がペ リフ エ ラ ル ポ ー トにつ な が つ て い る。 さ らに二 次 側 ポ ー ト近 くに は一 次 側 ス ロ ッ トル バ ル ブ と連 動 す る ポ ー トバ ル ブ が設 け られ,軽 負 荷 運 転 で は サ イ ドポ ー トと して 作 動 し,一 次 側 ス ロ ッ トル バ ル ブ が一 定 開 度 以 上 に 開 く高 負荷 時 にの み ポ ー トバ ル ブ が 開 い て 吸 入 効 率 の よい ペ リフエ ラル ポ ー トの 作 動 が 追 加 され る結 果,ア イ ド リン グか ら高 速 重 負 荷 まで の広 汎 な運 転 範 囲 で良 好 な性 能 を得 る こ とが で き る。 9. 燃 焼 東 洋 工 業 に お い て は 自動 車 用 エ ンジ ン と して最 も重 要 と考 え られ る比 出 力 の 向上 と部 分 負 荷 時 の燃 費 経 済 性 確 保 の た め 吸排 気 系統,点 火 系統 な ど燃 焼 室 を含 め た 関連 要 素 に つ い て種 々 の計 測 を行 な つ て き た 。 図24は 吸気 ポ ー ト方 式 の 相違 が 部分 負 荷 燃 焼 に お よ ぼ す 影 響 をみ るた め,イ オ ン ギ ャ ップ を用 い 燃 焼 速 度 の バ ラ ツ キ を統 計 的 に記 録 した 例 で あ る。 部 分 負 荷 時 の 燃 焼 安 定 性 に関 し,サ イ ドポ ー トはペ リフ エ ラル ポ ー トよ り好 ま しい傾 向 に あ る こ とを裏 付 け る一 例 とい え よ う。 図25に ヒー トバ ラ ンス測 定 例 を示 す 。 ま た指 圧 線 図 測 定 結 果 か らポ リ トロー プ 指 数 は,ほ ぼ 理 論値 に近 い 図25 ヒー トバ ラ ン ス(東 洋 工業) こ とが 確 認 され て い る。 点 火 プ ラ グ配 置 は 図8(b)の 横断面構造 図に み るよ う トロコイ ド短 軸 をは さん で設 け た2点 火 プ ラ グ方 式 で,そ れ ぞ れ は 独 立 した 点 火 系 統 に よつ て 点 火 され る シ ス テ ム を採 用 した 。1点 火 プ ラ グ に比 べ,燃 焼 率, ― 「燃 料 協 会 誌 」 第48巻 第502号(1969)― 85 を もつ 段 階 に到 達 した 。 冷 問始 動性 な ど を大 幅 に 向 上 させ る一 つ の 要 素 と なつ レシ プ.ロエ ン ジ ン に比 べ 本 質 的 に有 利 とされ る,軽 て い る。 とは い え,単 室 容 積490ccク 量 小 型,幅 広 い 回 転 レン ジ,振 動 騒音 な どの特 徴 を さ ラス の 燃 焼 室 は従 来 の 自動 車 用 レシ プ ロエ ンジ ンの 概 念 か らい つ て も大 きい らに生 か し,現 時 点 で なお 限 界 を究 め た とい い難 い, ほ うに属 し,ま た作 動 の特 異 さ と相 まつ て,そ の 燃 焼 低 速 域 で の ガス シー ル 性 能,燃 焼 過 程 な どの積 極 的 な 過 程 の本 質 に つ い て は な お 多 くの 不 明 確 な 点 が あ り, 改 善 を はか る な らば,名 実 と も に備 え た高 速 エ ン ジ ン 今 後 の研 究 に ま つ べ き課 題 が 残 され て い る。 と して 一 段 とそ の真 価 を発 揮 す る こ とが で き よ う。 度の濃 1) W. Froede, 文 献 SAE Paper 650722, Oct. (1965) い開 発 研 究 に よ つ て実 用 化 を 阻 む 多 くの 問題 点 をほ と 2) W. Froede, SAE Paper 680461, May (1968) ん ど解 決 し,自 動 車 用 エ ンジ ン をは じめ とす る各分 野 3) H. Keller, で レシ プ ロエ ン ジ ンに十 分 対 抗 し得 る耐 久性,信 4) G. Jungbluth, 10. 将 来の展望 NSUー バ ンケ ル型 ロー タ リー エ ンジ ンは,密 頼性 Rotary by Piston Kenichi MTZ, 26, 4, 165 (1965) MTZ, 28,9, 351, (1967) the proto-type Engine Yamamoto (Toyo Kogyo Co., Ltd.) SYNOPSIS:-Eight Wankel rotary ing NSU in their piston and Wankel, respective at an extremely merits fields gone by since and the success Today, efforts for the commercialization a total practical and of NSU- of 18 organizations, includ- use of engine the volume-production Wankel are progressing tempo. of the Wankel of portable of the Wankel Future have was announced. are continuing fields, quick Developments in the years engine engines engine developments are engine have for various been uses, remarkably or automobile progressed engines effective. of the Wankel engine are worthy of attention. especially in which the