JPH10205417A - Fuel injection device - Google Patents
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- JPH10205417A JPH10205417A JP9009818A JP981897A JPH10205417A JP H10205417 A JPH10205417 A JP H10205417A JP 9009818 A JP9009818 A JP 9009818A JP 981897 A JP981897 A JP 981897A JP H10205417 A JPH10205417 A JP H10205417A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、衝撃的高圧によ
り燃料を噴射する燃料噴射装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for injecting fuel by an impulsively high pressure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】出願人は燃料噴射装置として、特願平８
−２１９６７２号において内燃機関の燃焼室に高圧で燃
料を噴射する燃料噴射装置を提案しており、この燃料噴
射は衝撃的な高圧で噴射でき噴霧の微粒化の面で有利で
ある。このような燃料噴射装置で加圧源部分に圧電素子
あるいは磁歪素子などの衝撃的伸長素子を用いると、比
較的簡単な構造で燃料を衝撃的に高圧にでき噴霧の微粒
化を得ることができる。2. Description of the Related Art Applicants have disclosed a fuel injection device as disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
Japanese Patent No. 219672 proposes a fuel injection device for injecting fuel at a high pressure into a combustion chamber of an internal combustion engine, and this fuel injection can be injected at a shocking high pressure, which is advantageous in atomizing spray. When a shock-extending element such as a piezoelectric element or a magnetostrictive element is used as a pressurizing source in such a fuel injection device, the fuel can be shocked to a high pressure with a relatively simple structure, and atomization of spray can be obtained. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような衝撃的伸長
素子を用いた構成で、衝撃的伸長素子への電源としてバ
ッテリまたは交流電源の２種のものを特願平８−１７０
３０１号において提案した。ところで、バッテリを用い
るものでは、人力あるいは始動モータによるクランキン
グ装置を備え、このクランキング装置により内燃機関を
始動させようとすると、バッテリの容量が少なくなる
と、衝撃的伸長素子を駆動するための所定の駆動電圧に
昇圧することができず、始動が困難になる。In such a configuration using the shock-stretching element, two types of power source, a battery and an AC power source, are provided to the shock-stretching element.
No. 301 proposed. By the way, in the case of using a battery, there is provided a cranking device using human power or a starting motor. When the internal combustion engine is to be started by the cranking device, when the capacity of the battery is reduced, a predetermined value for driving the shock-extending element is required. Cannot be boosted to the driving voltage of the above, making starting difficult.
【０００４】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、バッテリを燃料噴射装置駆動用電源として用いな
くても簡単な回路構成で、所定のタイミングで始動用燃
料をエンジンに供給することで確実なエンジンの始動を
可能とする燃料噴射装置を提供することを目的とする。
さらに、バッテリの容量不足でも簡単な構成で確実にエ
ンジンの始動が可能な燃料噴射装置の電力供給装置を提
供することを目的としている。なおさらに、バッテリの
衝撃的伸長素子への電力供給量を減らすことにより、バ
ッテリの容量不足を起きにくくすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a simple circuit configuration without using a battery as a power source for driving a fuel injection device, and supplies starting fuel to an engine at a predetermined timing. It is an object of the present invention to provide a fuel injection device capable of surely starting an engine.
Still another object of the present invention is to provide a power supply device for a fuel injection device that can reliably start an engine with a simple configuration even when the battery capacity is insufficient. Still another object of the present invention is to reduce the amount of electric power supplied to the shock-stretching element of the battery, thereby making the battery less likely to have insufficient capacity.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくと
も人力のクランク手段と、点火手段を有するエンジンに
用いられ、衝撃的伸長素子に電力を供給して伸長させる
ことにより加圧室内の燃料を衝撃的に加圧し、噴射孔か
ら燃料を噴射する燃料噴射装置において、クランキング
による発電コイルからの電力を前記衝撃的伸長素子に供
給し、前記衝撃的伸長素子を伸長させた後、次の伸長ま
でに前記衝撃的伸長素子の収縮を実施し、且つ上死点近
傍において点火するようにした。これによりバッテリが
なくても人力のクランク手段でクランキングさえできれ
ば衝撃的伸長素子が伸縮して燃料を噴射し、エンジンを
起動することができる。あるいは始動モータと該始動モ
ータを駆動するバッテリを有する場合であって、バッテ
リ容量が少なくなる場合、バッテリ電力を使用すること
なく、人力のクランク手段でクランキングさえできれば
衝撃的伸長素子が伸縮して燃料を噴射し、エンジンを起
動することができる。In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the object, the invention according to claim 1 is used in an engine having at least a manual crank means and an ignition means, and comprises an impact extension element. In a fuel injection device in which the fuel in the pressurized chamber is shockedly pressurized by supplying power to the fuel cell to expand the fuel, and the fuel is injected from the injection hole, the power from the power generation coil by cranking is supplied to the shockproof expansion element. After the impact extension element was extended, the impact extension element was contracted before the next extension, and the ignition was performed near the top dead center. As a result, the shock-extending element expands and contracts, injects fuel, and can start the engine as long as cranking can be performed by a human-powered crank without a battery. Alternatively, when a starting motor and a battery for driving the starting motor are provided, and the battery capacity is reduced, the shock-elongating extension element expands and contracts as long as cranking can be performed with human-powered crank means without using battery power. Fuel can be injected to start the engine.
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１の燃料噴
射装置においてさらに、始動モータと人力のクランキン
グ手段とを有するエンジンに用いられ、電源スイッチの
入力後、始動モータの駆動に同期してバッテリからの電
力を前記衝撃的伸長素子に供給する第１駆動電源系と、
クランキング回転時の発電コイルからの電力を前記衝撃
的伸長素子に供給する第２駆動電源系と、前記バッテリ
の電圧が所定電圧以下の時前記第１駆動電源系から前記
第２駆動電源系へ切り替える切替手段とを備えることを
特徴としている。バッテリ電圧が所定電圧以下の時、第
１駆動電源系から第２駆動電源系へ切り替え、発電コイ
ルからの電力を衝撃的伸長素子に供給し、バッテリの容
量不足でも簡単な構成で確実にエンジンの始動が可能で
ある。According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection device of the first aspect, the invention is further used in an engine having a starting motor and a manual cranking means. A first drive power supply system for supplying power from the battery to the shock-stretching element;
A second drive power supply system for supplying power from the power generation coil during the cranking rotation to the shock-stretching element, and from the first drive power supply system to the second drive power supply system when the voltage of the battery is equal to or lower than a predetermined voltage. Switching means for switching. When the battery voltage is equal to or lower than a predetermined voltage, the first drive power supply system is switched to the second drive power supply system, and the power from the power generation coil is supplied to the shock-stretching element. Start is possible.
【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１の燃料噴
射装置においてさらに、始動モータと人力のクランキン
グ手段とを有するエンジンに用いられ、電源スイッチの
入力後、始動モータの駆動に同期してバッテリからの電
力を前記衝撃的伸長素子に供給する第１駆動電源系と、
クランキング回転時の発電コイルからの電力を前記衝撃
的伸長素子に供給する第２駆動電源系と、前記人力のク
ランク手段の作動を検知して前記第１駆動電源系から前
記第２駆動電源系へ切り替える切替手段とを備えること
を特徴としている。人力のクランク手段の作動を検知し
て第１駆動電源系から第２駆動電源系へ切り替え、発電
コイルからの電力を衝撃的伸長素子に供給し、バッテリ
の容量不足でも簡単な構成で確実にエンジンの始動が可
能である。According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection system of the first aspect, the invention is further applied to an engine having a starting motor and a manual cranking means. A first drive power supply system for supplying power from the battery to the shock-stretching element;
A second drive power supply system for supplying electric power from the power generation coil during the cranking rotation to the shock-elongating element, and a second drive power supply system for detecting the operation of the human-powered crank means from the first drive power supply system to the second drive power supply system And switching means for switching to Detects the operation of the manual crank means, switches from the first drive power supply system to the second drive power supply system, supplies power from the power generation coil to the shock-stretching element, and ensures the engine with a simple configuration even if the battery capacity is insufficient. Can be started.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、この発明の燃料噴射装置に
ついて説明する。図１はこの発明に係る燃料噴射装置を
適用した自動二輪車に搭載された２サイクル内燃機関の
構成図である。エンジン１は、燃焼室４３の上部を構成
するシリンダヘッド２と、燃焼室４３の筒体を構成する
シリンダブロック３と、クランク室６００を形成するク
ランクケース４とにより構成される。クランク室６００
内のクランク軸５は、クランクピン６及びピストンピン
７に連結されたコンロッド１００を介してピストン８に
連結される。クランク室６００に連通する吸気管９及び
シリンダ内の燃焼室４３に連通する排気管１１を備えて
いる。排気管１１にはマフラー６０１が接続されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a fuel injection device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a two-cycle internal combustion engine mounted on a motorcycle to which the fuel injection device according to the present invention is applied. The engine 1 includes a cylinder head 2 that forms an upper part of the combustion chamber 43, a cylinder block 3 that forms a cylinder of the combustion chamber 43, and a crankcase 4 that forms a crank chamber 600. Crank chamber 600
The inner crankshaft 5 is connected to a piston 8 via a connecting rod 100 connected to a crankpin 6 and a piston pin 7. An intake pipe 9 communicating with the crank chamber 600 and an exhaust pipe 11 communicating with the combustion chamber 43 in the cylinder are provided. A muffler 601 is connected to the exhaust pipe 11.
【０００９】また、クランク室６００と燃焼室４３と
を、掃気通路４２で連通している。吸気管９内にはスロ
ットル弁４８及びリード弁４７が設けられる。シリンダ
ヘッド２には、燃焼室４３に臨んで中央部に点火プラグ
１３が装着される。The crank chamber 600 and the combustion chamber 43 communicate with each other via a scavenging passage 42. A throttle valve 48 and a reed valve 47 are provided in the intake pipe 9. The ignition plug 13 is attached to the cylinder head 2 at the center thereof facing the combustion chamber 43.
【００１０】クランク軸５には、スタータギヤ５００が
一体回転可能に設けられ、このスタータギヤ５００に中
間ギヤ５０１を介して始動モータＭ１の出力軸５０３が
始動モ−タＭ１起動時のみ噛み合い、始動モータＭ１に
より中間ギヤ５０１、スタータギヤ５００を介してクラ
ンク軸５を強制的に回転してエンジンを始動させる。ま
た、クランク軸５には、メインギヤ５１０が一体回転可
能に設けられ、このメインギヤ５１０にドリブンギヤ５
１１が噛み合い、さらにドリブンギヤ５１１にスタータ
駆動ギヤ５１２がキックレバ−５１３回動時のみ噛み合
っている。キックレバー５１３によりスタータ駆動ギヤ
５１２が回転し、これによりドリブンギヤ５１１を介し
てクランク軸５を強制的に回転し、例えばバッテリ容量
不足時に始動モータＭ１が作動できない時等にも、キッ
クレバー５１３によりエンジン１を始動させることがで
きるようになっている。A starter gear 500 is provided on the crankshaft 5 so as to be integrally rotatable. The output shaft 503 of the starter motor M1 is engaged with the starter gear 500 via an intermediate gear 501 only when the starter motor M1 is started. Thus, the crankshaft 5 is forcibly rotated via the intermediate gear 501 and the starter gear 500 to start the engine. A main gear 510 is provided on the crankshaft 5 so as to be integrally rotatable.
The starter drive gear 512 meshes with the driven gear 511 only when the kick lever 513 rotates. The starter drive gear 512 is rotated by the kick lever 513, thereby forcibly rotating the crankshaft 5 via the driven gear 511. For example, even when the starting motor M1 cannot be operated when the battery capacity is insufficient, the kick lever 513 allows the engine to operate. 1 can be started.
【００１１】シリンダヘッド２には、燃焼室４３に臨ん
で、燃料噴射ユニット４４が設けられる。この燃料噴射
ユニット４４は、後述の実施の形態における高圧発生装
置１６とインジェクタ１４とを一体に構成したものであ
り、衝撃的高圧波を利用して燃料を噴射する。The cylinder head 2 is provided with a fuel injection unit 44 facing the combustion chamber 43. The fuel injection unit 44 is configured such that the high-pressure generator 16 and the injector 14 in an embodiment described later are integrated, and injects fuel by using a high-pressure shock wave.
【００１２】この燃料噴射ユニット４４は、燃料供給パ
イプ２１を介して、燃料噴射ユニット４４より高い位置
に設けた上部に不図示のブリーザ穴を設けた気液分離フ
ロート室４６に連通する。この気液分離フロート室４６
は、液面を一定とするためのフロート式弁４６ａ、燃料
コック１９Ａ及びフィルタ２０を介して、燃料タンク２
２に連通する。燃料噴射ユニット４４は、制御回路１８
に連結され、さらに電源回路４５に接続される。なお、
この燃料噴射ユニット４４は、図１の一点鎖線で示した
ように、シリンダブロック３の側壁面あるいは吸気管９
に設けてもよい。The fuel injection unit 44 communicates via a fuel supply pipe 21 with a gas-liquid separation float chamber 46 provided with a breather hole (not shown) at an upper portion provided above the fuel injection unit 44. This gas-liquid separation float chamber 46
Is connected to a fuel tank 2 via a float valve 46a for keeping the liquid level constant, a fuel cock 19A and a filter 20.
Connect to 2. The fuel injection unit 44 includes the control circuit 18
And further connected to a power supply circuit 45. In addition,
As shown by the dashed line in FIG. 1, the fuel injection unit 44 is provided on the side wall surface of the cylinder block 3 or the intake pipe 9.
May be provided.
【００１３】この構成により、燃料噴射ユニット４４内
の不図示の加圧室、噴射通路、弁手段の気泡は、エンジ
ン１停止中にエア抜きパイプ２３へ入り、気液分離フロ
ート室４６方向に浮力により移動する。気泡が加圧室に
入るのは、弁手段より噴射通路が上位にあり、噴射通路
より加圧室が上位にあるからである。また、気泡が加圧
室からエア抜きパイプ２３へ入るのは、エア抜きパイプ
２３の加圧室側開口が、加圧室の上部にあるからであ
る。エア抜きパイプ２３の加圧室側開口が、燃料供給パ
イプ２１端部の不図示の導入ポートより上位にあると、
確実にエア抜きパイプ２３内へ気泡を導くことができ
る。一方、燃料供給パイプ２１中の気泡は、エンジン１
停止中に浮力により気液分離フロート室４６内に移動す
る。With this configuration, air bubbles in the pressurizing chamber, the injection passage, and the valve means (not shown) in the fuel injection unit 44 enter the air vent pipe 23 when the engine 1 is stopped, and float in the direction of the gas-liquid separation float chamber 46. Move by. The bubbles enter the pressurized chamber because the injection passage is higher than the valve means and the pressurized chamber is higher than the injection passage. The air bubbles enter the air vent pipe 23 from the pressurizing chamber because the opening of the air vent pipe 23 on the pressurizing chamber side is above the pressurizing chamber. When the pressure chamber side opening of the air release pipe 23 is higher than the introduction port (not shown) at the end of the fuel supply pipe 21,
Air bubbles can be reliably introduced into the air release pipe 23. On the other hand, air bubbles in the fuel supply pipe 21
During the stop, it moves into the gas-liquid separation float chamber 46 by buoyancy.
【００１４】エンジン１運転中は、燃料噴射ユニット４
４が作動し、衝撃的高圧波発生による噴射、噴射により
加圧室に発生する負圧と気液分離フロート室４６の燃料
油面によるヘッド（正圧）とによる加圧室への燃料移動
とが交互に連続して発生する。加圧室への燃料移動時、
エア抜きパイプ２３内の加圧室寄り部分に気泡がある
と、気泡が再び加圧室内に戻ることになるので、エア抜
きパイプ２３内に気液分離フロート室４６方向のみに流
れを許容する逆止弁を配置すると、エンジン１運転中に
も確実にエア抜きができる。衝撃的高圧波は、発生面の
法線方向に強い指向性があるので、燃料噴射時のエア抜
きパイプ２３内への燃料押し出し量（噴射洩れ量）は僅
かである。この僅かなエア抜きパイプ２３内への燃料押
し出し作用により、エア抜きパイプ２３内の気泡は確実
に気液分離フロート室４６へ移動し分離される。なお、
燃料噴射時の燃料供給パイプ２１内への燃料押し戻し量
（燃料洩れ量）は僅かではあるが、燃料供給パイプ２１
内に加圧室方向のみに流れを許容する逆止弁を配置する
と、噴射洩れ量を少なくできる。During operation of the engine 1, the fuel injection unit 4
4 operates, and the fuel is transferred to the pressurizing chamber by the injection due to the generation of the shocking high-pressure wave, the negative pressure generated in the pressurizing chamber by the injection, and the head (positive pressure) by the fuel oil level of the gas-liquid separation float chamber 46. Occur alternately and continuously. When transferring fuel to the pressurized chamber,
If air bubbles are present near the pressurized chamber in the air release pipe 23, the air bubbles will return to the pressurized chamber again. Therefore, a reverse flow allowing only the gas-liquid separation float chamber 46 flow in the air release pipe 23. By arranging the stop valve, air can be reliably released even while the engine 1 is operating. Since the shocking high-pressure wave has strong directivity in the normal direction of the generation surface, the amount of fuel pushed out into the air vent pipe 23 during fuel injection (the amount of fuel leakage) is small. Due to the slight action of pushing the fuel into the air vent pipe 23, the air bubbles in the air vent pipe 23 are surely moved to the gas-liquid separation float chamber 46 and separated. In addition,
Although the amount of fuel pushed back into the fuel supply pipe 21 during fuel injection (the amount of fuel leakage) is small, the fuel supply pipe 21
If a check valve that allows a flow only in the direction of the pressurizing chamber is arranged inside, the amount of injection leakage can be reduced.
【００１５】また、燃料供給パイプ２１に燃料ポンプ１
９Ｂを設けることができ、エア抜きパイプ２３に所定圧
（衝撃的高圧より低い圧力）以上で開となる調圧弁１０
１を設ける。この場合には気液分離フロート室４６は、
廃止し、燃料コック１９Ａと燃料ポンプ１９Ｂを燃料供
給パイプ２１で連結する。Further, the fuel pump 1 is connected to the fuel supply pipe 21.
9B, and a pressure regulating valve 10 which is opened at a predetermined pressure (lower than a shocking high pressure) or more in the air vent pipe 23.
1 is provided. In this case, the gas-liquid separation float chamber 46 is
The fuel cock 19A and the fuel pump 19B are connected by a fuel supply pipe 21.
【００１６】この実施の形態のエンジン１ではさらに、
オイルを供給するためにオイル噴射装置を用いている。
４９はオイル噴射ユニットであり、後述の実施の形態の
高圧発生装置１６が用いられる。このオイル噴射ユニッ
ト４９からオイル配管５３、５４を介してインジェクタ
５５からクランク室６００及びシリンダ内にオイルが噴
射される。オイル噴射ユニット４９にはストレーナ５２
を介してオイルタンク５１からオイルポンプ５０により
オイルが供給される。このオイル噴射ユニット４９は、
後述の各実施の形態と同様に、高圧発生源を有し、衝撃
的高圧によりインジェクタ５５からオイルを噴射するも
のであり、その構成や衝撃的高圧波の発生原理や作用及
び噴射動作は、後述の前記各実施の形態と同じである。
なお、加圧室には一つの衝撃的高圧発生部に対向した位
置にオイル配管５３に各々連通する複数の潤滑油吐出ポ
ートが設けられる。このオイル噴射装置にも、上記した
ようなエア抜き手段を配置することにより、簡単にエア
抜きが可能となる。In the engine 1 of this embodiment,
An oil injection device is used to supply oil.
Reference numeral 49 denotes an oil injection unit, which uses the high-pressure generator 16 of an embodiment described later. Oil is injected from the oil injection unit 49 into the crank chamber 600 and the cylinder from the injector 55 via the oil pipes 53 and 54. The oil injection unit 49 includes a strainer 52
The oil is supplied from the oil tank 51 by the oil pump 50 via the. This oil injection unit 49 is
As in the embodiments described later, it has a high-pressure generating source and injects oil from the injector 55 by a shocking high pressure, and its configuration, generation principle and action of the shocking high-pressure wave, and the injection operation will be described later. This is the same as the above embodiments.
The pressurizing chamber is provided with a plurality of lubricating oil discharge ports each of which communicates with the oil pipe 53 at a position facing one shocking high-pressure generating section. By arranging the above-described air bleeding means also in this oil injection device, air bleeding can be easily performed.
【００１７】図２は燃料噴射ユニットの詳細構成図であ
る。この実施の形態では、燃料噴射ユニット４４は、高
圧発生装置１６とインジェクタ１４が、一体にユニット
に形成され、この燃料噴射ユニット４４は、燃料噴射の
応答性がよく、かつコンパクトな構造になっている。イ
ンジェクタ１４は、先端に噴射孔４１が形成されたケ−
ス本体２４を有し、この噴射孔４１に弁２５が装着され
る。弁２５はスプリング２６により常に閉方向に付勢さ
れる。このインジェクタ１４には、ケース２００を介し
て高圧発生装置１６の本体３１に接続され一体になって
いる。このインジェクタ１４に、衝撃的高圧波が伝播し
てくると、弁２５の内側面に衝突しさらに昇圧する。そ
して、そのエネルギーにより、スプリング２６に抗して
弁２５が押し開かれ、燃料が噴射される。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the fuel injection unit. In this embodiment, in the fuel injection unit 44, the high-pressure generator 16 and the injector 14 are integrally formed as a unit, and the fuel injection unit 44 has a good fuel injection response and a compact structure. I have. The injector 14 has a casing having an injection hole 41 formed at the tip.
The injection port 41 has a valve 25 mounted thereon. The valve 25 is always biased in the closing direction by a spring 26. The injector 14 is connected to the main body 31 of the high-pressure generator 16 via a case 200 and is integrated therewith. When a shocking high-pressure wave propagates through the injector 14, the high-pressure wave collides with the inner surface of the valve 25, and the pressure is further increased. The valve 25 is pushed and opened against the spring 26 by the energy, and fuel is injected.
【００１８】高圧発生装置１６は、本体３１の内部に加
圧室３２が形成される。この加圧室３２の一方の端部側
に、衝撃的伸長素子１７ａ及びプランジャ１７ｂ等を含
むもので構成される衝撃的高圧発生源１７が装着され、
加圧室３２内に衝撃的高圧波を発生させ加圧室３２内の
燃料に衝撃的圧力を付与する。プランジャ１７ｂは、衝
撃的伸長素子１７ａの断面より大きい衝撃的加圧面１７
ｂ１を有し、プランジャ１７ｂは、衝撃的伸長素子１７
ａと別部品であり、衝撃的伸長素子１７ａの燃料側端部
に圧入固定して設けられる。衝撃的伸長素子１７ａは、
例えば圧電素子、磁歪素子、圧電素子と磁歪素子を直列
にあるいは並列に連結したもの等で構成される。The high-pressure generator 16 has a pressurizing chamber 32 formed inside a main body 31. On one end side of the pressurizing chamber 32, an impact high-pressure source 17, which includes an impact extension element 17a and a plunger 17b, is mounted.
An impulsive high-pressure wave is generated in the pressurizing chamber 32 to apply impressive pressure to the fuel in the pressurizing chamber 32. The plunger 17b has an impact pressure surface 17 larger than the cross section of the impact extension element 17a.
b1 and the plunger 17b
This is a separate component from a, and is press-fitted and fixed to the fuel-side end of the shock-elongating element 17a. The shock-elongating element 17a is
For example, it is composed of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a piezoelectric element and a magnetostrictive element connected in series or in parallel, and the like.
【００１９】また、プランジャ１７ｂの外周には環状の
凹部１７ｂ２が形成され、この凹部１７ｂ２に衝撃的伸
長素子１７ａ側と加圧室３２とを区画するシール部材１
０２を備えている。シール部材１０２はＯリングやメカ
ニカルシールで構成され、シール部材１０２の位置は、
プランジャ１７ｂの途中部に設けられる。シール部材１
０２としてＯリングやメカニカルシールを用いること
で、衝撃的伸長素子１７ａを燃料より隔離でき、燃料中
に極く僅かに含まれる水分や空気による腐食を防止でき
る。また、プランジャ１７ｂのストローク長は、衝撃的
伸長素子１７ａのストロークや変形量に対して十分確保
でき、反力は燃料圧と摩擦力によるもので余分な力は掛
からない。また、ケースである筒状の本体３１が熱変形
を起こした場合でも作動ストロークの変位量は衝撃的伸
長素子１７ａの変位だけとなるため計量精度には影響し
ない。また、加圧室３２の形状の自由度が高く、しかも
エアが溜りにくい。なお、この実施の形態においては、
加圧室内壁３２ａを漏斗状にしている。An annular concave portion 17b2 is formed on the outer periphery of the plunger 17b, and the seal member 1 for partitioning the impact expansion element 17a side and the pressurizing chamber 32 into the concave portion 17b2.
02. The seal member 102 is configured by an O-ring or a mechanical seal, and the position of the seal member 102 is
It is provided in the middle of the plunger 17b. Seal member 1
By using an O-ring or a mechanical seal as 02, the shock-elongating element 17a can be isolated from the fuel, and corrosion due to moisture or air contained in the fuel very slightly can be prevented. Further, the stroke length of the plunger 17b can be sufficiently ensured with respect to the stroke and the amount of deformation of the impact extension element 17a, and the reaction force is due to the fuel pressure and the frictional force, so that no extra force is applied. Further, even when the cylindrical main body 31 as a case undergoes thermal deformation, the displacement amount of the working stroke is only the displacement of the shock-elongating element 17a, and thus does not affect the measurement accuracy. In addition, the degree of freedom of the shape of the pressurizing chamber 32 is high, and the air hardly accumulates. In this embodiment,
The inner wall 32a of the pressurized chamber has a funnel shape.
【００２０】この加圧室内燃料に対する衝撃高圧波を付
与する衝撃的加圧面１７ｂ１に対向する側の加圧室内壁
３２ａの端部に加圧室３２に臨んで燃料吐出ポート３３
が開口する。この燃料吐出ポート３３は、インジェクタ
１４に連通する。The fuel discharge port 33 faces the pressurizing chamber 32 at the end of the pressurizing chamber wall 32a on the side facing the shocking pressurizing surface 17b1 for applying a high-pressure shock wave to the pressurizing chamber fuel.
Opens. This fuel discharge port 33 communicates with the injector 14.
【００２１】衝撃的高圧発生源１７の衝撃的伸長素子１
７ａは、端部を締め上げるナット４０３によりケース４
００に固定されている。４０１はナット締め上げ時の衝
撃的伸長素子１７ａの回り止めである。衝撃的高圧発生
源１７は、ケース４００を介して高圧発生装置１６の本
体３１に接続され一体になっている。衝撃的伸長素子１
７ａは、リード線３０により制御回路１８（図１）に連
結される。衝撃的高圧発生源１７の衝撃的加圧面１７ｂ
１に直交する筒状の本体３１の側面、即ち、高圧波が伝
播する進行方向に対する直角な側面には、燃料導入ポー
ト３５が加圧室３２に臨んで開口する。この燃料導入ポ
ート３５には前述の燃料ポンプ１９Ｂ（図１）に連通す
る燃料供給パイプ２１が接続される。燃料導入ポート３
５の近傍上流部にはスプリングでバックアップされた逆
止弁２１ａが配置され、エア抜きパイプ２３の上流側端
部には、調圧弁２３ａが配置されている。The shock extension element 1 of the shock high pressure source 17
7a is a case 4 with a nut 403 for tightening the end.
00 is fixed. Reference numeral 401 denotes a stopper for preventing the impact extension element 17a from rotating when the nut is tightened. The shock high voltage source 17 is connected to the main body 31 of the high voltage generator 16 via the case 400 and is integrated therewith. Shock extension element 1
7a is connected by a lead 30 to the control circuit 18 (FIG. 1). Impact pressure surface 17b of impact high pressure source 17
A fuel introduction port 35 opens on the side surface of the cylindrical main body 31 orthogonal to 1, that is, on the side surface perpendicular to the traveling direction in which the high-pressure wave propagates, facing the pressurizing chamber 32. The fuel supply port 21 is connected to the fuel supply pipe 21 communicating with the fuel pump 19B (FIG. 1). Fuel introduction port 3
A check valve 21a backed up by a spring is disposed at an upstream portion near the position 5, and a pressure regulating valve 23a is disposed at an upstream end of the air release pipe 23.
【００２２】このような構成の燃料噴射装置において、
加圧室３２内に燃料を充填した状態で、衝撃的高圧発生
源１７の衝撃的伸長素子１７ａに駆動電圧を印加するあ
るいは駆動電流を供給し始めると、衝撃的伸長素子１７
ａが形状変化する瞬間に衝撃的高圧波が発生する。この
衝撃的高圧波は、衝撃的加圧面１７ｂ１側からその衝撃
的加圧面１７ｂ１に対し直角方向に、加圧室３２の反対
面側の対向する位置の燃料吐出ポート３３に向かって瞬
時に伝播する。この圧力波が加圧室３２内を進行中に加
圧室の側面に開口する燃料導入ポート３５を通過する
が、この燃料導入ポート３５の開口方向は高圧波の進行
方向に対し直角方向であるため、これを瞬時に通過し高
圧波の圧力は、燃料導入ポート３５内の燃料及びこれに
連通する燃料供給パイプ２１内の燃料に対し実質上何等
作用せず、高圧波のエネルギーはほとんど消費されな
い。衝撃的高圧発生源１７の衝撃的加圧面１７ｂ１から
発せられ、漏斗状の加圧室内壁３２ａにより集められ、
さらに昇圧した衝撃的高圧波は、この面に唯一形成され
た燃料吐出ポート３３内に進入し、インジェクタ１４に
向かって伝播する。インジェクタ１４に到達した衝撃的
高圧波は、スプリング２６に抗して弁２５を開き噴射孔
４１から高圧燃料を噴射させる。エア抜きパイプ２３
は、高圧発生装置１６の加圧室３２と気液分離手段であ
る燃料タンク２２を連通させ、加圧室３２までの広い範
囲の気泡を排出することができる。In the fuel injection device having such a configuration,
When the driving voltage is applied or the driving current is started to be supplied to the shock expanding element 17a of the shock high pressure source 17 while the pressurizing chamber 32 is filled with the fuel, the shock expanding element 17
An instantaneous high-pressure wave is generated at the moment when a changes shape. This shock high-pressure wave instantaneously propagates from the shock pressing surface 17b1 side in a direction perpendicular to the shock pressing surface 17b1 toward the fuel discharge port 33 on the opposite surface side of the pressing chamber 32. . This pressure wave passes through the fuel introduction port 35 opening on the side surface of the pressurization chamber while traveling in the pressurization chamber 32, and the opening direction of the fuel introduction port 35 is perpendicular to the traveling direction of the high pressure wave. Therefore, the pressure of the high-pressure wave that passes through it instantaneously has substantially no effect on the fuel in the fuel introduction port 35 and the fuel in the fuel supply pipe 21 communicating therewith, and the energy of the high-pressure wave is hardly consumed. . Emitted from the impulsive pressurizing surface 17b1 of the impulsive high-pressure source 17 and collected by the funnel-shaped pressurized interior wall 32a,
The shocked high-pressure wave that has further been boosted enters the fuel discharge port 33 formed solely on this surface, and propagates toward the injector 14. The shocking high-pressure wave that has reached the injector 14 opens the valve 25 against the spring 26 and injects high-pressure fuel from the injection hole 41. Air release pipe 23
The pressurized chamber 32 of the high-pressure generator 16 communicates with the fuel tank 22 serving as a gas-liquid separation unit, and a wide range of bubbles up to the pressurized chamber 32 can be discharged.
【００２３】図３乃至図８は電力供給装置とその特徴を
示し、図３はエンジンに備えられる発電機の断面図、図
４は図３のIV-IV線に沿う断面図、図５は電力供給装置
の回路図、図６は時間とエンジン回転速度との関係を示
す図、図７はエンジン回転速度と発電電圧との関係を示
す図、図８は駆動系切替時のバッテリ電圧を示す図であ
る。3 to 8 show a power supply device and its features, FIG. 3 is a sectional view of a generator provided in the engine, FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between time and engine speed, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between engine speed and power generation voltage, and FIG. 8 is a diagram showing battery voltage when the drive system is switched. It is.
【００２４】エンジン１のクランクケース４とシリンダ
ブロック３に軸受５ａを介してクランク軸５が回動可能
に軸支されている。クランク軸５の先端部には、発電機
６０が配置されている。発電機６０のフライホイール６
１がクランク軸５の先端部にキー６２を介して係合さ
れ、さらにナット６３により締付固定してフライホイー
ル６１がクランク軸５と一体回転可能になっている。フ
ライホイール６１の内側には、永久磁石６４が取り付け
られている。A crankshaft 5 is rotatably supported by a crankcase 4 and a cylinder block 3 of the engine 1 via a bearing 5a. A generator 60 is arranged at the tip of the crankshaft 5. Flywheel 6 of generator 60
1 is engaged with the tip of the crankshaft 5 via a key 62, and further fastened and fixed by a nut 63 so that the flywheel 61 can rotate integrally with the crankshaft 5. A permanent magnet 64 is attached inside the flywheel 61.
【００２５】クランクケース４とシリンダブロック３の
端面には、絶縁プレート６５を介してエンジン１の点火
用発電コイルＬ１と、衝撃的伸長素子駆動用発電コイル
Ｌ２と、バッテリ充電用発電コイルＬ１０が取り付けら
れている。点火用発電コイルＬ１、衝撃的伸長素子駆動
用発電コイルＬ２及びバッテリ充電用発電コイルＬ１０
は、フライホイール６１の内側に固着された永久磁石６
４に対向して位置している。点火用発電コイルＬ１から
発電され、ダイオードＤ１で直流にされて、その電荷は
点火コンデンサＣ１に充電され、点火スイッチを構成す
る点火用サイリスタＳＣＲ１のＯＮで点火コイル６８に
より高電圧を発生され、エンジン１に設けた点火プラグ
１３をスパークさせる。An ignition power generation coil L1, a power generation coil L2 for driving an impact extension element, and a power generation coil L10 for charging a battery are attached to the end surfaces of the crankcase 4 and the cylinder block 3 via an insulating plate 65. Have been. Generating coil L1 for ignition, generating coil L2 for driving the shock-elongating element, and generating coil L10 for charging the battery
The permanent magnet 6 fixed inside the flywheel 61
4. Electric power is generated from the ignition power generation coil L1, converted into a direct current by the diode D1, the electric charge is charged to the ignition capacitor C1, and a high voltage is generated by the ignition coil 68 when the ignition thyristor SCR1 constituting the ignition switch is turned on. The spark plug 13 provided in 1 is sparked.
【００２６】フライホイール６１の開口側の外周には、
磁性体である鉄製のサイリスタ起動コイル発電突起６９
が設けられ、このサイリスタ起動コイル発電突起６９に
対向して残留磁気を有する磁芯を配した点火サイリスタ
起動コイルＬ３が設けられ、該点火サイリスタ起動コイ
ルＬ３にサイリスタ起動コイル発電突起６９が接近する
ことにより、点火サイリスタ起動コイルＬ３が起電され
点火信号が生み出される。この点火サイリスタ起動コイ
ルＬ３の点火信号により点火用サイリスタＳＣＲ１がＯ
Ｎする。On the outer periphery of the flywheel 61 on the opening side,
Magnetic thyristor starting coil power generation projection 69 made of iron
An ignition thyristor activation coil L3 having a magnetic core having residual magnetism is provided opposite to the thyristor activation coil power generation projection 69, and the thyristor activation coil power generation projection 69 approaches the ignition thyristor activation coil L3. As a result, the ignition thyristor starting coil L3 is electromotive and an ignition signal is generated. The ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3.
N.
【００２７】点火サイリスタ起動コイルＬ３は、固定ベ
ース８１に取り付けられ、固定ベース８１は、クランク
ケース４とシリンダブロック３に設けられた絶縁リング
８２に固定されている。また、発電手段を構成する衝撃
的伸長素子駆動用発電コイルＬ２から発電され、ダイオ
ードＤ２で直流に変換され、これらで直流電源を構成し
ており、電荷は衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２に充
電される。衝撃的伸長素子充電用コンデンサＣ２と、燃
料噴射ユニット４４の衝撃的伸長素子１７ａとの間に、
充電スイッチとしての衝撃的伸長素子充電用サイリスタ
ＳＣＲ２、抵抗Ｒ１及び切替手段を構成する切替リレー
ＲＬ１，ＲＬ２が接続され、図５に示すように、直流電
源の正極から衝撃的伸長素子１７ａの正極、衝撃的伸長
素子１７ａを介して衝撃的伸長素子１７ａの負極、この
衝撃的伸長素子１７ａの負極から直流電源の負極に到る
第１の閉回路Ｋ１を形成している。但し、第１の閉回路
Ｋ１内の衝撃的伸長素子１７ａは直流的には絶縁された
コンデンサを構成している。すなわち、第１の閉回路Ｋ
ｌには充電開始から充電終了までの間電流が流れるが、
充電完了後においては電圧は付加されてはいるが、衝撃
的伸長素子１７ａを通過して電流は流れない。The ignition thyristor starting coil L3 is attached to a fixed base 81, and the fixed base 81 is fixed to an insulating ring 82 provided on the crankcase 4 and the cylinder block 3. In addition, power is generated from the shock generating element driving coil L2 constituting the power generation means, converted into DC by the diode D2, and constitutes a DC power supply. These charges are charged in the shock expanding element charging capacitor C2. You. Between the shock-extending element charging capacitor C2 and the shock-extending element 17a of the fuel injection unit 44,
A thyristor SCR2 for charging an impact extension element as a charging switch, a resistor R1, and switching relays RL1 and RL2 constituting switching means are connected, and as shown in FIG. 5, from the positive electrode of the DC power supply to the positive electrode of the impact extension element 17a, A first closed circuit K1 extending from the negative electrode of the shock-elongating element 17a to the negative electrode of the DC power supply is formed via the shock-elongating element 17a. However, the shock-stretching element 17a in the first closed circuit K1 constitutes a DC-insulated capacitor. That is, the first closed circuit K
Although a current flows through l from the start of charging to the end of charging,
After the charging is completed, the voltage is applied, but no current flows through the shock-extending element 17a.
【００２８】また、衝撃的伸長素子１７ａとアースとの
間に放電スイッチとしての衝撃的伸長素子放電用サイリ
スタＳＣＲ３、抵抗Ｒ２が接続され、図５に示すよう
に、第１の閉回路Ｋ１と並列に、衝撃的伸長素子１７ａ
の正極と負極を結ぶ第２の閉回路Ｋ２を形成している。A thyristor SCR3 for discharging a shock-stretching element as a discharge switch and a resistor R2 are connected between the shock-stretching element 17a and the ground, and are connected in parallel with the first closed circuit K1 as shown in FIG. The shock-elongating element 17a
To form a second closed circuit K2 connecting the positive electrode and the negative electrode.
【００２９】衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９が接近すること
により、発電しクランク位置検出手段Ｓ２を構成する衝
撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４からの充電
信号によりＯＮする。また、衝撃的伸長素子放電用サイ
リスタＳＣＲ３は、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が接近することにより、発電しクランク位置検出手段Ｓ
３を構成する衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイル
Ｌ５からの放電信号によりＯＮする。このように、第１
の閉回路Ｋ１の途中に、放電スイッチを構成する衝撃的
伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３のオフより先行して
所定クランク角においてオンする充電スイッチを構成す
る衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２を配置して
いるが、直流電源そのものを所定のクランク角範囲のみ
電力を供給し、放電スイッチを構成する衝撃的伸長素子
放電用サイリスタＳＣＲ３は、充電スイッチを構成する
衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２がオンした後
にオンするようにし、充電スイッチを構成する衝撃的伸
長素子充電用サイリスタＳＣＲ２は、少なくとも放電ス
イッチを構成する衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣ
Ｒ３オフより以前にオフするように構成してもよい。Thyristor SCR2 for charging a shock-extending element
Is turned on by the charging signal from the shock-extending element charging thyristor starting coil L4 which generates electric power when the thyristor starting coil power generation protrusion 69 approaches and which constitutes the crank position detecting means S2. Further, the thyristor SCR3 for discharging the shock-elongating element is provided with a thyristor starting coil power generation projection 69.
When the vehicle approaches, power is generated and the crank position detecting means S
3 is turned on by a discharge signal from the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5 constituting the third element. Thus, the first
Is arranged in the middle of the closed circuit K1, a shock-extending element charging thyristor SCR2 forming a charging switch which is turned on at a predetermined crank angle prior to turning off of the shock-expanding element discharging thyristor SCR3 forming a discharging switch. However, the DC power supply itself supplies power only within a predetermined crank angle range, and the thyristor SCR3 for discharging the shock-extending element constituting the discharge switch is turned on after the thyristor SCR2 for charging the shock-extending element constituting the charge switch is turned on. The thyristor SCR2 for charging the shock-extending element constituting the charging switch is turned on, and the thyristor SC for discharging the shock-extending element constituting at least the discharging switch
It may be configured to turn off before R3 turns off.
【００３０】なお、衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳ
ＣＲ２を流れる電流は、衝撃的伸長素子１７ａへの充電
が完了すると停止する。且つ、サイリスタ起動コイル発
電突起６９は、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５に接近する前に、衝撃的伸長素子充電サイリスタ
起動コイルＬ４より離間する。これにより、衝撃的伸長
素子充電用サイリスタＳＣＲ２はオフ状態となる。その
後、サイリスタ起動コイル発電突起６９が衝撃的伸長素
子放電サイリスタ起動コイルＬ５に接近し、衝撃的伸長
素子放電サイリスタＳＣＲ３がオンとなる。そして、衝
撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３を流れる電流
は、衝撃的伸長素子１７ａからの放電が完了すると停止
する。且つ、サイリスタ起動コイル発電突起６９は、再
び衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４に接近
する遥か前に、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５より離間する。これにより、衝撃的伸長素子放電
用サイリスタＳＣＲ３はオフ状態となる。なおさらに、
サイリスタ起動コイル発電突起６９を磁性体の一種であ
る永久磁石で構成しても良い。この場合、各コイルＬ
３，Ｌ４，Ｌ５の鉄心を残留磁気のないものとしても良
い。The thyristor S for charging the shock-extending element
The current flowing through CR2 stops when the charging of the shock-elongating element 17a is completed. In addition, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element charging thyristor activation coil L4 before approaching the impact extension element discharge thyristor activation coil L5. Thereby, the thyristor SCR2 for charging the shock-elongating element is turned off. Thereafter, the thyristor starting coil power generation projection 69 approaches the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5, and the shock-elongating element discharge thyristor SCR3 is turned on. Then, the current flowing through the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 stops when the discharge from the shock-elongating element 17a is completed. Further, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element discharge thyristor activation coil L5 long before approaching the impact extension element charging thyristor activation coil L4 again. As a result, the thyristor SCR3 for discharging a shocking extension element is turned off. Still further,
The thyristor starting coil power generation projection 69 may be formed of a permanent magnet which is a kind of magnetic material. In this case, each coil L
The cores 3, 3, 4 and 5 may have no residual magnetism.
【００３１】衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル
Ｌ４と、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９に対向して固定
ベース８１に取り付けられている。衝撃的伸長素子充電
サイリスタ起動コイルＬ４と、衝撃的伸長素子放電サイ
リスタ起動コイルＬ５は、所定間隔を隔てて配置され、
この所定間隔が充電と放電の時間間隔を設定している。The shock extension element charging thyristor activation coil L4 and the shock extension element discharge thyristor activation coil L5
Are mounted on the fixed base 81 so as to face the thyristor starting coil power generation projection 69. The shock-elongating element charging thyristor starting coil L4 and the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5 are arranged at a predetermined interval,
This predetermined interval sets the time interval between charging and discharging.
【００３２】切替リレーＲＬ１，ＲＬ２は、検知センサ
ー７５０の信号に基づき制御回路１８により切替制御さ
れる。制御回路１８は、メインスイッチＳＷ１を介して
電源回路４５に接続される。電源回路４５は、ダイオー
ドＤ１０、バッテリＥ１及びバッテリ充電用発電コイル
Ｌ１０を有し、メインスイッチＳＷ１をＯＮした状態で
スタータスイッチＳＷ２をＯＮすると、始動モータＭ１
が駆動される。The switching of the switching relays RL1 and RL2 is controlled by the control circuit 18 based on the signal of the detection sensor 750. The control circuit 18 is connected to the power supply circuit 45 via the main switch SW1. The power supply circuit 45 includes a diode D10, a battery E1, and a battery charging power generation coil L10. When the starter switch SW2 is turned on while the main switch SW1 is turned on, the start motor M1 is turned on.
Is driven.
【００３３】切替リレーＲＬ１は、接点ａ１の一方がダ
イオードＤ２に、他方が衝撃的伸長素子充電用サイリス
タＳＣＲ２に接続され、コイルｂ１の一方が制御回路１
８に、他方がアースに接続されている。メインスイッチ
ＳＷ１がＯＮすると、制御回路１８によりコイルｂ１に
電流が流れ接点ａ１を開き、バッテリ電圧が所定電圧以
下に低下すると、制御回路１８はコイルｂ１に流れる電
流を遮断し、接点ａ１を閉じる。この切替リレーＲＬ１
の接点ａ１が閉じるバッテリ電圧は、図８に示すように
Ｖ１〜Ｖ２の範囲に設定されている。Ｖｌ〜Ｖ２の範囲
はＶ３〜Ｖ４の範囲より高電圧域にあり、バッテリ電圧
が低下する時、切替リレーＲＬｌと切替リレーＲＬ２の
両方が開状態となることがないようにしている。In the switching relay RL1, one of the contacts a1 is connected to the diode D2, the other is connected to the thyristor SCR2 for charging the shock-stretching element, and one of the coils b1 is connected to the control circuit 1
At 8, the other is connected to ground. When the main switch SW1 is turned on, a current flows through the coil b1 by the control circuit 18 to open the contact a1, and when the battery voltage falls below a predetermined voltage, the control circuit 18 cuts off the current flowing through the coil b1 and closes the contact a1. This switching relay RL1
The battery voltage at which the contact a1 is closed is set in the range of V1 to V2 as shown in FIG. The range of Vl to V2 is in a higher voltage range than the range of V3 to V4, so that when the battery voltage decreases, both the switching relay RLl and the switching relay RL2 are not opened.
【００３４】切替リレーＲＬ２は、接点ａ２の一方がＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ７００に、他方が接点ａ１と衝撃的
伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２との間に接続され、
コイルｂ２の一方が制御回路１８に、他方がアースに接
続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ７００は、制御回
路１８に接続され、衝撃的伸長素子１７ａに充電するた
めにバッテリ電圧１２Ｖを３００〜４００Ｖに上昇させ
る。メインスイッチＳＷ１がＯＮすると、制御回路１８
により切替リレーＲＬ２のコイルｂ２に電流が流れて接
点ａ２が閉じる。バッテリ電圧が所定電圧以下に低下す
ると、制御回路１８はコイル６２に流れる電流を遮断
し、接点ａ２が開く。この切替リレーＲＬ２の接点ａ２
が開くバッテリ電圧は、図８に示すようにＶ３〜Ｖ４の
範囲に設定されている。The switching relay RL2 is configured such that one of the contacts a2 is D
The other end of the C-DC converter 700 is connected between the contact a1 and the thyristor SCR2 for charging the shock-stretching element,
One of the coils b2 is connected to the control circuit 18 and the other is connected to the ground. The DC-DC converter 700 is connected to the control circuit 18, and raises the battery voltage 12V to 300 to 400V to charge the shock extension element 17a. When the main switch SW1 is turned on, the control circuit 18
As a result, a current flows through the coil b2 of the switching relay RL2, and the contact a2 is closed. When the battery voltage drops below the predetermined voltage, the control circuit 18 cuts off the current flowing through the coil 62, and the contact a2 opens. The contact a2 of the switching relay RL2
Is set in the range of V3 to V4 as shown in FIG.
【００３５】次に、この電力供給装置の作動について説
明する。エンジン１の起動時に、メインスイッチＳＷ１
がＯＮすると、切替リレーＲＬ２のコイルｂ２に電流が
流れて接点ａ２が閉じる。このメインスイッチＳＷ１を
ＯＮした状態で制御回路１８の制御により切替リレーＲ
Ｌ１のコイルｂ１に電流が流れて接点ａ１を開いてい
る。したがって、スタータスイッチＳＷ２をＯＮする
と、始動モータＭ１が駆動され、これによりクランク軸
５を回転させると、これに連動して発電機６０のフライ
ホイール６１が回転する。フライホイール６１内の永久
磁石６４が衝撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ２を通過
すると発電され、電荷は衝撃的伸長素子充電コンデンサ
Ｃ２へ蓄えられるが、切替リレーＲＬ１の接点ａ１が開
いているので衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２
へ電力は供給されない一方、バッテリＥ１からの電力が
ＤＣ−ＤＣコンバータ７００、切替リレーＲＬ１の接点
ａ２から衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２へ供
給される。Next, the operation of the power supply device will be described. When the engine 1 starts, the main switch SW1
Turns on, a current flows through the coil b2 of the switching relay RL2, and the contact a2 closes. With the main switch SW1 turned ON, the switching relay R is controlled by the control circuit 18.
A current flows through the coil b1 of L1 to open the contact a1. Therefore, when the starter switch SW2 is turned on, the starting motor M1 is driven, and when the crankshaft 5 is rotated thereby, the flywheel 61 of the generator 60 is rotated in conjunction therewith. When the permanent magnet 64 in the flywheel 61 passes through the shock-elongating element driving coil L2, electric power is generated and electric charge is stored in the shock-elongating element charging capacitor C2. However, since the contact a1 of the switching relay RL1 is open, the shock is generated. Thyristor SCR2 for Charging Dynamic Extension Element
While no power is supplied, the power from the battery E1 is supplied from the DC-DC converter 700 and the contact a2 of the switching relay RL1 to the thyristor SCR2 for charging the shock-stretching element.
【００３６】一方、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４を通過
すると、衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４
がＯＮとなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ７００から衝撃的
伸長素子１７ａヘ電荷が流れる。この時衝撃的伸長素子
１７ａが伸長し燃料を噴射する。サイリスタ起動コイル
発電突起６９が衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５を通過すると、衝撃的伸長素子放電用サイリスタ
ＳＣＲ３がＯＮとなり、衝撃的伸長素子１７ａの電荷が
抵抗Ｒ２へ流れ、衝撃的伸長素子１７ａは放電されて収
縮し、次の噴射に備える。On the other hand, the thyristor starting coil power generation projection 69
Passes through the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4, the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4
Is turned on, and electric charge flows from the DC-DC converter 700 to the shock-elongating element 17a. At this time, the shock-extending element 17a extends and injects fuel. When the thyristor starting coil power generation projection 69 passes through the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5, the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 is turned ON, and the electric charge of the shock-elongating element 17a flows to the resistor R2, and the shock-expanding element 17a Is discharged and contracted, preparing for the next injection.
【００３７】そして、サイリスタ起動コイル発電突起６
９が点火サイリスタ起動コイルＬ３を通過すると、点火
サイリスタ起動コイルＬ３の点火信号により点火用サイ
リスタＳＣＲ１がＯＮして、フライホイ−ル６１内の永
久磁石６４が点火用発電コイルＬ１を通過して発電さ
れ、点火コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が点火コイル
６８の１次側に流れ、点火コイル６８の２次側により点
火プラグ１３がスパークしてエンジン１が起動する。The thyristor starting coil power generation projection 6
When 9 passes through the ignition thyristor activation coil L3, the ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3, and the permanent magnet 64 in the flywheel 61 passes through the ignition power generation coil L1 to generate power. The electric charge stored in the ignition capacitor C1 flows to the primary side of the ignition coil 68, and the ignition plug 13 is sparked by the secondary side of the ignition coil 68 to start the engine 1.
【００３８】ところで、バッテリＥ１の容量が不足して
いるときに、メインスイッチＳＷ１をＯＮし、スタータ
スイッチＳＷ２をＯＮしても始動モータＭ１が駆動しな
い。また、制御回路１８はバッテリ電圧が所定電圧以下
に低下すると、切替リレーＲＬ１のコイルｂ１に流れる
電流を遮断し、切替リレーＲＬ１は接点ａ１を閉じ、同
様に切替リレーＲＬ２は接点ａ２を開く。By the way, when the capacity of the battery E1 is insufficient, even if the main switch SW1 is turned on and the starter switch SW2 is turned on, the starting motor M1 is not driven. When the battery voltage drops below the predetermined voltage, the control circuit 18 cuts off the current flowing through the coil b1 of the switching relay RL1, the switching relay RL1 closes the contact a1, and the switching relay RL2 similarly opens the contact a2.
【００３９】この状態でキックレバー５１３をキックす
ると、キックレバー５１３によりスタータ駆動ギヤ５１
２が回転し、これによりドリブンギヤ５１１を介してク
ランク軸５を強制的に回転する。このクランク軸５の回
転により発電機６０のフライホイール６１が回転し、フ
ライホイール６１内の永久磁石６４が点火用発電コイル
Ｌ１を通過すると所定時間Ｔ発電され、電荷は点火コン
デンサＣ１へ蓄えられるとともに、永久磁石６４が衝撃
的伸長素子駆動用発電コイルＬ２を通過するとき発電さ
れて生じた電荷が衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２へ
蓄えられる。When the kick lever 513 is kicked in this state, the kick lever 513 causes the starter driving gear 51 to kick.
2 rotates, thereby forcibly rotating the crankshaft 5 via the driven gear 511. The rotation of the crankshaft 5 rotates the flywheel 61 of the generator 60. When the permanent magnet 64 in the flywheel 61 passes through the ignition power generation coil L1, power is generated for a predetermined time T, and the electric charge is stored in the ignition capacitor C1. When the permanent magnet 64 passes through the shock-extending element driving power generating coil L2, the electric charge generated by the power generation is stored in the shock-expanding element charging capacitor C2.
【００４０】一方、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４を通過
すると、衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４
がＯＮとなり、切替リレーＲＬ１の接点ａ１が閉じてい
るため、衝撃的伸長素子充電コンデンサＣ２から衝撃的
伸長素子１７ａヘ電荷が流れる。これにより衝撃的伸長
素子１７ａが伸長して燃料が噴射される。サイリスタ起
動コイル発電突起６９が衝撃的伸長素子放電サイリスタ
起動コイルＬ５を通過すると、衝撃的伸長素子放電用サ
イリスタＳＣＲ３がＯＮとなり、衝撃的伸長素子１７ａ
の電荷が抵抗Ｒ２へ流れ、衝撃的伸長素子１７ａは放電
されて収縮し、次の噴射に備える。On the other hand, the thyristor starting coil power generation projection 69
Passes through the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4, the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4
Is turned ON, and the contact a1 of the switching relay RL1 is closed, so that electric charge flows from the shock-expanding element charging capacitor C2 to the shock-expanding element 17a. As a result, the shock-extending element 17a is extended and fuel is injected. When the thyristor starting coil power generation projection 69 passes through the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5, the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 is turned on, and the shock-elongating element 17a
Flows to the resistor R2, and the shock-elongating element 17a is discharged and contracted, preparing for the next ejection.
【００４１】そして、サイリスタ起動コイル発電突起６
９が点火サイリスタ起動コイルＬ３を通過すると、点火
サイリスタ起動コイルＬ３の点火信号により点火用サイ
リスタＳＣＲ１がＯＮして、フライホイ−ル６１内の永
久磁石６４が点火用発電コイルＬ１を通過して発電さ
れ、点火コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が点火コイル
６８の１次側に流れ、点火コイル６８の２次側により点
火プラグ１３がスパークしてエンジン１が起動する。The thyristor starting coil power generation projection 6
When 9 passes through the ignition thyristor activation coil L3, the ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3, and the permanent magnet 64 in the flywheel 61 passes through the ignition power generation coil L1 to generate power. The electric charge stored in the ignition capacitor C1 flows to the primary side of the ignition coil 68, and the ignition plug 13 is sparked by the secondary side of the ignition coil 68 to start the engine 1.
【００４２】エンジン１の運転中、バッテリ充電用発電
コイルＬ１０からダイオードＤ１０を介して供給される
電力によりバッテリＥ１が充電される。バッテリＥ１の
電圧が所定値以上に到達すると、制御回路はまず切替リ
レーＲＬ２の接点ａ２を閉じた後切替リレーＲＬ１の接
点ａ１を開く。During operation of the engine 1, the battery E1 is charged by the electric power supplied from the battery charging power generation coil L10 via the diode D10. When the voltage of the battery E1 reaches a predetermined value or more, the control circuit first closes the contact a2 of the switching relay RL2 and then opens the contact a1 of the switching relay RL1.
【００４３】このようにして、電源スイッチを構成する
メインスイッチＳＷ１の入力後、始動モータＭ１の駆動
に同期してバッテリＥ１からの電力を衝撃的伸長素子１
７ａに供給する第１駆動電源系Ｅ２と、クランキング回
転時の発電コイルを構成する衝撃的伸長素子駆動用発電
コイルＬ２からの電力を衝撃的伸長素子１７ａに供給す
る第２駆動電源系Ｅ３と、バッテリ電圧が所定電圧以下
の時第１駆動電源系Ｅ２から第２駆動電源系Ｅ３へ切り
替える切替手段を構成する切替リレーＲＬ１，ＲＬ２と
が備えられており、バッテリ電圧が所定電圧以下の時、
第１駆動電源系Ｅ２から第２駆動電源系Ｅ３へ切り替
え、発電コイルを構成する衝撃的伸長素子駆動用発電コ
イルＬ２からの電力を衝撃的伸長素子１７ａに供給し、
バッテリの容量不足でも簡単な構成で確実にエンジン１
の始動が可能である。In this way, after the input of the main switch SW1 constituting the power switch, the electric power from the battery E1 is synchronized with the driving of the starting motor M1 and the shock-extending element 1
A first drive power supply system E2 for supplying power to the shock-elongating element 17a, and a second drive power supply system E3 for supplying power from the shock-elongation element driving power generation coil L2 constituting the power generation coil during cranking rotation to the shock-elongation element 17a. Switching relays RL1 and RL2 constituting switching means for switching from the first drive power supply system E2 to the second drive power supply system E3 when the battery voltage is lower than a predetermined voltage.
The power is switched from the first drive power supply system E2 to the second drive power supply system E3, and the electric power from the shock generating expansion element driving power generation coil L2 constituting the power generation coil is supplied to the shock expansion element 17a,
Engine 1 with simple configuration even if battery capacity is insufficient
Can be started.
【００４４】また、始動モータＭ１による場合は、図６
のＸ１に示すような特性のエンジン回転速度になり、ま
たキックレバー５１３による場合は、図６のＸ２に示す
ような特性のエンジン回転速度になり、エンジン回転速
度Ｘ以上になるとエンジンが起動する。キックレバー５
１３による場合は、エンジン回転速度Ｘ以上になる時間
がＴだけであるため、図７に示すようにバッテリ充電用
発電コイルＬ１０の発生電圧より、衝撃的伸長素子駆動
用発電コイルＬ２の発生電圧を高く設定して、キックレ
バー５１３による場合にも確実にエンジン１の始動が可
能である。In the case of using the starting motor M1, FIG.
When the kick lever 513 is used, the engine rotation speed has a characteristic as indicated by X1 in FIG. 6, and the engine rotation speed has a characteristic as indicated by X2 in FIG. Kick lever 5
In the case of No. 13, since the time during which the engine rotation speed is equal to or higher than X is only T, the voltage generated by the shock-extending element driving power generation coil L2 is calculated from the voltage generated by the battery charging power generation coil L10 as shown in FIG. By setting the kick lever 513 high, the engine 1 can be reliably started even when the kick lever 513 is used.
【００４５】なお、上述の実施例においては、メインス
イッチＳＷ１がオフの状態では切替リレーＲＬ１は閉、
切替リレーＲＬ２は開の状態にある。この状態において
人力のクランキング手段であるキックレバー５１３を作
動させれば、姶動が可能であり運転が可能である。すな
わち、少なくとも人力のクランク手段と、点火手段を有
するエンジンｌに用いられ、衝撃的伸長素子１７ａに電
力を供給して伸長させることにより加圧室３２内の燃料
を衝撃的に加圧し、噴射孔４１から燃料を噴射する燃料
噴射装置において、クランキングによる発電コイルであ
る衝撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ２からの電力を前
記衝撃的伸長素子１７ａに供給し、前記衝撃的伸長素子
１７ａを伸長させた後、次の伸長までに衝撃的伸長素子
１７ａの収縮を実施し、且つ上死点近傍において点火す
るようにすることが可能である。なおさらに、各サイリ
スタ起動コイルＬ３、Ｌ４、Ｌ５の内少なくとも一つの
発電信号を、制御回路１８に入力してエンジン回転数を
算出させるようにし、スタータスイッチＳＷ２がオフの
状態で、エンジン回転数が所定回転数（Ｘｒｐｍ）以上
の時、人力のクランキング手段であるキックレバー５１
３が作動していると検知し、前述の切替リレーＲＬ１を
閉とする一方、リレーＲＬ２を開とするようにしても良
い。In the above-described embodiment, the switching relay RL1 is closed when the main switch SW1 is off.
The switching relay RL2 is in an open state. In this state, if the kick lever 513, which is a manual cranking means, is operated, the air can be started and the driving can be performed. That is, it is used in an engine 1 having at least a manual crank means and an ignition means, and supplies electric power to and expands the shock-extending element 17a to shock-pressurize the fuel in the pressurizing chamber 32, and In the fuel injection device for injecting fuel from 41, the power from the shock generating element driving power generating coil L2, which is a generating coil by cranking, is supplied to the shock expanding element 17a, and the shock expanding element 17a is expanded. After that, it is possible to perform the contraction of the shock-elongating element 17a before the next elongation, and to ignite near the top dead center. Furthermore, at least one of the thyristor starting coils L3, L4, L5 is input to the control circuit 18 to calculate the engine speed. When the starter switch SW2 is off, the engine speed is reduced. When the rotation speed is equal to or higher than a predetermined rotation speed (Xrpm), a kick lever 51 serving as a manual cranking means is provided.
3, the switching relay RL1 may be closed and the relay RL2 may be opened.
【００４６】図９は衝撃的伸長素子として圧電素子を用
いた衝撃的高圧発生源の詳細構成図である。この衝撃的
高圧発生源１７は、密閉ケース７１内に設けた複数枚の
圧電素子７３を有し、各圧電素子７３間には、正極板１
５ｌａと負極板１５１ｂが交互に配設される。これらの
圧電素子７３、正極板１５ｌａ及び負極板１５ｌｂは、
積層された状態で、保持具７４及びプランジャ１５２間
に挟持され、ボルト７２により相互に固定保持される。
このようにボルト７２で一体的に固定保持された圧電素
子７３は、その保持具７４を介して、ねじ部材７５によ
り、密閉ケース７１内に取付けられる。各正極板１５ｌ
ａ同士及び負極板１５ｌｂ同士は、それぞれ導電板７６
で連結され、正電荷供給線３０３及び負電荷供給線３０
４を介して電圧調整器３０２に接続される。密閉ケース
７１からの各電荷供給線３０３、３０４の取り出し部に
は、シール用グロメット７７が装着され、ケース内の密
封性が保持される。電圧調整器３０２はＥＣＵ９５に接
続され、後述のように駆動制御される。３００は交流電
源、３０１は交直変換回路である。FIG. 9 is a detailed configuration diagram of a high-impact high-voltage generation source using a piezoelectric element as a high-impact extension element. The shock high voltage source 17 has a plurality of piezoelectric elements 73 provided in a sealed case 71, and a positive electrode plate 1 is provided between the piezoelectric elements 73.
5la and the negative electrode plate 151b are arranged alternately. These piezoelectric element 73, positive electrode plate 15la and negative electrode plate 15lb
In a stacked state, it is sandwiched between the holder 74 and the plunger 152 and fixedly held together by the bolt 72.
The piezoelectric element 73 integrally fixed and held by the bolts 72 is attached to the inside of the closed case 71 by the screw member 75 via the holder 74. Each positive electrode plate 15l
a and the negative plates 15lb are connected to the conductive plate 76, respectively.
And the positive charge supply line 303 and the negative charge supply line 30
4 is connected to the voltage regulator 302. A sealing grommet 77 is attached to a portion where each of the charge supply lines 303 and 304 is taken out from the sealed case 71 to maintain the hermeticity of the case. The voltage regulator 302 is connected to the ECU 95 and is driven and controlled as described later. Reference numeral 300 denotes an AC power supply, and 301 denotes an AC / DC conversion circuit.
【００４７】なお、図５においては、電圧調整器３０２
とＥＣＵ９５の替わりに衝撃的伸長素子充電コンデンサ
Ｃ２、各サイリスタＳＣＲ２、ＳＣＲ３、サイリスタ起
動用コイルＬ４、Ｌ５及び抵抗Ｒｌ、Ｒ２を配置してい
る。In FIG. 5, the voltage regulator 302
Instead of the ECU 95, a shock-elongating element charging capacitor C2, thyristors SCR2 and SCR3, thyristor starting coils L4 and L5, and resistors R1 and R2 are arranged.
【００４８】ここで、圧電素子とは、いわゆる圧電効果
を有する素子からなる公知の圧電アクチュエータであ
る。なお、圧電効果を有する材料には、水晶から高分子
まで各種のものがあるが、圧電アクチュエータの材料と
しては圧電セラミックスの一種であるチタン酸ジルコン
酸鉛（ＰＺＴ）が代表的である。Here, the piezoelectric element is a known piezoelectric actuator composed of an element having a so-called piezoelectric effect. Note that there are various kinds of materials having a piezoelectric effect, from quartz to polymers, and a typical material for a piezoelectric actuator is lead zirconate titanate (PZT), which is a kind of piezoelectric ceramics.
【００４９】プランジャ１５２は、衝撃的伸長素子を構
成する圧電素子７３の断面より大きい衝撃的加圧面１５
２ａを有し、プランジャ１５２は、圧電素子７３と別部
品であり、圧電素子７３の燃料側端部に設けられる。圧
電素子７３の断面より大きい衝撃的加圧面１５２ａを有
するプランジャ１７ｂを用いることで、簡単な構成でよ
り大きな衝撃的圧力を得て燃料を効率よく供給すること
ができる。The plunger 152 has an impact pressing surface 15 which is larger than a cross section of the piezoelectric element 73 constituting the impact elongating element.
2a, the plunger 152 is a separate component from the piezoelectric element 73, and is provided at the fuel-side end of the piezoelectric element 73. By using the plunger 17b having the impact pressing surface 152a larger than the cross section of the piezoelectric element 73, it is possible to obtain a greater impact pressure with a simple configuration and supply fuel efficiently.
【００５０】また、プランジャ１５２外周には環状の凹
部１５２ｂが形成され、この凹部１５２ｂに圧電素子７
３側と加圧室３２とを区画するシール部材１５３を備え
ている。シール部材１５３の位置は、プランジャ１５２
の途中部に設けられる。シール部材１５３を用いること
で、プランジャ１５２のストローク長は、圧電素子７３
のストロークや変形量に対して十分確保でき、反力は燃
料圧と摩擦力によるもので余分な力は掛からない。ま
た、密閉ケース７１が熱変形を起こした場合でも作動ス
トロークの変位量は圧電素子７３の変位だけとなるため
計量精度には影響しない。また、シ−ル部材１５３は高
圧発生装置１６から燃料を外部に漏れないようにするこ
とができる。シ−ル用グロメット７７はさらに燃料洩れ
防止に寄与する。シ−ル部材１５３は、圧電素子７３を
燃料より隔離し、燃料タンク２２内において結露等によ
り燃料中に混入する水分により、圧電素子７３が腐食す
るのを防止する。An annular recess 152b is formed on the outer periphery of the plunger 152, and the piezoelectric element 7 is formed in the recess 152b.
There is provided a seal member 153 for partitioning the pressure chamber 32 from the third side. The position of the seal member 153 is
Is provided in the middle part of. By using the sealing member 153, the stroke length of the plunger 152 is
The stroke and the deformation amount can be sufficiently secured, and the reaction force is due to the fuel pressure and the frictional force, so that no extra force is applied. Further, even when the sealed case 71 is thermally deformed, the displacement amount of the operation stroke is only the displacement of the piezoelectric element 73, and thus does not affect the measurement accuracy. Further, the seal member 153 can prevent the fuel from leaking from the high pressure generator 16 to the outside. The sealing grommet 77 further contributes to preventing fuel leakage. The seal member 153 separates the piezoelectric element 73 from the fuel, and prevents the piezoelectric element 73 from being corroded by water mixed in the fuel due to dew condensation or the like in the fuel tank 22.
【００５１】図９において、複数枚（この例では７枚）
の圧電素子（圧電セラミックス）７３及びこれらを挟み
込むように配置され、一体化された正極板１５１ａと負
極板１５ｌｂとにより電歪素子が形成される。交流電源
３００からの交流電流は交直変換回路３０１を経て直流
電圧に変換され、電圧調整器３０２に入力される。電圧
調整器３０２は、ＥＣＵ９５により制御され、正電荷供
給線３０３あるいは負電荷供給線３０４とそれぞれ接続
される２つのアウトプットの内、正電荷供給線３０３側
を所定の電圧の正電圧に調整する一方、負電荷供給線３
０４側をアースする。また正極板１５ｌａの電圧を下げ
る場合には、正極板１５ｌａの電荷の一部をアースさせ
る。正極板１５ｌａと負極板１５ｌｂの間の圧電セラミ
ックスは、２つの極板による電界の大きさに略比例し
て、極板方向に変位する。この変位が図９のものでは７
つ集積されて大きな変位となる。In FIG. 9, a plurality of sheets (seven sheets in this example)
The piezoelectric element (piezoelectric ceramic) 73 and the positive electrode plate 151a and the negative electrode plate 15lb which are arranged so as to sandwich them form an electrostrictive element. An AC current from the AC power supply 300 is converted into a DC voltage via the AC / DC conversion circuit 301 and input to the voltage regulator 302. The voltage regulator 302 is controlled by the ECU 95 and adjusts the positive charge supply line 303 side of the two outputs connected to the positive charge supply line 303 or the negative charge supply line 304 to a predetermined positive voltage. On the other hand, the negative charge supply line 3
Ground the 04 side. When lowering the voltage of the positive electrode plate 15la, a part of the electric charge of the positive electrode plate 15la is grounded. The piezoelectric ceramic between the positive electrode plate 15la and the negative electrode plate 15lb is displaced in the direction of the electrode plates in substantially proportion to the magnitude of the electric field generated by the two electrode plates. This displacement is 7 in FIG.
And the displacement becomes large.
【００５２】図１０は高圧発生装置で発生する衝撃的高
圧とその駆動信号との関係を示すグラフである。グラフ
ａは圧力波形、グラフｂは駆動信号を示す。グラフａに
おいて、Ｐ１は外開式弁あるいは内開式弁を持つインジ
ェクタの開弁圧を示し、Ｐ０は加圧前の加圧室内圧力を
示す。図示したように、駆動信号をオンにした直後に、
開弁圧を大きく超える高圧が衝撃的に発生し、その後急
激に減衰振動する。前述の各実施例は、この駆動信号入
力直後の衝撃的高圧を燃料中で有効に伝播して利用する
ものである。また、図示したように、駆動信号をオフに
した直後に、一旦圧力波形が低下するとともにその振動
の反作用で圧力が上昇し、開弁圧Ｐ１を超える圧力波が
発生する。このような駆動信号オフ時の圧力ピークをオ
ン時と同様に衝撃的圧力として噴射孔まで伝播し燃料噴
射に利用することも可能である。なお、高圧発生装置に
図７に示すように圧電素子を使用するものでは、駆動信
号は所定以上の電圧値を持つパルス電圧信号である。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the high voltage generated by the high voltage generator and the drive signal. Graph a shows a pressure waveform, and graph b shows a drive signal. In the graph a, P1 indicates the valve opening pressure of an injector having an external or internal valve, and P0 indicates the pressure in the pressurizing chamber before pressurization. As shown, immediately after turning on the drive signal,
A high pressure that greatly exceeds the valve opening pressure is generated in a shock, and then rapidly attenuates. In each of the above-described embodiments, the shock high pressure immediately after the input of the drive signal is effectively propagated in the fuel and used. Further, as shown in the drawing, immediately after the drive signal is turned off, the pressure waveform temporarily decreases and the pressure increases due to the reaction of the vibration, and a pressure wave exceeding the valve opening pressure P1 is generated. Such a pressure peak when the drive signal is off can be propagated to the injection hole as an impact pressure as in the case of on and used for fuel injection. In the case where a piezoelectric element is used in the high-voltage generator as shown in FIG. 7, the drive signal is a pulse voltage signal having a voltage value equal to or higher than a predetermined value.
【００５３】図１１はコンデンサ充電電圧、エンジン回
転速度、噴射量及び充電時間との関係を示す図である。
図１１（ａ）はコンデンサ充電電圧とエンジン回転速度
との関係を示し、エンジン回転速度が速くなると、衝撃
的伸長素子充電コンデンサＣ２のコンデンサ充電電圧が
高くなる。図１１（ｂ）は噴射量とコンデンサ充電電圧
との関係を示し、コンデンサ充電電圧が高くなると、衝
撃的伸長素子１７ａへの印加電圧が高くなり、燃料の噴
射量が多くなる。図１１（ｃ）は噴射量と充電時間との
関係を示し、充電時間が長くなると、燃料の噴射量が多
くなる。なお、図１０で分かる通り、燃料噴射を発生さ
せる衝撃的高圧の発生は、衝撃的伸長素子１７ａが伸長
する時と、衝撃的伸長素子１７ａが収縮する時の両方で
あり、噴射時間は、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４を通過
し、この衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４
を通過した後、サイリスタ起動コイル発電突起６９が衝
撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５に到達する
までの時間である。この噴射時間は、エンジン１に応じ
て設定される。FIG. 11 is a diagram showing the relationship among the capacitor charging voltage, the engine speed, the injection amount, and the charging time.
FIG. 11A shows the relationship between the capacitor charging voltage and the engine rotation speed. As the engine rotation speed increases, the capacitor charging voltage of the shock-stretching element charging capacitor C2 increases. FIG. 11B shows the relationship between the injection amount and the capacitor charging voltage. When the capacitor charging voltage increases, the voltage applied to the shock-stretching element 17a increases, and the fuel injection amount increases. FIG. 11C shows the relationship between the injection amount and the charging time. As the charging time becomes longer, the fuel injection amount becomes larger. As can be seen from FIG. 10, the generation of the shock high pressure for generating the fuel injection occurs both when the shock expansion element 17a expands and when the shock expansion element 17a contracts. Starting coil power generation projection 69
Passes through the shock-extending element charging thyristor starting coil L4, and the shock-extending element charging thyristor starting coil L4
This is the time from when the thyristor activation coil power generation projection 69 reaches the shock-elongating element discharge thyristor activation coil L5 after passing through. This injection time is set according to the engine 1.
【００５４】図１２は充電信号及び放電信号のタイミン
グチャートである。衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳ
ＣＲ２の充電信号は、クランク角下死点後に出力され
る。また、衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３は
衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５からの放
電信号によりＯＮし、この放電信号は、充電信号の出力
後に出力され、これにより衝撃的伸長素子１７ａが作動
して燃料噴射ユニット４４から燃料が噴射される。この
燃料が噴射された後の上死点前で、点火信号が出力され
て点火プラグ１３がスパークする。衝撃的伸長素子充電
サイリスタ起動コイルＬ４と、衝撃的伸長素子放電サイ
リスタ起動コイルＬ５は、所定間隔を隔てて配置され、
この所定間隔が充電と放電の時間間隔を設定している。FIG. 12 is a timing chart of the charge signal and the discharge signal. Thyristor S for charging a shocking extension element
The charging signal of CR2 is output after the bottom dead center of the crank angle. Further, the thyristor SCR3 for discharging the shock-elongating element is turned on by the discharge signal from the shock-elongating element-discharge thyristor starting coil L5, and this discharge signal is output after the output of the charging signal, whereby the shock-elongating element 17a operates. Then, fuel is injected from the fuel injection unit 44. Before the top dead center after the fuel is injected, an ignition signal is output and the spark plug 13 sparks. The shock-elongating element charging thyristor starting coil L4 and the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5 are arranged at a predetermined interval,
This predetermined interval sets the time interval between charging and discharging.
【００５５】なお、図１２及び図４に示すように、サイ
リスタ起動コイル発電突起６９の回転に伴い、衝撃的伸
長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４、衝撃的伸長素子
放電サイリスタ起動コイルＬ５、そして点火サイリスタ
起動コイルＬ３の順にサイリスタ起動信号を出力する。
すなわち、点火前に燃料噴射を終了するようにしてい
る。この条件を満足しつつなおさらに、固定べース８１
の替わりにクランク軸５回りに回動可能な可動ベースを
１ないし３つ配置し良い。少なくとも点火サイリスタ起
動コイルＬ３を可動ベースに搭載し、エンジン要求負荷
が大なる程進角させるようにしても良い。また、衝撃的
伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４と衝撃的伸長素
子放電サイリスタ起動コイルＬ５は、いずれか一方を固
定ベースに搭戴し、他方を可動ベースに搭載しても良
い。また両方を同一可動ベースに搭載するか、互いに独
立の可動ベースに搭載しても良い。エンジン要求負荷が
低負荷の時、衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル
Ｌ４の起動信号出力を遅角し成層燃焼に近づけ、エンジ
ン要求負荷が高負荷の時該起動信号出力を進角して予混
合燃焼に近づけても良い。同様、エンジン要求負荷が低
負荷の時、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ
５の起動信号出力を遅角し成層燃焼に近づけ、エンジン
要求負荷が高負荷の時該起動信号出力を進角して予混合
燃焼に近づけても良い。さらにエンジン回転数に対応付
けて、エンジン回転数が増加する程進角するよう進角制
御しても良い。As shown in FIGS. 12 and 4, with the rotation of the thyristor activation coil power generation projection 69, the impact extension element charging thyristor activation coil L4, the impact extension element discharge thyristor activation coil L5, and the ignition thyristor activation The thyristor activation signal is output in the order of the coil L3.
That is, the fuel injection is terminated before the ignition. While satisfying this condition, the fixed base 81
Instead, one to three movable bases rotatable around the crankshaft 5 may be provided. At least the ignition thyristor starting coil L3 may be mounted on the movable base, and may be advanced as the required engine load increases. In addition, one of the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4 and the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5 may be mounted on a fixed base, and the other may be mounted on a movable base. Alternatively, both may be mounted on the same movable base, or may be mounted on movable bases independent of each other. When the load required by the engine is low, the output of the startup signal of the shock-elongating element charging thyristor startup coil L4 is retarded to approach stratified combustion. When the load required by the engine is high, the output of the startup signal is advanced and premixed. It may be close to combustion. Similarly, when the load required by the engine is low, the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L
The start signal output of No. 5 may be retarded to approach stratified combustion, and when the engine required load is high, the start signal output may be advanced to approach premixed combustion. Further, in association with the engine speed, the advance angle may be controlled so as to advance as the engine speed increases.
【００５６】図１３は他の実施の形態の高圧発生装置１
６とインジェクタ１４の詳細構成図である。インジェク
タ１４は、先端に噴射孔４１を有するケ−ス本体２４か
らなり、この噴射孔４１に弁２５が装着される。弁２５
はスプリング２６により常に閉方向に付勢される。この
インジェクタ１４には、袋ナット２７を介して燃料パイ
プ１５が接続される。また、ケ−ス本体２４には側壁に
エア抜きポート２８が形成され、このエア抜きポート２
８にエア抜きパイプ２３が接続される。エア抜きポート
２８は衝撃的高圧波の進行方向に対向する位置ではな
く、進行方向の側面に設けられており、衝撃的高圧波の
エネルギーはエア抜きポート２８から飛散することな
く、確実に噴射孔方向に伝播する。エア抜きポート２８
がケ−ス本体２４に形成されており、高圧発生装置１６
の加圧室３２までの広い範囲の気泡を排出することがで
きる。FIG. 13 shows a high-pressure generator 1 according to another embodiment.
FIG. 6 is a detailed configuration diagram of an injector 6 and an injector 14. The injector 14 comprises a case body 24 having an injection hole 41 at the tip, and a valve 25 is mounted on the injection hole 41. Valve 25
Is always urged in the closing direction by the spring 26. The fuel pipe 15 is connected to the injector 14 via a cap nut 27. An air vent port 28 is formed on the side wall of the case body 24, and the air vent port 2
8 is connected to an air release pipe 23. The air bleeding port 28 is provided not on the position facing the traveling direction of the shocking high-pressure wave but on the side surface in the traveling direction. Propagation in the direction. Air release port 28
Are formed in the case body 24 and the high-pressure generator 16
Can discharge bubbles in a wide range up to the pressure chamber 32.
【００５７】このインジェクタ１４に、後述のように、
衝撃的高圧波が伝播してくると、弁２５の内側面に衝突
しさらに昇圧する。そのエネルギーにより、スプリング
２６に抗して弁２５が押し開かれ、燃料が噴射される。
即ち、燃料噴射すべき燃焼室側とケース本体２４の内部
の圧力差がスプリング２６に応じた所定値より小さいと
きには、弁２５は閉じた状態に保たれる。一方、衝撃的
高圧波が到達して、この弁内外の圧力差が所定値より大
きくなると弁２５が開かれ燃料が噴射される。また、ス
プリング２６は、燃料ポンプ１９Ｂの吐出圧に対抗する
ので、燃料ポンプ１９Ｂ作動中、気泡をエア抜きパイプ
２３の方へ排出することができる。As described later, this injector 14
When the shocking high-pressure wave propagates, it collides with the inner surface of the valve 25 and further rises in pressure. The energy pushes the valve 25 open against the spring 26 and fuel is injected.
That is, when the pressure difference between the combustion chamber to be injected with fuel and the inside of the case body 24 is smaller than a predetermined value corresponding to the spring 26, the valve 25 is kept closed. On the other hand, when the shock high pressure wave arrives and the pressure difference between the inside and outside of the valve becomes larger than a predetermined value, the valve 25 is opened and fuel is injected. Further, since the spring 26 opposes the discharge pressure of the fuel pump 19B, air bubbles can be discharged to the air vent pipe 23 during the operation of the fuel pump 19B.
【００５８】高圧発生装置１６は、例えば筒状の本体３
１からなり、その内部に加圧室３２が形成される。この
加圧室３２の一方の端部側に、衝撃的伸長素子１７ａ及
びプランジャ１７ｂ等を含むもので構成される衝撃的高
圧発生源１７が装着される。この衝撃的高圧発生源１７
は加圧室３２内に衝撃的高圧波を発生させ加圧室３２内
の燃料に衝撃的圧力を付与するものである。The high-pressure generator 16 is, for example, a cylindrical main body 3.
1 and a pressure chamber 32 is formed therein. On one end side of the pressurizing chamber 32, an impact high-pressure source 17 including an impact extension element 17a, a plunger 17b, and the like is mounted. This shocking high pressure source 17
Is to generate an impulsive high-pressure wave in the pressurizing chamber 32 to apply impulsive pressure to the fuel in the pressurizing chamber 32.
【００５９】プランジャ１７ｂは、衝撃的伸長素子１７
ａの断面より大きい衝撃的加圧面１７ｂ１を有し、プラ
ンジャ１７ｂは、衝撃的伸長素子１７ａと別部品であ
り、衝撃的伸長素子１７ａの燃料側端部等に設けられ
る。衝撃的伸長素子１７ａは、例えば圧電素子、あるい
は磁歪素子、あるいは圧電素子と磁歪素子を直列あるい
は並列に連結したもの等で構成される。高圧ポンプとし
ての高圧発生装置１６に衝撃的伸長素子１７ａを用いる
ことで衝撃的高圧を発生でき、燃料の噴霧の微粒化を可
能にすることができる。また、衝撃的伸長素子１７ａの
断面より大きい衝撃的加圧面１７ｂ１を有するプランジ
ャ１７ｂを用いることで、簡単な構成でより大きな衝撃
的圧力を得て燃料を供給することができる。また圧電素
子、磁歪素子等により衝撃的伸長素子１７ａを形成した
ので、印加する電圧波形、電流波形を制御して燃料の計
量精度、ダイナミックレンジを向上することができる。The plunger 17b is provided with an impact extension element 17
a, the plunger 17b is a separate component from the impact extension element 17a, and is provided at the fuel-side end of the impact extension element 17a. The impact extension element 17a is composed of, for example, a piezoelectric element, a magnetostrictive element, or a piezoelectric element and a magnetostrictive element connected in series or in parallel. By using the impact extension device 17a in the high-pressure generator 16 as a high-pressure pump, an impact high pressure can be generated, and atomization of fuel spray can be made possible. Further, by using the plunger 17b having the impact pressure surface 17b1 larger than the cross section of the impact extension element 17a, it is possible to obtain a greater impact pressure with a simple configuration and supply the fuel. Further, since the shock-stretching element 17a is formed by a piezoelectric element, a magnetostrictive element, or the like, the applied voltage waveform and the current waveform can be controlled to improve the fuel measurement accuracy and the dynamic range.
【００６０】また、プランジャ１７ｂには環状の凹部１
７ｂ２が形成され、この凹部１７ｂ２に衝撃的伸長素子
１７ａ側と加圧室３２とを区画するシール部材１０２を
備えている。シール部材１０２は、Ｏリングまたはメカ
ニカルシールで構成され、このシール部材１０２の位置
は、プランジャ１７ｂの途中部に設けられる。The plunger 17b has an annular recess 1
7b2 is formed, and a seal member 102 is provided in the concave portion 17b2 for partitioning the impact expansion element 17a side and the pressurizing chamber 32. The seal member 102 is formed of an O-ring or a mechanical seal, and the position of the seal member 102 is provided in the middle of the plunger 17b.
【００６１】シール部材１０２としてＯリングまたはメ
カニカルシールを用いることで、プランジャ１７ｂのス
トローク長は、衝撃的伸長素子１７ａのストロークや変
形量に対して十分確保でき、反力は燃料圧と摩擦力によ
るもので余分な力は掛からない。また、ケースである筒
状の本体３１が熱変形を起こした場合でも作動ストロー
クの変位量は衝撃的伸長素子１７ａの変位だけとなるた
め計量精度には影響しない。また、加圧室３２の形状の
自由度が高く、しかも空気が溜りにくい。By using an O-ring or a mechanical seal as the seal member 102, the stroke length of the plunger 17b can be sufficiently secured with respect to the stroke and the amount of deformation of the shock-elongating element 17a, and the reaction force depends on the fuel pressure and frictional force. No extra force is applied. Further, even when the cylindrical main body 31 as a case undergoes thermal deformation, the displacement amount of the working stroke is only the displacement of the shock-elongating element 17a, and thus does not affect the measurement accuracy. In addition, the degree of freedom of the shape of the pressurizing chamber 32 is high, and the air hardly accumulates.
【００６２】この加圧室内燃料に対する衝撃高圧波を付
与する衝撃的加圧面１７ｂ１に対向する側の筒状本体３
１の端部に加圧室３２に臨んで燃料吐出ポート３３が開
口する。この燃料吐出ポート３３には、袋ナット３４を
介して、前述のインジェクタ１４に連通する燃料パイプ
１５が接続される。この燃料パイプ１５の内部通路及び
その端部の燃料吐出ポート３３部分により高圧燃料の噴
射通路１５ａが構成される。衝撃的高圧発生源１７は、
シール材２９を介してリード線３０により制御回路１８
（図１）に連結される。衝撃的高圧発生源１７の衝撃的
加圧面１７ｂ１に直交する筒状の本体３１の側面、即
ち、高圧波が伝播する進行方向に対する直角な側面に
は、燃料導入ポート３５が加圧室３２に臨んで開口す
る。この燃料導入ポート３５には袋ナット３６を介して
前述の燃料ポンプ１９Ｂ（図１）に連通する燃料供給パ
イプ２１が接続される。The cylindrical body 3 on the side opposite to the shocking pressurizing surface 17b1 for applying a shock high-pressure wave to the pressurized chamber fuel.
At one end, a fuel discharge port 33 is opened facing the pressurizing chamber 32. The fuel pipe 15 communicating with the injector 14 is connected to the fuel discharge port 33 via a cap nut 34. The internal passage of the fuel pipe 15 and the fuel discharge port 33 at the end thereof constitute a high-pressure fuel injection passage 15a. The shock high pressure source 17 is
The control circuit 18 is connected to the lead wire 30 via the sealing material 29.
(FIG. 1). A fuel introduction port 35 faces the pressurizing chamber 32 on a side surface of the cylindrical main body 31 orthogonal to the shocking pressurizing surface 17b1 of the shocking high-pressure generation source 17, that is, a side surface perpendicular to the traveling direction in which the high-pressure wave propagates. Open with. The fuel supply port 21 is connected to the fuel supply port 35 via a cap nut 36. The fuel supply pipe 21 communicates with the fuel pump 19B (FIG. 1).
【００６３】このような構成の燃料噴射装置において、
加圧室３２内に燃料を充填した状態で、衝撃的高圧発生
源１７の衝撃的伸長素子１７ａに駆動電圧を印加する
と、衝撃的伸長素子１７ａが形状変化する瞬間に衝撃的
高圧波が発生する。この高圧波の発生作用は以下のとお
りである。まず、圧電素子では電圧印加あるいは磁歪素
子では電流供給開始の各瞬間に衝撃的伸長素子１７ａが
形状変化し、プランジャ１７ｂの衝撃的加圧面１７ｂ１
が加圧室側に移動する。この瞬時の移動により、加圧室
３２内の燃料粒子を押圧するが、燃料粒子は慣性で静止
状態を保とうとするため、加圧室３２内の燃料に対し大
きな圧力が衝撃的に発生する。したがって、この衝撃的
高圧波は、衝撃的加圧面１７ｂ１側からその衝撃的加圧
面１７ｂ１に対し直角方向に、加圧室３２の反対面側の
対向する位置の燃料吐出ポート３３に向かって瞬時に伝
播する。この圧力波が加圧室３２内を進行中に加圧室の
側面に開口する燃料導入ポート３５を通過するが、この
燃料導入ポート３５の開口方向は高圧波の進行方向に対
し直角方向であるため、これを瞬時に通過し高圧波の圧
力は、燃料導入ポート３５内の燃料及びこれに連通する
燃料供給パイプ２１内の燃料に対し実質上何等作用せ
ず、高圧波のエネルギーは全く消費されない。したがっ
て、この燃料導入ポート３５に逆止弁等の開口遮断手段
を設けてもよいが、設けなくてもそれ程衝撃的高圧が
散失することはない。燃料導入ポート３５は衝撃的加圧
面１７ｂ１前方でなければ良く、衝撃的高圧発生源１７
と並列に加圧室３２内を臨むように配置してもよい。In the fuel injection device having such a configuration,
When a drive voltage is applied to the shock expanding element 17a of the shock high pressure source 17 while the pressurizing chamber 32 is filled with fuel, a shock high voltage wave is generated at the moment when the shock expanding element 17a changes its shape. . The action of generating this high-pressure wave is as follows. First, the shock-elongating element 17a changes its shape at each moment of voltage application in the piezoelectric element or the start of current supply in the magnetostrictive element, and the shock-pressing surface 17b1 of the plunger 17b.
Moves to the pressure chamber side. This instantaneous movement presses the fuel particles in the pressurizing chamber 32, but the fuel particles try to maintain a stationary state by inertia, so that a large pressure is impulsively applied to the fuel in the pressurizing chamber 32. Therefore, the shocking high-pressure wave instantaneously travels from the shocking pressing surface 17b1 side to the fuel discharge port 33 at a position opposite to the pressing surface 32 in the direction perpendicular to the shocking pressing surface 17b1. Propagate. This pressure wave passes through the fuel introduction port 35 opening on the side surface of the pressurization chamber while traveling in the pressurization chamber 32, and the opening direction of the fuel introduction port 35 is perpendicular to the traveling direction of the high pressure wave. Therefore, the pressure of the high-pressure wave that passes through it instantaneously has substantially no effect on the fuel in the fuel introduction port 35 and the fuel in the fuel supply pipe 21 communicating therewith, and the energy of the high-pressure wave is not consumed at all. . Therefore, the fuel introduction port 35 may be provided with an opening shut-off means such as a check valve.
It will not be lost. The fuel introduction port 35 need not be located in front of the impact pressurizing surface 17b1.
May be arranged so as to face the inside of the pressurizing chamber 32 in parallel with the above.
【００６４】衝撃的高圧発生源１７の衝撃的加圧面１７
ｂ１から筒状の本体３１の対向する端面に到達した衝撃
的高圧波は、この面に唯一形成された燃料吐出ポート３
３内に進入し、噴射通路１５ａ内の燃料を媒介としてイ
ンジェクタ１４に向かって伝播する。このとき、燃料吐
出ポート３３には、逆止弁等の通路閉塞部材が介在しな
いため、高圧波のエネルギーは消費されずに燃料の噴射
通路１５ａ内に進入する。インジェクタ１４に到達した
衝撃的高圧波は、前述のように、スプリング２６に抗し
て弁２５を開き噴射孔４１から高圧燃料を噴射させる。The impact pressurizing surface 17 of the impact high-pressure source 17
The high-pressure shock wave reaching the opposite end face of the cylindrical main body 31 from b1 is the only fuel discharge port 3 formed on this face.
3 and propagates toward the injector 14 through the fuel in the injection passage 15a. At this time, since a passage closing member such as a check valve is not interposed in the fuel discharge port 33, the energy of the high-pressure wave enters the fuel injection passage 15a without being consumed. The impulsive high-pressure wave that has reached the injector 14 opens the valve 25 against the spring 26 and injects high-pressure fuel from the injection hole 41 as described above.
【００６５】図１４はこの発明に係る燃料噴射装置を適
用した４サイクル内燃機関の構成図である。エンジン１
は、燃焼室４３の上部を構成するシリンダヘッド２と、
燃焼室４３の筒体を構成するシリンダブロック３と、ク
ランク室を形成するクランクケース４とにより構成され
る。クランク室内のクランク軸５は、クランクピン６及
びピストンピン７に連結されたコンロッド１００を介し
てピストン８に連結される。シリンダヘッド２には吸気
管９が設けられ、その端部に燃焼室に臨んで吸気弁１０
が装着され、吸気管９の開口部を開閉する。また、シリ
ンダヘッド２には、排気管１１が設けられ、その端部に
燃焼室に臨んで排気弁１２が装着され、排気管１１の開
口部を開閉する。シリンダヘッド２の中央部には点火プ
ラグ１３が装着される。吸気弁１０及び排気弁１２は、
クランク軸５から図示しないカムチェーンを介して連動
するカム軸２０２，２０３のカム２０２ａ，２０３ａに
より作動する。排気側のカム軸２０３には突起２０４が
設けられ、この突起２０４に対向して位置検出センサ２
０５が設けられている。突起２０４と位置検出センサ２
０５とからクランク位置検出手段Ｓ１が構成され、クラ
ンク軸５と連動して回転するカム軸２０３の突起２０４
の位置を検出することでクランク位置を検出する。FIG. 14 is a configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied. Engine 1
Is a cylinder head 2 forming the upper part of the combustion chamber 43,
The combustion chamber 43 includes a cylinder block 3 that forms a cylinder, and a crankcase 4 that forms a crankcase. The crankshaft 5 in the crank chamber is connected to the piston 8 via a connecting rod 100 connected to the crankpin 6 and the piston pin 7. An intake pipe 9 is provided in the cylinder head 2, and an intake valve 10 is provided at an end portion thereof facing the combustion chamber.
Is mounted to open and close the opening of the intake pipe 9. An exhaust pipe 11 is provided in the cylinder head 2, and an exhaust valve 12 is attached to an end of the cylinder head 2 so as to face the combustion chamber, and opens and closes an opening of the exhaust pipe 11. A spark plug 13 is mounted at the center of the cylinder head 2. The intake valve 10 and the exhaust valve 12
It operates by the cams 202a and 203a of the camshafts 202 and 203 interlocking from the crankshaft 5 via a cam chain (not shown). A projection 204 is provided on the cam shaft 203 on the exhaust side, and the position detection sensor 2 faces the projection 204.
05 is provided. Projection 204 and position detection sensor 2
05 constitutes a crank position detecting means S1, and a projection 204 of the camshaft 203 which rotates in conjunction with the crankshaft 5.
, The crank position is detected.
【００６６】この実施例では、燃焼室内に直接燃料を噴
射するためのインジェクタ１４がシリンダヘッド２の上
面から燃焼室４３内に臨んで設けられる。このインジェ
クタ１４は、燃料パイプ１５を介して、高圧発生装置１
６に連通している。この高圧発生装置１６は、衝撃的伸
長素子の圧電素子、磁歪素子、圧電素子と磁歪素子を直
列に連結したもの等とプランジャを含むもので構成され
る衝撃的高圧発生源１７を備えている。この衝撃的高圧
発生源１７は制御回路１８に連結され所定のタイミング
で駆動制御される。高圧発生装置１６には、燃料供給パ
イプ２１を介して低圧ポンプである燃料ポンプ１９によ
り、燃料タンク２２から燃料が導入される。燃料タンク
２２内の燃料供給パイプ２１の吸入口には、フィルタ２
０が設けられている。インジェクタ１４には圧力逃がし
パイプ兼エア抜きパイプ２３が接続され、エア抜きパイ
プ２３には圧力を調整する調圧弁１０１が設けられてい
る。エアが存在すると、正確な噴射ができないため、エ
ア抜きパイプ２３を設けてエアを抜いているが、エア抜
きパイプ２３があるため、高圧発生装置１６を含めてそ
の下流部に安定した余圧を負荷することができないた
め、調圧弁１０１を設けて圧力を調整し正確な燃料噴射
を行うようにしている。In this embodiment, an injector 14 for directly injecting fuel into the combustion chamber is provided facing the inside of the combustion chamber 43 from the upper surface of the cylinder head 2. The injector 14 is connected to the high-pressure generator 1 via a fuel pipe 15.
It communicates with 6. The high-pressure generator 16 includes a high-impact high-voltage generation source 17 including a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a series connection of a piezoelectric element and a magnetostrictive element, and a plunger. The shock high voltage source 17 is connected to a control circuit 18 and is driven and controlled at a predetermined timing. Fuel is introduced into the high-pressure generator 16 from a fuel tank 22 by a fuel pump 19 that is a low-pressure pump via a fuel supply pipe 21. Filter 2 is provided at the inlet of fuel supply pipe 21 in fuel tank 22.
0 is provided. The injector 14 is connected to a pressure release pipe / air release pipe 23, and the air release pipe 23 is provided with a pressure regulating valve 101 for adjusting the pressure. If air is present, accurate injection cannot be performed. Therefore, air is released by providing an air release pipe 23. However, since the air release pipe 23 is provided, a stable residual pressure is provided downstream thereof including the high pressure generator 16. Since the load cannot be applied, a pressure regulating valve 101 is provided to adjust the pressure and perform accurate fuel injection.
【００６７】低圧ポンプの吐出圧力は、常時あるいはイ
ンジェクタ１４が締め切り状態において、調圧弁１０１
の締め切り圧より高いので燃料パイプ１５及びインジェ
クタ内部のエアおよび気化燃料等の気泡は燃料とともに
調圧弁１０１を通過して不図示のエアベント孔を上部に
持つ燃料タンク側の上部に戻される。燃料タンク２２で
気泡が分離され、再び燃料供給パイプ２１へ気泡が流れ
ることはない。これにより燃料パイプ１５及びインジエ
クタ１４内部は燃料で満たされるので、衝撃的高圧波が
確実に伝播するとともに、衝撃的高圧波がインジェクタ
１４内の噴射孔直前部に衝突してさらに圧力上昇するの
を可能とする。また、衝撃的高圧波の一部が調圧弁１０
１に到達する時にも気泡は調圧弁１０１を通過する。The discharge pressure of the low-pressure pump is maintained at all times or when the injector 14 is closed.
Is higher than the cutoff pressure, and the air such as air and vaporized fuel inside the fuel pipe 15 and the injector pass through the pressure regulating valve 101 together with the fuel and return to the upper portion on the fuel tank side having an air vent hole (not shown) at the upper portion. Bubbles are separated in the fuel tank 22 and do not flow to the fuel supply pipe 21 again. As a result, the fuel pipe 15 and the inside of the injector 14 are filled with the fuel, so that the shocking high-pressure wave reliably propagates, and the shocking high-pressure wave collides with the portion immediately before the injection hole in the injector 14 to further increase the pressure. Make it possible. In addition, part of the shocking high pressure wave
When the air bubbles reach 1, the air bubbles also pass through the pressure regulating valve 101.
【００６８】この実施の形態では、インジェクタ１４の
位置は、図示したように、シリンダヘッド２の上面に設
けて筒内噴射構造としているが、これに代えて、一点鎖
線で示したインジェクタ１４ａのように、吸気管９の途
中に設けてもよい。あるいは、同じく一点鎖線で示した
インジェクタ１４ｂのように、シリンダブロック３の側
壁に設けて筒内直接噴射を行ってもよい。また、エア抜
きパイプ２３は、前述の実施の形態ではインジエク夕１
４と気液分離手段である燃料タンク２２を連通させてい
るが、この構造に代えて、図１の一点鎖線２３ａで示し
たように、インジェクタ１４と高圧発生装置１６とを連
通させるように配設してもよい。In this embodiment, as shown in the figure, the position of the injector 14 is provided on the upper surface of the cylinder head 2 to form an in-cylinder injection structure. However, instead of this, the injector 14a is indicated by a dashed line. Alternatively, it may be provided in the middle of the intake pipe 9. Alternatively, direct injection in a cylinder may be performed by providing the injector on the side wall of the cylinder block 3 like an injector 14b indicated by a dashed line. In the above-described embodiment, the air release pipe 23 is connected to
4 and the fuel tank 22 as the gas-liquid separating means, but instead of this structure, the injector 14 and the high-pressure generator 16 are arranged so as to communicate with each other as shown by a dashed line 23a in FIG. May be provided.
【００６９】クランク軸５には、図１乃至図１３の２サ
イクル内燃機関と同様に、始動モータＭ１により中間ギ
ヤ５０１、スタータギヤ５００を介してクランク軸５を
強制的に回転してエンジンを始動させる。また、キック
レバー５１３によりスタータ駆動ギヤ５１２が回転し、
これによりドリブンギヤ５１１を介してクランク軸５を
強制的に回転し、例えばバッテリ不足時に始動モータＭ
１が作動できない時等に、キックレバー５１３によりエ
ンジン１を始動させることができるようになっている。As with the two-stroke internal combustion engine shown in FIGS. 1 to 13, the crankshaft 5 is forcibly rotated by the starting motor M1 via the intermediate gear 501 and the starter gear 500 to start the engine. . Further, the starter drive gear 512 is rotated by the kick lever 513,
As a result, the crankshaft 5 is forcibly rotated via the driven gear 511.
The engine 1 can be started by the kick lever 513 when the engine 1 cannot operate.
【００７０】この４サイクル内燃機関には、図１５及び
図１６に示す燃料噴射装置の電力供給装置が備えられ、
図３乃至図１４の２サイクル内燃機関の電力供給装置の
構成及び作用と同じものは、同じ符号を付して説明を省
略する。図１５は電力供給装置の回路図、図１６は充電
信号及び放電信号のタイミングチャートである。この実
施の形態では、例えば衝撃的伸長素子充電サイリスタ起
動コイルＬ４及び衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コ
イルＬ５に代えて、図１４に示すクランク位置検出手段
Ｓ１の位置検出センサ２０５から得られる１つのクラン
ク位置信号に基づき、制御回路１８は、カム軸２０３の
２回転に１回の充電信号と放電信号を繰り返して所定の
タイミングで出力し、これにより衝撃的伸長素子充電用
サイリスタＳＣＲ２と衝撃的伸長素子放電用サイリスタ
ＳＣＲ３を作動するようにしている。This four-cycle internal combustion engine is provided with a power supply device for the fuel injection device shown in FIGS. 15 and 16.
The same components as those of the power supply device of the two-cycle internal combustion engine shown in FIGS. 3 to 14 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 15 is a circuit diagram of the power supply device, and FIG. 16 is a timing chart of the charge signal and the discharge signal. In this embodiment, for example, one crank obtained from the position detection sensor 205 of the crank position detection means S1 shown in FIG. 14 is used in place of the shock extension element charging thyristor activation coil L4 and the shock extension element discharge thyristor activation coil L5. Based on the position signal, the control circuit 18 repeats a charge signal and a discharge signal once for every two rotations of the camshaft 203 and outputs the signal at a predetermined timing, whereby the thyristor SCR2 for charging the shock-expanding element and the shock-expanding element The discharge thyristor SCR3 is operated.
【００７１】制御回路１８は、エンジン１のエンジン回
転数を位置検出センサ２０５の信号から算出して検知し
て切替手段を構成するスイッチ回路４０２を制御し、キ
ックによるクランキング回転時に第１駆動電源系Ｅ２か
ら第２駆動電源系Ｅ３へ切り替え、発電コイルを構成す
る衝撃的伸長素子駆動用発電コイルＬ２からの電力を衝
撃的伸長素子１７ａに供給し、バッテリの容量不足でも
簡単な構成で確実にエンジン１の始動が可能である。The control circuit 18 calculates and detects the engine speed of the engine 1 from the signal of the position detection sensor 205 and controls the switch circuit 402 constituting the switching means. The power is switched from the system E2 to the second drive power supply system E3, and the power from the shock generating expansion element driving power generation coil L2 constituting the power generation coil is supplied to the shock expansion element 17a. The engine 1 can be started.
【００７２】なお、図１乃至図１３に示す２サイクル内
燃機関においても、キックによるクランキング回転を検
知して第１駆動電源系から第２駆動電源系へ切り替え、
発電コイルからの電力を衝撃的伸長素子に供給し、バッ
テリの容量不足でもエンジンの始動ができるようにする
ことができる。In the two-stroke internal combustion engine shown in FIGS. 1 to 13, the cranking rotation due to the kick is detected and the first drive power supply system is switched to the second drive power supply system.
Electric power from the power generating coil is supplied to the shock-extending element, so that the engine can be started even if the battery capacity is insufficient.
【００７３】[0073]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、バッテリを燃料噴射装置駆動用電源として用い
なくても簡単な回路構成で、所定のタイミングで始動用
燃料をエンジンに供給することで確実なエンジンの始動
を可能とする。As described above, according to the first aspect of the present invention, the starting fuel is supplied to the engine at a predetermined timing with a simple circuit configuration without using the battery as the power source for driving the fuel injection device. As a result, the engine can be reliably started.
【００７４】さらに、請求項２記載の発明では、バッテ
リ電圧が所定電圧以下の時、第１駆動電源系から第２駆
動電源系へ切り替え、発電コイルからの電力を衝撃的伸
長素子に供給し、バッテリの容量不足でも簡単な構成で
確実にエンジンの始動が可能である。Further, according to the present invention, when the battery voltage is equal to or lower than a predetermined voltage, the first drive power supply system is switched to the second drive power supply system, and the power from the power generation coil is supplied to the shock-elongating element. Even if the battery capacity is insufficient, the engine can be reliably started with a simple configuration.
【００７５】請求項３記載の発明では、クランキング回
転を検知して第１駆動電源系から第２駆動電源系へ切り
替え、発電コイルからの電力を衝撃的伸長素子に供給
し、バッテリの容量不足でも簡単な構成で確実にエンジ
ンの始動が可能である。According to the third aspect of the present invention, the cranking rotation is detected, the first drive power supply system is switched to the second drive power supply system, the power from the power generation coil is supplied to the shock-stretching element, and the capacity of the battery is insufficient. However, the engine can be reliably started with a simple configuration.
【図１】燃料噴射装置を適用した自動二輪車に搭載され
た２サイクル内燃機関の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a two-cycle internal combustion engine mounted on a motorcycle to which a fuel injection device is applied.
【図２】燃料噴射ユニットの詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a fuel injection unit.
【図３】エンジンに備えられる発電機の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a generator provided in the engine.
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
【図５】電力供給装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a power supply device.
【図６】時間とエンジン回転速度との関係を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between time and engine rotation speed.
【図７】エンジン回転速度と発電電圧との関係を示す図
である。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an engine rotation speed and a generated voltage.
【図８】駆動系切替時のバッテリ電圧を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a battery voltage at the time of drive system switching.
【図９】衝撃的伸長素子として圧電素子を用いた衝撃的
高圧発生源の詳細構成図である。FIG. 9 is a detailed configuration diagram of a shocking high-voltage generation source using a piezoelectric element as a shocking extension element.
【図１０】高圧発生装置で発生する衝撃的高圧とその駆
動信号との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a relationship between an impulsive high voltage generated by the high voltage generating device and a driving signal thereof.
【図１１】コンデンサ充電電圧、エンジン回転速度、噴
射量及び充電時間との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a relationship among a capacitor charging voltage, an engine rotation speed, an injection amount, and a charging time.
【図１２】充電信号及び放電信号のタイミングチャート
である。FIG. 12 is a timing chart of a charge signal and a discharge signal.
【図１３】他の実施の形態の高圧発生装置とインジェク
タの詳細構成図である。FIG. 13 is a detailed configuration diagram of a high-pressure generator and an injector according to another embodiment.
【図１４】この発明に係る燃料噴射装置を適用した４サ
イクル内燃機関の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied.
【図１５】電力供給装置の他の実施の形態の回路図であ
る。FIG. 15 is a circuit diagram of another embodiment of the power supply device.
【図１６】充電信号及び放電信号のタイミングチャート
である。FIG. 16 is a timing chart of a charge signal and a discharge signal.
５ クランク軸 １６ 高圧発生装置 １７ 衝撃的高圧発生源 １７ａ 衝撃的伸長素子 ３２ 加圧室 ４１ 噴射孔 ６９ サイリスタ起動コイル発電突起 Ｃ２ 衝撃的伸長素子充電コンデンサ ＳＣＲ３ 衝撃的伸長素子放電用サイリスタ Ｌ４ 衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル Ｌ５ 衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイル Ｅ１ バッテリ Ｅ２ 第１駆動電源系 Ｅ３ 第２駆動電源系 Reference Signs List 5 crankshaft 16 high-pressure generator 17 shock high-pressure source 17a shock expansion element 32 pressurizing chamber 41 injection hole 69 thyristor activation coil power generation projection C2 shock expansion element charging capacitor SCR3 shock expansion element discharge thyristor L4 shock expansion Element charging thyristor starting coil L5 Impact extension element discharging thyristor starting coil E1 Battery E2 First drive power system E3 Second drive power system
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 63/06 Ｆ０２Ｍ 63/06 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｌ Ｙ 15/00 15/00 Ｚ 17/00 17/00 Ｚ Ｈ０１Ｌ 41/09 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｋ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 63/06 F02M 63/06 F02N 11/08 F02N 11/08 LY 15/00 15/00 Z 17/00 17/00 Z H01L 41/09 H01L 41/08 K
Claims (3)
段を有するエンジンに用いられ、衝撃的伸長素子に電力
を供給して伸長させることにより加圧室内の燃料を衝撃
的に加圧し、噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置に
おいて、クランキングによる発電コイルからの電力を前
記衝撃的伸長素子に供給し、前記衝撃的伸長素子を伸長
させた後、次の伸長までに前記衝撃的伸長素子の収縮を
実施し、且つ上死点近傍において点火するようにしたこ
とを特徴とする燃料噴射装置。The present invention is applied to an engine having at least a manual crank means and an ignition means, and supplies electric power to an impact extension element to extend the impact, so that fuel in the pressurization chamber is impact-pressurized. In a fuel injection device for injecting fuel, electric power from a power generation coil by cranking is supplied to the shock-elongating element, and after the shock-elongation element is expanded, the contraction of the shock-elongation element until the next expansion. And fuel is ignited near the top dead center.
有するエンジンに用いられ、電源スイッチの入力後、始
動モータの駆動に同期してバッテリからの電力を前記衝
撃的伸長素子に供給する第１駆動電源系と、クランキン
グ回転時の発電コイルからの電力を前記衝撃的伸長素子
に供給する第２駆動電源系と、前記バッテリの電圧が所
定電圧以下の時前記第１駆動電源系から前記第２駆動電
源系へ切り替える切替手段とを備えることを特徴とする
請求項１記載の燃料噴射装置。2. A first motor, which is used in an engine having a starting motor and a manual cranking means, supplies power from a battery to the shock-stretching element in synchronization with driving of the starting motor after input of a power switch. A driving power supply system, a second driving power supply system for supplying electric power from a power generation coil during cranking rotation to the shock-stretching element, 2. The fuel injection device according to claim 1, further comprising switching means for switching to a two-drive power supply system.
有するエンジンに用いられ、電源スイッチの入力後、始
動モータの駆動に同期してバッテリからの電力を前記衝
撃的伸長素子に供給する第１駆動電源系と、クランキン
グ回転時の発電コイルからの電力を前記衝撃的伸長素子
に供給する第２駆動電源系と、前記人力のクランク手段
の作動を検知して前記第１駆動電源系から前記第２駆動
電源系へ切り替える切替手段とを備えることを特徴とす
る請求項１記載の燃料噴射装置の電力供給装置。3. An engine having a starting motor and manual cranking means for supplying power from a battery to the shock-stretching element in synchronization with driving of the starting motor after input of a power switch. A drive power supply system, a second drive power supply system for supplying electric power from a power generating coil during cranking rotation to the shock-extending element, and an operation of the human-powered crank means to detect the power from the first drive power supply system. 2. The power supply device for a fuel injection device according to claim 1, further comprising: a switching unit configured to switch to a second drive power supply system.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9009818A JPH10205417A (en) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | Fuel injection device |
| TW87209121U TW392706U (en) | 1997-01-22 | 1998-06-09 | Fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9009818A JPH10205417A (en) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | Fuel injection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10205417A true JPH10205417A (en) | 1998-08-04 |
Family
ID=11730739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9009818A Pending JPH10205417A (en) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | Fuel injection device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10205417A (en) |
| TW (1) | TW392706U (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104227743A (en) * | 2014-09-12 | 2014-12-24 | 江阴市汇通包装机械有限公司 | Plastic cutter structure |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP9009818A patent/JPH10205417A/en active Pending
-
1998
- 1998-06-09 TW TW87209121U patent/TW392706U/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW392706U (en) | 2000-06-01 |
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