JPH10205417A - Fuel injection device - Google Patents
Fuel injection deviceInfo
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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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