JP3638687B2

JP3638687B2 - 内燃機関

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Publication number: JP3638687B2
Application number: JP30015195A
Authority: JP
Inventors: 秀年影山
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2015-11-17
Also published as: JPH09144638A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室に吸気管を介してあるいは直接燃料を供給する燃料供給装置と、燃焼室内の混合気に点火する点火装置とを備えた内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置は、従来、噴射ケース内に噴射口を開閉する弁体を閉側にリターンスプリングで付勢して配置し、該弁体を電磁コイルにより開側に駆動するようにした燃料噴射弁を吸気管あるいは燃焼室まわりに取りつけ、該燃料噴射弁に燃料タンク内の燃料を高圧ポンプにより常時加圧供給するとともに余剰燃料を燃料タンク側にリターンさせる燃料供給系とを備えている。この従来装置では、上記電磁コイルへの印加電圧を制御することにより、上記電磁コイルにより上記弁体を後退させて上記噴射口を開き、該噴射口が開いている期間に応じた量の燃料を吸気管内あるいは燃焼室内に噴射するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の燃料噴射装置の場合、１噴射当たりの最大量と最小量との比（ダイナミックレンジ）をあまり増大できないという問題がある。上記従来の燃料噴射装置では、上記電磁コイルへの印加電圧のパルス長により１回の噴射量が決定されるのであるが、弁体の応答性に限界があるので、弁の開時間をあまり短くすることができず、結局上記ダイナミックレンジに制約が生じる。なお、上記リターンスプリングを強力にすれば閉時の応答性は向上するが、開時の応答性が低下する。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ダイナミックレンジを大幅に拡大でき、また噴射される燃料の計量精度を向上できる内燃機関を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ここで、本件出願人は、上述の問題点を解決するために、以下の燃料供給装置を開発した（特願平７−９３８３２号参照）。この燃料供給装置は、燃料が供給される加圧室に配設された燃料の逆流を阻止する逆止弁，及び燃料噴射出口を開閉する噴射弁と、通電により電界の強さを変化させることにより伸縮変形して上記加圧室の容積を変化させる電磁歪素子とを備えている。ここで電磁歪素子とは、基板の両面に電極を配置し、該電極に電荷を帯電させることにより基板に作用する電界の方向あるいは強さを変化させることにより基板を伸縮変形させるようにした電歪素子と、基板の周囲に磁石を配置し、この磁石により形成される基板に作用する磁界の方向あるいは強さを変化させることにより基板を伸縮変形させるようにした磁歪素子との両方を便宜的に総称したものである。上記電磁歪素子に電圧を印加すると、該電磁歪素子が膨張変形して上記加圧室の容積を減少させ、該容積減少による圧力増加により上記逆止弁が閉じるとともに噴射弁が開き、上記容積減少量に対応した量の燃料が噴射出口から噴射される。この噴射後、電歪素子の電荷を放電させる、あるいは磁歪素子の磁界を元に戻すことにより、該電磁歪素子が収縮変形して加圧室の容積を増大させ、該容積増大による負圧により上記逆止弁が開き、加圧室に燃料が供給される。
【０００６】
上記電磁歪素子の変形量は、印加電圧の大きさ等に応じて高精度に制御可能であるので、加圧室の容積減少量，ひいては燃料噴射量を高精度に制御可能である。また電磁歪素子の変形量は、印加電圧の大きさ等に応じて極めて広い範囲で変化可能であるので、上記減少量の変化幅，燃料噴射量のダイナミックレンジを大幅に拡大可能である。
【０００７】
ところで、上記電歪素子に帯電した電荷を放電する際のエネルギーは抵抗により熱に変換させている。本件発明者は、この電歪素子に帯電した放電エネルギーを点火コイルに導くことにより、バッテリの消費電力を低減でき、また点火装置の簡略化を図ることができる点に着目し、本発明を成したものである。
【０００８】
そこで本発明は、燃料供給装置と点火装置とを別個独立に備えた内燃機関において、上記燃料供給装置は、加圧室にプランジャを該加圧室内への進入量を変化可能に配置し、該プランジャに電歪素子を接続し、該電歪素子の伸縮変形により上記プランジャを進退させて上記加圧室の容積を増減し、もって燃料を燃焼室内に供給するように構成されており、上記電歪素子は、圧電セラミックからなる複数の基板の両主面に電極を配置し、該電極に電荷を帯電させることにより基板に作用する電界の方向あるいは強さを変化させて該基板を伸縮変形させるように構成されており、上記点火装置は、上記電歪素子に帯電した電荷を点火コイルの一次側を通して放電させることにより二次側に高電圧を発生させ、該二次側に接続された点火プラグに火花を発生させるように構成されていることを特徴としている。また請求項２は、請求項１において、上記燃料供給装置は、燃料噴射制御機能からの信号に基づき上記電歪素子の電極に電荷を帯電させることにより該電歪素子を伸長させ、上記加圧室の容積を減少させて燃料を噴射し、燃料噴射終了後は点火時期制御機能からの信号に基づき、上記電歪素子の電極に帯電した電荷を点火コイルの一次側を通して放電させることにより該電歪素子を収縮させ、上記加圧室の容積を回復させることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図４は本発明の一実施形態（第１実施形態）による内燃機関を説明するための図であり、図１は２サイクルエンジンを模式的に示す一部断面構成図、図２は燃料噴射装置を模式的に示す一部断面構成図、図３は電歪素子の回路構成図、図４はクランク角と印加電圧との関係を示す特性図である。
【００１０】
図において、１は燃料供給装置２及び点火装置２５を備えた２サイクルエンジンであり、該エンジン１は、シリンダボア６ｂ内にピストン５が摺動自在に挿入配置されたシリンダブロック６と、該ブロック６の上面にヘッドボルト７により結合されて燃料室８を構成するシリンダヘッド９と、上記シリンダブロック６が結合された変速機ケース一体型のクランクケース１１とを備え、上記ピストン５がコンロッド１２を介して上記クランクケース１１内に配置されたクランク軸１０に連結されている。なお、２６は点火プラグである。
【００１１】
上記クランクケース１１内とシリンダボア６ｂの軸方向中間付近とは掃気通路２０により連通されており、またシリンダボア６ｂに開口する排気ポート１７には排気管１６が接続されている。
【００１２】
また上記シリンダブロック６にはシリンダボア６ｂの排気ポート１７開口よりシリンダヘッド９寄り部分及び排気ポート１７の途中部分に連通孔により連通する燃焼ガス室６ａが形成されている。該両連通孔は、爆発行程において吹き抜けガスをほとんど含まない燃料ガスが上記燃焼ガス室６ａ内に導入されるように設定されている。そして上記燃焼ガス室６ａ内には燃焼ガス中のＯ₂濃度を検出するＯ₂センサ１５が取り付けられている。なお、燃焼室６ａへの導入部，排気ポート１７への排出部には不図示の逆止弁が配置され、それぞれ逆方向の流れを阻止する。
【００１３】
また上記クランクケース１１に連通する吸気ポート１９にはクランク室圧縮時逆流を阻止するリードバルブ７５を介して吸気通路３が接続されており、該吸気通路３に介設されたスロットル弁２２は、操向ハンドル２１に装着されたスロットルグリップ１８を回動させることによりスロットルワイヤ２３を介して開閉駆動される。なお、２４はスロットルグリップ開度（スロットル弁開度と連動）を検出するスロットルセンサである。
【００１４】
上記燃料供給装置２は、上記シリンダブロック６に装着されたインジェクタ（燃料噴射弁）１４と、該インジェクタ１４に燃料を供給する燃料供給系３０とを備えている。この燃料供給系３０は、上記インジェクタ１４と燃料タンク３３とを接続する燃料通路３４の途中に燃料ポンプ３２を介設し、該燃料ポンプ３２から吐出された燃料の余剰分をレギュレータ３５により戻り通路３６を介してポンプ一次側に戻すように構成されている。なお、戻し通路３６は燃料タンク３３に戻してもよい。
【００１５】
なお、上記燃料タンク３３をインジェクタ１４より高所に取り付けた場合、そのヘッド差により燃料をインジェクタ１４に供給可能であり、このようにすれば上記燃料ポンプ３２を不要にすることが可能である。
【００１６】
上記インジェクタ１４は、図２に示すように、上記燃料ポンプ３２から供給された燃料の逆流を防止する逆止弁３７を内蔵する上部ケース３８と、噴射口４６を開閉する噴射弁３９を内蔵する下部ケース４０とを結合して、上記供給された燃料を加圧する加圧室４９を形成し、該加圧室４９内への進入量を変化可能に該加圧室４９の壁に挿入配置されたプランジャ５２と、該プランジャ５２を進退駆動する電歪素子５１とを備えている。
【００１７】
上記逆止弁３７は、燃料流入口４３を弁球４４で開閉可能とするとともに、該弁球４４をスプリング４５で閉方向に付勢した構造のものであり、該逆止弁３７内は底板４２に形成された連通孔４１により上記加圧室４９内に連通している。また上記逆止弁３７の最高所付近には空気抜き弁５６が挿入配置されている。
【００１８】
上記噴射弁３９は、噴射口４６を弁棒４７の弁体４７ａで開閉可能とするとともに、該弁棒４７をスプリング４８で閉方向に付勢した構造のものである。なお、上記弁棒４７は支持板４７ｂに該支持板４７ｂと上記弁体４７ａとの間隔を可変に固定されており、上記間隔を調整することにより最大開面積を調整可能となっている。
【００１９】
ここで上記逆止弁３７の開弁圧は、上記噴射弁３９の開弁圧より低く設定されている。逆止弁３７の開弁圧が比較的低いことから上記燃料供給系３０からの圧力により上記燃料流入口４３が容易に開き、燃料の上記加圧室４９内への流入応答性を高めている。また噴射弁３９の開弁圧が比較的高いことから、噴射終了時の応答性を高めている。
【００２０】
上記プランジャ５２は、上記下部ケース４０の側壁に形成された挿入孔４０ａ内に進退可能に配設され、その先端部は上記加圧室４９内に位置しており、また上記挿入孔４０ａとの間はシール部材５３でシールされている。
【００２１】
また上記プランジャ５２の外端面には上記電歪素子５１の先端面が接続されており、該電歪素子５１の後端面は上記下部ケース４０の外壁面に形成された支持ケース５０の内面に当接固定されている。これにより電歪素子５１は通電により図示矢印Ｌ方向に変形して上記プランジャ５２を進退させ、その結果上記加圧室４９の容積が変化し、燃料が加圧されるようになっている。
【００２２】
ここで上記噴射弁３９の開弁時における上記噴出口４６の最大開口面積は上記プランジャ５２の上記進退方向Ｌと直角の断面積より小さく設定されている。
【００２３】
上記電歪素子５１は、図３に示すように、本願の基板を構成する３つの圧電セラミックス５１ｃと、これを挟み込むように正極板５１ａと負極板５１ｂとが配置され、一体化されたものであり、この各圧電セラミックス５１ｃが印加電圧の大きさに略比例して極板５１ａ，５１ｂの厚さ方向に伸縮変形する。
【００２４】
上記各正極板５１ａは正電荷供給線１０３を介して交流電源１００に接続されており、該供給線１０３の途中には交直変換回路１０１，抵抗器１０２，及び後述のＥＣＵ４の燃料噴射制御機能４ａにより開閉制御される第１電子スイッチ１０５が介設されている。また上記各負極板５１ｂの負電荷供給線１０４はアースに接続されている。
【００２５】
そして上記点火装置２５の点火コイル２７の一次側コイル２７ａの一端は上記電歪素子５１の正電荷供給線１０３に接続されており、他端はＥＣＵ４の点火時期制御機能４ｂにより開閉制御される第２電子スイッチ１０６を介してアースに接続されている。また点火コイル２７の二次側コイル２７ｂは点火プラグ２６に接続されている。
【００２６】
上記ＥＣＵ４は、スロットルセンサ２４，ピストンの上死点に対する位置を検出するためのクランク角センサ２８，エンジン回転数センサ２９からの各検出信号ａ〜ｃが入力され、エンジン運転状態に応じた点火時期制御信号Ａ，燃料噴射制御信号Ｂをそれぞれ上記電子スイッチ１０５，１０６に出力する。
【００２７】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本エンジン１では、燃料タンク３３内の燃料が燃料ポンプ３２によりインジェクタ１４の加圧室４９内に供給され、余剰の燃料はレギュレータ３５を介してポンプ一次側に戻される。そして第１電子スイッチ１０５がオンすることによりインジェクタ１４の電歪素子５１に駆動電圧が印加されると、該電歪素子５１が矢印Ｌ方向に変位してプランジャ５２を加圧室４９内に進入させ、これにより加圧室４９内の容積が減少してその圧力が上昇し、これにより逆止弁３７が閉じるとともに、噴射弁３９の弁体４７ａが外方に移動して噴射口４６を開き、その結果上記プランジャ進入容積に対応した量の燃料がシリンダブロック６のシリンダボア６ｂ内に供給される。
【００２８】
この場合、上記電歪素子５１の矢印Ｌ方向の変位量は印加電圧の大きさに略比例するので、印加電圧が大きいほど燃料噴射量が増加することとなる。従って印加電圧を変化させることにより、燃料噴射量を高精度に増加することとなる。また上記変位量は印加電圧の大きさにより、例えば１μｍ〜６４μｍの範囲で変化し、従ってこの比率で燃料噴射量を変化させることが可能であり、ダイナミックレンジが大幅に拡大される。
【００２９】
噴射終了後、第２電子スイッチ１０６がオンすることにより電歪素子５１に帯電した電荷が一次側コイル２７ａを通ってアース側に流れ、これにより二次側コイル２７ｂに高電圧が発生し点火プラグ２６が火花を発生する。そしてこの放電とともにプランジャ５２が後退して定位置に戻る。このとき加圧室４９内の容積が増大して負圧となり、これにより燃料噴射弁３９が閉じるとともに逆止弁３７が開き、燃料流入口４３から燃料が加圧室４９内に供給される。なお、上記第２電子スイッチ１０６を点火コイル２７のアース側に配置したが、１次側コイル２７ａと２次側コイル２７ｂとの連結部２７ｃを直接アースする一方第２電子スイッチ１０６を電歪素子側（図示１０６ａ）に配置してもよく、あるいは電歪素子のアース側（図示１０６ｂ）に配置してもよい。
【００３０】
なお、上記印加電圧の制御方法には各種の態様が採用可能であり、例えば図４（ａ）に示すように、複数回パルス的に通電した後、一定時間通電して帯電させ、この電荷を点火コイルに放電する、また同図（ｂ）に示すように、１回の通電により帯電させる等、エンジン回転数，エンジン負荷（スロットル開度）に応じた最適の燃料噴射量となるように、また電歪素子の容量に応じた放電エネルギーとなるように制御される。
【００３１】
ここで、容量Ｃ３００，最大印加電圧４００ボルトの電歪素子を２個使用した場合の放電エネルギーＥは、

となる。これに対して、一般的なＣＤＩ点火方式による放電エネルギーＥは、４４ミリジュール程度であるので、略同等の値が得られる。従って、噴射量のダイナミックレンジを１０と仮定すると、電歪素子の容量はその１０倍程度必要となる。
【００３２】
このように本エンジン１では、電歪素子５１によりプランジャ５２を進退駆動して加圧室４９の容積を変化させ、該容積変化量に応じた量の燃料を噴出するようにしたので、簡単な構造により燃料噴射を行うことができる。この場合、印加電圧の制御により電歪素子５１の変位量を高精度でもって制御でき、その結果噴射燃料の計量精度を向上できる。
【００３３】
また、印加電圧の大きさにより電歪素子５１の変位量を１μｍ〜６４μｍと広い範囲で変化させることができ、従って燃料噴射量の最大，最小比であるダイナミックレンジの極めて大きい燃料噴射が可能である。
【００３４】
本実施形態では、電歪素子５１の極板５１ａ，５１ｂ間に帯電した電荷を点火コイル２７の一次側コイル２７ａに放電して点火プラグ２６に火花を発生させたので、該電歪素子５１の放電エネルギーを有効利用してバッテリの消費電力を節約できるとともに、点火装置２５の簡略化を図ることができる。
【００３５】
図５は、本発明の第２実施形態による燃料供給装置を説明するための図である。本燃料供給装置２は、上述した２サイクルエンジンのクランクケースに連通する吸気管に接続されており、ベンチュリ部１８ｂ，及びこれの下流側にバタフライ式のスロットル弁２２を有する吸気通路ボディ（ミキシングチャンバ）１８と、該ボディ１８の下面側に接続された燃料貯留室（フロートチャンバ）８０と、該燃料貯留室８０内に配設された加圧室ボディ８１と、該加圧室ボディ８１の加圧室８４の容積を変化させる電歪素子８６を備えている。なお、図中、矢印Ａは吸気の流れ方向を示している。
【００３６】
上記燃料貯留室８０内にはフロート９９が上下揺動可能に配設されており、また燃料が供給される燃料供給管９７が接続されている。該燃料供給管９７の供給開口はニードル弁９８により上記フロート９９の上下揺動に応じて開閉され、燃料貯留室８０内の油面が所定レベルに保持されるようになっている。なお、９５は燃料レベル検出センサ、８２は温度検出センサである。
【００３７】
上記加圧室ボディ８１の下部には加圧室８４内に燃料貯留室８０内の燃料が導入される燃料導入口８３が形成されており、該導入口８３の加圧室内開口部には貯留室８０から加圧室８４への流れのみを許容する逆止弁８５が配設されている。
【００３８】
上記加圧ボディ８１の下部には素子室９０が形成されている。この素子室９０は燃料貯留室８０内に連通孔９０ａにより連通しており、また加圧室８４内に開口８４ａにより連通している。該開口８４ａ部分には蛇腹状の金属筒１００が挿入配置されており、該金属筒１００のフランジ部１００ａにより素子室９０と加圧室８４とは油密に画成されている。
【００３９】
上記素子室９０内には上記電歪素子８６が配設されており、該電歪素子８６の伸縮変形により金属筒１００の加圧室８４内への進入量を変化させるようになっている。また上記加圧室８４の上端部には燃料吐出口８７が連通しており、該吐出口８７の開口８７ｃは上記ベンチュリ部１８ｂ部分に位置している。
【００４０】
上記燃料吐出口８７の上部には加圧室８４からの燃料を微粒化するための補助空気通路９６が形成されている。また燃料貯留室８０の上側部分と吸気通路１８ａのスロットル弁２２より上流側部分とは連結パイプ８９により連通されている。これにより燃料貯留室８０内の圧力は、上記ベンチュリ部１８ｂ部分の吸気圧力と同一となり、そのため加圧室８４内の燃料がベンチュリ部１８ｂの負圧により吸い出されることはない。従って、燃料供給量は電歪素子８１の作動量によって決定され、その結果、燃料供給量を精度良く制御できる。
【００４１】
また上記連結パイプ８９の途中には三方弁８８を介在させて大気解放パイプ８９ｃが接続されており、該三方弁８８は、エンジン停止中は上記燃料貯留室８０と大気解放パイプ８９ｃと連通させ、運転中は燃料貯留室８０と吸気通路１８ａとを連通する。これにより始動時大気圧とクランキング負圧の差圧による燃料増量が可能となることから、エンジンの冷機状態での始動性が良好となる。
【００４２】
そして、本エンジンの点火装置は、上記電歪素子８６の正極側を点火コイルの一次側コイルに接続するとともに二次側コイルに点火プラグを接続してなり、基本的構成は上記第１実施形態と同様である。
【００４３】
本実施形態では、燃料貯留室８０内の燃料が燃料導入口９３を通り、逆止弁８５を押し開いて加圧室８４内に進入することにより両室内の油面は略一致している。そしてＥＣＵから燃料供給信号に応じた駆動電圧が電歪素子８６に印加されると、該電歪素子８６が変位して金属筒１００を加圧室８４内に進入させ、該加圧室容積が減少して逆止弁８５を閉じるとともに該減少容積に応じた量の燃料が吐出口８７から吸気通路１８ａ内に吐出される。
【００４４】
燃料吐出後、上記電歪素子８６に帯電した電荷を点火コイルの一次側に放電して二次側に高電圧を発生させ、これにより点火プラグに火花を発生させる。そしてこの放電とともに金属筒１００が後退し、このとき加圧室８４内の容積が増大して負圧となり、逆止弁８５が開いて燃料が加圧室８４内に供給される。
【００４５】
このように本エンジンによれば、電歪素子８６により金属筒１００を進退駆動して加圧室８４の容積を変化させ、該容積変化量に応じた量の燃料を吐出するようにしたので、簡単な構造により燃料吐出を行うことができ、また電歪素子８６の変位量を高精度でもって制御でき、吐出燃料量の制御精度を向上でき、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
また上記電歪素子８６に帯電した電荷を点火コイルに放電して点火プラグに火花を発生させたので、該電歪素子８６の放電エネルギーを有効利用してバッテリの消費電力を節約できるとともに、装置の構造を簡略化できる。
【００４７】
なお、上記各実施形態では２サイクルエンジンの場合を説明したが、本願発明は勿論４サイクルエンジンにも適用できる。図６〜図８は、４サイクルエンジンに適用した場合を説明するための図であり、図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４８】
以下、主に上記第１実施形態における２サイクルエンジンと異なる部分について説明する。本４サイクルエンジンは、不図示のカム軸により駆動されて、吸気ポート１８，排気ポート１７の燃焼室８開口を開閉する吸気弁５９，排気弁６０を備えている。そしてインジェクタ１４は、シリンダヘッド６に、噴出口が燃焼室８に臨むように配置されている。
【００４９】
そして本エンジンは、図７に示すように、電歪素子５１に電圧を印加する第１電子スイッチ１０５、該電歪素子５１に帯電した電荷を抵抗器１０８により熱変換させて放電させる第３電子スイッチ１０７、及び電歪素子５１に帯電した電荷を点火コイル２７の一次側コイル２７ａに放電する第２電子スイッチ１０６を備えており、各電子スイッチ１０５〜１０７はそれぞれＥＣＵ４の燃料噴射制御機能４ａ，点火時期制御機能４ｂ，及び放電制御機能４ｃにより開閉制御される。なお、上記第２電子スイッチ１０６は電歪素子側１０６ａに配置してもよく，あるいは電歪素子のアース側１０６ｂに配置してもよい。
【００５０】
本エンジンでは、図８（ａ）に示すように排気行程において２回通電するとともに吸入，圧縮行程で連続通電する方法、同図（ｂ）に示すように排気〜圧縮行程間で連続通電する方法が採用可能であり、圧縮上死点の直前において点火コイル２７に放電し、点火プラグ２６に火花を発生させる。
【００５１】
また、４サイクルエンジン場合、エンジン１回転毎に電歪素子を１回作動させ、エンジン２回転毎に点火プラグを作動させる場合には、途中１回分の電荷は、上記第３電子スイッチ１０７をオンさせることにより抵抗器１０８に放電することとなる。
【００５２】
このように、４サイクルエンジンにおいても上記２サイクルエンジンの場合と同様の作用効果が得られる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る内燃機関によれば、燃料供給装置を、電歪素子の伸縮変形により燃料を燃焼室に供給するように構成し、点火装置を、上記電歪素子に帯電した電荷を点火コイルに放電させることにより点火プラグに火花を発生させるように構成したので、燃料噴射の計量精度を向上でき、また印加電圧の大きさに応じて電歪素子の変位量を広い範囲で変化可能にでき、ダイナミックレンジを大幅に拡大できる効果があり、また、電歪素子に帯電した電荷を有効利用して点火させることができ、消費電力を節約できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態による２サイクルエンジンを模式的に示す一部断面構成図である。
【図２】上記エンジンの燃料噴射装置を模式的に示す一部断面構成図である。
【図３】上記エンジンの燃料噴射，点火装置の構成図である。
【図４】上記エンジンのクランク角と通電電圧との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第２実施形態の燃料供給装置を模式的に示す断面側面図である。
【図６】上記第１実施形態の燃料供給装置を備えた４サイクルエンジンの断面構成図である。
【図７】上記４サイクルエンジンの燃料噴射，点火装置の構成図である。
【図８】上記エンジンのクランク角と通電電圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１エンジン
２燃料供給装置
８燃焼室
２５点火装置
２５ａ点火コイル
２６点火プラグ
５１電歪素子
５１ａ，５１ｂ電極
５１ｃ圧電セラミックス（基板）

Claims

燃料供給装置と点火装置とを別個独立に備えた内燃機関において、上記燃料供給装置は、加圧室にプランジャを該加圧室内への進入量を変化可能に配置し、該プランジャに電歪素子を接続し、該電歪素子の伸縮変形により上記プランジャを進退させて上記加圧室の容積を増減し、もって燃料を燃焼室内に供給するように構成されており、上記電歪素子は、圧電セラミックからなる複数の基板の両主面に電極を配置し、該電極に電荷を帯電させることにより基板に作用する電界の方向あるいは強さを変化させて該基板を伸縮変形させるように構成されており、上記点火装置は、上記電歪素子に帯電した電荷を点火コイルの一次側を通して放電させることにより二次側に高電圧を発生させ、該二次側に接続された点火プラグに火花を発生させるように構成されていることを特徴とする内燃機関。
請求項１において、上記燃料供給装置は、燃料噴射制御機能からの信号に基づき上記電歪素子の電極に電荷を帯電させることにより該電歪素子を伸長させ、上記加圧室の容積を減少させて燃料を噴射し、燃料噴射終了後は点火時期制御機能からの信号に基づき、上記電歪素子の電極に帯電した電荷を点火コイルの一次側を通して放電させることにより該電歪素子を収縮させ、上記加圧室の容積を回復させることを特徴とする内燃機関。