JPH10196493A - Fuel injector - Google Patents

Fuel injector

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Publication number
JPH10196493A
JPH10196493A JP9004968A JP496897A JPH10196493A JP H10196493 A JPH10196493 A JP H10196493A JP 9004968 A JP9004968 A JP 9004968A JP 496897 A JP496897 A JP 496897A JP H10196493 A JPH10196493 A JP H10196493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pressure
chamber
injection
air
Prior art date
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Pending
Application number
JP9004968A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Kageyama
秀年 影山
Hiroshi Nozaki
博 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP9004968A priority Critical patent/JPH10196493A/en
Publication of JPH10196493A publication Critical patent/JPH10196493A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exhaust air and air bubbles early even if air is mixed and air bubbles are generated in a fuel passage to guarantee the accurate injection by providing a gas-liquid separation means on a fuel supply path between a fuel supply source and a low pressure pump and providing an air exhaust passage between an injection hole and it by including a pressurizing chamber. SOLUTION: When a drive voltage is applied to an impact elongation element 17a of an impact high pressure generation source 17 in a condition in which a fuel is filled in a pressurizing chamber 32, an impact high pressure wave is generated at the instant when the shape of the impact elongation element 17a is changed. This impact high pressure wave is propagated from an impact pressurizing face 17b1 side toward a fuel discharge port 33. The impact high pressure wave which reaches an injector 14 opens a valve 25 against a spring 26 to jet a high pressure fuel through an injection hole 41. At this time, since an air exhaust pipe 23 is provided by communicating the injector 14 with a fuel tank which is a gas-liquid separation means, air and fuel vapor in a fuel pipe 15 and the injector 14 are exhausted into a combustion chamber simultaneously with the injection of the fuel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、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 at a high pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料噴射装置として、例えば内燃機関の
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射装置があり、特開平8
−82266号公報に記載されている。この燃料噴射装
置は、圧電素子を用いて容積型ポンプを構成したもので
あり、円筒状シリンダ内に圧電素子(PZTアクチュェ
ータ)により駆動されるピストンを設け、ピストン押圧
面側のシリンダ内部を加圧室とし、ピストンの対向面側
の円筒端部に燃料導入ポートと燃料吐出ポートの2つの
ポートを開口させ、両ポートにはともに逆止弁を設けた
構成である。
2. Description of the Related Art As a fuel injection device, for example, there is a fuel injection device for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
-82266. In this fuel injection device, a positive displacement pump is formed using a piezoelectric element. A piston driven by a piezoelectric element (PZT actuator) is provided in a cylindrical cylinder, and the inside of the cylinder on the piston pressing surface side is pressurized. A chamber is formed, and two ports, a fuel introduction port and a fuel discharge port, are opened at the cylindrical end on the side facing the piston, and both ports are provided with check valves.

【0003】このような構成において、圧電素子への電
圧印加によりその体積を変化させてピストンを駆動しこ
れを加圧室側に移動させ、加圧室の容積を変化させて加
圧室内の燃料圧力を上昇させ、燃料を吐出ポートから押
し出すものである。このようにして、ピストン移動量、
即ち電圧に応じた圧電素子の定常的な体積変化量に応じ
て加圧室内燃料の圧力が上昇し、この昇圧燃料は吐出ポ
ートの逆止弁を通過して押出され、燃料パイプを介して
インジェクタに供給される。
In such a configuration, the volume is changed by applying a voltage to the piezoelectric element to drive a piston to move the piston to the pressurizing chamber side, thereby changing the volume of the pressurizing chamber to change the fuel in the pressurizing chamber. The pressure is increased and the fuel is pushed out from the discharge port. In this way, the piston travel,
That is, the pressure of the pressurized chamber fuel increases in accordance with the steady volume change of the piezoelectric element according to the voltage, and this pressurized fuel is extruded through the check valve of the discharge port, and is injected through the fuel pipe. Supplied to

【0004】しかし、この燃料噴射装置においては圧電
素子へ瞬間的に電圧印荷することにより、瞬間的に圧電
素子が伸長することにより発生する衝撃的高庄を有効に
燃料噴射に利用しておらず、断面積の大きな圧電素子及
びピストンにより燃料を押圧し、断面積の小さな噴射菅
に流出させることにより昇圧している。このため、大き
な圧電素子を必要としていた。
However, in this fuel injection device, by impressing a voltage instantaneously on the piezoelectric element, an impulsive high pressure generated by an instantaneous expansion of the piezoelectric element is effectively used for fuel injection. Instead, the pressure is increased by pressing the fuel with a piezoelectric element and a piston having a large cross-sectional area and flowing the fuel into an injection pipe having a small cross-sectional area. For this reason, a large piezoelectric element was required.

【0005】この出願人は、衝撃的高庄を利用し噴射す
る燃料噴射装置を特願平8−219672号において提
案した。この提案された発明において、圧電素子または
磁歪素子の衝撃的伸長素子や圧電素子やあるいは電熱素
子等の衝撃的高圧発生源を加圧室内あるいは加庄室に面
して配置し、衝撃的高圧発生素子により加庄室内に衝撃
的高圧を発生させ、この衝撃的高圧を加圧室から噴射孔
に波として導き、燃料噴射をさせるようにしている。こ
れにより燃料噴霧の微粒化を可能とするとともに、衝撃
的高圧発生源のコンパクト化を可能としている。
The applicant of the present invention has proposed a fuel injection device for injecting using a shocking Takasho in Japanese Patent Application No. 8-219672. In the proposed invention, a shock source such as a piezoelectric element or a magnetostrictive shock-expanding element, a piezoelectric element, or an electric heating element is arranged facing a pressurizing chamber or a Koji chamber to generate a shock high-voltage. The element generates an impressive high pressure in the Kasho chamber, and the impulsive high pressure is guided as a wave from the pressurization chamber to the injection hole to perform fuel injection. This makes it possible to atomize the fuel spray and make the impact high-pressure source compact.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな燃料噴射装置においては、燃料経路内に空気が混入
する場合あるいは圧力低下により燃料中に溶解中の空気
あるいは燃料そのものの蒸発気化する場合、空気あるい
は蒸気の気泡が加圧室あるいは加圧室から下流の燃料通
路に到達すると、衝撃的高圧発生源により加圧室内に発
生した衝撃的高圧が、衝撃的高圧波として噴射孔に伝播
する途中で、空気あるいは上記の気泡が衝撃的高圧波を
反射させてしまい、噴射孔への衝撃的高圧波の到達を阻
害し、正確な燃料噴射ができない等の問題が発生する。
However, in such a fuel injection device, when air is mixed in the fuel path or when air being dissolved in the fuel or fuel itself evaporates and evaporates due to pressure drop, the air Alternatively, when the vapor bubbles reach the pressurizing chamber or the fuel passage downstream from the pressurizing chamber, the high-impact high pressure generated in the pressurizing chamber by the high-impact high-pressure source is propagated to the injection hole as a high-impact high-pressure wave. In addition, the air or the above-mentioned air bubbles reflect the high-pressure shock wave, hindering the high-pressure wave from reaching the injection hole, causing problems such as inability to accurately inject fuel.

【0007】このため、例えばエア抜き通路を衝撃的高
圧波を発生させる衝撃的高圧発生素子の下流のいずれか
の箇所に配置することが考えられるが、この場合でもエ
ア抜き通路があるため、圧電素子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、正確な噴射ができな
い。
For this reason, for example, it is conceivable to arrange the air vent passage at any location downstream of the high-impact high-pressure generating element for generating a high-impact high-pressure wave. Since a stable residual pressure cannot be applied to the downstream portion of the element, accurate injection cannot be performed.

【0008】この発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、燃料通路に空気が混入してもあるいは圧力低下によ
り空気泡あるいは蒸気の気泡が発生しても、早期に空気
あるいは蒸気の気泡を排出可能にし、しかも安定した余
圧を負荷することが可能であり正確な噴射ができる燃料
噴射装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a point, and even if air is mixed into a fuel passage or air bubbles or vapor bubbles are generated due to a decrease in pressure, air or vapor bubbles are quickly discharged. It is an object of the present invention to provide a fuel injection device capable of applying a stable residual pressure and enabling accurate injection.

【0009】[0009]

【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記載の発明の燃料噴射装
置は、燃料供給源と連通する加圧室と、燃料供給源から
前記加圧室までの間の燃料供給経路上に設けた低圧ポン
プと、燃料を噴射するための噴射孔と、この噴射孔に前
記加圧室から燃料を導く噴射通路と、前記加圧室内の燃
料を衝撃的に加圧する衝撃的高圧発生源と、前記噴射孔
近傍に設けられ、衝撃的高圧の到達に対応して開となる
弁手段とを有し、前記燃料供給源を気液分離機能を持つ
気液分離手段とするか、前記燃料供給源と前記低圧ポン
プの間の燃料供給経路上に気液分離手段を設ける一方、
前記加圧室を含めてその下流の前記噴射孔との間のいず
れかの箇所にエア抜き通路を設け、このエア抜き通路を
前記気液分離手段に連通させ、さらにこのエア抜き通路
に上流側の圧力が所定以上の場合に開となる調圧弁を配
置したことを特徴としている。衝撃的高圧波が到達せず
弁手段が閉となる間中、低圧ポンプにより燃料が加圧室
に送られ、エア抜き通路に配置した調圧弁の上流側の圧
力が所定以上の場合に調圧弁が開となり、エア抜き通路
から気液分離手段に循環する。このため、空気が混入し
てもあるいは気泡が発生しても、エア抜き通路から循環
する燃料と一緒に気泡が気液分離手段に送られ、ここで
燃料中より気泡が分離される。このように、燃料供給経
路に空気が混入してもあるいは圧力低下により空気泡あ
るいは蒸気の気泡が発生しても、早期に空気あるいは蒸
気の気泡を排出することができる。しかも、エア抜き通
路からの循環に拘らず調圧弁により加圧室及びその下流
は所定圧力に維持され、安定した余圧を負荷することが
可能であるため、衝撃的高圧発生源の作動により正確な
噴射ができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection device, comprising: a pressurizing chamber communicating with a fuel supply source; and a fuel supply source. A low-pressure pump provided on a fuel supply path up to the pressurizing chamber, an injection hole for injecting fuel, an injection passage for guiding fuel from the pressurizing chamber to the injection hole, and a fuel in the pressurizing chamber. And a valve means provided in the vicinity of the injection hole and opened in response to the arrival of the impact high pressure, wherein the fuel supply source has a gas-liquid separation function. While having gas-liquid separating means, or providing gas-liquid separating means on a fuel supply path between the fuel supply source and the low pressure pump,
An air vent passage is provided at any point between the injection chamber and the downstream of the injection hole, including the pressurizing chamber, and the air vent passage is communicated with the gas-liquid separation means. And a pressure regulating valve which is opened when the pressure is equal to or higher than a predetermined value. During the period when the high pressure wave does not reach and the valve means is closed, fuel is sent to the pressurizing chamber by the low pressure pump, and when the pressure on the upstream side of the pressure regulating valve arranged in the air vent passage is higher than a predetermined value, the pressure regulating valve Is opened and circulates from the air vent passage to the gas-liquid separation means. Therefore, even if air is mixed in or air bubbles are generated, the air bubbles are sent to the gas-liquid separation unit together with the fuel circulating from the air vent passage, where the air bubbles are separated from the fuel. As described above, even if air is mixed into the fuel supply path or air bubbles or vapor bubbles are generated due to a decrease in pressure, air or vapor bubbles can be discharged early. Moreover, the pressure regulating valve and the downstream thereof are maintained at a predetermined pressure by the pressure regulating valve regardless of circulation from the air vent passage, and a stable excess pressure can be applied. Injection is possible.

【0010】請求項2記載の発明の燃料噴射装置は、燃
料供給源と連通する加圧室と、燃料供給源から前記加圧
室までの間の燃料供給経路上に設けた低圧ポンプと、燃
料を噴射するための噴射孔と、この噴射孔に前記加圧室
から燃料を導く噴射通路と、前記加圧室内の燃料を衝撃
的に加圧する衝撃的高圧発生源と、前記噴射孔近傍に設
けられ、衝撃的高圧の到達に対応して開となる弁手段と
を有し、前記燃料供給源を気液分離機能を持つ気液分離
手段とするか、前記燃料供給源と前記低圧ポンプの間の
燃料供給経路上に気液分離手段を設ける一方、前記加圧
室を含めてその下流の前記噴射孔との間のいずれかの箇
所にエア抜き通路を設け、このエア抜き通路を前記気液
分離手段を連通させ、さらにこのエア抜き通路の途中に
絞りを配置し、前記加圧室の上流あるいは下流、前記加
圧室に調圧弁を配置し、この調圧弁から前記低圧ポンプ
上流側に戻す戻し通路を設けたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel injection device, comprising: a pressurizing chamber communicating with a fuel supply source; a low-pressure pump provided on a fuel supply path from the fuel supply source to the pressurizing chamber; An injection hole for injecting fuel from the pressurized chamber to the injection hole, an impulse high-pressure source for shock-pressing the fuel in the pressurized chamber, and an injection hole provided near the injection hole. Valve means that opens in response to the arrival of a shock high pressure, and wherein the fuel supply source is gas-liquid separation means having a gas-liquid separation function, or between the fuel supply source and the low-pressure pump. While the gas-liquid separation means is provided on the fuel supply path, an air vent passage is provided at any location between the fuel chamber and the injection hole downstream including the pressurizing chamber, and this air vent passage is The separation means is communicated, and a throttle is arranged in the middle of this air vent passage. Upstream or downstream of the pressure chamber, the place pressure chamber to the pressure regulating valve, is characterized in that a return passage back to the low-pressure pump upstream from the pressure regulating valve.

【0011】衝撃的高圧波が到達せず弁手段が閉となる
間中、低圧ポンプにより燃料が加圧室に送られ、加圧室
を含めその下流に配置したエア抜き通路から気液分離手
段に循環する。このように、空気が混入してもあるいは
蒸気が発生しても、エア抜き通路から循環する燃料と一
緒に気泡が気液分離手段に送られ、ここで燃料中より気
泡が分離される。加圧室から噴射孔の間の気泡は、噴射
時燃料と―緒に燃焼室に排出されるか、燃料と一緒に噴
射されないものはエア抜き通路により排出されるので、
衝撃的高圧発生源により生み出された衝撃的高圧波は噴
射孔に正確に伝播する。しかも、エア抜き通路の途中に
絞りを配置したことと、加圧室の上流あるいは下流、加
圧室に配置した調圧弁により、加圧室内に所定圧力の余
圧を付加することが可能であり、安定した衝撃的高圧を
発生させることができる。これにより正確な燃料噴射が
可能となる。
During the period when the high pressure wave does not reach and the valve means is closed, the fuel is sent to the pressurizing chamber by the low pressure pump, and the gas-liquid separating means is disposed through the air vent passage downstream including the pressurizing chamber. Circulates. Thus, even if air is mixed in or steam is generated, bubbles are sent to the gas-liquid separation means together with the fuel circulating from the air vent passage, where the bubbles are separated from the fuel. Bubbles between the pressurized chamber and the injection holes are discharged into the combustion chamber together with the fuel at the time of injection, or those not injected with the fuel are discharged through the air vent passage.
The impulsive high-pressure wave generated by the impulsive high-pressure source is accurately propagated to the injection hole. In addition, it is possible to add a predetermined excess pressure to the pressurizing chamber by arranging the restrictor in the middle of the air vent passage and adjusting the pressure in the pressurizing chamber upstream or downstream of the pressurizing chamber. , And can generate a stable shocking high pressure. This enables accurate fuel injection.

【0012】[0012]

【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。
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 four-cycle internal combustion engine 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.
And a cylinder block 3 constituting a cylinder of the combustion chamber 43
And a crankcase 4 forming a crankcase. A crankshaft 5 in the crank chamber is connected to a connecting rod 100 connected to a crankpin 6 and a piston pin 7.
Is connected to the piston 8. An intake pipe 9 is provided in the cylinder head 2, and an intake valve 10 is attached to an end of the cylinder pipe 2 so as to face the combustion chamber, and opens and closes an 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.

【0013】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16に
連通している。この高圧発生装置16は、後述の衝撃的
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
ー20が設けられている。インジェクタ14には、圧力
逃がし通路兼エア抜き通路のエア抜きパイプ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1
01が設けられている。
In this embodiment, an injector 14 for directly injecting fuel into the combustion chamber is provided facing the combustion chamber from the upper surface of the cylinder head 2. The injector 14 communicates with a high-pressure generator 16 via a fuel pipe 15. The high-pressure generating device 16 includes a high-impact high-pressure generating source 17 including a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a series connection of a piezoelectric element and a magnetostrictive element, and a plunger, which will be described later. I have. 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. A filter 20 is provided at an inlet of the fuel supply pipe 21 in the fuel tank 22. The injector 14 is connected to an air release pipe 23 serving as a pressure release passage and an air release passage. The pressure release valve 1 for adjusting the pressure is connected to the air release pipe 23.
01 is provided.

【0014】高圧発生装置16による衝撃的高圧が到達
せず弁手段であるインジェクタ14が閉となる間中、低
圧ポンプとなる燃料ポンプ19により常時燃料が供給さ
れ、エア抜きパイプ23に配置した調圧弁101の上流
側の圧力が所定以上の場合に調圧弁101が開となり、
燃料パイプ15及びインジェクタ15内部の空気および
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
上部に戻され循環する。気液分離手段を備えている燃料
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。このように、燃料供給経路
に空気が混入してもあるいは圧力低下により空気泡ある
いは蒸気の気泡が発生しても、早期に空気あるいは蒸気
の気泡を排出することができる。これにより、空気が混
入してもあるいは気泡が発生しても、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、しかも、エ
ア抜きパイプ23からの循環に拘らず調圧弁101によ
り燃料供給経路は所定圧力に維持され、安定した余圧を
負荷することが可能であるため、高圧発生装置16の作
動による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し、正確な噴射ができ
る。なお、衝撃的高圧波の一部が調圧弁101に到達す
る時にも気泡は、調圧弁101を通過する。
During the period when the high pressure generated by the high pressure generator 16 does not reach and the injector 14 serving as the valve means is closed, fuel is constantly supplied by the fuel pump 19 serving as a low pressure pump, When the pressure on the upstream side of the pressure valve 101 is equal to or higher than a predetermined value, the pressure regulating valve 101 is opened,
Bubbles such as air and vaporized fuel inside the fuel pipe 15 and the injector 15 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 and circulate. Bubbles are separated in the fuel tank 22 having the gas-liquid separation means, and the fuel supply pipe 21
Air bubbles do not flow to the air. As described above, even if air is mixed into the fuel supply path or air bubbles or vapor bubbles are generated due to a decrease in pressure, air or vapor bubbles can be discharged early. Thus, even if air is mixed in or air bubbles are generated, the fuel pipe 15 and the inside of the injector 14 are filled with fuel, and the fuel supply path is controlled by the pressure regulating valve 101 regardless of circulation from the air release pipe 23. Since the pressure is maintained at a predetermined pressure and a stable residual pressure can be applied, the high-pressure wave generated by the operation of the high-pressure generating device 16 is reliably propagated, and the high-pressure wave is generated immediately before the injection hole in the injector 14. The pressure can be further increased by colliding with the part, and accurate injection can be performed. When a part of the high-pressure shock wave reaches the pressure regulating valve 101, the air bubbles also pass through the pressure regulating valve 101.

【0015】図2は、前記実施例における高圧発生装置
16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2
5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
28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. 2 is a detailed configuration diagram of the high-pressure generator 16 and the injector 14 in the embodiment. The injector 14 has a case body 24 having an injection hole 41 at the tip.
The valve 25 is attached to the injection hole 41. Valve 2
5 is always urged in the closing direction by a 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 an air vent pipe 23 is connected to the air vent port 28. 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.

【0016】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−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19の吐出圧に対抗するの
で、燃料ポンプ19作動中、空気、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 will be described later, the 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 side of 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 19, air and air bubbles can be discharged to the air vent pipe 23 during the operation of the fuel pump 19.

【0017】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 generating device 16 includes, 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.

【0018】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。高圧発生装置1
6に衝撃的伸長素子17aを用いることで、衝撃的高圧
を発生できる燃料の計量精度、ダイナミックレンジ、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。
The plunger 17b includes 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. High pressure generator 1
By using the shock-extending element 17a in 6, it is possible to achieve the measurement accuracy, dynamic range, and atomization of the fuel capable of generating a shock high pressure. 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.

【0019】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、印荷する電圧波形、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。なお、衝撃的伸長素子17a
の替わりに、加圧室中に2つの電極を近接挿入し、高電
圧差の電流を供給して加圧室内で放電させ、瞬間的に燃
料を蒸発させ、蒸発泡により燃料を瞬間的に押圧するこ
とにより衝撃的高圧を発生させるようにしても良い。あ
るいは加圧室32内に電気発熱体を配置し、瞬間的に燃
料を蒸発きせ、蒸発泡により燃料を瞬間的に押圧するこ
とにより衝撃的高圧を発生させても良い。
Further, since the shock-elongating element 17a is formed by a piezoelectric element, a magnetostrictive element, or the like, the voltage waveform and the current waveform to be impressed can be controlled to improve the fuel measurement accuracy and the dynamic range. Note that the shock-elongating element 17a
Instead, two electrodes are closely inserted into the pressurized chamber, a high voltage difference current is supplied to discharge in the pressurized chamber, the fuel evaporates instantaneously, and the fuel is instantaneously pressed by evaporating bubbles. By doing so, a shocking high pressure may be generated. Alternatively, an electric heating element may be disposed in the pressurizing chamber 32 to instantaneously evaporate the fuel and instantaneously press the fuel with the vaporized bubbles to generate an impulsive high pressure.

【0020】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リングあるいはメ
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 concave portion 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.

【0021】シール部材102としてOリングを用いる
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 as the seal member 102, the stroke length of the plunger 17b can be sufficiently secured with respect to the stroke and the deformation amount of the impact extension element 17a, and the reaction force is extra due to the fuel pressure and frictional force. No 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.

【0022】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
端部の吐出ポート33部分により高圧燃料の噴射通路1
5a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1
7b1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19(図1)に連通する燃料供給パイプ21が接続さ
れる。
The cylindrical main body 3 on the side opposed to the shock-pressing 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. A fuel pipe 15 communicating with the injector 14 through a cap nut 34 is connected to the discharge port 33.
Is connected. The high pressure fuel injection passage 1 is formed by the internal passage of the fuel pipe 15 and the discharge port 33 at the end thereof.
5a is configured. The impulsive high-voltage source 17 is connected to a control circuit 18 (FIG. 1) by a lead wire 30 via a sealing material 29.
Linked to Impact pressure surface 1 of impact high pressure source 17
On the side surface of the tubular main body 31 orthogonal to 7b1, that is, the side surface perpendicular to the traveling direction of the high-pressure wave, a fuel introduction port 35 opens toward the pressurization chamber 32. The fuel supply port 35 is connected to the fuel supply pipe 21 communicating with the above-described fuel pump 19 (FIG. 1) via a cap nut 36.

【0023】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17
aが形状変化し、プランジャ17bの衝撃的加圧面17
b1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
けても良いが、設けなくて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17b
1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, in the case of a piezoelectric element, at each moment of voltage application, or in the case of a magnetostrictive element, current supply starts, an impact expansion element 17 is applied.
a changes shape, and the impact pressing surface 17 of the plunger 17b
b1 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 opened on the side surface of the pressurizing chamber while traveling in the pressurizing chamber 32,
Since the opening direction of the port 35 is perpendicular to the traveling direction of the high-pressure wave, the opening direction of the high-pressure wave instantaneously passes therethrough, and the pressure of the high-pressure wave is increased by the fuel in the fuel introduction port 35 and the fuel supply pipe 21 communicating therewith. Has virtually no effect on the fuel,
No energy of the high pressure wave is consumed. Therefore,
Opening means such as a check valve may be provided in the fuel introduction port 35, but the shock high pressure does not dissipate so much without the provision. The fuel introduction port 35 is provided with an impact pressurizing surface 17b.
It may not be one front, and may be arranged so as to face the inside of the pressurizing chamber 32 in parallel with the impact high-pressure source 17.

【0024】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。
この実施例では、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1
4b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、前述の実施例ではインジエク夕14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、途中に
逆止弁501を設けつつインジェクタ14から高圧発生
装置16方向に連通させるように配設してもよい。これ
により、燃料パイプ15及びインジェクタ14内の空気
および燃料蒸気を、燃料の噴射とともに燃焼室内に排出
する。そして、複数回の噴射により空気を噴射排出した
後も、燃焼室からの熱伝播により気化発生する燃料蒸気
は、燃焼室内への排出に加え、弁25が閉じた後なおイ
ンジェクタ14内に残留する残圧により、燃料蒸気を燃
焼室から遠く温度の低い加圧室32内に戻して凝縮させ
ることが可能となる。この場合、図示のエア抜きパイプ
23の配置に替わり、加圧室32と燃料タンク22を結
ぶ戻りパイプを設け、この戻りパイプの途中に調圧弁を
設けると良い。
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.
In this embodiment, the position of the injector 14 is provided on the upper surface of the cylinder head 2 as shown in the figure to form an in-cylinder injection structure. However, instead of this, as in the injector 14a shown by a dashed line, 9 may be provided in the middle. Alternatively, the injector 1 also indicated by a dashed line
As shown in FIG. 4b, direct injection in the cylinder may be performed by providing the cylinder block 3 on the side wall. In addition, the air release pipe 23
In the above-described embodiment, the fuel tank 22 as the gas-liquid separating means communicates with the fuel tank 14 in the above-described embodiment, but instead of this structure, a check valve is provided in the middle as shown by a dashed line 23a in FIG. It may be arranged so as to communicate with the injector 14 in the direction of the high-pressure generator 16 while providing 501. Thereby, the air and the fuel vapor in the fuel pipe 15 and the injector 14 are discharged into the combustion chamber together with the fuel injection. Then, even after the air is injected and discharged by a plurality of injections, the fuel vapor generated by vaporization due to the heat propagation from the combustion chamber remains in the injector 14 even after the valve 25 is closed in addition to the discharge into the combustion chamber. The residual pressure allows the fuel vapor to return to the cold pressurized chamber 32 far from the combustion chamber and be condensed. In this case, a return pipe connecting the pressurizing chamber 32 and the fuel tank 22 may be provided instead of the arrangement of the illustrated air vent pipe 23, and a pressure regulating valve may be provided in the middle of the return pipe.

【0025】図3は衝撃的高圧発生源の別の実施例の構
成図である。この実施例は、加圧室32の内面に反射面
Rを形成し、衝撃的高圧発生源17からの高圧波を反射
面Rで反射させて方向変更し、燃料吐出ポート33に導
入するものである。したがって、この加圧室32内での
衝撃的加圧面17b1からの高圧波進行経路は、図3の
Lで示すように、反射面Rで屈曲した折れ線状の経路に
なる。反射面Rの角度や位置あるいは数によって、折れ
線状の経路が変り、衝撃的高圧発生源17と燃料吐出ポ
ート33の相対位置を変えて所望のレイアウトにするこ
とができる。インジェクタ14を含むその他の構成及び
作用効果は、前述の図2の実施例と同様である。
FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of the high-pressure shock source. In this embodiment, a reflecting surface R is formed on the inner surface of the pressurizing chamber 32, the high-pressure wave from the high-impact high-pressure source 17 is reflected by the reflecting surface R to change the direction, and is introduced into the fuel discharge port 33. is there. Accordingly, the high-pressure wave traveling path from the shocking pressing surface 17b1 in the pressing chamber 32 becomes a broken line path bent at the reflecting surface R as shown by L in FIG. The polygonal path changes depending on the angle, position, or number of the reflecting surfaces R, and the desired layout can be obtained by changing the relative positions of the high-impact high-pressure generation source 17 and the fuel discharge port 33. The other configuration including the injector 14 and the operation and effect are the same as those in the embodiment of FIG. 2 described above.

【0026】図4(A),(B),(C)は、それぞれ
この発明の別の実施例の基本構成図である。各実施例と
も、燃料供給装置550から燃料供給パイプ21及び燃
料導入ポート35を介して加圧室32に燃料が供給され
る。燃料供給装置550は、燃料タンクやこの燃料を圧
送するポンプ及びフィルタを含み、気泡等を除去するた
めのエアブリード等を含む気液分離手段を備えている。
この燃料供給装置550が、例えばエアブリードを備え
た燃料タンク及び燃料ポンプからなる場合には、燃料タ
ンクが気液分離手段を構成する。エア抜きパイプ23
は、燃料タンクの上部に連結され、エア抜きパイプ23
を帰還する燃料中に混入する気泡は、燃料タンク内で分
離される。
FIGS. 4A, 4B, and 4C are diagrams each showing a basic configuration of another embodiment of the present invention. In each embodiment, fuel is supplied from the fuel supply device 550 to the pressurizing chamber 32 via the fuel supply pipe 21 and the fuel introduction port 35. The fuel supply device 550 includes a fuel tank, a pump and a filter for pumping the fuel, and a gas-liquid separation unit including an air bleed for removing bubbles and the like.
When the fuel supply device 550 includes, for example, a fuel tank having an air bleed and a fuel pump, the fuel tank constitutes a gas-liquid separation unit. Air release pipe 23
Is connected to the upper part of the fuel tank,
Air bubbles mixed in the fuel returning to the fuel tank are separated in the fuel tank.

【0027】あるいは別の例として、燃料供給装置55
0は、燃料タンクと燃料ポンプを結ぶ燃料供給管に設け
たフロート室を含む。このフロート室は、フロート及び
これに設けたニードル弁により、燃料が減少すると、フ
ロートが下がってニードル弁を開いて燃料を導入し、フ
ロート室の液面を一定に保つように構成したものであ
る。このフロート室にはエアブリード孔が設けられ蒸気
や空気を逃している。燃料供給源が、このようなフロー
ト室を有する場合には、このフロート室が気液分離手段
を構成する。この場合には、エア抜きパイプ23はフロ
ート室の上部に連結されるか、あるいは燃料タンクとフ
ロート室の間の燃料供給管に連結される。これにより、
エア抜きパイプ23を帰還する燃料中に混入する気泡が
フロート室で分離され、燃料のみがフロート室から燃料
ポンプヘ流れることになる。この加圧室32には、前述
の実施例のように、燃料吐出ポート33および噴射通路
15aを介してインジェクタ14が連通する。この場
合、インジェクタ14を前述のように、燃料パイプを介
して連結した分離型としてもよいし、あるいは、後述の
ように、インジェクタと同様の弁手段を高圧発生装置側
に一体的に設けてlつのユニットを構成した一体型とし
てもよい。
Alternatively, as another example, the fuel supply device 55
0 includes a float chamber provided in a fuel supply pipe connecting the fuel tank and the fuel pump. The float chamber is configured such that when the fuel decreases due to the float and the needle valve provided therein, the float lowers and opens the needle valve to introduce the fuel, thereby keeping the liquid level in the float chamber constant. . An air bleed hole is provided in this float chamber to release steam and air. When the fuel supply source has such a float chamber, the float chamber constitutes a gas-liquid separation unit. In this case, the air vent pipe 23 is connected to the upper part of the float chamber or to a fuel supply pipe between the fuel tank and the float chamber. This allows
Air bubbles mixed in the fuel returning to the air release pipe 23 are separated in the float chamber, and only the fuel flows from the float chamber to the fuel pump. The injector 14 communicates with the pressurizing chamber 32 via the fuel discharge port 33 and the injection passage 15a as in the above-described embodiment. In this case, the injector 14 may be of a separate type connected via a fuel pipe as described above, or as described later, a valve means similar to the injector may be provided integrally on the high-pressure generator side, and It may be an integrated type comprising three units.

【0028】この図4において、(A)は、エア抜きポ
ート28を、加圧室32と弁手段であるインジェクタ1
4との間の噴射通路15aの途中に設け、このエア抜き
ポート28に接続されたエア抜きパイプ23を燃料供給
装置550の気液分離手段に連通させ、エア抜きパイプ
23の途中に調整弁101を設けたものである。(B)
は、エア抜きポート28を、加圧室32の上部に設けこ
れを気液分離手段に連通させ、燃料供給装置550側に
調圧弁101を設けた構成である。また(C)は、エア
抜きポート28を、弁手段であるインジェクタ14に設
けこれを気液分離手段に連通させ、インジェクタ14側
に調圧弁101を設けた構成である。
4A, the air vent port 28 is connected to the pressurizing chamber 32 and the injector 1 serving as valve means.
The air vent pipe 23 connected to the air vent port 28 communicates with the gas-liquid separation means of the fuel supply device 550. Is provided. (B)
Has a configuration in which an air vent port 28 is provided above the pressurizing chamber 32 and communicates with the gas-liquid separating means, and a pressure regulating valve 101 is provided on the fuel supply device 550 side. (C) shows a configuration in which an air vent port 28 is provided in the injector 14 as a valve means, which is connected to the gas-liquid separation means, and a pressure regulating valve 101 is provided on the injector 14 side.

【0029】なお、(A).(B)に示すように調圧弁
101上流のエア抜きパイプ23の容積を大きくするこ
とにより、調圧弁101の上流のエア抜きパイプ23内
に、加圧室32からのエアを多く導くことができるので
加圧室32内にエアが滞留しにくくなり、伝播途中のエ
アに起因する衝撃的圧力の緩和を低減できる。また、
(B)、(C)のように調圧弁101を直接燃料供給装
置550か、高圧発生装置16か、高圧発生装置16に
取り付けることにより、エア抜きパイプ23を1本と最
少にすることができる。
Note that (A). By increasing the volume of the air bleeding pipe 23 upstream of the pressure regulating valve 101 as shown in (B), more air from the pressurizing chamber 32 can be guided into the air bleeding pipe 23 upstream of the pressure regulating valve 101. Therefore, it is difficult for the air to stay in the pressurizing chamber 32, and it is possible to reduce the relaxation of the impact pressure due to the air during the propagation. Also,
By attaching the pressure regulating valve 101 directly to the fuel supply device 550, the high-pressure generator 16, or the high-pressure generator 16 as in (B) and (C), the number of air vent pipes 23 can be minimized to one. .

【0030】図5は調整弁の詳細な構成図である。図1
及び図4に示す調圧弁101は、図5に示すように構成
される。調圧弁101は、例えば金属製のハウジング1
01a,101bからなり、その内部はゴム製のダイヤ
フラム101cによって、スプリング室101dと燃料
室101eに分けられている。燃料は入口101fより
入り、燃料室101eに充満してダイヤフラム101c
を介してバルブ101gをスプリング101hを押し、
設定圧力でスプリング力とつり合う。燃料は出口101
iを経て燃料供給側ヘ戻される。また、調整弁101の
スプリング室101dは、外気と連通され、常に大気圧
に対して一定の設定圧力を保持する用にしている。
FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the regulating valve. FIG.
The pressure regulating valve 101 shown in FIG. 4 is configured as shown in FIG. The pressure regulating valve 101 is, for example, a metal housing 1.
The interior is divided into a spring chamber 101d and a fuel chamber 101e by a rubber diaphragm 101c. Fuel enters through the inlet 101f, fills the fuel chamber 101e, and fills the diaphragm 101c.
The spring 101h pushes the valve 101g through the
Balances spring force at set pressure. Fuel exit 101
It is returned to the fuel supply side via i. Further, the spring chamber 101d of the adjustment valve 101 is communicated with the outside air, and is always used to maintain a constant set pressure with respect to the atmospheric pressure.

【0031】図6はインジェクタの別の構成例を示す。
この図6(A)のインジェクタ14は、前述の図2及び
図3と同様にインジェクタが外側に開く外開弁型であ
る。ケ−ス本体24の先端に形成した噴射孔41の内側
に、弁25を駆動するための電磁ソレノイド60を備え
ている。このような構成において、高圧発生装置16か
ら衝撃的高圧波が到達するタイミングで、この電磁ソレ
ノイドに通電して弁25を開とし、燃料を噴射孔41か
ら噴射させる。この開弁のタイミングは、予め実験等に
より、高圧発生装置の衝撃的高圧発生源17に駆動電圧
を印加してから高圧波がインジェクタ14に到達するま
での時間を求めておき、このタイミングで電磁ソレノイ
ド60に通電するように、制御回路を構成しておく。こ
のような構成により、高圧波のエネルギーが弁開放のた
めに消費されないため、さらに大きな噴射エネルギーで
燃料燃料を噴射させることができる。なお、電磁ソレノ
イド60には外周の一部に上方と下方を連通する長手方
向の切欠が設けられており、衝撃的高圧波が噴射孔41
方向に円滑に伝播するようにされている。また、電磁ソ
レノイド60の外周のケース本体24側に長手方向に凹
みを設けてもよい。
FIG. 6 shows another example of the configuration of the injector.
The injector 14 in FIG. 6A is of an external valve type in which the injector opens outward as in FIGS. 2 and 3 described above. An electromagnetic solenoid 60 for driving the valve 25 is provided inside the injection hole 41 formed at the tip of the case body 24. In such a configuration, at the timing when an impulsive high-pressure wave arrives from the high-pressure generator 16, the electromagnetic solenoid is energized to open the valve 25, and fuel is injected from the injection hole 41. The timing of the valve opening is determined in advance by an experiment or the like to determine the time from when the driving voltage is applied to the shocking high-voltage generation source 17 of the high-pressure generator to when the high-pressure wave reaches the injector 14. A control circuit is configured so as to energize the solenoid 60. With such a configuration, since the energy of the high-pressure wave is not consumed for opening the valve, it is possible to inject the fuel with higher injection energy. The electromagnetic solenoid 60 is provided with a notch in the longitudinal direction that communicates the upper part and the lower part in a part of the outer periphery.
It is made to propagate smoothly in the direction. Further, a recess may be provided in the longitudinal direction on the case body 24 side on the outer periphery of the electromagnetic solenoid 60.

【0032】図6(B)のインジェクタ14は、図6
(A)の例と同様に、内開型の弁40からなる構成であ
り、この弁40を駆動するための電磁ソレノイド60を
備えている。ケ−ス本体24の先端に形成した噴射孔4
1の内側に、弁40がガイドスリーブ37内に沿って摺
動可能に配設される。弁40はスプリング39により噴
射孔41側に押圧され閉じた状態に付勢される。ガイド
スリーブ37の根元部には導通孔38が開口し、燃料パ
イプ15内の燃料噴射通路15aとケ−ス本体24内の
燃焼通路室24aとを連通させる。スプリング39は、
このガイドスリーブ37内に配設され、スリーブ37に
固着される上側のシール部材91と下端部のシールリン
グ(図示しない)により燃料の浸入が防止された密閉空
間内に装着される。ケ−ス本体24にはエア抜きポート
28が開口し、エア抜きパイプ23を介して前述の燃料
タンク22(図1)に連通する。このような構成におい
て、高圧発生装置16側から、噴射通路15a内の燃料
を介して衝撃的高圧波が伝播され、インジェクタ14に
達すると、導通孔38を通して高圧エネルギーがケ−ス
本体24の内部に導入され、弁40をスプリング39に
抗して押し上げ、噴射孔41を開いて燃料を噴射させ
る。衝撃的高圧波はシール部材91の上部の円錐部によ
り減衰することなく導通孔38に導かれ、導通孔38か
ら円筒形状の燃料通路室24a内に入る。衝撃的高圧波
は燃料通路室24aの壁に衝突して燃料通路室24a上
部の圧力を高める。この昇圧部から第2の衝撃的高圧波
が燃料通路室24a内下部の噴射孔41方向に伝播す
る。エア抜きポート28は燃料通路室24aの中間部側
壁に設けられており、第2の衝撃的高圧波のエネルギー
が散逸することはない。
The injector 14 shown in FIG.
As in the example of (A), the configuration is made up of an inward-opening type valve 40, and an electromagnetic solenoid 60 for driving this valve 40 is provided. Injection hole 4 formed at the tip of case body 24
Inside 1, a valve 40 is slidably disposed along the guide sleeve 37. The valve 40 is pressed by the spring 39 toward the injection hole 41 and urged to a closed state. A conduction hole 38 is opened at the base of the guide sleeve 37, and connects the fuel injection passage 15a in the fuel pipe 15 with the combustion passage chamber 24a in the case body 24. The spring 39 is
The upper seal member 91 fixed to the sleeve 37 and disposed in the guide sleeve 37 and a seal ring (not shown) at the lower end are mounted in a sealed space in which fuel is prevented from entering. An air vent port 28 is opened in the case main body 24 and communicates with the above-mentioned fuel tank 22 (FIG. 1) through an air vent pipe 23. In such a configuration, a high-pressure shock wave is propagated from the high-pressure generator 16 through the fuel in the injection passage 15a, and when reaching the injector 14, the high-pressure energy is transmitted through the through hole 38 to the inside of the case body 24. The valve 40 is pushed up against the spring 39 to open the injection hole 41 to inject fuel. The high-pressure shock wave is guided to the through hole 38 without being attenuated by the upper conical portion of the seal member 91, and enters the cylindrical fuel passage chamber 24 a through the through hole 38. The shocking high-pressure wave collides with the wall of the fuel passage chamber 24a and increases the pressure above the fuel passage chamber 24a. The second shocking high-pressure wave propagates from the booster toward the injection hole 41 in the lower portion of the fuel passage chamber 24a. The air vent port 28 is provided on the intermediate side wall of the fuel passage chamber 24a, so that the energy of the second shock high-pressure wave does not dissipate.

【0033】この電磁ソレノイド60の構成及び作用は
図6(A)の例と同様であり、この例においても、高圧
波のエネルギーが弁開放のために消費されないため、大
きな噴射エネルギーで燃料燃料を噴射させることができ
る。導通孔38の燃料通路室24a側出口と対向して電
磁ソレノイド60に、外周の一部に上方と下方を連通す
る長手方向の切欠が導通孔38の数と一致した数設けら
れている。そして、電磁ソレノイド60より噴射孔41
側にエア抜きポート28が設けられるので、より噴射孔
41に近い部分までエア抜きすることができる。なお、
電磁ソレノイド60は、衝撃的高圧波が燃料通路15の
中を脈動することにより計量が不正確になるのを防止す
るため、所定のタイミングで弁40を強制的に閉じるの
に使用してもよい。
The structure and operation of the electromagnetic solenoid 60 are the same as those in the example shown in FIG. 6A. In this example, since the energy of the high-pressure wave is not consumed for opening the valve, the fuel fuel is supplied with a large injection energy. Can be fired. The electromagnetic solenoid 60 faces the outlet of the passage hole 38 on the fuel passage chamber 24a side. Then, the injection hole 41 is provided by the electromagnetic solenoid 60.
Since the air vent port 28 is provided on the side, air can be vented to a portion closer to the injection hole 41. In addition,
Electromagnetic solenoid 60 may be used to forcibly close valve 40 at a predetermined timing to prevent impulsive high pressure waves from pulsating through fuel passage 15 to cause inaccurate metering. .

【0034】図7は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15laと負極板151
b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7
2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15la同士及び負極板15
lb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304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. 7 is a detailed block diagram of a shocking high-voltage source using a piezoelectric element. The impact high-pressure source 17 has a plurality of piezoelectric elements 73 provided in a closed case 71,
Between each piezoelectric element 73, a positive electrode plate 15la and a negative electrode plate 151 are provided.
b are alternately arranged. The piezoelectric element 73, the positive electrode plate 15la and the negative electrode plate 15lb are sandwiched between the holder 74 and the plunger 152 in a stacked state, and
2 fixedly hold each other. Thus, the bolt 72
The piezoelectric element 73 integrally fixed and held by the above is mounted in the closed case 71 by the screw member 75 via the holder 74. Each positive electrode plate 15la and the negative electrode plate 15
lbs are connected to each other by a conductive plate 76 and connected to a voltage regulator 302 via a positive charge supply line 303 and a negative charge supply line 304. 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.

【0035】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ェータであ
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 made 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.

【0036】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効率よく燃料を供給すること
ができる。
The plunger 152 has an impact-pressing surface 15 larger than the cross section of the piezoelectric element 73 constituting the impact-expanding 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 higher impact pressure with a simple configuration and efficiently supply fuel.

【0037】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
73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15
2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7
3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、シール部材153は高
圧発生装置16から燃料を外部に洩れないようにするこ
とができる。シール用グロメット77は更に燃料洩れ防
止に寄与する。シール部材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 concave portion 152b is formed on the outer periphery of the plunger 152, and the concave portion 152b is provided with a seal member 153 for partitioning the piezoelectric element 73 and the pressurizing chamber 32. The position of the sealing member 153 is
2 is provided in the middle part. By using the sealing member 153, the stroke length of the plunger 152 can be
The stroke and deformation amount of No. 3 can be sufficiently secured, and the reaction force is due to the fuel pressure and the frictional force, and 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.

【0038】図7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7のものでは7
つ集積されて大きな変位となる。
In FIG. 7, 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.

【0039】図8は、衝撃的高圧発生源の別の実施例の
構成図である。この実施例は、前述の圧電素子に代え
て、磁歪素子を用いた構成である。この磁歪素子とは、
磁場の中で伸び縮みする磁電材料、例えばテルビウム、
ジスプロシウム、鉛の三元系合金を使った磁心と、この
磁心の外周に巻かれたコイルからなるものである。コイ
ルヘの通電量(例えば電圧、電流)を制御することによ
り磁心が伸縮する。図8において、磁歪素子79の周囲
にコイル80が巻回され、その周囲に永久磁石84が装
着される。磁歪素子79の端部にはプランジヤ152が
固定される。このプランジヤ152はスプリング82の
作用により常に加圧室32から引込む方向に付勢され
る。コイル80はリード線78を介して電圧調整器に接
続される。
FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of the shock high-pressure source. This embodiment has a configuration using a magnetostrictive element instead of the above-described piezoelectric element. This magnetostrictive element
Magnetoelectric materials that expand and contract in a magnetic field, such as terbium,
It is composed of a magnetic core using a ternary alloy of dysprosium and lead, and a coil wound around the outer periphery of the magnetic core. The magnetic core expands and contracts by controlling the amount of current (for example, voltage and current) to the coil. 8, a coil 80 is wound around a magnetostrictive element 79, and a permanent magnet 84 is mounted around the coil 80. A plunger 152 is fixed to an end of the magnetostrictive element 79. The plunger 152 is constantly urged by the action of the spring 82 in the direction of being pulled from the pressurizing chamber 32. The coil 80 is connected to a voltage regulator via a lead 78.

【0040】プランジャ152は、衝撃的伸長素子を構
成する磁歪素子79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、磁歪素子79と別部
品であり、磁歪素子79の燃料側端部に設けられる。磁
歪素子79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効率よく燃料を供給すること
ができる。
The plunger 152 has an impact pressing surface 15 larger than a cross section of the magnetostrictive element 79 constituting the impact elongating element.
2a, the plunger 152 is a separate component from the magnetostrictive element 79, and is provided at the fuel-side end of the magnetostrictive element 79. By using the plunger 17b having the impact pressing surface 152a larger than the cross section of the magnetostrictive element 79, it is possible to obtain a higher impact pressure with a simple configuration and efficiently supply fuel.

【0041】また、プランジャ152には凹部152b
が形成され、この凹部152bに圧電素子73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、磁歪素子79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
位量は磁歪素子79の変位だけとなるため計量精度には
影響しない。
The plunger 152 has a recess 152b.
Is formed, and a seal member 153 for partitioning the piezoelectric element 73 side and the pressure chamber 32 is provided in the concave portion 152b. The position of the seal member 153 is provided in the middle of the plunger 152. By using the seal member 153, the stroke length of the plunger 152 can be sufficiently secured with respect to the stroke and the amount of deformation of the magnetostrictive element 79, 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 working stroke is only the displacement of the magnetostrictive element 79, and thus does not affect the measurement accuracy.

【0042】なお、磁歪素子79の燃料側端部の断面積
を他の部分より大きくし、燃料側端部の端面で衝撃的圧
力を発生させるようにしても良い。すなわち、磁歪素子
79の端部がプランジャを兼ね、端面が衝撃的加圧面と
なる。この場合、シール部材153は磁歪素子79の端
部の腐食防止には寄与できないが、磁歪素子79の内部
の腐食を防止し、且シール用グロメット77の劣化があ
っても、燃料が外部に洩れることを防止できる。
Incidentally, the cross-sectional area of the fuel-side end of the magnetostrictive element 79 may be made larger than that of the other part, so that an impact pressure is generated at the end face of the fuel-side end. That is, the end of the magnetostrictive element 79 also serves as a plunger, and the end surface serves as a shocking pressure surface. In this case, although the seal member 153 cannot contribute to the prevention of corrosion of the end of the magnetostrictive element 79, it prevents corrosion of the inside of the magnetostrictive element 79, and the fuel leaks to the outside even if the sealing grommet 77 is deteriorated. Can be prevented.

【0043】電圧調整器は前述の例と同様にECUに接
続され、コイル80への駆動電流を制御して磁歪素子7
9への印加電圧を調整する。コイル80の駆動電圧を大
きくするとコイル80を流れる駆動電流も大きくなりコ
イルが発生する磁界の大きさも大きくなり、磁歪素子7
9への印加電圧が大きくなって、大きな衝撃的高圧波が
発生する。その他の構成及び作用効果は前述の圧電素子
を用いた実施例と同様である。磁歪素子79の駆動にお
いては、電圧調整器の替わりに電流調整器を配置し、定
電圧ながら大電流をステップ的にコイル80に加えるよ
うにしてもよい。さらに、磁歪素子79の一方の端部を
密閉ケース71の鏡板部にボルト等により固定するよう
にし、スプリング82を廃止するようにしてもよい。
The voltage regulator is connected to the ECU similarly to the above-described example, and controls the drive current to the coil 80 to control the magnetostrictive element 7.
Adjust the applied voltage to 9. When the drive voltage of the coil 80 is increased, the drive current flowing through the coil 80 is also increased, and the magnitude of the magnetic field generated by the coil is increased.
The applied voltage to 9 becomes large, and a large shocking high-pressure wave is generated. Other configurations and operational effects are the same as those of the embodiment using the piezoelectric element. In driving the magnetostrictive element 79, a current regulator may be arranged in place of the voltage regulator, and a large current may be applied to the coil 80 in a stepwise manner while maintaining a constant voltage. Further, one end of the magnetostrictive element 79 may be fixed to the end plate of the sealed case 71 with bolts or the like, and the spring 82 may be omitted.

【0044】図9はこの発明に係る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
信号であり、図8に示す磁歪素子においては、駆動信号
は所定以上の電流値を持つパルス電流信号、あるいは所
定以上の電圧値を持つパルス電圧信号である。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the high voltage generated by the high voltage generator according to the present invention and the driving 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 in the figure, immediately after the drive signal is turned on, a high pressure that greatly exceeds the valve opening pressure is generated in an impact, and then rapidly attenuates. Each of the above embodiments is
The impulsively high pressure immediately after the input of the drive signal is effectively propagated and used in the fuel. 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 addition,
In a device using a piezoelectric element as shown in FIG. 7 for the high voltage generator, the drive signal is a pulse voltage signal having a voltage value equal to or more than a predetermined value. In the magnetostrictive element shown in FIG. A pulse current signal having a value or a pulse voltage signal having a voltage value equal to or higher than a predetermined value.

【0045】図10はこの発明に係る燃料噴射装置を2
サイクル内燃機関に適用した例を示す。このエンジン1
は、前述の図1のエンジンと同様に、シリンダ内を摺動
するピストン8を有し、クランク室に連通する吸気管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。また、クランク室と燃焼室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4
8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、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、前述の実施例に
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、前述の実施例と同様に、衝撃的高
圧波を利用して燃料を噴射する。
FIG. 10 shows a fuel injection device 2 according to the present invention.
An example applied to a cycle internal combustion engine is shown. This engine 1
1 has a piston 8 that slides in a cylinder, similarly to the engine of FIG.
And an exhaust pipe 11 communicating with the combustion chamber 43 in the cylinder. Further, the crank chamber and the combustion chamber 43 communicate with each other through a scavenging passage 42. Throttle valve 4 in intake pipe 9
8 and a reed valve 47 are provided. The cylinder head 2 is provided with a fuel injection unit 44 facing the combustion chamber 43. The fuel injection unit 44 is configured by integrally forming the high-pressure generator 16 and the injector 14 in the above-described embodiment, and injects fuel by using a shocking high-pressure wave as in the above-described embodiment.

【0046】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
ポンプ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、前述の実施例
と同様に、制御回路18に連結され、さらに交流電源及
び交直変換回路からなる電源回路45に接続される。な
お、この燃料噴射ユニット44は、図10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 the 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 pump 19A and a filter 20.
Connect to 2. The fuel injection unit 44 is connected to the control circuit 18 similarly to the above-described embodiment, and further connected to a power supply circuit 45 including an AC power supply and an AC / DC conversion circuit. The fuel injection unit 44 may be provided on the side wall surface of the cylinder block 3 or on the intake pipe 9 as shown by the dashed line in FIG.

【0047】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、フロート室4
6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
エア抜きパイブ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 while the engine 1 is stopped, and the float chamber 4
It moves by buoyancy in six directions. 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 release pipe 23 from the pressure chamber because the opening of the air release pipe 23 on the pressure chamber side is located above the pressure chamber. The opening of the air release pipe 23 on the pressurization chamber side is
If it is higher than an introduction port (not shown) at the end, air bubbles can be surely introduced into the air vent pipe 23. on the other hand,
Bubbles in the fuel supply pipe 21 move into the float chamber 46 by buoyancy while the engine 1 is stopped.

【0048】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2
3内にフロート室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 is operated, and the injection by the generation of the high-pressure shock wave, the negative pressure generated in the pressurized chamber by the injection, and the fuel movement to the pressurized chamber by the head (positive pressure) due to the fuel oil level of the float chamber 46 are alternately performed. It occurs continuously. At the time of fuel transfer to the pressurizing chamber, if air bubbles are present in the portion close to the pressurizing chamber in the air releasing pipe 23, the air bubbles will return to the pressurizing chamber again.
If a check valve that allows the flow only in the direction of the float chamber 46 is arranged in the inside 3, the air can be reliably vented even during the operation of the engine 1. 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 this slight fuel pushing action into the air release pipe 23,
The air bubbles in the air vent pipe 23 move to the float chamber 46 without fail and are separated. The amount of fuel pushed back into the fuel supply pipe 21 during fuel injection (the amount of fuel leakage) is small, but if a check valve that allows flow only in the direction of the pressurized chamber is arranged in the fuel supply pipe 21, Injection leakage can be reduced.

【0049】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に調圧弁
101を設ける。エア抜きパイプ23からの循環に拘ら
ず調圧弁101により燃料供給経路は所定圧力に維持さ
れ、安定した余圧を負荷することが可能であるため、高
圧ポンプの作動により正確な噴射ができる。この場合に
は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が不要となるが、上限レベル検知セ
ンサS1と下限レベル検知センサS2から構成される燃
料レベルメータを設ける。気液分離フロート室46の燃
料レベルが下限レベル検知センサS2の位置より下がる
と、燃料ポンプ19Aを駆動してフィルタ20を介して
燃料を燃料タンク22から供給し、上限レベル検知セン
サS1が燃料を検知すると燃料の供給を停止する。
Further, the fuel pump 1 is connected to the fuel supply pipe 21.
9B can be provided, and the pressure control valve 101 is provided in the air vent pipe 23. The fuel supply path is maintained at a predetermined pressure by the pressure regulating valve 101 irrespective of circulation from the air vent pipe 23, and a stable residual pressure can be applied. Therefore, accurate injection can be performed by operating the high-pressure pump. In this case, the gas-liquid separation float chamber 46 does not require the float type valve 46a for keeping the liquid level constant. However, a fuel level meter including the upper limit level sensor S1 and the lower limit level sensor S2 is provided. . When the fuel level of the gas-liquid separation float chamber 46 falls below the position of the lower limit level detection sensor S2, the fuel pump 19A is driven to supply fuel from the fuel tank 22 via the filter 20, and the upper limit level detection sensor S1 supplies fuel. Upon detection, the supply of fuel is stopped.

【0050】この実施例のエンジン1ではさらに、オイ
ルを供給するために燃料噴射装置を用いている。49は
オイル噴射ユニットであり、前述の実施例の高圧発生装
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、前述の各実施例と
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前記各実
施例と同じである。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
複数の潤滑油吐出ボートが設けられる。この燃料噴射装
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。
The engine 1 of this embodiment further uses a fuel injection device to supply oil. An oil injection unit 49 uses the high-pressure generator 16 of the above-described embodiment. Oil is injected from the oil injection unit 49 into the crank chamber and the cylinder from the injector 55 via the oil pipes 53 and 54. Oil is supplied to the oil injection unit 49 from an oil tank 51 via a strainer 52 by an oil pump 50. The oil injection unit 49 has a high-pressure generation source and injects oil from the injector 55 by an impulsively high pressure, as in each of the above-described embodiments. The injection operation is the same as in the above embodiments. The pressurizing chamber is provided with a plurality of lubricating oil discharge boats each communicating 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 fuel injection device, air bleeding can be easily performed.

【0051】図11は燃料噴射ユニットの詳細構成図で
ある。 図11(A),(B),(C)の実施例は、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、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。 図1
1(A)の実施例のインジェクタ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4
1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. 11 is a detailed configuration diagram of the fuel injection unit. In the embodiment of FIGS. 11A, 11B, and 11C, the fuel injection unit 44 has the high-pressure generator 16 and the injector 14 integrally formed as a unit, and has good fuel injection responsiveness and is compact. It has a simple structure. FIG.
The injector 14 of the embodiment shown in FIG. 1A has a case body 24 having an injection hole 41 formed at the tip.
1 is equipped with a valve 25. The valve 25 is always biased in the closing direction by a spring 26. The main body 31 of the high-pressure generator 16 is connected to the injector 14 via a case 200.
Are connected to and are integrated. This injector 14
Then, when the shocking high-pressure wave propagates, it collides with the inner surface of the valve 25 and further rises in pressure. The valve 25 is pushed and opened against the spring 26 by the energy, and fuel is injected.

【0052】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. At one end of the pressurizing chamber 32, a high-pressure generating source 17 including a shock-extending element 17a, a plunger 17b, and the like is mounted, and a shocking high-pressure wave is generated in the pressurizing chamber 32. Impulsive pressure is applied to the fuel in the pressurizing chamber 32. The plunger 17b has an impact pressing surface 17b1 larger than the cross section of the impact extension element 17a. The plunger 17b is a separate component from the impact extension element 17a, and is press-fitted and fixed to the fuel-side end of the impact extension element 17a. Provided. The impact extension element 17a is composed of, for example, a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a piezoelectric element and a magnetostrictive element connected in series or in parallel, and the like.

【0053】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102と
してOリングやメカニカルシールを用いることで、前記
したようにプランジャ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。
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 at an intermediate portion of the plunger 17b. By using an O-ring or a mechanical seal as the seal member 102, as described above, the stroke length of the plunger 17b can be sufficiently secured with respect to the stroke and the amount of deformation of the impact extension element 17a, and the reaction force is the fuel pressure and the 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. In this embodiment,
The inner wall 32a of the pressurized chamber has a funnel shape.

【0054】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-impact high-pressure wave to the pressurizing chamber fuel.
Opens. This fuel discharge port 33 communicates with the injector 14.

【0055】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19(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35
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
平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 voltage 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 19 (FIG. 1). Fuel introduction port 35
A non-return flat 21a backed up by a spring is disposed at an upstream portion near the valve, and a pressure regulating valve 23a is disposed at an upstream end of the air release pipe 23.

【0056】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。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、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3
3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 which opens to the side surface of the pressurization chamber while traveling in the pressurization chamber 32. Since the opening direction of this port 35 is perpendicular to the direction of travel of the high-pressure wave, 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. The impulsive high-pressure wave emitted from the impulsive pressurizing surface 17b1 of the impulsive high-pressure generation source 17 and collected by the funnel-shaped pressurized indoor wall 32a is boosted, and the only high-pressure impulsive high-pressure wave is formed on this surface.
3 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. The air release pipe 23 is connected to the high pressure generator 16.
The pressurizing chamber 32 communicates with the fuel tank 22 serving as a gas-liquid separating means, so that a wide range of bubbles up to the pressurizing chamber 32 can be discharged.

【0057】図11(B)の実施例は、図11(A)の
実施例と同様にプランジャ17bは、衝撃的伸長素子1
7aの断面より大きい衝撃的加圧面17b1を有してい
るが、プランジャ17bは、衝撃的伸長素子17aの燃
料側端部にビス402により締め付け固定して設けられ
る。また、プランジャ17bには衝撃的伸長素子17a
側と加圧室32とを区画するシール部材102が設けら
れ、シール部材102はダイヤフラムで構成されてい
る。シール部材102を構成する金属板からなるダイヤ
フラムは、プランジャ17bと共に衝撃的伸長素子17
aの燃料側端部にビス402により共も締めされ、プラ
ンジャ17bと衝撃的伸長素子17aの間に設けられ、
ダイヤフラムの外周部102aはケースである筒状の本
体31の内壁に固定されている。
In the embodiment of FIG. 11B, similarly to the embodiment of FIG.
Although it has an impact pressure surface 17b1 larger than the cross section of 7a, the plunger 17b is provided by being screwed and fixed to the fuel-side end of the impact extension element 17a with screws 402. The plunger 17b has an impact extension element 17a.
A seal member 102 for partitioning the pressure chamber 32 from the side is provided, and the seal member 102 is formed of a diaphragm. The diaphragm made of a metal plate constituting the sealing member 102 is provided together with the plunger 17b and the impact extension element 17.
a, which is also fastened to the fuel side end by a screw 402, and is provided between the plunger 17b and the impact extension element 17a,
An outer peripheral portion 102a of the diaphragm is fixed to an inner wall of a cylindrical main body 31 which is a case.

【0058】図11(C)の実施例は、図11(A)の
実施例と同様にプランジャ17bは、衝撃的伸長素子1
7aの断面より大きい衝撃的加圧面17b1を有してい
るが、プランジャ17bは、衝撃的伸長素子17aの燃
料側端部に接合固定して設けられる。また、プランジャ
17bには衝撃的伸長素子17a側と加圧室32とを区
画するシール部材102が設けられ、シール部材102
はゴム材からなるベローズで構成されている。シール部
材102を構成するベローズは、一端部102bがプラ
ンジャ17bに固定され、他端部102cはケースであ
る筒状の本体31に固定されている。
In the embodiment shown in FIG. 11C, the plunger 17b is provided with the impact extension element 1 similarly to the embodiment shown in FIG.
Although it has an impact pressure surface 17b1 larger than the cross section of 7a, the plunger 17b is provided to be joined and fixed to the fuel-side end of the impact extension element 17a. Further, the plunger 17b is provided with a seal member 102 for partitioning the shock-elongating element 17a side and the pressurizing chamber 32.
Is composed of a bellows made of a rubber material. One end 102b of the bellows forming the seal member 102 is fixed to the plunger 17b, and the other end 102c is fixed to the cylindrical main body 31 as a case.

【0059】図11(B)におけるダイヤフラムからな
るシール部材102も、図11(C)におけるベローズ
からなるシール部材102も、共にプランジャ17bの
衝撃的加圧面17b1の反対側に配置しており、それぞ
れ弾性的に変形可能であっても、図11(C)の高圧発
生装置16より噴射性能の低下を防ぐことができる。
Both the seal member 102 made of a diaphragm in FIG. 11B and the seal member 102 made of a bellows in FIG. 11C are arranged on the opposite side of the impact-pressing surface 17b1 of the plunger 17b. Even if it is elastically deformable, it is possible to prevent lowering of the injection performance than the high-pressure generator 16 of FIG.

【0060】図12は、図10のエンジンにおける燃料
噴射ユニットのさらに別の構成例を示す。この燃料噴射
ユニット44は、図11と同様に、高圧発生装置16と
インジェクタ14とを一体化したものである。この例で
は、図示したように、衝撃的高圧発生源17の衝撃的伸
長素子17a及びプランジャ17bを有する加圧室32
に、燃料パイプを介することなく、反射面Rとなる内面
32aを有する加圧室32の直後に噴射通路96を介し
て噴射孔41を設けたものである。この噴射孔41に
は、スプリング26を介して外開式の弁25が装着され
る。反射面Rの位置や角度に応じて高圧発生源17と吐
出ポート33の相対位置が定まる。この例では、反射面
Rは1つであり、高圧波は1回だけ反射して吐出ポート
33に導入される。また、加圧室32の上部にエア抜き
ポート28が形成され、加圧室内エアを有効に排出す
る。衝撃的高圧発生源17の構成および作用効果、なら
びに噴射通路96を介する高圧波の伝播作用や燃料噴射
動作やエア抜き作用等は前記実施例と同様である。
FIG. 12 shows still another configuration example of the fuel injection unit in the engine of FIG. This fuel injection unit 44 integrates the high-pressure generator 16 and the injector 14 as in FIG. In this example, as shown, a pressurizing chamber 32 having an impact extension element 17a and a plunger 17b of the impact high pressure source 17 is shown.
In addition, an injection hole 41 is provided via an injection passage 96 immediately after a pressurizing chamber 32 having an inner surface 32a serving as a reflection surface R without passing through a fuel pipe. An outward-opening valve 25 is attached to the injection hole 41 via a spring 26. The relative position between the high-pressure source 17 and the discharge port 33 is determined according to the position and angle of the reflection surface R. In this example, there is one reflecting surface R, and the high-pressure wave is reflected only once and introduced into the discharge port 33. In addition, an air vent port 28 is formed in the upper part of the pressurizing chamber 32 to effectively discharge air in the pressurizing chamber. The configuration and operation and effect of the high-impact high-pressure generation source 17, and the operation of propagating the high-pressure wave through the injection passage 96, the fuel injection operation, the air release operation, and the like are the same as those in the above-described embodiment.

【0061】図13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別の実施例の構成図であ
る。この実施例では、エア抜きパイプ23の途中に絞り
500を配置し、高圧発生装置16の下流に調圧弁50
1を配置し、この調圧弁501から低圧ポンプである燃
料ポンプ19上流側に戻す戻しパイプ502を設け、こ
の実施例では、戻しパイプ502を燃料タンク22に接
続している。調圧弁500は図5に示すように構成され
ている。また、調圧弁501は、高圧発生装置16の上
流でも、あるいは高圧発生装置16に配置してもよい。
FIG. 13 is a block diagram of another embodiment of a four-cycle internal combustion engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied. In this embodiment, a throttle 500 is arranged in the middle of the air vent pipe 23, and a pressure regulating valve 50 is provided downstream of the high pressure generator 16.
1, a return pipe 502 is provided to return from the pressure regulating valve 501 to the upstream side of the fuel pump 19 which is a low-pressure pump. In this embodiment, the return pipe 502 is connected to the fuel tank 22. The pressure regulating valve 500 is configured as shown in FIG. Further, the pressure regulating valve 501 may be arranged upstream of the high-pressure generator 16 or may be arranged in the high-pressure generator 16.

【0062】衝撃的高庄波が到達せず、弁手段を構成す
るインジェクタ14が閉となる期間、低圧ポンプである
燃料ポンプ19により燃料が加圧室22に送られ、加圧
室22を含めその下流に配置したエア抜きパイプ23か
ら絞り500を経過して気液分離手段である燃料タンク
22に循環する。このように空気が混入してもあるいは
蒸気が発生しても、エア抜きパイプ23から循環する燃
料と一緒に気泡が燃料タンク22に送られ、ここで燃料
中より気泡が分離される。加圧室22から噴射孔41の
間の気泡は、噴射時燃料と一緒に燃焼室43に排出され
るか、燃料と一緒に噴射されないものはエア抜きパイプ
23により排出されるので、衝撃的高圧発生源17によ
り生み出された衝撃的高圧波は噴射孔41に正確に伝播
する。しかも、エア抜きパイプ23の途中に絞り500
を配置したことと、加圧室22の上流あるいは下流、加
圧室22に配置した調圧弁501により、加圧室22内
に所定圧力の余圧を付加することが可能であり、安定し
た衝撃的高圧を発生させることができる。これにより正
確な燃料噴射が可能となる。
During a period in which the shock wave does not reach and the injector 14 constituting the valve means is closed, fuel is sent to the pressurizing chamber 22 by the fuel pump 19 which is a low-pressure pump. The air circulates through the throttle 500 from the air vent pipe 23 disposed downstream thereof to the fuel tank 22 as gas-liquid separation means. Even if air is mixed in or steam is generated, air bubbles are sent to the fuel tank 22 together with the fuel circulating from the air vent pipe 23, where the air bubbles are separated from the fuel. Bubbles between the pressurizing chamber 22 and the injection holes 41 are discharged to the combustion chamber 43 together with the fuel at the time of injection, or those not injected together with the fuel are discharged by the air vent pipe 23. The shock high-pressure wave generated by the source 17 propagates to the injection hole 41 accurately. In addition, a restriction 500 is formed in the middle of the air release pipe 23.
And a pressure regulating valve 501 disposed upstream or downstream of the pressurizing chamber 22 or in the pressurizing chamber 22, it is possible to apply an extra pressure of a predetermined pressure in the pressurizing chamber 22, thereby providing a stable shock. A high pressure can be generated. This enables accurate fuel injection.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明の燃料噴射装置では、衝撃的高圧波が到達せず弁手段
が閉となる間中、低圧ポンプにより燃料が加圧室に送ら
れ、エア抜き通路に配置した調圧弁の上流側の圧力が所
定以上の場合に調圧弁が開となり、エア抜き通路から気
液分離手段に循環するため、空気が混入してもあるいは
気泡が発生しても、エア抜き通路から循環する燃料と一
緒に気泡が気液分離手段に送られ、ここで燃料中より気
泡が分離される。このように、燃料供給経路に空気が混
入してもあるいは圧力低下により空気泡あるいは蒸気の
気泡が発生しても、早期に空気あるいは蒸気の気泡を排
出することができる。しかも、エア抜き通路からの循環
に拘らず調圧弁により加圧室及びその下流は所定圧力に
維持され、安定した余圧を負荷することが可能であるた
め、衝撃的高圧発生源の作動により正確な噴射ができ
る。
As described above, in the fuel injection device according to the first aspect of the present invention, the fuel is sent to the pressurizing chamber by the low-pressure pump while the high-pressure shock wave does not reach and the valve means is closed. When the pressure on the upstream side of the pressure regulating valve arranged in the air vent passage is equal to or higher than a predetermined value, the pressure regulating valve opens and circulates from the air vent passage to the gas-liquid separating means, so that air is mixed in or bubbles are generated. Even in this case, air bubbles are sent to the gas-liquid separation means together with the fuel circulating from the air vent passage, where the air bubbles are separated from the fuel. As described above, even if air is mixed into the fuel supply path or air bubbles or vapor bubbles are generated due to a decrease in pressure, air or vapor bubbles can be discharged early. Moreover, the pressure regulating valve and the downstream thereof are maintained at a predetermined pressure by the pressure regulating valve irrespective of circulation from the air vent passage, and a stable excess pressure can be applied. Injection is possible.

【0064】請求項2記載の発明の燃料噴射装置では、
衝撃的高圧波が到達せず弁手段が閉となる間中、低圧ポ
ンプにより燃料が加圧室に送られ、加圧室を含めその下
流に配置したエア抜き通路から気液分離手段に循環する
から、空気が混入してもあるいは蒸気が発生しても、エ
ア抜き通路から循環する燃料と一緒に気泡が気液分離手
段に送られ、ここで燃料中より気泡が分離される。加圧
室から噴射孔の間の気泡は、噴射時燃料と―緒に燃焼室
に排出されるか、燃料と一緒に噴射されないものはエア
抜き通路により排出されるので、衝撃的高圧発生源によ
り生み出された衝撃的高圧波は噴射孔に正確に伝播す
る。しかも、エア抜き通路の途中に絞りを配置したこと
と、加圧室の上流あるいは下流、加圧室に配置した調圧
弁により、加圧室内に所定圧力の余圧を付加することが
可能であり、安定した衝撃的高圧を発生させることがで
きる。これにより正確な燃料噴射が可能となる。
In the fuel injection device according to the second aspect of the present invention,
During the period when the high-pressure wave does not reach and the valve means is closed, the fuel is sent to the pressurizing chamber by the low-pressure pump and circulates from the air vent passage including the pressurizing chamber and disposed downstream to the gas-liquid separating means. Therefore, even if air is mixed in or steam is generated, bubbles are sent to the gas-liquid separation means together with the fuel circulating from the air vent passage, where the bubbles are separated from the fuel. Bubbles between the pressurized chamber and the injection holes are discharged into the combustion chamber together with the fuel during injection, or those not injected with the fuel are discharged through the air vent passage. The impulsive high-pressure wave generated propagates accurately to the injection hole. In addition, it is possible to add a predetermined excess pressure to the pressurizing chamber by arranging the restrictor in the middle of the air vent passage and adjusting the pressure in the pressurizing chamber upstream or downstream of the pressurizing chamber. , And can generate a stable shocking high pressure. This enables accurate fuel injection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】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. 1 is a configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine to which a fuel injection device according to the present invention is applied.

【図2】高圧発生装置とインジェクタの詳細構成図であ
る。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a high-pressure generator and an injector.

【図3】高圧発生源の別の実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of another embodiment of a high-pressure source.

【図4】この発明の別の実施例の基本構成図である。FIG. 4 is a basic configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図5】調整弁の詳細な構成図である。FIG. 5 is a detailed configuration diagram of a regulating valve.

【図6】インジェクタの別の例の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of another example of the injector.

【図7】圧電素子を用いた高圧発生源の詳細構成図であ
る。
FIG. 7 is a detailed configuration diagram of a high-voltage generation source using a piezoelectric element.

【図8】別の衝撃的高圧発生源の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of another impulsive high-pressure source.

【図9】衝撃的高圧波と駆動信号のグラフである。FIG. 9 is a graph of a high voltage shock wave and a drive signal.

【図10】この発明に係る燃料噴射装置を適用した2サ
イクルエンジンの構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a two-cycle engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied.

【図11】燃料噴射ユニットの詳細構成図である。FIG. 11 is a detailed configuration diagram of a fuel injection unit.

【図12】燃料噴射ユニットのさらに別の実施例の構成
図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of still another embodiment of the fuel injection unit.

【図13】この発明に係る燃料噴射装置を適用した4サ
イクル内燃機関の別の実施例の構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of another embodiment of a four-cycle internal combustion engine to which the fuel injection device according to the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16 高圧発生装置 17 衝撃的高圧発生源 17a 衝撃的伸長素子 17b プランジャ 17b1 衝撃的加圧面 23 エア抜きパイプ 32 加圧室 41 噴射孔 101 調圧弁 Reference Signs List 16 high-pressure generating device 17 shocking high-pressure generating source 17a shocking extension element 17b plunger 17b1 shocking pressurizing surface 23 air release pipe 32 pressurizing chamber 41 injection hole 101 pressure regulating valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 63/00 F02M 63/00 Q H01L 41/09 H01L 41/12 41/12 41/08 C ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 63/00 F02M 63/00 Q H01L 41/09 H01L 41/12 41/12 41/08 C

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料供給源と連通する加圧室と、燃料供給
源から前記加圧室までの間の燃料供給経路上に設けた低
圧ポンプと、燃料を噴射するための噴射孔と、この噴射
孔に前記加圧室から燃料を導く噴射通路と、前記加圧室
内の燃料を衝撃的に加圧する衝撃的高圧発生源と、前記
噴射孔近傍に設けられ、衝撃的高圧の到達に対応して開
となる弁手段とを有し、前記燃料供給源を気液分離機能
を持つ気液分離手段とするか、前記燃料供給源と前記低
圧ポンプの間の燃料供給経路上に気液分離手段を設ける
一方、前記加圧室を含めてその下流の前記噴射孔との間
のいずれかの箇所にエア抜き通路を設け、このエア抜き
通路を前記気液分離手段に連通させ、さらにこのエア抜
き通路に上流側の圧力が所定以上の場合に開となる調圧
弁を配置したことを特徴とする燃料噴射装置。
A pressurizing chamber communicating with a fuel supply source; a low-pressure pump provided on a fuel supply path from the fuel supply source to the pressurizing chamber; an injection hole for injecting fuel; An injection passage that guides fuel from the pressurized chamber to the injection hole, an impulse high-pressure source that shock-presses the fuel in the pressurized chamber, Valve means for opening the fuel supply source, and the fuel supply source is a gas-liquid separation means having a gas-liquid separation function, or a gas-liquid separation means is provided on a fuel supply path between the fuel supply source and the low-pressure pump. On the other hand, an air vent passage is provided at any point between the injection chamber and the downstream of the injection hole including the pressurizing chamber, and the air vent passage is communicated with the gas-liquid separation means. A pressure regulating valve that opens when the pressure on the upstream side is equal to or higher than a predetermined value is placed in the passage Fuel injection device according to claim.
【請求項2】燃料供給源と連通する加圧室と、燃料供給
源から前記加圧室までの間の燃料供給経路上に設けた低
圧ポンプと、燃料を噴射するための噴射孔と、この噴射
孔に前記加圧室から燃料を導く噴射通路と、前記加圧室
内の燃料を衝撃的に加圧する衝撃的高圧発生源と、前記
噴射孔近傍に設けられ、衝撃的高圧の到達に対応して開
となる弁手段とを有し、前記燃料供給源を気液分離機能
を持つ気液分離手段とするか、前記燃料供給源と前記低
圧ポンプの間の燃料供給経路上に気液分離手段を設ける
一方、前記加圧室を含めてその下流の前記噴射孔との間
のいずれかの箇所にエア抜き通路を設け、このエア抜き
通路を前記気液分離手段を連通させ、さらにこのエア抜
き通路の途中に絞りを配置し、前記加圧室の上流あるい
は下流、前記加圧室に調圧弁を配置し、この調圧弁から
前記低圧ポンプ上流側に戻す戻し通路を設けたことを特
徴とする燃料噴射装置。
2. A pressurizing chamber communicating with a fuel supply source, a low-pressure pump provided on a fuel supply path from the fuel supply source to the pressurizing chamber, an injection hole for injecting fuel, An injection passage that guides fuel from the pressurized chamber to the injection hole, an impulse high-pressure source that shock-presses the fuel in the pressurized chamber, Valve means for opening the fuel supply source, and the fuel supply source is a gas-liquid separation means having a gas-liquid separation function, or a gas-liquid separation means is provided on a fuel supply path between the fuel supply source and the low-pressure pump. On the other hand, an air vent passage is provided at any point between the injection chamber and the downstream of the injection hole including the pressurizing chamber, and the air vent passage communicates with the gas-liquid separation means. A throttle is arranged in the middle of the passage, and the pressure is applied upstream or downstream of the pressure chamber. Two pressure regulating valve is disposed, the fuel injection apparatus characterized in that a return passage back to the low-pressure pump upstream from the pressure regulating valve.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1330874C (en) * 2003-05-15 2007-08-08 株式会社京浜 Fuel pipe for fuel injection device

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