JPH11324850A - Fuel injection device - Google Patents

Fuel injection device

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Publication number
JPH11324850A
JPH11324850A JP10127942A JP12794298A JPH11324850A JP H11324850 A JPH11324850 A JP H11324850A JP 10127942 A JP10127942 A JP 10127942A JP 12794298 A JP12794298 A JP 12794298A JP H11324850 A JPH11324850 A JP H11324850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pressure
injection
shock
plunger
Prior art date
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Pending
Application number
JP10127942A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeo Yoshida
武雄 吉田
Masakazu Yamada
雅一 山田
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 JP10127942A priority Critical patent/JPH11324850A/en
Publication of JPH11324850A publication Critical patent/JPH11324850A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generated bubbles from causing under-output at high speed, and to provide a sufficient engine output from a lower speed to a higher speed, or form a low load to a high load, by expanding an impact expanding element in a short time. SOLUTION: This fuel injection device is equipped with a pressurizing chamber 50 for pressurizing fuel, an injection hole 41 for injecting the fuel, an injection passage 15 for guiding the fuel from the pressurizing chamber 50 to this injection hole 41, a plunger 17b having a tip abutting to the fuel in the pressurizing chamber 50, an energizing means 630 for energizing this plunger 17b in the direction of pressurizing the fuel in the pressurizing chamber 50, a high- pressure generating device which expands an impact expanding element 17 with charge of impressed voltage to move the plunger 17b against the energizing means 630, and shrinks the impact expanding element 17 with discharge of the charged impressed voltage to release the energizing force of the energizing means 630 to allow the plunger 17b to provide impact force for the fuel in the pressurizing chamber 50, and a valve means which is provided near the injection hole and opens responding to the actuation of the high-pressure generating device.

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、衝撃的高圧によ
り燃料を噴射する燃料噴射装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for injecting fuel by an impulsively high pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】出願人は、燃焼室あるいは燃焼室への新
気の供給路にインジェクタを取り付け、このインジェク
タに連通する加圧室内に、電歪素子あるいは磁歪素子か
らなる衝撃的伸長素子を燃料中に臨ませ、所定のタイミ
ングで衝撃的伸長素子を伸長させることにより、衝撃的
伸長素子の端部に接する燃料に衝撃的高圧を生じさせ、
この衝撃的高圧がインジェクタの噴射弁に伝達して、燃
料をインジェクタから燃焼室あるいは供給路外部へ燃料
を噴射するようにし、その後次の噴射に備え、衝撃的伸
長素子を収縮させるようにする燃料噴射装置を提案し
た。
2. Description of the Related Art The applicant attaches an injector to a combustion chamber or a supply path of fresh air to the combustion chamber, and installs an impact expansion element made of an electrostrictive element or a magnetostrictive element in a pressurized chamber communicating with the injector. By facing the inside and extending the shock-extending element at a predetermined timing, a shock high pressure is generated in the fuel in contact with the end of the shock-expanding element,
This shocking high pressure is transmitted to the injector of the injector so that the fuel is injected from the injector to the combustion chamber or the outside of the supply passage, and then the fuel that contracts the shock-elongating element in preparation for the next injection. An injection device was proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この衝撃的伸長素子を
短時間で伸長あるいは収縮させる場合には、衝撃的伸長
素子の端部に接する燃料は伸長あるいは収縮に起因して
時間の経過とともに圧力変動し、且つこの圧力変動が衝
撃的伸長素子の燃料に接する端部から噴射口を開閉する
噴射弁に向かって時間の経過とともに伝播していく。
When the shock-elongating element is extended or contracted in a short time, the fuel in contact with the end of the shock-elongating element is subject to pressure fluctuation with time due to the expansion or contraction. This pressure fluctuation propagates with time from the end of the shock-extending element in contact with the fuel to the injection valve that opens and closes the injection port.

【0004】図8及び図9は衝撃的伸長素子を短時間で
伸長させた時の圧力変動の経過を示す図である。図8及
び図9においてp0は絶対圧0気圧を示し、p1は伸長
動作に入る寸前におけるもの、すなわち、各部の圧力で
予圧状態を示し、p2はインジェクタの開弁圧を示し、
p3は燃料蒸気圧を示す。
FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams showing the progress of pressure fluctuation when the impact extension element is extended in a short time. 8 and 9, p0 indicates an absolute pressure of 0 atm, p1 indicates a pressure immediately before the elongation operation is started, that is, indicates a precompression state with the pressure of each part, p2 indicates a valve opening pressure of the injector,
p3 indicates the fuel vapor pressure.

【0005】すなわち、大気圧下において沸騰温度(沸
点)が低い液体程、所定温度における燃料蒸気圧p3は
(液体の圧力がこの圧力より低くなると液体の気化が促
進されるところの圧力)高くなり、気化し易くなる。逆
に大気圧下において沸騰温度(沸点)が高い液体程、所
定温度における燃料蒸気圧p3は低くなり、より燃料圧
が低くならないと気化が促進されず、気化しにくくな
る。
That is, as the liquid has a lower boiling temperature (boiling point) under the atmospheric pressure, the fuel vapor pressure p3 at a predetermined temperature (the pressure at which the vaporization of the liquid is promoted when the liquid pressure is lower than this pressure) becomes higher. , Easy to evaporate. Conversely, as the liquid has a higher boiling temperature (boiling point) under atmospheric pressure, the fuel vapor pressure p3 at a predetermined temperature becomes lower. If the fuel pressure is not lowered, vaporization is not promoted and vaporization becomes difficult.

【0006】左方向に示す圧力波形は時間の経過ととも
に、衝撃的伸長素子の伸長により端部に接する燃料がど
のように圧力変動するかを示すものである。
[0006] The pressure waveform shown in the left direction shows how the pressure of the fuel in contact with the end changes due to the extension of the shock-extending element over time.

【0007】端部に接する液体の燃料粒子は、端部に押
されて移動しつつ密度が上昇して圧力が上昇する。端部
が静止する瞬間、最高圧力となりこれが第1の衝撃圧
(pw1)となる。この第1の衝撃圧pw1は、衝撃的
伸長素子の伸長速度(伸長距離Lを伸長時間tで割った
もの)が大きい程、大きい。すなわち、伸長時間tが短
い程、伸長距離Lが長い程第1の衝撃圧pw1は大き
い。端部が静止した後は、燃料粒子に強制力は作用せ
ず、密度の高い位置の燃料粒子は前方の低密度の部位に
移動する。この移動には慣性が伴うため、端部に接する
部分の燃料粒子の密度が疎となる。この疎の程度は、移
動速度(最初の第1の衝撃圧pw1が大きい程大きい)
が大きい程、より燃料粒子の密度が疎となる。この疎状
態による圧力が第1の疎圧(nwl=予圧p1より小)
である。この後、端部に接する燃料粒子の密度が疎とな
る部分には、前方から燃料粒子が移動し、この移動には
慣性が伴うため、端部に接する部分は再び燃料粒子の密
度が密となる。この密状態による圧力が第2の衝撃圧p
w2となる。以後、端部に接する部分には、第2の疎圧
nw2、第3の衝撃圧pw3の順に圧力が変動する。こ
の圧力変動は、端部が静止した以降の固有振動であり、
その振動の周期Tは、固有振動を惹起させる端部の移動
速度や移動時間tには関係なく、予圧p1(振動前の燃
料粒子の密度に相関あり)が大きい程短い。時間の経過
とともに、圧力波形を右方向に移動させれば、各部の圧
力状態が分かり、移動速度は音速となる。
[0007] The liquid fuel particles in contact with the ends are pushed by the ends and move while increasing in density and pressure. At the moment when the end portion comes to rest, the pressure becomes the highest and this is the first impact pressure (pw1). The first impact pressure pw1 increases as the extension speed (the extension distance L divided by the extension time t) of the impact extension element increases. That is, the shorter the extension time t and the longer the extension distance L, the greater the first impact pressure pw1. After the end comes to rest, no forcing is applied to the fuel particles, and the fuel particles at a higher density position move to a lower density portion in front. Since this movement is accompanied by inertia, the density of the fuel particles in the portion in contact with the end becomes low. The degree of the sparseness is the moving speed (the larger the first first impact pressure pw1 is, the larger the moving speed is).
The greater the value, the lower the density of the fuel particles. The pressure due to this sparse state is the first sparse pressure (nwl = less than preload p1)
It is. After this, the fuel particles move from the front to the part where the density of the fuel particles in contact with the end is low, and this movement involves inertia. Become. The pressure due to this dense state is the second impact pressure p
w2. Thereafter, at the portion in contact with the end, the pressure fluctuates in the order of the second sparse pressure nw2 and the third impact pressure pw3. This pressure fluctuation is a natural vibration after the end portion has stopped,
The period T of the vibration is shorter as the preload p1 (correlated with the density of the fuel particles before the vibration) is larger, irrespective of the moving speed and the moving time t of the end portion causing the natural vibration. As the time elapses, if the pressure waveform is moved rightward, the pressure state of each part is known, and the moving speed becomes the sound speed.

【0008】図8に示すように伸長速度が特に早く短い
伸長時間t1であると、第1の衝撃圧(pwl)が極め
て大きくなるので、以降の固有振動の振幅は大きくな
り、第1の疎圧(nw1)が予圧p1より大きく下回っ
て燃料蒸気圧p3より低くなってしまう。すなわち、気
泡が発生する。
As shown in FIG. 8, when the extension speed is particularly fast and the extension time t1 is short, the first impact pressure (pwl) becomes extremely large, so that the amplitude of the subsequent natural vibration becomes large and the first sparseness is increased. The pressure (nw1) is much lower than the preload p1 and lower than the fuel vapor pressure p3. That is, bubbles are generated.

【0009】一方、図9のように伸長速度がゆっくりで
伸長時間t2が大きい(t2>t1)と、第1の衝撃圧
(pw1)が十分大きくならず、以降の固有振動の振幅
は小さくなり、第1の疎圧(nw1)が予圧p1より大
きくは下回わらず燃料蒸気圧p3より大きくなり、気泡
の発生はない。気泡の発生がないことは噴射のために重
要であるが伸長速度が小さいと、噴射口の弁に到達する
第1の衝撃圧(pw1)は小さく、インジェクタの開弁
圧p2より大だと燃料を噴射するが、噴射速度を大きく
とれず、噴射量も少なくなる。
On the other hand, if the extension speed is slow and the extension time t2 is long (t2> t1) as shown in FIG. 9, the first impact pressure (pw1) does not become sufficiently large, and the amplitude of the subsequent natural vibration becomes small. The first sparse pressure (nw1) does not fall below the preload p1 but does not fall below the fuel vapor pressure p3, and no bubbles are generated. It is important for the injection that no air bubbles are generated, but if the elongation speed is low, the first impact pressure (pw1) reaching the valve of the injection port is small, and if it is larger than the valve opening pressure p2 of the injector, the fuel However, the injection speed cannot be increased and the injection amount decreases.

【0010】図10は衝撃的伸長素子を短時間で収縮さ
せた時の圧力変動の経過を示す図である。図10におい
てp0は絶対圧0気圧を示し、p1は伸長動作に入る寸
前におけるもの、すなわち、各部の圧力で予圧状態を示
し、p2はインジェクタの開弁圧を示し、p3は燃料蒸
気圧を示す。
FIG. 10 is a diagram showing the course of pressure fluctuation when the impact extension element is contracted in a short time. In FIG. 10, p0 indicates an absolute pressure of 0 atm, p1 indicates a pressure immediately before the elongation operation is started, that is, indicates a precompression state by the pressure of each part, p2 indicates a valve opening pressure of the injector, and p3 indicates a fuel vapor pressure. .

【0011】左方向に示す圧力波形は時間の経過ととも
に、衝撃的伸長素子の収縮により端部に接する燃料がど
のように圧力変動を示すものである。端部に接する液体
の燃料粒子は、衝撃的伸長素子が収縮し端部が移動する
につれて密度が低下して圧力が低下する。端部が静止す
る瞬間、最低圧力となりこれが第1の疎圧(nwl)と
なる。この第1の疎圧nw1は、衝撃的伸長素子の収縮
速度(収縮距離Lを収縮時間t3で割ったもの、端部の
移動速度と等しい)が大きい程、小さい。すなわち、収
縮時間t3(=端部の移動時間)が短い程、収縮距離L
(=端部の移動距離)が長い程第1の疎圧nw1は小さ
い。端部が静止した後は、燃料粒子に強制力は作用せ
ず、密度の疎の位置へは前方の高密度の燃料粒子が移動
してくる。この慣性を伴う移動により端部に接する部分
の燃料粒子の密度が高くなる。この密状態による圧力が
第1の衝撃圧pw1となる。この密の程度(圧力の高
さ)は、移動速度(最初の第1の疎圧nw1が小さい程
大きい)が大きい程、より燃料粒子の密度が高くなる。
[0011] The pressure waveform shown to the left shows how the fuel in contact with the end due to the contraction of the shock-stretching element exhibits pressure fluctuations over time. The liquid fuel particles in contact with the ends decrease in density and pressure as the impact extension element contracts and the ends move. At the moment when the end comes to rest, the pressure becomes the lowest and this is the first pressure drop (nwl). The first pressure isostatic pressure nw1 is smaller as the contraction speed of the shock-elongating element (contraction distance L divided by contraction time t3, which is equal to the moving speed of the end) is larger. That is, the shorter the contraction time t3 (= movement time of the end), the shorter the contraction distance L
The longer the (= moving distance of the end), the smaller the first pressure-reducing pressure nw1. After the end portion stops, no forcing force acts on the fuel particles, and the high-density fuel particles move forward to the position with low density. Due to the inertial movement, the density of the fuel particles in the portion in contact with the end increases. The pressure due to this dense state becomes the first impact pressure pw1. The density of the fuel particles (the height of the pressure) increases as the moving speed (the lower the first first sparse pressure nw1), the higher the density of the fuel particles.

【0012】この密状態の後、燃料粒子は前方の密度の
低い部分に移動する。この移動には慣性が伴うため、端
部に接する部分は再ぴ燃料粒子の密度が疎となる。この
疎状態による圧力が第2の疎圧nw2となる。以後、端
部に接する部分には、第2の衝撃圧pw2、第3の疎圧
nw3の順に圧力が変動する。この圧力変動は、衝撃的
伸長素子が収縮に続いて静止するに伴って、端部が移動
し静止した以降の固有振動であり、その振動の周期T
は、固有振動を惹起させる端部の移動速度や移動時間t
3には関係なく、予圧p1(振動前の燃料粒子の密度に
相関あり)が大きい程短い。
After this dense state, the fuel particles move to the lower density portion in front. Since this movement is accompanied by inertia, the density of the regenerated fuel particles is low at the portion in contact with the end. The pressure due to this sparse state becomes the second sparse pressure nw2. Thereafter, at the portion in contact with the end, the pressure fluctuates in the order of the second impact pressure pw2 and the third sparse pressure nw3. This pressure fluctuation is a natural vibration after the end moves and stops as the shocking extension element stops after the contraction, and the period of the vibration T
Is the moving speed and the moving time t of the end portion causing the natural vibration.
Regardless of 3, the larger the preload p1 (correlated with the density of the fuel particles before vibration), the shorter the preload.

【0013】時間の経過とともに、この圧力波形を右方
向に移動させれば、各部の圧力状態が分かり、移動速度
は音速である。
If this pressure waveform is moved rightward with the passage of time, the pressure state of each part can be known, and the moving speed is the speed of sound.

【0014】図8及び図9に示すように、端部から加圧
室出口、インジェクタ等の各部への圧力波の圧力伝播
は、伸長時は第1の衝撃圧pw1、第1の疎圧nw1、
第2の衝撃圧pw2、第2の疎圧nw2の順に順々に伝
播する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the pressure propagation of the pressure wave from the end portion to each part such as the outlet of the pressurizing chamber, the injector, and the like is represented by a first impact pressure pw1 and a first sparse pressure nw1 at the time of extension. ,
The second impact pressure pw2 and the second sparse pressure nw2 sequentially propagate.

【0015】インジェクタに第1の衝撃圧pw1が到達
すると噴射が開始され、燃料圧がインジェクタの開弁圧
より低下した時点で噴射は終了する。その直ぐ後に第1
の疎圧nwlが到達して、この第1の疎圧nw1は閉じ
たインジェクタにて反射し、逆方向に伝播していく。こ
の伝播に伴い、各部の燃料が順次蒸発して気泡化し、そ
して気泡が潰れる液化がおこる。すなわち、あたかも気
泡が逆方向に移動していく如くになる。伝播の途中減衰
により第1の疎圧nw1の絶対圧が大きくなり、燃料の
蒸気圧以上になる時点で気泡は消滅する。
When the first impact pressure pw1 reaches the injector, the injection is started, and the injection ends when the fuel pressure falls below the valve opening pressure of the injector. Shortly after
The first low pressure nwl is reflected by the closed injector and propagates in the opposite direction. Along with this propagation, the fuel in each portion evaporates sequentially to form bubbles, and liquefaction occurs in which the bubbles are crushed. That is, it is as if the air bubbles move in the opposite direction. Due to the attenuation during the propagation, the absolute pressure of the first sparse pressure nw1 increases, and the bubbles disappear when the pressure becomes equal to or higher than the vapor pressure of the fuel.

【0016】このように加圧室とインジェクタの間に気
泡が消えず、存在している時、次の伸長により生まれる
第1の衝撃圧pw1が伝播し、気泡と衝突すると干渉を
起こして減衰し、気泡を通過後の第1の衝撃圧pw1が
小さくなってしまう。この第1の衝撃圧pw1の値がイ
ンジェクタの開弁圧p2より小さいと、噴射不能とな
る。
As described above, when the bubble does not disappear between the pressurizing chamber and the injector and exists, the first impact pressure pw1 generated by the next elongation propagates. When the bubble collides with the bubble, it causes interference and attenuates. Then, the first impact pressure pw1 after passing through the air bubbles becomes small. If the value of the first impact pressure pw1 is smaller than the valve opening pressure p2 of the injector, injection becomes impossible.

【0017】同様に、図10に示す収縮時の各部への圧
力伝播は、第1の疎圧nw1、第1の衝撃圧pw1、第
2の疎圧nw2、第2の衝撃圧pw2の順に順々に伝播
する。インジェクタに第1の疎圧nw1が到達して、こ
の第1の疎圧nw1は閉じたインジェクタにて反射し、
逆方向に伝播していく。これに伴い、気泡が逆方向に移
動していく。この逆流する気泡に、インジェクタの弁方
向に伝播する第1の衝撃圧pw1が干渉して減衰し、イ
ンジェクタの弁に到達前に小さくなり、インジェクタの
開弁圧p2より小さいと、噴射不能となってしまう。
Similarly, the pressure propagation to each part at the time of contraction shown in FIG. 10 is performed in the order of the first low pressure nw1, the first impact pressure pw1, the second low pressure nw2, and the second impact pressure pw2. Propagate separately. The first low pressure nw1 reaches the injector, and the first low pressure nw1 is reflected by the closed injector,
Propagating in the opposite direction. Along with this, the bubbles move in the opposite direction. The first impact pressure pw1, which propagates in the valve direction of the injector, interferes with the backflowing bubbles and attenuates, decreases before reaching the valve of the injector, and becomes incapable of injection if smaller than the valve opening pressure p2 of the injector. Would.

【0018】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、衝撃的伸長素子を短時間で伸長させることにより
発生する気泡が原因で高速での出力不足を生じることが
ないようにし、低速から高速あるいは低負荷から高負荷
にわたって十分なエンジン出力を発揮できる燃料噴射装
置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to prevent shortage of output at high speed due to bubbles generated by extending an impact extension element in a short time, and It is an object of the present invention to provide a fuel injection device that can exhibit a sufficient engine output from high speed or low load to high load.

【0019】[0019]

【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、この発明は、以下のように構成し
た。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention has the following constitution.

【0020】請求項1記載の発明は、『燃料を加圧する
加圧室と、燃料を噴射するための噴射口と、この噴射口
に前記加圧室から燃料を導く噴射通路と、前記加圧室の
燃料に接する先端部を有するプランジャと、このプラン
ジャを前記加圧室の燃料を加圧する方向に付勢する付勢
手段と、衝撃的伸長素子を印加電圧のチャージにより伸
長させて前記プランジャを付勢手段に抗して移動させ、
チャージされた印加電圧の放電により前記衝撃的伸長素
子を収縮させて前記付勢手段の付勢力の開放により前記
プランジャが前記加圧室内の燃料に衝撃力を与える高圧
発生装置と、前記噴射口近傍に設けられて前記高圧発生
装置の作動に対応して開となる弁手段とを備えることを
特徴とする燃料噴射装置。』である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a pressurizing chamber for pressurizing the fuel, an injection port for injecting the fuel, an injection passage for guiding the fuel from the pressurizing chamber to the injection port, A plunger having a tip portion in contact with the fuel in the chamber, an urging means for urging the plunger in a direction to pressurize the fuel in the pressurizing chamber, and extending the impact extension element by charging of the applied voltage to extend the plunger. Move against the biasing means,
A high-pressure generating device in which the plunger applies an impact force to the fuel in the pressurized chamber by releasing the urging force of the urging means, by contracting the impact expansion element by discharging the charged applied voltage, and near the injection port. And a valve means which is provided in the apparatus and is opened in response to the operation of the high-pressure generator. ].

【0021】この請求項1記載の発明によれば、衝撃的
伸長素子を印加電圧のチャージにより伸長させてプラン
ジャを付勢手段に抗して移動させ、チャージされた印加
電圧の放電により衝撃的伸長素子を収縮させて付勢手段
の付勢力の開放によりプランジャが加圧室内の燃料を加
圧することで、燃料が加圧室から噴射通路を介して噴射
口に導かれて燃料圧力で弁手段が開いて燃料を噴射する
ため、衝撃的伸長素子が短時間で伸長したり収縮しても
プランジャの移動が遅くなり大きな第1の衝撃圧及び、
続いて極めて小さな第1の疎圧が発生せず、燃料に気泡
が発生するのを防止でき、気泡が原因で高速での出力不
足を生じることがないようにできるので、低速から高速
あるいは低負荷から高負荷にわたって十分なエンジン出
力を発揮できる。
According to the first aspect of the present invention, the impact extension element is extended by charging the applied voltage, the plunger is moved against the urging means, and the impact extension element is impacted by the discharge of the applied voltage. When the plunger pressurizes the fuel in the pressurized chamber by releasing the urging force of the urging means by contracting the element, the fuel is guided from the pressurized chamber to the injection port via the injection passage, and the valve means is driven by the fuel pressure. Even when the shock-elongating element expands or contracts in a short period of time, the movement of the plunger is slowed down and the first shock pressure is increased,
Subsequently, an extremely small first pressure drop does not occur, and it is possible to prevent bubbles from being generated in the fuel and to prevent a shortage of output at high speed due to the bubbles. To provide sufficient engine output over high loads.

【0022】[0022]

【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40の上部を構成するシリンダヘッド2
と、燃焼室40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
は吸気通路9が設けられ、その端部に燃焼室40に臨ん
で吸気弁10が装着され、吸気通路9の開口部を開閉す
る。また、シリンダヘッド2には、排気通路11が設け
られ、その端部に燃焼室40に臨んで排気弁12が装着
され、排気通路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 40.
And a cylinder block 3 constituting a cylinder of the combustion chamber 40
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 passage 9 is provided in the cylinder head 2, and an intake valve 10 is attached to an end of the cylinder head 2 so as to face the combustion chamber 40, and opens and closes an opening of the intake passage 9. An exhaust passage 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 40, and opens and closes an opening of the exhaust passage 11. A spark plug 13 is mounted at the center of the cylinder head 2.

【0023】この実施の形態では、燃焼室40内に直接
燃料を噴射するための燃料噴射ユニット44がシリンダ
ヘッド2の上面から燃焼室40内に臨んで設けられる
が、燃料噴射ユニット44を吸気通路9に燃料を噴射す
るように設けてもよく、あるいはシリンダブロック3か
ら気筒内に燃料を噴射するように設けてもよい。
In this embodiment, a fuel injection unit 44 for directly injecting fuel into the combustion chamber 40 is provided facing the combustion chamber 40 from the upper surface of the cylinder head 2. 9 may be provided to inject fuel, or may be provided to inject fuel from the cylinder block 3 into the cylinder.

【0024】この燃料噴射ユニット44は、インジェク
タ14と高圧発生装置16が一体化されている。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
で構成される衝撃的高圧発生源を備えている。この衝撃
的高圧発生源は制御装置18に連結され所定のタイミン
グで、例えば燃料室40内に直接燃料を噴射するもので
は、爆発膨張、排気、吸気、圧縮の4行程の内、吸気行
程あるいは圧縮行程において噴射すべく、駆動制御され
る。
In the fuel injection unit 44, the injector 14 and the high-pressure generator 16 are integrated. This high-pressure generating device 16 includes a piezoelectric element of a shock-extending element described later,
A shocking high-voltage generation source including a magnetostrictive element, an element in which a piezoelectric element and a magnetostrictive element are connected in series, and the like are provided. This shock high pressure source is connected to the control device 18 and injects fuel directly into the fuel chamber 40 at a predetermined timing, for example, among the four strokes of explosion expansion, exhaust, intake, and compression, the intake stroke or the compression stroke. Drive control is performed to inject during the stroke.

【0025】燃料噴射ユニット44には、燃料供給パイ
プ21を介して燃料ポンプ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。また、燃料供給パイプ21の下流側には、調圧弁1
01が設けられ、燃料噴射ユニット44に供給される燃
料に予圧を与え、正確な燃料噴射を行うようにしてい
る。調圧弁101には、戻り燃料パイプ23が接続さ
れ、戻り燃料パイプ23は燃料タンク22に接続されて
いる。
The fuel injection unit 44 is connected to the fuel tank 22 by the fuel pump 19 through the fuel supply pipe 21.
Fuel is introduced from. A filter 20 is provided at an inlet of the fuel supply pipe 21 in the fuel tank 22. A pressure regulating valve 1 is provided downstream of the fuel supply pipe 21.
01 is provided to apply a pre-pressure to the fuel supplied to the fuel injection unit 44 so as to perform accurate fuel injection. The return fuel pipe 23 is connected to the pressure regulating valve 101, and the return fuel pipe 23 is connected to the fuel tank 22.

【0026】燃料噴射ユニット44が閉となる間中、燃
料ポンプ19により燃料供給パイプ21を介して常時燃
料が供給され、燃料供給パイプ21に配置した調圧弁1
01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、燃料が戻り燃料パイプ23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
れ循環する燃料循環経路Kが形成される。
While the fuel injection unit 44 is closed, fuel is always supplied from the fuel pump 19 through the fuel supply pipe 21, and the pressure regulating valve 1 disposed in the fuel supply pipe 21 is supplied.
When the pressure on the upstream side of 01 is equal to or higher than a predetermined value, the pressure regulating valve 101 is opened, and the fuel returns to the upper part of the fuel tank side having an air vent hole (not shown) through the return fuel pipe 23 and circulates. A path K is formed.

【0027】図2は前記実施の形態における燃料噴射ユ
ニットの詳細構成図である。この実施の形態では、燃料
タンク22から直接燃料が燃料ポンプ19により導かれ
て燃料噴射ユニット44に送られるようにされる。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the fuel injection unit in the embodiment. In this embodiment, the fuel is directly guided from the fuel tank 22 by the fuel pump 19 and sent to the fuel injection unit 44.

【0028】高圧発生装置16とインジェクタ14が、
一体にユニットに形成され、この燃料噴射ユニット44
は、燃料噴射の応答性がよく、かつコンパクトな構造に
なっている。
The high pressure generator 16 and the injector 14 are
The fuel injection unit 44 is integrally formed as a unit.
Has a compact structure with good fuel injection responsiveness.

【0029】ユニットケース600は、ケース本体60
1の両側に上ケース602と下ケース603を組み付け
て構成される。下ケース603には、インジェクタ14
が組み付けられている。インジェクタ14は、上ケース
14aと下ケース14bとを有している。上ケース14
aが下ケース603に組み付けられ、下ケース14bに
は、ノズル14cが組み付けられ、ノズル14cには噴
射口41が形成され、さらに噴射口41に噴射弁25が
装着され、この噴射弁25はスプリング26により常に
閉方向に付勢される。
The unit case 600 includes a case body 60.
An upper case 602 and a lower case 603 are attached to both sides of the device 1. The lower case 603 includes the injector 14
Is assembled. The injector 14 has an upper case 14a and a lower case 14b. Upper case 14
a is assembled to the lower case 603, the nozzle 14c is assembled to the lower case 14b, the injection port 41 is formed in the nozzle 14c, and the injection valve 41 is attached to the injection port 41. The injection valve 25 is a spring. 26 is always biased in the closing direction.

【0030】ケース本体601と下ケース603との間
には、金属板製のダイアフラム620が設けられ、この
金属板製のダイアフラム620と下ケース603とによ
り加圧室50が形成されている。加圧室50には、調圧
弁101から一定圧(予圧)の燃料がプランジャ17b
の中心部の燃料通路17b1及び逆止弁17cを介して
供給され、加圧室50から燃料が燃料吐出ポート33を
介して噴射通路15に導かれ、噴射通路15からさらに
噴射口41に導かれて燃料圧力で弁手段である噴射弁2
5がスプリング26に抗して開いて燃料が噴射される。
燃料吐出ポート33には、逆止弁33aが設けられ、こ
の逆止弁33aはスプリング33bにより常に閉じ方向
に付勢されている。噴射弁25の開弁圧は調圧弁101
による予圧圧力より高く設定される一方、逆止弁33a
の開弁圧は低く設定される。
A diaphragm 620 made of a metal plate is provided between the case body 601 and the lower case 603, and the pressure chamber 50 is formed by the diaphragm 620 made of the metal plate and the lower case 603. Fuel of a constant pressure (preload) from the pressure regulating valve 101 is supplied to the pressurizing chamber 50 by the plunger 17b.
The fuel is supplied through the fuel passage 17b1 and the check valve 17c at the center of the fuel cell, and the fuel is guided from the pressurizing chamber 50 to the injection passage 15 through the fuel discharge port 33, and further from the injection passage 15 to the injection port 41. Valve 2 which is a valve means by fuel pressure
5 opens against the spring 26 and fuel is injected.
The fuel discharge port 33 is provided with a check valve 33a, and the check valve 33a is constantly urged in the closing direction by a spring 33b. The valve opening pressure of the injection valve 25 is the pressure regulating valve 101.
Is set higher than the preload pressure by the check valve 33a.
Is set low.

【0031】ユニットケース600には、衝撃的伸長素
子本体17a及びプランジャ17b等を含むもので構成
される衝撃的伸長素子17が配置されている。衝撃的伸
長素子本体17aが絶縁体ベース610,611に支持
され、絶縁体ベース610内にはプランジャ17bが移
動可能に挿通され、プランジャ17bの端部にはストッ
パ612が固定されている。ストッパ612と上ケース
602との間には、付勢手段630である皿バネが配置
され、プランジャ17bを加圧室50の燃料を加圧する
方向に付勢するとともに、衝撃的伸長素子本体17aを
一方を絶縁体ベース611、他方を絶縁体ベース610
のフランジ部610aを介してケース本体601に押圧
する。
In the unit case 600, there is disposed the shock-extending element 17 which includes the shock-extending element main body 17a and the plunger 17b. The shock-elongating element main body 17a is supported by the insulator bases 610 and 611, the plunger 17b is movably inserted into the insulator base 610, and a stopper 612 is fixed to an end of the plunger 17b. A disc spring as urging means 630 is disposed between the stopper 612 and the upper case 602 to urge the plunger 17b in the direction of pressurizing the fuel in the pressurizing chamber 50, and to move the impact extension element body 17a. One is an insulator base 611 and the other is an insulator base 610.
Is pressed against the case body 601 through the flange portion 610a.

【0032】衝撃的高圧発生源である衝撃的伸長素子1
7の衝撃的伸長素子本体17aは、リード線30により
制御装置18に接続され、この衝撃的伸長素子本体17
aは圧電素子である。プランジャ17bの端部17b2
には、金属板製のダイヤフラム620がナット631に
より固定されている。加圧室50から燃料が燃料吐出ポ
ート33を介して噴射通路15に導かれ、噴射通路15
からさらに噴射口41に導かれて燃料圧力で弁手段であ
る噴射弁25がスプリング26に抗して開いて燃料が噴
射される。
The shock-elongating element 1 as a shock high-voltage source
7 is connected to the control device 18 by a lead wire 30.
a is a piezoelectric element. End 17b2 of plunger 17b
, A diaphragm 620 made of a metal plate is fixed by a nut 631. Fuel is guided from the pressurizing chamber 50 to the injection passage 15 through the fuel discharge port 33,
Then, the fuel is injected into the injection port 41, and the injection valve 25, which is a valve means, is opened against the spring 26 at the fuel pressure to inject fuel.

【0033】このような構成の燃料噴射装置において、
衝撃的高圧発生源即ち衝撃的伸長素子17の衝撃的伸長
素子本体17aに制御装置18により印加電圧を与え、
衝撃的伸長素子本体17aを印加電圧のチャージにより
伸長させると、プランジャ17bがストッパ612によ
り付勢手段630に抗して移動する。
In the fuel injection device having such a configuration,
The controller 18 applies an applied voltage to the shock-elongating element main body 17a of the shock-elongated high-voltage source, ie, the shock-elongating element 17,
When the impact extension element main body 17a is extended by charging the applied voltage, the plunger 17b is moved by the stopper 612 against the urging means 630.

【0034】この衝撃的伸長素子本体17aにチャージ
された印加電圧の放電により衝撃的伸長素子本体17a
が収縮し、この衝撃的伸長素子本体17aの収縮により
付勢手段630の付勢力が開放されて、ストッパ612
によりプランジャ17bが移動する。このプランジャ1
7bの先端部17b2の移動により、加圧室50内の燃
料を加圧する。
By the discharge of the applied voltage charged in the shock-extending element body 17a, the shock-extending element body 17a
Is contracted, and the urging force of the urging means 630 is released by the contraction of the shock-extending element main body 17a, and the stopper 612 is released.
Causes the plunger 17b to move. This plunger 1
The fuel in the pressurizing chamber 50 is pressurized by the movement of the tip portion 17b2 of 7b.

【0035】このように燃料を加圧することで、燃料吐
出ポート33の逆止弁33aを開き、噴射通路15を介
して噴射口41に導かれ、燃料圧力で噴射弁25が開い
て噴射口41から燃料を噴射させる。
By pressurizing the fuel in this way, the check valve 33a of the fuel discharge port 33 is opened, and the fuel is guided to the injection port 41 through the injection passage 15, and the injection valve 25 is opened by the fuel pressure to open the injection port 41. Inject fuel from

【0036】この燃料噴射装置では、衝撃的伸長素子本
体17aが短時間で伸長したり収縮しても付勢手段63
0によりプランジャ17bの移動が遅くなり大きな第1
の衝撃圧も、続いて極めて小さな第1の疎圧も発生せ
ず、燃料に気泡が発生することがなくなる。よって気泡
が原因で高速での出力不足を生じることがないようにで
きるので、低速から高速あるいは低負荷から高負荷にわ
たって十分なエンジン出力を発揮できる。
In this fuel injection device, even if the shock-elongating element main body 17a expands or contracts in a short time, the urging means 63 can be used.
0 slows down the movement of the plunger 17b, causing a large first
Neither the impact pressure nor the extremely low first sparse pressure is generated, and no bubbles are generated in the fuel. Therefore, it is possible to prevent a shortage of output at high speed due to bubbles, so that sufficient engine output can be exhibited from low speed to high speed or from low load to high load.

【0037】図3は燃料噴射装置に備えられる電力供給
装置の実施の形態を示す概略構成図である。制御装置5
00には、パルサーコイル501あるいはクランク角セ
ンサからクランク角情報が、スロットル開度センサ50
2からスロットル開度情報が、エンジン回転数センサ5
03からエンジン回転数情報がそれぞれ入力される。こ
れらの情報に基づき制御装置500は、メモリ510に
予め記憶されている点火制御マップにより点火制御回路
520に制御指令を送り、エンジンの運転状態に応じた
点火タイミングで点火プラグをスパークさせる。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a power supply device provided in the fuel injection device. Control device 5
00, the crank angle information from the pulsar coil 501 or the crank angle sensor is transmitted to the throttle opening sensor 50.
The throttle opening information from the engine speed sensor 5
03, engine speed information is input. Based on the information, the control device 500 sends a control command to the ignition control circuit 520 according to an ignition control map stored in the memory 510 in advance, and causes the spark plug to spark at an ignition timing according to the operating state of the engine.

【0038】また、制御装置500は、メモリ510に
予め記憶されている衝撃的伸長素子制御マップにより衝
撃的伸長素子本体17aが圧電素子の場合衝撃的伸長素
子端子電圧制御回路530に制御指令を送り、充電スイ
ッチ及び放電スイッチを制御する。衝撃的伸長素子本体
17aの端子TA1及び端子TA2には、電源回路53
1から所定の電源電圧が与えられており、所定のタイミ
ングで充電スイッチ及び放電スイッチをオン・オフ制御
することで衝撃的伸長素子本体17aの端子TA1及び
端子TA2の電圧を制御して所定のタイミングで衝撃的
伸長素子本体17aを、図2の実施の形態では伸長させ
た状態から収縮することで、噴射口41からエンジン1
の燃焼室40に燃料を噴射させる。
Further, the control device 500 sends a control command to the shock-extending element terminal voltage control circuit 530 when the shock-expanding element main body 17a is a piezoelectric element according to the shock-expanding element control map stored in the memory 510 in advance. Control the charge switch and the discharge switch. A power supply circuit 53 is connected to the terminals TA1 and TA2 of the shock-stretching element body 17a.
1, a predetermined power supply voltage is given, and the charge switch and the discharge switch are turned on / off at a predetermined timing to control the voltages of the terminals TA1 and TA2 of the shock-elongating element main body 17a, thereby to set a predetermined timing. By contracting the shock-elongating element main body 17a from the expanded state in the embodiment of FIG.
Is injected into the combustion chamber 40.

【0039】図4乃至図6は電力供給装置のさらに他の
実施の形態を示し、図4は電力供給装置の回路図、図5
は発電機の構成を示す図、図6は充電電圧の変化を示す
図である。
4 to 6 show still another embodiment of the power supply device. FIG. 4 is a circuit diagram of the power supply device, and FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a generator, and FIG. 6 is a diagram showing a change in charging voltage.

【0040】この実施の形態の発電機700には、図5
に示すように、ステータ701とロータ702を有し、
ロータ702はエンジンのクランク軸に連動して回転す
る。ステータ701にはチャージコイルL2及び点火チ
ャージコイルL3が備えられ、ロータ702には永久磁
石703が設けられている。また、ロータ702には、
突起704が設けられ、この突起704に対向する位置
には、パルサーコイルL1が配置されている。
The generator 700 of this embodiment has a structure shown in FIG.
Has a stator 701 and a rotor 702,
The rotor 702 rotates in conjunction with the crankshaft of the engine. The stator 701 includes a charge coil L2 and an ignition charge coil L3, and the rotor 702 includes a permanent magnet 703. Also, the rotor 702 has
A projection 704 is provided, and a pulsar coil L1 is disposed at a position facing the projection 704.

【0041】点火チャージコイルL3の交流出力は、図
4に示すように、点火回路のダイオードD1により整流
して点火コンデンサC1に充電される。点火コンデンサ
C1にはサイリスタSCRが接続され、このサイリスタ
SCRには点火コイルL10の一次側コイルL10aが
接続され、二次側コイルL10bにはエンジンの点火プ
ラグ720が接続されている。
As shown in FIG. 4, the AC output of the ignition charge coil L3 is rectified by the diode D1 of the ignition circuit and charged in the ignition capacitor C1. A thyristor SCR is connected to the ignition capacitor C1, a primary coil L10a of the ignition coil L10 is connected to the thyristor SCR, and an ignition plug 720 of the engine is connected to the secondary coil L10b.

【0042】パルサーコイルL1は、ロータ702の回
転により突起704が横切る時に、すなわち所定の基準
クランク角において点火信号を出力し、この点火信号が
制御装置500に入力される。制御装置500は、基準
クランク角から所望のクランク角だけ遅延した点火タイ
ミングで点火回路の点火用サイリスタSCR1に点火信
号を送り、この点火用サイリスタSCRの導通により点
火コイルL10の二次側コイルL10bに高電圧を発生
させて点火プラグ720をスパークさせる。
The pulsar coil L 1 outputs an ignition signal when the projection 704 crosses due to the rotation of the rotor 702, that is, at a predetermined reference crank angle, and this ignition signal is input to the control device 500. The control device 500 sends an ignition signal to the ignition thyristor SCR1 of the ignition circuit at an ignition timing delayed by a desired crank angle from the reference crank angle, and the conduction of the ignition thyristor SCR causes the secondary coil L10b of the ignition coil L10 to conduct. A high voltage is generated to cause spark plug 720 to spark.

【0043】チャージコイルL2の交流出力は、ダイオ
ードD2により整流される。この直流電源の正極から衝
撃的伸長素子本体17aの正極、この衝撃的伸長素子本
体17aを介して衝撃的伸長素子本体17aの負極、こ
の衝撃的伸長素子本体17aの負極から直流電源の負極
に到る第1の閉回路K1を形成し、この第1の閉回路K
1と並列に、衝撃的伸長素子本体17aの正極と負極を
結ぶ第2の閉回路K2を形成し、第2の閉回路K2の途
中に放電スイッチを構成する衝撃的伸長素子放電用サイ
リスタSCR3を配置し、第1の閉回路K1には衝撃的
伸長素子充電コンデンサを設けないで直流電源そのもの
を衝撃的伸長素子本体17aへ電力供給するように構成
している。第1の閉回路K1には衝撃的伸長素子充電コ
ンデンサを設けない分、より一層バッテリを用いないで
直流電源から簡単な回路構成で、かつ制御装置500よ
り衝撃的伸長素子放電用サイリスタSCR3をオン制御
し所定のタイミングで衝撃的伸長素子本体17aからの
放電を可能にし、クランク軸の回転に対応して衝撃的伸
長素子本体17aを収縮し付勢手段630により燃料を
噴射し、その後次の噴射に備え適切なタイミングで衝撃
的伸長素子放電用サイリスタSCR3をオフとし、衝撃
的伸長素子本体17aを伸長させることができる。
The AC output of the charge coil L2 is rectified by the diode D2. From the positive electrode of this DC power supply, the positive electrode of the shock-expanding element main body 17a, the negative electrode of the shock-expanding element main body 17a via the shock-expanding element main body 17a, and the negative electrode of the DC power supply from the negative electrode of the shock-expanding element main body 17a. A first closed circuit K1 is formed, and the first closed circuit K1 is formed.
A second closed circuit K2 connecting the positive electrode and the negative electrode of the shock-extending element body 17a is formed in parallel with 1 and a thyristor SCR3 for discharging a shock-expanding element that constitutes a discharge switch in the second closed circuit K2. The first closed circuit K1 is configured to supply the DC power supply itself to the shock-expanding element main body 17a without providing the shock-expanding element charging capacitor. Since the first closed circuit K1 is not provided with a shocking expansion element charging capacitor, the thyristor SCR3 for discharging the shocking expansion element is turned on by the control device 500 with a simple circuit configuration using a DC power supply without using a battery. Under control, the discharge from the shock-extending element body 17a is enabled at a predetermined timing, the shock-extending element body 17a is contracted in response to the rotation of the crankshaft, and the fuel is injected by the urging means 630, and then the next injection is performed. The thyristor SCR3 for discharging the shock-stretching element can be turned off at an appropriate timing to extend the shock-stretching element body 17a.

【0044】即ち、エンジンの1回転によりチャージコ
イルL2に、図6に示すような発生電圧が発生する。
That is, a voltage as shown in FIG. 6 is generated in the charge coil L2 by one rotation of the engine.

【0045】図2の実施の形態では、衝撃的伸長素子本
体17aが印加電圧のチャージにより伸長し、この印加
電圧のチャージはクランク軸の1回転で所定電圧V1に
なり、次のクランク軸の1回転で所定のチャ−ジ電圧V
2になり、これに応じて衝撃的伸長素子本体17aが伸
長し、プランジャ17bが移動する。この衝撃的伸長素
子本体17aのチャージ電圧V2を、衝撃的伸長素子放
電用サイリスタSCR3の作動により放電すると衝撃的
伸長素子本体17aが収縮し、この衝撃的伸長素子本体
17aの収縮により付勢手段630の付勢力が開放され
て、ストッパ612によりプランジャ17bが移動す
る。このプランジャ17bの移動により、加圧室50内
の燃料を加圧して、燃料の噴射が行なわれる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the shock-extending element main body 17a is extended by charging the applied voltage, and the charging of the applied voltage becomes a predetermined voltage V1 by one rotation of the crankshaft, and the voltage of the next crankshaft becomes one. A predetermined charge voltage V by rotation
In response to this, the impact extension element main body 17a is extended, and the plunger 17b is moved. When the charging voltage V2 of the shock expanding element body 17a is discharged by the operation of the shock expanding element discharging thyristor SCR3, the shock expanding element body 17a contracts, and the urging means 630 is contracted by the contraction of the shock expanding element body 17a. Is released, and the plunger 17b is moved by the stopper 612. By the movement of the plunger 17b, the fuel in the pressurizing chamber 50 is pressurized, and the fuel is injected.

【0046】すなわち、図1に示す4サイクル筒内噴射
に用いられる場合には、クランク軸2回転に一回のピス
トンが下降する吸気行程中か、これに続く圧縮行程の初
期に燃料噴射が開始され、上死点前所定のクランク角で
実施される点火より前に燃料噴射が終了するように、放
電のタイミングが設定制御される。
That is, in the case of the four-cycle in-cylinder injection shown in FIG. 1, fuel injection starts during the intake stroke in which the piston descends once every two crankshaft revolutions, or at the beginning of the subsequent compression stroke. The discharge timing is set and controlled so that the fuel injection ends before ignition performed at a predetermined crank angle before the top dead center.

【0047】図7(a)は2サイクル筒内噴射エンジン
における放電信号及び点火信号のタイミングチャートで
ある。図7(b)は、このエンジンにおいて図2に示す
実施の形態の衝撃的伸長素子本体17aを伸長させて収
縮することで噴射する燃料噴射タイミングを示す。
FIG. 7A is a timing chart of the discharge signal and the ignition signal in the two-cycle in-cylinder injection engine. FIG. 7B shows the fuel injection timing at which the shock-extending element main body 17a of the embodiment shown in FIG.

【0048】制御装置500は、クランク軸の2回転に
1回の放電信号を繰り返して所定のタイミングで出力
し、これにより衝撃的伸長素子放電用サイリスタSCR
3を作動するようにしている。
The control device 500 repeats a discharge signal once for every two rotations of the crankshaft and outputs the signal at a predetermined timing, whereby the thyristor SCR for discharging the shock-extending element is discharged.
3 is activated.

【0049】2サイクル筒内噴射エンジンは、点火燃焼
後ピストンが下降行程中にシリンダ側面の排気ポートか
ら既燃焼ガスを排気する一方、吸気通路からクランク室
に導かれた新気を、ピストンの下降行程中にクランク室
内において加圧し、排気ポートの開後遅れて開くシリン
ダ側面の掃気ポートから燃焼室内に導くようにしてい
る。この排気及び掃気によりシリンダ内の既燃焼ガスを
新気にガス交換している途中、ピストンが上昇行程に入
った後燃料を直接シリンダ内に図2の実施の形態の噴射
口41から噴射開始し、上死点前所定のクランク角の点
火タイミングより先行して噴射終了するようにされる。
In the two-cycle in-cylinder injection engine, after the ignition combustion, the piston exhausts the burned gas from the exhaust port on the side of the cylinder during the descending stroke, while the fresh air guided from the intake passage to the crank chamber is moved downward by the piston. During the stroke, the pressure is increased in the crank chamber, and the pressure is guided into the combustion chamber from a scavenging port on the side of the cylinder which opens after the exhaust port is opened. During the gas exchange of the burned gas in the cylinder with fresh air by the exhaust and scavenging, the fuel starts to be directly injected into the cylinder from the injection port 41 of the embodiment of FIG. The injection is ended before the ignition timing at a predetermined crank angle before the top dead center.

【0050】すなわち、図7(a)に示すように、Eは
排気ポートが開とされている期間、Sは掃気ポートが開
とされている期間であり、排気ポート及び掃気ポートの
両方が開とされている期間中、ピストンが上昇行程に入
った後、放電信号を衝撃的伸長素子本体17aに送信す
るようにしている。衝撃的伸長素子本体17aは放電に
より直ちに収縮するが、図7(b)に示すように、プラ
ンジャ17bには慣性があり、極わずかの時間t1遅れ
て加圧室50の燃料が加圧され、燃料噴射が開始され
る。付勢手段630の付勢力によりプランジャ17bが
移動する期間で、加圧室50の燃料圧力が噴射弁25の
開弁圧と燃焼室圧を加えたものより高い間、噴射を継続
する。
That is, as shown in FIG. 7A, E is a period when the exhaust port is open, S is a period when the scavenging port is open, and both the exhaust port and the scavenging port are open. During this period, after the piston enters the ascent stroke, a discharge signal is transmitted to the shock-extending element main body 17a. Although the shock-elongating element main body 17a contracts immediately due to the discharge, as shown in FIG. 7B, the plunger 17b has inertia, and the fuel in the pressurizing chamber 50 is pressurized with a very short time t1. Fuel injection is started. The injection is continued while the fuel pressure in the pressurizing chamber 50 is higher than the sum of the valve opening pressure of the injection valve 25 and the combustion chamber pressure during the period in which the plunger 17b is moved by the urging force of the urging means 630.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明では、衝撃的伸長素子を印加電圧のチャージにより伸
長させてプランジャを付勢手段に抗して移動させ、チャ
ージされた印加電圧の放電により衝撃的伸長素子を収縮
させて付勢手段の付勢力の開放によりプランジャが加圧
室内の燃料に衝撃力を与え、燃料を衝撃的に高圧にする
ことで、燃料が加圧室から噴射通路を介して噴射口に導
かれて燃料圧力で弁手段が開いて燃料を噴射するため、
衝撃的伸長素子が短時間で伸長したり収縮してもプラン
ジャの移動が遅くなり大きな第1の衝撃圧及び、続いて
極めて小さな第1の疎圧が発生せず、燃料に気泡が発生
するのを防止でき、気泡が原因で高速での出力不足を生
じることがないようにできるので、低速から高速あるい
は低負荷から高負荷にわたって十分なエンジン出力を発
揮できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the impact extension element is extended by charging the applied voltage to move the plunger against the urging means, and the charged applied voltage is reduced. The discharge expands the shock-stretching element and releases the biasing force of the biasing means, causing the plunger to exert a shocking force on the fuel in the pressurized chamber, and injecting the fuel from the pressurized chamber by setting the fuel to a high pressure. It is guided to the injection port through the passage and the valve means opens with fuel pressure to inject fuel,
Even if the shock-elongating element expands or contracts in a short time, the movement of the plunger is delayed, so that a large first shock pressure and a very small first sparse pressure are not generated, and bubbles are generated in the fuel. Can be prevented and insufficient output at high speed due to air bubbles can be prevented, so that sufficient engine output can be exhibited from low speed to high speed or from low load to high load.

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

【図1】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 is applied.

【図2】燃料噴射ユニットの詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a fuel injection unit.

【図3】燃料噴射装置に備えられる電力供給装置の実施
の形態を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a power supply device provided in the fuel injection device.

【図4】電力供給装置の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply device.

【図5】発電機の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a generator.

【図6】充電電圧の変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a change in charging voltage.

【図7】放電信号及び点火信号のタイミングチャート及
び燃料噴射タイミングを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a timing chart of a discharge signal and an ignition signal and a fuel injection timing.

【図8】衝撃的伸長素子を短時間で伸長させた時の圧力
変動の経過を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the progress of pressure fluctuation when the impact extension element is extended in a short time.

【図9】衝撃的伸長素子を長時間で伸長させた時の圧力
変動の経過を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the progress of pressure fluctuation when the impact extension element is extended for a long time.

【図10】衝撃的伸長素子を短時間で収縮させた時の圧
力変動の経過を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the course of pressure fluctuation when the shock-elongating element is contracted in a short time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15 噴射通路 16 高圧発生装置 17 衝撃的伸長素子 17a 衝撃的伸長素子本体 17b プランジャ 17c 非圧縮性流体 41 噴射口 50 加圧室 630 付勢手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Injection path 16 High-pressure generator 17 Impact extension element 17a Impact extension element main body 17b Plunger 17c Incompressible fluid 41 Injection port 50 Pressurizing chamber 630 Energizing means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料を加圧する加圧室と、燃料を噴射する
ための噴射口と、この噴射口に前記加圧室から燃料を導
く噴射通路と、前記加圧室の燃料に接する先端部を有す
るプランジャと、このプランジャを前記加圧室の燃料を
加圧する方向に付勢する付勢手段と、衝撃的伸長素子を
印加電圧のチャージにより伸長させて前記プランジャを
付勢手段に抗して移動させ、チャージされた印加電圧の
放電により前記衝撃的伸長素子を収縮させて前記付勢手
段の付勢力の開放により前記プランジャが前記加圧室内
の燃料に衝撃力を与える高圧発生装置と、前記噴射口近
傍に設けられて前記高圧発生装置の作動に対応して開と
なる弁手段とを備えることを特徴とする燃料噴射装置。
A pressurizing chamber for pressurizing the fuel, an injection port for injecting the fuel, an injection passage for guiding the fuel from the pressurizing chamber to the injection port, and a tip portion in contact with the fuel in the pressurizing chamber. A biasing means for biasing the plunger in the direction of pressurizing the fuel in the pressurizing chamber, and a shock-extending element which is stretched by charging of the applied voltage to push the plunger against the biasing means. A high-pressure generating device for causing the plunger to move the fuel, pressurize the fuel in the pressurized chamber by releasing the urging force of the urging means by contracting the shock-expanding element by discharging the charged applied voltage, and A fuel injection device comprising: valve means provided near an injection port and opened in response to operation of the high-pressure generator.
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