JP2003049751A - 燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射弁Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料噴射後にニードル弁と噴孔との間の容積
空間内に残存する燃料を内燃機関の運転性能を低下させ
ず且つ排気ガスのエミッションを悪化させずに処理す
る。 【解決手段】 複数の噴孔を有する噴孔群6と該噴孔群
6に連通可能なサック部7とを備え、燃料噴射時には上
記噴孔群6の全ての噴孔が一斉に開放されてサック部7
内の燃料が噴孔群6の全ての噴孔から一斉に噴射され、
非噴射時になるとサック部7内に燃料が残るような内燃
機関用の燃料噴射弁において、非噴射時には噴孔群6の
うちの一部の噴孔12がサック部に対して開放されてい
ると共に噴孔群6の残りの噴孔が閉鎖されているように
し、この開放されている噴孔12がサック部7から燃料
を排出するための排出用噴孔12として機能するように
した。
空間内に残存する燃料を内燃機関の運転性能を低下させ
ず且つ排気ガスのエミッションを悪化させずに処理す
る。 【解決手段】 複数の噴孔を有する噴孔群6と該噴孔群
6に連通可能なサック部7とを備え、燃料噴射時には上
記噴孔群6の全ての噴孔が一斉に開放されてサック部7
内の燃料が噴孔群6の全ての噴孔から一斉に噴射され、
非噴射時になるとサック部7内に燃料が残るような内燃
機関用の燃料噴射弁において、非噴射時には噴孔群6の
うちの一部の噴孔12がサック部に対して開放されてい
ると共に噴孔群6の残りの噴孔が閉鎖されているように
し、この開放されている噴孔12がサック部7から燃料
を排出するための排出用噴孔12として機能するように
した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の燃料噴射
弁に関する。
弁に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するた
めの燃料噴射弁が特開2000−45909号公報に開
示されている。この燃料噴射弁は燃料を噴射するための
噴孔と、この噴孔からの燃料噴射を停止させるためのニ
ードル弁とを具備する。ところでこの燃料噴射弁では噴
孔からの燃料噴射を停止させるべくニードル弁を閉弁さ
せるときにニードル弁と噴孔との間に容積空間が形成さ
れる。この容積空間には燃料が残るので仮に容積空間が
ニードル弁により完全に閉空間とされてしまうと容積空
間内の燃料の圧力が高くなり、ニードル弁が閉弁しずら
くなる。また容積空間内の燃料の圧力が非常に高くなる
と燃料噴射弁が破損する可能性もある。
めの燃料噴射弁が特開2000−45909号公報に開
示されている。この燃料噴射弁は燃料を噴射するための
噴孔と、この噴孔からの燃料噴射を停止させるためのニ
ードル弁とを具備する。ところでこの燃料噴射弁では噴
孔からの燃料噴射を停止させるべくニードル弁を閉弁さ
せるときにニードル弁と噴孔との間に容積空間が形成さ
れる。この容積空間には燃料が残るので仮に容積空間が
ニードル弁により完全に閉空間とされてしまうと容積空
間内の燃料の圧力が高くなり、ニードル弁が閉弁しずら
くなる。また容積空間内の燃料の圧力が非常に高くなる
と燃料噴射弁が破損する可能性もある。
【0003】そこでこうしたことを回避するために一般
的には上記容積空間は噴孔からの燃料噴射がニードル弁
により完全に停止されたとしても噴孔を介して燃焼室に
開放されている。すなわち容積空間はニードル弁の位置
に係わらず常に噴孔を介して燃焼室に開放されている。
的には上記容積空間は噴孔からの燃料噴射がニードル弁
により完全に停止されたとしても噴孔を介して燃焼室に
開放されている。すなわち容積空間はニードル弁の位置
に係わらず常に噴孔を介して燃焼室に開放されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところでニードル弁が
閉弁されて噴孔からの燃料噴射が停止せしめられた時に
容積空間内に燃料が残存している。噴孔からの燃料噴射
が停止せしめられた後に燃焼室内の圧力が低下すると容
積空間内に残存している燃料が噴孔を介して燃料噴射弁
から流出する。このときの燃料噴射圧は低いので流出し
た燃料は噴孔近傍の壁面に付着し、場合によっては噴孔
を塞いでしまう。この場合、燃料が予定通りには噴射さ
れないので内燃機関の運転性能が低下したり、排気ガス
のエミッションが悪化したりする。
閉弁されて噴孔からの燃料噴射が停止せしめられた時に
容積空間内に燃料が残存している。噴孔からの燃料噴射
が停止せしめられた後に燃焼室内の圧力が低下すると容
積空間内に残存している燃料が噴孔を介して燃料噴射弁
から流出する。このときの燃料噴射圧は低いので流出し
た燃料は噴孔近傍の壁面に付着し、場合によっては噴孔
を塞いでしまう。この場合、燃料が予定通りには噴射さ
れないので内燃機関の運転性能が低下したり、排気ガス
のエミッションが悪化したりする。
【0005】また流出した燃料が噴孔近傍の壁面に付着
せずに燃料室内に放出されたとしても燃料噴射圧が低い
ので放出された燃料の微粒化・霧状化が不十分となり、
結果的にはやはり内燃機関の運転性能が低下したり、排
気ガスのエミッションが悪化したりする。
せずに燃料室内に放出されたとしても燃料噴射圧が低い
ので放出された燃料の微粒化・霧状化が不十分となり、
結果的にはやはり内燃機関の運転性能が低下したり、排
気ガスのエミッションが悪化したりする。
【0006】そこで本発明の目的は燃料噴射後にニード
ル弁と噴孔との間の容積空間内に残存する燃料を内燃機
関の運転性能を低下させず且つ排気ガスのエミッション
を悪化させずに処理することにある。
ル弁と噴孔との間の容積空間内に残存する燃料を内燃機
関の運転性能を低下させず且つ排気ガスのエミッション
を悪化させずに処理することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第1の発明では、複数の噴孔を有する噴孔群と該噴
孔群に連通可能なサック部とを備え、燃料噴射時には上
記噴孔群の全ての噴孔が一斉に開放されてサック部内の
燃料が噴孔群の全ての噴孔から一斉に噴射され、非噴射
時になるとサック部内に燃料が残るような内燃機関用の
燃料噴射弁において、非噴射時には上記噴孔群のうちの
一部の噴孔がサック部に対して開放されていると共にこ
の噴孔群の残りの噴孔が閉鎖されているようにし、開放
されている噴孔がサック部から燃料を排出するための排
出用噴孔として機能するようにした。すなわち、非噴射
時においてサック部(容積空間)に残った燃料が減圧沸
騰によって排出用噴孔のみから排出されるので排出され
る燃料の排出圧および速度が高められ、よって排出され
る燃料が微粒化・霧状化される。
に、第1の発明では、複数の噴孔を有する噴孔群と該噴
孔群に連通可能なサック部とを備え、燃料噴射時には上
記噴孔群の全ての噴孔が一斉に開放されてサック部内の
燃料が噴孔群の全ての噴孔から一斉に噴射され、非噴射
時になるとサック部内に燃料が残るような内燃機関用の
燃料噴射弁において、非噴射時には上記噴孔群のうちの
一部の噴孔がサック部に対して開放されていると共にこ
の噴孔群の残りの噴孔が閉鎖されているようにし、開放
されている噴孔がサック部から燃料を排出するための排
出用噴孔として機能するようにした。すなわち、非噴射
時においてサック部(容積空間)に残った燃料が減圧沸
騰によって排出用噴孔のみから排出されるので排出され
る燃料の排出圧および速度が高められ、よって排出され
る燃料が微粒化・霧状化される。
【0008】第2の発明では、第1の発明において、上
記噴孔群とは別に複数の噴孔を有する追加噴孔群をさら
に具備し、燃料噴射が全開噴射と半開噴射との二段階に
分けられ、全開噴射時には噴孔群と追加噴孔群とが開放
されてこれら噴孔群と追加噴孔群とから燃料が噴射さ
れ、半開噴射時には追加噴孔群のみが開放されて追加噴
孔群のみから燃料が噴射されるようにした。すなわち、
機関運転状態に応じて単位時間当たりの燃料の噴射量を
二段階に調節できるようにした。
記噴孔群とは別に複数の噴孔を有する追加噴孔群をさら
に具備し、燃料噴射が全開噴射と半開噴射との二段階に
分けられ、全開噴射時には噴孔群と追加噴孔群とが開放
されてこれら噴孔群と追加噴孔群とから燃料が噴射さ
れ、半開噴射時には追加噴孔群のみが開放されて追加噴
孔群のみから燃料が噴射されるようにした。すなわち、
機関運転状態に応じて単位時間当たりの燃料の噴射量を
二段階に調節できるようにした。
【0009】第3の発明では、第1または第2の発明に
おいて、サック部に対する相対位置に関して排出用噴孔
のサック部側の開口の相対位置が噴孔群の排出用噴孔以
外の噴孔のサック部側の開口の相対位置とは異なるよう
にした。すなわち、サック部に対する相対位置を変える
ことによって非噴射時において排出用噴孔のみが開放さ
れるようにした。
おいて、サック部に対する相対位置に関して排出用噴孔
のサック部側の開口の相対位置が噴孔群の排出用噴孔以
外の噴孔のサック部側の開口の相対位置とは異なるよう
にした。すなわち、サック部に対する相対位置を変える
ことによって非噴射時において排出用噴孔のみが開放さ
れるようにした。
【0010】第4の発明では、第3の発明において、噴
孔群から燃料が噴射される場合において、噴孔群の排出
用噴孔以外の噴孔から噴射される燃料の目標到達地点は
当該燃料噴射弁の長手軸線を中心とした円上にあり、噴
孔群の排出用噴孔から噴射される燃料も円上にある目標
到達地点に到達するように排出用噴孔の噴射角度を設定
した。
孔群から燃料が噴射される場合において、噴孔群の排出
用噴孔以外の噴孔から噴射される燃料の目標到達地点は
当該燃料噴射弁の長手軸線を中心とした円上にあり、噴
孔群の排出用噴孔から噴射される燃料も円上にある目標
到達地点に到達するように排出用噴孔の噴射角度を設定
した。
【0011】第5の発明では、第1または第2の発明に
おいて、非噴射時において噴孔を閉鎖し且つ燃料を噴射
すべき時には噴孔を開放するニードル弁を具備し、この
ニードル弁が非噴射時においてサック部に対して噴孔群
の排出用噴孔のみを開放するような通路を有するように
構成された。すなわち、ニードル弁に通路を設けること
によって非噴射時において排出用噴孔のみが開放される
ようにした。
おいて、非噴射時において噴孔を閉鎖し且つ燃料を噴射
すべき時には噴孔を開放するニードル弁を具備し、この
ニードル弁が非噴射時においてサック部に対して噴孔群
の排出用噴孔のみを開放するような通路を有するように
構成された。すなわち、ニードル弁に通路を設けること
によって非噴射時において排出用噴孔のみが開放される
ようにした。
【0012】第6の発明では、第1〜第5のいずれか一
つの発明において、非噴射時において噴孔群の排出用噴
孔から排出される燃料の排出圧を高めるための排出圧増
加手段を設けた。すなわち、排出圧増加手段によってサ
ック部から排出される燃料の排出圧および速度が高めら
れるので、排出される燃料の微粒化・霧状化が促進され
る。
つの発明において、非噴射時において噴孔群の排出用噴
孔から排出される燃料の排出圧を高めるための排出圧増
加手段を設けた。すなわち、排出圧増加手段によってサ
ック部から排出される燃料の排出圧および速度が高めら
れるので、排出される燃料の微粒化・霧状化が促進され
る。
【0013】第7の発明では、第6の発明において、排
出圧増加手段として、噴孔群の排出用噴孔の噴孔径を噴
孔群の排出用噴孔以外の噴孔の噴孔径より小さく設定し
た。
出圧増加手段として、噴孔群の排出用噴孔の噴孔径を噴
孔群の排出用噴孔以外の噴孔の噴孔径より小さく設定し
た。
【0014】第8の発明では、第6の発明において、排
出圧増加手段として、噴孔群の排出用噴孔の流量係数を
低くするようにした。
出圧増加手段として、噴孔群の排出用噴孔の流量係数を
低くするようにした。
【0015】第9の発明では、第1〜第8のいずれか一
つの発明において、非噴射時において排出用噴孔から噴
射される燃料がピストン上壁面のうち熱により劣化が促
進される可能性がより小さい領域に向けて噴射されるよ
うに排出用噴孔の噴射方向を設定した。すなわちピスト
ンに加わる熱負荷が小さくなるようにした。
つの発明において、非噴射時において排出用噴孔から噴
射される燃料がピストン上壁面のうち熱により劣化が促
進される可能性がより小さい領域に向けて噴射されるよ
うに排出用噴孔の噴射方向を設定した。すなわちピスト
ンに加わる熱負荷が小さくなるようにした。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施例を参照して
本発明を説明する。図1に本発明を採用した燃料噴射弁
の実施例を示した。本実施例の燃料噴射弁はディーゼル
機関の燃焼室に燃料を直接噴射するために用いられる。
しかしながら、本発明の燃料噴射弁はディーゼル機関で
はない内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するために用
いられることもできるし、燃焼室に接続された機関吸気
通路内に燃料を噴射するために用いられることもでき
る。
本発明を説明する。図1に本発明を採用した燃料噴射弁
の実施例を示した。本実施例の燃料噴射弁はディーゼル
機関の燃焼室に燃料を直接噴射するために用いられる。
しかしながら、本発明の燃料噴射弁はディーゼル機関で
はない内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するために用
いられることもできるし、燃焼室に接続された機関吸気
通路内に燃料を噴射するために用いられることもでき
る。
【0017】図1〜図5を参照して、本発明の第一の実
施例について説明する。図1において、1は燃料噴射
弁、2は燃料噴射弁1のノズルボディ、3はノズルボデ
ィ2内に往復動可能に収容されたニードル弁である。ノ
ズルボディ2にはノズルボディ2の先端部4から遠い方
から順に第一噴孔群5と第二噴孔群6とが形成される。
第一噴孔群5および第二噴孔群6はそれぞれ複数の噴孔
を有する。これら噴孔群5、6の噴孔は、これら噴孔群
5、6の噴孔の入口がノズルボディ2の内側に開口する
と共に出口がノズルボディ2の外側に開口するように、
ノズルボディ2を貫通する。また、第一噴孔群5の噴孔
は燃料噴射弁1の長手軸線11周りに等角度間隔を開け
て形成される。すなわち第一噴孔群5の噴孔は周方向に
等間隔に配置されている。さらに、第一噴孔群5の各噴
孔は燃料噴射弁1の長手軸線11に対する相対位置関係
に関して互いにほぼ同一になるように形成される。すな
わち燃料噴射弁1の長手軸線11に対して第一噴孔群5
の各噴孔が延在する角度は等しい。同様に、第二噴孔群
6の一つの噴孔を除いた残りの噴孔も燃料噴射弁1の長
手軸線11周りに等角度間隔を開けて配置され、燃料噴
射弁1の長手軸線11に対する相対位置関係に関して互
いにほぼ同一になるように形成される。したがって図2
に示したように、第一噴孔群5の噴孔出口は燃料噴射弁
1を中心とした円A上に配置され、第二噴孔群6の一つ
の噴孔出口を除いた残りの噴孔出口は上記円Aとは別の
燃料噴射弁1を中心とした円B上に配置される。さら
に、第一噴孔群5の噴孔の噴孔径は第二噴孔群6の噴孔
の噴孔径よりも小さい。なお、燃料噴射弁1によって噴
射される燃料は図1において上から下に流れて第一噴孔
群5および第二噴孔群6から噴射されるため、図1にお
いて上側を上流側、下側を下流側と表現することにす
る。したがって、第一噴孔群5は第二噴孔群6の上流側
に位置することになる。
施例について説明する。図1において、1は燃料噴射
弁、2は燃料噴射弁1のノズルボディ、3はノズルボデ
ィ2内に往復動可能に収容されたニードル弁である。ノ
ズルボディ2にはノズルボディ2の先端部4から遠い方
から順に第一噴孔群5と第二噴孔群6とが形成される。
第一噴孔群5および第二噴孔群6はそれぞれ複数の噴孔
を有する。これら噴孔群5、6の噴孔は、これら噴孔群
5、6の噴孔の入口がノズルボディ2の内側に開口する
と共に出口がノズルボディ2の外側に開口するように、
ノズルボディ2を貫通する。また、第一噴孔群5の噴孔
は燃料噴射弁1の長手軸線11周りに等角度間隔を開け
て形成される。すなわち第一噴孔群5の噴孔は周方向に
等間隔に配置されている。さらに、第一噴孔群5の各噴
孔は燃料噴射弁1の長手軸線11に対する相対位置関係
に関して互いにほぼ同一になるように形成される。すな
わち燃料噴射弁1の長手軸線11に対して第一噴孔群5
の各噴孔が延在する角度は等しい。同様に、第二噴孔群
6の一つの噴孔を除いた残りの噴孔も燃料噴射弁1の長
手軸線11周りに等角度間隔を開けて配置され、燃料噴
射弁1の長手軸線11に対する相対位置関係に関して互
いにほぼ同一になるように形成される。したがって図2
に示したように、第一噴孔群5の噴孔出口は燃料噴射弁
1を中心とした円A上に配置され、第二噴孔群6の一つ
の噴孔出口を除いた残りの噴孔出口は上記円Aとは別の
燃料噴射弁1を中心とした円B上に配置される。さら
に、第一噴孔群5の噴孔の噴孔径は第二噴孔群6の噴孔
の噴孔径よりも小さい。なお、燃料噴射弁1によって噴
射される燃料は図1において上から下に流れて第一噴孔
群5および第二噴孔群6から噴射されるため、図1にお
いて上側を上流側、下側を下流側と表現することにす
る。したがって、第一噴孔群5は第二噴孔群6の上流側
に位置することになる。
【0018】ノズルボディ2内の先端部4付近にはサッ
ク部7が設けられる。サック部7は円筒状の容積空間で
あり、第二噴孔群6の噴孔の入口に連結されて第二噴孔
群6の噴孔と連通している。また、サック部7はニード
ル弁3の突出先端部8を受容可能である。また、ノズル
ボディ2とニードル弁3との間であって第一噴孔群5よ
りも上流側に着座シート9が設けられる。さらに、ノズ
ルボディ2とニードル弁3の突出先端部8との間であっ
て第二噴孔群6よりも上流側に摺動シール部10が設け
られる。これら着座シート9と摺動シール部10とはニ
ードル弁3のリフト量に応じてノズルボディ2とニード
ル弁3との間で作用するシールとなる。
ク部7が設けられる。サック部7は円筒状の容積空間で
あり、第二噴孔群6の噴孔の入口に連結されて第二噴孔
群6の噴孔と連通している。また、サック部7はニード
ル弁3の突出先端部8を受容可能である。また、ノズル
ボディ2とニードル弁3との間であって第一噴孔群5よ
りも上流側に着座シート9が設けられる。さらに、ノズ
ルボディ2とニードル弁3の突出先端部8との間であっ
て第二噴孔群6よりも上流側に摺動シール部10が設け
られる。これら着座シート9と摺動シール部10とはニ
ードル弁3のリフト量に応じてノズルボディ2とニード
ル弁3との間で作用するシールとなる。
【0019】次に本実施例の燃料噴射弁の作用について
説明する。ニードル弁3が図1に示した状態にあると
き、すなわち着座シート9によってノズルボディ2とニ
ードル弁3との間がシールされると共に摺動シール部1
0によってノズルボディ2とニードル弁3の突出先端部
8との間がシールされた状態にあるときには第一噴孔群
5および第二噴孔群6の噴孔がニードル弁3によって閉
弁されているので第一噴孔群5および第二噴孔群6の噴
孔から燃料は噴射されない。以下、このように燃料が第
一噴孔群5および第二噴孔群6の噴孔から噴射されない
場合を非噴射時と称する。なお、このときのノズルボデ
ィ2に対するニードル弁3のリフト量は零である。
説明する。ニードル弁3が図1に示した状態にあると
き、すなわち着座シート9によってノズルボディ2とニ
ードル弁3との間がシールされると共に摺動シール部1
0によってノズルボディ2とニードル弁3の突出先端部
8との間がシールされた状態にあるときには第一噴孔群
5および第二噴孔群6の噴孔がニードル弁3によって閉
弁されているので第一噴孔群5および第二噴孔群6の噴
孔から燃料は噴射されない。以下、このように燃料が第
一噴孔群5および第二噴孔群6の噴孔から噴射されない
場合を非噴射時と称する。なお、このときのノズルボデ
ィ2に対するニードル弁3のリフト量は零である。
【0020】ニードル弁3が図3に示した状態にまでリ
フトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3との
間の着座シート9によるシールが開放されることによっ
て第一噴孔群5の噴孔が開弁される。このときノズルボ
ディ2とニードル弁3の突出先端部8との間が摺動シー
ル部10によってシールされたままであり、よって第二
噴孔群6の噴孔は閉弁されている。このとき燃料は矢印
で示したように、上流からノズルボディ2とニードル弁
3との間の空間を通ってニードル弁3の先端付近まで流
れ、第一噴孔群5の噴孔のみから噴射される。以下、こ
のように燃料が第一噴孔群5の噴孔のみから噴射される
場合を半開噴射時と称する。なお、このときのノズルボ
ディ2に対するニードル弁3のリフト量は第一リフト量
である。
フトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3との
間の着座シート9によるシールが開放されることによっ
て第一噴孔群5の噴孔が開弁される。このときノズルボ
ディ2とニードル弁3の突出先端部8との間が摺動シー
ル部10によってシールされたままであり、よって第二
噴孔群6の噴孔は閉弁されている。このとき燃料は矢印
で示したように、上流からノズルボディ2とニードル弁
3との間の空間を通ってニードル弁3の先端付近まで流
れ、第一噴孔群5の噴孔のみから噴射される。以下、こ
のように燃料が第一噴孔群5の噴孔のみから噴射される
場合を半開噴射時と称する。なお、このときのノズルボ
ディ2に対するニードル弁3のリフト量は第一リフト量
である。
【0021】ニードル弁3が図4に示した状態にまでリ
フトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3との
間の着座シート9によるシールが開放されて第一噴孔群
5が開弁されると共に、ノズルボディ2とニードル弁3
の突出先端部8との間の摺動シール部10が開放されて
第二噴孔群6が開弁される。このとき、燃料は矢印で示
したように上流からノズルボディ2とニードル弁3との
間の空間を通ってニードル弁3の先端付近まで流れ、第
一噴孔群5と第二噴孔群6との噴孔から噴射される。以
下、このように燃料が第一噴孔群5と第二噴孔群6との
噴孔から噴射される場合を全開噴射時と称する。なお、
このときのノズルボディ2に対するニードル弁3のリフ
ト量は上記第一リフト量よりも大きい第二リフト量であ
る。
フトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3との
間の着座シート9によるシールが開放されて第一噴孔群
5が開弁されると共に、ノズルボディ2とニードル弁3
の突出先端部8との間の摺動シール部10が開放されて
第二噴孔群6が開弁される。このとき、燃料は矢印で示
したように上流からノズルボディ2とニードル弁3との
間の空間を通ってニードル弁3の先端付近まで流れ、第
一噴孔群5と第二噴孔群6との噴孔から噴射される。以
下、このように燃料が第一噴孔群5と第二噴孔群6との
噴孔から噴射される場合を全開噴射時と称する。なお、
このときのノズルボディ2に対するニードル弁3のリフ
ト量は上記第一リフト量よりも大きい第二リフト量であ
る。
【0022】次に、図1、図2および図5を参照して第
二噴孔群6に関して詳細に説明する。図1および図2に
示したように、第二噴孔群6の内の一つの噴孔(以下、
排出用噴孔と称する)12が第二噴孔群6の排出用噴孔
12以外の噴孔よりも僅かに下流側に配置される。この
ため非噴射時、すなわちニードル弁3のリフト量が零の
時において、上述したように第二噴孔群6の排出用噴孔
12以外の噴孔の入口がニードル弁3によって閉じられ
るのに対して、排出用噴孔12の入口はサック部7に対
して開口している。このとき排出用噴孔12の入口はサ
ック部7に対して完全に開口しているのが好ましい。す
なわちニードル弁3が排出用噴孔12の入口を全く覆わ
ないのが好ましい。さらに、半開噴射時、すなわちニー
ドル弁3のリフト量が第一リフト量であるときにも、ニ
ードル弁3は第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔
を閉じるように形成される。
二噴孔群6に関して詳細に説明する。図1および図2に
示したように、第二噴孔群6の内の一つの噴孔(以下、
排出用噴孔と称する)12が第二噴孔群6の排出用噴孔
12以外の噴孔よりも僅かに下流側に配置される。この
ため非噴射時、すなわちニードル弁3のリフト量が零の
時において、上述したように第二噴孔群6の排出用噴孔
12以外の噴孔の入口がニードル弁3によって閉じられ
るのに対して、排出用噴孔12の入口はサック部7に対
して開口している。このとき排出用噴孔12の入口はサ
ック部7に対して完全に開口しているのが好ましい。す
なわちニードル弁3が排出用噴孔12の入口を全く覆わ
ないのが好ましい。さらに、半開噴射時、すなわちニー
ドル弁3のリフト量が第一リフト量であるときにも、ニ
ードル弁3は第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔
を閉じるように形成される。
【0023】また、図1に示したように、燃料噴射弁1
の長手軸線11に対する第二噴孔群6の排出用噴孔12
以外の噴孔の角度をαとし、燃料噴射弁1の長手軸線1
1に対する第二噴孔群6の排出用噴孔12の角度をβと
する。第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔の角度
αは全開噴射時においてこれら噴孔から噴射される燃料
の目標到達地点が燃料噴射弁1の長手軸線11を中心と
した円上にあるような角度である。そして、第二噴孔群
6の排出用噴孔12の角度βは全開噴射時において第二
噴孔群6の排出用噴孔12から噴射される燃料の目標到
達地点が上記円上にあるような角度である。したがっ
て、上述したように第二噴孔群6の排出用噴孔12が第
二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔よりも僅かに下
流側に配置されるので、燃料噴射弁1の長手軸線11に
対する排出用噴孔12の角度βは燃料噴射弁1の長手軸
線11に対する第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴
孔の角度αよりも僅かに大きい。
の長手軸線11に対する第二噴孔群6の排出用噴孔12
以外の噴孔の角度をαとし、燃料噴射弁1の長手軸線1
1に対する第二噴孔群6の排出用噴孔12の角度をβと
する。第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔の角度
αは全開噴射時においてこれら噴孔から噴射される燃料
の目標到達地点が燃料噴射弁1の長手軸線11を中心と
した円上にあるような角度である。そして、第二噴孔群
6の排出用噴孔12の角度βは全開噴射時において第二
噴孔群6の排出用噴孔12から噴射される燃料の目標到
達地点が上記円上にあるような角度である。したがっ
て、上述したように第二噴孔群6の排出用噴孔12が第
二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔よりも僅かに下
流側に配置されるので、燃料噴射弁1の長手軸線11に
対する排出用噴孔12の角度βは燃料噴射弁1の長手軸
線11に対する第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴
孔の角度αよりも僅かに大きい。
【0024】さらに、図5に示したように、第二噴孔群
6の排出用噴孔12の入口と第二噴孔群6の排出用噴孔
12以外の噴孔の入口とではその形状が異なる。図5
(A)に示したように、基本的に第二噴孔群6の排出用
噴孔12以外の噴孔の入口にはサック部7に向かって広
がる半径R1の湾曲部が流体研磨等によって設けられ
る。これに対して図5(B)に示したように、第二噴孔
群6の排出用噴孔12の入口にはサック部7に向かって
広がる半径R2の湾曲部が流体研磨等によって設けら
れ、半径R2は半径R1よりも小さい。あるいは、第二噴
孔群6の排出用噴孔12の入口には湾曲部が設けられず
に、排出用噴孔12はその入り口付近が加工されること
なく直接連通せしめられてもよい。また、第二噴孔群6
の排出用噴孔12の内壁面は、第二噴孔群6の排出用噴
孔12以外の噴孔の内壁面よりも表面荒さが荒くなるよ
うに形成される。
6の排出用噴孔12の入口と第二噴孔群6の排出用噴孔
12以外の噴孔の入口とではその形状が異なる。図5
(A)に示したように、基本的に第二噴孔群6の排出用
噴孔12以外の噴孔の入口にはサック部7に向かって広
がる半径R1の湾曲部が流体研磨等によって設けられ
る。これに対して図5(B)に示したように、第二噴孔
群6の排出用噴孔12の入口にはサック部7に向かって
広がる半径R2の湾曲部が流体研磨等によって設けら
れ、半径R2は半径R1よりも小さい。あるいは、第二噴
孔群6の排出用噴孔12の入口には湾曲部が設けられず
に、排出用噴孔12はその入り口付近が加工されること
なく直接連通せしめられてもよい。また、第二噴孔群6
の排出用噴孔12の内壁面は、第二噴孔群6の排出用噴
孔12以外の噴孔の内壁面よりも表面荒さが荒くなるよ
うに形成される。
【0025】また、排出用噴孔12の方向は、非噴射時
において排出用噴孔12から噴射される燃料の目標到達
地点がピストン上壁面上の領域のうち熱により劣化が促
進される可能性がより小さい領域、例えばピストンピン
ボスのある領域となるような方向である。この場合の目
標到達地点とは、燃焼室内でのスワール等を考慮して噴
射した燃料が最終的に到達する地点を意味するものであ
る。したがって場合によっては、排出用噴孔12の向き
は直接上記領域を向いておらず、上記領域とは異なった
方向に燃料を噴射しながらも最終的に上記領域に燃料が
到達するような向きである。
において排出用噴孔12から噴射される燃料の目標到達
地点がピストン上壁面上の領域のうち熱により劣化が促
進される可能性がより小さい領域、例えばピストンピン
ボスのある領域となるような方向である。この場合の目
標到達地点とは、燃焼室内でのスワール等を考慮して噴
射した燃料が最終的に到達する地点を意味するものであ
る。したがって場合によっては、排出用噴孔12の向き
は直接上記領域を向いておらず、上記領域とは異なった
方向に燃料を噴射しながらも最終的に上記領域に燃料が
到達するような向きである。
【0026】上述した本実施例の燃料噴射弁1の利点に
ついて説明する。上述したように、ニードル弁3がリフ
トされて燃料噴射弁1が全開噴射または半開噴射によっ
て噴射を行った後、ニードル弁3がリフト量零の位置へ
と移動する。このときサック部7にはノズルボディ2と
ニードル弁3との間に空間ができる。この空間はノズル
ボディ2およびニードル弁3をこれらが完全に嵌まり合
うように加工しきれないために形成される。こうして、
ニードル弁3のリフト量が零の時にこの空間に燃料が残
ったままになる。この空間が完全に閉空間でこの空間の
外部に通じていない場合、サック部7に残った燃料はニ
ードル弁3によって圧縮される。ニードル弁3によって
圧縮される前の燃料の圧力は噴射圧力とほぼ同じである
ため、サック部7に残った燃料はニードル弁3によって
圧縮される前から非常に高圧である。したがって、サッ
ク部7に残った高圧の燃料はニードル弁3によって圧縮
されることによってさらに高圧になり、これにより場合
によっては燃料噴射弁1の先端部が破壊されしまう。
ついて説明する。上述したように、ニードル弁3がリフ
トされて燃料噴射弁1が全開噴射または半開噴射によっ
て噴射を行った後、ニードル弁3がリフト量零の位置へ
と移動する。このときサック部7にはノズルボディ2と
ニードル弁3との間に空間ができる。この空間はノズル
ボディ2およびニードル弁3をこれらが完全に嵌まり合
うように加工しきれないために形成される。こうして、
ニードル弁3のリフト量が零の時にこの空間に燃料が残
ったままになる。この空間が完全に閉空間でこの空間の
外部に通じていない場合、サック部7に残った燃料はニ
ードル弁3によって圧縮される。ニードル弁3によって
圧縮される前の燃料の圧力は噴射圧力とほぼ同じである
ため、サック部7に残った燃料はニードル弁3によって
圧縮される前から非常に高圧である。したがって、サッ
ク部7に残った高圧の燃料はニードル弁3によって圧縮
されることによってさらに高圧になり、これにより場合
によっては燃料噴射弁1の先端部が破壊されしまう。
【0027】ところが、本発明の燃料噴射弁1では、上
述したように第二噴孔群6の内の一つの噴孔(排出用噴
孔)12が第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔よ
りも僅かに下流側に配置されている。そして非噴射時、
すなわちニードル弁3のリフト量が零の時、排出用噴孔
12のみがサック部7に対して開口している。このた
め、ニードル弁3のリフト量が零の時に燃料がサック部
7から排出されずに高圧になってしまうことがなくな
る。
述したように第二噴孔群6の内の一つの噴孔(排出用噴
孔)12が第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔よ
りも僅かに下流側に配置されている。そして非噴射時、
すなわちニードル弁3のリフト量が零の時、排出用噴孔
12のみがサック部7に対して開口している。このた
め、ニードル弁3のリフト量が零の時に燃料がサック部
7から排出されずに高圧になってしまうことがなくな
る。
【0028】また、上記空間が閉空間でなく外部に通じ
ている場合、サック部に残った燃料は外部へ、例えば第
二噴孔群を介して内燃機関の燃焼室に通じている場合に
は燃焼室へと排出される。このサック部に残った燃料の
燃焼室内への排出は、膨張行程においてピストンが下降
して燃焼室内が減圧されることで燃焼室内に通じたサッ
ク部内の燃料が減圧沸騰することによって行われる。し
かしながら、例えば非噴射時において第二噴孔群の全噴
孔からサック部に残った燃料を排出させるようにした場
合、第二噴孔群から燃焼室内に排出される燃料の排出圧
および速度が低いために燃料は微粒化されない。このた
め排気ガス中には酸化・燃焼されずに残った燃料が存在
することになり、排気ガス中に含まれるHCが増加して
しまう等の排気ガスの汚染を招いてしまう。
ている場合、サック部に残った燃料は外部へ、例えば第
二噴孔群を介して内燃機関の燃焼室に通じている場合に
は燃焼室へと排出される。このサック部に残った燃料の
燃焼室内への排出は、膨張行程においてピストンが下降
して燃焼室内が減圧されることで燃焼室内に通じたサッ
ク部内の燃料が減圧沸騰することによって行われる。し
かしながら、例えば非噴射時において第二噴孔群の全噴
孔からサック部に残った燃料を排出させるようにした場
合、第二噴孔群から燃焼室内に排出される燃料の排出圧
および速度が低いために燃料は微粒化されない。このた
め排気ガス中には酸化・燃焼されずに残った燃料が存在
することになり、排気ガス中に含まれるHCが増加して
しまう等の排気ガスの汚染を招いてしまう。
【0029】ところが、本発明の燃料噴射弁1では、ニ
ードル弁3のリフト量が零になった時にサック部7に残
った燃料が膨張行程において減圧沸騰によって排出用噴
孔12のみから排出されるので排出される燃料の排出圧
および速度が高められる。このため燃焼室内に排出され
る燃料が微粒化・霧状化される。このように燃料が微粒
化・霧状化されると、排気ガスの残熱によって燃料の酸
化・燃焼が促進されて、排気ガス中のHCが減少し、排
気ガスが浄化される。また、サック部7に残った燃料を
排出する噴孔数の減少に伴って、減圧沸騰によって発生
する気体燃料分の量が少なくなるので、結果として気体
燃料分により燃焼室内へと押し出される液体燃料分の量
が少なくなる。このことによっても、燃料の酸化・燃焼
が促進されて、排気ガスの汚染の程度が小さくなる。
ードル弁3のリフト量が零になった時にサック部7に残
った燃料が膨張行程において減圧沸騰によって排出用噴
孔12のみから排出されるので排出される燃料の排出圧
および速度が高められる。このため燃焼室内に排出され
る燃料が微粒化・霧状化される。このように燃料が微粒
化・霧状化されると、排気ガスの残熱によって燃料の酸
化・燃焼が促進されて、排気ガス中のHCが減少し、排
気ガスが浄化される。また、サック部7に残った燃料を
排出する噴孔数の減少に伴って、減圧沸騰によって発生
する気体燃料分の量が少なくなるので、結果として気体
燃料分により燃焼室内へと押し出される液体燃料分の量
が少なくなる。このことによっても、燃料の酸化・燃焼
が促進されて、排気ガスの汚染の程度が小さくなる。
【0030】さらに半開噴射時において、すなわち第一
噴孔群のみから燃料を噴射する時において、摺動シール
部からサック部内へ燃料が漏れ出ることもある。半開噴
射時において第二噴孔群の全噴孔がニードル弁によって
閉じられておらずに開いている場合、摺動シール部から
漏れ出た燃料が第二噴孔群から排出される際に排出され
る燃料の排出圧および速度が低いため第二噴孔群の全噴
孔の出口周囲に付着してデポジットとなってしまう。こ
うして、第二噴孔群6の全噴孔に形成されたデポジット
は全開噴射時における第二噴孔群の噴孔からの燃料の噴
射の妨げとなり、第二噴孔群の噴孔からの燃料噴射量精
度を悪化させてしまう。燃料噴射量精度が悪化すると、
排気ガスが汚染されたり内燃機関の出力が低下したりし
てしまう。
噴孔群のみから燃料を噴射する時において、摺動シール
部からサック部内へ燃料が漏れ出ることもある。半開噴
射時において第二噴孔群の全噴孔がニードル弁によって
閉じられておらずに開いている場合、摺動シール部から
漏れ出た燃料が第二噴孔群から排出される際に排出され
る燃料の排出圧および速度が低いため第二噴孔群の全噴
孔の出口周囲に付着してデポジットとなってしまう。こ
うして、第二噴孔群6の全噴孔に形成されたデポジット
は全開噴射時における第二噴孔群の噴孔からの燃料の噴
射の妨げとなり、第二噴孔群の噴孔からの燃料噴射量精
度を悪化させてしまう。燃料噴射量精度が悪化すると、
排気ガスが汚染されたり内燃機関の出力が低下したりし
てしまう。
【0031】ところが、本発明の燃料噴射弁1では、半
開噴射時、すなわちニードル弁3のリフト量が第一リフ
ト量であるときにも、ニードル弁3は第二噴孔群6の排
出用噴孔12以外の噴孔を閉じるように形成されてい
る。このため半開噴射時に摺動シール部10からサック
部7に漏れ出た燃料が第二噴孔群6の排出用噴孔12か
ら排出される際の排出される燃料の排出圧および速度が
高められる。このため排出用噴孔12の出口周囲に燃料
が付着することがなくなり、よって排出用噴孔12の出
口周囲におけるデポジットの形成が抑制される。こうし
て第二噴孔群6の噴孔の燃料噴射量精度は実質的にほと
んど悪化しなくなる。
開噴射時、すなわちニードル弁3のリフト量が第一リフ
ト量であるときにも、ニードル弁3は第二噴孔群6の排
出用噴孔12以外の噴孔を閉じるように形成されてい
る。このため半開噴射時に摺動シール部10からサック
部7に漏れ出た燃料が第二噴孔群6の排出用噴孔12か
ら排出される際の排出される燃料の排出圧および速度が
高められる。このため排出用噴孔12の出口周囲に燃料
が付着することがなくなり、よって排出用噴孔12の出
口周囲におけるデポジットの形成が抑制される。こうし
て第二噴孔群6の噴孔の燃料噴射量精度は実質的にほと
んど悪化しなくなる。
【0032】上述した本実施例の燃料噴射弁1の別の利
点について説明する。上述したように、燃料噴射弁1の
長手軸線11に対する排出用噴孔12の角度βは燃料噴
射弁1の長手軸線11に対する第二噴孔群6の排出用噴
孔12以外の噴孔の角度αよりも大きく、これら第二噴
孔群6の噴孔の角度は全開噴射時において第二噴孔群6
から噴射された燃料が燃焼室壁に対して、またはピスト
ン上端面に対して相対的に同一位置に到達するように設
定されている。このため全開噴射において排出用噴孔1
2から噴射された燃料を第二噴孔群6の排出用噴孔12
以外の噴孔から噴射された燃料と同じ条件で燃焼させ
て、燃焼室内での燃焼を最適化させることができるよう
になっている。こうして内燃機関の出力性能および排気
特性を良好なものにすることができる。
点について説明する。上述したように、燃料噴射弁1の
長手軸線11に対する排出用噴孔12の角度βは燃料噴
射弁1の長手軸線11に対する第二噴孔群6の排出用噴
孔12以外の噴孔の角度αよりも大きく、これら第二噴
孔群6の噴孔の角度は全開噴射時において第二噴孔群6
から噴射された燃料が燃焼室壁に対して、またはピスト
ン上端面に対して相対的に同一位置に到達するように設
定されている。このため全開噴射において排出用噴孔1
2から噴射された燃料を第二噴孔群6の排出用噴孔12
以外の噴孔から噴射された燃料と同じ条件で燃焼させ
て、燃焼室内での燃焼を最適化させることができるよう
になっている。こうして内燃機関の出力性能および排気
特性を良好なものにすることができる。
【0033】上述した本実施例の燃料噴射弁の更なる別
の利点について説明する。上述したように、第二噴孔群
6の排出用噴孔12の入口にはサック部7に向かって広
がる湾曲部の半径R2が小さく抑えられている。このこ
とによって排出用噴孔12の流量係数が低く抑えられ、
非噴射時においてサック部7から排出用噴孔12を通過
する燃料の流れが滑らかでなくなり、排出用噴孔12か
ら排出される燃料の微粒化・霧状化が促進される。よっ
て、ニードル弁3のリフト量が零になった時にサック部
7に残った燃料が膨張行程において減圧沸騰によって排
出用噴孔12のみから排出されることによる燃料の微粒
化・霧状化に加えて、更に排出用噴孔12の流量係数を
低下させたことによる燃料の微粒化・霧状化が行われ、
排気ガスの汚染の程度が小さくなる。また、第二噴孔群
6の排出用噴孔12の内壁面の表面荒さが荒くなるよう
に形成された場合にも、同様に排出用噴孔12の流量係
数が低く抑えられることにより燃料の微粒化・霧状化が
促進される。
の利点について説明する。上述したように、第二噴孔群
6の排出用噴孔12の入口にはサック部7に向かって広
がる湾曲部の半径R2が小さく抑えられている。このこ
とによって排出用噴孔12の流量係数が低く抑えられ、
非噴射時においてサック部7から排出用噴孔12を通過
する燃料の流れが滑らかでなくなり、排出用噴孔12か
ら排出される燃料の微粒化・霧状化が促進される。よっ
て、ニードル弁3のリフト量が零になった時にサック部
7に残った燃料が膨張行程において減圧沸騰によって排
出用噴孔12のみから排出されることによる燃料の微粒
化・霧状化に加えて、更に排出用噴孔12の流量係数を
低下させたことによる燃料の微粒化・霧状化が行われ、
排気ガスの汚染の程度が小さくなる。また、第二噴孔群
6の排出用噴孔12の内壁面の表面荒さが荒くなるよう
に形成された場合にも、同様に排出用噴孔12の流量係
数が低く抑えられることにより燃料の微粒化・霧状化が
促進される。
【0034】なお、上記本発明の第一の実施例では非噴
射時において排出用噴孔12の入口はサック部7に対し
て完全に開口しているが、排出用噴孔12の入口がサッ
ク部7に対して完全に開口していなくてもよい。すなわ
ち、非噴射時においてニードル弁3が排出用噴孔12の
入口を部分的に覆うようにしてもよい。また、上記実施
例では、排出用噴孔12は第二噴孔群6の内の一つの噴
孔であるが、排出用噴孔12は第二噴孔群6の全ての噴
孔ではない範囲であれば第二噴孔群6の内の一つよりも
多い数の噴孔であってもよい。また、図2において、第
一噴孔群5の噴孔数を12、第二噴孔群6の噴孔数を8
としたが、これら噴孔群の噴孔数は幾つでもよい。さら
にこれら噴孔群の噴孔数は同一でもよく、また第一噴孔
群5の噴孔数が第二噴孔群6の噴孔数より少なくてもよ
い。また、図2において、第一噴孔群5の噴孔径を第二
噴孔群6の噴孔径より大きくしてあるが、これら噴孔径
は同一でも、第二噴孔群6の噴孔径の方が大きくてもよ
い。
射時において排出用噴孔12の入口はサック部7に対し
て完全に開口しているが、排出用噴孔12の入口がサッ
ク部7に対して完全に開口していなくてもよい。すなわ
ち、非噴射時においてニードル弁3が排出用噴孔12の
入口を部分的に覆うようにしてもよい。また、上記実施
例では、排出用噴孔12は第二噴孔群6の内の一つの噴
孔であるが、排出用噴孔12は第二噴孔群6の全ての噴
孔ではない範囲であれば第二噴孔群6の内の一つよりも
多い数の噴孔であってもよい。また、図2において、第
一噴孔群5の噴孔数を12、第二噴孔群6の噴孔数を8
としたが、これら噴孔群の噴孔数は幾つでもよい。さら
にこれら噴孔群の噴孔数は同一でもよく、また第一噴孔
群5の噴孔数が第二噴孔群6の噴孔数より少なくてもよ
い。また、図2において、第一噴孔群5の噴孔径を第二
噴孔群6の噴孔径より大きくしてあるが、これら噴孔径
は同一でも、第二噴孔群6の噴孔径の方が大きくてもよ
い。
【0035】次に、図6を参照して本発明の第一の実施
例の変更例について説明する。図6に示したようにこの
変更例では、第一の実施例と異なり第二噴孔群6の排出
用噴孔12の噴孔径が第二噴孔群6の排出用噴孔12以
外の噴孔の噴孔径より小さい。さらに、第二噴孔群6が
燃料噴射弁1の長手軸線11周りに等角度間隔を開けて
配置されていない。より詳細には、排出用噴孔12と排
出用噴孔12に隣り合った第二噴孔群6の噴孔との間の
角度間隔が、第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔
間の角度間隔より小さくなるようになっている。なお排
出用噴孔12以外の噴孔間の角度間隔は等しい。
例の変更例について説明する。図6に示したようにこの
変更例では、第一の実施例と異なり第二噴孔群6の排出
用噴孔12の噴孔径が第二噴孔群6の排出用噴孔12以
外の噴孔の噴孔径より小さい。さらに、第二噴孔群6が
燃料噴射弁1の長手軸線11周りに等角度間隔を開けて
配置されていない。より詳細には、排出用噴孔12と排
出用噴孔12に隣り合った第二噴孔群6の噴孔との間の
角度間隔が、第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔
間の角度間隔より小さくなるようになっている。なお排
出用噴孔12以外の噴孔間の角度間隔は等しい。
【0036】本発明の第一の実施例の変更例において、
第二噴孔群6の排出用噴孔12の噴孔径を小さくしたこ
とによって、ニードル弁3のリフト量が零になってサッ
ク部7に残った燃料が膨張行程において減圧沸騰によっ
て排出される時に、排出される燃料の排出圧および速度
が高められる。このため燃焼室内に排出される燃料が微
粒化・霧状化される。よって、ニードル弁3のリフト量
が零になった時にサック部7に残った燃料が膨張行程に
おいて減圧沸騰によって排出用噴孔12のみから排出さ
れることによる燃料の微粒化・霧状化に加えて、更に排
出用噴孔12の噴孔径を小さくしたことによる燃料の微
粒化・霧状化が行われ、排気ガスの汚染の程度が小さく
なる。
第二噴孔群6の排出用噴孔12の噴孔径を小さくしたこ
とによって、ニードル弁3のリフト量が零になってサッ
ク部7に残った燃料が膨張行程において減圧沸騰によっ
て排出される時に、排出される燃料の排出圧および速度
が高められる。このため燃焼室内に排出される燃料が微
粒化・霧状化される。よって、ニードル弁3のリフト量
が零になった時にサック部7に残った燃料が膨張行程に
おいて減圧沸騰によって排出用噴孔12のみから排出さ
れることによる燃料の微粒化・霧状化に加えて、更に排
出用噴孔12の噴孔径を小さくしたことによる燃料の微
粒化・霧状化が行われ、排気ガスの汚染の程度が小さく
なる。
【0037】ところで、排出用噴孔12の噴孔径を第二
噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔の噴孔径よりも小
さくしたことによって、全開噴射時に排出用噴孔12か
らの燃料の噴射量が第二噴孔群6の排出用噴孔12以外
の噴孔からの燃料の噴射量よりも少なくなってしまう。
ここで、本変更例では上述したように排出用噴孔12と
排出用噴孔12に隣り合った第二噴孔群6の噴孔との間
の角度間隔が、第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴
孔間の角度間隔より小さくなるようになっている。この
ため、全開噴射時において単位体積当たりに噴射される
燃料は全噴射方向で均一になり、燃焼室内での燃焼を最
適化させることができるようになる。こうして内燃機関
の出力性能および排気特性を良好なものにすることがで
きる。
噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴孔の噴孔径よりも小
さくしたことによって、全開噴射時に排出用噴孔12か
らの燃料の噴射量が第二噴孔群6の排出用噴孔12以外
の噴孔からの燃料の噴射量よりも少なくなってしまう。
ここで、本変更例では上述したように排出用噴孔12と
排出用噴孔12に隣り合った第二噴孔群6の噴孔との間
の角度間隔が、第二噴孔群6の排出用噴孔12以外の噴
孔間の角度間隔より小さくなるようになっている。この
ため、全開噴射時において単位体積当たりに噴射される
燃料は全噴射方向で均一になり、燃焼室内での燃焼を最
適化させることができるようになる。こうして内燃機関
の出力性能および排気特性を良好なものにすることがで
きる。
【0038】次に、図7〜図10を参照して本発明の第
二の実施例について説明する。第二の実施例では、第一
の実施例と異なり第二噴孔群6の噴孔は燃料噴射弁1の
長手軸線11周りに等角度間隔を開けて形成される。す
なわち第二噴孔群6の噴孔は周方向に等間隔に配置され
ている。さらに、第二噴孔群6の各噴孔は燃料噴射弁1
の長手軸線に対する相対位置関係に関して互いに同一に
なるように形成される。すなわち長手軸線11に対して
第二噴孔群6の各噴孔が延在する角度は等しい。また、
第二噴孔群6の噴孔の噴孔径はすべて同一である。さら
に第二の実施例では、ニードル弁3の突出先端部8に、
突出先端部8の先端から下流に向かって延びると共に突
出先端部8の長手方向外周面に配置された切欠部(通
路)13が形成される。この切欠部13は第二噴孔群6
の噴孔数をNとすると周方向に角度360°/Nに対応
する長さだけ延び、切欠部13の径方向の深さは少なく
とも突出先端部8の半径よりも浅い。
二の実施例について説明する。第二の実施例では、第一
の実施例と異なり第二噴孔群6の噴孔は燃料噴射弁1の
長手軸線11周りに等角度間隔を開けて形成される。す
なわち第二噴孔群6の噴孔は周方向に等間隔に配置され
ている。さらに、第二噴孔群6の各噴孔は燃料噴射弁1
の長手軸線に対する相対位置関係に関して互いに同一に
なるように形成される。すなわち長手軸線11に対して
第二噴孔群6の各噴孔が延在する角度は等しい。また、
第二噴孔群6の噴孔の噴孔径はすべて同一である。さら
に第二の実施例では、ニードル弁3の突出先端部8に、
突出先端部8の先端から下流に向かって延びると共に突
出先端部8の長手方向外周面に配置された切欠部(通
路)13が形成される。この切欠部13は第二噴孔群6
の噴孔数をNとすると周方向に角度360°/Nに対応
する長さだけ延び、切欠部13の径方向の深さは少なく
とも突出先端部8の半径よりも浅い。
【0039】次に、第二の実施例の燃料噴射弁の作用に
ついて説明する。ニードル弁3が図7に示した状態にあ
るとき、すなわち着座シート9によってノズルボディ2
とニードル弁3との間がシールされると共に摺動シール
部10によってノズルボディ2とニードル弁3の突出先
端部8との間がシールされた状態にあるときには、第一
の実施例と同様に第一噴孔群5および第二噴孔群6がニ
ードル弁3によって閉弁されているので第一噴孔群5お
よび第二噴孔群6の噴孔から燃料は噴射されない。この
ときのノズルボディ2に対するニードル弁3のリフト量
は零であり、以下この場合を非噴射時と称する。
ついて説明する。ニードル弁3が図7に示した状態にあ
るとき、すなわち着座シート9によってノズルボディ2
とニードル弁3との間がシールされると共に摺動シール
部10によってノズルボディ2とニードル弁3の突出先
端部8との間がシールされた状態にあるときには、第一
の実施例と同様に第一噴孔群5および第二噴孔群6がニ
ードル弁3によって閉弁されているので第一噴孔群5お
よび第二噴孔群6の噴孔から燃料は噴射されない。この
ときのノズルボディ2に対するニードル弁3のリフト量
は零であり、以下この場合を非噴射時と称する。
【0040】ニードル弁3が図9に示した状態にまでリ
フトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3との
間の着座シート9によるシールが開放されることによっ
て第一噴孔群5が開弁される。このときニードル弁3は
第二噴孔群6の突出先端部8の切欠部13よりも上流に
おいて摺動シール部10によってシールされたままであ
り、よって第二噴孔群6の全ての噴孔は閉弁されてい
る。このとき燃料は矢印で示したように、上流からノズ
ルボディ2とニードル弁3との間の空間を通ってニード
ル弁3の先端付近まで流れ、第一噴孔群5の噴孔のみか
ら噴射される。このときのノズルボディ2に対するニー
ドル弁3のリフト量は第一リフト量であり、以下この場
合を半開噴射時と称する。
フトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3との
間の着座シート9によるシールが開放されることによっ
て第一噴孔群5が開弁される。このときニードル弁3は
第二噴孔群6の突出先端部8の切欠部13よりも上流に
おいて摺動シール部10によってシールされたままであ
り、よって第二噴孔群6の全ての噴孔は閉弁されてい
る。このとき燃料は矢印で示したように、上流からノズ
ルボディ2とニードル弁3との間の空間を通ってニード
ル弁3の先端付近まで流れ、第一噴孔群5の噴孔のみか
ら噴射される。このときのノズルボディ2に対するニー
ドル弁3のリフト量は第一リフト量であり、以下この場
合を半開噴射時と称する。
【0041】ニードル弁3が図10に示した状態にまで
リフトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3と
の間の着座シート9によるシールが開放されて第一噴孔
群5が開弁されると共に、ノズルボディ2とニードル弁
3の突出先端部8との間の摺動シール部10が開放され
て第二噴孔群6が開弁される。このとき、燃料は矢印で
示したように上流からノズルボディ2とニードル弁3と
の間の空間を通ってニードル弁3の先端付近まで流れ、
第一噴孔群5と第二噴孔群6との噴孔から噴射される。
このときのノズルボディ2に対するニードル弁3のリフ
ト量は上記第一リフト量よりも大きい第二リフト量であ
り、この場合を全開噴射時と称する。
リフトされたときにはノズルボディ2とニードル弁3と
の間の着座シート9によるシールが開放されて第一噴孔
群5が開弁されると共に、ノズルボディ2とニードル弁
3の突出先端部8との間の摺動シール部10が開放され
て第二噴孔群6が開弁される。このとき、燃料は矢印で
示したように上流からノズルボディ2とニードル弁3と
の間の空間を通ってニードル弁3の先端付近まで流れ、
第一噴孔群5と第二噴孔群6との噴孔から噴射される。
このときのノズルボディ2に対するニードル弁3のリフ
ト量は上記第一リフト量よりも大きい第二リフト量であ
り、この場合を全開噴射時と称する。
【0042】ここで、切欠部13の長手方向の長さは、
全開噴射を行うためにニードル弁3を下流方向に移動さ
せる場合において、突出先端部8の切欠部13を介して
サック部7に流入する燃料が第二噴孔群6の全ての噴孔
からほぼ同時に噴射されるような長さである。すなわ
ち、ニードル弁3のリフト量を第二リフト量にする場合
に、突出先端部8の切欠部13が摺動シール部10から
開放されてサック部7に圧力の加えられた燃料が流入す
る時には第二噴孔群6の全ての噴孔が開かれているよう
に切欠部13が形成される。言い換えると、ニードル弁
3のリフト量が零の場合において摺動シール部10と接
触する突出先端部8の位置から切欠部13の上流端まで
の長さを最短シール長(切欠部シール長)L1とし、ニ
ードル弁3のリフト量が零の場合において第二噴孔群6
の噴孔の入口開口に面する突出先端部8の位置からニー
ドル弁3の突出先端部8の先端までの距離を噴孔完全開
口リフト長L2とすると、最短シール長L1を噴孔完全開
口リフト長L2より大きく設定する。
全開噴射を行うためにニードル弁3を下流方向に移動さ
せる場合において、突出先端部8の切欠部13を介して
サック部7に流入する燃料が第二噴孔群6の全ての噴孔
からほぼ同時に噴射されるような長さである。すなわ
ち、ニードル弁3のリフト量を第二リフト量にする場合
に、突出先端部8の切欠部13が摺動シール部10から
開放されてサック部7に圧力の加えられた燃料が流入す
る時には第二噴孔群6の全ての噴孔が開かれているよう
に切欠部13が形成される。言い換えると、ニードル弁
3のリフト量が零の場合において摺動シール部10と接
触する突出先端部8の位置から切欠部13の上流端まで
の長さを最短シール長(切欠部シール長)L1とし、ニ
ードル弁3のリフト量が零の場合において第二噴孔群6
の噴孔の入口開口に面する突出先端部8の位置からニー
ドル弁3の突出先端部8の先端までの距離を噴孔完全開
口リフト長L2とすると、最短シール長L1を噴孔完全開
口リフト長L2より大きく設定する。
【0043】次に、本発明の第二の実施例の燃料噴射弁
1の利点について説明する。本実施例の燃料噴射弁1で
は、第一の実施例と同様に、非噴射時、すなわちニード
ル弁3のリフト量が零の時に切欠部13に対応する噴孔
のみがサック部7に対して開口している。このため、ニ
ードル弁3のリフト量が零の時に燃料がサック部7から
排出されずに高圧になってしまうことがない。さらに、
ニードル弁3のリフト量が零になった時にサック部7に
残った燃料が膨張行程において減圧沸騰によって切欠部
13に対応する噴孔のみから排出されることで、排出さ
れる燃料の排出圧および速度が高められる。このため燃
焼室内に排出される燃料が微粒化・霧状化され、排気ガ
スの残熱によって燃料の酸化・燃焼が促進されて、排気
ガス中のHCが減少し、排気ガスが浄化される。また、
サック部7に残った燃料を排出する噴孔数の減少に伴っ
て、減圧沸騰によって発生する気体燃料分の量が少なく
なり、結果として気体燃料分により燃焼室内へと押し出
される液体燃料分の量が少なくなる。このことによって
も、燃料の酸化・燃焼が促進されて、排気ガスの汚染の
程度が小さくなる。また、このように上記第一の実施例
と同様な効果が得られるのにもかかわらず、上記第一の
実施例と比べて製造に高い精度が必要でなくなる。ま
た、第一の実施例のようなノズルボディの噴孔の加工よ
りも第二の実施例のようなニードル弁の加工の方が容易
である。このため製造が容易になり、コストを抑えるこ
とができるようになる。
1の利点について説明する。本実施例の燃料噴射弁1で
は、第一の実施例と同様に、非噴射時、すなわちニード
ル弁3のリフト量が零の時に切欠部13に対応する噴孔
のみがサック部7に対して開口している。このため、ニ
ードル弁3のリフト量が零の時に燃料がサック部7から
排出されずに高圧になってしまうことがない。さらに、
ニードル弁3のリフト量が零になった時にサック部7に
残った燃料が膨張行程において減圧沸騰によって切欠部
13に対応する噴孔のみから排出されることで、排出さ
れる燃料の排出圧および速度が高められる。このため燃
焼室内に排出される燃料が微粒化・霧状化され、排気ガ
スの残熱によって燃料の酸化・燃焼が促進されて、排気
ガス中のHCが減少し、排気ガスが浄化される。また、
サック部7に残った燃料を排出する噴孔数の減少に伴っ
て、減圧沸騰によって発生する気体燃料分の量が少なく
なり、結果として気体燃料分により燃焼室内へと押し出
される液体燃料分の量が少なくなる。このことによって
も、燃料の酸化・燃焼が促進されて、排気ガスの汚染の
程度が小さくなる。また、このように上記第一の実施例
と同様な効果が得られるのにもかかわらず、上記第一の
実施例と比べて製造に高い精度が必要でなくなる。ま
た、第一の実施例のようなノズルボディの噴孔の加工よ
りも第二の実施例のようなニードル弁の加工の方が容易
である。このため製造が容易になり、コストを抑えるこ
とができるようになる。
【0044】なお、第一の実施例と同様に切欠部13に
対応する第二噴孔群6の噴孔のみを流量係数が低く抑え
られるように形成してもよい。また、第二噴孔群6の噴
孔の噴孔径は同一であるとしたが、第一の実施例の変更
例と同様に切欠部13に対応する噴孔の噴孔径のみを小
さくしてもよい。また、この場合、切欠部13に対応す
る噴孔とこの切欠部13に対応する噴孔に隣り合った第
二噴孔群6の噴孔との間の角度間隔が、第二噴孔群6の
切欠部13に対応する噴孔以外の噴孔間の角度間隔より
小さくなるようにしてもよい。
対応する第二噴孔群6の噴孔のみを流量係数が低く抑え
られるように形成してもよい。また、第二噴孔群6の噴
孔の噴孔径は同一であるとしたが、第一の実施例の変更
例と同様に切欠部13に対応する噴孔の噴孔径のみを小
さくしてもよい。また、この場合、切欠部13に対応す
る噴孔とこの切欠部13に対応する噴孔に隣り合った第
二噴孔群6の噴孔との間の角度間隔が、第二噴孔群6の
切欠部13に対応する噴孔以外の噴孔間の角度間隔より
小さくなるようにしてもよい。
【0045】
【発明の効果】第1の発明によれば、非噴射時において
サック部から排出される燃料が微粒化・霧状化されるた
め、排気ガスの残熱によって燃料の酸化・燃焼が促進さ
れて排気ガス中のHCが減少し、よって排気ガスが浄化
される。すなわち燃料噴射後に容積空間内に残存する燃
料を内燃機関の運転性能を低下させず且つ排気ガスのエ
ミッションを悪化させずに処理することができるように
なる。
サック部から排出される燃料が微粒化・霧状化されるた
め、排気ガスの残熱によって燃料の酸化・燃焼が促進さ
れて排気ガス中のHCが減少し、よって排気ガスが浄化
される。すなわち燃料噴射後に容積空間内に残存する燃
料を内燃機関の運転性能を低下させず且つ排気ガスのエ
ミッションを悪化させずに処理することができるように
なる。
【0046】第5の発明によれば、ニードル弁に通路を
設けるため、高い精度が必要でなくなり、よって製造が
容易になる。
設けるため、高い精度が必要でなくなり、よって製造が
容易になる。
【図1】本発明の第一の実施例の燃料噴射弁の先端部の
断面図である。
断面図である。
【図2】図1の線IV−IVに沿って見た燃料噴射弁の先端
部の平面図である。
部の平面図である。
【図3】第二噴孔が開弁されたときにおける図1の燃料
噴射弁の先端部の断面図である。
噴射弁の先端部の断面図である。
【図4】第一噴孔と第二噴孔とが開弁されたときにおけ
る図1の燃料噴射弁の先端部の断面図である。
る図1の燃料噴射弁の先端部の断面図である。
【図5】(A)図1の燃料噴射弁の第二噴孔群の排出用
噴孔以外の噴孔の拡大図である。 (B)図1の燃料噴射弁の第二噴孔群の排出用噴孔の拡
大図である。
噴孔以外の噴孔の拡大図である。 (B)図1の燃料噴射弁の第二噴孔群の排出用噴孔の拡
大図である。
【図6】本発明の第一の実施例の変更例の図2と同様な
図である。
図である。
【図7】本発明の第二の実施例の燃料噴射弁の先端部の
断面図である。
断面図である。
【図8】図1の線IIX−IIXに沿って見たニードル弁の断
面図である。
面図である。
【図9】第二噴孔が開弁されたときにおける図7の燃料
噴射弁の先端部の断面図である。
噴射弁の先端部の断面図である。
【図10】第一噴孔と第二噴孔とが開弁されたときにお
ける図7の燃料噴射弁の先端部の断面図である。
ける図7の燃料噴射弁の先端部の断面図である。
1…燃料噴射弁
2…ノズルボディ
3…ニードル弁
4…先端部
5…第一噴孔群
6…第二噴孔群
7…サック部
8…突出先端部
9…着座シート
10…摺動シール部
11…長手軸線
12…排出用噴孔
13…切欠部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
F02M 61/10 F02M 61/10 G
(72)発明者 大前 和広
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 岡田 晋
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 太長根 嘉紀
愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動
車株式会社内
Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AD12 BA03 BA26
BA32 BA55 BA61 CC14 CC17
CC21 CC26 CC28 CC48
Claims (9)
- 【請求項1】 複数の噴孔を有する噴孔群と該噴孔群に
連通可能なサック部とを備え、燃料噴射時には上記噴孔
群の全ての噴孔が一斉に開放されてサック部内の燃料が
上記噴孔群の全ての噴孔から一斉に噴射され、非噴射時
になるとサック部内に燃料が残るような内燃機関用の燃
料噴射弁において、 非噴射時には前記噴孔群のうちの一部の噴孔がサック部
に対して開放されていると共に該噴孔群の残りの噴孔が
閉鎖されているようにし、該開放されている噴孔が前記
サック部から燃料を排出するための排出用噴孔として機
能するようにした燃料噴射弁。 - 【請求項2】 前記噴孔群とは別に複数の噴孔を有する
追加噴孔群をさらに具備し、燃料噴射が全開噴射と半開
噴射との二段階に分けられ、全開噴射時には前記噴孔群
と前記追加噴孔群とが開放されてこれら噴孔群と追加噴
孔群とから燃料が噴射され、半開噴射時には追加噴孔群
のみが開放されて該追加噴孔群のみから燃料が噴射され
るようにした請求項1に記載の燃料噴射弁。 - 【請求項3】 前記サック部に対する相対位置に関して
該排出用噴孔のサック部側の開口の相対位置が前記噴孔
群の排出用噴孔以外の噴孔のサック部側の開口の相対位
置とは異なるようにした請求項1または2に記載の燃料
噴射弁。 - 【請求項4】 前記噴孔群から燃料が噴射される場合に
おいて、該噴孔群の排出用噴孔以外の噴孔から噴射され
る燃料の目標到達地点は当該燃料噴射弁の長手軸線を中
心とした円上にあり、前記噴孔群の排出用噴孔から噴射
される燃料も前記円上にある目標到達地点に到達するよ
うに前記排出用噴孔の噴射角度を設定した請求項3に記
載の燃料噴射弁。 - 【請求項5】 非噴射時において噴孔を閉鎖し且つ燃料
を噴射すべき時には噴孔を開放するニードル弁を具備
し、該ニードル弁が非噴射時においてサック部に対して
前記噴孔群の排出用噴孔のみを開放するような通路を有
するように構成された請求項1または2に記載の燃料噴
射弁。 - 【請求項6】 非噴射時において前記噴孔群の排出用噴
孔から排出される燃料の排出圧を高めるための排出圧増
加手段を設けた請求項1〜5のいずれか一つに記載の燃
料噴射弁。 - 【請求項7】 前記排出圧増加手段として、前記噴孔群
の排出用噴孔の噴孔径を噴孔群の排出用噴孔以外の噴孔
の噴孔径より小さく設定した請求項6に記載の燃料噴射
弁。 - 【請求項8】 前記排出圧増加手段として、前記噴孔群
の排出用噴孔の流量係数を低くするようにした請求項6
に記載の燃料噴射弁。 - 【請求項9】 非噴射時において前記排出用噴孔から噴
射される燃料がピストン上壁面のうち熱により劣化が促
進される可能性がより小さい領域に向けて噴射されるよ
うに排出用噴孔の噴射方向を設定した請求項1〜8のい
ずれか一つに記載の燃料噴射弁。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001238203A JP2003049751A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 燃料噴射弁 |
DE60219396T DE60219396T2 (de) | 2001-08-06 | 2002-08-05 | Brennkraftmaschine |
EP02017494A EP1283336B1 (en) | 2001-08-06 | 2002-08-05 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001238203A JP2003049751A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 燃料噴射弁 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003049751A true JP2003049751A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19069162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001238203A Pending JP2003049751A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 燃料噴射弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003049751A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007077843A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Hitachi Ltd | 噴射弁及びオリフィスの加工方法 |
JP2008064051A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Toyota Motor Corp | 撥油被膜を備えた内燃機関用燃料噴射弁 |
JP2016061176A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置 |
KR20160048085A (ko) * | 2013-08-30 | 2016-05-03 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사기 |
WO2017056857A1 (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
Citations (6)
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JPH11280610A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-15 | Isuzu Motors Ltd | 燃料噴射ノズル |
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JP2000009002A (ja) * | 1998-06-22 | 2000-01-11 | Tsukasa Sokken:Kk | 極微粒子噴霧弁装置 |
-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001238203A patent/JP2003049751A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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US7874070B2 (en) | 2005-09-13 | 2011-01-25 | Hitachi, Ltd. | Injection valve and method of making orifice |
JP2008064051A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Toyota Motor Corp | 撥油被膜を備えた内燃機関用燃料噴射弁 |
KR20160048085A (ko) * | 2013-08-30 | 2016-05-03 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사기 |
JP2016532816A (ja) * | 2013-08-30 | 2016-10-20 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 燃料噴射器 |
KR102167304B1 (ko) * | 2013-08-30 | 2020-10-19 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사기 |
JP2016061176A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置 |
WO2017056857A1 (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
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