JPS58117355A - 内燃機関において燃料を直接噴射するための燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の複数の燃焼室に燃料を直接噴射する
ための燃料噴射装置であって、前噴射量を燃焼室に噴射
するための噴射弁と、主噴射量を燃焼室に噴射するため
の噴射弁とがそれぞれ１つずつ各燃焼室に設けられてお
り、両方（３） の燃料噴射弁のそれぞれの燃料の出口箇所が相密接して
設けられており、噴射弁に燃料を供給する燃料噴射ポン
プを少なくとも【っ有している形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許第２７２１６２８号明細書により
公知であるこのような形式の燃料噴射装置においてはダ
ブル噴射弁の形をした特別な燃料噴射弁装置を介して、
前燃料噴射量が主燃料噴射量とは別に内燃機関の燃焼室
に供給されるようになっている。この形式においては前
噴射量は特別なポンプ装置によって制御され、主噴射量
は一般的な燃料噴射ポンプによって制（財）される。こ
の公知の燃料噴射装置においてに前噴射量は一定である
が、これに対して前噴射時点、つまり主噴射に対する前
噴射の先行は負荷及び機関回転数に関連して制御され得
る。

比較的少量の前噴射＃金主噴射に先行させて噴射させる
ことによって、自己点火式内燃機関の稼動の際に発生す
る騒音を減少させることは以前から周知である。ハード
な燃焼騒音は自己点（４） 火成内燃機関に一般的な噴射装置を使用した場合には、
噴射開始時点から燃焼開始時点までの間に所定の燃料噴
射量が燃焼室に於て集まることによって生ぜしめられる
。この燃料噴射量は燃焼開始時に突然に着火するので、
燃焼室内の圧力を急激に」＝昇させる。燃焼室内の圧力
のこの極めて急激な上昇によって周知のノッキング騒音
が生せしめられるのである。他面においては噴射された
燃料は噴射開始時点から燃焼開始時点までの間に燃焼室
内を旋回する空気と申分なく混合されなければならない
。混合を申分なく行なうことによっては、内燃機関の燃
料消費量全減少させることができる。

主噴射量全噴射する前に少量の燃料噴射量が前噴射され
るならば、燃焼はこの少量の噴射量でソフトに開始され
る。主噴射の開始にあたっては噴射される燃料のために
必要々着火温度はｉＴ噴射蓄が燃焼することにより既に
与えられる。

従って長時間の着火遅れなしで、主噴射量は噴射される
程度に応じて直ぐに燃焼室で燃焼させ（５） られる。このような燃焼における燃焼室内の圧力上昇は
それ程急激ではなく、燃焼に伴なって発生する騒音も僅
かである。Ｉ−かしながらこの噴射方式には次のような
欠点がある、すなわち主噴射量は燃焼を開始するまでの
間に燃焼室内の空気と充分に混合されなくなる。従って
この”燃焼方式においては燃料消費量も黒煙の発生も先
に述べた燃料噴射装置におけるよりも高くなる。前噴射
ポンプを備えた冒頭に述べた形式の公知燃料噴射装置に
おいても燃焼による騒音を減少させるためには比較的高
い燃料消費量を必要とするか又は黒煙の発生が避けられ
ない。

特許請求の範囲第１項に記載した特徴を有する本発明の
燃料噴射装置は従来の燃料噴射装置に対して次のような
利点を有している。すなわち前噴射量の噴射形式によっ
て主噴射の時点で有効になる多数の渦流が局部的に内燃
室に生せしめられる。主燃料噴射量の混合は、この局部
的な渦流によって著しく改良される。とりわけ噴射弁が
凹形燃焼室として構成された燃焼室の（６） センタのできるだけ近くに配置されかつ前噴射量の噴射
流が主噴射量の噴射流によって形成される円すい角より
も小さい円すい角を成すならば、主噴射開始時に燃料と
接触させられる箇所で局部的な渦流が燻焼室内に生ぜし
められる。

主噴射流の範囲内にあるこの局部的な渦流によって、燃
料と燃焼空気との迅速で充分な混合が行なわれるように
なる。

とりわけ２つの燃料噴射ポンプを備えた燃料噴射装置に
おいては前噴射量と前噴射時点とを負荷及び機関回転数
に関連して開側１することが有利である。これによって
燃焼による圧力士昇及び主燃料噴射量の混合に関連して
前噴射を申分なく行々うことかできるようになった。

さらに本発明の有利な１実施態様によれば噴射形状及び
燃料圧をも相互に調整し、燃料を燃焼室で直接に霧化す
ることができるように々っている。これによって燃焼室
の壁面における燃料の個着が回避されかつ作業行程に際
して燃料が完全燃焼されるようになった。

（７） 次に本発明の実施例を図面について詳細に説明する。Ｗ
ｊ図には内燃機関■とこの内燃機関のシリンダの１つに
所属するダブル噴射弁２とが概略的に示されている。こ
のような噴射弁は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開
第２９４３８９５号明細書により公知であるので、ここ
では詳しく述べない。弁体３は前噴射量用の第１の出口
箇所４と主噴射量用の第２の出口箇所５とを有している
。

ダブル噴射弁２には第１の燃料噴射ポンプ６と第２の燃
料噴射ポンプ７とによって燃料が供給される。第１の燃
料噴射ポンプ６は前噴射導管８を介して内燃機関の個々
のダブル噴射弁に前噴射燃料量を供給し、第２の燃料噴
射ポンプ７は主噴射導管９を介して主燃料噴射量を供給
するようになっている。主噴射用の第２の燃料噴射ポン
プ７は例えば列形噴射ポンプとして構成されていてもよ
く、噴射調節装置１１を介して内燃機関の駆動装置に接
続されている。さらにこの第２の燃料噴射ポンプ７には
第１の燃料（８） 噴射ポンプ６が結合されている。この燃料噴射ポンプ６
は例えば噴射調節器１２が組込まれた分配形噴射ポンプ
であってもよい。

上述の配置形式によって主噴射量と前噴射量とは時間的
にも量的にも正確に制樹１され得る。

とりわけ前噴射量とその噴射時点とはそれ自体周知の形
式で負荷及び機関回転数に関連して制］１される。この
場合には前噴射量の噴射量と噴射時点とは主噴射量とそ
の噴射開始時期とに同調させられている。主噴射量と前
噴射量との比率はｌ　：　１．３からＩ：２８ｔでに調
節しておくことができる。さらに前噴射量の噴射開始時
期はクランク角で１０°から２０°だけ主噴射量の噴射
開始時期に先行させることができる。

本発明によれば前噴射量は複数の噴射開口を通して燃焼
室に噴射される。第２図には有利には凹形の燃焼室１４
が示されている。この燃焼室１４ｆ’ｆｆ、ピストン１
５の内部に設けられている。

前記ダブル噴射弁２はシリンダヘッド全通して燃焼室■
４に斜めに突入しておシ、シかも燃焼（９） 室１４のセンタＺにできるだけ近い位置に設けられてい
る。

ダブル噴射弁２をこのように構成することによって前噴
射量の出口箇所及び主噴射量の出口箇所は相互に極めて
小さい間隔をおいて設けられている。当然ながら本発明
のこの実施例に対して異なる実施態様全二者択一的に用
い＼Ｎることもできる。この場合には出口箇所を並べて
配置する代わりに同軸的に配置することが考えられる。

第１の出口箇所４Ｖｃおいてはダブル噴射弁２は４つの
噴射開口１６を有している。これらは４つ合わせて噴射
円すい角α１を形成する。第２の出口箇所５においては
ダブル噴射弁は同様に４つの噴射開口１７を有している
。これらに４つ合わせて噴射円すい角α２を形成する。

本発明のこの実施例においては噴射円すい角α２は噴射
円すい角α１よりも大きくなるようにしである。さらに
供給された燃料をできるだけ良好に霧化するためには、
そこで噴射しようとす（１０） る燃料量に対して適合するように、噴射開口１６の　開
口面全噴射開口Ｊ７の開口面よシも小さくしである。第
３図に示されているように噴射開口１６と１７とは噴射
しようとする燃料が燃焼室面に同じ様に分配されるよう
に方向づけられている。さらに前噴射流の噴射方向は燃
焼室１４に対して投影した状態で燃焼室内における空気
の方向づけられた旋回流の運動方向で見て、主噴射流の
噴射方向の前に位置するように方向づけられている。

既述の構成によっては前噴射によって燃焼騒音を減少す
ることができるにも拘らず前噴射量においても主噴射量
においても噴射された燃料の極めて申分のない混合を達
成することができるようになった。この場合Ｋｔ／：ｌ
固有撚料消費量、黒煙及び排ガスエミッションのような
結果基準も同時に申し分なく達成することができる。

燃料と空気の混合は幾何学的な噴射形状、例えば噴射開
口面と噴射圧とを適当に調整することによって申分なく
行なわれる。噴射流では圧縮された旋回流に遠心力に基
づいて燃料が燃焼室の壁面の近くでも十分に供給される
ようにしたい。正確な制（財）によって、多数の局部的
な、前燃焼によっても発生する渦流（二次的な渦流）が
適当な強さと時点て生ぜしめられるので、従来不充分で
あった主噴射の、着火時点に至るまでの混合時間を補っ
て充分々混合を達成することができるようになった。

このようにして燃料と空気とを申分なく混合させること
によって、申分のない機関運転結果を損なうことなくソ
フトな燃焼を行なうことができるようになった。噴射し
ようとする燃料を適当に調整し、動的な影響を利用して
既述の燃料噴射ポンプ１つの燃料噴射ポンプだけで実施
することもできるが、この場合には前噴射量及びその噴
射時点を規定するための特別な制御装置を省くことはで
きない。

【図面の簡単な説明】

第１図はダブル噴射弁と主噴射用噴射ポンプと前噴射用
噴射ポンプとを有する本発明による燃料噴射装置を概略
的に示した図、第２図はダブル噴射弁の配置形式と燃料
噴射流の方向とを示す縦断面図、第３図は噴射流の分布
を示す平面図である。 １・・・内燃機関、２・・ダブル噴射弁、３・・・弁体
、４．５・・・出口箇所、６．７・・・燃料噴射ポンプ
、８・・・前噴射導管、９・・・主噴射導管、１１・・
・噴射調節装置、１２・・・噴射調節器、１４・・・燃
焼室、１５・・・ピストン、＋６．＋７・・・噴射開口
、Ｚ・・・センタ。 （１３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】　内燃機関の複数の燃焼室に燃料を直接噴射するため
   の燃料噴射装置であって、前噴射量を燃焼室に噴射する
   ための噴射弁と、主噴射量を燃焼室に噴射するための噴
   射弁とがそれぞれ１つずつ各燃焼室に設けられており、
   両方の燃料噴射弁のそれぞれの燃料の出口箇所が相密接
   して設けられており、これらの噴射弁に燃料を供給する
   燃ｔＩ噴射ポンプを少なくとも１つ有している形式のも
   のにおいて、前噴射量用の噴射弁と主噴射量用の噴射弁
   がそれぞれ複数の噴射開口（１６，１７）’に有してお
   り、前噴射量用の噴射開口（１６）の開口面がそれぞれ
   主噴射量用の噴射開口（１７）の開口面よりも小さく構
   成されていることを特徴とする、内燃機関において燃料
   を直接噴射（１） するための燃料噴射装置。 ２、　燃焼室が凹形内燃室として形成されており、噴射
   弁が燃焼室のセンタ（Ｚ）のできるだけ近くに配置され
   ている、特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射装置。 ３　前噴射量の噴射流の円すい角（α１）が主噴射量の
   噴射流の円すい角（α２）よりも小さくなっている、特
   許請求の範囲第２項記載の燃料噴射装置。 ４　前噴射量の噴射時点が負荷及び機関回転数に関連し
   て制御されるようになっている、特許請求の範囲第２項
   又は第３項記載の燃料噴射装置。 ５　前噴射量の噴射時点が機関回転数に関連して制（財
   ）されるようになっている、特許請求の範囲第２項又は
   第３項記載の燃料噴射装置。 ６　前噴射量の噴射時点が負荷に関連して制御されるよ
   うになっている、特許請求の範囲第２項又は第３項記載
   の燃料噴射装置。 ７　前噴射量が機関回転数及び負荷に関連して（２） 制御されるようになっている、特許請求の範囲第４項、
   第５項又は第６項記載の燃料噴射装置。 ８　前噴射量が機関回転数に関連して制（財）されるよ
   うになっている、特許請求の範囲第４項、第５項又は第
   ６項記載の燃料噴射装置。 ９　前噴射量が負荷に関連して制御されるようになって
   いる。特許請求の範囲第４項、第５項又は第６項記載の
   燃料噴射装置。 １０　　噴射弁の噴射圧と幾何学的噴射形状とが相互に
   調整されて、燃料が燃焼室で直接に霧化されるようにな
   っている、特許請求の範囲第１項から第９項までのいず
   れか１つの項に記載の燃料噴射装置。