JP2001342931A - 燃料噴射装置 - Google Patents
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- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
- F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
- F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
- F02M51/0675—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages
- F02M51/0678—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the valve body having cylindrical guiding or metering portions, e.g. with fuel passages all portions having fuel passages, e.g. flats, grooves, diameter reductions
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料の微粒子化や燃焼性を向上し得る燃料噴
射装置を提供すること。 【解決手段】 燃料旋回体８、燃料噴射口９１を有する
弁座９、燃料旋回体８と弁座９との間に形成されて複数
のスワール溝８５と燃料噴射口９１とに連通する環状の
燃料旋回室８９、および燃料旋回体８内を軸方向に往復
動することにより弁座９に離接して燃料旋回室８９と燃
料噴射口９１との連通路を開閉する弁体７とを備えた燃
料噴射装置において、上記連通路が全開状態であるとき
の弁体７と弁座９との間の最小開口面積Ｓ1 、燃料噴射
口の軸に直交する断面積Ｓ2 、および燃料噴射口９１内
におけるの燃料流の平均断面積Ｓ3 とすると、最小開口
面積Ｓ1 は下式を満足するように弁体７のストローク量
を設定する。 Ｓ3 ＜Ｓ1 ＜Ｓ2 。
射装置を提供すること。 【解決手段】 燃料旋回体８、燃料噴射口９１を有する
弁座９、燃料旋回体８と弁座９との間に形成されて複数
のスワール溝８５と燃料噴射口９１とに連通する環状の
燃料旋回室８９、および燃料旋回体８内を軸方向に往復
動することにより弁座９に離接して燃料旋回室８９と燃
料噴射口９１との連通路を開閉する弁体７とを備えた燃
料噴射装置において、上記連通路が全開状態であるとき
の弁体７と弁座９との間の最小開口面積Ｓ1 、燃料噴射
口の軸に直交する断面積Ｓ2 、および燃料噴射口９１内
におけるの燃料流の平均断面積Ｓ3 とすると、最小開口
面積Ｓ1 は下式を満足するように弁体７のストローク量
を設定する。 Ｓ3 ＜Ｓ1 ＜Ｓ2 。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料に旋回エネル
ギ−を与えてそれを自動車用エンジンなどの内燃機関の
燃焼室内に供給するための燃料噴射装置に関するもので
ある。
ギ−を与えてそれを自動車用エンジンなどの内燃機関の
燃焼室内に供給するための燃料噴射装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】燃料噴射装置として、従来からニードル
弁やボール弁などの弁体を有する筒状の弁本体の出口に
燃料噴射口を有する弁座を設け、外部から供給される燃
料を燃料旋回体により旋回させて上記燃料噴射口に供給
する技術が特開平１０−４７２０８号公報や特開平１０
−２０５４０８号公報などで知られている。これらの技
術においては、弁体の先端部の一部が弁座の一部と離接
することにより燃料旋回体と燃料噴射口との連通路が開
閉される。この連通路が全開状態であるときの弁体と弁
座との隙間の最小開口面積をＳ1 とし、燃料噴射口の軸
に直交する断面積をＳ2 とすると、燃料の流量はＳ1 お
よびＳ2 が大きい程多くなる。
弁やボール弁などの弁体を有する筒状の弁本体の出口に
燃料噴射口を有する弁座を設け、外部から供給される燃
料を燃料旋回体により旋回させて上記燃料噴射口に供給
する技術が特開平１０−４７２０８号公報や特開平１０
−２０５４０８号公報などで知られている。これらの技
術においては、弁体の先端部の一部が弁座の一部と離接
することにより燃料旋回体と燃料噴射口との連通路が開
閉される。この連通路が全開状態であるときの弁体と弁
座との隙間の最小開口面積をＳ1 とし、燃料噴射口の軸
に直交する断面積をＳ2 とすると、燃料の流量はＳ1 お
よびＳ2 が大きい程多くなる。
【０００３】ところで最小開口面積Ｓ1 が燃料噴射口の
断面積Ｓ2 より大きいと、噴射の初期に燃料噴射口から
旋回エネルギー量の乏しい燃料が多量に噴射され、これ
らの燃料は旋回エネルギー量が乏しいために噴霧の拡散
性並びに燃料の微粒子化が不十分であってエンジンのシ
リンダー内での燃焼性が悪くなる問題がある。一方、そ
の逆に最小開口面積Ｓ1 が断面積Ｓ2 より小さいと、上
記の問題は解消あるいは軽減する。しかし上記Ｓ1 が上
記Ｓ2 より過度に小さいと、燃料の上記連通路における
流動抵抗が大きいために燃料旋回体により付与された燃
料の旋回エネルギーが減衰して噴霧角のバラツキが大き
くなり、あるいは噴霧の拡散性並びに燃料の微粒子化が
不十分となってエンジンのシリンダー内での燃焼性が悪
くなる問題がある。
断面積Ｓ2 より大きいと、噴射の初期に燃料噴射口から
旋回エネルギー量の乏しい燃料が多量に噴射され、これ
らの燃料は旋回エネルギー量が乏しいために噴霧の拡散
性並びに燃料の微粒子化が不十分であってエンジンのシ
リンダー内での燃焼性が悪くなる問題がある。一方、そ
の逆に最小開口面積Ｓ1 が断面積Ｓ2 より小さいと、上
記の問題は解消あるいは軽減する。しかし上記Ｓ1 が上
記Ｓ2 より過度に小さいと、燃料の上記連通路における
流動抵抗が大きいために燃料旋回体により付与された燃
料の旋回エネルギーが減衰して噴霧角のバラツキが大き
くなり、あるいは噴霧の拡散性並びに燃料の微粒子化が
不十分となってエンジンのシリンダー内での燃焼性が悪
くなる問題がある。
【０００４】旋回エネルギーを有する燃料は、燃料噴射
口を通過する際にこの燃料噴射口の断面積Ｓ2 の全てを
満たして流動するのではなく、主として燃料噴射口の内
壁の近傍に寄って流動して燃料噴射口の内部には空洞が
生じる。特開平１０−４７２０８号公報では、上記空洞
を持続せしめて旋回燃料の流れを安定化させる目的か
ら、Ｓ2 をＳ1 より大きくする技術を開示しているが、
Ｓ1 が過少である場合の上記問題については言及がな
い。一方、特開平１０−２０５４０８号公報では、特開
平１０−４７２０８号公報の場合とは逆にＳ2 をＳ1 よ
り小さくする技術を開示している。
口を通過する際にこの燃料噴射口の断面積Ｓ2 の全てを
満たして流動するのではなく、主として燃料噴射口の内
壁の近傍に寄って流動して燃料噴射口の内部には空洞が
生じる。特開平１０−４７２０８号公報では、上記空洞
を持続せしめて旋回燃料の流れを安定化させる目的か
ら、Ｓ2 をＳ1 より大きくする技術を開示しているが、
Ｓ1 が過少である場合の上記問題については言及がな
い。一方、特開平１０−２０５４０８号公報では、特開
平１０−４７２０８号公報の場合とは逆にＳ2 をＳ1 よ
り小さくする技術を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した斯界の諸問題
並びに従来技術の現状に鑑み、本発明は燃料の旋回エネ
ルギーの低下を軽減して、燃料の微粒子化や燃焼性を向
上し得る燃料噴射装置を提供することを課題とする。
並びに従来技術の現状に鑑み、本発明は燃料の旋回エネ
ルギーの低下を軽減して、燃料の微粒子化や燃焼性を向
上し得る燃料噴射装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による燃料噴射装
置は、（１）複数のスワール溝を有する筒状の燃料旋回
体、上記燃料旋回体の上記複数のスワール溝が存在する
面に当接すると共に燃料噴射口を有する弁座、上記燃料
旋回体と上記弁座との間に形成されて上記複数のスワー
ル溝と上記燃料噴射口とに連通する環状の燃料旋回室、
上記燃料旋回体の筒孔内を軸方向に往復動することによ
り弁座に離接して上記燃料旋回室と上記燃料噴射口との
連通路を開閉する弁体とを備えた燃料噴射装置におい
て、上記連通路が全開状態であるときの上記弁体と上記
弁座との間の最小開口面積Ｓ1 は、上記燃料噴射口の軸
に直交する断面積Ｓ2 より小さく、上記燃料噴射口にお
ける燃料流の流れ方向に直交する平均断面積Ｓ3 より大
きいものである。 （２）上記（１）において、 燃料旋回室は、燃料旋回
体と弁体と弁座の各壁により囲繞されて形成されている
ものである。 (３）上記（１）において、燃料旋回室は円形環状であ
り、スワール溝は上記燃料旋回室の接線方向に延在する
ものである。 （４）上記（１）において、燃料旋回体と弁座とが当接
する面は、軸に対して傾斜しているものである。 （５）上記（４）において、軸に対する傾斜角は、４５
°以上〜９０°未満である。 （６）上記（１）または（４）において、平均断面積Ｓ
3 は、下式にて求められるものである。 Ｓ3 ＝（π／４）｛Ｄｅ2 − Ｑ2 ｓｉｎ2 ΘＤｉ2 ρ
／（２ｇＰＡ2 ) ｝ 但し、Ｄｅ：燃料噴射口の内径（ｍ）、 Ｑ：燃料旋回体に供給される燃料の静的流量（ｍ3 ／
ｓ）、 Ａ：スワール溝の総断面積（ｍ2 ）、 Ｄｉ：上記スワール溝の中心線の燃料旋回室の中心に対
するオフセット量の２倍の長さ（ｍ）、 Θ：弁座と燃料旋回体とが当接する面の軸に対する角度
（°）、 ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ2 ）、 Ｐ：上記燃料旋回体に供給される上記燃料の圧力（ｋｇ
ｆ／ｍ2 ）、 ρ：上記燃料の密度（ｋｇ／ｍ3 ）。 （７）上記（１）において、スワール溝は、その溝断面
形状が非方形であり、溝底またはその近傍部は溝の単位
長さ当たりの容積が溝上部のそれより小さいものであ
る。
置は、（１）複数のスワール溝を有する筒状の燃料旋回
体、上記燃料旋回体の上記複数のスワール溝が存在する
面に当接すると共に燃料噴射口を有する弁座、上記燃料
旋回体と上記弁座との間に形成されて上記複数のスワー
ル溝と上記燃料噴射口とに連通する環状の燃料旋回室、
上記燃料旋回体の筒孔内を軸方向に往復動することによ
り弁座に離接して上記燃料旋回室と上記燃料噴射口との
連通路を開閉する弁体とを備えた燃料噴射装置におい
て、上記連通路が全開状態であるときの上記弁体と上記
弁座との間の最小開口面積Ｓ1 は、上記燃料噴射口の軸
に直交する断面積Ｓ2 より小さく、上記燃料噴射口にお
ける燃料流の流れ方向に直交する平均断面積Ｓ3 より大
きいものである。 （２）上記（１）において、 燃料旋回室は、燃料旋回
体と弁体と弁座の各壁により囲繞されて形成されている
ものである。 (３）上記（１）において、燃料旋回室は円形環状であ
り、スワール溝は上記燃料旋回室の接線方向に延在する
ものである。 （４）上記（１）において、燃料旋回体と弁座とが当接
する面は、軸に対して傾斜しているものである。 （５）上記（４）において、軸に対する傾斜角は、４５
°以上〜９０°未満である。 （６）上記（１）または（４）において、平均断面積Ｓ
3 は、下式にて求められるものである。 Ｓ3 ＝（π／４）｛Ｄｅ2 − Ｑ2 ｓｉｎ2 ΘＤｉ2 ρ
／（２ｇＰＡ2 ) ｝ 但し、Ｄｅ：燃料噴射口の内径（ｍ）、 Ｑ：燃料旋回体に供給される燃料の静的流量（ｍ3 ／
ｓ）、 Ａ：スワール溝の総断面積（ｍ2 ）、 Ｄｉ：上記スワール溝の中心線の燃料旋回室の中心に対
するオフセット量の２倍の長さ（ｍ）、 Θ：弁座と燃料旋回体とが当接する面の軸に対する角度
（°）、 ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ2 ）、 Ｐ：上記燃料旋回体に供給される上記燃料の圧力（ｋｇ
ｆ／ｍ2 ）、 ρ：上記燃料の密度（ｋｇ／ｍ3 ）。 （７）上記（１）において、スワール溝は、その溝断面
形状が非方形であり、溝底またはその近傍部は溝の単位
長さ当たりの容積が溝上部のそれより小さいものであ
る。
【０００７】
【発明の実施の態様】実施の態様１．図１〜図５は、い
ずれも本発明の実施の態様１を説明するための説明図で
あって、図１は燃料噴射装置の断面図であり、図２は燃
料旋回体およびその近傍部分の拡大断面図であり、図３
は図２のIII − III線に沿った断面図であり、図４は図
２のIV−IV線に沿った断面図であり、図５は弁座の部分
拡大断面図である。図３および図４では、燃料旋回体の
それぞれ弁座側面および燃料受入側面の各平面図が示さ
れている。
ずれも本発明の実施の態様１を説明するための説明図で
あって、図１は燃料噴射装置の断面図であり、図２は燃
料旋回体およびその近傍部分の拡大断面図であり、図３
は図２のIII − III線に沿った断面図であり、図４は図
２のIV−IV線に沿った断面図であり、図５は弁座の部分
拡大断面図である。図３および図４では、燃料旋回体の
それぞれ弁座側面および燃料受入側面の各平面図が示さ
れている。
【０００８】図１〜図５において、１は燃料噴射装置、
２は燃料噴射装置１の外部ハウジング、３は燃料噴射
弁、４は燃料供給管、５はエンジンのシリンダーヘッ
ド、６は電磁コイル６１その他を有し、弁体の一例たる
ニードル弁７を作動せしめる弁作動装置である。燃料噴
射装置１の先端は、エンジンのシリンダーヘッド５の燃
料噴射装置挿入孔５１に挿入設置されている。燃料噴射
弁３は、弁ホルダ３１、ニードル弁７、燃料旋回体８、
および燃料噴射口９１を有する弁座９の各部品がアセン
ブルされた構造を有し、燃料旋回体８は燃料供給管４か
ら供給される燃料に旋回エネルギ−を与えてそれを弁座
９の燃料噴射口９１に供給する機能をなす。８３は、燃
料旋回体８の筒孔であって、ニードル弁７の先端部は筒
孔８３に挿通されてその最先端は燃料噴射口９１の入口
に達している。
２は燃料噴射装置１の外部ハウジング、３は燃料噴射
弁、４は燃料供給管、５はエンジンのシリンダーヘッ
ド、６は電磁コイル６１その他を有し、弁体の一例たる
ニードル弁７を作動せしめる弁作動装置である。燃料噴
射装置１の先端は、エンジンのシリンダーヘッド５の燃
料噴射装置挿入孔５１に挿入設置されている。燃料噴射
弁３は、弁ホルダ３１、ニードル弁７、燃料旋回体８、
および燃料噴射口９１を有する弁座９の各部品がアセン
ブルされた構造を有し、燃料旋回体８は燃料供給管４か
ら供給される燃料に旋回エネルギ−を与えてそれを弁座
９の燃料噴射口９１に供給する機能をなす。８３は、燃
料旋回体８の筒孔であって、ニードル弁７の先端部は筒
孔８３に挿通されてその最先端は燃料噴射口９１の入口
に達している。
【０００９】燃料旋回体８の外周壁は、図３と図４とか
ら分かる通り六角形を呈し、このために円筒状を呈する
弁ホルダ３１の内壁と燃料旋回体８の外周壁との間には
６個の片面凸レンズ形の隙間８４が生じる。これら隙間
８４は、燃料通路として機能する。燃料旋回体８の弁座
側面８１上には、上記６個の隙間８４の各開口端のそれ
ぞれから燃料旋回体８の筒孔８３の方向に向かう６個
の、溝断面形状が方形のスワール溝８５が設けられてお
り、燃料旋回体８と弁座９との間には各スワール溝８５
と弁座９の表面壁にて形成される６個のスワール通路８
７（図３参照）が存在する。また燃料旋回体８の筒孔８
３の開口端には、筒孔８３と同心円状に環状溝８８が設
けられており、この環状溝８８と弁座９の表面壁とニー
ドル弁７の側壁とで円形環状の燃料旋回室８９（図２参
照）が形成されている。６個のスワール通路８７は、図
３に示す通り、燃料旋回室８９の接線方向に延在して燃
料旋回室８９に、また燃料旋回室８９は燃料噴射口９１
にそれぞれ連通している。
ら分かる通り六角形を呈し、このために円筒状を呈する
弁ホルダ３１の内壁と燃料旋回体８の外周壁との間には
６個の片面凸レンズ形の隙間８４が生じる。これら隙間
８４は、燃料通路として機能する。燃料旋回体８の弁座
側面８１上には、上記６個の隙間８４の各開口端のそれ
ぞれから燃料旋回体８の筒孔８３の方向に向かう６個
の、溝断面形状が方形のスワール溝８５が設けられてお
り、燃料旋回体８と弁座９との間には各スワール溝８５
と弁座９の表面壁にて形成される６個のスワール通路８
７（図３参照）が存在する。また燃料旋回体８の筒孔８
３の開口端には、筒孔８３と同心円状に環状溝８８が設
けられており、この環状溝８８と弁座９の表面壁とニー
ドル弁７の側壁とで円形環状の燃料旋回室８９（図２参
照）が形成されている。６個のスワール通路８７は、図
３に示す通り、燃料旋回室８９の接線方向に延在して燃
料旋回室８９に、また燃料旋回室８９は燃料噴射口９１
にそれぞれ連通している。
【００１０】燃料供給管４から供給される燃料は、燃料
旋回体８の燃料受入側面８２に到ると６個の隙間８４に
分かれて燃料旋回体８の弁座側面８１に到り、ついでス
ワール通路８７を経る間に旋回エネルギ−が付与されて
燃料旋回室８９に到り、最後に弁座９の燃料噴射口９１
から噴射される。その際、ニードル弁７は、燃料旋回体
８の筒孔８３内を軸方向に往復動することにより弁座９
に離接して燃料旋回室８９と燃料噴射口９１との連通路
を開閉する。
旋回体８の燃料受入側面８２に到ると６個の隙間８４に
分かれて燃料旋回体８の弁座側面８１に到り、ついでス
ワール通路８７を経る間に旋回エネルギ−が付与されて
燃料旋回室８９に到り、最後に弁座９の燃料噴射口９１
から噴射される。その際、ニードル弁７は、燃料旋回体
８の筒孔８３内を軸方向に往復動することにより弁座９
に離接して燃料旋回室８９と燃料噴射口９１との連通路
を開閉する。
【００１１】つぎに燃料に旋回エネルギーを付与する機
構について説明する。前述のようにスワール通路８７中
を流れる燃料は、このスワール通路８７の長さがその通
路の断面積に対して比較的長く設定されており、具体的
には通路長を通路の内径で除した比は２以上としている
ので、スワール通路８７の出口部の流速分布はほぼ均一
化されている。なおその際、スワール通路８７の通路内
径は、該通路の断面積に等しい円形通路の径とする。ス
ワール通路８７より流出する燃料の流速Ｖ1 は下式
（１）となる。 Ｖ1 ＝Ｑ／Ａ ・・・ （１） ここに、Ｑは燃料旋回体８に供給される燃料の静的流量
（ｍ3 ／ｓ）であり、Ａはスワール通路８７の総断面積
（ｍ2 ）である。図３の例では、Ａは６個のスワール通
路８７の各断面積の和となる。スワール通路８７の出口
から流出した燃料は、燃料旋回室８９で合流して旋回運
動をなし、その時の旋回流の渦度Ｅ1 は下式（２）とな
る。 Ｅ1 ＝Ｖ1 Ｄｉ ・・・ （２） ここに、Ｄｉはオフセット量（各スワール通路８７の中
心線と、燃料旋回室８９の中心を通り上記スワール通路
８７の中心線と平行な線との間の距離）の２倍の長さ
（ｍ）である。
構について説明する。前述のようにスワール通路８７中
を流れる燃料は、このスワール通路８７の長さがその通
路の断面積に対して比較的長く設定されており、具体的
には通路長を通路の内径で除した比は２以上としている
ので、スワール通路８７の出口部の流速分布はほぼ均一
化されている。なおその際、スワール通路８７の通路内
径は、該通路の断面積に等しい円形通路の径とする。ス
ワール通路８７より流出する燃料の流速Ｖ1 は下式
（１）となる。 Ｖ1 ＝Ｑ／Ａ ・・・ （１） ここに、Ｑは燃料旋回体８に供給される燃料の静的流量
（ｍ3 ／ｓ）であり、Ａはスワール通路８７の総断面積
（ｍ2 ）である。図３の例では、Ａは６個のスワール通
路８７の各断面積の和となる。スワール通路８７の出口
から流出した燃料は、燃料旋回室８９で合流して旋回運
動をなし、その時の旋回流の渦度Ｅ1 は下式（２）とな
る。 Ｅ1 ＝Ｖ1 Ｄｉ ・・・ （２） ここに、Ｄｉはオフセット量（各スワール通路８７の中
心線と、燃料旋回室８９の中心を通り上記スワール通路
８７の中心線と平行な線との間の距離）の２倍の長さ
（ｍ）である。
【００１２】燃料旋回室８９で旋回流となった燃料は、
燃料旋回室８９からニードル弁７とと弁座９との間の隙
間を通って燃料噴射口９１に入り、そこで旋回運動を起
こしながら燃料噴射口９１の外へ噴射される。図５にお
いて梨地Ｆは燃料噴射口９１の前後における燃料の流れ
を示し、９２はニードル弁７の全開状態におけるニード
ル弁７と弁座９との間の最小開口部を示し、θは弁座９
のシート角を示す。
燃料旋回室８９からニードル弁７とと弁座９との間の隙
間を通って燃料噴射口９１に入り、そこで旋回運動を起
こしながら燃料噴射口９１の外へ噴射される。図５にお
いて梨地Ｆは燃料噴射口９１の前後における燃料の流れ
を示し、９２はニードル弁７の全開状態におけるニード
ル弁７と弁座９との間の最小開口部を示し、θは弁座９
のシート角を示す。
【００１３】旋回エネルギーを有する燃料は、前記した
通り、燃料噴射口９１を通過する際にこの燃料噴射口９
１の断面積Ｓ2 の全てを満たして流動するのではなく、
主として燃料噴射口９１の内壁の近傍に寄って流動し、
ために燃料噴射口９１の内部には空洞が生じる。燃料噴
射口９１内におけるの燃料流Ｆは、かくしてドーナツ状
の断面を呈し、燃料流Ｆのその流れに直交する平均断面
積をＳ3 とする。また前記の最小開口部９２においてニ
ードル弁７が全開状態における開口面積（最小開口面
積）をＳ1 とすると、下式（３）が成立するように最小
開口面積Ｓ1 を設定する。 Ｓ3 ＜Ｓ1 ＜Ｓ2 ・・・ （３） 最小開口面積Ｓ1 を燃料噴射口９１の断面積Ｓ2 より小
さくすることにより、噴射の初期に燃料噴射口９１から
旋回エネルギー量の乏しい燃料が多量に噴射されること
が防止され、また最小開口面積Ｓ1 を燃料流Ｆの平均断
面積Ｓ3 より大きくすることにより燃料旋回体８により
付与された燃料の旋回エネルギーの減衰が軽減する。か
くして、燃料旋回室８９から燃料噴射口９１に至る連通
路において燃料の渦度が維持される自由渦の原理が成立
し、その結果、燃料は十分な旋回エネルギーを保持した
状態で燃料噴射口９１から外へ噴射され、その際に燃料
は良好に拡散し、また微細化が進んで本発明の前記課題
が達成される。
通り、燃料噴射口９１を通過する際にこの燃料噴射口９
１の断面積Ｓ2 の全てを満たして流動するのではなく、
主として燃料噴射口９１の内壁の近傍に寄って流動し、
ために燃料噴射口９１の内部には空洞が生じる。燃料噴
射口９１内におけるの燃料流Ｆは、かくしてドーナツ状
の断面を呈し、燃料流Ｆのその流れに直交する平均断面
積をＳ3 とする。また前記の最小開口部９２においてニ
ードル弁７が全開状態における開口面積（最小開口面
積）をＳ1 とすると、下式（３）が成立するように最小
開口面積Ｓ1 を設定する。 Ｓ3 ＜Ｓ1 ＜Ｓ2 ・・・ （３） 最小開口面積Ｓ1 を燃料噴射口９１の断面積Ｓ2 より小
さくすることにより、噴射の初期に燃料噴射口９１から
旋回エネルギー量の乏しい燃料が多量に噴射されること
が防止され、また最小開口面積Ｓ1 を燃料流Ｆの平均断
面積Ｓ3 より大きくすることにより燃料旋回体８により
付与された燃料の旋回エネルギーの減衰が軽減する。か
くして、燃料旋回室８９から燃料噴射口９１に至る連通
路において燃料の渦度が維持される自由渦の原理が成立
し、その結果、燃料は十分な旋回エネルギーを保持した
状態で燃料噴射口９１から外へ噴射され、その際に燃料
は良好に拡散し、また微細化が進んで本発明の前記課題
が達成される。
【００１４】燃料噴射口９１の断面積Ｓ2 は、燃料噴射
口９１の内径を実測することにより求めることができ
る。一方、最小開口面積Ｓ1 と燃料流Ｆの平均断面積Ｓ
3 とは、燃料噴射装置の詳細構造並びにその運転条件が
定まれば実質的に一定となるので実測することができ、
あるいは後記の方法で算出してもよい。最小開口面積Ｓ
1 は、最小開口部９２の全開状態におけるニードル弁７
の弁座９からの離隔高さに依存するが、それはニードル
弁７の軸方向のストローク量を調節することにより所望
の大きさに設定することができる。
口９１の内径を実測することにより求めることができ
る。一方、最小開口面積Ｓ1 と燃料流Ｆの平均断面積Ｓ
3 とは、燃料噴射装置の詳細構造並びにその運転条件が
定まれば実質的に一定となるので実測することができ、
あるいは後記の方法で算出してもよい。最小開口面積Ｓ
1 は、最小開口部９２の全開状態におけるニードル弁７
の弁座９からの離隔高さに依存するが、それはニードル
弁７の軸方向のストローク量を調節することにより所望
の大きさに設定することができる。
【００１５】最小開口面積Ｓ1 は、ニードル弁７が全開
状態における最小開口部９２でのニードル弁７と弁座９
との間の法線上の線分Ｙ（図５参照）を軸の回りに回転
したときに得られる截頭円錐体の斜面の面積として、即
ち下式（４）により算出することができる。 Ｓ1 ＝π〔（Ｒ＋Ｙ）2 −Ｒ2 〕ｃｏｓ（θ／２） ・・・ （４） ここにＲは、上記截頭円錐体の截頭部の斜面の長さ( 図
５参照）であり、θは弁座のシート角である。
状態における最小開口部９２でのニードル弁７と弁座９
との間の法線上の線分Ｙ（図５参照）を軸の回りに回転
したときに得られる截頭円錐体の斜面の面積として、即
ち下式（４）により算出することができる。 Ｓ1 ＝π〔（Ｒ＋Ｙ）2 −Ｒ2 〕ｃｏｓ（θ／２） ・・・ （４） ここにＲは、上記截頭円錐体の截頭部の斜面の長さ( 図
５参照）であり、θは弁座のシート角である。
【００１６】以下に、燃料流Ｆの平均断面積Ｓ3 を算出
する方法を説明する。自由渦の原理より渦度が一定であ
るので、上記式（２）から下式（５）および下式（６）
が成立する。 Ｖ1 Ｄｉ＝Ｖ2 Ｄｃ ・・・ （５） Ｓ3 ＝π（Ｄｅ2 −Ｄｃ2 ）／４ ・・・ （６） ここに、Ｖ2 は燃料噴射口９１内における燃料の流速で
あり、Ｄｃは燃料噴射口９１内における燃料の空洞径で
ある。Ｖ2 は、燃料噴射口９１内での流体の損失が少な
く、燃料旋回体８の上流側に供給されるポテンシャルエ
ネルギーたる燃料圧力Ｐ／ρが燃料噴射口９１の出口に
おいてほとんど運動エネルギーたるＶ2 2 ／（２ｇ）に
変換されるように設計されている。したがってＶ2 につ
いては、ベルヌイの定理により下式（７）が、また下式
（７）より下式（８）がそれぞれ成立する。 Ｖ2 2 ／（２ｇ）＝Ｐ／ρ ・・・ （７） Ｖ2 ＝√（２ｇＰ／ρ） ・・・ （８） ここに、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ2 ）であり、Ｐは燃料
旋回体８に供給される燃料の圧力（ｋｇｆ／ｍ2 ）であ
り、ρは上記燃料の密度（ｋｇ／ｍ3 ）である。しかし
て、上記式（１）、式（６）、および式（８）から下式
（９）が成立する。 Ｓ3 ＝（π／４）｛Ｄｅ2 − Ｑ2 ｓｉｎ2 ΘＤｉ2 ρ／（２ｇＰＡ2 ) ｝ ・・・ （９） ここに、Θは、弁座９と燃料旋回体８とが当接する面の
軸に対する角度（°）であって、図２では９０°であ
る。
する方法を説明する。自由渦の原理より渦度が一定であ
るので、上記式（２）から下式（５）および下式（６）
が成立する。 Ｖ1 Ｄｉ＝Ｖ2 Ｄｃ ・・・ （５） Ｓ3 ＝π（Ｄｅ2 −Ｄｃ2 ）／４ ・・・ （６） ここに、Ｖ2 は燃料噴射口９１内における燃料の流速で
あり、Ｄｃは燃料噴射口９１内における燃料の空洞径で
ある。Ｖ2 は、燃料噴射口９１内での流体の損失が少な
く、燃料旋回体８の上流側に供給されるポテンシャルエ
ネルギーたる燃料圧力Ｐ／ρが燃料噴射口９１の出口に
おいてほとんど運動エネルギーたるＶ2 2 ／（２ｇ）に
変換されるように設計されている。したがってＶ2 につ
いては、ベルヌイの定理により下式（７）が、また下式
（７）より下式（８）がそれぞれ成立する。 Ｖ2 2 ／（２ｇ）＝Ｐ／ρ ・・・ （７） Ｖ2 ＝√（２ｇＰ／ρ） ・・・ （８） ここに、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ2 ）であり、Ｐは燃料
旋回体８に供給される燃料の圧力（ｋｇｆ／ｍ2 ）であ
り、ρは上記燃料の密度（ｋｇ／ｍ3 ）である。しかし
て、上記式（１）、式（６）、および式（８）から下式
（９）が成立する。 Ｓ3 ＝（π／４）｛Ｄｅ2 − Ｑ2 ｓｉｎ2 ΘＤｉ2 ρ／（２ｇＰＡ2 ) ｝ ・・・ （９） ここに、Θは、弁座９と燃料旋回体８とが当接する面の
軸に対する角度（°）であって、図２では９０°であ
る。
【００１７】実施の態様２．図６は、本発明の実施の態
様２における燃料旋回体およびその近傍部分の断面図で
あって、８９は燃料旋回室である。なお図６およびそれ
に後続する諸図については、前記図１〜図５と同じ部位
については同じ符号を付している。
様２における燃料旋回体およびその近傍部分の断面図で
あって、８９は燃料旋回室である。なお図６およびそれ
に後続する諸図については、前記図１〜図５と同じ部位
については同じ符号を付している。
【００１８】前記実施の態様１においては燃料旋回室８
９は、燃料旋回体８に設けられた環状溝８８と弁座９の
表面壁とニードル弁７の側壁とで形成されていた。これ
に対して実施の態様２における燃料旋回室８９は、燃料
旋回体８の側壁とニードル弁７の側壁と弁座９の表面壁
とで囲繞された、断面が三角形のものである。しかして
実施の態様２は、燃料旋回室８９の形成方法において実
施の態様１と異なり、実施の態様１のように燃料旋回体
８への環状溝８８の形成が省略できて、燃料旋回体８の
製造コストが軽減する利点がある。
９は、燃料旋回体８に設けられた環状溝８８と弁座９の
表面壁とニードル弁７の側壁とで形成されていた。これ
に対して実施の態様２における燃料旋回室８９は、燃料
旋回体８の側壁とニードル弁７の側壁と弁座９の表面壁
とで囲繞された、断面が三角形のものである。しかして
実施の態様２は、燃料旋回室８９の形成方法において実
施の態様１と異なり、実施の態様１のように燃料旋回体
８への環状溝８８の形成が省略できて、燃料旋回体８の
製造コストが軽減する利点がある。
【００１９】実施の態様３．図７〜図８は、いずれも本
発明の実施の態様３を説明するための説明図であって、
図７は前記図３に対応する断面図である。図７には燃料
旋回体の弁座側面の平面図が示されており、図８は図７
におけるVIII− VIII 線に沿った拡大断面図である。図
７〜図８において、８５は燃料旋回体８に設けられたス
ワール溝である。前記実施の態様１における各スワール
溝８５は、溝断面形状が方形であったが、実施の態様３
における各スワール溝８５は、溝断面形状が図８に示す
通りＶ字状を呈している。燃料旋回体８は、焼結体など
の型を用いて製造されるが、スワール溝８５の溝断面形
状が方形であると、この型の溝部分の強度確保が必要と
なるが、Ｖ字状溝であるとかかる強度確保の程度が少な
くて済む。また溝断面形状が方形のスワール溝８５の場
合、その溝底の壁面付近では燃料の流速が溝中央部と比
較して遅くなる。これに対して、Ｖ字状溝であると溝底
の容積が小さく、低流速となる燃料の比率が小さいので
燃料の平均流速が方形断面溝のそれより高く、しかして
燃料旋回体８による燃料への旋回エネルギー付与効率が
向上する利点もある。
発明の実施の態様３を説明するための説明図であって、
図７は前記図３に対応する断面図である。図７には燃料
旋回体の弁座側面の平面図が示されており、図８は図７
におけるVIII− VIII 線に沿った拡大断面図である。図
７〜図８において、８５は燃料旋回体８に設けられたス
ワール溝である。前記実施の態様１における各スワール
溝８５は、溝断面形状が方形であったが、実施の態様３
における各スワール溝８５は、溝断面形状が図８に示す
通りＶ字状を呈している。燃料旋回体８は、焼結体など
の型を用いて製造されるが、スワール溝８５の溝断面形
状が方形であると、この型の溝部分の強度確保が必要と
なるが、Ｖ字状溝であるとかかる強度確保の程度が少な
くて済む。また溝断面形状が方形のスワール溝８５の場
合、その溝底の壁面付近では燃料の流速が溝中央部と比
較して遅くなる。これに対して、Ｖ字状溝であると溝底
の容積が小さく、低流速となる燃料の比率が小さいので
燃料の平均流速が方形断面溝のそれより高く、しかして
燃料旋回体８による燃料への旋回エネルギー付与効率が
向上する利点もある。
【００２０】Ｖ字状溝に限らず、溝断面形状が非方形を
呈し、溝底またはその近傍部は溝の単位長さ当たりの容
積が溝上部のそれより小さいもの、例えば、Ｕ字状、半
円状、あるいはその他の、溝底の容積が小さくなる溝断
面形状のスワール溝でもＶ字状溝と同様の上記長所があ
る。
呈し、溝底またはその近傍部は溝の単位長さ当たりの容
積が溝上部のそれより小さいもの、例えば、Ｕ字状、半
円状、あるいはその他の、溝底の容積が小さくなる溝断
面形状のスワール溝でもＶ字状溝と同様の上記長所があ
る。
【００２１】実施の態様４．図９〜図１０は、いずれも
本発明の実施の態様４を説明するための説明図であっ
て、図９は燃料旋回体およびその近傍部分の拡大断面図
であり、図１０は図９のX −X 線に沿った断面図であ
る。図１０では、燃料旋回体の弁座側面の平面図が示さ
れている。実施の態様４は、実施の態様１とは燃料旋回
体８と弁座９とが当接する面は、軸に対して角度Θで傾
斜している点においてのみ異なり、その場合の前記平均
断面積Ｓ3 も前記の式（９）で求めることができる。但
し、実施の態様１では角度Θは９０°であり、ｓｉｎΘ
2 の項は１であったが、実施の態様４ではその項は１よ
り小さい値となる。
本発明の実施の態様４を説明するための説明図であっ
て、図９は燃料旋回体およびその近傍部分の拡大断面図
であり、図１０は図９のX −X 線に沿った断面図であ
る。図１０では、燃料旋回体の弁座側面の平面図が示さ
れている。実施の態様４は、実施の態様１とは燃料旋回
体８と弁座９とが当接する面は、軸に対して角度Θで傾
斜している点においてのみ異なり、その場合の前記平均
断面積Ｓ3 も前記の式（９）で求めることができる。但
し、実施の態様１では角度Θは９０°であり、ｓｉｎΘ
2 の項は１であったが、実施の態様４ではその項は１よ
り小さい値となる。
【００２２】燃料旋回体８と弁座９とが当接する面を軸
に対して傾斜を付けると、スワール溝８５、しかしてス
ワール通路８７も傾斜することになり、このためにスワ
ール通路８７から燃料旋回室８９を経てニードル弁７と
弁座９との間の隙間（連通路）に至る燃料流路の角度変
化が実施の態様１の場合より緩やかとなるので、燃料流
の流動抵抗が小さくなり、この結果、燃料流が一層安定
化する効果がある。一方、燃料旋回体８による燃料への
旋回エネルギー付与能率は、Θが９０°から小さくなる
にしたがって低下するので、角度Θは４５°〜９０°の
範囲とし、燃料流の安定化を重視する観点からは角度Θ
は４５°以上〜９０°未満とすることが好ましい。
に対して傾斜を付けると、スワール溝８５、しかしてス
ワール通路８７も傾斜することになり、このためにスワ
ール通路８７から燃料旋回室８９を経てニードル弁７と
弁座９との間の隙間（連通路）に至る燃料流路の角度変
化が実施の態様１の場合より緩やかとなるので、燃料流
の流動抵抗が小さくなり、この結果、燃料流が一層安定
化する効果がある。一方、燃料旋回体８による燃料への
旋回エネルギー付与能率は、Θが９０°から小さくなる
にしたがって低下するので、角度Θは４５°〜９０°の
範囲とし、燃料流の安定化を重視する観点からは角度Θ
は４５°以上〜９０°未満とすることが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】本発明の燃料噴射装置は、以上説明した
通り（１）複数のスワール溝を有する筒状の燃料旋回
体、上記燃料旋回体の上記複数のスワール溝が存在する
面に当接すると共に燃料噴射口を有する弁座、上記燃料
旋回体と上記弁座との間に形成されて上記複数のスワー
ル溝と上記燃料噴射口とに連通する環状の燃料旋回室、
上記燃料旋回体の筒孔内を軸方向に往復動することによ
り弁座に離接して上記燃料旋回室と上記燃料噴射口との
連通路を開閉する弁体とを備えた燃料噴射装置におい
て、上記連通路が全開状態であるときの上記弁体と上記
弁座との間の最小開口面積Ｓ1 は、上記燃料噴射口の軸
に直交する断面積Ｓ2 より小さく、上記燃料噴射口にお
けるの燃料流の、その流れ方向に直交する平均断面積Ｓ
3 より大きいものであるので、上記燃料旋回室から燃料
噴射口に至る連通路において燃料の渦度が維持される自
由渦の原理が成立し、その結果、燃料は十分な旋回エネ
ルギーを保持した状態で燃料噴射口から外へ噴射され、
その際に燃料の微細化が進んで本発明の前記課題が達成
される。また前記特開平１０−２０５４０８号公報に記
載された従来の燃料噴射装置における弁体のように不要
に大きなストロークに設定にした場合に比べて弁体の応
答性が早くなり、特に筒内噴射用の燃料噴射装置に要求
される高応答性の実現が可能となる。
通り（１）複数のスワール溝を有する筒状の燃料旋回
体、上記燃料旋回体の上記複数のスワール溝が存在する
面に当接すると共に燃料噴射口を有する弁座、上記燃料
旋回体と上記弁座との間に形成されて上記複数のスワー
ル溝と上記燃料噴射口とに連通する環状の燃料旋回室、
上記燃料旋回体の筒孔内を軸方向に往復動することによ
り弁座に離接して上記燃料旋回室と上記燃料噴射口との
連通路を開閉する弁体とを備えた燃料噴射装置におい
て、上記連通路が全開状態であるときの上記弁体と上記
弁座との間の最小開口面積Ｓ1 は、上記燃料噴射口の軸
に直交する断面積Ｓ2 より小さく、上記燃料噴射口にお
けるの燃料流の、その流れ方向に直交する平均断面積Ｓ
3 より大きいものであるので、上記燃料旋回室から燃料
噴射口に至る連通路において燃料の渦度が維持される自
由渦の原理が成立し、その結果、燃料は十分な旋回エネ
ルギーを保持した状態で燃料噴射口から外へ噴射され、
その際に燃料の微細化が進んで本発明の前記課題が達成
される。また前記特開平１０−２０５４０８号公報に記
載された従来の燃料噴射装置における弁体のように不要
に大きなストロークに設定にした場合に比べて弁体の応
答性が早くなり、特に筒内噴射用の燃料噴射装置に要求
される高応答性の実現が可能となる。
【００２４】また（２）燃料旋回室は、燃料旋回体と弁
体と弁座の各壁により囲繞されて形成されるので、燃料
旋回体に燃料旋回室形成のための環状溝などを設ける必
要がなく、燃料旋回体の製造コストが軽減する利点があ
る。
体と弁座の各壁により囲繞されて形成されるので、燃料
旋回体に燃料旋回室形成のための環状溝などを設ける必
要がなく、燃料旋回体の製造コストが軽減する利点があ
る。
【００２５】また本発明において、燃料旋回室は環状で
あればその環状の形状は円形、楕円形、多角形、あるい
はその他であってよく、また燃料旋回室に対するスワー
ル溝の延在方向については特に制限はないが、（３）燃
料旋回室は円形環状を呈し、スワール溝は上記燃料旋回
室の接線方向に延在することにより、燃料の流動抵抗を
最小に保持し得て、燃料旋回体による旋回エネルギーの
付与機能を最大限に活かすことができる。
あればその環状の形状は円形、楕円形、多角形、あるい
はその他であってよく、また燃料旋回室に対するスワー
ル溝の延在方向については特に制限はないが、（３）燃
料旋回室は円形環状を呈し、スワール溝は上記燃料旋回
室の接線方向に延在することにより、燃料の流動抵抗を
最小に保持し得て、燃料旋回体による旋回エネルギーの
付与機能を最大限に活かすことができる。
【００２６】また（４）燃料旋回体と弁座とが当接する
面は、軸に対して傾斜しており、例えば、（５）上記の
傾斜角が４５°以上〜９０°未満であると、スワール通
路も傾斜することになり、このためにスワール通路から
燃料旋回室を経てニードル弁と弁座との間の連通路に至
る燃料流路の角度変化が緩やかとなるので、燃料流の流
動抵抗が小さくなり、この結果、燃料流が一層安定化す
る効果がある。
面は、軸に対して傾斜しており、例えば、（５）上記の
傾斜角が４５°以上〜９０°未満であると、スワール通
路も傾斜することになり、このためにスワール通路から
燃料旋回室を経てニードル弁と弁座との間の連通路に至
る燃料流路の角度変化が緩やかとなるので、燃料流の流
動抵抗が小さくなり、この結果、燃料流が一層安定化す
る効果がある。
【００２７】また（６）平均断面積Ｓ3 を前記式（９）
で求めることができると、本発明の燃料噴射装置の詳細
構造と供給燃料の諸条件から計算により前記連通路が全
開状態であるときの弁体と弁座との間の最小開口面積Ｓ
1 を、ひいては弁体のストローク量の最適値を求めるこ
とができる。
で求めることができると、本発明の燃料噴射装置の詳細
構造と供給燃料の諸条件から計算により前記連通路が全
開状態であるときの弁体と弁座との間の最小開口面積Ｓ
1 を、ひいては弁体のストローク量の最適値を求めるこ
とができる。
【００２８】またさらに、（７）スワール溝は、その溝
断面形状が非方形を呈し、溝底またはその近傍部は溝の
単位長さ当たりの容積が溝上部のそれより小さいと、燃
料旋回体の焼結体などの型を用いた製造が容易となり、
且つ溝底の容積が小さくて低流速となる燃料の比率が小
さいので燃料の平均流速が方形断面溝のそれより高く、
よって燃料旋回体による燃料への旋回エネルギー付与効
率が向上する。
断面形状が非方形を呈し、溝底またはその近傍部は溝の
単位長さ当たりの容積が溝上部のそれより小さいと、燃
料旋回体の焼結体などの型を用いた製造が容易となり、
且つ溝底の容積が小さくて低流速となる燃料の比率が小
さいので燃料の平均流速が方形断面溝のそれより高く、
よって燃料旋回体による燃料への旋回エネルギー付与効
率が向上する。
【図１】 本発明の実施の形態１の燃料噴射装置の断面
図。
図。
【図２】 実施の形態１における燃料旋回体およびその
近傍部分の拡大断面図。
近傍部分の拡大断面図。
【図３】 図２のIII − III線に沿った断面図。
【図４】 図２のIV−IV線に沿った断面図。
【図５】 実施の形態１における弁座の部分拡大断面
図。
図。
【図６】 本発明の実施の形態２における燃料旋回体お
よびその近傍部分の拡大断面図。
よびその近傍部分の拡大断面図。
【図７】 本発明の実施の形態３における燃料旋回体の
弁座側面の平面図を含む一部拡大断面図。
弁座側面の平面図を含む一部拡大断面図。
【図８】 図７におけるVIII− VIII 線に沿った拡大断
面図。
面図。
【図９】 本発明の実施の態様４における燃料旋回体お
よびその近傍部分の拡大断面図。
よびその近傍部分の拡大断面図。
【図１０】 図９のX −X 線に沿った断面図。
１は燃料噴射装置、３ 燃料噴射弁、７ ニードル弁、
８ 燃料旋回体、８５ スワール溝、８７ スワール通
路、８９ 燃料旋回室、９ 弁座、９１燃料噴射口、Ｓ
1 弁体と弁座との間の最小開口面積、Ｓ2 燃料噴射
口の断面積、Ｓ3 燃料噴射口におけるの燃料流の平均
断面積。
８ 燃料旋回体、８５ スワール溝、８７ スワール通
路、８９ 燃料旋回室、９ 弁座、９１燃料噴射口、Ｓ
1 弁体と弁座との間の最小開口面積、Ｓ2 燃料噴射
口の断面積、Ｓ3 燃料噴射口におけるの燃料流の平均
断面積。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住田 守 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 BA03 BA17 BA19 BA61 CC06U CC14 CC21 CC43 CD28 CE22 DC18
Claims (7)
- 【請求項１】 複数のスワール溝を有する筒状の燃料旋
回体、上記燃料旋回体の上記複数のスワール溝が存在す
る面に当接すると共に燃料噴射口を有する弁座、上記燃
料旋回体と上記弁座との間に形成されて上記複数のスワ
ール溝と上記燃料噴射口とに連通する環状の燃料旋回
室、上記燃料旋回体の筒孔内を軸方向に往復動すること
により弁座に離接して上記燃料旋回室と上記燃料噴射口
との連通路を開閉する弁体とを備えた燃料噴射装置にお
いて、上記連通路が全開状態であるときの上記弁体と上
記弁座との間の最小開口面積Ｓ1 は、上記燃料噴射口の
軸に直交する断面積Ｓ2 より小さく、上記燃料噴射口に
おける燃料流の流れ方向に直交する平均断面積Ｓ3 より
大きいことを特徴とする燃料噴射装置。 - 【請求項２】 燃料旋回室は、燃料旋回体と弁体と弁座
の各壁により囲繞されて形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の燃料噴射装置。 - 【請求項３】 燃料旋回室は円形環状であり、スワール
溝は上記燃料旋回室の接線方向に延在することを特徴と
する請求項１記載の燃料噴射装置。 - 【請求項４】 燃料旋回体と弁座とが当接する面は、軸
に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載の
燃料噴射装置。 - 【請求項５】 軸に対する傾斜角は、４５°以上〜９０
°未満であることを特徴とする請求項４記載の燃料噴射
装置。 - 【請求項６】 平均断面積Ｓ3 は、下式にて求められる
ものであることを特徴とする請求項１または請求項４記
載の燃料噴射装置。 Ｓ3 ＝（π／４）｛Ｄｅ2 − Ｑ2 ｓｉｎ2 ΘＤｉ2 ρ
／（２ｇＰＡ2 ) ｝ 但し、Ｄｅ：燃料噴射口の内径（ｍ）、 Ｑ：燃料旋回体に供給される燃料の静的流量（ｍ3 ／
ｓ）、 Ａ：スワール溝の総断面積（ｍ2 ）、 Ｄｉ：上記スワール溝の中心線の燃料旋回室の中心に対
するオフセット量の２倍の長さ（ｍ）、 Θ：弁座と燃料旋回体とが当接する面の軸に対する角度
（°） ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ2 ）、 Ｐ：上記燃料旋回体に供給される上記燃料の圧力（ｋｇ
ｆ／ｍ2 ）、 ρ：上記燃料の密度（ｋｇ／ｍ3 ）。 - 【請求項７】 スワール溝は、その溝断面形状が非方形
であり、溝底またはその近傍部は溝の単位長さ当たりの
容積が溝上部のそれより小さいことを特徴とする請求項
１記載の燃料噴射装置。
Priority Applications (4)
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