JP2005315101A

JP2005315101A - ガス燃料用噴射弁

Info

Publication number: JP2005315101A
Application number: JP2004131339A
Authority: JP
Inventors: Masaki Okada; 正貴岡田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10
Also published as: CN1690405A; EP1591652A2; EP1591652A3; US20050235949A1

Abstract

【課題】ニードル弁の最大リフト量を大きくせずとも、充分な燃料噴射量を確保できるガス燃料用噴射弁を提供する。
【解決手段】ニードル弁１０と、ニードル弁１０と当接するシート部３０と、シート部３０の下部に設けられたサック部３２と、サック部３２の下部に形成された噴射孔１１とを備えたガス燃料用噴射弁であって、当該ガス燃料用噴射弁１を、噴射孔１１をエンジンの燃焼室Ｎ内に臨ませてシリンダヘッドＣ／Ｈに取り付けたときに、上記シート部３０がシリンダヘッドＣ／Ｈの下面よりも上方に位置するようにすべく、サック部３２を所定長さ以上に形成し、かつシート部３０の断面積をサック部３２の断面積よりも大きくして、ニードル弁１０のリフト量に対する燃料噴射量を多くしたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等のガス燃料用の燃料噴射弁に係り、特に、ニードル弁の最大リフト量を大きくせずとも、充分な燃料噴射量を確保できるガス燃料用噴射弁に関するものである。

圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、プロパンガス又は水素等のガス燃料を噴射するガス燃料用噴射弁として、バレル内に移動可能に収容されたニードル弁を磁歪素子を用いてリフトして、バレル下端に形成された噴射孔を開くタイプが知られている（例えば、特許文献１参照）。このように、磁歪素子によりニードル弁を直接リフトする噴射弁は、ニードル弁の駆動応答性が良いという利点を有する。

従来のガス燃料用噴射弁は、図５に示すように、ニードル弁ＮＶの下部がテーパ状に形成され、バレルＢＲの下部にニードル弁ＮＶの下部と当接するための環状のシート部ＳＴが形成される。シート部ＳＴの下部にはフレアー状のサック部ＳＵが連続して形成され、このサック部ＳＵに噴射孔ＩＨが連通・形成される。

図中点線で示すように、ニードル弁ＮＶが下端位置に位置したとき、つまり、ニードル弁ＮＶのリフト量がゼロであるときは、ニードル弁ＮＶの下部とバレルＢＲのシート部ＳＴとが所定圧力で当接し、両者の間がシールされる。従って、燃料の噴射は実行されない。なお、ガス燃料は、バレルＢＲとニードル弁ＮＶとの隙間を通してシート部ＳＴの手前まで常時供給される。

一方、図に実線で示すように、図示しない磁歪素子によりニードル弁ＮＶがリフトされると、ニードル弁ＮＶの下部がシート部ＳＴから上方に離間する。これにより、ニードル弁ＮＶとシート部ＳＴとの間に隙間が形成され、シート部ＳＴ手前まで供給されていたガス燃料がこの隙間を通って噴射孔ＩＨから噴射される。

当然のことながら、このようなガス燃料用噴射弁は、少なくともエンジンに要求される最大の噴射量を噴射できるように設計する必要がある。即ち、燃料噴射弁の最大燃料噴射量（ニードル弁ＮＶの最大リフト時の噴射量）が、エンジンに要求される最大の噴射量以上となるように設計しなければならない。

ガス燃料は、そのエネルギ密度（単位体積当たりの発熱エネルギ）が軽油やガソリン等の液体燃料と比較して非常に小さい（ＣＮＧでは１／１０００程度）ため、ガス燃料用噴射弁に要求される最大燃料噴射量は液体燃料用噴射弁と比べて多くなる。

特表２００３−５１２５５５号公報特許第３３９５６４３号公報

ところで、上述したようなガス燃料用噴射弁では、燃料の噴射量は、噴射孔ＩＨの径及び数のみならず、リフトされたニードル弁ＮＶとシート部ＳＴとの間に形成される隙間面積（カーテンエリア）、燃料の噴射期間、燃料の圧力差（シート部ＳＴの上流側と下流側、及び噴射孔ＩＨの上流側と下流側との圧力差）、流路係数等により決定される。

つまり、噴射孔ＩＨの径及び数をエンジンに要求される最大燃料噴射量に合わせて設定しても、上述した他の要素が最大燃料噴射量を得るための条件を満たしていない場合、エンジンに要求される最大燃料噴射量を噴射できない場合がある。

ここで、燃料の噴射期間を長くしすぎると、熱効率（燃料消費率）の悪化や排気温度の上昇等、混合気の燃焼に悪影響を与えるため、噴射期間は所定の範囲内で設定する必要がある。

また、燃料の圧力差や流路係数（燃料噴射弁内等の燃料通路の形状）についても、使用するガス燃料の特性等に基づいて設定する必要があることや、エンジン側の燃焼に影響を与えることから、自由に設計することはできない。

従って、燃料噴射弁の最大燃料噴射量を多くするには、ニードル弁ＮＶとシート部ＳＴとの間の隙間面積を大きくする必要がある。

上記隙間面積を大きくするには、シート部ＳＴの径Ｒを大きくするか、ニードル弁ＮＶの最大リフト量Ｌを大きくすることが考えられる。しかしながら、従来の燃料噴射弁のシート部ＳＴはエンジンのシリンダヘッドＣ／Ｈの下面近傍に配置され、吸気弁又は排気弁の弁部ＶＰと近接しているため、シート部ＳＴの径Ｒを大きくすることは実際上困難である。特に、近年では、吸気弁及び／又は排気弁を複数設けるエンジンも増えてきているため、シリンダヘッドＣ／Ｈの下面のスペース的制約はますます厳しくなっている。また、シート部ＳＴの径Ｒを大きくすることは、シリンダヘッドＣ／Ｈの下面に形成する穴を大きくすることになるため、シリンダヘッドＣ／Ｈの耐久性・信頼性の面からみても好ましくない。

以上のことから、従来のガス燃料用噴射弁において、最大燃料噴射量を多くするためには、磁歪素子によるニードル弁ＮＶの最大リフト量Ｌを大きくせざるを得ない。

しかしながら、ニードル弁ＮＶの最大リフト量Ｌを大きくするためには、磁歪素子のサイズ（上下方向長さ）を大きくする必要があるため、ガス燃料用噴射弁全体の大型化（長尺化）を招いてしまうという問題があった。特に、磁歪素子は自身の全長に対する駆動時の伸長率が比較的小さい（例えば０．１％）ので、最大リフト量Ｌを大きくするためには磁歪素子のサイズ、ひいては噴射弁のサイズを大幅にアップする必要がある。

また、磁歪素子は噴射弁を構成する部材の中で比較的高価な部材であるため、この部材を大型化することはコスト的にも負担となる。

更に、磁歪素子を長くすると、曲げに対する強度が低下するため、幅方向（厚さ方向）のサイズも大きくする必要が生じる。結果として、大型化・高コスト化がより顕著になってしまう。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ニードル弁の最大リフト量を大きくせずとも、充分な燃料噴射量を確保できるガス燃料用噴射弁を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、ニードル弁と、ニードル弁と当接するシート部と、シート部の下部に設けられたサック部と、サック部の下部に形成された噴射孔とを備え、上記ニードル弁を上記シート部に当接させることで上記噴射孔を閉じ、上記ニードル弁をリフトさせて上記シート部から離間させることで上記噴射孔を開くガス燃料用噴射弁であって、当該ガス燃料用噴射弁を、上記噴射孔をエンジンの燃焼室内に臨ませてシリンダヘッドに取り付けたときに、上記シート部が上記シリンダヘッドの下面よりも上方に位置するようにすべく、上記サック部を所定長さ以上に形成し、かつ上記シート部の断面積を上記サック部の断面積よりも大きくして、上記ニードル弁のリフト量に対する燃料噴射量を多くしたものである。

ここで、上記サック部の断面積を、エンジンに要求される最大燃料噴射量を所定の噴射期間で全て噴射することができる最小の断面積とし、上記シート部の断面積を、ニードル弁の最大リフト時において、上記最大燃料噴射量を上記所定の噴射期間で全て噴射することができる最小の断面積としても良い。

また、上記サック部及びシート部の断面積を円形に形成し、上記シート部の断面積の直径を、上記サック部の断面積の直径の５倍以上に設定しても良い。

また、上記シート部が、上記シリンダヘッドに形成されたウォータジャケット近傍に配置されるように上記サック部の長さを設定しても良い。

更に、上記ニードル弁を上昇させるためのアクチュエータが、磁歪素子又は電歪素子を備えても良い。

本発明によれば、シート部をシリンダヘッド下面よりも上方に位置させることでスペース的な余裕を生み出し、シート部の断面積をサック部の断面積よりも大きくしてニードル弁のリフト量に対する燃料噴射量を多くしているので、ニードル弁の最大リフト量を大きくせずとも、充分な燃料噴射量を確保することができる。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は本実施形態のガス燃料用噴射弁の断面図である。

図に示すように、本実施形態のガス燃料用噴射弁１は、比較的長尺のバレル２内に移動可能に収容されたシリンダ（チャンバ）３と、そのシリンダ３内に移動可能に収容され、シリンダ３内を上室５と下室６とに区画するピストン７と、上室５及び下室６内に充填された非圧縮性の粘性流体と、シリンダ３を上昇（移動）させるためのアクチュエータ９と、ピストン７に接続されたニードル弁１０とを備え、アクチュエータ９によりシリンダ３を上昇させることで下室６内の粘性流体とピストン７とを介してニードル弁１０を上昇（リフト）させ、バレル２の先端（下端）に形成された噴射孔（オリフィス）１１を開放して燃料を噴射するものである。

バレル２は、バレル本体２ａと、バレル本体２ａの下端にロックナット１２を介して一体的に取り付けられたチップ２ｂと、バレル本体２ａの上端に螺合されたキャップ２ｃとを備える。チップ２ｂの下端には燃料の噴射孔１１が放射状に複数形成され、キャップ２ｃには燃料をバレル本体２ａ内に導入するための燃料導入口１３が形成される。バレル本体２ａとチップ２ｂとの間は、シール部材２７（ここではＯリング）によりシールされる。なお、チップ２ｂの詳細構造は後程説明する。

バレル本体２ａ内にシリンダ３が長手方向（上下方向）に摺動可能に保持される。シリンダ３は有底円筒状のシリンダ本体３ａと、シリンダ本体３ａの上端に螺合されたシリンダキャップ３ｂとで構成される。シリンダ本体３ａとシリンダキャップ３ｂとの間はシール部材１４（ここではＯリング）によりシールされる。

シリンダ３内にはピストン７が、シリンダ３の摺動方向と同方向（上下方向）に摺動可能に収容され、このピストン７によりシリンダ３内の空間が上室５と下室６とに二分される。上室５及び下室６内には非圧縮性の粘性流体（例えばシリコン油等）が充填される。

ニードル弁１０はピストン７の下端に接続され、シリンダ本体３ａの底壁を貫通して下方に延出するほぼ円柱状のロッド１０ａと、ロッド１０ａの下端に一体的に取り付けられたほぼ円柱状のニードル１０ｂとからなる。ピストン７の上端には、シリンダキャップ３ｂを貫通して上方に延出する大径ロッド１５と、大径ロッド１５の上端から上方に延出する小径ロッド１６とが一体的に形成されている。ニードル弁１０のロッド１０ａとシリンダ本体３ａとの間、及び大径ロッド１５とシリンダキャップ３ｂとの間はそれぞれ、シール部材１７，１９（ここではＯリング）によりシールされる。

ニードル弁１０とバレル本体２ａとの間にアクチュエータ９が設けられ、そのアクチュエータ９は、ニードル弁１０のロッド１０ａの周部に配置された磁歪素子２０と、磁歪素子２０の周部に配置されたコイル２１とを備える。磁歪素子２０の下端はシート２２を介してバレル本体２ａの底壁と当接し、上端はシート２３を介してシリンダ３の下面と当接する。

シリンダ３の上面とキャップ２ｃとの間には、シリンダ３を下方に付勢してシート２３及び磁歪素子２０に押し付ける第一付勢部材２５（ここではコイルスプリング）と、大径ロッド１５及びピストン７を介してニードル弁１０を下方（閉弁方向）に付勢する第二付勢部材２６（ここでは、コイルスプリング）とが設けられる。これらスプリング２５，２６は、キャップ２ｃにより所定荷重で圧縮された状態で設けられる。

キャップ２ｃの燃料導入口１３からバレル本体２ａ内に導入された燃料は、小径ロッド１６とキャップ２ｃとの隙間、シリンダ３とバレル本体２ａとの隙間、ニードル弁１０と磁歪素子２０との隙間、ニードル弁１０とチップ２ｂとの隙間等を通ってチップ２ｂのシート部３０まで流れ込む。この供給燃料の圧力は例えば１００〜２５０Ｂａｒ程度である。

アクチュエータ９のコイル２１に対する通電が行われない場合、スプリング２６によりニードル弁１０が下方に付勢されているため、ニードル弁１０の下端部がチップ２ｂのシート部３０に所定圧力で押し付けられ噴射孔１１を閉じる。従って、燃料は噴射孔１１まで到達せず、燃料噴射は行われない。

一方、図示しない制御器（ＥＣＵ等）により所望の値に制御された電力が、端子３１を介してコイル２１に供給されると、コイル２１が供給電力に応じた強度の磁場を発生させる。

コイル２１が磁化すると、磁歪素子２０がその磁場強度に応じた長さだけ上下方向に伸長する。このとき、磁歪素子２０は、その下端がシート２２を介してバレル本体２ａの底壁と当接しているため、磁歪素子２０はシリンダ３をスプリング２５の付勢力に対抗して上方に押し上げるように伸長する。粘性流体が非圧縮性のものであるため、磁歪素子２０によりシリンダ３が押し上げられると、下室６内の粘性流体を介してピストン７及びニードル弁１０が一体的にリフトされ、スプリング２６を撓ませる。これにより、ニードル弁１０の下端がチップ２ｂのシート部３０から上方に離間して噴射孔１１が開かれ、シート部３０まで供給されていた高圧燃料が噴射孔１１から噴霧となって外部（燃焼室内）へ噴射される。

ここで、本実施形態のガス燃料用噴射弁１の特徴点であるチップ２ｂの構造を図２を用いて説明する。図２（ａ）はニードル１０ｂ及びチップ２ｂの拡大断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。

図に示すように、ニードル弁１０（ニードル１０ｂ）の下端にはフレアー状の弁部３１が形成されており、チップ２ｂの内部上方には、その弁部３１と当接するフレアー状のシート部３０が形成される。シート部３０の下部には、シート部３０よりも断面積が小さく、かつ断面円形状のサック部３２が連続して形成され、サック部３２の下端に噴射孔１１が連通・形成される。

シート部３０は、ニードル弁１０の弁部３１よりも緩やかな角度で上方外側に向かって傾斜している。弁部３１、シート部３０共に断面円形であり、図中点線で示すように、ニードル弁１０が下端位置に位置したとき、即ち、ニードル弁１０のリフト量がゼロであるときには、弁部３１の径方向外側部位がシート部３０の径方向外側部位と所定圧力で当接し、両者の間がシールされる。

一方、図に実線で示すように、アクチュエータ９（図１参照）によりニードル弁１０がリフトされると、ニードル弁１０の弁部３１がシート部３０から上方に離間する。これにより、弁部３１とシート部３０との間に隙間が形成され、シート部３０の手前まで供給されていたガス燃料がこの隙間を通ってサック部３２に流れ込み、噴射孔１１から噴射される。このとき、アクチュエータ９によるニードル弁１０のリフト量を調節することで、弁部３１とシート部３０との間に形成される隙間面積（カーテンエリア）を調節し、燃料噴射量を制御することができる。更に、弁部３１とシート部３０との間の隙間面積を調節することにより、弁部３１とシート部３０との隙間による絞り機能（減圧機能）をも調節できるため、ニードル弁１０のリフト量を調節することで燃料の噴射圧力をも制御できる。

なお、図２（ｂ）に示すように、ニードル１０ｂにおける弁部３１よりも上側の部分には、直線状の切欠部３３が周方向に間隔を隔てて複数（ここでは三個）形成されており、この切欠部３３とバレル本体２ａ及びチップ２ｂの内面との間に燃料流路が形成されるようになっている。また、切欠部３３を除く部分（円弧状部分）は、ニードル１０ｂとバレル本体２ａ及びチップ２ｂとの摺動ガイド面として機能する。

さて、図２（ａ）に示すように、チップ２ｂのサック部３２は、シート部３０の下端から所定長さＡだけ下方に延出する。つまり、本実施形態のガス燃料用噴射弁１では、図５に示した従来の燃料噴射弁と比較して、サック部３２が上下方向に細長く形成され、シート部３０と噴射孔１１との間隔Ａが従来よりも大きく設定されている。

サック部３２の長さＡは、このガス燃料用噴射弁１を、噴射孔１１をエンジンの燃焼室Ｎ内に臨ませてシリンダヘッドＣ／Ｈに取り付けたときに、シート部３０がシリンダヘッドＣ／Ｈの下面よりも所定距離Ｂだけ上方に位置するように設定される。シリンダヘッドＣ／Ｈの下面からシート部３０までの距離Ｂは、シート部３０が、吸気弁又は排気弁の弁部ＶＰよりも上方に位置し、吸気弁又は排気弁の細径ロッドＲＤと同一の高さに位置するように設定される。更に、本実施形態では、シート部３０がシリンダヘッドＣ／Ｈ内に形成されたウォータジャケットＷＪの近傍（ほぼ同一高さ）に位置するように上記距離Ｂが設定される。

このように、本実施形態のガス燃料用噴射弁１では、まず、シリンダヘッドＣ／Ｈの形状・構成に合わせて、シリンダヘッドＣ／Ｈからシート部３０までの距離Ｂを決定し、その距離Ｂに合わせて、シート部３０から噴射孔１１までの間隔、即ち、サック部３２の長さＡが設定される。

噴射孔１１の径及び数は、エンジンに要求される最大出力に基づいて決定される。具体的に説明すると、まず、エンジンに要求される最大出力から、最大出力を得るために必要な最大燃料噴射量（各種損失分と正味発生出力分とを考慮した量）が決定される。この最大燃料噴射量と、使用するガス燃料の比重とに基づいて、最大燃料噴射量の体積（最大体積）が決定される。

一方、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、燃料の最大噴射期間はエンジンの燃焼を良好に行うことができる範囲内で予め設定される。例えば、クランク角にして３０度程度である。従って、この最大噴射期間で上記最大体積の燃料を全て噴射するために最低限必要となる噴射孔の総面積が演算等により決定され、その値に基づいて、噴射弁１１の個数及び径が決定される。

噴射孔１１の個数及び径が決定されると、それらに基づいて、サック部３２の必要最小径（最小断面積）が決定される。言い換えれば、サック部３２の径Ｒ１（断面積）は、最大燃料噴射量（最大体積）の燃料を上記最大噴射期間で全て噴射することができる最小の径（断面積）に設定される。

一方、シート部３０の径、より詳しくは、ニードル弁１０の弁部３１と当接する部分のシート部３０の径Ｒ２（断面積）は、ニードル弁１０の最大リフト時において、上記最大燃料噴射量を上記最大噴射期間で全て噴射することができる最小の径（断面積）に設定される。

ここで、上述したように本実施形態のガス燃料用噴射弁１では、シート部３０がシリンダヘッドＣ／Ｈの下面および吸気弁又は排気弁の弁部ＶＰよりも上方に位置しているため、シート部３０の径Ｒ２を比較的自由に設定することができる。即ち、シート部３０と同一の高さには、吸気弁及び排気弁の弁部ＶＰよりも断面積の小さい細径ロッドＲＤが位置しているため、スペース的な余裕がシリンダヘッドＣ／Ｈの下面側よりも大きい。また、細径ロッドＲＤを通すためにシリンダヘッドＣ／Ｈに形成される穴の径も小さいので、シート部３０が配置される部位は、シリンダヘッドＣ／Ｈの下面側と比べて強度的にも余裕がある。

従って、このガス燃料用噴射弁１では、サック部３２の径Ｒ１（断面積）に対するシート部３０の径Ｒ２（断面積）を大きくして、ニードル弁１０がリフトされたときに、弁部３１とシート部３０との間に形成される隙間面積（カーテンエリア）を大きくすることができる。これにより、ニードル弁１０の同一リフト量に対する噴射量を多くすることができる。従って、ニードル弁１０の最大リフト量Ｌを従来と同等、あるいはそれ以下としても、エンジンに要求される最大燃料噴射量を十分に確保することが可能となる。

ここで、本出願人は、シート部３０の径Ｒ２とサック部３２の径Ｒ１との比率を種々変えて、燃料噴射量の測定を行った。図３にその結果を示す。図３は、本実施形態のガス燃料用噴射弁１を用いて、図５に示す従来の燃料噴射弁の最大燃料噴射量を噴射するとしたときに、ニードル弁１０に必要とされるリフト量を示している。なお、従来の燃料噴射弁におけるニードル弁の最大リフト量は８０μｍである。

図の縦軸が、サック部３２の径Ｒ１に対するシート部３０の径Ｒ２の比率を示しており、横軸が、ニードル弁に必要とされるリフト量を示している。

図から分かるように、シート部３０の径Ｒ２をサック部３２の径Ｒ１の約５倍とした場合、従来の燃料噴射弁とほぼ同等の性能が得られる。つまり、最大リフト量を従来と同じ（８０μｍ）にすれば従来と同等の最大燃料噴射量が得られる。

サック部３２の径Ｒ１に対するシート部３０の径Ｒ２の比率を更に大きくすれば、従来と同一の最大燃料噴射量を得るために必要なニードル弁１０のリフト量は小さくなる。例えば、シート部３０の径Ｒ２をサック部３２の径Ｒ１の約１０倍とすれば、ニードル弁１０の最大リフト量を従来の半分（４０μｍ）としても、従来と同等の最大燃料噴射量が得られる。

この結果から、最大燃料噴射量を従来と同一にする場合、シート部３０の径Ｒ２をサック部３２の径Ｒ１の５倍以上にすれば、ニードル弁１０の最大リフト量を従来と同じかそれ以下にできることが分かる。更に、シート部３０の径Ｒ２とサック部３２の径Ｒ１とを適切に設定すれば、ニードル弁１０の最大リフト量を従来と同じかそれ以下として、かつ最大燃料噴射量を増やすことも可能である。

このように、本実施形態のガス燃料用噴射弁１によれば、シート部３０を噴射孔１１から間隔を隔てて形成しているため、シート部３０をスペース的に有利な部位（シリンダヘッドＣ／Ｈの下面よりも上方）に配置することができ、シート部３０の径Ｒ２を大きくできる。従って、ニードル弁１０のリフト量を大きくすることなく、充分な燃料噴射量を確保できる。これにより、磁歪素子２０の小型化が図れ、ガス燃料用噴射弁１全体の小型化及び低コスト化が図れる。

また、本実施形態のガス燃料用噴射弁１では、シート部３０が燃焼室Ｎから遠く、かつウォータジャケットＷＪの近傍に配置されるため、シート部３０の温度低減を図れる。この結果、シート部３０のシール性をより向上させることができる。つまり、図５に示したような従来の燃料噴射弁では、シート部ＳＴが燃焼室Ｎの熱を受けて変形する等してシール性が低下する場合があったが、本実施形態のガス燃料用噴射弁１によればこの問題をも同時に解決できる。特に、ガス燃料は液体燃料と比べて潤滑性、冷却性が小さくシールに不利であるので、このようなシール対策は非常に有効である。

また、本実施形態のガス燃料用噴射弁１によれば、ニードル弁１０のリフト量を従来よりも小さくすることができるので、閉弁時にシート部３０に係る負荷（荷重）を小さくでき、シート部３０の耐久性・信頼性が向上する。更に、ニードル弁１０のリフト量を小さくすることで、閉弁時の振動や騒音を低減できる。

また、本実施形態のガス燃料用噴射弁１では、シリンダヘッドＣ／Ｈの下面には細径のサック部３２のみが配置されるので、シリンダヘッドＣ／Ｈの下面側にスペース的な余裕が生まれ、設計自由度及び強度が増す。特に、図４に示すように、チップ２ｂの外径をサック部３２の径に合わせて限界まで絞れば、シリンダヘッドＣ／Ｈの下面側の余裕スペースをより大きくできる。

本発明は上記実施形態に限定はされない。

例えば、シール部３０、弁部３１及びサック部３２の断面形状は円形に限定されず、他の形状としても良い。

また、アクチュエータ９は磁歪素子２０を用いたものに限定されず、供給電力に応じて伸長する電歪素子等を用いても良い。

また、各シール部材１４，１７，１９，２７はＯリングに限定されず、他のシール部材を用いても良い。

また、第一付勢手段２５及び第二付勢手段２６はコイルスプリングに限定されず、皿バネ等、他の付勢手段を用いても良い。

本発明の一実施形態に係るガス燃料用噴射弁の断面図である。（ａ）は図１の部分拡大断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。シート部の径とサック部の径との比率と、同一噴射量を噴射するのに必要なニードル弁のリフト量との関係を示す図である。本発明の他の実施形態に係るガス燃料用噴射弁の部分拡大断面図である。従来のガス燃料用噴射弁の部分拡大断面図である。

符号の説明

１燃料噴射弁
２バレル
２ｂチップ
７ピストン
９アクチュエータ
１０ニードル弁
１１噴射孔
２０磁歪素子
２１コイル
３０シート部
３１弁部
３２サック部

Claims

ニードル弁と、ニードル弁と当接するシート部と、シート部の下部に設けられたサック部と、サック部の下部に形成された噴射孔とを備え、上記ニードル弁を上記シート部に当接させることで上記噴射孔を閉じ、上記ニードル弁をリフトさせて上記シート部から離間させることで上記噴射孔を開くガス燃料用噴射弁であって、
当該ガス燃料用噴射弁を、上記噴射孔をエンジンの燃焼室内に臨ませてシリンダヘッドに取り付けたときに、上記シート部が上記シリンダヘッドの下面よりも上方に位置するようにすべく、上記サック部を所定長さ以上に形成し、かつ上記シート部の断面積を上記サック部の断面積よりも大きくして、上記ニードル弁のリフト量に対する燃料噴射量を多くした
ことを特徴とするガス燃料用噴射弁。
上記サック部の断面積を、エンジンに要求される最大燃料噴射量を所定の噴射期間で全て噴射することができる最小の断面積とし、
上記シート部の断面積を、ニードル弁の最大リフト時において、上記最大燃料噴射量を上記所定の噴射期間で全て噴射することができる最小の断面積とする
請求項１記載のガス燃料用噴射弁。
上記サック部及びシート部の断面積を円形に形成し、上記シート部の断面積の直径を、上記サック部の断面積の直径の５倍以上に設定した
請求項１又は２記載のガス燃料用噴射弁。
上記シート部が、上記シリンダヘッドに形成されたウォータジャケット近傍に配置されるように上記サック部の長さを設定した
請求項１〜３いずれかに記載のガス燃料用噴射弁。
上記ニードル弁を上昇させるためのアクチュエータが、磁歪素子又は電歪素子を備える請求項１〜４いずれかに記載のガス燃料用噴射弁。