JP2006105067A - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1噴孔21および第2噴孔22を有するノズルボディ11と、ノズルボディ11内に移動可能に配置され、第1噴孔21を開閉する第1ニードル31、および第2噴孔22を開閉する第2ニードル32を有するノズルニードル30と、ノズルニードル30に協働可能な可動コア50と、可動コア50に軸方向に対峙し、磁性体からなるコア60と、可動コア50およびコア60に磁力を作用可能な駆動コイル70と、コア60を反可動コア側に吸引および反発可能な磁化部材80とを備え、ノズルニードル30は、第1噴孔21および第2噴孔22の噴孔面積を独立して増減させる。
【選択図】 図1
Description
あるいは可動コアの磁極を反転させることができる。
図1は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を示す部分的断面図である。図2は、図1中の燃料噴射弁内の燃料経路を示す断面図である。図3は、図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルの非通電状態を示す部分的断面図である。図4は、図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルへの通電方向の正方向状態を示す部分的断面図である。図5は、図1の燃料噴射装置の作動状態を示す模式的断面図であって、駆動コイルへの通電方向の逆方向状態を示す部分的断面図である。図6は、本実施形態に係わる電気的構成を示す模式的回路図である。図7は、図6中の電磁コイルへの通電方向を切換える切換手段の切換動作を表す図である。なお、図1において、駆動コイルは非通電状態にある。
第2の実施形態を、図8に従って説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。図8は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。なお、図8において、コア60は低リフト状態に制限する位置に規制されている。
第3の実施形態では、第1の実施形態で説明した第1ニードル31および第2ニードル32の互いに軸方向に移動可能な関係に代えて、図9に示すように、第2ニードル232を第1ニードル231の内部に収容し、第1ニードルと第2ニードルの相対移動を所定の隙間δ3範囲内に制限するようにする。図9は、本実施形態の燃料噴射装置の構成を表す部分的断面図である。
以下、第1の実施形態に説明した第1噴孔21および第2噴孔22の配列などの配置の他の実施形態を図10および図11に従って説明する。第4の実施形態では、第1噴孔21および第2噴孔22を、図11(a)に示すように配置する。図10は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図10(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図10(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図11は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図11(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図11(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。なお、図10および図11中において、F1およびF2はそれぞれ、第1噴孔21、第2噴孔22から噴射された燃料つまり燃料噴流を示している。
第5の実施形態では、第4の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22において、第1噴孔21と第2噴孔22から噴射された燃料(燃料噴流)F1、F2が衝突しないように、図13(b)に示すように、第1噴孔21と第2噴孔22とをいわゆる千鳥状に配置する。図12は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図12(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図12(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図13は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図13(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図13(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。
第6の実施形態では、第5の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22を、内外に二重の噴霧を形成可能な配置に代えて、図15(b)に示すように、第1噴孔21の噴霧と第2噴孔22の噴霧で噴霧全体の燃料噴射方向が異なるように配置する。図14は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図14(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図14(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図15は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図15(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図15(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。
第7の実施形態では、第6の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22において、第1噴孔21および第2噴孔22の各噴霧を略円錐状に形成するものに代えて、図17(b)に示すように、異形の偏向噴霧を形成するように配置する。図16は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の一実施例を示す模式図であって、図16(a)は弁部に有する第1噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図16(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。図17は、本実施形態に係わる弁部からの噴射燃料の噴霧形状の他の実施例を示す模式図であって、図17(a)は弁部に有する第1噴孔および第2噴孔から噴射される燃料の噴射形状を示す斜視図、図17(b)はその噴霧の先端側の形状を示す斜視図である。
内燃機関の気筒内(詳しくは燃焼室)に燃料を直接噴射する場合において、成層燃焼を実施するために、圧縮行程中に燃料を燃焼室内へ噴射し、点火プラグ等の局部付近に可燃範囲の混合気を形成させ、燃焼室内全体(オーバーオール)で例えば空燃比(A/F)が25〜50)という超希薄な混合気を形成させる必要がある。一方、均質燃焼を実施するために、吸入行程中に燃料を燃焼室内へ噴射し、噴霧をピストンやシリンダ等の燃焼室内壁面に衝突させることなく、燃焼室全体に広く分散させる必要がある。そのため、成層燃焼のための燃料噴射モードと均質燃焼のための燃料噴射モードにおける燃料噴霧の到達距離(以下、ペネトレーション)が異なる場合がある。
2つの吸気弁107a、107bと、吸気弁107a、107bの開時に空気を導く燃焼室106を備えるエンジン100において、シリンダヘッド102などの吸気ポート内に燃料を噴射するいわゆるポート噴射するものがある(図24(b)参照)。なお、吸気弁107a、107bは吸気ポートの壁面に着座および離座することで、吸気弁が閉弁および閉弁される。燃焼室106には、吸気弁107a、107bが離座することで吸気弁107a、107bと壁面との隙間から吸気ポート内を流れる空気が導かれている。
以上説明した第9の実施形態において、弁休止機能付エンジン100に第6の実施形態で説明した第1噴孔21および第2噴孔22を有するインジェクタ2を適用したが、これに限らず、第7の実施形態に説明した第1噴孔21および第2噴孔22を有するインジェクタ2を適用してもよい。二つの吸気弁のうち一方が休止している場合には、第1ニードル31を開弁させ、二つの吸気弁の両方が離座している場合には、第1ニードル31および第2ニードル32を開弁させられる。したがって、他方の吸気弁が休止中は第2ニードル32に対応する第2噴孔22の噴射が休止され、両方の吸気弁が離座している場合には第1ニードル31および第2ニードル32に対応する第1噴孔21および第2噴孔22の噴射が許容される。その結果、二つの吸気弁のうちいずれかが休止中は、噴射燃料の全体としての噴射方向の変更または一部方向へ噴射の禁止が可能である。
2 インジェクタ(燃料噴射弁)
11 ノズルボディ(弁ボディ)
12 円錐面(弁座)
15 筒部材
17 磁性体
20 噴孔部
21 第1噴孔
22 第2噴孔
30 ノズルニードル(弁部材)
31 第1ニードル
32 第2ニードル
50 可動コア
60 コア
70 コイル(駆動コイルの一部)
80 永久磁石(磁化部材)
100 ECU(制御手段)
100a 制御部
100b 通電方向切換え回路
B 弁部
S 電磁駆動部
Claims (13)
- 第1噴孔および第2噴孔を有するノズルボディと、
前記ノズルボディ内に移動可能に配置され、前記第1噴孔を開閉する第1ニードル、および前記第2噴孔を開閉する第2ニードルを有するノズルニードルと、
前記ノズルニードルに協働可能な可動コアと、
前記可動コアに軸方向に対峙し、磁性体からなるコアと、
前記可動コアおよび前記コアに磁力を作用可能な駆動コイルと、
前記コアを反可動コア側に吸引および可動コア側に反発可能な磁化部材とを備え、
前記ノズルニードルは、前記第1噴孔および前記第2噴孔の噴孔面積を独立して増減させることを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記磁化部材は、前記コアの反可動コア側に配置された永久磁石であることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。
- 前記コアと前記永久磁石との間には、磁性体が配設されていることを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射装置。
- 前記第1ニードルと前記第2ニードルを、内外に二重に配置していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 前記駆動コイルへの通電方向を、前記第1ニードルを吸引するときと、前記第2ニードルを吸引するときとで逆転させることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃料噴射装置において、
前記ノズルニードルは、前記第1ニードルおよび前記第2ニードルのうち、いずれか一方のニードルが前記可動コアと協働し、他方のニードルが前記コアと協働することを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃料噴射装置において、
前記第1ニードルと前記第2ニードルとを当接させて前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の燃料噴射装置は、
吸気ポートと、
前記吸気ポートの壁面に着座および離座する二つの吸気弁と、
前記吸気弁が離座することで前記吸気弁と前記壁面との隙間から前記吸気ポート内を流れる空気を導く燃焼室とを備える内燃機関に用いられ、
前記二つの吸気弁のうち一方が離座しているときには前記第1ニードルを開弁方向に移動させ、
前記二つの吸気弁の両方が離座しているときには前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴とする燃料噴射装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の燃料噴射装置は、
気筒内に直接燃料が供給される内燃機関に用いられ、
成層燃焼運転時には前記第1ニードルを開弁方向に移動させ、
均質燃焼運転時には前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁方向に移動させることを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記駆動コイルへの通電方向を切換える切換手段を備えていることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
- 二つの吸気弁と、前記吸気弁の開時に空気を導く燃焼室とを備える内燃機関に用いられ、前記内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射装置において、
前記燃料の噴射方向を略一方方向に噴射する第1噴孔群、および前記第1噴孔群の噴射方向と異なる噴射方向に噴射する第2噴孔群を有するノズルボディと、
前記第1噴孔群を開閉する第1ニードル、および前記第2噴孔群を開閉する第2ニードルを有するノズルニードルと、
前記第1ニードルおよび前記第2ニードルのリフト量を可変にするリフト可変手段とを備え、
前記リフト可変手段は、
前記二つの吸気弁のうち一方が弁運転を休止しているときには前記第1ニードルを開弁させ、
前記二つの吸気弁の両方が弁運転しているときには前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁させることを特徴とする燃料噴射装置。 - 気筒内に直接燃料が供給される内燃機関に用いられ、前記内燃機関へ燃料を噴射する燃料噴射装置において、
前記燃料の噴射方向を略一方方向に噴射する第1噴孔群、および前記第1噴孔群の噴射方向と異なる噴射方向に噴射する第2噴孔群を有するノズルボディと、
前記第1噴孔群を開閉する第1ニードル、および前記第2噴孔群を開閉する第2ニードルを有するノズルニードルと、
前記第1ニードルおよび前記第2ニードルのリフト量を可変にするリフト可変手段とを備え、
前記リフト可変手段は、
前記内燃機関を成層燃焼運転するときには前記第1ニードルを開弁させ、
前記内燃機関を均質燃焼運転するときには前記第1ニードルおよび前記第2ニードルを開弁させることを特徴とする燃料噴射装置。 - 前記リフト可変手段は、
前記第1ニードルおよび前記第2ニードルの開弁時におけるリフト量を、
前記第1ニードルの開弁時におけるリフト量より大きく形成するようにしていることを特徴とする請求項11または請求項12に記載の燃料噴射装置。
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