JP2009121402A - 可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１の噴孔群からの噴霧を高拡散低貫徹力の噴霧とするとともに、低拡散高貫徹力の噴霧とすることができ、これにより未燃燃料の排出の抑制とエンジンの出力性能の確保との両立を図ることができる可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁、及びさらには第２の噴孔群から先に燃料噴射を行う場合に噴射実圧も確保できる可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁を提供する。
【解決手段】 ボディ１０５と、第１の噴孔群１０３を開閉するアウタニードル２０６と、第２の噴孔群１０４を開閉するインナニードル２０７とを有して構成される燃料噴射弁２００Ａであって、アウタニードル２０６のリフト状態に応じて、アウタニードル２０６及びインナニードル２０７間の流路Ｆ１を流通する燃料の流量を絞る状態と、絞らない状態との間で状態が切り替わる流路構造を備える。この流路構造は凸部２０６ａと凹部２０７ａとで構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁に関する。

従来、異なる噴孔群を段階的に開放する可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁が知られている。図１３は可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁の一例として、可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁１００（以下、単に燃料噴射弁１００と称す）の要部を模式的に示す図である。燃料噴射弁１００は、第１及び第２の噴孔群１０３、１０４が形成されたボディ１０５と、ボディ１０５に摺動自在に収容され、噴孔群１０３を開閉する筒状のアウタニードル（請求項記載の第１のニードルに相当）１０６と、アウタニードル１０６に摺動自在に挿通され、第２の噴孔群１０４を開閉するインナニードル（請求項記載の第２のニードルに相当）１０７と、第１の噴孔群１０３を閉止する方向にアウタニードル１０６を付勢するアウタニードルセットスプリング１０８と、第２の噴孔群１０４を閉止する方向にインナニードル１０７を付勢するインナニードルセットスプリング１０９とを有して構成されている。

燃料噴射弁１００は単一の背圧室１１０を有しており、この背圧室１１０に連通する燃料流路は、電磁弁で実現された背圧制御手段１１１によって切り換えられる。背圧制御手段１１１が背圧室１１０と供給側流路１１３とを連通すると、高圧燃料が背圧室１１０に導入され、この結果、アウタニードル１０６及びインナニードル１０７は背圧により閉孔方向に付勢される。一方、背圧制御手段１１１が背圧室１１０と排出側流路１１２とを連通すると、背圧室１１０からの高圧燃料の排出が始まる。この結果、アウタニードル１０６及びインナニードル１０７にかかる背圧が低下し、背圧に基づく付勢力も低下する。さらにこの付勢力とアウタニードルセットスプリング１０８の弾性力（付勢力）との和が噴射用に供給される燃料の燃圧に基づく付勢力よりも小さくなると、まずアウタニードル１０６が第１の噴孔群１０３を開放する方向に移動を始め、第１の噴孔群１０３からの燃料噴射が始まる。続いてアウタニードル１０６の係合部がインナニードル１０７の係合部に係合すると、インナニードル１０７が開孔方向に移動を始め、第２の噴孔群１０４からの燃料噴射が始まる。なお、この燃料噴射弁１００は、噴射用に供給される燃料の燃圧を切り替えることでアウタニードル１０６よりも先にインナニードル１０７をリフトさせることもでき、これにより第２の噴孔群１０４から先に燃料噴射を行うこともできる。

可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁に関する技術は、例えば特許文献１で提案されている。

特開２００７−７１０９３号公報

可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁では、通常、第１の噴孔群（１０３）からの噴霧は貫徹力が強くなりがちで、これがエンジン軽負荷域での未燃燃料の排出の原因となる。しかしながら、第１の噴孔群からの噴霧につき、貫徹力が一律に弱まるようにした場合には、エンジン中高負荷域での煤の排出量の増加や、全負荷性能の低下を招いてしまう。すなわち、可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁では、第１の噴孔群からの噴霧を、未燃燃料の排出抑制とエンジンの出力性能との両立を図ることができる噴霧とすることが課題となっており、未燃燃料の排出を抑制するためには第１の噴孔群からの噴霧を高拡散低貫徹力の噴霧とし、エンジンの出力性能を確保するためには第１の噴孔群からの噴霧を低拡散高貫徹力の噴霧とすることが必要とされる。

また可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁では、例えば排気エミッション低減の観点から機関運転状態によっては、第１の噴孔群よりも先に第２の噴孔群から燃料噴射を行ったほうが好ましい場合がある。この点、第１の噴孔群よりも先に第２の噴孔群から燃料噴射を行う場合、燃料は第１及び第２のニードル間の流路（以下、単にニードル間流路とも称す）を流通して第２の噴孔群に到達するところ、第２のニードルは径が小さく流路面積も小さいことから、噴射実圧が低下し易い。このため可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁は係る点に配慮し、第２の噴孔群から先に燃料噴射を行う場合に、さらに噴射実圧も確保できるものであることが望ましい。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、第１の噴孔群からの噴霧を高拡散低貫徹力の噴霧とするとともに、低拡散高貫徹力の噴霧とすることができ、これにより未燃燃料の排出の抑制とエンジンの出力性能の確保との両立を図ることができる可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁、及びさらには第２の噴孔群から先に燃料噴射を行う場合に噴射実圧も確保できる可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は第１及び第２の噴孔群が形成されたボディと、当該ボディに摺動自在に収容され、前記第１の噴孔群を開閉する筒状の第１のニードルと、当該第１のニードルに摺動自在に挿通され、前記第２の噴孔群を開閉する第２のニードルとを有して構成される可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁であって、前記第１のニードルのリフト状態に応じて、前記第１及び第２のニードル間の流路を流通する燃料の流量を絞る状態と、絞らない状態との間で状態が切り替わる流路構造を備えることを特徴とする。

ここで、図１を用いて第１の噴孔群に流入する燃料の流動態様について説明する。図１（ａ）に示すように、第１及び第２のニードル間の流路を流通した燃料は、第１の噴孔群に下側から流入する。この下側から流入する燃料は噴孔で向きが急変しない。一方、図１（ｂ）に示すように、第１の噴孔群に上側から流入する燃料は噴孔で向きが急変する。このため、上側から流入する燃料は入口部で大きく剥離し、貫徹力が低下する。

本発明はこのような第１の噴孔群に流入する燃料の流入態様に着目してなされたものであり、本発明によれば、流路構造が第１及び第２のニードル間の流路を流通する燃料の流量を絞る状態になることで、下側から流入する燃料の割合を小さく、上側から流入する燃料の割合を大きくすることができ、以って第１の噴孔群に係る噴霧を高拡散低貫徹力の噴霧とすることができる。このため本発明によれば、適宜のリフト状態で第１の噴孔群に係る噴霧を高拡散低貫徹力の噴霧とすることで、未燃燃料の排出を抑制できる。また本発明によれば、流路構造が第１及び第２のニードル間の流路を流通する燃料を絞らない状態になることで、下側から流入する燃料の割合を大きく、上側から流入する燃料の割合を小さくすることができ、以って第１の噴孔群に係る噴霧を低拡散高貫徹力の噴霧とすることができる。このため本発明によれば、適宜のリフト状態で第１の噴孔群に係る噴霧を低拡散高貫徹力の噴霧とすることで、エンジンの出力性能も確保できる。

また本発明は前記流路構造が、前記第１のニードルが低リフト状態にあるときに、前記流路を流通する燃料の流量を絞る状態になるとともに、前記第１のニードルが高リフト状態にあるときに、前記流路を流通する燃料の流量を絞らない状態になってもよい。未燃燃料の排出を抑制するにあたっては、具体的には例えば本発明のように第１のニードルが低リフト状態にあるときに、流路構造が第１及び第２のニードル間の流路を流通する燃料の流量を絞る状態となるようにし、これにより第１の噴孔群からの噴霧を高拡散低貫徹力の噴霧とすることが好ましい。また出力性能も確保するにあたっては、具体的には例えば本発明のように第１のニードルが高リフト状態にあるときに、流路構造が第１及び第２のニードル間の流路を流通する燃料を絞らない状態となるようにし、これにより第１の噴孔群に係る噴霧を低拡散高貫徹力の噴霧とすることが好ましい。

また本発明は前記流路構造が、前記第１のニードルの内周部または前記第２のニードルの外周部のうち、いずれか一方に設けられた凹部と、当該凹部とオーバラップすることで屈曲する流路を形成する他方に設けられた凸部とで構成されており、前記第１のニードルが低リフト状態であるときに、前記凹部と前記凸部とがオーバラップしないことで、前記流路を流通する燃料の流量を絞る状態になるとともに、前記第１のニードルが高リフト状態であるときに、前記凹部と前記凸部とがオーバラップすることで、前記流路を流通する燃料の流量を絞らない状態になってもよい。また流路構造は、具体的には例えば本発明のように構成することができる。

また本発明は前記流路構造が、前記第１のニードルが着座した状態で、且つ前記第２のニードルが着座していない状態であるときにも、前記凸部とオーバラップする追加凹部をさらに備えてもよい。本発明によれば、第２の噴孔群からの燃料噴射を先に行う場合には、第１及び第２のニードル間の流路を流通する燃料の流量が絞られないので、さらに第２の噴孔群から先に燃料噴射を行う場合に噴射実圧も確保できる。

本発明によれば、第１の噴孔群からの噴霧を高拡散低貫徹力の噴霧とするとともに、低拡散高貫徹力の噴霧とすることができ、これにより未燃燃料の排出の抑制とエンジンの出力性能の確保との両立を図ることができる可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁、及びさらには第２の噴孔群から先に燃料噴射を行う場合に噴射実圧も確保できる可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図２は本実施例に係る可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁（以下、単に燃料噴射弁と称す）２００Ａの要部を模式的に示す図である。燃料噴射弁２００Ａはアウタニードル１０６の代わりにアウタニードル２０６を、インナニードル１０７の代わりにインナニードル２０７Ａを備えている点以外、図１３に示す燃料噴射弁１００と実質的に同一のものとなっている。アウタニードル２０６には連通孔２０６ｃが形成されている。連通孔２０６ｃはニードル間流路Ｆ１とアウタニードル２０６の外側にある燃料流路Ｆ２とを連通している。燃料はこの連通孔２０６ｃを通じてアウタニードル２０６の外側にある燃料流路Ｆ２からニードル間流路Ｆ１に供給される。ニードル間流路Ｆ１はＡ−Ａ断面で図示のように形成されている。

アウタニードル２０６は凸部２０６ａを、インナニードル２０７Ａは凹部２０７ａを夫々備えている。アウタニードル２０６は、その内周部に凹状の燃料溜まり部２０６ｂを備えている。凸部２０６ａは内周部のうち、具体的にはこの燃料溜まり部２０６ｂに一周に亘って形成されている。一方、凹部２０７ａはインナニードル２０７Ａのうち、アウタニードル２０６の内周部と対向する外周部に一周に亘って形成されている。また凸部２０６ａと凹部２０７ａとは互いにオーバラップすることで、断面コの字状に屈曲する流路を形成するように形成されている。本実施例では流路構造がこの凸部２０６ａと凹部２０７ａとで実現されている。

図３はアウタニードル２０６が低リフト状態にあるとき（以下、単に低リフト時とも称す）の燃料噴射弁２００Ａの要部を拡大して模式的に示す図である。凸部２０６ａと凹部２０７ａとは、低リフト時には互いにオーバラップしないように配置されている。このとき凸部２０６ａはインナニードル２０７Ａの外周部に対向するとともに、凸部２０６ａとインナニードル２０７Ａの外周部との間隔を摺動クリアランスと同等のごく狭いものとするように形成されている。このように低リフト時に凸部２０６ａと凹部２０７ａとがオーバラップしないことで、ニードル間流路Ｆ１を流通する燃料の流量を絞る状態が実現される。この状態でアウタニードル２０６は第１の噴孔群１０３を開放するので、第１の噴孔群１０３からは燃料が噴射される。

なお、凸部２０６ａとインナニードル２０７Ａの外周部との上記間隔は凸部２０６ａの高さにより適宜設定することができ、これにより絞りを適宜の度合いに設定することができる。また凸部２０６ａの断面形状は図示のような四角形であることに限られず、絞りの度合いや製造容易性などといった観点から例えば台形や三角形であることなど適宜の形状に設定されてよい。同様に凹部２０７ａの断面形状も図示のような四角形であることに限られず、オーバラップ時に凸部２０６ａとともに形成する屈曲した流路を流通する燃料の流通性や製造容易性などといった観点から適宜の形状に設定されてよい。

図４はアウタニードル２０６が低リフト状態にあるときの第１の噴孔群１０３周辺部を拡大して模式的に示す図である。低リフト時にはニードル間流路Ｆ１を流通する燃料の流量が絞られるので、第１の噴孔群１０３に下側から流入する燃料の割合が小さくなり、これに伴い燃料流路Ｆ２を通じて上側から流入する燃料の割合が大きくなる。上側から流入する燃料は噴孔で向きが急変して剥離するが、その割合が大きくなっているので剥離の影響も大きくなる。この結果、図５に示すように第１の噴孔群１０３から噴射される燃料の噴霧は、高拡散低貫徹力の噴霧（θが大きく、Ｌが短い噴霧）となる。

一方、アウタニードル２０６が高リフト状態にあるとき（以下、単に高リフト時とも称す）には以下のようになる。図６はアウタニードル２０６が高リフト状態にあるときの燃料噴射弁２００Ａの要部を拡大して模式的に示す図である。凸部２０６ａと凹部２０７ａとは、高リフト時にはオーバラップするように配置されている。凸部２０６ａと凹部２０７ａとは互いにオーバラップすることで断面コの字状に屈曲する流路を形成する。このように高リフト時に凸部２０６ａと凹部２０７ａとが互いにオーバラップし、屈曲する流路を形成することで、ニードル間流路Ｆ１を流通する燃料の流量を絞らない状態が実現される。

図７はアウタニードル２０６が高リフト状態にあるときの第１の噴孔群１０３周辺部を拡大して模式的に示す図である。高リフト時にはニードル間流路Ｆ１を流通する燃料の流量が絞られないので、低リフト時と比較して第１の噴孔群１０３に下側から流入する燃料の割合が相対的に大きくなり、これに伴い燃料流路Ｆ２を通じて上側から流入する燃料の割合が相対的に小さくなる。この場合、上側から流入する燃料は噴孔で向きが急変して剥離するところ、その割合が小さくなっているので剥離も小さくなる。この結果、図８に示すように第１の噴孔群１０３から噴射される燃料の噴霧は、低拡散高貫徹力の噴霧（θが小さく、Ｌが長い噴霧）となる。

このように燃料噴射弁２００Ａは、第１の噴孔群１０３からの噴霧を低リフト時に高拡散低貫徹力の噴霧とすることで未燃燃料の排出を抑制でき、また高リフト時に低拡散高貫徹力の噴霧とすることでエンジンの出力性能も確保できる。

図９は本実施例に係る燃料噴射弁２００Ｂの要部を拡大して模式的に示す図である。燃料噴射弁２００Ｂは、インナニードル２０７Ａの代わりにインナニードル２０７Ｂを備えている点以外、燃料噴射弁２００Ａと実質的に同一のものとなっている。インナニードル２０７Ｂは追加凹部２０７ｂをさらに備えている点以外、インナニードル２０７Ａと実質的に同一のものとなっている。この追加凹部２０７ｂはアウタニードル２０６の内周部と対向する外周部に一周に亘って形成されており、アウタニードル２０６及びインナニードル２０７Ｂが着座した状態であるとき（以下、単に無噴射時と称す）に、凸部２０６ａとオーバラップするように配置されている。

図９は無噴射時の燃料噴射弁２００Ｂの状態を示しており、燃料噴射弁２００Ｂでは無噴射時に追加凹部２０７ｂが凸部２０６ａとオーバラップすることで、断面コの字状に屈曲した流路を形成する。これによりニードル間流路Ｆ１が絞られないことから、燃料噴射弁２００Ｂでは連通孔２０６ｃからニードル間流路Ｆ１に燃料を供給することで、無噴射時に安定した圧力を供給することができる。
このため燃料噴射弁２００Ｂは燃料噴射弁２００Ａと比較して、無噴射時に安定した圧力が供給されない結果、燃料噴射を行う毎に燃料噴射がばらつくことをさらに防止或いは抑制できる。

図１０は本実施例に係る燃料噴射弁２００Ｃの要部を拡大して模式的に示す図である。燃料噴射弁２００Ｃは、インナニードル２０７Ａまたは２０７Ｂの代わりにインナニードル２０７Ｃを備えている点以外、燃料噴射弁２００Ａまたは２００Ｂと実質的に同一のものとなっている。インナニードル２０７Ｃは追加凹部２０７ｂの代わりに以下に示すように形成された追加凹部２０７ｃを備えている点以外、インナニードル２０７Ｂと実質的に同一のものとなっている。この追加凹部２０７ｃはアウタニードル２０６が着座した状態で、且つインナニードル２０７Ｃが着座していない状態であるときにも、凸部２０６ａとオーバラップし、凸部２０６ａとともに屈曲した流路を形成するように、アウタニードル２０６の内周部と対向する外周部に一周に亘って形成されている。

このように形成された追加凹部２０７ｃを備えた燃料噴射弁２００Ｃでは、図１０（ａ）に示すように無噴射時に追加凹部２０７ｃと凸部２０６ａとが互いにオーバラップする。このため燃料噴射弁２００Ｃは、燃料噴射弁２００Ｂと同様に燃料噴射がばらつくことを防止できる。また追加凹部２０７ｃと凸部２０６ａとが無噴射時に互いにオーバラップするため、ニードル間流路Ｆ１を流通する燃料の流量は、少なくともインナニードル２０７Ｃのみがリフトを開始した直後に絞られることもない。

一方、図１０（ｂ）はニードル間流路Ｆ１で絞りが始まるとした場合の燃料噴射弁２００Ｃの状態を示している。なお、燃料噴射弁２００Ｃでは、実際にはインナニードル２０７Ｃのみがリフトすることで絞りが始まることはなく、この状態は説明の便宜上のものである。ここで、アウタニードル２０６のリフト量をｘ１、インナニードル２０７Ｃのリフト量をｘ２とし、ニードル間流路Ｆ１で絞りが始まるとした場合のこれらの差（ｘ１−ｘ２）をＨ２とする。インナニードル２０７Ｃのみがリフトする場合にはｘ１はゼロであることから、インナニードル２０７Ｃのリフト量ｘ２とＨ２の大きさとは等しくなる（式：ｘ２＝−Ｈ２。但しＨ２＜０）。このＨ２の大きさは図１０（ａ）に示す箇所（無噴射時の凸部２０６ａの下端と追加凹部２０７ｃの下端との間の距離）の寸法を示すことになる。

インナニードル２０７Ｃのみがリフトした状態で、追加凹部２０７ｃが凸部２０６ａと常にオーバラップするためには、インナニードル２０７Ｃのみがフルリフトした状態であっても、追加凹部２０７ｃが凸部２０６ａとオーバラップする必要がある。このように追加凹部２０７ｃを形成するためには、Ｈ２の大きさをインナニードル２０７Ｃの最大リフト量ｘ２ｍａｘよりも大きくする（式：ｘ２ｍａｘ＜−Ｈ２）必要がある。これに対して燃料噴射弁２００Ｃでは、Ｈ２の大きさがインナニードル２０７Ｃの最大リフト量ｘ２ｍａｘよりも大きくなるように追加凹部２０７ｃが形成されている。これにより、アウタニードル２０６が着座した状態で、且つインナニードル２０７Ｃが着座していない状態であるときにも、追加凹部２０７ｃを凸部２０６ａとオーバラップさせることができる。
このため燃料噴射弁２００Ｃによれば、燃料噴射弁２００Ａ、または２００Ｂと比較してさらに第２の噴孔群１０４から先に燃料噴射を行う場合の噴射実圧も確保できる。

本実施例に係る燃料噴射弁２００Ｄはアウタニードル２０６及びインナニードル２０７Ｃがフルリフトしたときに、凸部２０６ａと凹部２０７ａ（または追加凹部２０７ｃ）とが互いにオーバラップするとともに、屈曲した流路を形成するようにアウタニードル２０６及びインナニードル２０７Ｃの最大リフト量が設定されている点以外、燃料噴射弁２００Ｃと実質的に同一のものとなっている。図１１は燃料噴射弁２００Ｄの要部を拡大して模式的に示す図である。このうち、図１１（ａ）はアウタニードル２０６が先にリフトした場合にニードル間流路Ｆ１で絞りが始まるときの燃料噴射弁２００Ｄの状態を、図１１（ｂ）はアウタニードル２０６が先にリフトした場合にニードル間流路Ｆ１で絞りが終了するときの燃料噴射弁２００Ｄの状態を、図１１（ｃ）はアウタニードル２０６及びインナニードル２０７Ｃがともにフルリフトしたときの燃料噴射弁２００Ｄの状態を夫々示している。

図１１（ａ）に示すように、アウタニードル２０６のリフト量をｘ１、インナニードル２０７Ｃのリフト量をｘ２とし、ニードル間流路Ｆ１で絞りが始まるときのこれらの差（ｘ１−ｘ２）をＨ２とする。また図１１（ｂ）に示すように、アウタニードル２０６のリフト量をｘ１、インナニードル２０７Ｃのリフト量をｘ２とし、ニードル間流路Ｆ１で絞りが終了するときのこれらの差（ｘ１−ｘ２）をＨ３とする。また図１０（ｃ）に示すように、フルリフトしたときのアウタニードル２０６の最大リフト量をｘ１ｍａｘ、インナニードル２０７Ｃの最大リフト量をｘ２ｍａｘとし、これらの差（ｘ１ｍａｘ−ｘ２ｍａｘ）をＨ４とする。

このＨ４をＨ３よりも大きく設定すれば（Ｈ４＞Ｈ３）、フルリフト時の状態を図１１（ｂ）に示す状態から凸部２０６ａを凹部２０７ａ側に移動させた状態とすることができる。このためＨ４をＨ３よりも大きく設定すれば、アウタニードル２０６及びインナニードル２０７Ｃがフルリフトしたときに、凸部２０６ａを凹部２０７ａとオーバラップさせることができる（図１１（ｃ）に示すアウタニードル２０６を実線で描いた状態参照）。この点、燃料噴射弁２００ＤではＨ４がＨ３よりも大きく設定されている。なお、同様の設定は燃料噴射弁２００Ａや２００Ｂに対しても行うことができる。

またＨ４をＨ２よりも小さく設定すれば（Ｈ４＜Ｈ２）、フルリフト時の状態を図１１（ａ）に示す状態から凸部２０６ａを追加凹部２０７ｃ側に移動させた状態とすることができる。このためＨ４をＨ２よりも小さく設定すれば、アウタニードル２０６及びインナニードル２０７Ｃがフルリフトしたときに、凸部２０６ａを追加凹部２０７ｃとオーバラップさせることができる（図１１（ｃ）に示すアウタニードル２０６を破線で描いた状態参照）。すなわち、燃料噴射弁２００Ｄでは、このようにＨ４をＨ２よりも小さく設定することもできる。なお、同様の設定は燃料噴射弁２００Ｂに対しても行うことができる。

この燃料噴射弁２００Ｄによれば、燃料噴射弁２００Ｃと比較してさらにアウタニードル２０６及びインナニードル２０７Ｃがフルリフトしたときに燃料噴射量を確保することができる。したがって燃料噴射弁２００Ｄによれば、燃料噴射弁２００Ｃと比較してさらにフルリフト時にもエンジンの出力性能を確保することができる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。例えば燃料噴射弁は燃料噴射弁２００に限られず、図１２に示すような燃料噴射弁３００であってもよい。この燃料噴射弁３００はアウタニードル２０６、インナニードル２０７Ｄ毎に背圧室３１０ａ、３１０ｂを夫々有しており、これに伴いインナニードルセットスプリング１０９を廃止するとともに、インナニードル２０７Ａの代わりにインナニードル２０７Ｄを備えている。背圧室３１０ａに連通する燃料流路は電磁弁で実現されている背圧制御手段３１１ａによって、背圧室３１０ｂに連通する燃料流路は電磁弁で実現されている背圧制御手段３１１ｂによって夫々切り換えられるようになっている。また燃料流路はこれら背圧室３１０ａ、３１０ｂに接続されるアウトオリフィス３１５ａ、３１５ｂを３位置固定の背圧制御手段３１０ａ、３１０ｂで入れ替えることができるように形成されている。また背圧室３１０ａ、３１０ｂには高圧燃料を供給するための燃料流路も接続されており、このように燃料流路を構成することで、背圧制御手段３１１ａ、３１１ｂ夫々は一つの系統で燃料の噴射とオリフィスの切り換えとを制御できるようになっている。

燃料噴射弁３００では、流量の大きなアウトオリフィス３１５ｂが背圧室３１０ａに接続されるように背圧制御手段３１１ａを制御するとともに、流量の小さなアウトオリフィス３１５ａが背圧室３１０ｂに接続されるように背圧制御手段３１１ｂを制御することによって、インナニードル２０７Ｄよりも先にアウタニードル２０６をリフトさせることができる。また流量の大きなアウトオリフィス３１５ｂが背圧室３１０ｂに接続されるように背圧制御手段３１１ｂを制御するとともに、流量の小さなアウトオリフィス３１５ａが背圧室３１０ａに接続されるように背圧制御手段３１１ａを制御することによって、アウタニードル２０６よりも先にインナニードル２０７Ｄをリフトさせることができる。

第１の噴孔群に流入する燃料の流動態様を模式的に示す図である。 燃料噴射弁２００Ａの要部を模式的に示す図である。 アウタニードル２０６が低リフト状態にあるときの燃料噴射弁２００Ａの要部を拡大して模式的に示す図である。 アウタニードル２０６が低リフト状態にあるときの第１の噴孔群１０３周辺部を拡大して模式的に示す図である。 アウタニードル２０６が低リフト状態にあるときに第１の噴孔群１０３から噴射される燃料の噴霧を模式的に示す図である。 アウタニードル２０６が高リフト状態にあるときの燃料噴射弁２００Ａの要部を拡大して模式的に示す図である。 アウタニードル２０６が高リフト状態にあるときの第１の噴孔群１０３周辺部を拡大して模式的に示す図である。 アウタニードル２０６が高リフト状態にあるときに第１の噴孔群１０３から噴射される燃料の噴霧を模式的に示す図である。 燃料噴射弁２００Ｂの要部を拡大して模式的に示す図である。 燃料噴射弁２００Ｃの要部を拡大して模式的に示す図である。 燃料噴射弁２００Ｄの要部を拡大して模式的に示す図である。 燃料噴射弁３００の要部を模式的に示す図である。 燃料噴射弁１００の要部を模式的に示す図である。

符号の説明

１００、２００、３００ 燃料噴射弁
１０３ 第１の噴孔群
１０４ 第２の噴孔群
１０５ ボディ
１０６、２０６ アウタニードル
１０７、２０７ インナニードル
１０８ アウタニードルセットスプリング
１０９ インナニードルセットスプリング
１１０、３１０ 背圧室
１１１、３１１ 背圧制御手段
３１５ アウトオリフィス

Claims (4)

1. 第１及び第２の噴孔群が形成されたボディと、当該ボディに摺動自在に収容され、前記第１の噴孔群を開閉する筒状の第１のニードルと、当該第１のニードルに摺動自在に挿通され、前記第２の噴孔群を開閉する第２のニードルとを有して構成される可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁であって、
   前記第１のニードルのリフト状態に応じて、前記第１及び第２のニードル間の流路を流通する燃料の流量を絞る状態と、絞らない状態との間で状態が切り替わる流路構造を備えることを特徴とする可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁。
2. 請求項１記載の可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁であって、
   前記流路構造が、前記第１のニードルが低リフト状態にあるときに、前記流路を流通する燃料の流量を絞る状態になるとともに、
   前記第１のニードルが高リフト状態にあるときに、前記流路を流通する燃料の流量を絞らない状態になることを特徴とする可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁。
3. 請求項２記載の可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁であって、
   前記流路構造が、前記第１のニードルの内周部または前記第２のニードルの外周部のうち、いずれか一方に設けられた凹部と、当該凹部とオーバラップすることで屈曲する流路を形成する他方に設けられた凸部とで構成されており、
   前記第１のニードルが低リフト状態であるときに、前記凹部と前記凸部とがオーバラップしないことで、前記流路を流通する燃料の流量を絞る状態になるとともに、
   前記第１のニードルが高リフト状態であるときに、前記凹部と前記凸部とがオーバラップすることで、前記流路を流通する燃料の流量を絞らない状態になることを特徴とする可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁。
4. 請求項３記載の可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁であって、
   前記流路構造が、前記第１のニードルが着座した状態で、且つ前記第２のニードルが着座していない状態であるときにも、前記凸部とオーバラップする追加凹部をさらに備えることを特徴とする可変噴孔ノズル式の燃料噴射弁。
   

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