JP2011220132A - 燃料噴射弁 - Google Patents

Abstract

【課題】貫徹力の高い噴霧と低い噴霧とを形成可能な燃料噴射弁において、噴射状態の制御を改善する。
【解決手段】燃料噴射弁１は、ノズルボディ２と、ノズルボディ２の内側と外側とを連通する第１噴孔２１と、ノズルボディ２の内側に摺動可能に組み込まれた中空円筒形状の第１ニードル３と、第１ニードル３の内側と外側とを連通する第２噴孔３３と、第１ニードル３の内側に摺動可能に組み込まれ、第２噴孔３３を開閉する第２ニードル４と、を備え、第１ニードル３が着座した場合、第１噴孔２１の第１ニードル３側の燃料の入口開口部２１ａと第２噴孔３３のノズルボディ２側の燃料の出口開口部３３ａとが対向し、第１噴孔２１と第２噴孔３３とが連通する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの燃焼室へ燃料を噴射する燃料噴射弁に関する。

エンジンの燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射型の燃料噴射装置が知られている。このような燃料噴射装置の燃料噴射弁は筒内の広い領域へ燃料を拡散させて、燃料と空気との混合を促進することを目的に、噴霧の貫徹力が強化されている。

また、エンジンは、近年の排気ガスやＣＯ_２の厳しい規制に対応するため、燃焼室温度を低下する低圧縮比化や過給ダウンサイジングのコンセプトによるボアの小型化が進められている。ボアを小型化したエンジンに、噴霧の貫徹力を強化した従来の燃料噴射装置を組み合わせた場合、小型化したボアの壁面へ燃料が付着してしまう。また、低圧縮比化により燃焼室温度が低下していることから、ボア壁面に付着した燃料が気化しないまま燃焼が起こり、ＨＣ排出量の増加やオイル希釈が生じるおそれがある。このため、エンジンの低負荷運転時やポスト噴射時には貫徹力の低い噴霧が要求される。その一方で、エンジンの高負荷運転時では空気との混合促進のために高い貫徹力の噴霧が要求される。

したがって、燃料噴射弁は、エンジンの運転領域が低負荷領域である場合、低貫徹力の噴霧を形成し、噴霧粒径を微粒化することが求められ、エンジンの運転領域が高負荷領域となる場合、高貫徹力の噴霧を形成し、筒内の広域に燃料を拡散することが求められている。

このような燃料噴射装置の噴射弁が特許文献１、２に開示されている。特許文献１の燃料噴射ノズルは、高貫徹力の噴霧を発生させる第１噴孔流路と、低貫徹力で噴霧の拡散性の高い噴霧を発生させる第２噴孔流路を設けたハウジングを備え、高貫徹力の燃料噴射形態と低貫徹力の燃料噴射形態とを選択的に切り替える。特許文献２の燃料噴射ノズルは、ノズルの軸方向前後に複数の噴孔を設けたボディを備え、内側ニードルと、噴孔を設けた外側ニードルと、をボディ内に収納した構成により、燃料噴射時に開口する噴孔数を変更する。

特開２００６−８３７６４号公報 特開２００６−２２０１２９号公報

ところで、上記特許文献１の燃料噴射弁では、第１噴孔流路と第２噴孔流路とが設けられたハウジングを備えることが必要であり、部品点数が増加する。

また、特許文献２の燃料噴射弁では、内側ニードルのみが開弁する場合と、外側ニードルが開弁する場合とで、燃料を噴射する噴孔の位置がノズルの軸方向で変化する。特許文献２のようなノズルボディの軸方向前後に複数の噴孔を設けた燃料噴射弁では、いずれの噴孔から噴射するかは燃料の噴射量によって定まり、噴射量の制御と噴霧の制御とをそれぞれ独立して行うことができない。これにより、エンジンの燃焼室に対して、噴射される位置が変わるため、燃焼室内における噴霧の分布が変化する。したがって、このような燃料噴射弁は噴射制御に改善の余地がある。

そこで、本発明は、貫徹力の高い噴霧と低い噴霧とを形成可能な燃料噴射弁において、噴射状態の制御を改善することを課題とする。

かかる課題を解決する本発明の燃料噴射弁は、ノズルボディと、前記ノズルボディの内側と外側とを連通する第１噴孔と、前記ノズルボディの内側に摺動可能に組み込まれた中空円筒形状の第１ニードルと、前記第１ニードルの内側と外側とを連通する第２噴孔と、前記第１ニードルの内側に摺動可能に組み込まれ、前記第２噴孔を開閉する第２ニードルと、を備え、前記第１ニードルの摺動により、前記第１噴孔の入口開口部と前記第２噴孔の出口開口部とが対向する連通状態と前記入口開口部と前記出口開口部とがずれた非連通状態とが切替わり、前記第２ニードルの摺動により、燃料噴射の開始及び停止が制御されることを特徴とする。

このような構成とすることにより、燃焼室に対し、燃料を噴射する噴孔の位置を変えずに噴霧の貫徹力のみを変更することができる。このため、貫徹力が異なる噴霧の燃焼室内における分布位置（高さ）を一定の位置にできる。また、ピストン表面の形状を、複数の噴孔位置を考慮した形状とする必要がない。上記構成によると、第２ニードルが着座した状態で、第１噴孔と第２噴孔とが連通し、あたかも長い噴孔を備える構成とすることができる。噴孔が長くなると、貫徹力が高くなることから、ノズルボディの第１噴孔のみを燃料が通過する場合、貫徹力の低い噴霧が形成され、ノズルボディの第１噴孔と第１ニードルの第２噴孔とが連通した噴孔を燃料が通過する場合、貫徹力の高い噴霧が形成できる。また、上記構成によると、部品点数を増加することなく、比較的シンプルな構成により、貫徹力の異なる噴霧を形成できる。

上記構成の燃料噴射弁において、前記第２噴孔の入口面積よりも前記第２噴孔の出口面積を拡大した構成とすることができる。

上記構成の燃料噴射弁において、前記第１噴孔の入口面積と前記第２噴孔の出口面積とが異なる構成とすることができる。

上記構成の燃料噴射弁において、前記第２噴孔は入口から出口へ向かって流路面積が拡大した構成とすることができる。

このような構成とすることにより、ノズルボディの第１噴孔と第１ニードルの第２噴孔とが連通した通路の断面積が変化することから、通路を通過する燃料の流れに乱れを生み、キャビテーションの生成を促進して燃料の微粒化を促進することができる。また、このような形状の第１噴孔は単一の噴孔のみでは加工が困難であるため、２以上の噴孔を組み合わせることにより構成できる。

上記構成の燃料噴射弁において、前記第１噴孔と前記第２噴孔はコーン角が異なる構成とすることができる。このような構成とすることにより、第２噴孔の入口における流体の剥離によるキャビテーションの生成を調整することができる。

上記構成の燃料噴射弁において、前記第１噴孔、および前記第２噴孔はノズルボディの軸を対称に複数形成されており、前記第１噴孔の数と前記第２噴孔の数が異なる構成とすることができる。このような構成とすることにより、第１ニードルの開閉有無により、燃料の噴射する噴孔の数を変化することができる。また、このような構成により、形成する噴霧の形態が変わっても、燃焼室に対して噴孔位置が変化しないため、常に一定位置から燃料が噴射され、噴霧の分布を一定にすることができる。

本発明の燃料噴射弁は、貫徹力の高い噴霧と低い噴霧とを形成可能な燃料噴射弁において、噴射制御を改善することができる。

実施例１の燃料噴射弁の構成を示した断面図である。 図１中の第１噴孔と第２噴孔を拡大して示した説明図である。 燃料噴射弁のニードルが移動した状態を説明する説明図であって、（ａ）は、第１ニードル、第２ニードルのいずれもが着座した状態を示し、（ｂ）は、第１ニードルが着座し、第２ニードルが離座した状態を示し、（ｃ）は第１ニードル、第２ニードルのいずれもが離座した状態を示した説明図である。 キャビテーションの発生を促進する流体通路の説明図である。 構成１における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成２における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成３における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成４における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成５における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成６における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成７における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成８における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 構成９における燃料噴射弁の先端部の拡大図である。 ノズルボディと第１ニードルとの断面を模式的に示した説明図であって、（ａ）は、第１ニードルがリフトしない場合を示し、（ｂ）は、第１ニードルがリフトした場合を示した説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例の燃料噴射弁１の構成を示した断面図である。図２は図１中の第１噴孔２１と第２噴孔３３の部分を拡大して示した説明図である。

燃料噴射弁１は、ディーゼルエンジンの気筒に先端を向けて設置され、気筒内へ向けて燃料を噴射する。

燃料噴射弁１は、先端側に第１噴孔２１が形成された中空円筒状のノズルボディ２と、ノズルボディ２の内側に摺動可能に組み込まれた中空円筒状の第１ニードル３と、第１ニードル３の内側に摺動可能に組み込まれた第２ニードル４とを備えている。なお、本実施例の説明において、先端側とはノズルボディ２の先端側、すなわち、図１中の下側を示し、基端側とはノズルボディ２の基端側、すなわち、図１中の上側を示すものとする。

ノズルボディ２の内側にシート面２２が形成されている。シート面２２は先端側へ向かって内径が小さくなるテーパ状となっている。第１噴孔２１はこのシート面２２に開口し、ノズルボディ２の内側と外側とを連通する。

第１ニードル３の先端側にはシール部３１が形成されており、シール部３１よりも先端側にシート面２２と同様のテーパ状をしたテーパ面３２が形成されている。第１ニードル３がノズルボディ２に着座する場合、シール部３１が第１噴孔２１よりも基端側でシート面２２に接触する。また、第１ニードル３のシール部３１よりも先端側、すなわちテーパ面３２に、第１ニードル３の内側と外側とを連通する第２噴孔３３が形成されている。第１ニードル３がノズルボディ２に着座した場合、第１噴孔２１の第１ニードル３側の燃料の入口開口部２１ａと第２噴孔３３のノズルボディ２側の燃料の出口開口部３３ａとが対向し、第１噴孔２１の中心線２１ｂと第２噴孔３３の中心線３３ｂが一致するように構成されている。また、第１ニードル３の内側にシート面３４が形成されている。シート面３４も先端側へ向かって内径が小さくなるテーパ状に形成されている。なお、ノズルボディ２の第１噴孔２１、第２噴孔３３はノズルボディ２の軸を対称として複数形成されており、第１噴孔２１の数と第２噴孔３３の数は同一である。

第１ニードル３は第１ガイド５に沿ってノズルボディ２の軸方向に摺動する。第１ニードル３は第１スプリング６によって、先端側に付勢されている。また、第１ニードル３、第１ガイド５により第１制御室７が区画されている。第１制御室７内には燃料が充填され、第１制御室７の燃料の圧力を調整することにより、第１ニードル３が先端側と基端側との間を摺動する。

第２ニードル４の先端側にシール部４１が形成されている。第２ニードル４が第１ニードル３に着座する場合、シール部４１が第２噴孔３３の第２ニードル４側の開口部３３ｃよりも基端側でシート面３４に接触する。

第２ニードル４は第２ガイド８に沿ってノズルボディ２の軸方向に摺動する。第２ニードル４は第２スプリング９によって、先端側に付勢されている。また、第２ニードル４、第２ガイド８により第２制御室１０が区画されている。第２制御室１０内には燃料が充填され、第２制御室１０の燃料の圧力を調整することにより、第２ニードル４が先端側と基端側との間を摺動する。

第１制御室７および第２制御室１０内の燃料の圧力の調整は、従来から知られているピエゾアクチュエータ、または電磁コイルを備える駆動装置により行うことができる。ここでは駆動装置の説明は省略する。

また、ノズルボディ２、第１ニードル３、第２ニードル４を組み付けることにより、ノズルボディ２と第１ニードル３との間には燃料を第１噴孔２１へ供給する第１燃料供給路１１が形成され、第１ニードル３と第２ニードル４の間には燃料を第２噴孔３３へ供給する第２燃料供給路１２が形成される。

次に、燃料噴射弁１の燃料噴射時の動作状態について説明する。図３は燃料噴射弁１のニードルが移動した状態を説明する説明図である。図３（ａ）は、第１ニードル３、第２ニードル４のいずれもが着座した状態を示している。図３（ｂ）は、第１ニードル３が着座し、第２ニードル４が離座した状態を示している。図３（ｃ）は第１ニードル３、第２ニードル４のいずれもが離座した状態を示している。

図３（ａ）は初期状態、すなわち、燃料噴射弁１が燃料を噴射しない場合の状態である。

次に、エンジンの運転領域が高負荷である場合における噴射時の燃料噴射弁１の動作状態について説明する。燃料噴射弁１は、エンジンの運転領域が高負荷である場合に、図３（ｂ）に示すように、第２ニードル４のみを基端側へ移動（リフト）させる。このように、第２ニードル４が基端側へ移動することにより、第２噴孔３３に燃料が供給される。このとき、第２ニードル４の摺動により、燃料の噴射と停止とが制御される。さらに、第２ニードル４のみが基端側へ移動し、第１ニードル３が着座した状態であるため、第１噴孔２１の第１ニードル３側の燃料の入口開口部２１ａと第２噴孔３３のノズルボディ２側の燃料の出口開口部３３ａとが対向し、第１噴孔２１の中心線２１ｂと第２噴孔３３の中心線３３ｂが一致した状態となる。このため、あたかも第２噴孔３３と第１噴孔２１とが連通した状態となる。これにより、第２噴孔３３と第１噴孔２１を通過し噴射される燃料は、第１ニードル３の内側からノズルボディ２の外側に亘る長い噴孔から噴射される燃料と同様の噴霧が形成されると考えられる。燃料噴射弁の噴孔長は長くなるほど、燃料の流れが整うため、噴霧の貫徹力が上昇する。第２ニードル４のみがリフトする場合、燃料が第２燃料供給路１２を通り第２噴孔３３へ供給される。第２噴孔３３へ供給された燃料は第２噴孔３３と第１噴孔２１とを通過して気筒内へ噴射される。このとき、燃料が噴孔内を通過する際に整流され、高貫徹力の噴霧が形成される。これにより、空気との混合が促進されてスモーク排出量が低減される。

次に、エンジンの運転領域が低負荷である場合における噴射時の燃料噴射弁１の動作状態について説明する。燃料噴射弁１は、エンジンの運転領域が低負荷である場合に、図３（ｃ）に示すように、第１ニードル３と第２ニードル４とを基端側へ移動（リフト）させる。このとき、第１ニードル３が基端側へ移動するため、第１噴孔２１の第１ニードル３側の燃料の入口開口部２１ａと第２噴孔３３のノズルボディ２側の燃料の出口開口部３３ａとが対向しなくなり、第１噴孔２１の中心線２１ｂと第２噴孔３３の中心線３３ｂがずれる。これにより、第２噴孔３３と第１噴孔２１との連通状態は解除され非連通状態となる。従って、第１燃料供給路１１を通り第１噴孔２１へ供給された燃料はそのまま第１噴孔２１からエンジンの気筒へ噴射される。このとき、燃料の助走区間が短いため、噴霧の貫徹力は強くならず、噴霧は噴射方向と直交する方向へ拡散し、微粒化が促進される。このときの噴霧は貫徹力が強くないので、気筒の壁面への付着が抑制される。このため、燃料が壁面へ付着することにより生じる未燃燃料のＨＣ生成が抑えられるとともに、オイル希釈が低減する。また、燃料噴射弁１がポスト噴射を行う場合にも第１ニードル３と第２ニードル４とをリフトして、低い貫徹力の噴霧を形成するように設定できる。

以上のように、本実施例の燃料噴射弁１において、第１ニードル２の摺動により、第１噴孔２１と第２噴孔３３との連通状態と非連通状態とが切替わる。このような切替えは、エンジンの運転負荷に応じて変更する。燃料噴射弁１は、エンジンの運転領域が低負荷の場合、短い噴孔長の第１噴孔から燃料を噴射することにより、貫徹力を抑える。これにより、燃料が気筒壁面へ到達しないため、ＨＣの排出を抑制し、オイルの希釈を抑制できる。また、燃料噴射弁１はエンジンの運転領域が高負荷の場合、噴孔長を長くして燃料を噴射することにより、貫徹力を向上する。これにより、空気との混合が促進されてスモーク排出量が低減できる。また、燃料噴射弁１は、第１噴孔２１の位置を変えずに、貫徹力の高い噴射も低い噴射も行うことができるため、噴射制御が改善される。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例の燃料噴射弁は、実施例１の燃料噴射弁１とほぼ同様の構成をしている。本実施例の燃料噴射弁は、燃料通路の構成が異なる点で、実施例１の燃料噴射弁１と異なる。

本実施例の燃料噴射弁では、高貫徹力の噴霧を形成する場合、噴射燃料にキャビテーションを発生させることにより、燃料の微粒化を促進する。ここで、キャビテーションの発生を促進する原理について説明する。図４はキャビテーションの発生を促進する流体通路の説明図である。図４（ａ）に示すように、通路幅が狭くなる箇所において、流体の流速が上昇するため、圧力が低下し、気泡が発生する。発生した気泡が下流側で消滅することによりキャビテーションｃが発生する。さらに、図４（ｂ）に示すように、一旦、通路幅が拡大された後、通路幅が狭くなる場合、通路幅が拡大された際に流れに乱れｔが生じるため、よりキャビテーションｃの発生が促進される。

本実施例では、第２噴孔３３の入口面積よりも第２噴孔３３の出口面積を拡大したことにより、キャビテーションの発生を促進する。次に、このようなキャビテーションの発生を促進する第２噴孔３３の具体的構成を説明する。
（構成１）

図５は構成１における燃料噴射弁１Ａの先端部の拡大図である。ノズルボディ２と第２ニードル４は実施例１の構成と同一である。実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。第１ニードル３Ａの第２噴孔３３Ａには、ノズルボディ２側の開口部３３Ａａに通路断面積を拡張した拡張部３５Ａが形成されている。拡張部３５Ａは第２噴孔３３Ａの中心線３３Ａｂを軸とする円柱状の空間である。
（構成２）

図６は構成２における燃料噴射弁１Ｂの先端部の拡大図である。構成２は構成１とほぼ同様であるが、拡張部３５Ｂの形状が第２噴孔３３Ｂの中心線３３Ｂｂを軸とする円錐状の空間である点が構成１と異なる。
（構成３）

図７は構成３における燃料噴射弁１Ｃの先端部の拡大図である。構成３は構成１とほぼ同様であるが、拡張部３５Ｃの形状が第２噴孔３３Ｃの中心線と、シート面２２に対向する第１ニードル３Ｃのテーパ面３２Ｃとの交点３３Ｃｄを中心とする半球状の空間である点が構成１と異なる。

構成１〜３のような拡張部３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃを設けたことにより、第２噴孔３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃを通過する燃料のキャビテーションの発生が促進される。キャビテーションの発生により、燃料の微粒化が促進するため、燃焼効率が向上し、燃費が向上する。また、拡張部の形状は、構成１〜３のものに限定されず、角柱状の空間、角錐状の空間などでも同様の効果が得られる。
（構成４）

図８は構成４における燃料噴射弁１Ｄの先端部の拡大図である。ノズルボディ２と第２ニードル４は実施例１の構成と同一である。本構成では、第１噴孔２１の入口面積と第２噴孔３３Ｄの出口面積とが異なっている。第１ニードル３Ｄの第２噴孔３３Ｄは、第２噴孔３３Ｄの径ｄ３Ｄを第１噴孔２１の孔径ｄ２Ｄよりも拡大している。

構成４のように第２噴孔３３Ｄの径ｄ３Ｄを第１噴孔２１の孔径ｄ２Ｄよりも拡大したことにより、第２噴孔３３Ｄを通過する燃料のキャビテーションの発生が促進され、燃料の微粒化が促進する。これにより、燃焼効率が向上し、燃費が向上する。
（構成５）
図９は構成５における燃料噴射弁１Ｅの先端部の拡大図である。ノズルボディ２と第２ニードル４は実施例１の構成と同一である。本構成では、第１噴孔２１の入口面積と第２噴孔３３Ｅの出口面積とが異なっている。第１ニードル３Ｅの第２噴孔３３Ｅは、第２噴孔３３Ｅの径ｄ３Ｅを第１噴孔２１の孔径ｄ２Ｅよりも縮小している。

構成５のように第２噴孔３３Ｅの径ｄ３Ｅを第１噴孔２１の孔径ｄ２Ｅよりも縮小したことにより、第２噴孔３３Ｅを通過する燃料の流れに乱れを発生させて、燃料の微粒化を促進する。これにより、燃焼効率が向上し、燃費が向上する。
（構成６）

図１０は構成６における燃料噴射弁１Ｆの先端部の拡大図である。ノズルボディ２と第２ニードル４は実施例１の構成と同一である。第１ニードル３Ｆの第２噴孔３３Ｆは、入口から出口へ向かって流路面積が拡大した、すなわち、第２噴孔３３Ｆの第２ニードル４側の開口部３３Ｆｃからノズルボディ２側の開口部３３Ｆａへ向かって第２噴孔３３Ｆの幅が拡大している。すなわち、第２噴孔３３Ｆは通路幅が徐々に拡張されている。

構成６のように第２噴孔３３Ｆの通路を徐々に拡張したことにより、通路を通過する間に燃料の流れに乱れが生じる。この流れの乱れた燃料がノズルボディ２の第１噴孔２１に流入する際、第２噴孔３３Ｆと第１噴孔２１との間の段差によりさらに燃料の流れに乱れが発生し、キャビテーションの生成が促進される。
（構成７）

図１１は構成７における燃料噴射弁１Ｇの先端部の拡大図である。構成７はノズルボディ２Ｇの第１噴孔２１Ｇの形状が異なる点を除き、構成６と同様である。ノズルボディ２Ｇの第１噴孔２１Ｇの形状は、入口から出口へ向かって流路面積が縮小した、すなわち、第１噴孔２１Ｇの第１ニードル３Ｇ側の開口部２１Ｇａから、筒内側の開口部２１Ｇｂ側へ向かって孔径が縮小している。

構成７では、第２噴孔３３Ｇを通過する間に燃料の流れが乱れ、キャビテーションが発生するが、第１噴孔２１Ｇを通過する間に、乱れた燃料の流れを整流する。これにより、高い拡散性を有し、かつ高い貫徹力の噴霧を形成する。
（構成８）

図１２は構成８における燃料噴射弁１Ｈの先端部の拡大図である。ノズルボディ２と第２ニードル４は実施例１の構成と同一である。構成８では、第１噴孔２１の第１ニードル３Ｈ側の燃料の入口開口部２１ａと第２噴孔３３Ｈのノズルボディ２側の開口部３３Ｈａとが対向している。さらに、第１噴孔２１と第２噴孔３３Ｈはコーン角が異なる。具体的には、第２噴孔３３Ｈの中心線３３Ｈｂとノズルボディ２の軸Ｌとが形成する角度α１が、第１噴孔２１の中心線２１ｂとノズルボディ２の軸Ｌとが形成する角度βよりも小さくなるように、第２噴孔３３Ｈが形成されている。

構成８のように第２噴孔３３Ｈを形成することにより、燃料が第２噴孔３３Ｈに流入し易くなる。これにより、第２噴孔３３Ｈの第２ニードル４側の開口部３３Ｈｃ側における通路の入口側の剥離によるキャビテーションの発生が抑制され、貫徹力の強い噴霧が形成される。
（構成９）

図１３は構成９における燃料噴射弁１Ｉの先端部の拡大図である。ノズルボディ２と第２ニードル４は実施例１の構成と同一である。構成９では、第１噴孔２１の第１ニードル３Ｉ側の燃料の入口開口部２１ａと第２噴孔３３Ｉのノズルボディ２側の開口部３３Ｉａとが対向している。さらに、第１噴孔２１と第２噴孔３３Ｉはコーン角が異なる。具体的には、第２噴孔３３Ｉの中心線３３Ｉｂとノズルボディ２の軸Ｌとが形成する角度α２が、第１噴孔２１の中心線２１ｂとノズルボディ２の軸Ｌとが形成する角度βよりも大きくなるように、第２噴孔３３Ｉが形成されている。

構成９のように第２噴孔３３Ｉを形成することにより、燃料が第２噴孔３３Ｉに流入しにくくなる。これにより、第２噴孔３３Ｉの第２ニードル４側の開口部３３Ｉｃ側における通路の入口側の剥離によるキャビテーションの発生が促進され、燃料の微粒化が促進された噴霧が形成される。

本実施例では、第２噴孔３３Ａ〜３３Ｉや第１噴孔２１、２１Ｇの形状を様々な形に加工することにより、キャビテーションの促進を行い、燃料の噴霧を制御できる。また、噴射燃料が、第２噴孔３３Ａ〜３３Ｉと、第１噴孔２１、２１Ｇとを通過する構成としたことにより、ノズルボディ単体のみに形成することができない形状を形成することができる。

次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例の燃料噴射弁は、実施例１の燃料噴射弁１とほぼ同様の構成をしている。ただし、ノズルボディの第１噴孔の数と第１ニードルの第２噴孔の数とが異なる点で実施例１の燃料噴射弁１と異なる。なお、その他の構成は実施例１と同一であり、実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１４は、ノズルボディ２と第１ニードル３との断面を模式的に示した説明図である。図１４（ａ）は、第１ニードル３がリフトしない場合を示し、図１４（ｂ）は、第１ニードル３がリフトする場合を示している。図１４中の矢示ｆは燃料の噴射を示している。本実施例では、ノズルボディ２の第１噴孔２１が等間隔に８つ設けられている。また、燃料筒路３３は第１ニードル３に等間隔に４つ設けられている。図１４（ａ）に示すように、第１ニードル３がリフトしない場合には、第２噴孔３３とつながる第１噴孔２１のみから燃料が噴射される。一方、図１４（ｂ）に示すように、第１ニードル３がリフトする場合には、全ての第１噴孔２１から燃料が噴射される。

ノズルボディ２の第１噴孔２１の数と、第１ニードル３の第２噴孔３３の数とを異なるようにしたことにより、エンジンの状態にあわせて、燃料を噴射する第１噴孔の数を変更することができる。例えば、エンジンの運転領域が軽負荷である場合、噴霧が過剰に拡散されることを抑制して少ない噴孔数の噴射、すなわち、第２ニードル４のリフトのみで噴射をする。一方、エンジンの運転領域が高負荷である場合、空気との混合をより促進するために多くの噴孔数の噴射、すなわち、第１ニードル３及び第２ニードル４をリフトして噴射することができる。これにより、エンジンの状態にあわせ、形成する噴霧を制御できる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ 燃料噴射弁
２ ノズルボディ
３ 第１ニードル
４ 第２ニードル
２１、２１Ｇ 第１噴孔
２１ａ 第１ニードル側開口部
２１ｂ 第１噴孔中心線
３３、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｆ、３３Ｇ、３３Ｈ、３３Ｉ 第２噴孔
３３ａ ノズルボディ側開口部
３３ｂ 第２噴孔中心線
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ 拡張部

Claims (7)

1. ノズルボディと、
   前記ノズルボディの内側と外側とを連通する第１噴孔と、
   前記ノズルボディの内側に摺動可能に組み込まれた中空円筒形状の第１ニードルと、
   前記第１ニードルの内側と外側とを連通する第２噴孔と、
   前記第１ニードルの内側に摺動可能に組み込まれ、前記第２噴孔を開閉する第２ニードルと、
   を備え、
   前記第１ニードルの摺動により、前記第１噴孔の入口開口部と前記第２噴孔の出口開口部とが対向する連通状態と、前記入口開口部と前記出口開口部とがずれた非連通状態とが切替わり、
   前記第２ニードルの摺動により、燃料噴射の開始及び停止が制御されることを特徴とする燃料噴射弁。
2. 請求項１記載の燃料噴射弁において、
   前記第２噴孔の入口面積よりも前記第２噴孔の出口面積を拡大したことを特徴とする燃料噴射弁。
3. 請求項１または２記載の燃料噴射弁において、
   前記第１噴孔の入口面積と前記第２噴孔の出口面積とが異なることを特徴とする燃料噴射弁。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項記載の燃料噴射弁において、
   前記第２噴孔は入口から出口へ向かって流路面積が拡大したことを特徴とする燃料噴射弁。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載の燃料噴射弁において、
   前記第１噴孔は入口から出口へ向かって流路面積が縮小することを特徴とする燃料噴射弁。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の燃料噴射弁において、
   前記第１噴孔と前記第２噴孔はコーン角が異なることを特徴とする燃料噴射弁。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項記載の燃料噴射弁において、
   前記第１噴孔、および前記第２噴孔はノズルボディの軸を対称に複数形成されており、前記第１噴孔の数と前記第２噴孔の数が異なることを特徴とする燃料噴射弁。

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