JP2011220285A - Fuel injection apparatus and internal combustion engine with the same - Google Patents

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宗篤 柿木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve controllability of fuel injection into a combustion chamber of an internal combustion engine.SOLUTION: A flow channel variable unit formed of a piezoelectric element 19 is provided in an injection hole 16e of an injector 15. At least one of a cross-sectional area of a fuel injection flow channel and an injection direction of the fuel of the injection hole 16e is changed by deforming the piezoelectric element 19 through the application of a voltage to the piezoelectric element 19. Because a fuel injection amount, a fuel spray shape (distribution), and a fuel injection position are thereby more finely controlled, the combustion state more adapted to an operation state is formed. Accordingly, exhaust gas and fuel consumption rate are reduced.

Description

本発明は、燃料噴射装置およびそれを備える内燃機関に関し、更に詳しくは、内燃機関の燃焼室内への燃料噴射の制御性を向上させることが可能な燃料噴射装置およびそれを備える内燃機関に関する。   The present invention relates to a fuel injection device and an internal combustion engine including the same, and more particularly to a fuel injection device capable of improving controllability of fuel injection into a combustion chamber of the internal combustion engine and an internal combustion engine including the same.

ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べて、熱効率が良く、二酸化炭素(CO)の排出量が少ないので、地球温暖化や石油枯渇問題の観点から有利である。また、近年、コモンレール式の燃料噴射装置の採用により、燃料を微粒化でき、燃料を燃焼期間中に完全に燃焼させることができるので、黒煙や未燃炭化水素等の排出量の低減も実現されている。 Diesel engines are advantageous from the viewpoint of global warming and oil depletion because they have better thermal efficiency and less carbon dioxide (CO 2 ) emissions than gasoline engines. In recent years, by adopting a common rail fuel injection system, fuel can be atomized and the fuel can be burned completely during the combustion period, thus reducing emissions of black smoke and unburned hydrocarbons. Has been.

また、黒煙、未燃炭化水素および窒素酸化物(NOx)のような排気ガスや燃料消費率の低減を達成するための燃焼最適化の観点から、燃料の噴霧形状(分布)や噴射量等を負荷に応じて変化させることが重要視されており、種々の技術が提案されている。   In addition, from the viewpoint of combustion optimization to achieve exhaust gas such as black smoke, unburned hydrocarbons and nitrogen oxides (NOx), and reduction of fuel consumption rate, fuel spray shape (distribution), injection amount, etc. It is regarded as important to change the value according to the load, and various techniques have been proposed.

例えば燃料噴射装置内に軸を同一にして2つのニードルを配置し、この2つのニードルの軸方向の移動に応じて複数の噴孔を順に開放することで、燃料噴射率を変えることが開示されている(例えば特許文献1〜3参照)。   For example, it is disclosed that the fuel injection rate is changed by arranging two needles with the same shaft in the fuel injection device and sequentially opening a plurality of injection holes in accordance with the axial movement of the two needles. (For example, refer to Patent Documents 1 to 3).

また、排気ガスや燃料消費率の低減手法として、燃料噴射の超高圧化や噴孔の微細化による燃料微粒化などの種々の技術が提案されている。例えば燃料の微粒化が燃焼効率の上昇をもたらし、NOxの低減をもたらすとして、燃料噴射ノズルの噴孔を微細に形成する方法が開示されている(例えば特許文献4参照)。また、例えば超高圧の燃料噴射装置などによって微粒化した噴霧をよく乱すことで、ノッキングを抑えつつ、より大きな出力を得ようとしている内燃機関が開示されている(例えば特許文献5参照)。   Various techniques have been proposed as methods for reducing exhaust gas and fuel consumption, such as ultra-high pressure in fuel injection and atomization of fuel by refining nozzle holes. For example, a method of forming the nozzle holes of the fuel injection nozzle finely has been disclosed on the assumption that atomization of fuel brings about an increase in combustion efficiency and a reduction in NOx (see, for example, Patent Document 4). Further, for example, an internal combustion engine that attempts to obtain a larger output while suppressing knocking by thoroughly disturbing the atomized spray by an ultra-high pressure fuel injection device or the like is disclosed (for example, see Patent Document 5).

また、例えば噴孔内に弾性変形する部分を設け、噴孔内を通過する燃料の噴射圧力により弾性変形部分を変形させることで噴孔の断面積を変える構成が開示されている(例えば特許文献6参照)。   Further, for example, a configuration is disclosed in which a cross-sectional area of the nozzle hole is changed by providing a portion that is elastically deformed in the nozzle hole and deforming the elastically deformed part by an injection pressure of fuel passing through the nozzle hole (for example, Patent Documents) 6).

しかしながら、上記した特許文献1〜6においては、燃料の噴射量、噴霧形状(分布)または噴射位置等のような燃料噴射の制御性の面で充分とは言えず、燃料噴射装置においては燃料噴射の制御性を如何にして向上させるかが重要な課題となっている。   However, in the above-mentioned patent documents 1 to 6, it cannot be said that the controllability of the fuel injection such as the fuel injection amount, the spray shape (distribution) or the injection position is sufficient. It is an important issue how to improve the controllability.

例えば特許文献1〜3では、噴孔やニードルを3つ以上に増やすのは困難であり、燃料噴射形状や燃料噴射量をさらに精細に制御することができない。また、燃料噴射流路の一部が閉塞すると流量が一定になってしまう問題もある。   For example, in Patent Documents 1 to 3, it is difficult to increase the number of nozzle holes and needles to three or more, and the fuel injection shape and the fuel injection amount cannot be controlled more precisely. There is also a problem that the flow rate becomes constant when a part of the fuel injection flow path is closed.

また、例えば特許文献4,5では、燃料の微粒化についての考慮はあるが、燃料の噴射位置や噴孔径は固定であり、燃料噴射の制御性をさらに向上させることはできない。   Further, for example, in Patent Documents 4 and 5, although consideration is given to atomization of fuel, the fuel injection position and the nozzle hole diameter are fixed, and the controllability of fuel injection cannot be further improved.

また、例えば特許文献6では、噴孔の断面積が燃料の噴射圧力により自動的に変わる構成になっているが、噴射圧力以外の理由で噴孔の断面積を変えることはできない。   For example, in Patent Document 6, the cross-sectional area of the nozzle hole is automatically changed depending on the fuel injection pressure. However, the cross-sectional area of the nozzle hole cannot be changed for reasons other than the injection pressure.

特開2006−105067号公報JP 2006-105067 A 特開2007−224896号公報JP 2007-224896 A 特開2008−38761号公報JP 2008-38761 A 特開2001−132587号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-132587 特開2005−30293号公報JP 2005-30293 A 特開2003−214298号公報JP 2003-214298 A

本発明の目的は、内燃機関の燃焼室内への燃料噴射の制御性を向上させることができる燃料噴射装置およびそれを備える内燃機関を提供することにある。   The objective of this invention is providing the fuel-injection apparatus which can improve the controllability of the fuel injection in the combustion chamber of an internal combustion engine, and an internal combustion engine provided with the same.

上記の目的を達成するための本発明の燃料噴射装置は、装置本体を構成する筐体の中空室内に供給された燃料を、前記中空室と外部とを連通するように前記筐体に形成された噴孔から内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射装置であって、前記噴孔内に、噴孔の燃料噴射流路の断面積または燃料噴射方向の少なくとも一方を変える流路変更手段を設け、該流路変更手段を圧電素子により構成したものである。   In order to achieve the above object, a fuel injection device of the present invention is formed in the housing so that the fuel supplied into the hollow chamber of the housing constituting the device main body is communicated with the outside of the hollow chamber. A fuel injection device that injects fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine from a nozzle hole, wherein a flow path changing means for changing at least one of a cross-sectional area of the fuel injection flow path of the nozzle hole or a fuel injection direction is provided in the nozzle hole. The flow path changing means is constituted by a piezoelectric element.

また、上記の燃料噴射装置において、前記中空室内に軸方向に移動可能な状態で収容され、前記噴孔への燃料の供給を制御する燃料制御部材と、前記燃料制御部材の軸方向への移動を制御する制御部とを備えるものである。   In the fuel injection device, a fuel control member that is accommodated in the hollow chamber so as to be movable in the axial direction, and that controls the supply of fuel to the nozzle hole, and the fuel control member moves in the axial direction. And a control unit for controlling.

また、上記の燃料噴射装置において、前記流路可変手段は、前記燃料噴射流路の断面積が燃料の流れる方向に沿って連続的または断続的に変わるように形成された圧電素子により構成されている。   Further, in the fuel injection device, the flow path varying means is configured by a piezoelectric element formed so that a cross-sectional area of the fuel injection flow path changes continuously or intermittently along the fuel flow direction. Yes.

また、上記の燃料噴射装置において、ラバルノズルの形状を構成する圧電素子により形成されている。   In the above fuel injection device, the fuel injection device is formed by a piezoelectric element constituting the shape of a Laval nozzle.

また、上記の燃料噴射装置において、前記流路可変手段は、前記燃料噴射流路の断面積が燃料の流れる方向に沿って断続的に変わるように燃料の流れる方向に沿って配置された厚さの異なる複数の圧電素子により形成されている。   Further, in the above fuel injection device, the flow path varying means has a thickness arranged along the fuel flow direction so that the cross-sectional area of the fuel injection flow path changes intermittently along the fuel flow direction. Are formed by a plurality of piezoelectric elements having different values.

また、上記の燃料噴射装置において、前記複数の圧電素子の各々に印加する電圧を個別に調整することが可能な構成とされている。   In the fuel injection device described above, the voltage applied to each of the plurality of piezoelectric elements can be individually adjusted.

上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、前記燃料噴射装置を備えるものである。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention comprises the fuel injection device.

本発明の燃料噴射装置およびそれを備える内燃機関によれば、燃料噴射装置の噴孔内に、噴孔の燃料流路の断面積または燃料噴射方向の少なくとも一方を変える圧電素子で形成された流路可変手段を設けたことにより、内燃機関の燃焼室内への燃料噴射の制御性を向上させることができる。また、燃料を超高速で噴射することができ、燃料の微粒化に寄与することができる。また、噴孔の燃料噴射流路の断面積を変えることができるので、燃焼室内の噴霧の分布を制御することができる。これらにより、排気ガスを低減することができ、また、燃料消費率を低減することができる。   According to the fuel injection device of the present invention and the internal combustion engine including the fuel injection device, the flow formed in the injection hole of the fuel injection device is a piezoelectric element that changes at least one of the cross-sectional area of the fuel flow path of the injection hole or the fuel injection direction. By providing the path variable means, the controllability of fuel injection into the combustion chamber of the internal combustion engine can be improved. Further, the fuel can be injected at an ultra-high speed, which can contribute to atomization of the fuel. In addition, since the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the nozzle hole can be changed, the spray distribution in the combustion chamber can be controlled. As a result, exhaust gas can be reduced, and the fuel consumption rate can be reduced.

本発明の実施の形態の内燃機関の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the internal combustion engine of embodiment of this invention. 図1の内燃機関の燃料噴射装置の断面図である。It is sectional drawing of the fuel-injection apparatus of the internal combustion engine of FIG. 図2の燃料噴射装置の燃料噴射部の断面図である。It is sectional drawing of the fuel-injection part of the fuel-injection apparatus of FIG. 図3の燃料噴射装置の燃料噴射部のノズル先端部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the nozzle front-end | tip part of the fuel-injection part of the fuel-injection apparatus of FIG. 図3の燃料噴射装置の燃料噴射部のノズル先端部の他の例の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the other example of the nozzle front-end | tip part of the fuel-injection part of the fuel-injection apparatus of FIG. 図3の燃料噴射装置の圧電素子の一例の斜視図である。It is a perspective view of an example of the piezoelectric element of the fuel injection device of FIG. 非電圧印加時における図6のピエゾ素子で形成される燃料噴射流路の断面図である。It is sectional drawing of the fuel-injection flow path formed with the piezoelectric element of FIG. 6 at the time of a non-voltage application. 電圧印加時における図6のピエゾ素子で形成される燃料噴射流路の断面図である。It is sectional drawing of the fuel-injection flow path formed with the piezoelectric element of FIG. 6 at the time of voltage application. 図3の燃料噴射装置の他の圧電素子の例の斜視図である。It is a perspective view of the example of the other piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of FIG. 非電圧印加時における図9のピエゾ素子で形成される燃料噴射流路の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a fuel injection flow path formed by the piezo element of FIG. 9 when a non-voltage is applied. 電圧印加時における図9のピエゾ素子で形成される燃料噴射流路の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a fuel injection flow path formed by the piezoelectric element of FIG. 9 when a voltage is applied. 図3の燃料噴射装置の圧電素子に対して電圧を印加している時の燃料の噴射状態を示す燃料噴射装置の要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the fuel injection device showing a fuel injection state when a voltage is applied to a piezoelectric element of the fuel injection device of FIG. 3. 図3の燃料噴射装置の圧電素子に対して電圧を印加していない時の燃料の噴射状態を示す燃料噴射装置の要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the fuel injection device showing a fuel injection state when no voltage is applied to the piezoelectric element of the fuel injection device of FIG. 3. 図3の燃料噴射装置を用いて均質燃焼状態を形成する場合の燃料噴射時の燃料の状態を模式的に示した内燃機関の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an internal combustion engine schematically showing the state of fuel during fuel injection when a homogeneous combustion state is formed using the fuel injection device of FIG. 3. 図3の燃料噴射装置を用いて均質燃焼状態を形成する場合の燃料噴射後の燃料の状態を模式的に示した内燃機関の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an internal combustion engine schematically showing a state of fuel after fuel injection when a homogeneous combustion state is formed using the fuel injection device of FIG. 3. 図3の燃料噴射装置を用いて成層燃焼状態を形成する場合の燃料噴射時の燃料の状態を模式的に示した内燃機関の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an internal combustion engine schematically showing a state of fuel at the time of fuel injection when a stratified combustion state is formed using the fuel injection device of FIG. 3. 図3の燃料噴射装置を用いて成層燃焼状態を形成する場合の燃料噴射後の燃料の状態を模式的に示した内燃機関の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an internal combustion engine schematically showing a state of fuel after fuel injection when a stratified combustion state is formed using the fuel injection device of FIG. 3. 図3の燃料噴射装置を用いた燃料噴射時の燃料噴射量と時間との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the fuel injection quantity at the time of the fuel injection using the fuel-injection apparatus of FIG. 3, and time. 図18の燃料噴射時の燃焼室内の噴射燃料の状態を模式的に示した内燃機関の要部断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of a principal part of the internal combustion engine schematically showing the state of injected fuel in the combustion chamber at the time of fuel injection in FIG. 18. 図1の内燃機関の第2の実施の形態の燃料噴射装置の圧電素子に電圧を印加していない時の燃料噴射装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel-injection apparatus when the voltage is not applied to the piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of 2nd Embodiment of the internal combustion engine of FIG. 図20の燃料噴射装置の圧電素子とその周辺の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the piezoelectric element of the fuel injection device of Drawing 20, and its circumference. 図20の燃料噴射装置の圧電素子の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of FIG. 図20の燃料噴射装置の圧電素子に電圧を印加している時の燃料噴射装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel-injection apparatus when the voltage is applied to the piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of FIG. 図23の燃料噴射装置の圧電素子の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the piezoelectric element of the fuel injection device of FIG. 図20の燃料噴射装置を用いた場合の内燃機関の構成図である。It is a block diagram of the internal combustion engine at the time of using the fuel-injection apparatus of FIG. 図3の燃料噴射装置の課題を説明するための燃料噴射装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel-injection apparatus for demonstrating the subject of the fuel-injection apparatus of FIG. 図3の燃料噴射装置の課題を説明するための燃料噴射装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel-injection apparatus for demonstrating the subject of the fuel-injection apparatus of FIG. 図1の内燃機関の第3の実施の形態の燃料噴射装置の圧電素子に電圧を印加していない時の燃料噴射装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel-injection apparatus when the voltage is not applied to the piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of 3rd Embodiment of the internal combustion engine of FIG. 図28の燃料噴射装置の圧電素子に電圧を印加している時の燃料噴射装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel-injection apparatus when the voltage is applied to the piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of FIG. 図1の内燃機関の第5の実施の形態の燃料噴射装置の圧電素子の非電圧印加時の状態を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the state at the time of the non-voltage application of the piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of 5th Embodiment of the internal combustion engine of FIG. 図30の燃料噴射装置の圧電素子の電圧印加時の状態を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the state at the time of the voltage application of the piezoelectric element of the fuel-injection apparatus of FIG. 図31の燃料噴射装置の圧電素子の電圧印加時の状態を模式的に示す要部斜視図である。FIG. 32 is a main part perspective view schematically showing a state when a voltage is applied to a piezoelectric element of the fuel injection device of FIG. 31. 図30〜図32の圧電素子の一例の斜視図である。It is a perspective view of an example of the piezoelectric element of FIGS. 図30〜図32の圧電素子の他の一例の斜視図である。FIG. 33 is a perspective view of another example of the piezoelectric element of FIGS. 30 to 32.

以下、本発明の実施の形態の内燃機関について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に本発明の実施の形態の内燃機関の要部断面図を示す。本実施の形態の内燃機関は、例えば、トラックのような自動車に搭載される直列4気筒のコモンレール式のディーゼルエンジン1として構成される。なお、本発明はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等に適用することもできる。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a main part of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. The internal combustion engine of the present embodiment is configured as an in-line four-cylinder common rail type diesel engine 1 mounted on an automobile such as a truck, for example. In addition, this invention is not limited to a diesel engine, It can also apply to a gasoline engine etc.

このディーゼルエンジン(以下、エンジンという)1は、シリンダ(気筒)2内のピストン3の頂面に凹設されたキャビティ(燃焼室)4内において圧縮されて高温になった空気に燃料を供給して自己着火させ、この時の自己着火による燃焼で生じる膨張ガスによってピストン3を駆動させる構成を有している。   The diesel engine (hereinafter referred to as engine) 1 supplies fuel to air that has been compressed in a cavity (combustion chamber) 4 that is recessed in the top surface of a piston 3 in a cylinder (cylinder) 2 and that has become hot. The piston 3 is driven by the expanded gas generated by the combustion by the self-ignition at this time.

シリンダ2は、ピストン3の往復運動を誘導するとともに燃料ガスを収める円筒状の部品である。シリンダ2の内周面には図示しないライナが形成されている。シリンダ2においてライナの外側の肉厚部にはシリンダ冷却用の冷却媒体が流れる冷却通路2aが形成されている。   The cylinder 2 is a cylindrical part that guides the reciprocating motion of the piston 3 and stores fuel gas. A liner (not shown) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder 2. In the cylinder 2, a cooling passage 2 a through which a cooling medium for cooling the cylinder flows is formed in a thick portion outside the liner.

シリンダ2の内部には、ピストン3がシリンダ2の内周面のライナに沿って往復運動が可能な状態で設置されている。このピストン3の下部は、コネクティングロッド(図示せず)を介してクランクシャフト(図示せず)に接続されている。このクランクシャフトにより、ピストン3の往復運動が回転運動に変換される。なお、図1はピストン3が上死点にある時を示している。   Inside the cylinder 2, the piston 3 is installed in a state in which the piston 3 can reciprocate along the liner on the inner peripheral surface of the cylinder 2. The lower part of the piston 3 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod (not shown). The crankshaft converts the reciprocating motion of the piston 3 into a rotational motion. FIG. 1 shows the time when the piston 3 is at the top dead center.

このシリンダ2の上部のシリンダヘッド5には、吸気ポート(吸気口)7および排気ポート(排気口)8が設置されている。吸気ポート7は吸気管9に接続され、排気ポート8は排気管10に接続されている。   An intake port (intake port) 7 and an exhaust port (exhaust port) 8 are installed in the cylinder head 5 above the cylinder 2. The intake port 7 is connected to the intake pipe 9, and the exhaust port 8 is connected to the exhaust pipe 10.

また、吸気ポート7側には吸気用のバルブ11a(11)が設置され、排気ポート8側には排気用のバルブ11b(11)が設置されている。吸気用のバルブ11aは吸気ポート7を開閉し、排気用のバルブ11bは排気ポート8を開閉する。   An intake valve 11a (11) is installed on the intake port 7 side, and an exhaust valve 11b (11) is installed on the exhaust port 8 side. The intake valve 11 a opens and closes the intake port 7, and the exhaust valve 11 b opens and closes the exhaust port 8.

吸排気用のバルブ11(11a,11b)が図1の下方向に移動した時は開弁方向であり、図1の上方向に移動した時は閉弁方向である。これらの吸排気用のバルブ11(11a,11b)は、それぞれを駆動する可変動弁機構部(駆動装置)12(12a,12b)に機械的に接続されている。   When the intake / exhaust valve 11 (11a, 11b) is moved downward in FIG. 1, the valve is opened, and when it is moved upward in FIG. 1, the valve is closed. These intake / exhaust valves 11 (11a, 11b) are mechanically connected to variable valve mechanisms (drive devices) 12 (12a, 12b) for driving the valves.

また、シリンダヘッド5の吸気ポート7と排気ポート8との間であって、ピストン3の頂面中央に対向する位置には、燃料をキャビティ4内に直接噴射するためのインジェクタ(燃料噴射装置)15が設置されている。   An injector (fuel injection device) for directly injecting fuel into the cavity 4 is located between the intake port 7 and the exhaust port 8 of the cylinder head 5 and opposed to the center of the top surface of the piston 3. 15 is installed.

このインジェクタ15には、コモンレール(図示せず)に貯留された高圧燃料が常時供給される。インジェクタ15においてシリンダ2内に突出されているノズル部には、複数の微細な噴孔が形成されており、その複数の微細な噴孔から燃料が放射状に同時に噴射される。このノズル部先端の各噴孔から噴射される燃料の噴射軸Jは、上記した軸心Cに対してそれぞれ所定の噴射角度θだけ傾けられている。この噴射角度θは、燃料が燃料噴射期間の全期間に亘ってシリンダ2内のキャビティ4内に収まる角度に設定されている。   The injector 15 is constantly supplied with high-pressure fuel stored in a common rail (not shown). A plurality of fine nozzle holes are formed in the nozzle portion of the injector 15 protruding into the cylinder 2, and fuel is simultaneously injected radially from the plurality of fine nozzle holes. The injection axis J of the fuel injected from each nozzle hole at the tip of the nozzle is inclined with respect to the axis C described above by a predetermined injection angle θ. The injection angle θ is set to an angle at which the fuel is accommodated in the cavity 4 in the cylinder 2 over the entire fuel injection period.

このようなエンジン1は、下記の第1〜第6の実施の形態のいずれかのインジェクタ15を備えて構成される。   Such an engine 1 includes an injector 15 according to any of the following first to sixth embodiments.

まず、インジェクタ15の基本的な構成について図2を参照しながら説明する。図2は、インジェクタ15の一例の全体断面図を示している。   First, a basic configuration of the injector 15 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an overall cross-sectional view of an example of the injector 15.

インジェクタ15の外形を形成する筐体16には、燃料噴射部15aと、ニードル制御部(第2制御部)15bと、燃料流入管T1、燃料流通管T2,T3および燃料流出管T4の各配管とが設置されている。   The casing 16 forming the outer shape of the injector 15 includes a fuel injection portion 15a, a needle control portion (second control portion) 15b, fuel inflow pipes T1, fuel flow pipes T2 and T3, and fuel outflow pipe T4. And are installed.

燃料噴射部15aは、筐体16の胴体部16aの下部からノズル部16bに亘って配置されている。燃料噴射部15bには、中空室16cが形成されている。中空室16cは、燃料流通管T2を通じて燃料流入管T1に接続されているとともに、噴孔16eを通じて燃焼室と接続されている。また、この中空室16cには、ニードル(針弁、燃料制御部材)17が軸方向に移動可能な状態で設置されている。   The fuel injection portion 15a is disposed from the lower portion of the body portion 16a of the housing 16 to the nozzle portion 16b. A hollow chamber 16c is formed in the fuel injection portion 15b. The hollow chamber 16c is connected to the fuel inflow pipe T1 through the fuel flow pipe T2, and is connected to the combustion chamber through the injection hole 16e. In addition, a needle (needle valve, fuel control member) 17 is installed in the hollow chamber 16c so as to be movable in the axial direction.

ニードル17の動作は、ニードル制御部15bによって制御される。このニードル制御部15bは、ニードル17の軸方向移動(リフト量)を制御する制御部である。このニードル制御部15bは、例えばソレノイドSやピエゾアクチュエータ(圧電素子)により形成されている。ここではソレノイドSを用いた場合を例示している。   The operation of the needle 17 is controlled by the needle controller 15b. The needle control unit 15b is a control unit that controls the movement (lift amount) of the needle 17 in the axial direction. The needle control unit 15b is formed by, for example, a solenoid S or a piezoelectric actuator (piezoelectric element). Here, the case where the solenoid S is used is illustrated.

ニードル制御部15bのソレノイドSは、筐体16の上部の第1制御室FCR1に設置されており、コイル部S1と、バルブ部S2と、バネS3とを有している。   The solenoid S of the needle control unit 15b is installed in the first control chamber FCR1 above the housing 16, and includes a coil unit S1, a valve unit S2, and a spring S3.

第1制御室FCR1は、燃料流出管T4に接続されているとともに、燃料流通管T3を通じて第2制御室FCR2に接続されている。この第2制御室FCR2には、ピストン部PSおよびバネSRが設置されている。ピストン部PSは、ニードル17と一体的に接続されている。   The first control chamber FCR1 is connected to the fuel outflow pipe T4 and is connected to the second control chamber FCR2 through the fuel circulation pipe T3. In the second control chamber FCR2, a piston part PS and a spring SR are installed. The piston part PS is integrally connected to the needle 17.

また、第1制御室FCR1は、オリフィスORの流通路を通じてコマンド室CMRに接続されている。コマンド室CMRは、燃料流入管T1に接続されている。このコマンド室CMRには、ピストン部PSの上面が、オリフィスORに対向した状態で面している。   The first control chamber FCR1 is connected to the command chamber CMR through the flow path of the orifice OR. The command chamber CMR is connected to the fuel inflow pipe T1. In the command chamber CMR, the upper surface of the piston part PS faces the orifice OR.

このようなニードル制御部15bは、図示しない電子制御ユニット(ECU:Engine Control Unit)に電気的に接続されており、その動作がECUにより制御される。   Such a needle control unit 15b is electrically connected to an electronic control unit (ECU: Engine Control Unit) (not shown), and its operation is controlled by the ECU.

次に、図3および図4に第1の実施の形態のインジェクタ15の燃料噴射部15aを示す。図3はインジェクタ15の燃料噴射部15aの断面図、図4は図3のインジェクタ15の要部拡大断面図を示している。   Next, FIGS. 3 and 4 show the fuel injection portion 15a of the injector 15 according to the first embodiment. 3 is a cross-sectional view of the fuel injection portion 15a of the injector 15, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the injector 15 of FIG.

中空室16cは、大径室16c1と、小径室16c2と、それらの間のシール部16c3とを有している。大径室16c1と小径室16c2とはシール部16c3を通じて互いに連通している。大径室16c1は、その直径が小径室16c2の直径よりも大きくなるように形成されている。シール部16c3は、大径室16c1から小径室16c2に向かって連続的に小径になるようにテーパ状に形成されている。   The hollow chamber 16c has a large-diameter chamber 16c1, a small-diameter chamber 16c2, and a seal portion 16c3 between them. The large diameter chamber 16c1 and the small diameter chamber 16c2 communicate with each other through a seal portion 16c3. The large diameter chamber 16c1 is formed so that its diameter is larger than the diameter of the small diameter chamber 16c2. The seal portion 16c3 is formed in a tapered shape so as to continuously decrease in diameter from the large diameter chamber 16c1 toward the small diameter chamber 16c2.

この大径室16c1内には、ニードル17が、その軸を筐体16の軸と一致させた状態で、かつ、ニードル17の軸方向(矢印P1)に移動可能な状態で収容されている。このニードル17は、軸方向の移動(リフト)により小径室16c2内(すなわち、噴孔16e)への燃料の供給を制御する部材である。ニードル17は、例えば円柱状の金属に形成されており、その直径は、大径室16c1よりは小さいが、小径室16c2よりは大きい。   A needle 17 is accommodated in the large-diameter chamber 16c1 in a state in which the needle 17 is aligned with the axis of the housing 16 and is movable in the axial direction of the needle 17 (arrow P1). The needle 17 is a member that controls the supply of fuel into the small-diameter chamber 16c2 (that is, the nozzle hole 16e) by axial movement (lift). The needle 17 is formed of, for example, a columnar metal, and the diameter thereof is smaller than that of the large diameter chamber 16c1, but larger than that of the small diameter chamber 16c2.

ニードル17においてシール部16c3に対向する先端部には、シール部16c3の傾斜に合うようにテーパが形成されている。このニードル17の先端部が、シール部16c3に接している状態が閉弁状態であり、シール部16c3から離れている状態が開弁状態である。   A taper is formed at the tip of the needle 17 that faces the seal portion 16c3 so as to match the inclination of the seal portion 16c3. The state where the tip of the needle 17 is in contact with the seal portion 16c3 is a valve-closed state, and the state where the needle 17 is separated from the seal portion 16c3 is a valve-open state.

筐体16の先端(下部)のノズル部16bは、胴体部16aと一体的に形成されている。ノズル部16bには、中空室16c(小径室16c2)と外部とを連通する複数の微細な噴孔16eが形成されている。燃料流入管T1および燃料流通管T2を通じて中空室16c内に供給された燃料は、大径室16c1から小径室16c2に流れ、噴孔16eを通じてキャビティ4(図1参照)に噴射される。   The nozzle part 16b at the tip (lower part) of the housing 16 is formed integrally with the body part 16a. The nozzle portion 16b is formed with a plurality of fine nozzle holes 16e that communicate the hollow chamber 16c (small diameter chamber 16c2) with the outside. The fuel supplied into the hollow chamber 16c through the fuel inflow pipe T1 and the fuel flow pipe T2 flows from the large diameter chamber 16c1 to the small diameter chamber 16c2, and is injected into the cavity 4 (see FIG. 1) through the injection hole 16e.

この噴孔16eは、例えば筐体16の軸回りに沿って予め設定された間隔毎に配置されている。なお、噴孔16eを、軸方向に沿って2段以上配置し、その段毎に筐体16の軸回りに沿って予め設定された間隔毎に配置しても良い。また、1または複数の噴孔16eをノズル部16bの先端部(底)に配置しても良い。   The nozzle holes 16e are arranged at predetermined intervals along the axis of the housing 16, for example. The nozzle holes 16e may be arranged in two or more stages along the axial direction, and may be arranged at predetermined intervals along the axis of the housing 16 for each stage. Further, one or a plurality of nozzle holes 16e may be arranged at the tip (bottom) of the nozzle portion 16b.

また、第1の実施の形態のインジェクタ15においては、各噴孔16e内に、噴孔16eの燃料噴射流路の断面積(直径)または燃料噴射方向の少なくとも一方を変える流路可変手段が設置されており、その流路可変手段がピエゾ素子(圧電素子)19により構成されている。   Further, in the injector 15 of the first embodiment, a flow path varying means for changing at least one of the cross-sectional area (diameter) of the fuel injection flow path of the injection hole 16e or the fuel injection direction is installed in each injection hole 16e. The flow path varying means is constituted by a piezo element (piezoelectric element) 19.

なお、この明細書において、噴孔16eの燃料噴射流路とは、小径室16c2の出口から噴孔16eの出口までの間の燃料流路を言う。また、噴孔16eの燃料噴射流路の断面積とは、噴孔16e内の燃料噴射流路において燃料の流れる方向に対して垂直な面の面積のことを言う。   In this specification, the fuel injection flow path of the nozzle hole 16e refers to a fuel flow path from the outlet of the small diameter chamber 16c2 to the outlet of the nozzle hole 16e. In addition, the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the nozzle hole 16e refers to the area of the surface perpendicular to the fuel flow direction in the fuel injection flow path in the nozzle hole 16e.

ここでは、ニードル17を上昇させて開弁させた状態(またはニードル17を下降させて閉弁させた状態)で、燃料が小径室16c2を通過する際に、図3に示す電圧入力部Vからピエゾ素子19に対して制御電圧を印加し、ピエゾ素子19を変形させる。すなわち、噴孔16e内のピエゾ素子19自体を変形させて、噴孔16eの燃料噴射流路の断面積を増減させることにより、燃料Fの噴射量、噴射位置および噴霧形状(分布)を制御する。   Here, when the fuel passes through the small-diameter chamber 16c2 with the needle 17 raised and opened (or with the needle 17 lowered and closed), the voltage input unit V shown in FIG. A control voltage is applied to the piezo element 19 to deform the piezo element 19. That is, the piezo element 19 itself in the injection hole 16e is deformed to increase or decrease the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the injection hole 16e, thereby controlling the injection amount, injection position and spray shape (distribution) of the fuel F. .

これにより、燃料の噴射量、噴射形状および噴射位置を精細に設定することができるので、キャビティ4内への燃料噴射の制御性を向上させることができる。また、燃料Fを噴射することが可能な範囲で噴孔16eの燃料噴射流路の断面積を小さくすることで燃料を超高速で噴射することができるので、燃料の微粒化に寄与することができる。また、噴孔16eの燃料噴射流路の断面積を拡大するように変えることができるので、燃焼室内の噴霧の分布を制御することができる。これらにより、排気ガスを低減することができ、また、燃料消費率を低減することができる。   Thereby, since the fuel injection amount, the injection shape, and the injection position can be set finely, the controllability of the fuel injection into the cavity 4 can be improved. Further, by reducing the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the injection hole 16e within a range in which the fuel F can be injected, the fuel can be injected at an ultra-high speed, which contributes to atomization of the fuel. it can. Moreover, since it can change so that the cross-sectional area of the fuel-injection flow path of the nozzle hole 16e may be expanded, the distribution of the spray in a combustion chamber can be controlled. As a result, exhaust gas can be reduced, and the fuel consumption rate can be reduced.

また、従来は、ニードル17のリフト制御により、燃料噴射(燃料供給)量や燃料噴射期間等を制御していたため、正確なニードル17の操作が必要となっていた。これに対して、第1の実施の形態のインジェクタ15を用いた場合、燃料噴射量はピエゾ素子19により制御し、燃料噴射期間はニードル17により制御するというように役割を分担することができるので、燃料噴射のより精細な制御を行うことができる。例えば超々高圧下での弁の開閉操作は強靱な金属等で形成されたニードル17で行い、噴射燃料の流路の可変はピエゾ素子19で行うことができる。   Conventionally, the amount of fuel injection (fuel supply), the fuel injection period, and the like are controlled by lift control of the needle 17, so that it is necessary to operate the needle 17 accurately. On the other hand, when the injector 15 according to the first embodiment is used, the fuel injection amount can be controlled by the piezo element 19 and the fuel injection period can be controlled by the needle 17 so that the roles can be shared. More precise control of fuel injection can be performed. For example, the opening / closing operation of the valve under ultra-high pressure can be performed by the needle 17 formed of tough metal or the like, and the flow path of the injected fuel can be varied by the piezo element 19.

また、図5に示すように、ピエゾ素子19の燃料噴射流路側の表面に、例えばタングステン合金のような超硬合金等、ピエゾ素子19とは異種の材料により構成された異種材料層20を形成しても良い。これにより、ピエゾ素子の壊食を防ぐことができる。   Further, as shown in FIG. 5, a dissimilar material layer 20 made of a material different from the piezo element 19, such as a cemented carbide such as tungsten alloy, is formed on the surface of the piezo element 19 on the fuel injection flow path side. You may do it. Thereby, erosion of the piezo element can be prevented.

次に、図6〜図8にピエゾ素子19の形状の一例を示す。図6はピエゾ素子の斜視図、図7は非電圧印加時(電圧オフ時)における図6のピエゾ素子19で形成される燃料噴射流路において燃料Fが流れる方向に対して垂直な面の断面図、図8は電圧印加時(電圧オン時)における図6のピエゾ素子19で形成される燃料噴射流路において燃料Fが流れる方向に対して垂直な面の断面図を示している。   Next, an example of the shape of the piezo element 19 is shown in FIGS. 6 is a perspective view of the piezo element, and FIG. 7 is a cross section of a plane perpendicular to the direction in which the fuel F flows in the fuel injection flow path formed by the piezo element 19 of FIG. 6 when no voltage is applied (voltage off). FIGS. 8 and 8 are sectional views of a plane perpendicular to the direction in which the fuel F flows in the fuel injection flow path formed by the piezo element 19 of FIG. 6 when a voltage is applied (when the voltage is on).

図6〜図8のピエゾ素子19では、その形状が、例えば円筒形状に形成されており、ピエゾ素子19に対する印加電圧のオンオフにより噴孔16eの燃料噴射流路の直径を増減させることができる。この場合、噴孔16eの燃料噴射流路の直径をほぼ均等に縮小および拡大することができるので、燃料Fの噴射量や噴射形状の精度を向上させることができる。これにより、少量燃料の微粒化と多量燃料噴射とが簡単に選択することができる。   The piezo element 19 shown in FIGS. 6 to 8 is formed in a cylindrical shape, for example, and the diameter of the fuel injection flow path of the nozzle hole 16e can be increased or decreased by turning on and off the voltage applied to the piezo element 19. In this case, since the diameter of the fuel injection flow path of the injection hole 16e can be reduced and enlarged almost uniformly, the injection amount of the fuel F and the accuracy of the injection shape can be improved. Thereby, atomization of a small amount of fuel and injection of a large amount of fuel can be easily selected.

ただし、このピエゾ素子19は燃料噴射流路の断面積を変えることができればよく、その形状は、円筒形状に限定されるものではなく種々変更可能である。図9〜図11にピエゾ素子19の他の形状例を示す。   However, the piezo element 19 only needs to be able to change the cross-sectional area of the fuel injection flow path, and the shape thereof is not limited to the cylindrical shape and can be variously changed. FIGS. 9 to 11 show other examples of the shape of the piezo element 19.

図9は他のピエゾ素子の斜視図、図10は非電圧印加時(電圧オフ時)における図9のピエゾ素子19で形成される燃料噴射流路において燃料Fが流れる方向に対して垂直な面の断面図、図11は電圧印加時(電圧オン時)における図9のピエゾ素子19で形成される燃料噴射流路において燃料Fが流れる方向に対して垂直な面の断面図を示している。   9 is a perspective view of another piezo element, and FIG. 10 is a plane perpendicular to the direction in which the fuel F flows in the fuel injection flow path formed by the piezo element 19 of FIG. 9 when no voltage is applied (when the voltage is off). FIG. 11 is a cross-sectional view of a plane perpendicular to the direction in which the fuel F flows in the fuel injection flow path formed by the piezo element 19 of FIG. 9 when a voltage is applied (when the voltage is on).

この図9〜図11では、例えば2つの直方体形状のピエゾ素子19が向かい合って配置され、その間に長方形状(スリット状、帯状)の開口(噴孔16eの燃料噴射流路)が形成されており、ピエゾ素子19に対する印加電圧のオンオフにより噴孔16eの燃料噴射流路の断面積を増減させることができる。この場合、ピエゾ素子19の構造が最も簡単であり、製造および導入が最も容易である。また、燃料が液膜状に噴射され燃料の微粒化を促すものと期待できる。   9 to 11, for example, two rectangular parallelepiped piezo elements 19 are arranged to face each other, and a rectangular (slit, strip-shaped) opening (fuel injection flow path of the injection hole 16e) is formed therebetween. The cross-sectional area of the fuel injection channel of the nozzle hole 16e can be increased or decreased by turning on and off the voltage applied to the piezo element 19. In this case, the structure of the piezo element 19 is the simplest and the easiest to manufacture and introduce. Further, it can be expected that the fuel is injected into a liquid film to promote atomization of the fuel.

次に、ピエゾ素子19の制御例を図12および図13を参照しながら説明する。図12はピエゾ素子19に電圧を印加している時(電圧オン時)の燃料Fの噴射状態、図13はピエゾ素子19に電圧を印加していない時(電圧オフ時)の燃料Fの噴射状態を示している。   Next, a control example of the piezo element 19 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows an injection state of the fuel F when a voltage is applied to the piezo element 19 (when the voltage is on), and FIG. 13 shows an injection state of the fuel F when no voltage is applied to the piezo element 19 (when the voltage is off). Indicates the state.

図12に示すように、電圧オン時には、ピエゾ素子19が変形し、噴孔16e内の燃料噴射流路が狭くなる。これにより、噴射(供給)される燃料Fの粒径および形状(分布)を小さくすることができる。一方、図13に示すように、電圧オフ時には、ピエゾ素子19の変形が無くなり、噴孔16e内の燃料噴射流路は広くなる。これにより、電圧オン時に比べて噴射(供給)される燃料Fの粒径および形状を大きくすることができ、燃料Fを大量に噴射することができる。   As shown in FIG. 12, when the voltage is on, the piezo element 19 is deformed and the fuel injection flow path in the nozzle hole 16e becomes narrow. Thereby, the particle size and shape (distribution) of the fuel F to be injected (supplied) can be reduced. On the other hand, as shown in FIG. 13, when the voltage is turned off, the piezo element 19 is not deformed, and the fuel injection flow path in the injection hole 16e becomes wider. As a result, the particle size and shape of the fuel F injected (supplied) can be made larger than when the voltage is turned on, and a large amount of fuel F can be injected.

ここではピエゾ素子19のオンオフ制御について説明したが、ピエゾ素子19に印加する電圧値を種々変えることにより、ピエゾ素子19の変形量を種々に変えることもできる。これにより、噴孔16eの燃料噴射流路の断面積も種々変えることができるので、燃料Fの噴射量や噴霧形状の制御性を向上させることができる。   Although the on / off control of the piezo element 19 has been described here, the amount of deformation of the piezo element 19 can be changed variously by changing the voltage value applied to the piezo element 19 in various ways. Thereby, since the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the injection hole 16e can be variously changed, the controllability of the fuel F injection amount and the spray shape can be improved.

このように、第1の実施の形態のインジェクタ15によれば、ピエゾ素子19に制御電圧を印加することによりピエゾ素子19を変形し、噴孔16e内の燃料噴射流路の断面積を変えることにより、燃料Fの噴射量や噴霧形状(分布)を変えることができる。   As described above, according to the injector 15 of the first embodiment, the piezoelectric element 19 is deformed by applying a control voltage to the piezoelectric element 19, and the cross-sectional area of the fuel injection flow path in the nozzle hole 16e is changed. Thus, the injection amount and spray shape (distribution) of the fuel F can be changed.

また、複数の噴孔16eのうち、所望の噴孔16eの燃料噴射流路の直径(断面積)は相対的に大きくし、他の噴孔16eの燃料噴射流路の直径(断面積)は相対的に径を小さくするというように、複数の噴孔16eの燃料噴射流路の直径(断面積)を選択的に変えることにより、キャビティ4の平面内および深さ方向における燃料Fの噴射位置を変えることができる。   Further, among the plurality of nozzle holes 16e, the diameter (cross-sectional area) of the fuel injection flow path of the desired nozzle hole 16e is relatively large, and the diameter (cross-sectional area) of the fuel injection flow path of the other nozzle holes 16e is By selectively changing the diameter (cross-sectional area) of the fuel injection flow path of the plurality of injection holes 16e so as to make the diameter relatively small, the injection position of the fuel F in the plane of the cavity 4 and in the depth direction Can be changed.

このため、従来は燃料混合気の形成に際して、シリンダ2内の噴霧と空気流動の混合を調整することで燃料の過濃領域および希薄領域を流動に任せることで受動的に生成していたのに対して、第1の実施の形態のインジェクタ15では、燃料Fの噴射量、噴霧形状(分布)および噴射位置を所望の状態に能動的に変えることができ、キャビティ4への燃料噴射の制御性を向上させることができる。このため、キャビティ4内において、運転状態に適した燃焼状態を形成することができる。したがって、排気ガスおよび燃料消費率を低減することができる。   For this reason, conventionally, when the fuel mixture is formed, it is passively generated by adjusting the mixing of the spray in the cylinder 2 and the air flow to leave the fuel rich region and the lean region flowing. On the other hand, in the injector 15 of the first embodiment, the injection amount, the spray shape (distribution), and the injection position of the fuel F can be actively changed to a desired state, and the controllability of the fuel injection into the cavity 4 is possible. Can be improved. For this reason, the combustion state suitable for the operating state can be formed in the cavity 4. Therefore, exhaust gas and fuel consumption rate can be reduced.

また、上記のように燃料Fを噴射することが可能な範囲で噴孔16eの燃料噴射流路の断面積を小さくすることで燃料を超高速で噴射することができる。これにより、排気ガスを低減することができ、また、燃料消費率を低減することができる。   Further, by reducing the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the injection hole 16e within the range in which the fuel F can be injected as described above, the fuel can be injected at an ultra high speed. Thereby, exhaust gas can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.

また、図14および図15は第1の実施の形態のインジェクタ15を用いて均質燃焼状態を形成する場合の燃料Fの状態を模式的に示している。図14は燃料噴射時、図15は燃料噴射後の燃料Fの状態である。   14 and 15 schematically show the state of the fuel F when the homogeneous combustion state is formed by using the injector 15 of the first embodiment. FIG. 14 shows the state of the fuel F, and FIG. 15 shows the state of the fuel F after the fuel injection.

均質燃焼時には燃料Fの噴霧が比較的広い範囲に亘ってキャビティ4内に分布している。均質燃焼は、高負荷燃焼時や予混合圧縮着火(Homogeneous Charge Compression Ignition:以下、HCCIという)燃焼時に有効である。   During homogeneous combustion, the spray of the fuel F is distributed in the cavity 4 over a relatively wide range. Homogeneous combustion is effective during high-load combustion or premixed compression ignition (hereinafter referred to as HCCI) combustion.

HCCI燃焼は、燃料と空気とを予め混合させた均一で希薄な混合気を圧縮し、自着火させる燃焼方法である。HCCI燃焼の場合、均一な混合気を燃焼させることから黒煙の発生を低減できる。また、希薄な混合気であることから燃焼温度を低くすることができ窒素酸化物(NOx)の発生を低減できる。さらに、圧縮比を高くできるので、高い効率を得ることができる。   HCCI combustion is a combustion method in which a uniform and lean air-fuel mixture in which fuel and air are mixed in advance is compressed and self-ignited. In the case of HCCI combustion, the generation of black smoke can be reduced by burning a uniform air-fuel mixture. Moreover, since it is a lean air-fuel mixture, the combustion temperature can be lowered and the generation of nitrogen oxides (NOx) can be reduced. Furthermore, since the compression ratio can be increased, high efficiency can be obtained.

しかし、HCCI燃焼の場合、燃料が希薄なため失火の恐れがあり、また、運転領域が狭いという問題がある。これに対して、第1の実施の形態のインジェクタ15を用いた場合、噴孔16eの燃料噴射流路の断面積を選択的に変えて、キャビティ4内に燃料過濃度領域と燃料希薄領域とを形成することにより、燃料を確実に着火することができ、かつ、キャビティ4内全体では希薄混合気になるような燃料濃度分布を生成することができる。これにより、失火の問題を回避でき、また、運転領域を拡大することができる。すなわち、着火領域の燃料噴霧の状態を条件毎に精細に設定することができるので、HCCI燃焼による低NOxで、かつ、低PM(Particulate Matter)での燃焼を実現することができる。   However, in the case of HCCI combustion, there is a risk of misfire because the fuel is lean, and there is a problem that the operating range is narrow. On the other hand, when the injector 15 of the first embodiment is used, the fuel overconcentration region, the fuel lean region, and the fuel lean region in the cavity 4 are selectively changed by changing the cross-sectional area of the fuel injection passage of the injection hole 16e. By forming the fuel gas, the fuel can be reliably ignited, and a fuel concentration distribution can be generated so that the entire inside of the cavity 4 becomes a lean air-fuel mixture. Thereby, the problem of misfire can be avoided and the operation area can be expanded. That is, since the state of fuel spray in the ignition region can be precisely set for each condition, combustion with low NOx and low PM (Particulate Matter) by HCCI combustion can be realized.

また、図16および図17は第1の実施の形態のインジェクタ15を用いて成層燃焼状態を形成する場合の燃料Fの状態を模式的に示している。図16は燃料噴射時、図17は燃料噴射後の燃料Fの状態である。成層燃焼時には、燃料Fの噴霧がキャビティ4の上層部に分布している。成層燃焼は、軽負荷時に有効である。この場合も、第1の実施の形態のインジェクタ15を用いることにより、成層燃焼に適した燃料の噴射量および噴霧形状を形成することができる。   FIGS. 16 and 17 schematically show the state of the fuel F when the stratified combustion state is formed using the injector 15 of the first embodiment. FIG. 16 shows the state of the fuel F, and FIG. 17 shows the state of the fuel F after the fuel injection. During stratified combustion, the spray of fuel F is distributed in the upper layer of the cavity 4. Stratified combustion is effective at light loads. Also in this case, by using the injector 15 of the first embodiment, it is possible to form a fuel injection amount and a spray shape suitable for stratified combustion.

また、図18は第1の実施の形態のインジェクタ15を用いた場合の時間と燃料噴射量との関係を一般的な概念として示し、図19は図18の燃料噴射時のシリンダ2内の噴射燃料の状態を模式的に示している。符号t1は噴射初期、符号t2は噴射中期、符号t3は噴射後期、符号F1は噴射初期t1の燃料噴霧をそれぞれ示している。   18 shows, as a general concept, the relationship between the time and fuel injection amount when the injector 15 of the first embodiment is used, and FIG. 19 shows the injection in the cylinder 2 at the time of fuel injection in FIG. The state of the fuel is schematically shown. Reference numeral t1 indicates the initial stage of injection, reference numeral t2 indicates the middle stage of injection, reference numeral t3 indicates the late stage of injection, and reference numeral F1 indicates fuel spray at the initial stage of injection t1.

第1の実施の形態のインジェクタ15を用いた場合、ピエゾ素子19による噴孔16eの燃料噴射流路の断面積の拡大縮小と、ニードル17のリフト量による燃料流量制御とにより、図18に示すように、燃料噴射量の立ち上がりを急峻にすることができる。   When the injector 15 of the first embodiment is used, it is shown in FIG. 18 by the enlargement / reduction of the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the injection hole 16e by the piezoelectric element 19 and the fuel flow rate control by the lift amount of the needle 17. Thus, the rising of the fuel injection amount can be made steep.

例えば噴射初期t1において超高圧噴射での噴霧量を少なくして、シリンダ2の内壁面への燃料の衝突を避けた上で、シリンダ2の内壁面の手前に到達した噴射初期t1の燃料噴霧F1により「壁」を形成する。その状態で噴射中期t1において急激に燃料噴射量を増やす。これにより、中期以降に噴射された燃料Fの移動が燃料噴霧F1の壁によって遮られ、中期以降に噴射された燃料Fがシリンダ2の内壁面に衝突しないようにすることができる。その結果、中期以降に噴射された燃料Fをキャビティ4内で着火させることができるので、未燃炭化水素(THC)や一酸化炭素(CO)等のような排気ガスを低減することができる。   For example, the fuel spray F1 at the initial injection t1 that has reached the front of the inner wall surface of the cylinder 2 after reducing the amount of spray in the ultrahigh pressure injection at the initial injection time t1 to avoid the collision of the fuel with the inner wall surface of the cylinder 2. To form a “wall”. In this state, the fuel injection amount is increased rapidly at the injection middle period t1. Thereby, the movement of the fuel F injected after the middle period is blocked by the wall of the fuel spray F1, and the fuel F injected after the middle period can be prevented from colliding with the inner wall surface of the cylinder 2. As a result, since the fuel F injected after the middle period can be ignited in the cavity 4, exhaust gases such as unburned hydrocarbon (THC) and carbon monoxide (CO) can be reduced.

さらに、燃料流量の立ち上がりを急峻にすることにより、より短い噴射期間を設定することができるので、着火までの混合時間を増加させることができる。このため、排気ガスの少ないHCCI燃焼を実現することができる。   Furthermore, since a shorter injection period can be set by making the rise of the fuel flow rate steep, the mixing time until ignition can be increased. For this reason, HCCI combustion with little exhaust gas is realizable.

第2の実施の形態のインジェクタ
図20〜図25に第2の実施の形態のインジェクタ15を示す。図20は第2の実施の形態のインジェクタ15のピエゾ素子19に対する非電圧印加時(電圧オフ時)の燃料噴射部の要部断面図、図21は図20のピエゾ素子19およびその周辺の拡大断面図、図22は図20のピエゾ素子19の拡大斜視図、図23は第2の実施の形態のインジェクタ15のピエゾ素子19に対する電圧印加時(電圧オン時)の燃料噴射部の要部断面図、図24は図23のピエゾ素子19およびその周辺の拡大断面図、図25は第2の実施の形態のインジェクタ15による燃料噴射状態を模式的に示した図である。
Injector of Second Embodiment FIGS. 20 to 25 show an injector 15 of the second embodiment. FIG. 20 is a cross-sectional view of the main part of the fuel injection section when a non-voltage is applied to the piezo element 19 of the injector 15 of the second embodiment (when the voltage is off), and FIG. 21 is an enlarged view of the piezo element 19 of FIG. FIG. 22 is an enlarged perspective view of the piezo element 19 of FIG. 20, and FIG. 23 is a cross-sectional view of the main part of the fuel injection portion when a voltage is applied to the piezo element 19 of the injector 15 of the second embodiment (when the voltage is on). FIGS. 24 and 24 are enlarged cross-sectional views of the piezo element 19 of FIG. 23 and its surroundings, and FIG. 25 is a diagram schematically showing a fuel injection state by the injector 15 of the second embodiment.

第2の実施の形態のインジェクタ15では、ピエゾ素子19として、大小2つのピエゾ素子19a,19bを備えている。すなわち、1つの噴孔16eに配置された2つの大きなピエゾ素子19a,19aの互いに斜め方向に位置する角部には、それぞれ小さなピエゾ素子19b,19bが設置されている。   The injector 15 according to the second embodiment includes two large and small piezoelectric elements 19 a and 19 b as the piezoelectric element 19. That is, small piezoelectric elements 19b and 19b are respectively installed at corners of two large piezoelectric elements 19a and 19a arranged in one nozzle hole 16e in an oblique direction.

また、ノズル部16bの表面には、カバー層22が形成されている。カバー層22は、その上部のフランジ部が筐体16とシリンダヘッド5とに挟まれることで固定されている。このカバー層22を設けることにより、小さなピエゾ素子19bの脱落を防止することができる。   A cover layer 22 is formed on the surface of the nozzle portion 16b. The cover layer 22 is fixed by sandwiching the upper flange portion between the housing 16 and the cylinder head 5. By providing this cover layer 22, it is possible to prevent the small piezo element 19b from dropping off.

従来のインジェクタでは可変噴孔といっても、噴孔自体の径は固定で、ニードルの制御により流れる方向を変えていた。これに対して、図20および図23に示すように、第2の実施の形態のインジェクタ15においては、第1の実施の形態で説明したようにピエゾ素子19が変形することを利用し、複数のピエゾ素子19(19a,19b)の組み合わせ(配置の仕方)により、燃料噴射方向(燃料噴射位置)自体を燃料FA,FBのように変えることができる。この図20および図23には、筺体16の軸に対する噴孔16eの燃料噴射流路の傾斜角度が変化した場合が例示されている。ここでは、図23および図24に示すように、例えば小さなピエゾ素子19bだけに電圧を印加し、そのピエゾ素子19bを変形させることにより、小さなピエゾ素子19bに隣接する大きなピエゾ素子19aを変形させて燃料の噴射の向きを変えている。この時、大きなピエゾ素子19aに電圧を印加することで大きなピエゾ素子19aも小さなピエゾ素子19aと同時に変形させても良い。これ以外の構成は、前記第1の実施の形態と同じである。   In the conventional injector, even though it is a variable injection hole, the diameter of the injection hole itself is fixed, and the flow direction is changed by controlling the needle. On the other hand, as shown in FIG. 20 and FIG. 23, in the injector 15 of the second embodiment, the deformation of the piezo element 19 as described in the first embodiment is used to The fuel injection direction (fuel injection position) itself can be changed to the fuels FA and FB by combining (disposing) the piezoelectric elements 19 (19a and 19b). 20 and 23 illustrate a case where the inclination angle of the fuel injection flow path of the nozzle hole 16e with respect to the axis of the housing 16 is changed. Here, as shown in FIGS. 23 and 24, for example, by applying a voltage only to the small piezo element 19b and deforming the piezo element 19b, the large piezo element 19a adjacent to the small piezo element 19b is deformed. The direction of fuel injection is changing. At this time, the large piezo element 19a may be deformed simultaneously with the small piezo element 19a by applying a voltage to the large piezo element 19a. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

第2の実施の形態のインジェクタ15は、噴孔の断面積の変化と噴出方向の変化との両方を実現する例であり、第2の実施の形態のインジェクタ15を用いた場合、ピエゾ素子19(19a,19b)への印加電圧のオンオフによりピエゾ素子19(19a,19b)を変形することで、噴孔16eの断面積と燃料噴射方向とを変えることができる。これにより、図14〜図17で説明した均質燃焼と成層燃焼とを1つのインジェクタ15で実現することもできる。   The injector 15 according to the second embodiment is an example that realizes both the change in the cross-sectional area of the nozzle hole and the change in the ejection direction. When the injector 15 according to the second embodiment is used, the piezo element 19 is used. By deforming the piezo element 19 (19a, 19b) by turning on and off the voltage applied to (19a, 19b), the cross-sectional area of the nozzle hole 16e and the fuel injection direction can be changed. Thereby, the homogeneous combustion and stratified combustion which were demonstrated in FIGS. 14-17 can also be implement | achieved by the one injector 15. FIG.

また、第2の実施の形態のインジェクタ15においては、燃料噴霧を自在に配置することができ、燃料の燃焼時期および噴射位置を自在に制御することができるので、例えば図25に示す破線で囲まれた領域で着火させたいといった要求に対しても柔軟に対応できる。すなわち、第2の実施の形態のインジェクタ15においては、燃料の噴射量や噴霧形状に加え、噴射位置をも精細に制御することができるので、燃料噴射の制御性をさらに向上させることができる。したがって、エンジン1の燃料噴射開始時期を決定することにより、THC、COおよび窒素酸化物(NOx)等のような排気ガスを同時に低減することができる。これ以外の効果は、前記第1の実施の形態と同じである。   Further, in the injector 15 of the second embodiment, fuel spray can be freely arranged, and the combustion timing and injection position of the fuel can be freely controlled. For example, it is surrounded by a broken line shown in FIG. It is possible to respond flexibly to requests to ignite in certain areas. That is, in the injector 15 of the second embodiment, the injection position can be finely controlled in addition to the fuel injection amount and the spray shape, so that the controllability of fuel injection can be further improved. Therefore, by determining the fuel injection start timing of the engine 1, exhaust gases such as THC, CO and nitrogen oxides (NOx) can be simultaneously reduced. The other effects are the same as those in the first embodiment.

第3の実施の形態のインジェクタ
図26および図27に示す前記第1、第2の実施の形態のインジェクタ15においては、図27に示すようにピエゾ素子19に電圧を印加すると燃料噴射流路が急激に縮小することになり、特に超高圧の燃料供給の下では破線Jで示す音速を超えたところで燃料の流れが閉塞してしまう場合がある。この閉塞現象は燃料噴射流路が急拡大する場合も発生する場合がある。
Injector of the Third Embodiment In the injector 15 of the first and second embodiments shown in FIGS. 26 and 27, when a voltage is applied to the piezo element 19 as shown in FIG. In other words, the fuel flow may be blocked at a point where the speed of sound indicated by the broken line J is exceeded, particularly under an ultrahigh pressure fuel supply. This clogging phenomenon may occur even when the fuel injection flow path suddenly expands.

そこで、図28および図29に示すように、第3の実施の形態のインジェクタ15においては、噴孔16eのピエゾ素子19で形成される燃料噴射流路を、例えばラバルノズルのようなノズルの構成とした。すなわち、噴孔16eの燃料噴射流路を、その断面積(直径)が、燃料Fが流れる方向に向かって連続的に小さくなり、途中からまた連続的に大きくなるように形成した。ここでは、噴孔16eの燃料噴射流路においてピエゾ素子19のあるところと無いところの段差が、前記第1、第2の実施の形態に比べて小さくなるように形成されている。   Therefore, as shown in FIGS. 28 and 29, in the injector 15 of the third embodiment, the fuel injection flow path formed by the piezo element 19 of the injection hole 16e has a nozzle configuration such as a Laval nozzle, for example. did. That is, the fuel injection flow path of the nozzle hole 16e is formed such that its cross-sectional area (diameter) continuously decreases in the direction in which the fuel F flows and increases continuously from the middle. Here, the level difference between where the piezo element 19 is located and where the piezo element 19 is not present in the fuel injection flow path of the nozzle hole 16e is formed to be smaller than in the first and second embodiments.

この場合、図29に示すようにピエゾ素子19に電圧を印加すると燃料噴射流路の断面積が小さくなるが、ラバルノズルの原則により燃料噴射流路は閉塞せず、超音速での燃料噴射(供給)を実現することができる。したがって、より微細な燃料の噴霧形成が可能となる。これ以外の構成および効果は、前記第1、第2の実施の形態と同じである。   In this case, as shown in FIG. 29, when a voltage is applied to the piezo element 19, the cross-sectional area of the fuel injection flow path becomes small. ) Can be realized. Therefore, finer fuel spray formation is possible. Other configurations and effects are the same as those in the first and second embodiments.

第4の実施の形態のインジェクタ
図30に第4の実施の形態のインジェクタ15のピエゾ素子19の断面図を示す。
Injector of Fourth Embodiment FIG. 30 is a cross-sectional view of the piezoelectric element 19 of the injector 15 of the fourth embodiment.

第4の実施の形態のインジェクタ15においては、噴孔16eの燃料噴射流路に沿って複数のピエゾ素子19c,19dが隣接配置されている。各ピエゾ素子19c,19dは、例えば直方体形状に形成されており、その厚さ(大きさ)が異なる。ここでは、厚いピエゾ素子19dが薄いピエゾ素子19cに挟まれた状態で配置されている場合が例示されている。これにより、燃料噴射流路の断面積が、燃料の流れる方向に沿って断続的に変化している。これ以外の構成は、前記第1〜第3の実施の形態と同じである。   In the injector 15 of the fourth embodiment, a plurality of piezo elements 19c and 19d are arranged adjacent to each other along the fuel injection flow path of the injection hole 16e. Each of the piezo elements 19c and 19d is formed in a rectangular parallelepiped shape, for example, and has a different thickness (size). Here, the case where the thick piezo element 19d is arranged in a state sandwiched between the thin piezo elements 19c is illustrated. As a result, the cross-sectional area of the fuel injection flow path changes intermittently along the fuel flow direction. Other configurations are the same as those in the first to third embodiments.

このような第4の実施の形態のインジェクタ15においては、例えば、ピエゾ素子母材の加工により燃料噴射流路の曲面を形成することができないような場合でも、ノズル構成に近似した燃料噴射流路を持つピエゾ素子19を作成することができる。これ以外の効果は、前記第1〜3の実施の形態と同じである。   In such an injector 15 of the fourth embodiment, for example, even when the curved surface of the fuel injection channel cannot be formed by processing the piezoelectric element base material, the fuel injection channel approximated to the nozzle configuration A piezo element 19 having can be created. Other effects are the same as those of the first to third embodiments.

第5の実施の形態のインジェクタ
図31および図32に第5の実施の形態におけるインジェクタ15のピエゾ素子19を模式的に示す。図31はピエゾ素子19に対する印加電圧がオフ時、図32はピエゾ素子19に対する印加電圧がオン時をそれぞれ示している。
Injector of Fifth Embodiment FIGS. 31 and 32 schematically show a piezo element 19 of an injector 15 in the fifth embodiment. FIG. 31 shows when the applied voltage to the piezo element 19 is off, and FIG. 32 shows when the applied voltage to the piezo element 19 is on.

第5の実施の形態のインジェクタ15においては、第4の実施の形態のピエゾ素子19(19c,19d)に電圧入力部V1〜V3の各々から電圧を印加することが可能な構成とされている。   In the injector 15 of the fifth embodiment, a voltage can be applied from each of the voltage input portions V1 to V3 to the piezo element 19 (19c, 19d) of the fourth embodiment. .

これは、ピエゾ素子19の歪み量が印加電圧の値によって異なることを利用したもので、上記ピエゾ素子19c,19d毎の印加電圧を調整することにより、ノズル構成に近似した燃料噴射流路を持つピエゾ素子19を形成することができる。これ以外の構成および効果は、前記第1〜4の実施の形態と同じである。   This utilizes the fact that the distortion amount of the piezo element 19 varies depending on the value of the applied voltage, and by adjusting the applied voltage for each of the piezo elements 19c and 19d, a fuel injection flow path that approximates the nozzle configuration is provided. The piezo element 19 can be formed. Other configurations and effects are the same as those in the first to fourth embodiments.

一例として、図30〜図32で示したピエゾ素子19の斜視図を図33および図34に示す。図33では、ピエゾ素子19が円環状に形成されている。また、図34では、2つの凸状のピエゾ素子19が向き合うように配置されている。   As an example, perspective views of the piezo element 19 shown in FIGS. 30 to 32 are shown in FIGS. 33 and 34. In FIG. 33, the piezo element 19 is formed in an annular shape. In FIG. 34, the two convex piezoelectric elements 19 are arranged so as to face each other.

なお、本願発明の燃料噴射装置の構成は、あらゆる燃料噴射装置に適用することができる。   The configuration of the fuel injection device of the present invention can be applied to any fuel injection device.

本発明の燃料噴射装置およびそれを備える内燃機関は、燃料噴射装置の噴孔内に、噴孔の燃料噴射流路の断面積、燃料噴射方向またはその両方を変える圧電素子で形成された流路変更手段を設けたことにより、内燃機関の燃焼室内への燃料噴射の制御性を向上させることができるので、自動車等の燃料噴射装置およびそれを備える内燃機関に利用できる。   A fuel injection device according to the present invention and an internal combustion engine equipped with the fuel injection device include a flow path formed by a piezoelectric element that changes the cross-sectional area of the fuel injection flow path of the injection hole, the fuel injection direction, or both in the injection hole of the fuel injection device. By providing the changing means, it is possible to improve the controllability of fuel injection into the combustion chamber of the internal combustion engine, so that it can be used for a fuel injection device such as an automobile and an internal combustion engine equipped with the same.

1 ディーゼルエンジン(内燃機関)
2 シリンダ(気筒)
3 ピストン
4 キャビティ(燃焼室)
7 吸気ポート(吸気口)
8 排気ポート(排気口)
15 インジェクタ(燃料噴射装置)
15a 燃料噴射部
15b ニードル制御部(制御部)
16 筐体
16a 胴体部
16b ノズル部
16c 中空室
16c1 大径室
16c2 小径室
16c3 シール部
16e 噴孔
17 ニードル(燃料制御部材)
19,19a〜19d ピエゾ素子(流路変更手段、圧電素子)
20 異種材料層
22 カバー層
1 Diesel engine (internal combustion engine)
2 cylinders
3 Piston 4 Cavity (combustion chamber)
7 Intake port (inlet)
8 Exhaust port (exhaust port)
15 Injector (fuel injection device)
15a Fuel injection part 15b Needle control part (control part)
16 Housing 16a Body portion 16b Nozzle portion 16c Hollow chamber 16c1 Large diameter chamber 16c2 Small diameter chamber 16c3 Seal portion 16e Injection hole 17 Needle (fuel control member)
19, 19a to 19d Piezo elements (flow path changing means, piezoelectric elements)
20 Different material layer 22 Cover layer

Claims (7)

装置本体を構成する筐体の中空室内に供給された燃料を、前記中空室と外部とを連通するように前記筐体に形成された噴孔から内燃機関の燃焼室に噴射する燃料噴射装置であって、前記噴孔内に、噴孔の燃料噴射流路の断面積または燃料噴射方向の少なくとも一方を変えることが可能な流路可変手段を設け、該流路可変手段を圧電素子によって構成した燃料噴射装置。   A fuel injection device that injects fuel supplied into a hollow chamber of a casing constituting the apparatus main body into a combustion chamber of an internal combustion engine from an injection hole formed in the casing so as to communicate the hollow chamber with the outside. In the nozzle hole, channel variable means capable of changing at least one of the cross-sectional area of the fuel injection channel of the nozzle hole or the fuel injection direction is provided, and the channel variable means is configured by a piezoelectric element. Fuel injection device. 前記中空室内に軸方向に移動可能な状態で収容され、軸方向の移動により前記噴孔への燃料の供給を制御する燃料制御部材と、前記燃料制御部材の軸方向への移動を制御する制御部とを備える請求項1記載の燃料噴射装置。   A fuel control member that is accommodated in the hollow chamber so as to be movable in the axial direction and that controls the supply of fuel to the nozzle hole by the axial movement, and a control that controls the movement of the fuel control member in the axial direction The fuel-injection apparatus of Claim 1 provided with a part. 前記流路可変手段は、前記燃料噴射流路の断面積が燃料の流れる方向に沿って連続的または断続的に変わるように形成された圧電素子により構成されている請求項1または2記載の燃料噴射装置。   3. The fuel according to claim 1, wherein the flow path varying means is configured by a piezoelectric element formed so that a cross-sectional area of the fuel injection flow path changes continuously or intermittently along a fuel flow direction. Injection device. 前記流路可変手段は、ラバルノズルの形状を構成する圧電素子により形成されている請求項3記載の燃料噴射装置。   4. The fuel injection device according to claim 3, wherein the flow path varying means is formed by a piezoelectric element that forms the shape of a Laval nozzle. 前記流路可変手段は、前記燃料噴射流路の断面積が燃料の流れる方向に沿って断続的に変わるように燃料の流れる方向に沿って配置された厚さの異なる複数の圧電素子により形成されている請求項3記載の燃料噴射装置。   The flow path varying means is formed by a plurality of piezoelectric elements having different thicknesses arranged along the fuel flow direction so that the cross-sectional area of the fuel injection flow path changes intermittently along the fuel flow direction. The fuel injection device according to claim 3. 前記複数の圧電素子の各々に印加する電圧を個別に調整することが可能な構成とされている請求項5記載の燃料噴射装置。   The fuel injection device according to claim 5, wherein a voltage applied to each of the plurality of piezoelectric elements can be individually adjusted. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料噴射装置を備える内燃機関。   An internal combustion engine comprising the fuel injection device according to any one of claims 1 to 6.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161292A (en) * 2014-02-28 2015-09-07 マツダ株式会社 Control device of direct injection gasoline engine
JP2015169139A (en) * 2014-03-07 2015-09-28 マツダ株式会社 Control device of direct injection gasoline engine
JPWO2013168292A1 (en) * 2012-05-11 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection valve and fuel injection device provided with the same
CN105484919A (en) * 2016-01-14 2016-04-13 江苏大学 Fuel spray nozzle of micro-perturbation external expansion type spray hole
JP2016121631A (en) * 2014-12-25 2016-07-07 マツダ株式会社 Combustion chamber structure for direct-injection engine
JP2016148273A (en) * 2015-02-12 2016-08-18 株式会社デンソー Fuel injection nozzle
JP2017067104A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Valve element driving mechanism and flow rate control valve including the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013168292A1 (en) * 2012-05-11 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection valve and fuel injection device provided with the same
JP2015161292A (en) * 2014-02-28 2015-09-07 マツダ株式会社 Control device of direct injection gasoline engine
JP2015169139A (en) * 2014-03-07 2015-09-28 マツダ株式会社 Control device of direct injection gasoline engine
JP2016121631A (en) * 2014-12-25 2016-07-07 マツダ株式会社 Combustion chamber structure for direct-injection engine
JP2016148273A (en) * 2015-02-12 2016-08-18 株式会社デンソー Fuel injection nozzle
JP2017067104A (en) * 2015-09-29 2017-04-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Valve element driving mechanism and flow rate control valve including the same
CN105484919A (en) * 2016-01-14 2016-04-13 江苏大学 Fuel spray nozzle of micro-perturbation external expansion type spray hole

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