JP2014206048A - 燃料噴射ノズル、および、燃料噴射ノズルを備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼室内の空気の流動を考慮しながら燃料を噴射可能な燃料噴射ノズル、および、そのような燃料噴射ノズルを備えた内燃機関を提供する。【解決手段】燃料噴射孔１１ａは、一端である燃料入口１１ａｉｎから流入した燃料を、他端である燃料出口１１ａｏｕｔから燃料噴射ノズル１１の外に、燃料噴射ノズル１１の中心軸線ＡＸから離れる方向に向かって噴射するように、構成されている。一方、空気導入孔１１ｂは、一端である空気入口１１ｂｉｎから流入した空気を、他端である空気出口１１ｂｏｕｔから、燃料入口１１ａｉｎと燃料出口１１ａｏｕｔとの間の燃料噴射孔１１ａの中に、燃料噴射ノズルの中心軸線ＡＸと燃料噴射ノズルの先端部の表面との交点であるノズル中心点ＣＰから離れる方向に向かって導入するように、構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料を噴射する燃料噴射ノズル、および、燃料噴射ノズルを備えた内燃機関、に関する。

内燃機関は、一般に、種々の要求項目から定まる作動状態を実現するように、燃料の燃焼に関する各種パラメータを調整するように構成されている。例えば、ディーゼル機関においては、出力に関する要求（例えば、内燃機関の負荷などの運転状態）に応じた量の燃料が同要求に応じたタイミングにて、燃焼室に設けられた燃料噴射ノズルから噴射されるようになっている。

この種の燃料噴射ノズルは、一般に、燃料が噴き出される燃料噴射孔をその先端部に備えており、燃料噴射ノズルに外部から（例えば、いわゆるコモンレールから）供給された燃料を、その燃料噴射孔を通じて噴射し得るように構成されている。さらに、この種の燃料噴射ノズルとして、噴射される燃料の状態（例えば、燃料の微粒化の度合いなど）を調整するべく、燃料噴射孔だけではなく、燃料噴射孔から噴射される燃料中に空気を導入するための空気導入孔をも備える燃料噴射ノズル（いわゆるエア・アシスト型の燃料噴射ノズル）も提案されている。

従来の燃料噴射ノズルの一つ（以下、「従来ノズル」とも称呼される。）は、例えば、燃料噴射孔と、燃料噴射孔の近傍に設けられた空気導入孔とを、その先端部に備えている。この空気導入孔は、その一端が燃焼室に向かって開口するとともに、その他端が燃料噴射孔に向かって開口するように構成されている。そして、従来ノズルは、燃料噴射孔から燃料が噴射されるとき、燃料噴射孔内の燃料の流れに起因して生じる吸引力により、燃焼室内の空気を空気導入孔を通じて燃料噴射孔に導き、その空気を燃料に混合させる。これにより、従来ノズルは、燃料の微粒化の度合いを高めるようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００４−２２５５４９号公報

上述した従来ノズルにおいては、燃料噴射ノズルから噴射される燃料の微粒化の度合いを高めるべく、噴射される燃料に空気を混合するようになっている。一方、周知のように、燃料噴射ノズルから噴射された燃料を適切に燃焼させるためには、燃料の微粒化の度合いを高めることに加え、燃料と空気との混合の度合い（例えば、燃料噴霧における当量比）を燃焼に適した度合いに調整することが効果的である。

しかし、燃料噴射ノズルから燃料が噴射されるとき、一般に、内燃機関の燃焼室内の空気（内燃機関の運転状態によっては空気以外のガスも含まれる。）は、吸気行程において空気が燃焼室に吸入されるときに空気に与えられた流れ、および、圧縮行程におけるピストンの移動が空気に及ぼす流れなどの影響を受けて流動している。例えば、内燃機関のピストンにキャビティ（窪み）が設けられている場合、圧縮行程においては、キャビティ内に空気が流入することにより、燃焼室の外周部から中心部に向かう空気の流れ（いわゆるスキッシュ流）が生じることになる。燃料噴射ノズルから噴射された燃料はこのような空気の流れと合流して燃焼室内に分散するので、その合流および分散の程度に応じて、燃料と空気との混合の度合いが変化することになると考えられる。

そこで、燃料の微粒化の度合いを高めることと、燃料と空気との混合の度合いを調整することと、を両立するためには、噴射される燃料に空気を混合することに加え、燃焼室内の空気の流動を考慮しながら燃料を噴射することができるように、燃料噴射ノズルが構成されることが望ましいと考えられる。そして、そのように構成された燃料噴射ノズルが内燃機関に適用されれば、内燃機関の運転状態に応じて燃料を適切に燃焼させることができると考えられる。

本発明の目的は、上記の点に鑑み、燃焼室内の空気の流動を考慮しながら燃料を噴射可能な燃料噴射ノズル、および、そのような燃料噴射ノズルを備えた内燃機関、を提供することにある。

以下、まず、本発明の「燃料噴射ノズル」について説明する。

上記課題を解決するための本発明による燃料噴射ノズルは、
燃料を噴射する燃料噴射ノズルであって、噴射される前記燃料を通過させる燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔に向かって空気を導く空気導入孔と、を該燃料噴射ノズルの先端部に備えている。

そして、本発明による燃料噴射ノズルにおいては、
前記燃料噴射孔が、一端である燃料入口から流入した前記燃料を、他端である燃料出口から該燃料噴射ノズルの外に、該燃料噴射ノズルの中心軸線から離れる方向に向かって噴射するように構成され、
前記空気導入孔が、一端である空気入口から流入した前記空気を、他端である空気出口から前記燃料入口と前記燃料出口との間の前記燃料噴射孔の中に、該燃料噴射ノズルの中心軸線と該燃料噴射ノズルの先端部の表面との交点であるノズル中心点から離れる方向に向かって導入するように構成されている。

上記構成により、空気導入孔の他端（空気出口）が燃料噴射孔の燃料入口と燃料出口との間において燃料噴射孔に接続されているので、空気出口における空気の圧力と、燃料噴射孔内の燃料の圧力と、の関係に応じ、空気が燃料に導入（混合）されることになる。

具体的に述べると、燃料噴射孔内の燃料の流速は一般に非常に大きいので、燃料噴射孔内の燃料が周辺に及ぼす圧力（いわゆる静圧）は、燃料が噴射されるときに非常に小さくなる。一方、空気出口における空気の圧力は、空気導入孔内の空気の流速によって変動するものの、一般に、燃料噴射孔内の燃料の圧力よりも高い。そのため、燃料噴射ノズルから燃料が噴射されるとき、それら圧力の差に起因し、燃料噴射孔を通過する燃料に空気が導入（混合）されることになる。

この燃料と空気との混合を別の観点から述べると、燃料噴射孔と空気導入孔とが接続されている位置（以下、「接続位置」とも称呼される。）において、燃料噴射孔内を流れる燃料は、空気導入孔を通じて導入される空気から、燃料と空気との圧力の差に起因する外力を受ける、と考えることもできる。そして、この考え方に基づけば、燃料噴射孔から噴射される燃料の向き（以下、「燃料噴射方向」とも称呼される。）は、燃料噴射孔の構造（例えば、形状、位置および開口の向き）から定まる燃料噴射方向よりも、上記外力に応じた度合いだけ変化すると考えられる。

本発明による上記構成においては、空気は、ノズル中心点から離れる方向に向かって燃料噴射孔内に導入されるようになっている。そのため、本発明による燃料噴射ノズルにおいては、燃料噴射方向は、上記外力の大きさ（すなわち、燃料と空気との圧力の差）に応じた大きさだけノズル中心点から離れる向きに変化すると考えられる。より具体的に述べると、一般に、燃料噴射孔を通過する燃料の量（以下、「燃料噴射量」とも称呼される。）が多いほど、接続位置から燃料に導入される空気の量も増大し、燃料に対して空気から外力が及ぼされる時間長さが長くなると考えられる。その結果、燃料噴射孔を通過する燃料の量が多いほど、燃料噴射方向は、ノズル中心点から離れる向きに大きく変化することになる。

そして、このような特徴を有する燃料噴射ノズルが内燃機関に適用されると、燃焼室内の空気の流動を考慮しながら、燃料を噴射することが可能となる。具体的に述べると、例えば、燃焼室の外周部（径方向外側）から中央部（径方向内側）に向かうスキッシュ流を生じさせるような形状のキャビティを有するピストンを備えた内燃機関において、燃料噴射ノズルを燃焼室の上面に（例えば、燃焼室の上面の中央部に位置するように）設け、燃焼室の中央部から外周部に向かう方向に燃料噴射ノズルから燃料を噴射させる場合を想定する（例えば、図４を参照。）。

上記想定に従えば、燃料噴射量が多い場合（例えば、内燃機関が高負荷で運転されているとき）には、燃料はノズル中心点から離れる向きに（すなわち、ピストンの上面から離れる向きに）噴射され、燃焼室の外周部に近い領域（スキッシュ流の上流部）においてスキッシュ流と合流することになる。そして、スキッシュ流と合流した燃料は、スキッシュ流と共にキャビティ内に移動する。

このように、燃料噴射量が多い場合、燃料はスキッシュ流の上流部にてスキッシュ流と合流するので、比較的長い時間に亘ってスキッシュ流の中に分散することになる。よって、この場合、燃料の分散の度合いが大きいので、たとえ燃料噴射量が多くても、燃料はその燃料噴射量に応じた量だけの空気と混合することができる。その結果、燃料が適切に燃焼し、燃料の不完全燃焼に伴うスモークの発生などを抑制することができる。

一方、燃料噴射量が少ない場合（例えば、内燃機関が高負荷で運転されているとき）には、燃料はノズル中心点から離れない向きに（すなわち、ピストンの上面に近づく向きに）噴射され、燃焼室の中央部に近い領域（スキッシュ流の下流部）においてスキッシュ流と合流することになる。そして、スキッシュ流と合流した燃料は、スキッシュ流と共にキャビティ内に移動する。この場合における燃料の移動の度合い（換言すると、分散の度合い）は、上記説明から理解されるように、燃料噴射量が多い場合と比べて小さい。

このように、燃料噴射量が少ない場合、燃料はスキッシュ流の下流部にてスキッシュ流と合流するので、燃料がスキッシュ流の中に分散する時間長さは比較的短いことになる。よって、この場合、燃料の分散の度合いが小さいので、燃料が過度に多量の空気と混合されることによって燃料が燃焼し難くなることが防がれる。その結果、燃料が適切に燃焼し、未燃焼の燃料が増大すること等を抑制することができる。

このように、本発明による燃料噴射ノズルは、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する用途に用いられたとき、燃焼室内の空気の流動を考慮しながら燃料を噴射することができる。具体的には、本発明による燃料噴射ノズルは、燃料と空気との混合の度合いを内燃機関の運転状態（燃料噴射量）に応じて調整するので、内燃機関の運転状態に応じて（燃料噴射量が多くても少なくても）燃料を適切に燃焼させることができる。

ところで、上記「燃料噴射孔」から噴射される燃料の向きは、燃料噴射ノズルの中心軸線から離れる方向であればよく、その具体的な方向は特に制限されない。ここで、「燃料噴射ノズルの中心軸線から離れる方向」とは、例えば、燃料噴射方向と中心軸線との間の角度がゼロ度（両者が平行）よりも大きく、９０度（両者が直交）以下であることである、と表現し得る。別の言い方をすると、燃料噴射孔は、燃料噴射孔から噴射される燃料の方向が、中心軸線に垂直であって中心軸線から離れる方向と、中心軸線に平行であってノズル中心点を通って燃料噴射ノズルから離れる方向と、の間の方向であるように構成され得る。

上記「燃料噴射方向」は、燃料噴射孔から噴射される燃料の向きを一意に特定し得る基準に従って定められる方向であればよく、特に制限されない。例えば、燃料噴射方向として、“燃料出口の開口面の中心点を始点とし、燃料噴射孔から噴射された燃料と空気との混合ガス（燃料噴霧）の先端点を終点とする、ベクトル”の向き、が採用され得る。

一方、上記「空気導入孔」を通じて燃料噴射孔に導かれる空気の向き（以下、「空気導入方向」とも称呼される。）は、ノズル中心点から離れる方向であればよく、そのその具体的な方向は特に制限されない。ここで、「ノズル中心点から離れる方向」とは、例えば、“ノズル中心点と、燃料噴射孔と空気導入孔との接続位置と、を結ぶ直線（以下、「参照直線」とも称呼される。）”と、空気導入方向と、の間の角度がゼロ度（両者が平行）以上であり、９０度（両者が直交）以下であることである、と表現し得る。別の言い方をすると、空気導入孔は、空気導入孔から燃料噴射孔に導入される空気の方向が、参照直線に平行であって接続位置から離れる方向と、参照直線に垂直であって参照直線から離れる方向と、の間の方向であるように構成され得る。

さらに、上記「空気導入方向」は、燃料噴射孔内の燃料の流れに対して順方向であることがより好ましい。これにより、空気導入方向と燃料の流れとが逆方向である場合に比べ、空気を燃料に効率良く混合することができ、燃料が空気導入孔に流入する（逆流する）ことも防がれ得る。なお、「順方向」とは、例えば、空気導入方向と、燃料噴射孔内の燃料の流れ方向と、の間の角度が、ゼロ度（両者が平行）以上であり、９０度（両者が直交）よりも小さいことである、と表現し得る。

上記「空気導入方向」は、空気導入孔から燃料噴射孔に導入される空気の向きを一意に特定し得る基準に従って定められる方向であればよく、特に制限されない。例えば、空気導入方向として、空気出口の開口面の中心点を通過するときの空気の流れの向き、が採用され得る。

上記「空気導入孔」は、少なくとも空気を含むガスを燃料噴射孔に導く流路であればよく、必ずしも“空気のみ”を導く流路でなくてもよい。換言すると、空気導入孔を通過するガスは、空気を含むガスであればよく、必ずしも“空気のみ”でなくてもよい。例えば、空気導入孔を通過するガスは、空気、内部ＥＧＲおよび外部ＥＧＲによる排ガス、ならびに、燃焼室内に残留する未燃成分などを含み得る。

上記「燃料噴射孔」および上記「空気導入孔」は、上述した各機能（燃料の噴射、燃料と空気との混合）を実現するように構成されていればよく、その具体的な構造は特に制限されない。

よって、「前記燃料噴射孔が、一端である燃料入口から流入した前記燃料を、他端である燃料出口から該燃料噴射ノズルの外に、該燃料噴射ノズルの中心軸線から離れる方向に向かって噴射するように構成され」ることは、例えば、“燃料噴射孔が、ノズル中心点の周辺において燃料噴射ノズルの表面上に開口する第１端部と、燃料噴射ノズル内の燃料流路に向かって開口する第２端部と、を有し、第２端部から流入した燃料を第１端部から燃料噴射ノズルの中心軸線から離れる方向に向かって噴き出すように構成される”と言い換え得る。

また、「前記空気導入孔が、一端である空気入口から流入した前記空気を、他端である空気出口から前記燃料入口と前記燃料出口との間の前記燃料噴射孔の中に、該燃料噴射ノズルの中心軸線と該燃料噴射ノズルの先端部の表面との交点であるノズル中心点から離れる方向に向かって導入するように構成され」ることは、例えば、“空気導入孔が、燃料噴射ノズルの表面上に開口する第３端部と、第１端部と第２端部との間において空気導入孔に向かって開口する第４端部と、を有し、第３端部から流入した空気を第４端部から燃料噴射孔内に導く、ように構成される”と言い換え得る。

上記説明から理解されるように、本発明の「燃料噴射ノズル」は、燃焼室内に燃料を直接噴射する形式の内燃機関に適用されることが好ましい。例えば、本発明の燃料噴射ノズルが適用される内燃機関として、筒内噴射式のガソリン機関、および、ディーゼル機関が採用され得る。

以上、本発明の燃料噴射ノズルの構成・効果について説明した。次いで、以下、本発明の燃料噴射ノズルのいくつかの態様（態様１−１，１−２）について述べる。

・態様１−１
上述したように、本発明による燃料噴射ノズルは、内燃機関に適用されたとき、燃料噴射量と、燃焼室内の空気の流動と、を考慮した向きに燃料を噴射することができる。このような燃料噴射方向の調整をより適切に行うためには、空気導入孔の空気入口から出来る限り効率良く空気が導入されることが望ましいと考えられる。

そこで、本発明による燃料噴射ノズル（態様１−１）は、
前記空気入口が前記燃料出口よりも前記ノズル中心点に近い、ように構成され得る。

本態様の燃料噴射ノズルによれば、上述したように、例えば、燃料噴射ノズルが内燃機関の燃焼室の中央部に位置するように設けられたならば、ピストンの移動に起因し、空気入口に対して燃焼室の中央部に存在する空気（一般に、燃料出口から噴射される燃料の影響をそれ程受けていない空気）が誘導されることになる。すなわち、燃焼生成物および未燃物などの含有量が比較的少ない空気が、ピストンによって押圧されて空気入口に向かって移動することになる。

これにより、単に空気入口から空気を吸入する場合に比べ、空気自体が移動する分だけ空気を効率良く空気入口に取り込むことができる。さらに、燃焼生成物および未燃物などから構成される付着物（いわゆる、デポジット）が空気導入孔内に生成することも防がれる。

なお、一般に、内燃機関の負荷が大きいほどピストンの移動速度（内燃機関の機関回転速度）も高くなる傾向がある。そのため、本態様の燃料噴射ノズルによれば、内燃機関の負荷が大きく燃料噴射量が多いとき、ピストンの移動速度が高まることによって空気導入孔に向かって押圧される空気の移動速度も高まるので、空気導入孔により効率良く空気が取り込まれることになる。そして、燃料がより確実にスキッシュ流の上流部に向かって噴射されることになる。

このように、本態様の燃料噴射ノズルによれば、燃料噴射量の増加によって（換言すると、上述したように、燃料噴射孔内の燃料の圧力の低下によって）燃料噴射方向を調整する効果に加え、空気入口に向かって押圧される空気の移動速度の上昇によって燃料噴射方向を調整する効果も得られることになる。その結果、燃料噴射方向の調整をより効率良く行うことができる。

ところで、上記「空気入口」は、燃料出口よりもノズル中心点に近い位置に存在すればよく、具体的な位置は特に制限されない。例えば、空気入口は、ノズル中心点の周辺に開口してもよく、ノズル中心点に一致する位置に開口してもよい。

・態様１−２
上述したように、空気導入孔に燃焼生成物および未燃物などが吸入されると、それらが空気導入孔内に付着し、デポジットが生成する場合がある。空気導入孔内の過度に多量のデポジットが生成すると、空気導入孔を十分な量の空気が通過できなくなる可能性があると考えられる。

そこで、本発明による燃料噴射ノズル（態様１−２）は、
燃料噴射孔の燃料出口の開口面と、空気導入孔の空気入口の開口面と、が異なる平面上に存在するように、燃料噴射ノズルが構成され得る。

本態様の燃料噴射ノズルによれば、燃料出口の開口面と空気入口の開口面とが同じ平面上に存在する場合に比べ、燃料出口から噴射された燃料が空気入口に直接吸入され難いことになる。これにより、それら開口面が同じ平面上に存在する場合に比べ、空気導入孔内にデポジットが生じる可能性を小さくすることができる。

以上が、本発明による燃料噴射ノズルについての説明である。次いで、本発明の「内燃機関」について説明する。

上記課題を解決するための本発明による内燃機関は、
内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを備えている。

本発明による内燃機関においては、
前記燃焼室が、該燃焼室の外周部から中央部に向かうガス流を、前記燃料噴射ノズルから該燃焼室内に燃料が噴射されるときに形成可能であるように構成されている。

さらに、本発明による内燃機関においては、
前記燃料噴射ノズルが、
噴射される前記燃料を通過させる燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔に向かって前記燃焼室内の空気を導く空気導入孔と、を該燃料噴射ノズルの先端部に備え、
前記燃料噴射孔が、一端である燃料入口から流入した前記燃料を、他端である燃料出口から該燃料噴射ノズルの外に、該燃料噴射ノズルの中心軸線から離れて前記燃焼室の外周部に向かって噴射するように構成され、
前記空気導入孔が、一端である空気入口から流入した前記空気を、他端である空気出口から前記燃料入口と前記燃料出口との間の前記燃料噴射孔の中に、該燃料噴射ノズルの中心軸線と該燃料噴射ノズルの先端部の表面との交点であるノズル中心点から離れる方向に向かって導入するように構成されている。

上記構成によれば、上述したように、燃料噴射量に応じた方向に向かって燃料噴射ノズルから燃料が噴射される。すなわち、燃料噴射量が多い場合にはスキッシュ流の上流側に向かって燃料が噴射され、燃料噴射量が少ない場合にはスキッシュ流の下流側に向かって燃料が噴射されることになる。

これにより、本発明による内燃機関は、燃焼室内における燃料と空気との混合の度合いを内燃機関の運転状態（燃料噴射量）に応じて調整し、内燃機関の運転状態に応じて（燃料噴射量が多くても少なくても）燃料を適切に燃焼させることができる。

ところで、上記「燃焼室」が燃焼室の外周部から中央部に向かうガス流を形成するための具体的な構成は、特に制限されない。例えば、燃焼室は、燃焼室を画成するピストンの上面（燃焼室内に向かう面）に、上記ガス流を形成可能な形状を有するキャビティを設けるように構成され得る。

以上、本発明の内燃機関の構成・効果について説明した。次いで、以下、本発明の内燃機関のいくつかの態様（態様２−１〜２−３）について述べる。

・態様２−１
上述したように、燃料噴射ノズルによる燃料噴射方向の調整をより適切に行うためには、空気導入孔の空気入口から出来る限り効率良く空気が導入されることが望ましいと考えられる。

そこで本発明による内燃機関（態様２−１）は、
前記燃焼室が、キャビティを有するピストンによって画成され、
前記燃料噴射ノズルが、前記空気入口が前記燃料出口よりも前記ノズル中心点に近く且つ前記空気入口が前記キャビティに向かって開口するように構成され得る。

本態様の内燃機関によれば、上述したように、単に空気導入孔の空気入口から空気を吸入する場合に比べ、ピストンに押圧されて空気が移動する分だけ空気を効率良く空気入口に取り込むことができる。さらに、空気導入孔内にデポジットが生成することも防がれる。加えて、燃料噴射量の増加によって燃料噴射方向を調整する効果と、燃料噴射ノズルに向かって押圧される空気の移動速度の上昇によって燃料噴射方向を調整する効果と、が得られるので、燃料噴射方向の調整がより効率良く行われる。

・態様２−２
さらに、上述したように、デポジットの生成は出来る限り防がれることが望ましい。

そこで、本発明による内燃機関（態様２−２）は、
前記燃料出口の開口面と、前記空気入口の開口面と、が異なる平面上に存在するように構成され得る。

本態様の内燃機関によれば、上述したように、燃料出口の開口面と空気入口の開口面とが同じ平面上に存在する場合に比べ、空気導入孔内にデポジットが生じる可能性を小さくすることができる。

以上にいくつかの態様とともに説明したように、本発明の燃料噴射ノズルおよび内燃機関は、燃焼室内のガスの流動を考慮しながら燃料を噴射することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る燃料噴射ノズル、および、この燃料噴射ノズルを備えた内燃機関の概略図である。 図１の燃料噴射ノズルの概略図である。 図１の燃料噴射ノズルから噴射される燃料の流れおよび燃料に導入される空気の流れを表す模式図である。 図１の燃料噴射ノズルからの燃料噴射量と、燃料噴射方向と、の関係を表す模式図である。 図１の燃料噴射ノズルから噴射される燃料と、ピストンの上面近傍に生じるスキッシュ流と、の関係を表す模式図である。 本発明の他の態様に係る燃料噴射ノズルの概略図である。 本発明の他の態様に係る燃料噴射ノズルの概略図である。 本発明の他の態様に係る燃料噴射ノズルの概略図である。

以下、本発明による燃料噴射ノズルおよび内燃機関の実施形態の一例が、図面を参照しながら説明される。

＜実施形態＞
・装置の概要
図１は、本発明の実施形態に係る燃料噴射ノズル１１を有する燃料噴射システム１０と、この燃料噴射システム１０が適用された内燃機関２０と、各種センサ３１〜３３と、電子制御装置４０と、の概略構成を示している。なお、内燃機関２０は、４サイクル・多気筒・ディーゼル機関であるが、便宜上、図１においては複数の気筒のうちの一の気筒の断面のみが示されている。

燃料噴射システム１０は、燃料を噴射する燃料噴射ノズル１１、燃料噴射ノズル１１に高圧の燃料を注入するコモンレール１２、コモンレール１２に高圧の燃料を送出するサプライポンプ１３、および、サプライポンプ１３に燃料を供給する燃料タンク１４を備えている。サプライポンプ１３は、燃料タンク１４から供給された燃料を加圧してコモンレール１２に供給する。そして、コモンレール１２は、サプライポンプ１３から供給された燃料を、その圧力（燃圧）を維持しながら一時的に蓄える。なお、コモンレール１２内の燃圧が所定の最大値を超えた場合、燃料の一部が、圧力リミットバルブ１２ａから排出されてサプライポンプ１３または燃料タンク１４に戻されるようになっている。

燃料噴射ノズル１１について、以下にてより詳細に述べる。図２は、燃料噴射ノズル１１の概要を表す模式図である。図２に示されるように、燃料噴射ノズル１１は、噴射される燃料を通過させる燃料噴射孔１１ａ、および、燃料噴射孔に向かって空気を導く空気導入孔１１ｂを有している。さらに、燃料噴射ノズル１１は、燃料噴射孔１１ａに向かって燃料を導く流路１１ｃ、および、弁体（ニードル）１１ｄを有している。

燃料噴射孔１１ａおよび空気導入孔１１ｂは、燃料噴射ノズル１１の先端部（具体的には、燃料噴射ノズル１１が内燃機関２０に取り付けられたときに燃焼室２７に面する端部。図２における紙面下方向の端部）に設けられている。流路１１ｃは、燃料噴射ノズル１１の内部に形成され、燃料を通過させることが可能な空洞部分である。弁体１１ｄは、先端部１１ｄａ（紙面下方向の端部）が略円錐状に加工された円柱状の部材であり、その軸線に沿って（長軸方向に平行な方向に。紙面上下方向に）移動可能であるように、燃料噴射ノズル１１内に支持されている。この弁体１１ｄは、弁体１１ｄの他の端部（紙面上方向の端部）１１ｄｂに接触するバネ１１ｅから及ぼされる紙面下方向に向かう外力（弾性力）と、電子制御装置４０からの指示に応じてソレノイドコイル１１ｆが作動したときに及ぼされる紙面上方向の外力（電磁力）と、応じて移動するようになっている。

燃料噴射ノズル１１の外部（図１のコモンレール１２）から燃料噴射ノズル１１に注入された燃料は、図中の黒色矢印に示されるように、弁体１１ｄの内部に設けられた通路を通過した後、弁体１１ｄに沿って燃料噴射ノズル１１の先端部に向かう。燃料噴射ノズル１１の先端部において、図２の部分拡大図に示されるように、弁体１１ｄがソレノイドコイル１１ｆの作動に起因して紙面上方向に移動すると、弁体の先端部１１ｄａと流路１１ｃの内壁面１１ｃａとが離れ、燃料が通過可能なように流路１１ｃが開放される。なお、ソレノイドコイル１１ｆが作動していないとき、弁体１１ｄの先端部１１ｄａはバネ１１ｅによって内壁面１１ｃａに押し付けられており、流路１１ｃは閉鎖されている。そして、流路１１ｃが開閉される時間長さが調整されることにより、燃料噴射量が制御されることになる。

上述したように流路１１ｃが開放されると、図２の部分拡大図に示されるように、燃料が燃料噴射ノズル１１の先端部に流れ込む。そして、燃料は、燃料噴射孔１１ａを通過し、燃料噴射ノズル１１の外に噴射される。さらに、燃料噴射孔１１ａ内の燃料の流れに起因して生じる吸引力により、燃料噴射ノズル１１の外部の空気が、図中の白色矢印に示されるように、空気導入孔１１ｂから吸入される。図２の部分拡大図からも理解されるように、燃料噴射孔１１ａは燃料が通過する通路であり、空気導入孔１１ｂは空気が通過する通路である。

燃料および空気の流れについて、以下にてより具体的に述べる。図３は、燃料噴射孔１１ａの先端部を更に拡大して表す模式図である。図３に示されるように、燃料噴射孔１１ａは、一端である燃料入口１１ａｉｎから流入した燃料を、他端である燃料出口１１ａｏｕｔから燃料噴射ノズル１１の外に、燃料噴射ノズル１１の中心軸線ＡＸから離れる方向に向かって噴射するように、構成されている。一方、空気導入孔１１ｂは、一端である空気入口１１ｂｉｎから流入した空気を、他端である空気出口１１ｂｏｕｔから、燃料入口１１ａｉｎと燃料出口１１ａｏｕｔとの間の燃料噴射孔１１ａの中に、燃料噴射ノズルの中心軸線ＡＸと燃料噴射ノズルの先端部の表面との交点であるノズル中心点ＣＰから離れる方向に向かって導入するように、構成されている。

空気入口１１ｂｉｎは、燃料出口１１ａｏｕｔよりもノズル中心点ＣＰに近い位置に設けられている。さらに、燃料出口１１ａｏｕｔおよび空気入口１１ｂｉｎは、燃料出口１１ａｏｕｔの開口面と空気入口１１ｂｉｎの開口面とが異なる平面上に存在するように構成されている。

空気導入孔１１ｂの空気入口１１ｂｉｎは、燃料噴射孔１１ａの燃料入口１１ａｉｎと燃料出口１１ａｏｕｔとの間において燃料噴射孔１１ａに接続されている。そのため、燃料噴射孔１１ａ内を燃料が流れることに起因して燃料噴射孔１１ａ内の燃料が周辺に及ぼす圧力（静圧）が低下すると、燃料の圧力と空気の圧力との差に起因し、燃料噴射孔１１ａを通過する燃料に空気導入孔１１ｂを通じて空気が導入（混合）されることになる。その結果。燃料噴射孔１１ａから、燃料と空気とが混合されながら噴射されることになる。

以下、図中に示されるように、燃料出口１１ａｏｕｔの開口面の中心点Ｐを始点とし、燃料噴霧の先端点Ｑを終点とする、ベクトルの向きが、「燃料噴射方向Ｆｉｄ」と称呼される。また、空気出口１１ｂｏｕｔの開口面の中心点Ｒを通過するときの空気の流れの向きが、「空気導入方向Ａｇｄ」と称呼される。

燃料噴射方向について、以下にてより詳細に述べる。図４は、燃料噴射量と燃料噴射方向との関係を表す模式図である。上述したように、燃料噴射孔１１ａ内を燃料が流れると、燃料の圧力（静圧）が低下する。燃料が噴射されるとき、燃料噴射孔１１ａ内の燃料の流速は一般に非常に大きいので、燃料噴射孔１１ａ内の燃料の圧力は非常に小さくなる。一方、空気導入孔１１ｂは空気入口１１ｂｉｎを介して燃料噴射ノズル１１の外部に開放されており、空気出口１１ｂｏｕｔにおける空気の圧力は、一般に燃料噴射孔内の燃料の圧力よりも高い。そのため、燃料噴射孔１１ａと空気導入孔１１ｂとが接続されている位置（接続位置）において、燃料噴射孔１１ａ内を流れる燃料は、空気導入孔１１ｂを通じて導入される空気から、燃料と空気との圧力の差に起因する外力を受けることになる。この外力の方向は、空気導入方向Ａｇｄに実質的に一致する。

そのため、図４（ａ）に示されるように、燃料噴射方向Ｆｉｄは、燃料噴射孔１１ａの構造（例えば、形状、位置および開口の向き）から定まる燃料噴射方向（図４においては、燃料噴射孔１１ａの軸線方向Ｆａｘ）よりも、空気導入方向Ａｇｄに（すなわち、ノズル中心点ＣＰから離れる向きに）変化することになる。図４（ａ）においては、燃料噴射方向Ｆｉｄは、軸線方向Ｆａｘよりも角度θ１だけ空気導入方向Ａｇｄに（ノズル中心点ＣＰから離れる向きに。紙面上方向に）変化している。

さらに、燃料噴射量が多いほど、一般に、接続位置から燃料に導入される空気の量も増大し、燃料に対して空気から外力が及ぼされる時間長さが長くなる。そのため、図４（ｂ）に示されるように、燃料噴射量が図４（ａ）における燃料噴射量よりも多い場合、燃料噴射方向Ｆｉｄは、空気導入方向Ａｇｄ（ノズル中心点ＣＰから離れる向き）により大きく変化することになる。図４（ｂ）においては、燃料噴射方向Ｆｉｄは、軸線方向Ｆａｘよりも角度θ２（ただし、θ２＞θ１である。）だけ空気導入方向Ａｇｄに変化している。上記説明から理解されるように、燃料噴射方向Ｆｉｄの変化量（θ２−θ１）は、燃料噴射量が増大するほど大きくなる。

このように、燃料噴射ノズル１１は、燃料噴射量に応じて燃料噴射方向Ｆｉｄを変化させることが可能である。具体的に述べると、燃料噴射量が多いほど、燃料噴射方向Ｆｉｄはノズル中心点ＣＰから離れる向きに（別の言い方をすると、燃料噴射孔１１ａの構造から定まる方向Ｆａｘから離れる向きに）変化する。

再び図１を参照すると、内燃機関２０は、吸気通路２１、吸気通路２１を通過した空気が導入されるシリンダ２２、シリンダ２２内を往復動するピストン２３、ピストン２３の往復動をクランクシャフト２４に伝達するコンロッド２５、および、燃焼後の排ガスを放出する排気通路２６を有している。ピストン２３の上面、シリンダ２２の内周面およびシリンダヘッド部の下面は、燃焼室２７を画成している。

ピストン２３の上面には、燃焼室２７内のガスの流れを調整するためのキャビティ（窪み）が設けられている（例えば、図５を参照。）。このキャビティにより、圧縮行程においてピストン２３が燃焼室２７内の空気を圧縮するとき（換言すると、ピストン２３が燃料噴射ノズル１１に近づくとき）、燃焼室２７の外周部から中央部に向かうガスの流れ（いわゆるスキッシュ流）が生じるようになっている。

上述した燃料噴射ノズル１１は、シリンダ２２の上部に存在するシリンダヘッド部（図示省略）に取り付けられており、このスキッシュ流に燃料が向かうように（別の言い方をすると、燃焼室２７の外周部に向かって）燃料を噴射するようになっている（例えば、図５を参照。）。

燃料噴射システム１０および内燃機関２０には、各種センサ３１〜３３として、コモンレール圧力センサ３１、クランクポジションセンサ３２およびアクセル開度センサ３３が設けられている。

コモンレール圧力センサ３１は、コモンレール１２に設けられ、コモンレール１２内の燃料の圧力に応じた信号を出力するように構成されている。この信号に基づいて取得される燃圧が所定の最大値を超えた場合、燃料の一部が、圧力リミットバルブ１２ａから排出されることになる。

クランクポジションセンサ３２は、クランクシャフト２４の近傍に設けられ、クランクシャフトの回転に応じた信号を出力するように構成されている。この信号に基づき、クランクシャフト２４の単位時間あたりの回転数（機関回転速度）が取得される。

アクセル開度センサ３３は、アクセルペダル２８に設けられ、アクセルペダル２８の開度に応じた信号を出力するように構成されている。この信号にもとづき、アクセルペダル開度が取得される。

燃料噴射ノズル１１からの噴射される燃料の量（燃料噴射量）は、内燃機関２０の運転状態（例えば、機関回転速度およびアクセルペダル開度）に基づいて決定される。

電子制御装置４０は、ＣＰＵ４１、ＣＰＵ４１が実行するプログラム、テーブル（マップ）および定数などをあらかじめ記憶したＲＯＭ４２、ＣＰＵ４１が必要に応じて一時的にデータを格納するＲＡＭ４３、電源が投入された状態でデータを格納すると共に格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ４４、ならびに、インターフェース４５を有する。ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ＲＡＭ４４およびインターフェース４５は、互いにバスで接続されている。

インターフェース４５は、上記各種センサと接続され、ＣＰＵ４１にそれらセンサから出力される信号を伝えるように構成されている。さらに、インターフェース４５は、燃料噴射ノズル１１およびサプライポンプ１３などと接続され、ＣＰＵ４１の指示に応じてそれらに指示信号を送るように構成されている。

具体的には、ＣＰＵ４１は、燃料噴射ノズル１１から噴射させる燃料の量である燃料噴射量に関する指示信号、および、燃料噴射ノズル１１から燃料を噴射させるタイミングである燃料噴射タイミングに関する指示信号を、インターフェース４５を介して燃料噴射ノズル１１（または、燃料噴射ノズル１１の作動を制御する制御装置）に送るように構成されている。また、例えば、ＣＰＵ４１は、燃料噴射ノズル１１に注入される燃料の圧力を制御するべく、この注入燃圧に関する指示信号をサプライポンプ１３（または、サプライポンプ１３の作動を制御する制御装置）に送るように構成されている。

以上が、本発明の実施形態に係る燃料噴射ノズル１１を有する燃料噴射システム１０、および、燃料噴射システム１０が適用された内燃機関２０の概要である。

・装置の作動
以下、燃料噴射ノズル１１の作動が、図５を参照しながら説明される。
図５は、燃料噴射ノズル１１から噴射される燃料と、ピストン２３の上面の近傍に生じるスキッシュ流と、の合流を表す模式図である。図５（ａ）（ｂ）に示されるように、ピストン２３の上面にはキャビティ２３ａが設けられている。圧縮行程においてピストン２３が燃料噴射ノズル１１に近づくと（ピストン２３が紙面上方向に移動すると）、ピストン２３と燃焼室２７の上面とに挟まれる領域からキャビティ２３ａに向かって押し出される空気の流れ（スキッシュ流）が生じる。よって、スキッシュ流は、ピストン２３の外周部（燃焼室２７の外周部）から中央部に向かう方向に流れる。

図５（ａ）に示されるように、燃料噴射ノズル１１から噴射される燃料の量が少ない場合（例えば、低負荷運転時）には、燃料はノズル中心点ＣＰから離れない向きに（例えば、キャビティ２３ａ内に向かって）噴射され、ピストン２３の中央部に近い領域（スキッシュ流の下流部）においてスキッシュ流と合流する。その後、燃料は、スキッシュ流と混合されながら燃焼室２７内を流動する。

この場合、燃料とスキッシュ流とが合流してから、ピストンが上死点に到達するまで（スキッシュ流の発生が終了するまで）、の時間長さは、比較的短い。よって、この場合、燃料の分散の度合いは小さく、燃料が過度に多量の空気と混合されることによって燃料が燃焼し難くなることが防がれる。

一方、図５（ｂ）に示されるように、燃料噴射ノズル１１から噴射される燃料の量が多い場合（例えば、高負荷運転時）には、燃料はノズル中心点ＣＰから離れる向きに（例えば、キャビティ２３ａの外に向かって）噴射され、燃焼室２７の外周部に近い領域（スキッシュ流の上流部）においてスキッシュ流と合流するその後、燃料は、スキッシュ流と混合されながらキャビティ２３ａ内に入り、燃焼室２７内を流動する。

この場合、、燃料とスキッシュ流とが合流してから、ピストンが上死点に到達するまで（スキッシュ流の発生が終了するまで）、の時間長さは、図５（ａ）の場合における時間長さよりも長い。よって、燃料噴射量が多くても、燃料はその燃料噴射量に応じた量だけの空気と混合することができ、燃料が適切に燃焼することになる。

以上が、本発明による燃料噴射ノズルおよび内燃機関の実施形態の一例についての説明である。

＜実施形態の総括＞
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る燃料噴射ノズル１１は、
噴射される燃料を通過させる燃料噴射孔１１ａと、燃料噴射孔１１ａに向かって空気を導く空気導入孔１１ｂと、を燃料噴射ノズル１１の先端部に備えている。

燃料噴射ノズル１１において、
燃料噴射孔１１ａは、一端である燃料入口１１ａｉｎから流入した燃料を、他端である燃料出口１１ａｏｕｔから燃料噴射ノズル１１の外に、燃料噴射ノズル１１の中心軸線ＡＸから離れる方向Ｆｉｄに向かって噴射するように構成されており、
空気導入孔１１ｂは、一端である空気入口１１ｂｉｎから流入した空気を、他端である空気出口１１ｂｏｕｔから燃料入口１１ａｉｎと燃料出口１１ａｏｕｔとの間の燃料噴射孔１１ａの中に、燃料噴射ノズル１１の中心軸線ＡＸと燃料噴射ノズル１１の先端部の表面との交点であるノズル中心点ＣＰから離れる方向に向かって導入するように構成されている。

燃料噴射ノズル１１において、
空気入口１１ｂｉｎは、燃料出口１１ａｏｕｔよりもノズル中心点ＣＰに近い位置に設けられている。

燃料噴射ノズル１１において、
燃料出口１１ａｏｕｔの開口面と、空気入口１１ｂｉｎの開口面と、が異なる平面上に存在するように、燃料出口１１ａｏｕｔおよび空気入口１１ｂｉｎが構成されている。

さらに、本発明の実施形態に係る内燃機関２０は、
内燃機関の燃焼室２７内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル１１を備えている。

内燃機関２０において、
燃焼室２７は、燃焼室２７の外周部から中央部に向かうガス流（スキッシュ流）を、燃料噴射ノズル１１から燃焼室２７内に燃料が噴射されるときに形成可能であるように構成されている。

内燃機関２０において、
燃料噴射ノズル１１は、噴射される燃料を通過させる燃料噴射孔１１ａと、燃料噴射孔１１ａに向かって燃焼室２７内の空気を導く空気導入孔１１ｂと、を燃料噴射ノズル１１の先端部に備えている。

さらに、燃料噴射ノズル１１において、
燃料噴射孔１１ａは、一端である燃料入口１１ａｉｎから流入した燃料を、他端である燃料出口１１ａｏｕｔから燃料噴射ノズル１１の外に、燃料噴射ノズル１１の中心軸線ＡＸから離れて燃焼室２７の外周部に向かって噴射するように構成されており、
空気導入孔１１ｂは、一端である空気入口１１ｂｉｎから流入した空気を、他端である空気出口１１ｂｏｕｔから燃料入口１１ａｉｎと燃料出口１１ａｏｕｔとの間の燃料噴射孔１１ａの中に、燃料噴射ノズル１１の中心軸線ＡＸと燃料噴射ノズル１１の先端部の表面との交点であるノズル中心点ＣＰから離れる方向に向かって導入するように構成されている。

内燃機関２０において、
燃焼室２７は、キャビティを有するピストンによって画成されており、
燃料噴射ノズル１１は、空気入口１１ｂｉｎが燃料出口１１ａｏｕｔよりもノズル中心点ＣＰに近く且つ空気入口１１ｂｉｎがキャビティに向かって開口するように構成されている。

内燃機関２０において、
燃料出口１１ａｏｕｔの開口面と、空気入口１１ｂｉｎの開口面と、が異なる平面上に存在するように、空気入口１１ｂｉｎおよび燃料出口１１ａｏｕｔが構成されている。

＜その他の態様＞
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施形態においては、燃料噴射孔１１ａの形状は、燃料を通過させることが可能な形状であることを除いて特に限定されていない。しかし、例えば、本発明による燃料噴射ノズル１１は、図６に示されるように、燃料出口１１ａｏｕｔの開口面積（燃料噴射孔１１ａの径）が燃料入口１１ａｉｎの開口面積よりも大きくなるように、構成され得る。別の言い方をすると、燃料噴射ノズル１１の燃料噴射孔１１ａは、燃料出口１１ａｏｕｔの近傍において開口面積が拡大された部分（拡管部）１１ａｅｘｐを有するように構成され得る。

燃料噴射孔１１ａが上述した構造（拡管部１１ａｅｘｐ）を有することにより、空気導入孔１１ｂから燃料噴射孔１１ａへより効率良く空気が取り込まれ、燃料噴射孔１１ａから噴射される燃料と空気とがより適切に混合される。これは、例えば、拡管部１１ａｅｘｐに燃料が流入したときに燃料の一部が燃料噴射孔１１ａの内壁面（拡管部１１ａｅｘｐの内壁面）から剥離し、燃料と、空気導入孔１１ｂからの空気と、が接触可能な面積の大きさが増大すること等に起因すると考えられる。

さらに、燃料噴射孔１１ａが上述した構造（拡管部１１ａｅｘｐ）を有する場合、燃料噴射孔１１ａの軸線と、空気導入孔１１ｂの軸線と、が交差しないように（簡便に述べると、燃料噴射孔１１ａと空気導入孔１１ｂが偏心するように）、それらを構成し得る。本構成により、燃料と空気とが螺旋状に旋回しながら混合されることになり、燃料と空気とをより効率良く混合させることができる。さらに、燃料噴射孔１１ａの軸線と、空気導入孔１１ｂの軸線と、が交差する場合であっても、それら軸線が異なる平面上に存在するように、それらを構成し得る。

さらに、空気入口１１ｂｉｎから拡管部１１ａｅｘｐまでの経路の軸線と、拡管部１１ａｅｘｐの軸線と、が一致しないように（簡便に述べると、空気入口１１ｂｉｎから拡管部１１ａｅｘｐまでの経路と、拡管部１１ａｅｘｐと、が偏心するように）、それらを構成し得る。

さらに、図７に示されるように、本発明による燃料噴射ノズル１１は、空気導入孔１１ｂの空気入口１１ｂｉｎの開口面積が、空気出口１１ｂｏｕｔの開口面積よりも大きくなるように構成され得る。本構成により、燃料入口１１ａｉｎからより効率良く空気が吸入される。特に、ピストン２３によって押圧された空気が燃料噴射ノズル１１に向かって移動する場合、その空気をより効率良く空気導入孔１１ｂに取り込むことができる。

さらに、図８（ａ）に示されるように、本発明による燃料噴射ノズル１１は、空気導入孔１１ｂの先端部が中心軸線ＡＸに沿った方向に窪むように、構成され得る。本構成により、ピストン２３から燃料噴射ノズル１１に向かって移動する空気を、より効率良く空気導入孔１１ｂに取り込むことができる。逆に、図８（ｂ）に示されるように、本発明による内燃機関２０は、ピストン２３の上面が中心軸線ＡＸに沿った方向に窪むように、構成され得る。本構成により、ピストン２３から燃料噴射ノズル１１により多量の空気を移動させることができ、その結果として空気をより効率良く空気導入孔１１ｂに取り込むことができる。

さらに、本発明による燃料噴射ノズル１１は、デポジットが付着することを防ぐコーティングを、燃料噴射孔１１ａおよび空気導入孔１１ｂの内壁面に施し得る。ただし、燃料噴射孔１１ａ内は燃料が高速で通過するためデポジットが付着し難いので、空気導入孔１１ｂの内壁面にだけコーディングを施してもよい。

加えて、本発明による燃料噴射ノズル１１は、先端部に複数の燃料噴射孔１１ａを有するように構成され得る。さらに、本発明による燃料噴射ノズル１１は、複数の燃料噴射孔１１ａの全てに空気導入孔１１ｂが接続されるように構成されてもよく、複数の燃料噴射孔１１ａのうちの一部に空気導入孔１１ｂが接続されるように構成されてもよい。

以上が、本発明の他の態様についての説明である。

本発明は、燃焼室内の空気の流動を考慮しながら燃料を噴射可能な燃料噴射ノズル、および、そのような燃料噴射ノズルを備えた内燃機関として利用することができる。

１１…燃料噴射ノズル、１１ａ…燃料噴射孔、１１ａｉｎ…燃料入口、１１ａｏｕｔ…燃料出口、１１ｂ…空気導入孔１１ｂ、１１ｂｉｎ…空気入口、１１ｂｏｕｔ…空気出口、２０…内燃機関、２３…ピストン、２３ａ…キャビティ、２７…燃焼室、ＡＸ…中心軸線、ＣＰ…ノズル中心点

Claims (6)

1. 燃料を噴射する燃料噴射ノズルであって、
   噴射される前記燃料を通過させる燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔に向かって空気を導く空気導入孔と、を該燃料噴射ノズルの先端部に備え、
   前記燃料噴射孔が、一端である燃料入口から流入した前記燃料を、他端である燃料出口から該燃料噴射ノズルの外に、該燃料噴射ノズルの中心軸線から離れる方向に向かって噴射するように構成され、
   前記空気導入孔が、一端である空気入口から流入した前記空気を、他端である空気出口から前記燃料入口と前記燃料出口との間の前記燃料噴射孔の中に、該燃料噴射ノズルの中心軸線と該燃料噴射ノズルの先端部の表面との交点であるノズル中心点から離れる方向に向かって導入するように構成された、
   燃料噴射ノズル。
2. 請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
   前記空気入口が前記燃料出口よりも前記ノズル中心点に近い、燃料噴射ノズル。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
   前記燃料出口の開口面と、前記空気入口の開口面と、が異なる平面上に存在するように構成された、燃料噴射ノズル。
4. 内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを備えた内燃機関であって、
   前記燃焼室が、
   該燃焼室の外周部から中央部に向かうガス流を、前記燃料噴射ノズルから該燃焼室内に燃料が噴射されるときに形成可能であるように構成されるとともに、
   前記燃料噴射ノズルが、
   噴射される前記燃料を通過させる燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔に向かって前記燃焼室内の空気を導く空気導入孔と、を該燃料噴射ノズルの先端部に備え、
   前記燃料噴射孔が、一端である燃料入口から流入した前記燃料を、他端である燃料出口から該燃料噴射ノズルの外に、該燃料噴射ノズルの中心軸線から離れて前記燃焼室の外周部に向かって噴射するように構成され、
   前記空気導入孔が、一端である空気入口から流入した前記空気を、他端である空気出口から前記燃料入口と前記燃料出口との間の前記燃料噴射孔の中に、該燃料噴射ノズルの中心軸線と該燃料噴射ノズルの先端部の表面との交点であるノズル中心点から離れる方向に向かって導入するように構成された、
   内燃機関。
5. 請求項４に記載の内燃機関において、
   前記燃焼室が、キャビティを有するピストンによって画成され、
   前記燃料噴射ノズルが、前記空気入口が前記燃料出口よりも前記ノズル中心点に近く且つ前記空気入口が前記キャビティに向かって開口するように構成された、内燃機関。
6. 請求項４または請求項５に記載の内燃機関において、
   前記燃料出口の開口面と、前記空気入口の開口面と、が異なる平面上に存在するように構成された、内燃機関。
   
   

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