JP2019534408A - 燃料インジェクタおよびピストンボウル - Google Patents

Abstract

燃料蒸気を内燃機関の燃焼チャンバに噴射するための燃料インジェクタ。インジェクタは中心軸を有し、燃料インジェクタが燃焼チャンバ内に突出するように、内燃機関に取り付け可能である。インジェクタは、燃料インジェクタに燃料を供給するための入口を有する。入口は、インジェクタ本体の第一の円周位置でインジェクタ本体から突出する。入口は、インジェクタの中心軸に対して半径方向外側に突起部Ｘの構成要素を有する。インジェクタはまた、先端を有し、インジェクタ本体から長手方向に延在する噴霧ノズルを有する。インジェクタは、先端の周りに均一な放射状分布を有する先端上に形成された複数の噴霧放出オリフィスを有する。各噴霧放出オリフィスは、燃料蒸気を放出するように構成される。各噴霧放出オリフィスは、中心軸と平行な方向の構成要素、および中心軸に対して半径方向外側の方向Ｙの構成要素を有する。Ｙは、Ｘからオフセットする角度である。【選択図】図４

Description

本開示は、一般的に内燃機関用燃料インジェクタに関し、詳細にはディーゼルエンジン用燃料インジェクタに関する。

エンジンの燃焼チャンバにおける燃料の燃焼は、例えばソート、ＮＯ_ｘの排出などの粒子状物質を生成する場合がある。排気ガス中のＮＯ_ｘの排気を最小化し、燃焼チャンバ内に保持され、排気ガスを通して放出される粒子状物質の量を最小化しながら、十分なエンジン出力の生成をすることに関する継続的な関心がある。触媒および粒子状フィルターを含む排気ガス後処理装置は、一般的にＮＯ_ｘおよび排気ガス中の粒子状物質の排出量を減少させるために採用されてきた。

粒子状物質およびＮＯ_ｘの排出は、エンジン設計およびエンジン動作に関連する要因に依存する場合がある。これらの要因は、エンジン圧縮比、燃焼チャンバ構造および燃料噴射噴霧パターンを含み得る。これらの要因はＮＯ_ｘおよび粒子状物質の排出量の水準をさらに減少させるために利用されうる。

欧州特許第ＥＰ ２０８６１５１号は、Ｐｅｒｋｉｎｓ Ｅｎｇｉｎｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄの名称で、先端部および先端上に形成された複数の噴霧放出オリフィスを持つ噴霧ノズルを有する燃料インジェクタを開示する。

本開示は、少なくとも部分的に、従来技術のシステムの一つまたは複数の態様を改善することを目的とする。

第一の態様では、本開示は、燃料蒸気を内燃機関の燃焼チャンバ内に燃料蒸気を噴射するための燃料インジェクタについて記述し、燃料インジェクタは、
中心軸を有し、該燃料インジェクタが燃焼チャンバ内に突出するように、該内燃機関に取り付け可能であるインジェクタ本体と、
燃料インジェクタに燃料を供給するための入口であって、当該インジェクタ本体から当該インジェクタ本体の第一の円周位置で突き出し、該中心軸に対して半径方向外側に突出部Ｘという構成要素を有する入口と、
先端を有する噴霧ノズルであって、当該噴霧ノズルが該インジェクタ本体から長手方向に延在する噴霧ノズルと、
該先端の周りに均一な半径方向分布を持つ該先端上に形成された複数の噴霧放出オリフィスであって、各噴霧放出オリフィスが燃料蒸気を放出するように構成された複数の噴霧放出口オリフィスと、を備え、
噴霧放出オリフィスそれぞれが、該中心軸と平行な方向の構成要素、および該中心軸に対して半径方向外側にある方向Ｙの構成要素を持ち、
ＹはＸからのオフセットする角度である。

本開示はまた、内燃機関用の燃焼シリンダアセンブリを提供し、燃焼シリンダアセンブリは、
燃焼シリンダと、
該燃焼シリンダ内で往復移動可能なピストンと、
燃焼シリンダに燃料蒸気を噴射するよう構成された燃料インジェクタと、を備える。

本開示はまた、一つ以上の燃焼シリンダアセンブリを備える内燃機関を提供する。

図１は、シリンダ内に突出するものを含む、単一のシリンダの上部および燃料インジェクタの下部部分を通る断面図を示す。 図２は、燃料インジェクタに向かって見た上方向に単一シリンダの上部を通る断面図を示す。 図３は、原位置での燃料インジェクタの拡大図を示す。 図４は、図１と類似の標識された寸法を有する断面図を示す。 図５は、図３と類似の標識された寸法を有するインジェクタの断面図を示す。 図６は、インジェクタの軸に直角な平面上のインジェクタを通した断面を示す。 図７は、噴射のコーン角度を示すインジェクタ先端の概略図を示す。 図８は、インジェクタの入口に対するインジェクタのオリフィスの位置を示す。

本開示は一般に、燃焼効率を増加させ、内燃機関１００内の粒子状物質の産生を減少させる燃料インジェクタ１０に関する。

燃料インジェクタ１０は、内燃機関１００の燃焼チャンバ１１０に組み立てられ得る。燃料インジェクタ１０は、エンジンシリンダ１２０内に、具体的にはエンジンシリンダ１２０の燃焼チャンバ１１０内に直接燃料を噴射してもよい。

内燃機関１００は複数のシリンダ１２０を有してもよく、各シリンダ１２０はシリンダ１２０内で往復運動するように構成されるピストン１３０およびシリンダ１２０の上端に配置され、ピストン１３０の動きに影響を与えるシリンダ１２０内での燃焼のためシリンダ１２０の中への燃料の噴射を容易にするように構成されているインジェクタ１０を含む。各ピストン１３０は、インジェクタに面するピストンの端部にピストンクラウン１５０を備えうる。各ピストンクラウン１５０は、ピストンクラウン１５０の半径方向外側部分に環状の表面１６０と、環状表面１６０に対してかつ半径方向内側に陥凹したピストンボウル１７０とを備えうる。ピストン１３０は、中心軸Ｒを有してもよい。

シリンダ１３０は、シリンダヘッド２００を持ちうる。シリンダ１２０の壁には、シリンダライナ（図示せず）が提供されてもよい。燃料インジェクタ１０は、シリンダヘッド２００内に位置付けられてもよい。燃料インジェクタ１０の中心軸Ｐは、ピストン１３０の中心軸Ｒと実質的に整列してもよい。燃料インジェクタ１０は、燃焼チャンバ１１０に燃料を噴射するよう構成された複数の噴霧放出オリフィス２４を有してもよい。

一部の実施形態では、シリンダ内に突き出すグロープラグ（図示せず）がありうる。

図２は、図１の特徴の多くを示すが、燃焼チャンバ１１０の酸化体入口２０１および排気口２０２がシリンダヘッド２００内に見えるような異なる視点から示す。

図３に示すように、燃料インジェクタ１０は、インジェクタ本体１２および噴霧ノズル１４を有する。インジェクタ本体１２は、燃料蒸気噴射のタイミングおよび期間を制御する一つまたは複数の電気アクチュエータを含みうる。一つまたは複数の電気アクチュエータは、バイアスばね（図示せず）、コイル（図示せず）およびバルブ部材（図示せず）に取り付けうる電機子（図示せず）を含んでもよい。アクチュエータは、閉位置を有する線形アクチュエータなどの任意の適切な電気アクチュエータであってもよい。例えば、圧電アクチュエータであってもよい。アクチュエータは、ソレノイドアクチュエータであってもよい。バルブ部材は、ニードルバルブ部材またはポペットバルブ部材であってもよい。当業者であれば、スプールまたはボールバルブ部材などのその他の適切なバルブ部材が置換されうることを理解するであろう。

インジェクタ本体１２は、中心軸Ｐを有してもよく、インジェクタ本体１２は、中心軸Ｐの周りで、少なくともその長さの一部に沿って半径方向に実質的に対称であってもよい。インジェクタ本体１２は、内燃機関１００の燃焼チャンバ１２０に取り付け可能であってもよい。

噴霧ノズル１４は、インジェクタ本体１２から長手方向に延在してもよい。噴霧ノズル１４は、中心軸Ｐに沿った方向にインジェクタ本体１２から延在してもよく、噴霧ノズル１４はインジェクタ本体１２に連結されてもよい。噴霧ノズル１４は、中心軸Ｐと一致する中心軸を有してもよい。噴霧ノズル１４およびインジェクタ本体１２は、共通軸として中心軸Ｐを有してもよい。

噴霧ノズル１４は、円形の断面であってもよい。噴霧ノズル１４は７．２ｍｍの直径を有してもよい。噴霧ノズル１４は、中心軸Ｐについて半径方向に対称であってもよい。

噴霧ノズル１４は、ノズル本体１５および先端１６を有してもよい。ノズル本体１５は円筒形であってもよい。先端１６は、ノズル本体１５から長手方向に延在してもよい。噴霧ノズル１４は、噴霧ノズル１４から中心軸Ｐに沿った方向に延在してもよい。先端１６は、中心軸Ｐと一致する中心軸を有してもよく、噴霧ノズル１４、インジェクタ本体１２および先端１６は共通軸として中心軸Ｐを有してもよい。先端１６は、中心軸Ｐの周りで半径方向に対称であってもよい。

加圧燃料の流れのため燃料通路（図示せず）は、燃料インジェクタ１０内に設けられてもよい。燃料通路は、インジェクタ本体１２から噴霧ノズル１４および先端１６につながりうる。燃料は、インジェクタ本体１２から突出するインジェクタ本体入口３００を介して燃料通路に供給されてもよい。インジェクタ本体入口３００は、インジェクタ本体１２の外周から突き出してもよく、図５に示す通り、半径方向および遠位端２０から軸方向に突き出た方向の構成要素を持ちうる。

ニードルバルブ部材（図示せず）は、燃料の流れを制御するために燃料通路内に位置付けられてもよい。ニードルバルブ部材は、噴霧ノズル１４内に配置されたバルブシート（図示せず）に隣接しうる。ニードルバルブ部材は、０．３４ｍｍ〜０．３７ｍｍの距離だけバルブシートを持ち上げることができる。ニードルバルブ部材は、バルブシートを０．３５ｍｍの距離だけ持ち上げることができる。

インジェクタ本体１２は、ノズルキャップナット（図示せず）をさらに備えてもよい。噴霧ノズル１４は、噴霧ノズル１４内の燃料通路に燃料通路をクランプし得るノズルキャップナットによってインジェクタ本体１２に取り付けられてもよい。噴霧ノズル１４は、ノズルキャップナットから延在してもよい。噴霧ノズル１４は、中心軸Ｐに沿ってノズルキャップナットから軸方向に延在してもよい。ノズルキャップナットは噴霧ノズル１４と同軸に整列されてもよい。

ノズルキャップナットは、インジェクタ本体１２の反対側に位置するベアリング表面を有してもよい。ベアリング表面は、中心軸Ｐに垂直な平面を表してもよい。噴霧ノズル１４は、中心軸Ｐに沿ってベアリング表面から軸方向に延在してもよい。噴霧ノズル１４は、軸受表面から先端１６への軸方向距離であるノズル長を有してもよい。ノズルの長さは、およそ２１．３ｍｍ〜２１．７ｍｍとしうる。ノズルの長さはおよそ２１．４５ｍｍとしうる。

図３を参照すると、先端１６は部分球状の形状を持ちうる。先端１６の近位部分１８は、ノズル本体１５に連結されてもよく、先端１６の遠位部分２０は、近位部分１８およびノズル本体１５に対向して配置されてもよい。遠位部分２０は、中心軸Ｐと共にコリニングされてもよく、先端１６は近位部分１８と遠位部分２０の間に形成されうる側部２２を持ちうる。

先端１６は、側部２２の内部表面上に形成されるバルブシートを備えうる。ニードルバルブ部材は、燃料通路からバルブシートの下流にある燃料通路の一部分まで燃料流れが流れるのを防ぐように、バルブシートに寄りかかってもよい。ニードルバルブ部材は、先端１６の内側セクション内に延在しうる。ニードルバルブ部材は、先端１６の内側セクションに閉じ込められてもよい。

燃料インジェクタ１０は、先端１６上に形成された複数の噴霧放出オリフィス２４を備えうる。インジェクタ本体１２内の燃料は、複数の噴霧放出オリフィス２４から排出されうる。燃料は、６８０〜７２０ｃｃ／分の流量で複数の噴霧放出オリフィス２４から放出されうる。燃料は、流量が７００ｃｃ／分の流量で複数の噴霧放出オリフィス２４から排出されうる。

複数の噴霧放出オリフィス２４は、燃料蒸気を６８０〜７２０ｃｃ／分の流量で燃焼チャンバ内内に噴射するよう寸法設計されうる。複数の噴霧放出オリフィス２４は、燃料蒸気を７００ｃｃ／分の流量で燃焼チャンバ内に噴射するよう寸法設計されうる。

一実施形態では、各噴霧放出オリフィス２４は円形であってもよい。複数の噴霧放出オリフィス２４は、同じ直径を持ちうる。噴霧放出オリフィス２４はそれぞれ０．１３６ｍｍの直径を持ちうる。

噴霧放出オリフィス２４は、先端１６を通って延在する噴霧放出通路（図示せず）を通る開口部である。各噴霧放出オリフィス２４は、側部２２を貫通し（図６を参照）、燃料通路と連通する入口（図示せず）を有する。入口は中心軸Ｐの周りに半径方向に配置されている。各噴霧放出オリフィス２４の入口は、バルブシートの下流に配置されうる。

一実施形態では、各入口は円形であってもよい。複数の入口は同じ直径を有してもよい。各入口は、それぞれの噴霧放出オリフィス２４と同じ直径を持ちうる。各入口を横切る平面は、それぞれの噴霧放出オリフィス２４を横切る平面と平行であってもよい。

各噴霧放出オリフィス２４は、噴霧放出通路によってそれぞれの入口に連結される。噴霧放出通路は、中心軸Ｐから半径方向に延在してもよく、一実施形態では、複数の噴霧放出通路は同一の長さを有してもよい。

燃料通路内の燃料は加圧されてもよい。燃料は、外部高圧ポンプ（図示せず）によって加圧されてもよい。燃料は１０Ｍｐａの圧力に加圧されてもよい。複数の噴霧放出オリフィス２４から放出される燃料は、１０Ｍｐａの圧力であってもよい。複数の噴霧放出オリフィス２４からの燃料は、１０Ｍｐａの圧力で燃焼チャンバ内に噴射されうる。

シリンダ側背圧は、１６．５Ｍｐａ〜１８Ｍｐａでありうる。リークオフ背圧は６０Ｋｐａに制限されうる。燃料蒸気は、シリンダ側背圧が９．８Ｍｐａである時に、６７９ｃｃ／分〜７２１ｃｃ／分の流量で噴射されうる。燃料蒸気は、シリンダ側背圧が９．８Ｋｐａである時に、流量が７００ｃｃ／分で噴射されうる。燃料蒸気は、リークオフ背圧が１０Ｋｐａである時に７００ｃｃ／分の流量で噴射されうる。

図７を参照すると、各噴霧放出オリフィス２４は、中心軸Ｑを持ちうる。中心軸Ｑは、各噴霧放出オリフィス２４の中心点を通過しうる。一実施形態では、各々の中心軸Ｑは、各々の噴霧放出オリフィス２４を横切って延在する平面に対して横断方向であってもよい。一実施形態では、各噴霧放出通路は、それぞれの噴霧放出オリフィス２４の中心軸Ｑと一致する長手方向軸を持つ。各噴霧放電通路は、中心軸Ｑに沿って延在してもよく、一実施形態では、各々の中心軸Ｑは、各々の入口を横切って延在する平面に垂直であってもよい。

各中心軸Ｑ Ｑは、中心軸Ｐに対して角度γを有してもよい。各中心軸Ｑは、中心軸Ｐに対しておよそ６３°〜６７°の角度γを有してもよい。各中心軸Ｑは、中心軸Ｐに対しておよそ６５°の角度γを有してもよい。

燃料インジェクタ１０は、角度２γによって画定される噴霧コーン角度を有してもよい。従って、複数の噴霧放出オリフィス２４からの燃料蒸気は、およそ１２６°〜１３４°の噴霧コーン角度で放出されうる。複数の噴霧放出オリフィス２４からの燃料蒸気は、およそ１３０°の噴霧コーン角度で放出されうる。

図６は、シリンダ内から見た先端１６の噴霧放出オリフィス２４を示す。複数の噴霧放出オリフィス２４は、中心軸Ｐの周りに配置されてもよい。複数の噴霧放出オリフィス２４は、中心軸Ｐの周りに放射状に配置されてもよい。噴霧放出オリフィス２４は中心軸Ｐから等距離であってもよく、複数の噴霧放出オリフィス２４は中心軸Ｐの周りに相互に角度間隔を置いてもよい。

複数の噴霧放出オリフィス２４は、遠位部分２０の周りに配置されうる。複数の噴霧放出オリフィス２４は、遠位部分２０の周りに放射状に配置されうる。噴霧放出オリフィス２４は、遠位部分２０から等距離であってもよい。複数の噴霧放出オリフィス２４は、遠位部分２０の周りに相互に角度間隔を置いてもよい。

複数の噴霧放出オリフィス２４は、先端１６の側部２２上に配置されうる。

燃料インジェクタ１０は、中心軸Ｐの周りに放射状に配置される六つの噴霧放出オリフィス２４を有してもよい。燃料インジェクタ１０は、遠位部分２０の周りに放射状に配置される六つの噴霧放出オリフィス２４を有してもよい。六つの噴霧放出オリフィス２４は、中心軸Ｐまたは遠位部分２０の周りに相互間隔を置いてもよい。六つの噴霧放電オリフィス２４は、中心軸Ｐまたは遠位部分２０の周りに相互に角度間隔を置いてもよい。

図３を参照すると、噴霧ノズル１４は、ベアリング表面２８から噴霧放出オリフィス２４への軸方向距離である放出オリフィス距離（ｚ）を持ちうる。放出オリフィス距離は、ベアリング表面２８から噴霧放出オリフィス２４の中心点までの軸方向距離としうる。放出オリフィス距離は２０．１５ｍｍ〜２０．４５ｍｍとしうる。放出オリフィス距離は２０．３０ｍｍとしうる。

複数の噴霧放出オリフィス２４は、先端１６上の平面上に配置されうる。噴霧放出オリフィス２４は、側部２２上の同一平面の配置を持ちうる。噴霧放出オリフィス２４の平面は、中心軸Ｐと直角をなしてもよい。

一実施形態では、各噴霧放出オリフィス２４の中心点は平面上にありうる。放出オリフィス距離は、ベアリング表面２８から噴霧放出オリフィス２４の中心点の平面までの軸方向距離としうる。

一実施形態では、遠位部分２０に近接する各噴霧放出オリフィス２４の周辺点は、平面上に位置しうる。放出オリフィス距離は、ベアリング表面２８から噴霧放出オリフィス２４の周辺点の平面への軸方向距離としうる。

シリンダヘッド２００の炎面から噴霧ノズル１４の先端までの炎面からの長手方向の距離（軸Ｐに対して平行）は２．２５ｍｍでありうる。シリンダヘッド２００の炎面から噴霧放出オリフィス２４への長手方向の距離は、１．６ｍｍとしうる。噴霧放出オリフィス２４から噴霧ノズル１４の先端への長手方向の距離は、０．６５ｍｍとしうる。放出オリフィス２４の長手方向位置における軸Ｐから噴霧ノズル１４の周辺への半径方向距離は、１．０４ｍｍでありうる。

噴霧放出オリフィス２４は、遠位部分２０の周りに均等に分布しうる。従って、六つの噴霧放出オリフィス２４を持つ実施形態では、オリフィスは、図８で見ることができるように、６０°の角度で分離されうる。

インジェクタ本体入口３００は、軸Ｐに直角な平面の軸Ｘに沿って突き出る方向の構成要素を持つと言える。第一の噴霧放出オリフィス２４は、軸Ｐに直角な平面の軸Ｙ_１に沿って突き出た方向の構成要素を持つと言える。軸Ｘと軸Ｙ_１の間の角度θ_１は、１１．５°〜１７．５°であってもよい。軸Ｘと軸Ｙ_１の間の角度は１３．５°〜１５．５°であってもよい。軸Ｘと軸Ｙ_１の間の角度は１４．５°としうる。

第二の噴霧放出オリフィス２４は、軸Ｐに直角な平面の軸Ｙ_２に沿って突き出た方向の構成要素を持つと言える。同様に、六つの噴霧放出オリフィスを持つ実施形態では、第三、第四、第五、および第六の噴霧放出オリフィス２４は、それぞれ、軸Ｐに直角な平面の軸Ｙ_３、Ｙ_４、Ｙ_５、Ｙ_６に沿って突き出た方向の構成要素を持つと言える。ＸとＹ_２の間の角度は、θ_２としてもよく、ＸとＹ_３の間の角度は、θ_３としてもよく、ＸとＹ_４の間の角度は、θ_４としてもよく、ＸとＹ_５の間の角度は、θ_５としてもよく、ＸとＹ_６の間の角度は、θ_６としてもよい。

Ｙ_ｎ（１≦ｎ≦６）とＹ_ｎ＋１との間の角度は、６０°であってもよい。Ｙ_ｎとＹ_ｎ−１との間の角度は、６０°であってもよい。従って、Ｙ_６とＸとの間の角度は４２．５°〜４８．５°であってもよい。Ｙ_６とＸとの間の角度は、４４．５°〜４６．５°であってもよい。Ｙ_６とＸとの間の角度は４５．５°であってもよい。

これらの角度関係は図８で明らかである。

シリンダに突き出すグロープラグを有する実施形態では、グロープラグが軸Ｘと整列されることがありうる。

このように、第一の噴霧放出オリフィス２４からの燃料の噴射は、最小のθ_１だけ最も近い噴霧放出オリフィス２４から角度分離されうる。これは、使用していない時にグロープラグからの干渉を最小化しながら、使用時にはグロープラグの効果的な動作のために選択されうる。

燃料インジェクタ１０は、燃焼ワッシャ（３０）をさらに備えてもよい。燃焼ワッシャ３０は、噴霧ノズル１４の周りに配置されてもよく、またベアリング表面と隣接して配置されてもよい。

燃焼ワッシャ３０は、内側オリフィスおよび外周を有する環状であってもよい。噴霧ノズル１４のノズル本体１５は、内側オリフィスを通して挿入されうる。燃焼ワッシャ３０は、噴霧ノズル１４と同軸に整列されてもよい。外周は、ベアリング表面に隣接するノズルキャップナットの表面と同一平面としうる。

燃焼ワッシャ３０は、圧縮可能な材料で作製されてもよい。燃焼ワッシャ３０は、その構造にわたって均一に圧縮されてもよい。燃焼ワッシャ３０は、Ｅ−Ｃｕ５８の材料仕様およびＨｖ４０−５０の硬度を有してもよい。

図１のピストン１３０を図４に拡大図で示す。具体的には、図４は、ピストンクラウン１５０の中心軸Ｐを通る断面を示す。この実施形態では、ピストンクラウン１５０は、中心軸Ｐの周りで回転対称である。従って、ピストンボウル１７０は、燃料インジェクタ１０の方向に面する円形の喉を有する。ピストンボウル１７０は、ピストンクラウン１５０の中心軸Ｐと環状表面２４０の半径方向最内部２４５との間の半径方向の距離と定義される、ボウルのど部半径Ｒ１を有する。半径Ｒ１は、およそ３１ｍｍ、または３１．０６ｍｍ〜３１．１６ｍｍ、または３１．１１ｍｍでありうる。

ピストンクラウン１５０は、シリンダ内の原位置に配置される場合、燃料インジェクタ１０に面する軸方向に、ピストンクラウン１５０の第一の端部で環状表面１６０を備える。環状表面１６０は、中心軸Ｐから半径方向に最も遠くてもよい。

ピストンクラウン１５０は、環状表面１６０内に半径方向に配置され、ピストンクラウン１５０の第一の端部に対して陥凹するピストンボウル１７０をさらに備える。

ピストンボウル１７０は、ピストンボウル１７０の半径方向中央部に上げ床部２２０を備える。

ピストンボウル１７０は、上げ床部２２０の中心に中央高さＨ１を持つ。ピストンボウルの中央の高さＨ１は、およそ３．６ｍｍでありうる。

ピストンボウル１７０は、上げ床部２２０に対して半径方向外向きに配置される弧状面２３０をさらに備える。ピストンボウル２１０は、弧状面２３０から半径方向外向きおよび環状表面１５０から半径方向内向きに延在するリップ面取り面２４０をさらに備える。リップ面取り面は、およそ３．９９ｍｍの軸方向長さ、Ｌ１を持ちうる。

ピストンボウル１７０は、環状表面１６０と環状表面１６０から最も遠いピストンボウルの面２３１との間の軸方向の距離として規定される、ボウル高さＨ２を有する。この例示された実施形態では、環状表面１６０から最も遠いピストンボウルの面２３１は、上げ床部２２０で接する弧状面２３０の半径方向内点に配置される。

ピストンボウルの高さ、Ｈ２は、１２．１９ｍｍ〜１２．４９ｍｍでありうる。ピストンボウルの高さ、Ｈ２は１２．３４ｍｍでありうる。

リップ面取り面は、環状表面２３０からおよそ２０°でありうる角度βで角度付けられうる。

弧状面２３０は、およそ９．２ｍｍの半径を有してもよい。

面取り面２４０とピストンボウル１７０との間の移行半径は、２９ｍｍ〜３１ｍｍの半径を持ちうる。

当業者であれば、前述の実施形態は、本開示の燃料インジェクタ１０を得るために修正または組み合わせられてもよいことを理解するであろう。

本開示は、内燃機関用燃料インジェクタ１０を説明する。内燃機関はディーゼルエンジンであってもよい。内燃機関は、直接噴射エンジンであってもよい。内燃機関は、四つのシリンダエンジンであってもよい。燃料インジェクタ１０は、燃焼チャンバ内の燃料蒸気の燃焼中に粒子状物質の生成を減少させることによって、排気ガス中の粒子状物質放出を減少させ得る。より高い噴射圧力において、燃料インジェクタ１０は、より完全な燃焼をもたらす細かい霧状噴霧を備えうる。燃料蒸気は、およそ１３０°の噴霧コーン角度で放出されうる。燃焼チャンバ３６に取り付けられた燃料インジェクタ１０によって、燃料蒸気は、実質的にピストンボウル４６の方向に噴射されうる。

従って、本開示は、適用法により許可されている特許請求の範囲に記載された主題のすべての修正および均等物を含む。さらに、本明細書に別段の指示がない限り、その可能性のあるすべての変形における上述の要素の任意の組み合わせは、本開示によって包含される。

任意の請求項に記載された技術的特徴に参照符号に続く場合、特許請求の範囲の明瞭さを高める目的で参照符号を含んでおり、従って、参照符号があってもなくても、上述の技術的特徴または任意の請求項の要素の範囲に、いかなる制限も与えない。

当業者であれば、本開示またはその必須特性から逸脱することなく、その他の特定の形態で本開示を実施することができることに気づくであろう。従って、前述の実施形態は、本明細書に記載の開示を限定するものではなく、全ての点で例証的であると考慮されるべきである。従って、本発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の等価物の意味および範囲内のすべての変更は、従って、その中に包含されることが意図される。

Claims (15)

1. 燃料蒸気を内燃機関の燃焼チャンバに噴射するための燃料インジェクタであって、
   中心軸を有し、前記燃料インジェクタが前記燃焼チャンバ内に突出するように、前記内燃機関に取り付け可能であるインジェクタ本体と、
   燃料インジェクタに燃料を供給するための入口であって、前記インジェクタ本体から前記インジェクタ本体の第一の円周位置で突出し、前記中心軸に対して半径方向外側に突出部Ｘという構成要素を有する入口と、
   先端を有する噴霧ノズルであって、前記インジェクタ本体から長手方向に延在する噴霧ノズルと、
   前記先端の周りに均一な半径方向分布を有する前記先端上に形成された複数の噴霧放出オリフィスであって、各噴霧放出オリフィスが燃料蒸気を放出するように構成される、複数の噴霧放出オリフィスと、を備え、
   各噴霧放出オリフィスが、前記中心軸と平行な方向の構成要素、および前記中心軸に対して半径方向外側の方向Ｙの構成要素を有し、
   ＹがＸからオフセットする角度である、燃料インジェクタ。
2. 第一の前記複数の噴霧放出オリフィスが、１１．５°〜１７．５°の角度でＸからオフセットするＹ_１の方向の半径方向外側の構成要素を有する、請求項１に記載の燃料インジェクタ。
3. 前記第一の前記複数の噴霧放出オリフィスが、１３．５°〜１５．５°の角度でＸからオフセットするＹ_１の方向の半径方向外側の構成要素を有する、請求項２に記載の燃料インジェクタ。
4. 前記第一の前記複数の噴霧放出オリフィスが、１４．５°の角度でＸからオフセットするＹ_１の方向の半径方向外側の構成要素を有する、請求項３に記載の燃料インジェクタ。
5. 前記複数の噴霧放出オリフィスが、六つの噴霧放出オリフィスから構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料インジェクタ。
6. 各噴霧放出オリフィスがオリフィス軸を持ち、各オリフィス軸と前記中心軸との間の角度が６０°〜７０°である、請求項１〜５のいずれかに記載の燃料インジェクタ。
7. 各オリフィス軸と前記中心軸との間の角度が６３°〜６７°である、請求項６に記載の燃料インジェクタ。
8. 各オリフィス軸と前記中心軸との間の角度が６４°〜６６°である、請求項７に記載の燃料インジェクタ。
9. 各オリフィス軸と前記中心軸との間の角度が６５°である、請求項８に記載の燃料インジェクタ。
10. ７００立方センチメートル／分の速度で燃料を供給するよう構成される、請求項１〜９のいずれかに記載の燃料インジェクタ。
11. １０ＭＰａの圧力で燃料を供給するよう構成された、請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料インジェクタ。
12. 内燃機関用燃焼シリンダアセンブリであって、
    燃焼シリンダと、
    前記燃焼シリンダ内で往復移動可能なピストンと、
    燃料蒸気を前記燃焼シリンダ内に噴射するよう構成される、請求項１〜１１のいずれかに記載の燃料インジェクタと、を備える燃焼シリンダアセンブリ。
13. 前記ピストンが、
    前記燃料インジェクタと環状表面に対してかつ半径方向内側に陥凹したピストンボウルとに面するよう位置づけられる環状外表面を有するピストンクラウンを備え、
    前記ピストンクラウンが、前記ピストンボウルの半径方向外向きおよび前記環状表面の半径方向内向きに延在する面取り面を備える、請求項１２に記載の燃焼シリンダアセンブリ。
14. 前記面取り面と前記ピストンボウルとの間の移行が、２９ｍｍ〜３１ｍｍの半径を有する、請求項１３に記載の燃焼シリンダアセンブリ。
15. 請求項１２〜１４のいずれかに記載の一つまたは複数の燃焼シリンダアセンブリを備える内燃機関。

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