JP4103583B2 - Nozzle, fuel injector and internal combustion engine - Google Patents

Nozzle, fuel injector and internal combustion engine Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル及び燃料インジェクタ及び内燃機関に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特に、ディーゼルエンジンにおいては、燃料インジェクタのノズルから噴射される燃料の噴霧形態は、排気中の有害物質削減等の観点から、内燃機関の機関負荷が中高負荷時には高貫徹噴霧が望ましく、内燃機関の機関負荷が低負荷時には高拡散噴霧が望ましい。なお、高貫徹噴霧とは、噴射される角度が狭く貫徹力が高い噴射形態であり、高拡散噴霧とは、噴射される角度が広く燃料が分散され貫徹力の低い噴射形態である。
【0003】
内燃機関の機関負荷に応じて、燃料の噴射形態を高貫徹噴霧と高拡散噴霧に切り換える技術としては、例えば、狭角噴霧用の噴孔(噴口)と広角噴霧用の噴孔(噴口)を別々に設けて、噴孔を切り換える技術がある(特許文献1参照)。
【0004】
このような技術を採用する場合には、使用していない噴孔に燃料が堆積して、場合によっては詰まってしまうという問題が残されている。なお、関連する技術として他に特許文献2,3がある。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−337226号公報
【特許文献2】
特開2000−145586号公報
【特許文献3】
特開平8−4625号公開公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、内燃機関の機関負荷が中高負荷時には高貫徹噴霧が望ましく、内燃機関の機関負荷が低負荷時には高拡散噴霧が望ましいが、これらを実現するために、従来技術においては、他の不具合が伴ってしまうなど、未だ改善の余地があった。
【0007】
本発明の目的は、内燃機関の機関負荷に応じて、好適に高貫徹噴霧あるいは高拡散噴霧に切り換え可能とするノズル及び燃料インジェクタ、及び熱効率の向上を図った内燃機関を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【0009】
本発明は、噴孔内に旋回流を発生させる導入路を設け、高拡散噴霧とする場合には、導入路から噴孔への流れを主流とさせ、高貫徹噴霧とする場合には、導入路を通らずに噴孔に流れ込む流れを主流とさせるようにした。これにより、高拡散噴霧と高貫徹噴霧とに切り換えることを可能とした。
【0010】
そして、本発明においては、上記の切り換え動作を実現するために、噴孔内に旋回流を発生させる導入路を通って噴孔に流れ込む流れを主流とする流路と、導入路を通らずに噴孔内に流れ込む流れを主流とする流路とに変更可能な流路可変手段を設ける構成を採用した。
【0011】
更に具体的な構成について、ノズルの場合の構成と、燃料インジェクタの場合の構成と、内燃機関の場合の構成について、それぞれ説明する。
【0012】
まず、本発明のノズルは、噴孔と、燃料を該噴孔に対して該噴孔内に旋回流を形成させる方向に導く導入路と、を有するノズル本体と、
前記噴孔の開口端面に対向する対向面を備え、前記開口端面から該対向面までの間隔が広くなり、前記導入路を通らずに噴孔に流れ込む燃料の流れが主流となる第1位置と、前記開口端面から該対向面までの間隔が狭くなり、前記導入路から噴孔への燃料の流れが主流となる第2位置と、に移動される流路可変部材と、該流路可変部材により変更される流路部分よりも上流側の位置で、ノズル本体の内壁面との間で開弁と閉弁を選択的に行うニードル弁と、を備えることを特徴とする。
【0013】
このように、本発明の構成においては、第1位置と第2位置に移動される流路可変部材によって、流路が変更されるようにした。これにより、流路可変部材が第1位置にあれば、導入路を通らずに噴孔に流れ込む燃料の流れが主流となるため、噴孔から噴き出される燃料を高貫徹噴霧とすることができる。一方、流路可変部材が第2位置にあれば、導入路を通って噴孔に流れ込む燃料の流れが主流となるため、噴孔から噴き出される燃料を高拡散噴霧とすることができる。
【0014】
そして、流路可変部材により変更される流路部分よりも上流側の位置で、ニードル弁が開弁と閉弁を選択的に行うため、流路可変部材を所望の位置に位置決めした後に、ニードル弁により開弁すれば、噴射初期から好適に高貫徹あるいは高拡散噴霧を行うことができる。
【0015】
つまり、特に高貫徹噴霧を行う場合に、流路可変部材が噴孔の開口端面と対向面との間隔が狭い位置から第1位置へと移動する段階途中で既に燃料を噴射させた場合には、始めのうちは導入路を通る燃料が多くなり、初期の段階では高拡散噴霧となる。そうすると、噴孔付近で燃焼が始まってしまうため、流路可変部材が第1位置に移動したとしても、燃料が遠くまで飛ばされにくい状況となり、良好な高貫徹噴霧が困難となってしまう。これに対して、上記の通り、予め、流路可変部材を第1位置に移動させた後に、ニードル弁により開弁すれば、噴霧初期から良好に高貫徹噴霧を行うことが可能となる。
【0016】
また、流路可変部材のより具体的な構成としては以下のものが挙げられる。
【0017】
すなわち、流路可変部材は、該流路可変部材の軸方向の移動によって、前記開口端面との間隔が連続的に変化する単一の面により前記対向面が構成されることができる。例えば、流路可変部材の先端を円錐形状として、ノズル本体側の噴孔を有する部分をこの円錐形状に沿った形状とすることで、流路可変部材が軸方向に移動すれば、噴孔の開口端面と円錐形状部分の外壁面の部分との間隔を変化させることができる。つまり、この円錐形状部分の外壁面の一部を上記対向面とすることができる。
【0018】
また、前記流路可変部材は、前記開口端面との間隔が各々異なる複数の面を備え、該流路可変部材の軸方向の移動により前記開口端面に対向する面が切り換えられるようにすることも可能である。例えば、流路可変部材の先端を、径の異なる複数の円柱状の部材を軸方向にそれぞれ接合するように構成することで、流路可変部材が軸方向に移動すれば、噴孔の開口端面に対向する円柱状の部材が切り換えられ、噴孔の開口端面と円錐形状部分の外壁面の部分との間隔を変化させることができる。
【0019】
そして、前記流路可変部材は、前記第1位置及び第2位置のほか、前記噴孔及び導入路を塞ぐ第3位置にも移動されると好適である。このようにすれば、流路可変部材に弁機能を持たせることができる。従って、例えば、閉弁時には、ニードル弁よりも先に流路可変部材によって閉弁することで、デッドボリュームによる燃料の液だれ量を抑制できる。
【0020】
次に、本発明の燃料インジェクタは、噴孔と、燃料を該噴孔に対して該噴孔内に旋回流を形成させる方向に導く導入路と、を有するノズル本体と、
前記噴孔の開口端面に対向する対向面を備え、前記開口端面から該対向面までの間隔が変更可能に設けられる流路可変部材と、
該流路可変部材を、前記開口端面から前記対向面までの間隔を広くして、前記導入路を通らずに噴孔に流れ込む燃料の流れを主流とさせる第1位置と、前記開口端面から前記対向面までの間隔を狭くして、前記導入路から噴孔への燃料の流れを主流とさせる第2位置に移動させるアクチュエータと、
前記流路可変部材により変更される流路部分よりも上流側の位置で、ノズル本体の内壁面との間で開弁と閉弁を選択的に行うニードル弁と、を備えることを特徴とする。
【0021】
このように、本発明の構成においては、アクチュエータによって流路可変部材を、第1位置と第2位置に移動させることで、流路を変更するようにした。これにより、流路可変部材が第1位置にあれば、導入路を通らずに噴孔に流れ込む燃料の流れが主流となるため、噴孔から噴き出される燃料を高貫徹噴霧とすることができる。一方、流路可変部材が第2位置にあれば、導入路を通って噴孔に流れ込む燃料の流れが主流となるため、噴孔から噴き出される燃料を高拡散噴霧とすることができる。
【0022】
そして、流路可変部材により変更される流路部分よりも上流側の位置で、ニードル弁が開弁と閉弁を選択的に行うため、流路可変部材を所望の位置に位置決めした後に、ニードル弁により開弁すれば、噴射初期から好適に高貫徹あるいは高拡散噴霧を行うことができる。
【0023】
つまり、特に高貫徹噴霧を行う場合に、流路可変部材が噴孔の開口端面と対向面との間隔が狭い位置から第1位置へと移動する段階途中で既に燃料を噴射させた場合には、始めのうちは導入路を通る燃料が多くなり、初期の段階では高拡散噴霧となる。そうすると、噴孔付近で燃焼が始まってしまうため、流路可変部材が第1位置に移動したとしても、燃料が遠くまで飛ばされにくい状況となり、良好な高貫徹噴霧が困難となってしまう。これに対して、上記の通り、予め、流路可変部材を第1位置に移動させた後に、ニードル弁により開弁すれば、噴霧初期から良好に高貫徹噴霧を行うことが可能となる。
【0024】
そして、前記アクチュエータは、内燃機関の負荷が中高負荷の場合には前記流路可変部材を第1位置に移動させ、低負荷の場合には前記流路可変部材を第2位置に移動させると好適である。これにより、内燃機関の負荷が中高負荷の場合には、高貫徹噴霧を行わせることができ、内燃機関の負荷が低負荷の場合には、高拡散噴霧を行わせることができる。従って、有害物質を削減することができ、また、高貫徹噴霧により出力を十分に上げることができる。
【0025】
また、内燃機関の負荷が中高負荷の場合には、前記アクチュエータが前記流路可変部材を第1位置に移動させた後に、前記ニードル弁による開弁動作が行われると好適である。これにより、上述のように、噴霧初期から高貫徹噴霧を行わせることができる。
【0026】
前記ノズル本体には、前記流路可変部材が着座することで、前記噴孔及び導入路が塞がれる弁座が設けられており、前記アクチュエータは、前記流路可変部材を、該流路可変部材が前記弁座に着座する第3位置にも移動させるとよい。これにより、流路可変部材にも弁機能を持たせることができる。
【0027】
燃料噴射終了時には、前記アクチュエータが前記流路可変部材を第3位置に移動させ、その後に、前記ニードル弁による閉弁が行われるとよい。これにより、噴孔に近い流路可変部材によって先に閉弁するため、デッドボリュームによる燃料の液だれ量を抑制できる。
【0028】
前記流路可変部材は、該流路可変部材の軸方向の移動によって、前記開口端面との間隔が連続的に変化する単一の面により前記対向面が構成されることができる。例えば、流路可変部材の先端を円錐形状として、ノズル本体側の噴孔を有する部分をこの円錐形状に沿った形状とすることで、流路可変部材が軸方向に移動すれば、噴孔の開口端面と円錐形状部分の外壁面の部分との間隔を変化させることができる。つまり、この円錐形状部分の外壁面の一部を上記対向面とすることができる。
【0029】
また、前記流路可変部材は、前記開口端面との間隔が各々異なる複数の面を備え、該流路可変部材の軸方向の移動により前記開口端面に対向する面が切り換えられることも可能である。例えば、流路可変部材の先端を、径の異なる複数の円柱を軸方向にそれぞれ接合するように構成することで、流路可変部材が軸方向に移動すれば、噴孔の開口端面に対向する円柱が切り換えられ、噴孔の開口端面と円錐形状部分の外壁面の部分との間隔を変化させることができる。
【0030】
前記アクチュエータは、前記流路可変部材を前記ニードル弁の動作に連動させて駆動する油圧制御手段により構成されることができる。
【0031】
また、前記アクチュエータは、前記流路可変部材を前記ニードル弁の動作とは独立に駆動するソレノイドにより構成されることもできる。
【0032】
ここで、前記ソレノイドに備えられたコイルによる吸引力を受けて移動してくる前記流路可変部材を停止させるストッパと、
前記流路可変部材を前記コイルによる吸引方向とは反対方向に付勢する第1付勢手段と、
前記ストッパを前記コイルによる吸引方向とは反対方向に付勢する第2付勢手段と、
該第2付勢手段により付勢される前記ストッパの該付勢方向への移動を規制する規制部材と、を備え、
前記第1付勢手段による第1付勢力と前記第2付勢手段による第2付勢力は、前記コイルによる第1吸引力が作用した場合には、第1付勢力に抗して前記流路可変部材は移動するが、第2付勢力によって前記規制部材に規制された位置にある前記ストッパによって停止されて、該流路可変部材は前記第2位置で保持され、
かつ、前記コイルによる第1吸引力よりも大きな第2吸引力が作用した場合には、第1付勢力と第2付勢力の合力に抗して前記流路可変部材はストッパと共に前記第1位置まで移動する力関係を満たしているようにすると好適である。
【0033】
このように構成することで、流路可変部材の位置決め精度を高くすることができる。
【0034】
また、本発明の内燃機関にあっては、上記のいずれかにより構成される燃料インジェクタと、
機関負荷を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された機関負荷が判断基準値よりも高い場合には、前記流路可変部材を前記第1位置に移動させ、該判断基準値よりも低い場合には、前記流路可変部材を前記第2位置に移動させるように前記アクチュエータを駆動制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0035】
本発明の構成により、燃料インジェクタから噴射される燃料の噴霧形態を、機関負荷に適した噴霧とすることができるため、有害物質の削減に寄与し、また、熱効率の向上を図れる。
【0036】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0038】
(第1の実施の形態)
図1〜図7を参照して、本発明の第1の実施の形態に係るノズル、及びノズルを備えた燃料インジェクタ、及び、燃料インジェクタを備えた内燃機関について説明する。
【0039】
図1〜図3は本発明の第1の実施の形態に係るノズルの主要部を示す模式的断面図である。ここで、図1は高貫徹噴霧を行う場合における状態を示し、図2は高拡散噴霧を行う場合における状態を示す、図3は噴霧を行っていない場合における状態を示している。
【0040】
図4〜図6は本発明の第1の実施の形態に係るノズル本体に設けられた噴孔を示している。ここで、図4はノズルの上面から噴孔付近を見た図であり、図5は噴孔の軸線に沿って切断した断面図であり、図6は噴孔の上面側から見た図である。
【0041】
また、図7は本発明の第1の実施の形態に係る燃料インジェクタを備えた内燃機関のブロック図である。
【0042】
図1〜図3に示すように、本実施の形態に係るノズル10は、ノズル本体11と、ノズル本体11内に設けられるニードル弁12と、ニードル弁12と同軸上に配設された流路可変部材13とを備える。
【0043】
ノズル本体11には、燃料の噴射口となる噴孔11aと、燃料を噴孔11aに対して噴孔内に旋回流を形成させるための導入路11bと、ニードル弁12の弁座となる第1弁座11cと、流路可変部材13の弁座となる第2弁座11dが設けられている。
【0044】
ここで、噴孔11a及び導入路11bに関して、図4〜図6を参照して更に詳しく説明する。
【0045】
図4及び図5に示すように、噴孔11aの内部側の開口端に接続して導入路11bが設けられている。この導入路11bは、本実施の形態では切り欠きによって構成されている。そして、この導入路11bは図6に示すように、噴孔11aの孔軸に対して偏心する位置に燃料を送り込むように形成されている。
【0046】
従って、導入路11bを通って流れ込んできた燃料は、図5及び図6に示すように噴孔11a内で旋回流を形成する。これにより、噴孔11aから噴射される燃料は旋回されながら噴射されるため、広角に噴射されて高拡散噴霧となる。
【0047】
ニードル弁12は、ノズル本体11内に軸方向に往復動自在に設けられている。このニードル弁12は、略円筒形状の部材によって構成されており、その先端には先端側に向かうにつれて縮径するテーパが設けられている。そして、最先端には平面部12cが設けられ、この平面部12cとテーパとの境界となるエッジ部12aが、ノズル本体11に設けられた第1弁座11cに着座することによって閉弁するように構成されている。また、ニードル弁12には、軸心に沿って貫通孔12bが設けられている。
【0048】
そして、流路可変部材13は、ニードル弁12に設けられた貫通孔12bに挿通される軸部13aと、軸部13aの先端に設けられる円錐部13bとを備えている。円錐部13bの側面13cの一部はノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面に対向する位置に配設されるように設けられている。また、円錐部13bの底面13dは、ニードル弁12の平面部12cに突き当たるように構成されている。
【0049】
ここで、上述のニードル弁12と流路可変部材13は、図1〜3では不図示のアクチュエータによって、それぞれ軸方向に往復移動されるように構成されている。
【0050】
以上のように構成されるノズル10による燃料噴射動作について説明する。まず、特に図1を参照して高貫徹噴霧を行う場合を説明する。図1に示すように、高貫徹噴霧を行う場合には、ニードル弁12のエッジ部12aを、ノズル本体11に設けられた第1弁座11cから離して開弁させた状態とする。一方、流路可変部材13を、その円錐部13bの底面13dが、ニードル弁12の平面部12cに突き当たる位置まで移動させる。これにより、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面(流路可変部材13における円錐部13bの側面13cの一部)との間隔は広い状態となる(以下、この状態における流路可変部材13の位置を説明の便宜上、第1位置と称する。)。
【0051】
従って、ニードル弁12の開弁により流れてきた燃料は、導入路11bを通らずに噴孔11aに流れ込む流れが主流となるため、噴孔11a内では旋回流が形成されない。つまり、噴孔11aの孔軸に沿った流れが主流となるため、噴孔11aから噴射される燃料は孔軸方向に飛び出していく。これにより、高貫徹噴霧が可能となる。
【0052】
次に、特に図2を参照して高拡散噴霧を行う場合を説明する。図2に示すように、高拡散噴霧を行う場合には、ニードル弁12のエッジ部12aを、ノズル本体11に設けられた第1弁座11cから離して開弁させた状態とする。一方、流路可変部材13を、その円錐部13bの底面13dが、ニードル弁12の平面部12cとある程度の間隔を隔てた位置まで移動させる。これにより、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面(流路可変部材13における円錐部13bの側面13cの一部)との間隔は狭い状態となる(以下、この状態における流路可変部材13の位置を説明の便宜上、第2位置と称する。)。
【0053】
従って、ニードル弁12の開弁により流れてきた燃料は、導入路11bを通って噴孔11aに流れ込む流れが主流となるため、噴孔11a内では旋回流が形成される。これにより、既に図4〜図6を参照して説明した通り高拡散噴霧が可能となる。
【0054】
次に、特に図3を参照して噴射を停止する場合を説明する。図3に示すように、噴射を停止する場合には、ニードル弁12のエッジ部12aを、ノズル本体11に設けられた第1弁座11cに着座させて閉弁させた状態とする。また、流路可変部材13における円錐部13bの側面13cもノズル本体11に設けられた第2弁座11dに着座させて、噴孔11a及び導入路11bを塞ぎ閉弁させた状態とする(以下、この状態における流路可変部材13の位置を説明の便宜上、第3位置と称する。)。従って、燃料は噴孔11aから噴射されなくなる。
【0055】
ここで、ニードル弁12だけでなく、流路可変部材13にも開弁と閉弁を選択的に行う機能を持たせたのは、ニードル弁12のみで開弁と閉弁を選択的に行うと、流路可変部材13の周囲に比較的大きなデッドボリュームができるため、燃料噴射後にニードル弁12により閉弁しても、燃料ダレが多くなってしまう。そこで、流路可変部材13によって噴孔11a及び導入路11bの開口端面を直接塞ぐことによって、燃料噴射後の燃料ダレの低減を図ったものである。
【0056】
次に、以上のように構成されるノズルを備えた燃料インジェクタが内燃機関に搭載された場合のより具体的な動作について、図7のブロック図を参照して説明する。
【0057】
図7に示すように、内燃機関の機関負荷を検出する検出手段の主要構成部材であるセンサ50と、センサ50によって検出されたデータが入力されて、その入力データに基づいて命令信号を発信する制御手段としてのECU60と、ECU60からの命令信号に応じてニードル弁12及び流路可変部材13を駆動するアクチュエータ70とを設ける。
【0058】
センサ50は、内燃機関において要求される機関負荷が認識可能なデータを検出できるものであれば良い。すなわち、一般的に、要求される機関負荷を直接的あるいは間接的に検出するのは困難であるので、要求される機関負荷を推定可能なデータを検出できれば良い。一例として、アクセル開度を検出するものを挙げることができる。
【0059】
そして、ECU60は、センサ50から送られた入力データに基づいて、要求される機関負荷が中高負荷であるのか低負荷であるのかを判断する。具体的には、ECU60は入力データに基づいて得られた要求される機関負荷が、所定の判断基準値よりも高いか低いかを判断する。
【0060】
ここで、上述のようにセンサ50から送られる入力データは、通常、要求される機関負荷の値そのものではないため、入力データから要求される機関負荷を推定し、この推定された値を要求される機関負荷値とする。また、判断基準値は予め設定した固定値であっても良いし、環境条件等に応じて変動する値を用いても良い。
【0061】
そして、ECU60は、要求される機関負荷が中高負荷であると判断した場合には、高貫徹噴霧を行わせるべく、ニードル弁12及び流路可変部材13を図1に示す位置に移動させるようにアクチュエータ70に対して命令信号を発信する。
【0062】
ここで、高貫徹噴霧を行う場合には、図3に示す噴射停止状態から、まず、流路可変部材13を第1位置まで移動させて、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面との間隔を広くした後に、ニードル弁12を開弁するのが好適である。
【0063】
何故ならば、先にニードル弁12を開弁した後に、流路可変部材13を駆動すると、その初期段階では、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面との間隔は狭い状態である。従って、初期段階では、高拡散噴霧が行われることになる。そして、この段階で燃焼が始まると、噴孔11aの出口付近でのみ燃焼されることになる。このような状況下においては、その後、流路可変部材13が更に第1位置まで移動して、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面との間隔が広くなり、噴孔11aの孔軸に沿って燃料が飛び出したとしても、噴孔11aの出口付近で既に燃焼が始まっているため、燃料を遠くに飛ばすことが困難となる。
【0064】
これに対して、上記の通り、流路可変部材13を先に駆動して、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面との間隔を確保した後に、ニードル弁12を開弁すれば、初期の段階から高貫徹噴霧となり、燃料を遠くに飛ばすことが可能となる。
【0065】
このように、要求される機関負荷が中高負荷の場合には、高貫徹噴霧が行われるため、機関室内の空間を十分に利用でき、出力を十分に高めることができると共に、排気中の有害物質を増加させてしまうこともない。
【0066】
また、ECU60は、要求される機関負荷が低負荷であると判断した場合には、高拡散噴霧を行わせるべく、ニードル弁12及び流路可変部材13を図2に示す位置に移動させるようにアクチュエータ70に対して命令信号を発信する。
【0067】
ここで、高拡散噴霧を行う場合には、ニードル弁12と流路可変部材13の駆動順序は特に限定されず、いずれかを先に駆動させても良いし、同時に駆動させても良い。
【0068】
このように、要求される機関負荷が低負荷の場合には、高拡散噴霧が行われるため、燃料が燃焼室内に高分散して均一に分布し、燃焼室の多点で同時に着火させることができる。そして、この場合に、混合気の濃度を理論空燃比よりも薄くしておくことで、排気中のNOxやすすなどの有害物質を削減することができる。
【0069】
また、ECU60は、燃料噴射を停止させる場合には、ニードル弁12及び流路可変部材13を図3に示す位置に移動させるようにアクチュエータ70に対して命令信号を発信する。
【0070】
ここで、燃料噴射を停止する場合には、まず、流路可変部材13を第3位置まで移動させて閉弁させた後に、ニードル弁12を閉弁させるのが好適である。
【0071】
これは、上述のように、ニードル弁12により閉弁しても、デッドボリュームが大きいことから燃料ダレが多くなってしまうため、流路可変部材13によって噴孔11a及び導入路11bの開口端面を先に直接塞ぐことによって、燃料噴射後の燃料ダレの低減を図ることができるからである。
【0072】
以上のように、本実施の形態によれば、ノズル10から噴射される燃料の噴霧形態を高貫徹噴霧と高拡散噴霧に好適に切り換えることができる。そして、噴霧形態を機関負荷に応じて切り換えることで、排気中の有害物質の削減に寄与し、また、内燃機関の熱効率の向上に寄与することができる。
【0073】
(第2の実施の形態)
図8〜図11には、本発明の第2の実施の形態が示されている。本実施の形態では、ニードル弁12及び流路可変部材13を駆動するアクチュエータを具体化した実施の形態の一例を説明する。
【0074】
アクチュエータに命令信号を発信する制御手段(ECU)及びノズルについては、上記第1の実施の形態で説明した通りであるのでその説明は省略する。また、上記第1の実施の形態と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【0075】
図8〜図11は本発明の第2の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図である。ここで、図8は燃料噴射停止時の様子を示し、図9は高拡散噴霧時の様子を示し、図10は高貫徹噴霧を行う場合の準備段階の様子を示し、図11は高貫徹噴霧時の様子を示している。
【0076】
本実施の形態に係る燃料インジェクタ100は、ニードル弁12及び流路可変部材13を駆動するアクチュエータとして、油圧制御機構20を採用している。
【0077】
この油圧制御機構20は、主としてニードル弁12の駆動制御を行う第1制御室21と、主として流路可変部材13の駆動制御を行う第2制御室22と、不図示のポンプから噴孔11a側及び第1制御室21に向けて燃料を送り込む第1通路23と、第2制御室22に燃料を送り込む第2通路24と、第2通路24の上流側のリフト室25aに配設されたフロートバルブ25と、第1制御室21内に配設され、ニードル弁12を開弁方向に引っ張る第1スプリング26と、第2制御室22内に配設され、流路可変部材13を開弁方向に引っ張る第2スプリング27と、第1通路23と第1制御室21との間を連通する第1オリフィス28と、第2通路24の上流側のリフト室25aと第1制御室21との間を連通する第2オリフィス29とを備える。
【0078】
ここで、第1通路23には図中上方から不図示の燃料ポンプによって常に高圧の燃料が送られるようになっている。
【0079】
また、フロートバルブ25は不図示の駆動手段によって往復移動するように構成されており、2箇所で開弁と閉弁を選択的に行うことができるように構成されている。すなわち、フロートバルブ25は、リフト室25aを通過する燃料の流れ、あるいは第2オリフィス29を通る燃料の流れを選択的に遮断することができる。また、フロートバルブ25は、これらの2箇所を同時に開弁状態とすることもできる。
【0080】
このような構成により、燃料噴射を停止する場合には、図8に示すように、フロートバルブ25を図中上部に移動させて、リフト室25a内で閉弁し、リフト室25aを通過する燃料の流れを遮断する。
【0081】
この場合、第1通路23,第1制御室21,第2通路24及び第2制御室22は、第1オリフィス28及び第2オリフィス29を通じていずれも連通した状態となる。これにより、第1通路23から送られる高圧燃料によって、第1制御室21及び第2制御室22はいずれも高圧燃料が溜まることになる。従って、第1スプリング26による引っ張り力、及び第2スプリング27による引っ張り力に抗して、ニードル弁12及び流路可変部材13はいずれも図中下方に移動して、両者とも弁座(それぞれ第1弁座11c,第2弁座11d)に着座して閉弁する。
【0082】
次に、高拡散噴霧を行う場合には、フロートバルブ25を図8に示す位置から少し図中下方に移動させて、図9に示すように、上述した2箇所の開閉弁部分のいずれをも開弁状態とする。
【0083】
この場合、リフト室25aが開弁状態となることで、第1制御室21及び第2制御室22の圧力が抜けて、これらの室内は低圧状態となる。なお、第1通路23と第1制御室21は第1オリフィス28を通じて連通することになるが、第1オリフィス28によって流体の流れが絞られるため、第1通路23側は流体圧力が高く、第1制御室21側は流体圧力が低くなる。
【0084】
このように、第1制御室21及び第2制御室22内の流体圧力は低くなる。従って、第1スプリング26及び第2スプリング27によって、それぞれニードル弁12及び流路可変部材13は図中上方に移動する。
【0085】
この時、ニードル弁12の先端の平面部12cと流路可変部材13における円錐部13bの底面13dとの間は隙間が設けられた状態で、ニードル弁12及び流路可変部材13は移動する。これにより、この隙間にも高圧流体が流れ込むため、この隙間を有しつつ両者は開弁状態を維持する。従って、流路可変部材13が第2位置にある状態で、ニードル弁12により開弁された状態となるため、上記第1の実施の形態で説明した通り、高拡散噴霧を行うことができる。
【0086】
また、燃料噴射を停止する場合には、上記の通り、再び、フロートバルブ25を図中上部に移動させて、リフト室25a内を閉弁すれば良い。ここで、上記第1の実施の形態でも説明した通り、燃料ダレを抑制するために、流路可変部材13を先に閉弁させることが望ましい。流路可変部材13を先に閉弁させるためには、第1オリフィス28及び第2オリフィス29による絞り量や、第1スプリング26及び第2スプリング27による引っ張り力との関係で調整することで実現可能である。
【0087】
次に、高貫徹噴霧を行う場合には、フロートバルブ25を図8に示す位置から図中下方に移動させて、図10に示すように、リフト室25a内を開弁状態として、第2オリフィス29側を閉弁状態とする。
【0088】
この場合、リフト室25aが開弁状態となるものの第2オリフィス29側は閉弁されているため、第1制御室21の室内は高圧状態を維持する。一方、リフト室25aが開弁状態となることで、第2制御室22の圧力は抜けて、この第2制御室22の室内は低圧状態となる。
【0089】
従って、流路可変部材13のみが第2スプリング27によって図中上方に移動し、ニードル弁12は閉弁した状態を維持することになる。そして、流路可変部材13は、その円錐部13bの底面13dがニードル弁12の先端の平面部12cに突き当たる位置まで移動する(図10に示した状態)。
【0090】
その後、フロートバルブ25を図10に示す位置から少し図中上方に移動させて、図11に示すように、上述した2箇所の開閉弁部分のいずれをも開弁状態とする。そうすると、第1制御室21の圧力も抜けるため、この第1制御室21の室内も低圧状態となる。従って、第1スプリング26によってニードル弁12は図中上方に移動する。
【0091】
この時、ニードル弁12の先端の平面部12cと流路可変部材13における円錐部13bの底面13dとの間は隙間がない状態であることから、流体の圧力により、この隙間がない状態のまま、ニードル弁12に伴って流路可変部材13も移動する。
【0092】
ここで、流路可変部材13は2段階に分けて移動することになるが、図10に示す最初の段階で、流路可変部材13は、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面との間隔が広く、高貫徹噴霧が可能となる位置、すなわち第1位置まで移動している。そして、その後、流路可変部材13は上記の間隔を更に広くする位置まで移動することになり、この場合も流路可変部材13は高貫徹噴霧が可能な第1位置にあることには変わりはない。
【0093】
以上のように、流路可変部材13が第1位置にある状態で、ニードル弁12により開弁された状態となるため、上記第1の実施の形態で説明した通り、高貫徹噴霧を行うことができる。
【0094】
また、燃料噴射を停止する場合には、上記の通り、再び、フロートバルブ25を図中上部に移動させて、リフト室25a内を閉弁すれば良い。また、燃料ダレを抑制するための駆動に関しても既に説明した通りである。
【0095】
(第3の実施の形態)
図12〜図15には、本発明の第3の実施の形態が示されている。本実施の形態では、ニードル弁12及び流路可変部材13を駆動するアクチュエータを具体化した実施の形態の一例を説明する。
【0096】
アクチュエータに命令信号を発信する制御手段(ECU)及びノズルについては、上記第1の実施の形態で説明した通りであるのでその説明は省略する。また、上記第1の実施の形態と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【0097】
図12〜図15は本発明の第3の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図である。ここで、図12は燃料噴射停止時の様子を示し、図13は高拡散噴霧を行う場合の様子を示し、図14は高貫徹噴霧を行う場合の準備段階の様子を示し、図15は高貫徹噴霧時の様子を示している。
【0098】
本実施の形態に係る燃料インジェクタ200は、ニードル弁12及び流路可変部材13を駆動するアクチュエータとして、ソレノイド駆動機構(電磁駆動機構)30を採用している。
【0099】
本実施の形態では、流路可変部材13の軸部13aの端部(円錐部13bの反対側の端部)に磁性体で構成された平板部13eが設けられている。
【0100】
そして、ソレノイド駆動機構30は、この平板部13eにおける円錐部13bとは反対側の面に対向する位置に設けられる第1コイル31と、ニードル弁12における円錐部13bとは反対側の底面に対向する位置に設けられる第2コイル32と、平板部13eを第1コイル31から引き離す方向に付勢するスプリング33とを備えている。また、特に図示はしないが、ニードル弁12を第2コイル32から引き離す方向に力を及ぼす部材(例えば、上記平板部13eの場合と同様に、ニードル弁12を付勢するスプリング)も備えている。以下、説明の便宜上、この部材を部材Aと称する。
【0101】
このような構成により、燃料噴射を停止する場合には、第1コイル31及び第2コイル32のいずれに対しても通電を行わないようにする。これにより、図12に示すように、平板部13eにはスプリング33による付勢力が作用し、ニードル弁12には部材Aによる力が作用するため、ニードル弁12及び流路可変部材13はいずれも図中下方向に移動して、両者とも弁座(それぞれ第1弁座11c,第2弁座11d)に着座して閉弁する。
【0102】
次に、高拡散噴霧を行う場合には、まず、第2コイル32に対して通電を行う。これにより、ニードル弁12は第2コイル32による磁気吸引力によって吸引され、部材Aによる作用力に抗して図中上方に移動する(図13(A)に示した状態)。
【0103】
その後、第1コイル31に対しても通電を行う。これにより、平板部13eは第1コイル31による磁気吸引力によって吸引され、流路可変部材13もスプリング33による付勢力に抗して図中上方に移動する(図13(B)に示した状態)。この時、ニードル弁12の先端の平面部12cと流路可変部材13における円錐部13bの底面13dとの間の隙間に、高圧流体が流れ込むため、この隙間を有しつつ両者は開弁状態を維持する。ただし、本実施の形態の場合には、第1コイル31あるいは第2コイル32に対する通電量を制御することで、各々吸引力を制御できるため、ニードル弁12及び流路可変部材13の位置決めは、通電量によっても制御可能である。
【0104】
このようにして、流路可変部材13が第2位置にある状態で、ニードル弁12により開弁された状態となるため、上記第1の実施の形態で説明した通り、高拡散噴霧を行うことができる。
【0105】
なお、上記の説明においては、第2コイル32に通電後に第1コイル31に通電する場合を説明したが、両者に同時に通電して、ニードル弁12と流路可変部材13を同時に駆動させるようにしても良い。
【0106】
また、燃料噴射を停止する場合には、上記の通り、再び、第1コイル31及び第2コイル32への通電を停止すれば良い。ここで、上記第1の実施の形態でも説明した通り、燃料ダレを抑制するために、流路可変部材13を先に閉弁させることが望ましい。流路可変部材13を先に閉弁させるためには、第1コイル31への通電停止を先にすれば良いことは言うまでもない。
【0107】
次に、高貫徹噴霧を行う場合には、まず、第1コイル31に対して通電を行う。これにより、平板部13eは第1コイル31による磁気吸引力によって吸引され、流路可変部材13はスプリング33による付勢力に抗して図中上方に移動する。この時、流路可変部材13は、その円錐部13bの底面13dがニードル弁12の先端の平面部12cに突き当たる位置まで移動する(図14に示した状態)。
【0108】
その後、第2コイル32に対しても通電を行う。これにより、ニードル弁12は第2コイル32による磁気吸引力によって吸引され、部材Aによる作用力に抗して図中上方に移動する(図15に示した状態)。この時、ニードル弁12の先端の平面部12cと流路可変部材13における円錐部13bの底面13dとの間は隙間がない状態であることから、流体の圧力により、この隙間がない状態のまま、ニードル弁12に伴って流路可変部材13も移動する。
【0109】
ここで、流路可変部材13は2段階に分けて移動することになるが、図14に示す最初の段階で、流路可変部材13は、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面との間隔が広く、高貫徹噴霧が可能となる位置、すなわち第1位置まで移動している。そして、その後、流路可変部材13は上記の間隔を更に広くする位置まで移動することになり、この場合も流路可変部材13は高貫徹噴霧が可能な第1位置にあることには変わりはない。
【0110】
ただし、上述のように、本実施の形態の場合には、第1コイル31あるいは第2コイル32に対する通電量を制御することで、各々吸引力を制御できるため、ニードル弁12及び流路可変部材13の位置決めは、通電量によっても制御可能である。
【0111】
このように、流路可変部材13が第1位置にある状態で、ニードル弁12により開弁された状態となるため、上記第1の実施の形態で説明した通り、高貫徹噴霧を行うことができる。
【0112】
また、燃料噴射を停止する場合には、上記の通り、再び、第1コイル31及び第2コイル32への通電を停止すれば良い。また、燃料ダレを抑制するための駆動に関しても既に説明した通りである。
【0113】
(第4の実施の形態)
図16〜図19には、本発明の第4の実施の形態が示されている。本実施の形態では、ニードル弁12及び流路可変部材13を駆動するアクチュエータを具体化した実施の形態の一例を説明する。
【0114】
アクチュエータに命令信号を発信する制御手段(ECU)及びノズルについては、上記第1の実施の形態で説明した通りであるのでその説明は省略する。また、上記第1の実施の形態と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【0115】
図16〜図19は本発明の第4の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図である。ここで、図16は燃料噴射停止時の様子を示し、図17は高拡散噴霧を行う場合の様子を示し、図18は高貫徹噴霧を行う場合の準備段階の様子を示し、図19は高貫徹噴霧時の様子を示している。
【0116】
本実施の形態に係る燃料インジェクタ300は、ニードル弁12及び流路可変部材13を駆動するアクチュエータとして、上記第3の実施の形態と同様に、ソレノイド駆動機構(電磁駆動機構)40を採用している。基本的な機構は上記第3の実施の形態と同様であるが、本実施の形態では、ニードル弁12及び流路可変部材13の位置決め精度を第3の実施の形態の場合と比較して、向上させるべく改良した構成となっている。
【0117】
本実施の形態では、流路可変部材13の軸部13aの端部(円錐部13bの反対側の端部)に磁性体で構成された平板部13fが設けられている。また、この平板部13fには、円錐部13bの反対側に向かって突出した凸部13gが設けられている。
【0118】
そして、ソレノイド駆動機構40は、上記平板部13fにおける円錐部13bとは反対側の面に対向する位置に設けられる第1コイル41と、ニードル弁12における円錐部13bとは反対側の底面に対向する位置に設けられる第2コイル42と、流路可変部材13の位置決めを行うストッパ43と、平板部13fを第1コイル41から引き離す方向(第1コイル41による吸引方向と反対方向)に付勢する第1付勢手段としての第1スプリング44と、ストッパ43を円錐部13b側(第1コイル41による吸引方向と反対方向)に付勢する第2付勢手段としての第2スプリング45と、ストッパ43の円錐部13b側への移動を所定の位置で規制する規制部46とを備えている。
【0119】
ここで、第2スプリング45による付勢力は第1スプリング44による付勢力よりも大きくなるように設定されている。
【0120】
また、特に図示はしないが、ニードル弁12を第2コイル42から引き離す方向に力を及ぼす部材(例えば、上記平板部13fの場合と同様に、ニードル弁12を付勢するスプリング)も備えている。以下、説明の便宜上、この部材を部材Bと称する。
【0121】
このような構成により、燃料噴射を停止する場合には、第1コイル41及び第2コイル42のいずれに対しても通電を行わないようにする。これにより、図16に示すように、平板部13fには第1スプリング44による付勢力が作用し、ニードル弁12には部材Bによる力が作用するため、ニードル弁12及び流路可変部材13はいずれも図中下方向に移動して、両者とも弁座(それぞれ第1弁座11c,第2弁座11d)に着座して閉弁する。
【0122】
次に、高拡散噴霧を行う場合には、まず、第1コイル41に対して通電量Aにて通電を行う。これにより平板部13fは第1コイル41による磁気吸引力によって吸引され、流路可変部材13は第1スプリング44による付勢力に抗して図中上方に移動する。
【0123】
そして、流路可変部材13に設けられた凸部13gがストッパ43に突き当たる。これにより、凸部13gはストッパ43に対して押圧力を発生することになるが、第1コイル41に流す通電量が通電量Aの場合には、この押圧力が第1スプリング44の付勢力(第1付勢力)と第2スプリング45の付勢力(第2付勢力)の合力に抗するまでの磁気吸引力(第1吸引力)は発生していない。従って、ストッパ43は規制部46によって規制された位置を保持したままである。このようにして、流路可変部材13は第2位置に精度良く位置決めされる(図17(A)に示す状態)。
【0124】
その後、第2コイル42に対しても通電を行う。これにより、ニードル弁12は第2コイル42による磁気吸引力によって吸引され、部材Bによる作用力に抗して図中上方に移動する(図17(B)に示した状態)。このようにして、流路可変部材13が第2位置にある状態で、ニードル弁12により開弁された状態となるため、上記第1の実施の形態で説明した通り、高拡散噴霧を行うことができる。
【0125】
なお、上記の説明においては、第1コイル41に通電後に第2コイル42に通電する場合を説明したが、両者に同時に通電して、ニードル弁12と流路可変部材13を同時に駆動させるようにしても良い。
【0126】
また、燃料噴射を停止する場合には、上記の通り、再び、第1コイル41及び第2コイル42への通電を停止すれば良い。ここで、上記第1の実施の形態でも説明した通り、燃料ダレを抑制するために、流路可変部材13を先に閉弁させることが望ましい。流路可変部材13を先に閉弁させるためには、第1コイル41への通電停止を先にすれば良いことは言うまでもない。
【0127】
次に、高貫徹噴霧を行う場合には、まず、第1コイル41に対して通電量Bにて通電を行う。これにより、平板部13fは第1コイル41による磁気吸引力によって吸引され、流路可変部材13は第1スプリング44による付勢力に抗して図中上方に移動する。
【0128】
そして、流路可変部材13に設けられた凸部13gがストッパ43に突き当たる。これにより、凸部13gはストッパ43に対して押圧力を発生することになり、第1コイル41に流す通電量が通電量Bの場合には、この押圧力が第1スプリング44の付勢力(第1付勢力)と第2スプリング45の付勢力(第2付勢力)の合力に抗する磁気吸引力(第2吸引力)を発生する。従って、ストッパ43は凸部13gによって押されて図中上方へ移動する。そして、流路可変部材13は、その平板部13fが第1コイル41に突き当たる位置(第1位置)まで移動する(図18に示す状態)。
【0129】
その後、第2コイル42に対しても通電を行う。これにより、ニードル弁12は第2コイル42による磁気吸引力によって吸引され、部材Bによる作用力に抗して図中上方に移動する(図19に示した状態)。
【0130】
このように、流路可変部材13が第1位置にある状態で、ニードル弁12により開弁された状態となるため、上記第1の実施の形態で説明した通り、高貫徹噴霧を行うことができる。
【0131】
また、燃料噴射を停止する場合には、上記の通り、再び、第1コイル41及び第2コイル42への通電を停止すれば良い。また、燃料ダレを抑制するための駆動に関しても既に説明した通りである。
【0132】
以上のように、本実施の形態においては、特に高拡散噴霧を行う場合において、流路可変部材13の第2位置での位置決め精度を高くすることができる。
【0133】
ここで、上記第3の実施の形態の場合に比べて、本実施の形態の場合の方が流路可変部材13を第2位置でより精度良く位置決め可能である理由について更に詳しく説明する。
【0134】
上記第3の実施の形態の場合には、流路可変部材13を第2位置で位置決めする場合、流路可変部材13の位置は、第1コイル31への通電量に基づく第1コイル31による磁気吸引力と、スプリング33の付勢力と、油圧とのバランス(合力)によって決まる。
【0135】
そして、これらの力の一つでも変化すれば流路可変部材13の位置は変化することになる。従って、流路可変部材13を精度良く位置決めするのは困難である。ただし、第2位置とは、高拡散噴霧が行われる流路可変部材13の位置を意味するものであり、第2位置には、ある程度の幅がある。従って、流路可変部材13を第2位置にするのが困難という意味ではなく、第2位置であっても、その中で特定の位置に精度良く位置決めするのが困難という意味である。
【0136】
これに対して、本実施の形態においては、流路可変部材13を第2位置で位置決めする場合、上記の通り、ストッパ43が規制部46によって規制された位置にある状態で、流路可変部材13に設けられた凸部13gがストッパ43に突き当たる状態とすればよい。
【0137】
そして、第1コイル41による磁気吸引力によって流路可変部材13が第1スプリング44の付勢力に抗して移動しても、この磁気吸引力が、第1スプリング44の付勢力と第2スプリング45の付勢力との合力よりも弱い限り、ストッパ43は規制部46によって規制された位置から移動することはない。
【0138】
このように、本実施の形態においても、各種力によるバランスによって流路可変部材13は位置決めされることになるが、第1コイル41による磁気吸引力が、第1スプリング44の付勢力よりも大きく、第1スプリング44の付勢力と第2スプリング45の付勢力との合力よりも弱い範囲では、流路可変部材13はストッパ43によって定まった位置に位置決めされることになる。
【0139】
従って、本実施の形態では、流路可変部材13を第2位置(第2位置の中でも特定の位置)に、精度良く位置決めすることが可能となる。
【0140】
(第5の実施の形態)
図20及び図21には、本発明の第5の実施の形態が示されている。本実施の形態では、ノズルの構成の変形例を説明する。なお、ニードル弁及び流路可変部材を駆動するアクチュエータについては、適宜の構成を利用でき、例えば、上記第2〜4の実施の形態で説明した構成を利用可能である。従って、本実施の形態ではアクチュエータの説明は省略する。また、アクチュエータに命令信号を発信する制御手段(ECU)についても上記第1の実施の形態で説明した通りであるので、その説明は省略する。
【0141】
図20及び図21は本発明の第5の実施の形態に係るノズルの模式的断面図である。ここで、図20は燃料噴射停止時の様子を示し、図21(A)は高拡散噴霧を行う場合の様子を示し、図21(B)は高貫徹噴霧を行う場合の様子を示している。
【0142】
上記第1〜第4の実施の形態においては、流路可変部材13を軸方向に移動させることによって、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面と、これに対向する対向面を構成する流路可変部材13における円錐部13bの側面13cとの間隔を変えることによって流路を変えていた。
【0143】
つまり、ノズル本体11の噴孔11a及び導入路11bの開口端面に対向する対向面は、流路可変部材13の軸方向移動によって該開口端面との間隔が連続的に変化する単一の面である円錐部13bの側面13c(の一部)によって構成していた。
【0144】
これに対して、本実施の形態では、流路可変部材に前記開口端面との間隔が異なる複数の面を設けて、開口端面に対向する対向面を切り換える構成とした。
【0145】
図示のように、本実施の形態に係るノズル10aは、ノズル本体15と、ノズル本体15内に設けられるニードル弁16と、ニードル弁16と同軸上に配設された流路可変部材17とを備える。
【0146】
ノズル本体15には、燃料の噴射口となる噴孔15aと、燃料を噴孔15aに対して噴孔内に旋回流を形成させるための導入路15bと、ニードル弁16の弁座15cと、流路可変部材17が挿通される貫通孔15dが設けられている。
【0147】
ここで、噴孔15a及び導入路15bに関しては、上記第1の実施の形態において、図4〜図6を参照して説明したものと同一であるので、その説明は省略する。
【0148】
ニードル弁16は、ノズル本体15内に軸方向に往復動自在に設けられている。このニードル弁16は、略円筒形状の部材によって構成されており、その先端には先端側に向かうにつれて縮径するテーパが設けられている。そして、このテーパのテーパ角度が途中で異なるようにして、エッジ部16aを設けている。このエッジ部16aが、ノズル本体15に設けられた弁座15cに着座することによって閉弁するように構成されている。また、ニードル弁16には、軸心に沿って貫通孔16bが設けられている。
【0149】
そして、流路可変部材17は、ニードル弁16に設けられた貫通孔16bに挿通される小径の第1軸部17aと、この第1軸部17aの先端側に同軸上に設けられて、第1軸部17aの径よりも大きな径を有する第2軸部17bと、この第2軸部17bの先端側に同軸上に設けられて、第2軸部17bの径よりも更に大きな径を有する第3軸部17cとを備える。
【0150】
この流路可変部材17は、第1軸部17aがニードル弁16に設けられた貫通孔16bに対して摺動し、かつ第3軸部17cがノズル本体15に設けられた貫通孔15dに対して摺動しながら往復移動するように構成されている。
【0151】
このように、流路可変部材17は、ノズル本体15において、その内壁面に噴孔15aの開口部が設けられた貫通孔15dに内接する第3軸部17cを有した部材であり、いわゆるスプール弁におけるスプールに類似する部材である。ただし、本実施の形態における流路可変部材17は開弁と閉弁を選択的に行う機能は備えていない。
【0152】
ここで、上述のニードル弁16と流路可変部材17は、図20及び図21では不図示のアクチュエータによって、それぞれ軸方向に往復移動されるように構成されている。
【0153】
以上のように構成されるノズル10aによる燃料噴射動作について説明する。まず、高拡散噴霧を行う場合には、図21(A)に示すように、流路可変部材17における第2軸部17bが、ノズル本体15の噴孔15a及び導入路15bの開口端面と対向する位置まで流路可変部材17を移動させる。これにより、ノズル本体15の噴孔15a及び導入路15bの開口端面と、これに対向する対向面(第2軸部17bの外壁面の一部)との間隔は狭い状態となる。
【0154】
そして、この状態でニードル弁16を移動させて開弁させると、ニードル弁16の開弁部から流れてきた燃料は導入路15bを通って噴孔15aに流れ込む流れが主流となるため、噴孔15a内では旋回流が形成されて上記第1の実施の形態で説明したように高拡散噴霧が行われる。
【0155】
なお、高拡散噴霧を行う場合には、ニードル弁16と流路可変部材17の駆動の順序は特に限定されず、いずれかを先に駆動するようにしても良いし、両者を同時に駆動するようにしても良い。
【0156】
これに対して、高貫徹噴霧を行う場合には、図21(B)に示すように、流路可変部材17における第1軸部17aが、ノズル本体15の噴孔15a及び導入路15bの開口端面と対向する位置まで流路可変部材17を移動させる。これにより、ノズル本体15の噴孔15a及び導入路15bの開口端面と、これに対向する対向面(第1軸部17aの外壁面の一部)との間隔は広い状態となる。
【0157】
そして、この状態でニードル弁16を移動させて開弁させると、ニードル弁16の開弁部から流れてきた燃料は導入路15bを通らずに噴孔15aに流れ込む流れが主流となるため、噴孔15a内では旋回流が形成されず、上記第1の実施の形態で説明したように高貫徹噴霧が行われる。
【0158】
なお、高貫徹噴霧を行う場合には、上記第1の実施の形態でも説明したように、流路可変部材17を駆動した後に、ニードル弁16を駆動するほうが良い。
【0159】
また、燃料噴射を停止する場合には、高拡散噴霧及び高貫徹噴霧のいずれの場合でも、ニードル弁16を図中下方に下げて、ニードル弁16のエッジ部16aをノズル本体15に設けられた弁座15cに着座させて閉弁させれば良い(図20に示す状態)。
【0160】
ここで、本実施の形態においては、流路可変部材17には弁機能を持たせない場合の構成を説明したが、流路可変部材17に弁機能を持たせるようにしても好適である。例えば、上述の第3軸部17cによって、ノズル本体15の噴孔15a及び導入路15bの開口端面を塞ぐようにすれば、流路可変部材17にも弁機能を持たせることが可能である。なお、この場合、流路可変部材17はスプール弁におけるスプールということができ、ノズルはニードル弁とスプール弁の両者の機能を備えたバルブということができる。
【0161】
このように、流路可変部材17にも弁機能を持たせれば、上記第1の実施の形態でも説明したように、燃料噴射停止時には、流路可変部材17によって先に閉弁することで、燃料噴射後の燃料ダレを抑制することが可能となる。
【0162】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の機関負荷に応じて、好適に高貫徹噴霧あるいは高拡散噴霧に切り換えることができる。これにより、熱効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るノズルの主要部を示す模式的断面図である(高貫徹噴霧を行う場合)。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るノズルの主要部を示す模式的断面図である(高拡散噴霧を行う場合)。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るノズルの主要部を示す模式的断面図である(噴霧を行っていない場合)。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係るノズル本体に設けられた噴孔を示す図(ノズルの上面から噴孔付近を見た図)である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係るノズル本体に設けられた噴孔を示す図(噴孔の軸線に沿って切断した断面図)である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係るノズル本体に設けられた噴孔を示す図(噴孔の上面側から見た図)である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る燃料インジェクタを備えた内燃機関のブロック図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(燃料噴射停止時の様子)である。
【図9】本発明の第2の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高拡散噴霧時の様子)である。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高貫徹噴霧を行う場合の準備段階の様子)である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高貫徹噴霧時の様子)である。
【図12】本発明の第3の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(燃料噴射停止時の様子)である。
【図13】本発明の第3の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高拡散噴霧を行う場合の様子)である。
【図14】本発明の第3の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高貫徹噴霧を行う場合の準備段階の様子)である。
【図15】本発明の第3の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高貫徹噴霧時の様子)である。
【図16】本発明の第4の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(燃料噴射停止時の様子)である。
【図17】本発明の第4の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高拡散噴霧を行う場合の様子)である。
【図18】本発明の第4の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高貫徹噴霧を行う場合の準備段階の様子)である。
【図19】本発明の第4の実施の形態に係る燃料インジェクタの主要構成部を示す模式的断面図(高貫徹噴霧時の様子)である。
【図20】本発明の第5の実施の形態に係るノズルの模式的断面図(燃料噴射停止時の様子)である。
【図21】本発明の第5の実施の形態に係るノズルの模式的断面図((A)は高拡散噴霧を行う場合の様子,(B)は高貫徹噴霧を行う場合の様子)である。
【符号の説明】
10 ノズル
10a ノズル
11 ノズル本体
11a 噴孔
11b 導入路
11c 第1弁座
11d 第2弁座
12 ニードル弁
12a エッジ部
12b 貫通孔
12c 平面部
13 流路可変部材
13a 軸部
13b 円錐部
13c 側面
13d 底面
13e 平板部
13f 平板部
13g 凸部
15 ノズル本体
15a 噴孔
15b 導入路
15c 弁座
15d 貫通孔
16 ニードル弁
16a エッジ部
16b 貫通孔
17 流路可変部材
17a 第1軸部
17b 第2軸部
17c 第3軸部
20 油圧制御機構
21 第1制御室
22 第2制御室
23 第1通路
24 第2通路
25 フロートバルブ
25a リフト室
26 第1スプリング
27 第2スプリング
28 第1オリフィス
29 第2オリフィス
30 ソレノイド駆動機構
31 第1コイル
32 第2コイル
33 スプリング
40 ソレノイド駆動機構
41 第1コイル
42 第2コイル
43 ストッパ
44 第1スプリング
45 第2スプリング
46 規制部
50 センサ
70 アクチュエータ
100 燃料インジェクタ
200 燃料インジェクタ
300 燃料インジェクタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nozzle, a fuel injector, and an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In particular, in a diesel engine, the spray form of the fuel injected from the nozzle of the fuel injector is preferably a high penetration spray when the engine load of the internal combustion engine is medium or high from the viewpoint of reducing harmful substances in the exhaust. High diffusion spray is desirable when the engine load is low. The high penetrating spray is an injection form in which the angle of injection is narrow and the penetrating force is high, and the high diffusion spray is an injection form in which the angle of injection is wide and the fuel is dispersed and the penetrating force is low.
[0003]
As a technique for switching the fuel injection mode between high penetration spray and high diffusion spray according to the engine load of the internal combustion engine, for example, a narrow-angle spray nozzle (a nozzle) and a wide-angle spray nozzle (a nozzle) are used. There is a technique of switching the nozzle holes separately provided (see Patent Document 1).
[0004]
When such a technique is adopted, there remains a problem that fuel accumulates in unused nozzle holes and sometimes becomes clogged. Other related techniques include Patent Documents 2 and 3.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-337226 A
[Patent Document 2]
JP 2000-145586 A
[Patent Document 3]
JP-A-8-4625
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, high penetration spray is desirable when the engine load of the internal combustion engine is medium and high, and high diffusion spray is desirable when the engine load of the internal combustion engine is low. However, there was still room for improvement.
[0007]
An object of the present invention is to provide a nozzle and a fuel injector that can be suitably switched to a high penetration spray or a high diffusion spray according to the engine load of the internal combustion engine, and an internal combustion engine with improved thermal efficiency.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
[0009]
The present invention provides an introduction path for generating a swirling flow in the nozzle hole, and in the case of high diffusion spray, the flow from the inlet path to the nozzle hole is the main flow, and in the case of high penetration spray, the introduction is performed. The flow that flows into the nozzle hole without passing through the road was made the mainstream. This made it possible to switch between high diffusion spray and high penetration spray.
[0010]
And in this invention, in order to implement | achieve said switching operation | movement, the flow path which makes the flow which flows into an injection hole through the introduction path which generate | occur | produces a swirl flow in an injection hole main flow, and without passing through an introduction path A configuration is adopted in which a flow path variable means that can be changed to a flow path that mainly uses the flow flowing into the nozzle hole is provided.
[0011]
Further, regarding the specific configuration, a configuration in the case of a nozzle, a configuration in the case of a fuel injector, and a configuration in the case of an internal combustion engine will be described.
[0012]
First, a nozzle according to the present invention includes a nozzle body having an injection hole and an introduction path that guides fuel in a direction of forming a swirling flow in the injection hole with respect to the injection hole.
A first position having a facing surface facing the opening end surface of the nozzle hole, wherein a distance from the opening end surface to the facing surface is widened, and a flow of fuel flowing into the nozzle hole without passing through the introduction path is a main stream; A flow path variable member that is moved to a second position where a distance from the opening end surface to the facing surface is narrowed and a flow of fuel from the introduction path to the nozzle hole becomes a main flow, and the flow path variable member And a needle valve that selectively opens and closes the inner wall surface of the nozzle body at a position upstream of the flow path portion changed by the above.
[0013]
Thus, in the configuration of the present invention, the flow path is changed by the flow path variable member moved to the first position and the second position. Thereby, if the flow path variable member is in the first position, the flow of the fuel flowing into the nozzle hole without passing through the introduction path becomes the main flow, so that the fuel ejected from the nozzle hole can be made into a high penetration spray. . On the other hand, if the flow path variable member is in the second position, the flow of the fuel flowing into the nozzle hole through the introduction path becomes the main flow, so that the fuel sprayed from the nozzle hole can be made a high diffusion spray.
[0014]
Since the needle valve selectively opens and closes at a position upstream from the flow path portion changed by the flow path variable member, the needle valve is positioned at a desired position, so that the needle If the valve is opened, high penetration or high diffusion spray can be suitably performed from the beginning of injection.
[0015]
In other words, particularly when performing high penetration spray, if the flow path variable member has already injected fuel during the stage of moving from the position where the gap between the opening end face of the injection hole and the facing surface is narrow to the first position, In the beginning, the amount of fuel passing through the introduction path increases, and in the initial stage, the spray becomes highly diffuse. Then, since combustion starts near the nozzle hole, even if the flow path variable member moves to the first position, it becomes difficult for the fuel to be blown far away, and good high-throughput spraying becomes difficult. On the other hand, as described above, if the flow path variable member is moved to the first position in advance and then opened by the needle valve, the highly penetrating spray can be satisfactorily performed from the beginning of spraying.
[0016]
Moreover, the following are mentioned as a more concrete structure of a flow-path variable member.
[0017]
That is, in the flow path variable member, the opposed surface can be constituted by a single surface whose distance from the opening end surface is continuously changed by movement of the flow path variable member in the axial direction. For example, if the flow path variable member moves in the axial direction by making the tip of the flow path variable member a conical shape and the portion having the nozzle hole on the nozzle body side along the conical shape, The distance between the opening end face and the outer wall surface of the conical portion can be changed. That is, a part of the outer wall surface of the conical portion can be the above-described facing surface.
[0018]
The flow path variable member may include a plurality of surfaces each having a different interval from the opening end surface, and the surface facing the opening end surface may be switched by the axial movement of the flow path variable member. Is possible. For example, when the flow path variable member moves in the axial direction by configuring the tip of the flow path variable member to join a plurality of cylindrical members having different diameters in the axial direction, the opening end face of the nozzle hole The columnar member that faces is switched, and the interval between the opening end surface of the nozzle hole and the outer wall surface portion of the conical portion can be changed.
[0019]
In addition to the first position and the second position, the flow path variable member is preferably moved to a third position that closes the nozzle hole and the introduction path. In this way, the flow path variable member can have a valve function. Therefore, for example, when the valve is closed, the amount of fuel dripping due to the dead volume can be suppressed by closing the valve with the flow path variable member before the needle valve.
[0020]
Next, a fuel injector according to the present invention includes a nozzle body having an injection hole and an introduction path that guides fuel in a direction to form a swirling flow in the injection hole with respect to the injection hole.
A flow path variable member that includes a facing surface that faces the opening end surface of the nozzle hole, and is provided so that a distance from the opening end surface to the facing surface can be changed;
The flow path variable member is widened from the opening end surface to the facing surface, and a first position where the flow of fuel flowing into the nozzle hole without passing through the introduction path is mainstream, and from the opening end surface to the An actuator that moves the fuel flow from the introduction path to the nozzle hole to a second position that narrows the distance to the facing surface and makes it the mainstream;
A needle valve that selectively opens and closes an inner wall surface of a nozzle body at a position upstream of a flow path portion changed by the flow path variable member. .
[0021]
As described above, in the configuration of the present invention, the flow path is changed by moving the flow path variable member to the first position and the second position by the actuator. Thereby, if the flow path variable member is in the first position, the flow of the fuel flowing into the nozzle hole without passing through the introduction path becomes the main flow, so that the fuel ejected from the nozzle hole can be made into a high penetration spray. . On the other hand, if the flow path variable member is in the second position, the flow of the fuel flowing into the nozzle hole through the introduction path becomes the main flow, so that the fuel sprayed from the nozzle hole can be made a high diffusion spray.
[0022]
Since the needle valve selectively opens and closes at a position upstream from the flow path portion changed by the flow path variable member, the needle valve is positioned at a desired position, so that the needle If the valve is opened, high penetration or high diffusion spray can be suitably performed from the beginning of injection.
[0023]
In other words, particularly when performing high penetration spray, if the flow path variable member has already injected fuel during the stage of moving from the position where the gap between the opening end face of the injection hole and the facing surface is narrow to the first position, In the beginning, the amount of fuel passing through the introduction path increases, and in the initial stage, the spray becomes highly diffuse. Then, since combustion starts near the nozzle hole, even if the flow path variable member moves to the first position, it becomes difficult for the fuel to be blown far away, and good high-throughput spraying becomes difficult. On the other hand, as described above, if the flow path variable member is moved to the first position in advance and then opened by the needle valve, the highly penetrating spray can be satisfactorily performed from the beginning of spraying.
[0024]
Preferably, the actuator moves the flow path variable member to the first position when the load of the internal combustion engine is medium to high load, and moves the flow path variable member to the second position when the load is low. It is. As a result, when the load on the internal combustion engine is medium or high, high penetration spray can be performed, and when the load on the internal combustion engine is low, high diffusion spray can be performed. Therefore, harmful substances can be reduced and the output can be sufficiently increased by high penetration spray.
[0025]
Further, when the load of the internal combustion engine is a medium to high load, it is preferable that the valve opening operation by the needle valve is performed after the actuator moves the flow path variable member to the first position. Thereby, as mentioned above, highly penetrating spray can be performed from the initial stage of spraying.
[0026]
The nozzle body is provided with a valve seat that closes the nozzle hole and the introduction path when the flow path variable member is seated, and the actuator is configured to change the flow path variable member. The member may be moved to a third position where the member is seated on the valve seat. As a result, the flow path variable member can also have a valve function.
[0027]
At the end of fuel injection, the actuator may move the flow path variable member to the third position, and then the needle valve may be closed. Thereby, since the valve is closed first by the flow path variable member close to the nozzle hole, the amount of fuel dripping due to the dead volume can be suppressed.
[0028]
In the flow path variable member, the opposed surface can be constituted by a single surface whose distance from the opening end surface is continuously changed by movement of the flow path variable member in the axial direction. For example, if the flow path variable member moves in the axial direction by making the tip of the flow path variable member a conical shape and the portion having the nozzle hole on the nozzle body side along the conical shape, The distance between the opening end face and the outer wall surface of the conical portion can be changed. That is, a part of the outer wall surface of the conical portion can be the above-described facing surface.
[0029]
The flow path variable member may include a plurality of surfaces each having a different interval from the opening end surface, and the surface facing the opening end surface may be switched by the axial movement of the flow path variable member. . For example, if the flow path variable member moves in the axial direction by configuring the tip of the flow path variable member so that a plurality of cylinders having different diameters are joined in the axial direction, the front end of the flow path variable member faces the opening end surface of the nozzle hole. The cylinder is switched, and the distance between the opening end surface of the nozzle hole and the outer wall surface portion of the conical portion can be changed.
[0030]
The actuator may be configured by hydraulic control means that drives the flow path variable member in conjunction with the operation of the needle valve.
[0031]
Further, the actuator may be constituted by a solenoid that drives the flow path variable member independently of the operation of the needle valve.
[0032]
Here, a stopper for stopping the flow path variable member that moves by receiving the suction force of the coil provided in the solenoid;
First biasing means for biasing the flow path variable member in a direction opposite to the suction direction by the coil;
Second urging means for urging the stopper in a direction opposite to the suction direction by the coil;
A restricting member for restricting movement of the stopper urged by the second urging means in the urging direction,
The first urging force by the first urging means and the second urging force by the second urging means are configured to resist the first urging force when the first suction force by the coil is applied. The variable member moves, but is stopped by the stopper at a position restricted by the restricting member by the second urging force, and the flow path variable member is held at the second position,
In addition, when a second suction force larger than the first suction force by the coil is applied, the flow path variable member and the stopper together with the first biasing force against the resultant force of the first biasing force and the second biasing force are in the first position. It is preferable to satisfy the force relationship of moving up to.
[0033]
By comprising in this way, the positioning accuracy of a flow-path variable member can be made high.
[0034]
Further, in the internal combustion engine of the present invention, a fuel injector constituted by any of the above,
Detection means for detecting engine load;
When the engine load detected by the detection means is higher than the determination reference value, the flow path variable member is moved to the first position, and when the engine load is lower than the determination reference value, the flow path variable member. Control means for drivingly controlling the actuator so as to move the actuator to the second position.
[0035]
With the configuration of the present invention, the spray form of the fuel injected from the fuel injector can be spray suitable for the engine load, which contributes to the reduction of harmful substances and can improve the thermal efficiency.
[0036]
In addition, said each structure can be employ | adopted combining as much as possible.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
[0038]
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-7, the nozzle which concerns on the 1st Embodiment of this invention, the fuel injector provided with the nozzle, and the internal combustion engine provided with the fuel injector are demonstrated.
[0039]
1 to 3 are schematic cross-sectional views showing the main part of the nozzle according to the first embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 shows a state in the case of performing high penetration spray, FIG. 2 shows a state in the case of performing high diffusion spray, and FIG. 3 shows a state in the case of not performing spraying.
[0040]
4 to 6 show the nozzle holes provided in the nozzle body according to the first embodiment of the present invention. Here, FIG. 4 is a view of the vicinity of the nozzle hole from the upper surface of the nozzle, FIG. 5 is a cross-sectional view cut along the axis of the nozzle hole, and FIG. is there.
[0041]
FIG. 7 is a block diagram of the internal combustion engine provided with the fuel injector according to the first embodiment of the present invention.
[0042]
As shown in FIGS. 1 to 3, the nozzle 10 according to the present embodiment includes a nozzle body 11, a needle valve 12 provided in the nozzle body 11, and a flow path disposed coaxially with the needle valve 12. And a variable member 13.
[0043]
The nozzle body 11 has an injection hole 11a serving as a fuel injection port, an introduction passage 11b for forming a swirling flow in the injection hole with respect to the injection hole 11a, and a valve seat serving as a valve seat for the needle valve 12. 1 valve seat 11c and 2nd valve seat 11d used as the valve seat of the flow-path variable member 13 are provided.
[0044]
Here, the nozzle hole 11a and the introduction path 11b will be described in more detail with reference to FIGS.
[0045]
As shown in FIGS. 4 and 5, an introduction path 11 b is provided so as to connect to the opening end on the inner side of the injection hole 11 a. In this embodiment, the introduction path 11b is formed by a notch. As shown in FIG. 6, the introduction path 11b is formed so as to feed fuel to a position eccentric with respect to the hole axis of the injection hole 11a.
[0046]
Therefore, the fuel that has flowed through the introduction path 11b forms a swirling flow in the nozzle hole 11a as shown in FIGS. Thereby, since the fuel injected from the injection hole 11a is injected while turning, it is injected at a wide angle and becomes a high diffusion spray.
[0047]
The needle valve 12 is provided in the nozzle body 11 so as to be capable of reciprocating in the axial direction. The needle valve 12 is configured by a substantially cylindrical member, and a taper that decreases in diameter toward the distal end side is provided at the distal end. A flat surface portion 12c is provided at the forefront, and an edge portion 12a serving as a boundary between the flat surface portion 12c and the taper is closed by being seated on a first valve seat 11c provided in the nozzle body 11. It is configured. Further, the needle valve 12 is provided with a through hole 12b along the axis.
[0048]
And the flow path variable member 13 is provided with the axial part 13a inserted in the through-hole 12b provided in the needle valve 12, and the cone part 13b provided in the front-end | tip of the axial part 13a. A part of the side surface 13c of the conical portion 13b is provided so as to be disposed at a position facing the nozzle hole 11a of the nozzle body 11 and the opening end surface of the introduction path 11b. Further, the bottom surface 13 d of the conical portion 13 b is configured to abut against the flat surface portion 12 c of the needle valve 12.
[0049]
Here, the needle valve 12 and the flow path variable member 13 described above are configured to reciprocate in the axial direction by actuators not shown in FIGS.
[0050]
The fuel injection operation by the nozzle 10 configured as described above will be described. First, the case where high penetration spray is performed will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, when highly penetrating spraying is performed, the edge portion 12 a of the needle valve 12 is opened from the first valve seat 11 c provided in the nozzle body 11. On the other hand, the flow path variable member 13 is moved to a position where the bottom surface 13 d of the conical portion 13 b hits the flat surface portion 12 c of the needle valve 12. Thereby, the space | interval of the opening end surface of the nozzle hole 11a of the nozzle main body 11 and the introduction path 11b, and the opposing surface (a part of side surface 13c of the cone part 13b in the flow-path variable member 13) will be in a wide state. (Hereinafter, the position of the flow path variable member 13 in this state is referred to as a first position for convenience of explanation).
[0051]
Therefore, the fuel that has flowed by opening the needle valve 12 flows mainly into the nozzle hole 11a without passing through the introduction path 11b, so that no swirl flow is formed in the nozzle hole 11a. That is, since the flow along the hole axis of the nozzle hole 11a becomes the main flow, the fuel injected from the nozzle hole 11a jumps out in the hole axis direction. Thereby, highly penetrating spraying becomes possible.
[0052]
Next, a case where high diffusion spraying is performed will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, when highly diffusing spray is performed, the edge portion 12 a of the needle valve 12 is opened from the first valve seat 11 c provided in the nozzle body 11. On the other hand, the flow path variable member 13 is moved to a position where the bottom surface 13d of the conical portion 13b is separated from the flat surface portion 12c of the needle valve 12 by a certain distance. Thereby, the space | interval of the opening end surface of the nozzle hole 11a of the nozzle main body 11 and the introduction path 11b, and the opposing surface (a part of side surface 13c of the cone part 13b in the flow-path variable member 13) will be in a narrow state. (Hereinafter, the position of the flow path variable member 13 in this state is referred to as a second position for convenience of explanation).
[0053]
Accordingly, since the fuel that has flowed by opening the needle valve 12 flows mainly into the nozzle hole 11a through the introduction path 11b, a swirling flow is formed in the nozzle hole 11a. Thereby, high diffusion spraying becomes possible as already demonstrated with reference to FIGS.
[0054]
Next, a case where the injection is stopped will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, when the injection is stopped, the edge portion 12 a of the needle valve 12 is seated on the first valve seat 11 c provided in the nozzle body 11 and closed. Further, the side surface 13c of the conical portion 13b in the flow path variable member 13 is also seated on the second valve seat 11d provided in the nozzle body 11, and the injection hole 11a and the introduction passage 11b are closed and closed (hereinafter referred to as the valve seat 11d). For convenience of explanation, the position of the flow path variable member 13 in this state is referred to as a third position). Accordingly, the fuel is not injected from the injection hole 11a.
[0055]
Here, not only the needle valve 12 but also the flow path variable member 13 has a function of selectively opening and closing the valve, and the needle valve 12 is selectively opened and closed. Then, since a relatively large dead volume is generated around the flow path variable member 13, even if the needle valve 12 is closed after fuel injection, fuel sagging increases. Therefore, the flow sag after fuel injection is reduced by directly closing the opening end faces of the injection hole 11a and the introduction path 11b by the flow path variable member 13.
[0056]
Next, a more specific operation when the fuel injector having the nozzle configured as described above is mounted on an internal combustion engine will be described with reference to the block diagram of FIG.
[0057]
As shown in FIG. 7, a sensor 50, which is a main component of detection means for detecting the engine load of the internal combustion engine, and data detected by the sensor 50 are input, and a command signal is transmitted based on the input data. An ECU 60 as control means and an actuator 70 for driving the needle valve 12 and the flow path variable member 13 according to a command signal from the ECU 60 are provided.
[0058]
The sensor 50 may be any sensor that can detect data capable of recognizing the engine load required in the internal combustion engine. That is, in general, it is difficult to detect the required engine load directly or indirectly, and it is sufficient that data capable of estimating the required engine load can be detected. As an example, one that detects the accelerator opening can be mentioned.
[0059]
Then, the ECU 60 determines whether the requested engine load is a medium or high load based on the input data sent from the sensor 50. Specifically, the ECU 60 determines whether the required engine load obtained based on the input data is higher or lower than a predetermined determination reference value.
[0060]
Here, since the input data sent from the sensor 50 is not usually the required engine load value itself as described above, the required engine load is estimated from the input data, and this estimated value is requested. Engine load value. In addition, the determination reference value may be a fixed value set in advance, or a value that varies according to environmental conditions or the like.
[0061]
When the ECU 60 determines that the required engine load is a medium to high load, the ECU 60 moves the needle valve 12 and the flow path variable member 13 to the positions shown in FIG. A command signal is transmitted to the actuator 70.
[0062]
Here, when performing high penetration spraying, the flow path variable member 13 is first moved to the first position from the injection stop state shown in FIG. 3 to open the nozzle holes 11a and the introduction paths 11b of the nozzle body 11. It is preferable to open the needle valve 12 after increasing the distance between the end surface and the opposing surface facing the end surface.
[0063]
This is because, when the flow path variable member 13 is driven after the needle valve 12 has been opened, the nozzle hole 11a of the nozzle body 11 and the opening end face of the introduction path 11b are opposed to each other at the initial stage. The distance from the surface is narrow. Therefore, high diffusion spraying is performed in the initial stage. And if combustion starts at this stage, it will burn only in the exit vicinity of the nozzle hole 11a. Under such circumstances, thereafter, the flow path variable member 13 further moves to the first position, and the interval between the opening end surfaces of the nozzle hole 11a and the introduction path 11b of the nozzle body 11 and the opposing surface facing this. However, even if the fuel jumps out along the hole axis of the nozzle hole 11a, combustion has already started near the outlet of the nozzle hole 11a, making it difficult to fly the fuel far.
[0064]
On the other hand, as described above, after the flow path variable member 13 is driven first, and the interval between the opening end surface of the nozzle hole 11a and the introduction path 11b of the nozzle body 11 and the facing surface facing this is secured. If the needle valve 12 is opened, high penetration spraying can be achieved from the initial stage, and fuel can be blown away.
[0065]
In this way, when the required engine load is a medium to high load, high penetration spray is performed, so that the space in the engine room can be fully utilized, the output can be sufficiently increased, and harmful substances in the exhaust gas can be obtained. Will not increase.
[0066]
When the ECU 60 determines that the required engine load is low, the ECU 60 moves the needle valve 12 and the flow path variable member 13 to the positions shown in FIG. A command signal is transmitted to the actuator 70.
[0067]
Here, when performing high diffusion spraying, the driving order of the needle valve 12 and the flow path variable member 13 is not particularly limited, and either of them may be driven first or simultaneously.
[0068]
In this way, when the required engine load is low, high diffusion spray is performed, so that the fuel is highly dispersed and evenly distributed in the combustion chamber and can be ignited simultaneously at multiple points in the combustion chamber. it can. In this case, by making the concentration of the air-fuel mixture thinner than the stoichiometric air-fuel ratio, harmful substances such as NOx and soot in the exhaust can be reduced.
[0069]
Further, when stopping the fuel injection, the ECU 60 sends a command signal to the actuator 70 so as to move the needle valve 12 and the flow path variable member 13 to the positions shown in FIG.
[0070]
Here, when stopping fuel injection, it is preferable to first close the needle valve 12 after moving the flow path variable member 13 to the third position and closing it.
[0071]
As described above, even if the needle valve 12 is closed, the dead volume is large and the fuel sag increases. Therefore, the opening end surfaces of the injection hole 11a and the introduction passage 11b are formed by the flow path variable member 13. This is because the fuel sag after the fuel injection can be reduced by directly closing it first.
[0072]
As described above, according to the present embodiment, the spray form of the fuel injected from the nozzle 10 can be suitably switched between the high penetration spray and the high diffusion spray. By switching the spray form according to the engine load, it is possible to contribute to the reduction of harmful substances in the exhaust gas, and to contribute to the improvement of the thermal efficiency of the internal combustion engine.
[0073]
(Second Embodiment)
8 to 11 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example of an embodiment in which an actuator that drives the needle valve 12 and the flow path variable member 13 is embodied will be described.
[0074]
Since the control means (ECU) and the nozzle for transmitting a command signal to the actuator are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
[0075]
FIGS. 8-11 is typical sectional drawing which shows the main components of the fuel injector which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. Here, FIG. 8 shows a state when fuel injection is stopped, FIG. 9 shows a state at the time of high diffusion spray, FIG. 10 shows a state of a preparation stage when performing high penetration spray, and FIG. 11 shows high penetration spray. It shows the state of time.
[0076]
The fuel injector 100 according to the present embodiment employs a hydraulic control mechanism 20 as an actuator that drives the needle valve 12 and the flow path variable member 13.
[0077]
The hydraulic control mechanism 20 includes a first control chamber 21 that mainly controls driving of the needle valve 12, a second control chamber 22 that mainly controls driving of the flow path variable member 13, and a nozzle (not shown) side of the nozzle hole 11a. And a first passage 23 for feeding fuel toward the first control chamber 21, a second passage 24 for feeding fuel to the second control chamber 22, and a float disposed in a lift chamber 25 a upstream of the second passage 24. A valve 25, a first spring 26 that is disposed in the first control chamber 21 and pulls the needle valve 12 in the valve opening direction, and a valve 25 that is disposed in the second control chamber 22 and opens the flow path variable member 13 in the valve opening direction. A second spring 27 that pulls the first passage 23, a first orifice 28 that communicates between the first passage 23 and the first control chamber 21, and a space between the lift chamber 25 a upstream of the second passage 24 and the first control chamber 21. A second orifice 29 communicating with Obtain.
[0078]
Here, high-pressure fuel is always sent to the first passage 23 from above in the figure by a fuel pump (not shown).
[0079]
The float valve 25 is configured to reciprocate by a driving means (not shown), and is configured to be able to selectively open and close at two locations. That is, the float valve 25 can selectively block the flow of fuel that passes through the lift chamber 25 a or the flow of fuel that passes through the second orifice 29. Moreover, the float valve 25 can also open these two places simultaneously.
[0080]
With such a configuration, when stopping fuel injection, as shown in FIG. 8, the float valve 25 is moved to the upper part in the figure, the valve is closed in the lift chamber 25a, and the fuel passes through the lift chamber 25a. To block the flow.
[0081]
In this case, the first passage 23, the first control chamber 21, the second passage 24, and the second control chamber 22 are all in communication with each other through the first orifice 28 and the second orifice 29. As a result, the high-pressure fuel is accumulated in both the first control chamber 21 and the second control chamber 22 by the high-pressure fuel sent from the first passage 23. Therefore, both the needle valve 12 and the flow path variable member 13 move downward in the figure against the pulling force by the first spring 26 and the pulling force by the second spring 27, and both of them are valve seats (respectively first valve The first valve seat 11c and the second valve seat 11d) are seated and closed.
[0082]
Next, when performing high diffusion spraying, the float valve 25 is moved slightly downward in the figure from the position shown in FIG. 8, and as shown in FIG. Open the valve.
[0083]
In this case, when the lift chamber 25a is opened, the pressures in the first control chamber 21 and the second control chamber 22 are released, and these chambers are in a low pressure state. The first passage 23 and the first control chamber 21 communicate with each other through the first orifice 28. However, since the fluid flow is restricted by the first orifice 28, the fluid pressure is high on the first passage 23 side, 1 The fluid pressure is low on the control chamber 21 side.
[0084]
As described above, the fluid pressure in the first control chamber 21 and the second control chamber 22 is lowered. Accordingly, the needle valve 12 and the flow path variable member 13 are moved upward in the drawing by the first spring 26 and the second spring 27, respectively.
[0085]
At this time, the needle valve 12 and the flow path variable member 13 move in a state where a gap is provided between the flat surface portion 12 c at the tip of the needle valve 12 and the bottom surface 13 d of the conical portion 13 b of the flow path variable member 13. Thereby, since a high pressure fluid flows also into this clearance gap, both maintain a valve opening state, having this clearance gap. Accordingly, since the flow path variable member 13 is in the second position and is opened by the needle valve 12, high-diffusion spraying can be performed as described in the first embodiment.
[0086]
Further, when stopping fuel injection, as described above, the float valve 25 may be moved again upward in the drawing to close the lift chamber 25a. Here, as described in the first embodiment, in order to suppress fuel sag, it is desirable to close the flow path variable member 13 first. In order to close the flow path variable member 13 first, it is realized by adjusting the relationship between the amount of restriction by the first orifice 28 and the second orifice 29 and the tensile force by the first spring 26 and the second spring 27. Is possible.
[0087]
Next, when high penetration spraying is performed, the float valve 25 is moved downward in the drawing from the position shown in FIG. 8, and the inside of the lift chamber 25a is opened as shown in FIG. The 29 side is closed.
[0088]
In this case, although the lift chamber 25a is opened, the second orifice 29 side is closed, so the interior of the first control chamber 21 is maintained in a high pressure state. On the other hand, when the lift chamber 25a is opened, the pressure in the second control chamber 22 is released, and the interior of the second control chamber 22 is in a low pressure state.
[0089]
Accordingly, only the flow path variable member 13 is moved upward in the drawing by the second spring 27, and the needle valve 12 is maintained in the closed state. Then, the flow path variable member 13 moves to a position where the bottom surface 13d of the conical portion 13b abuts against the flat surface portion 12c at the tip of the needle valve 12 (state shown in FIG. 10).
[0090]
Thereafter, the float valve 25 is moved slightly upward in the drawing from the position shown in FIG. 10, and as shown in FIG. 11, both of the above-described two on-off valve portions are opened. Then, since the pressure in the first control chamber 21 is also released, the interior of the first control chamber 21 is also in a low pressure state. Accordingly, the needle valve 12 is moved upward in the drawing by the first spring 26.
[0091]
At this time, since there is no gap between the flat surface portion 12c at the tip of the needle valve 12 and the bottom surface 13d of the conical portion 13b in the flow path variable member 13, the gap is not present due to the pressure of the fluid. The flow path variable member 13 also moves with the needle valve 12.
[0092]
Here, the flow path variable member 13 moves in two stages, but at the first stage shown in FIG. 10, the flow path variable member 13 opens the nozzle hole 11a and the introduction path 11b of the nozzle body 11. The gap between the end face and the facing face facing this is wide, and the position has moved to a position where high penetration spraying is possible, that is, the first position. After that, the flow path variable member 13 moves to a position that further widens the above-mentioned interval, and in this case as well, the flow path variable member 13 is in the first position where high penetration spraying is possible. Absent.
[0093]
As described above, since the flow path variable member 13 is in the first position and is opened by the needle valve 12, as described in the first embodiment, highly penetrating spraying is performed. Can do.
[0094]
Further, when stopping fuel injection, as described above, the float valve 25 may be moved again upward in the drawing to close the lift chamber 25a. The drive for suppressing fuel sag is as described above.
[0095]
(Third embodiment)
12 to 15 show a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example of an embodiment in which an actuator that drives the needle valve 12 and the flow path variable member 13 is embodied will be described.
[0096]
Since the control means (ECU) and the nozzle for transmitting a command signal to the actuator are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
[0097]
12-15 is typical sectional drawing which shows the main components of the fuel injector which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. Here, FIG. 12 shows a state when fuel injection is stopped, FIG. 13 shows a state when performing high diffusion spraying, FIG. 14 shows a state of a preparation stage when performing high penetration spraying, and FIG. It shows the situation during penetrating spray.
[0098]
The fuel injector 200 according to the present embodiment employs a solenoid drive mechanism (electromagnetic drive mechanism) 30 as an actuator that drives the needle valve 12 and the flow path variable member 13.
[0099]
In the present embodiment, a flat plate portion 13e made of a magnetic material is provided at the end of the shaft portion 13a of the flow path variable member 13 (the end opposite to the conical portion 13b).
[0100]
The solenoid drive mechanism 30 is opposed to the first coil 31 provided at a position facing the surface of the flat plate portion 13e opposite to the conical portion 13b, and the bottom surface of the needle valve 12 opposite to the conical portion 13b. A second coil 32 provided at a position to be moved, and a spring 33 that urges the flat plate portion 13e in a direction to separate the flat plate portion 13e from the first coil 31. Further, although not particularly illustrated, a member that exerts a force in a direction in which the needle valve 12 is pulled away from the second coil 32 (for example, a spring that biases the needle valve 12 as in the case of the flat plate portion 13e) is also provided. . Hereinafter, for convenience of explanation, this member is referred to as member A.
[0101]
With such a configuration, when the fuel injection is stopped, neither the first coil 31 nor the second coil 32 is energized. Accordingly, as shown in FIG. 12, the urging force of the spring 33 acts on the flat plate portion 13e, and the force of the member A acts on the needle valve 12, so that both the needle valve 12 and the flow path variable member 13 are Both move downward in the figure, and both are seated on the valve seats (the first valve seat 11c and the second valve seat 11d, respectively) and closed.
[0102]
Next, when performing high diffusion spraying, first, the second coil 32 is energized. Thereby, the needle valve 12 is attracted by the magnetic attraction force by the second coil 32 and moves upward in the figure against the acting force by the member A (the state shown in FIG. 13A).
[0103]
Thereafter, the first coil 31 is also energized. Thereby, the flat plate portion 13e is attracted by the magnetic attraction force by the first coil 31, and the flow path variable member 13 also moves upward in the figure against the urging force by the spring 33 (the state shown in FIG. 13B). ). At this time, since the high-pressure fluid flows into the gap between the flat surface portion 12c at the tip of the needle valve 12 and the bottom surface 13d of the conical portion 13b in the flow path variable member 13, both have the valve open state while having this gap. maintain. However, in the case of the present embodiment, since the suction force can be controlled by controlling the energization amount to the first coil 31 or the second coil 32, the positioning of the needle valve 12 and the flow path variable member 13 is Control is also possible by the amount of energization.
[0104]
In this way, since the flow path variable member 13 is in the second position and opened by the needle valve 12, high diffusion spraying is performed as described in the first embodiment. Can do.
[0105]
In the above description, the case where the first coil 31 is energized after the second coil 32 is energized has been described. However, the needle valve 12 and the flow path variable member 13 are driven simultaneously by energizing both at the same time. May be.
[0106]
In addition, when stopping the fuel injection, the energization to the first coil 31 and the second coil 32 may be stopped again as described above. Here, as described in the first embodiment, in order to suppress fuel sag, it is desirable to close the flow path variable member 13 first. Needless to say, in order to close the flow path variable member 13 first, it is sufficient to stop energization of the first coil 31 first.
[0107]
Next, when performing high penetration spraying, first, the first coil 31 is energized. Accordingly, the flat plate portion 13e is attracted by the magnetic attraction force by the first coil 31, and the flow path variable member 13 moves upward in the figure against the urging force by the spring 33. At this time, the flow path variable member 13 moves to a position where the bottom surface 13d of the conical portion 13b abuts against the flat surface portion 12c at the tip of the needle valve 12 (the state shown in FIG. 14).
[0108]
Thereafter, the second coil 32 is also energized. Thereby, the needle valve 12 is attracted by the magnetic attraction force by the second coil 32 and moves upward in the figure against the acting force by the member A (state shown in FIG. 15). At this time, since there is no gap between the flat surface portion 12c at the tip of the needle valve 12 and the bottom surface 13d of the conical portion 13b in the flow path variable member 13, the gap is not present due to the pressure of the fluid. The flow path variable member 13 also moves with the needle valve 12.
[0109]
Here, the flow path variable member 13 moves in two stages, but at the first stage shown in FIG. 14, the flow path variable member 13 opens the nozzle hole 11a and the introduction path 11b of the nozzle body 11. The gap between the end face and the facing face facing this is wide, and the position has moved to a position where high penetration spraying is possible, that is, the first position. After that, the flow path variable member 13 moves to a position that further widens the above-mentioned interval, and in this case as well, the flow path variable member 13 is in the first position where high penetration spraying is possible. Absent.
[0110]
However, as described above, in the case of the present embodiment, since the suction force can be controlled by controlling the energization amount to the first coil 31 or the second coil 32, the needle valve 12 and the flow path variable member. The positioning of 13 can also be controlled by the energization amount.
[0111]
In this way, since the flow path variable member 13 is in the first position and is opened by the needle valve 12, as described in the first embodiment, highly penetrating spraying can be performed. it can.
[0112]
In addition, when stopping the fuel injection, the energization to the first coil 31 and the second coil 32 may be stopped again as described above. The drive for suppressing fuel sag is as described above.
[0113]
(Fourth embodiment)
16 to 19 show a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example of an embodiment in which an actuator that drives the needle valve 12 and the flow path variable member 13 is embodied will be described.
[0114]
Since the control means (ECU) and the nozzle for transmitting a command signal to the actuator are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
[0115]
FIGS. 16-19 is typical sectional drawing which shows the main components of the fuel injector based on the 4th Embodiment of this invention. Here, FIG. 16 shows a state when fuel injection is stopped, FIG. 17 shows a state when performing high diffusion spraying, FIG. 18 shows a state of a preparation stage when performing high penetration spraying, and FIG. It shows the situation during penetrating spray.
[0116]
The fuel injector 300 according to the present embodiment employs a solenoid drive mechanism (electromagnetic drive mechanism) 40 as an actuator for driving the needle valve 12 and the flow path variable member 13 as in the third embodiment. Yes. The basic mechanism is the same as that of the third embodiment, but in this embodiment, the positioning accuracy of the needle valve 12 and the flow path variable member 13 is compared with that of the third embodiment. The configuration is improved to improve.
[0117]
In the present embodiment, a flat plate portion 13f made of a magnetic material is provided at the end of the shaft portion 13a of the flow path variable member 13 (the end opposite to the conical portion 13b). The flat plate portion 13f is provided with a convex portion 13g protruding toward the opposite side of the conical portion 13b.
[0118]
The solenoid drive mechanism 40 is opposed to the first coil 41 provided at a position facing the surface of the flat plate portion 13f opposite to the conical portion 13b, and the bottom surface of the needle valve 12 opposite to the conical portion 13b. The second coil 42 provided at the position to be moved, the stopper 43 for positioning the flow path variable member 13, and the direction in which the flat plate portion 13 f is separated from the first coil 41 (the direction opposite to the suction direction by the first coil 41). A first spring 44 as first urging means, a second spring 45 as second urging means for urging the stopper 43 toward the conical portion 13b (the direction opposite to the suction direction by the first coil 41), And a restricting portion 46 that restricts the movement of the stopper 43 toward the conical portion 13b at a predetermined position.
[0119]
Here, the urging force by the second spring 45 is set to be larger than the urging force by the first spring 44.
[0120]
Further, although not particularly illustrated, a member that exerts a force in a direction in which the needle valve 12 is pulled away from the second coil 42 (for example, a spring that biases the needle valve 12 as in the case of the flat plate portion 13f) is also provided. . Hereinafter, for convenience of explanation, this member is referred to as member B.
[0121]
With such a configuration, when the fuel injection is stopped, neither the first coil 41 nor the second coil 42 is energized. Accordingly, as shown in FIG. 16, the urging force of the first spring 44 acts on the flat plate portion 13f, and the force of the member B acts on the needle valve 12, so that the needle valve 12 and the flow path variable member 13 are Both of them move downward in the figure, and both are seated on the valve seats (first valve seat 11c and second valve seat 11d, respectively) and closed.
[0122]
Next, when performing high diffusion spraying, first, the first coil 41 is energized with the energization amount A. Accordingly, the flat plate portion 13f is attracted by the magnetic attraction force by the first coil 41, and the flow path variable member 13 moves upward in the figure against the urging force by the first spring 44.
[0123]
Then, the convex portion 13 g provided on the flow path variable member 13 abuts against the stopper 43. As a result, the convex portion 13g generates a pressing force against the stopper 43. However, when the energizing amount flowing through the first coil 41 is the energizing amount A, this pressing force is the urging force of the first spring 44. No magnetic attractive force (first attractive force) is generated until the resultant force of the (first urging force) and the urging force (second urging force) of the second spring 45 is resisted. Accordingly, the stopper 43 remains held at the position restricted by the restriction portion 46. In this way, the flow path variable member 13 is accurately positioned at the second position (the state shown in FIG. 17A).
[0124]
Thereafter, the second coil 42 is also energized. Thereby, the needle valve 12 is attracted by the magnetic attraction force by the second coil 42 and moves upward in the figure against the acting force by the member B (the state shown in FIG. 17B). In this way, since the flow path variable member 13 is in the second position and opened by the needle valve 12, high diffusion spraying is performed as described in the first embodiment. Can do.
[0125]
In the above description, the case where the second coil 42 is energized after the first coil 41 is energized has been described. However, the needle valve 12 and the flow path variable member 13 are driven simultaneously by energizing both of them simultaneously. May be.
[0126]
Further, when stopping the fuel injection, as described above, the energization to the first coil 41 and the second coil 42 may be stopped again. Here, as described in the first embodiment, in order to suppress fuel sag, it is desirable to close the flow path variable member 13 first. Needless to say, in order to close the flow path variable member 13 first, it is sufficient to stop energization of the first coil 41 first.
[0127]
Next, when performing high penetration spraying, first, the first coil 41 is energized with the energization amount B. Accordingly, the flat plate portion 13f is attracted by the magnetic attraction force by the first coil 41, and the flow path variable member 13 moves upward in the figure against the urging force by the first spring 44.
[0128]
Then, the convex portion 13 g provided on the flow path variable member 13 abuts against the stopper 43. As a result, the convex portion 13g generates a pressing force against the stopper 43. When the energization amount flowing through the first coil 41 is the energization amount B, the pressing force is applied to the biasing force ( A magnetic attraction force (second attraction force) that resists the resultant force of the first urging force) and the urging force of the second spring 45 (second urging force) is generated. Accordingly, the stopper 43 is pushed by the convex portion 13g and moves upward in the figure. And the flow-path variable member 13 moves to the position (1st position) where the flat plate part 13f contacts the 1st coil 41 (state shown in FIG. 18).
[0129]
Thereafter, the second coil 42 is also energized. Thereby, the needle valve 12 is attracted by the magnetic attraction force by the second coil 42 and moves upward in the figure against the acting force by the member B (state shown in FIG. 19).
[0130]
In this way, since the flow path variable member 13 is in the first position and is opened by the needle valve 12, as described in the first embodiment, highly penetrating spraying can be performed. it can.
[0131]
Further, when stopping the fuel injection, as described above, the energization to the first coil 41 and the second coil 42 may be stopped again. The drive for suppressing fuel sag is as described above.
[0132]
As described above, in the present embodiment, it is possible to increase the positioning accuracy of the flow path variable member 13 at the second position, particularly when performing high diffusion spraying.
[0133]
Here, the reason why the flow path variable member 13 can be positioned more accurately at the second position in the case of the present embodiment than in the case of the third embodiment will be described in more detail.
[0134]
In the case of the third embodiment, when the flow path variable member 13 is positioned at the second position, the position of the flow path variable member 13 is determined by the first coil 31 based on the energization amount to the first coil 31. It is determined by the balance (synthetic force) between the magnetic attractive force, the urging force of the spring 33, and the hydraulic pressure.
[0135]
If any one of these forces changes, the position of the flow path variable member 13 changes. Therefore, it is difficult to accurately position the flow path variable member 13. However, the second position means the position of the flow path variable member 13 where the high diffusion spray is performed, and the second position has a certain width. Therefore, it does not mean that it is difficult to set the flow path variable member 13 to the second position, but it means that it is difficult to accurately position the flow path variable member 13 at a specific position in the second position.
[0136]
On the other hand, in the present embodiment, when the flow path variable member 13 is positioned at the second position, the flow path variable member is in a state where the stopper 43 is at the position restricted by the restriction portion 46 as described above. What is necessary is just to make the convex part 13g provided in 13 abut against the stopper 43.
[0137]
Even if the flow path variable member 13 moves against the urging force of the first spring 44 by the magnetic attraction force of the first coil 41, the magnetic attraction force is applied to the urging force of the first spring 44 and the second spring. As long as it is weaker than the resultant force with the urging force of 45, the stopper 43 does not move from the position restricted by the restricting portion 46.
[0138]
As described above, also in the present embodiment, the flow path variable member 13 is positioned by the balance by various forces, but the magnetic attractive force by the first coil 41 is larger than the urging force of the first spring 44. In a range that is weaker than the resultant force of the urging force of the first spring 44 and the urging force of the second spring 45, the flow path variable member 13 is positioned at a position determined by the stopper 43.
[0139]
Therefore, in the present embodiment, the flow path variable member 13 can be accurately positioned at the second position (a specific position among the second positions).
[0140]
(Fifth embodiment)
20 and 21 show a fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a modified example of the nozzle configuration will be described. In addition, about the actuator which drives a needle valve and a flow-path variable member, a suitable structure can be utilized, for example, the structure demonstrated in the said 2nd-4th embodiment can be utilized. Therefore, the description of the actuator is omitted in this embodiment. Further, the control means (ECU) for transmitting a command signal to the actuator is also as described in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
[0141]
20 and 21 are schematic cross-sectional views of a nozzle according to the fifth embodiment of the present invention. Here, FIG. 20 shows a state when fuel injection is stopped, FIG. 21 (A) shows a state when performing high diffusion spraying, and FIG. 21 (B) shows a state when performing high penetration spraying. .
[0142]
In the said 1st-4th embodiment, by moving the flow-path variable member 13 to an axial direction, the nozzle hole 11a of the nozzle main body 11 and the opening end surface of the introduction path 11b, and the opposing surface facing this are made. The flow path was changed by changing the distance between the conical portion 13b and the side surface 13c in the flow path variable member 13 to be configured.
[0143]
That is, the facing surface that faces the nozzle hole 11a of the nozzle body 11 and the opening end face of the introduction path 11b is a single surface whose distance from the opening end face changes continuously as the flow path variable member 13 moves in the axial direction. It was comprised by the side surface 13c (a part) of a certain cone part 13b.
[0144]
On the other hand, in the present embodiment, the flow path variable member is provided with a plurality of surfaces having different distances from the opening end surface, and the opposed surface facing the opening end surface is switched.
[0145]
As illustrated, the nozzle 10 a according to the present embodiment includes a nozzle body 15, a needle valve 16 provided in the nozzle body 15, and a flow path variable member 17 disposed coaxially with the needle valve 16. Prepare.
[0146]
The nozzle body 15 includes an injection hole 15a serving as a fuel injection port, an introduction passage 15b for forming a swirling flow in the injection hole with respect to the injection hole 15a, a valve seat 15c of the needle valve 16, and A through hole 15d through which the flow path variable member 17 is inserted is provided.
[0147]
Here, since the nozzle hole 15a and the introduction path 15b are the same as those described with reference to FIGS. 4 to 6 in the first embodiment, description thereof will be omitted.
[0148]
The needle valve 16 is provided in the nozzle body 15 so as to reciprocate in the axial direction. The needle valve 16 is formed of a substantially cylindrical member, and a taper that decreases in diameter toward the distal end side is provided at the distal end. And the edge part 16a is provided so that the taper angle of this taper may differ on the way. The edge portion 16a is configured to be closed by being seated on a valve seat 15c provided in the nozzle body 15. Further, the needle valve 16 is provided with a through hole 16b along the axis.
[0149]
The flow path variable member 17 is coaxially provided on the first shaft portion 17a having a small diameter inserted through the through hole 16b provided in the needle valve 16 and the distal end side of the first shaft portion 17a. The second shaft portion 17b having a diameter larger than the diameter of the first shaft portion 17a and the second shaft portion 17b are provided coaxially on the distal end side of the second shaft portion 17b and have a larger diameter than the diameter of the second shaft portion 17b. A third shaft portion 17c.
[0150]
The flow path variable member 17 has a first shaft portion 17 a that slides with respect to a through hole 16 b provided in the needle valve 16, and a third shaft portion 17 c that is formed with respect to a through hole 15 d provided in the nozzle body 15. And reciprocating while sliding.
[0151]
Thus, the flow path variable member 17 is a member having the third shaft portion 17c inscribed in the through hole 15d in which the opening portion of the injection hole 15a is provided in the inner wall surface of the nozzle body 15, and is a so-called spool. It is a member similar to a spool in a valve. However, the flow path variable member 17 in the present embodiment does not have a function of selectively opening and closing the valve.
[0152]
Here, the needle valve 16 and the flow path variable member 17 described above are configured to reciprocate in the axial direction by actuators not shown in FIGS.
[0153]
The fuel injection operation by the nozzle 10a configured as described above will be described. First, in the case of performing high diffusion spraying, as shown in FIG. 21A, the second shaft portion 17b of the flow path variable member 17 faces the nozzle hole 15a of the nozzle body 15 and the opening end face of the introduction path 15b. The flow path variable member 17 is moved to the position where the movement is performed. Thereby, the space | interval of the opening end surface of the nozzle hole 15a of the nozzle main body 15 and the introduction path 15b, and the opposing surface (a part of outer wall surface of the 2nd axial part 17b) facing this will be in a narrow state.
[0154]
When the needle valve 16 is moved and opened in this state, the fuel flowing from the valve opening portion of the needle valve 16 flows into the nozzle hole 15a through the introduction passage 15b, and therefore the main hole flows. A swirl flow is formed in 15a, and the high diffusion spray is performed as described in the first embodiment.
[0155]
In addition, when performing high diffusion spraying, the driving order of the needle valve 16 and the flow path variable member 17 is not particularly limited, and either one may be driven first, or both may be driven simultaneously. Anyway.
[0156]
On the other hand, when performing high penetration spraying, as shown in FIG. 21 (B), the first shaft portion 17a of the flow path variable member 17 is the opening of the nozzle hole 15a of the nozzle body 15 and the introduction path 15b. The flow path variable member 17 is moved to a position facing the end face. Thereby, the space | interval of the opening end surface of the nozzle hole 15a of the nozzle main body 15 and the introduction path 15b, and the opposing surface (a part of outer wall surface of the 1st axial part 17a) facing this will be in a wide state.
[0157]
When the needle valve 16 is moved and opened in this state, the fuel flowing from the valve opening portion of the needle valve 16 flows into the nozzle hole 15a without passing through the introduction passage 15b, and thus the main flow. A swirl flow is not formed in the hole 15a, and high penetration spray is performed as described in the first embodiment.
[0158]
In the case of performing high penetration spraying, it is better to drive the needle valve 16 after driving the flow path variable member 17 as described in the first embodiment.
[0159]
Further, when stopping the fuel injection, the needle valve 16 is lowered downward in the drawing and the edge portion 16a of the needle valve 16 is provided in the nozzle body 15 in both cases of high diffusion spray and high penetration spray. The valve seat 15c may be seated and closed (the state shown in FIG. 20).
[0160]
Here, in the present embodiment, the configuration in the case where the flow path variable member 17 is not provided with a valve function has been described, but it is also preferable that the flow path variable member 17 be provided with a valve function. For example, the flow path variable member 17 can also have a valve function by closing the nozzle hole 15a of the nozzle body 15 and the opening end surfaces of the introduction path 15b by the third shaft portion 17c. In this case, the flow path variable member 17 can be referred to as a spool in the spool valve, and the nozzle can be referred to as a valve having the functions of both a needle valve and a spool valve.
[0161]
Thus, if the flow path variable member 17 also has a valve function, as explained in the first embodiment, when the fuel injection is stopped, the flow path variable member 17 first closes the valve. It is possible to suppress fuel sag after fuel injection.
[0162]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suitably switch to high penetration spray or high diffusion spray according to the engine load of the internal combustion engine. Thereby, thermal efficiency can also be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a nozzle according to a first embodiment of the present invention (when performing high penetration spraying).
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the nozzle according to the first embodiment of the present invention (when performing high diffusion spraying).
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the nozzle according to the first embodiment of the present invention (when spraying is not performed).
FIG. 4 is a view showing a nozzle hole provided in the nozzle body according to the first embodiment of the present invention (a view of the vicinity of the nozzle hole from the upper surface of the nozzle).
FIG. 5 is a diagram (a cross-sectional view cut along the axis of the nozzle hole) showing the nozzle hole provided in the nozzle body according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a nozzle hole provided in the nozzle body according to the first embodiment of the present invention (viewed from the upper surface side of the nozzle hole).
FIG. 7 is a block diagram of the internal combustion engine provided with the fuel injector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view (state when fuel injection is stopped) showing the main components of a fuel injector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view (state during high-diffusion spraying) showing main components of a fuel injector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view (a state of a preparation stage when performing high penetration spray) showing the main components of a fuel injector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view (state at the time of high penetration spray) showing the main components of a fuel injector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view (state when fuel injection is stopped) showing main components of a fuel injector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view (state when performing high diffusion spraying) showing the main components of a fuel injector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view (a state of a preparation stage when performing high penetration spray) showing the main components of a fuel injector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view (state at the time of high penetration spraying) showing main components of a fuel injector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view (state when fuel injection is stopped) showing main components of a fuel injector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view (state when performing high diffusion spraying) showing the main components of a fuel injector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view (a state of a preparation stage when performing high penetration spraying) showing main components of a fuel injector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view (state at the time of high penetration spray) showing the main components of a fuel injector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view (state when fuel injection is stopped) of a nozzle according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a nozzle according to a fifth embodiment of the present invention ((A) is a state when performing high diffusion spraying, (B) is a state when performing high penetration spraying). .
[Explanation of symbols]
10 nozzles
10a nozzle
11 Nozzle body
11a nozzle hole
11b Introduction route
11c 1st valve seat
11d Second valve seat
12 Needle valve
12a Edge part
12b Through hole
12c plane part
13 Channel variable member
13a Shaft
13b Conical part
13c side
13d bottom
13e Flat plate part
13f Flat part
13g Convex
15 Nozzle body
15a injection hole
15b Introduction route
15c Valve seat
15d through hole
16 Needle valve
16a Edge part
16b Through hole
17 Channel variable member
17a First shaft part
17b Second shaft part
17c 3rd axis part
20 Hydraulic control mechanism
21 1st control room
22 Second control room
23 1st passage
24 Second passage
25 Float valve
25a Lift room
26 First spring
27 Second spring
28 First orifice
29 Second orifice
30 Solenoid drive mechanism
31 First coil
32 Second coil
33 Spring
40 Solenoid drive mechanism
41 First coil
42 Second coil
43 Stopper
44 First spring
45 Second spring
46 Regulatory Department
50 sensors
70 Actuator
100 Fuel injector
200 Fuel injector
300 Fuel injector

Claims (15)

噴孔と、燃料を該噴孔に対して該噴孔内に旋回流を形成させる方向に導く導入路と、を有するノズル本体と、
前記噴孔の開口端面に対向する対向面を備え、前記開口端面から該対向面までの間隔が広くなり、前記導入路を通らずに噴孔に流れ込む燃料の流れが主流となる第1位置と、前記開口端面から該対向面までの間隔が狭くなり、前記導入路から噴孔への燃料の流れが主流となる第2位置と、に移動される流路可変部材と、
該流路可変部材により変更される流路部分よりも上流側の位置で、ノズル本体の内壁面との間で開弁と閉弁を選択的に行うニードル弁と、を備えることを特徴とするノズル。
A nozzle body having an injection hole and an introduction path that guides fuel in a direction to form a swirling flow in the injection hole with respect to the injection hole;
A first position having a facing surface facing the opening end surface of the nozzle hole, wherein a distance from the opening end surface to the facing surface is widened, and a flow of fuel flowing into the nozzle hole without passing through the introduction path is a main stream; A flow path variable member that is moved to a second position where the distance from the opening end surface to the facing surface is narrowed and the flow of fuel from the introduction path to the nozzle hole becomes the mainstream,
A needle valve that selectively opens and closes the inner wall surface of the nozzle body at a position upstream of the flow path portion changed by the flow path variable member. nozzle.
前記流路可変部材は、該流路可変部材の軸方向の移動によって、前記開口端面との間隔が連続的に変化する単一の面により前記対向面が構成されることを特徴とする請求項1に記載のノズル。The flow path variable member is characterized in that the opposed surface is constituted by a single surface whose distance from the opening end surface is continuously changed by movement of the flow path variable member in the axial direction. The nozzle according to 1. 前記流路可変部材は、前記開口端面との間隔が各々異なる複数の面を備え、該流路可変部材の軸方向の移動により前記開口端面に対向する面が切り換えられることを特徴とする請求項1に記載のノズル。The flow path variable member includes a plurality of surfaces each having a different interval from the opening end surface, and a surface facing the opening end surface is switched by movement of the flow path variable member in the axial direction. The nozzle according to 1. 前記流路可変部材は、前記第1位置及び第2位置のほか、前記噴孔及び導入路を塞ぐ第3位置にも移動されることを特徴とする請求項1,2または3に記載のノズル。4. The nozzle according to claim 1, wherein the flow path variable member is moved not only to the first position and the second position but also to a third position that closes the nozzle hole and the introduction path. . 噴孔と、燃料を該噴孔に対して該噴孔内に旋回流を形成させる方向に導く導入路と、を有するノズル本体と、
前記噴孔の開口端面に対向する対向面を備え、前記開口端面から該対向面までの間隔が変更可能に設けられる流路可変部材と、
該流路可変部材を、前記開口端面から前記対向面までの間隔を広くして、前記導入路を通らずに噴孔に流れ込む燃料の流れを主流とさせる第1位置と、前記開口端面から前記対向面までの間隔を狭くして、前記導入路から噴孔への燃料の流れを主流とさせる第2位置に移動させるアクチュエータと、
前記流路可変部材により変更される流路部分よりも上流側の位置で、ノズル本体の内壁面との間で開弁と閉弁を選択的に行うニードル弁と、を備えることを特徴とする燃料インジェクタ。
A nozzle body having an injection hole and an introduction path that guides fuel in a direction to form a swirling flow in the injection hole with respect to the injection hole;
A flow path variable member that includes a facing surface that faces the opening end surface of the nozzle hole, and is provided so that a distance from the opening end surface to the facing surface can be changed;
The flow path variable member is widened from the opening end surface to the facing surface, and a first position where the flow of fuel flowing into the nozzle hole without passing through the introduction path is mainstream, and from the opening end surface to the An actuator that moves the fuel flow from the introduction path to the nozzle hole to a second position that narrows the distance to the facing surface and makes it the mainstream;
A needle valve that selectively opens and closes an inner wall surface of a nozzle body at a position upstream of a flow path portion changed by the flow path variable member. Fuel injector.
前記アクチュエータは、内燃機関の負荷が中高負荷の場合には前記流路可変部材を第1位置に移動させ、低負荷の場合には前記流路可変部材を第2位置に移動させることを特徴とする請求項5に記載の燃料インジェクタ。The actuator moves the flow path variable member to the first position when the load of the internal combustion engine is medium to high load, and moves the flow path variable member to the second position when the load is low. The fuel injector according to claim 5. 内燃機関の負荷が中高負荷の場合には、前記アクチュエータが前記流路可変部材を第1位置に移動させた後に、前記ニードル弁による開弁動作が行われることを特徴とする請求項5または6に記載の燃料インジェクタ。7. The valve opening operation by the needle valve is performed after the actuator moves the flow path variable member to the first position when the load of the internal combustion engine is medium to high load. The fuel injector as described in. 前記ノズル本体には、前記流路可変部材が着座することで、前記噴孔及び導入路が塞がれる弁座が設けられており、
前記アクチュエータは、前記流路可変部材を、該流路可変部材が前記弁座に着座する第3位置にも移動させることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一つに記載の燃料インジェクタ。
The nozzle body is provided with a valve seat that closes the nozzle hole and the introduction path when the flow path variable member is seated,
The fuel injector according to any one of claims 5 to 7, wherein the actuator moves the flow path variable member to a third position where the flow path variable member is seated on the valve seat. .
燃料噴射終了時には、前記アクチュエータが前記流路可変部材を第3位置に移動させ、その後に、前記ニードル弁による閉弁が行われることを特徴とする請求項8に記載の燃料インジェクタ。9. The fuel injector according to claim 8, wherein at the end of fuel injection, the actuator moves the flow path variable member to a third position, and thereafter, the valve is closed by the needle valve. 前記流路可変部材は、該流路可変部材の軸方向の移動によって、前記開口端面との間隔が連続的に変化する単一の面により前記対向面が構成されることを特徴とする請求項5〜9のいずれか一つに記載の燃料インジェクタ。The flow path variable member is characterized in that the opposed surface is constituted by a single surface whose distance from the opening end surface is continuously changed by movement of the flow path variable member in the axial direction. The fuel injector as described in any one of 5-9. 前記流路可変部材は、前記開口端面との間隔が各々異なる複数の面を備え、該流路可変部材の軸方向の移動により前記開口端面に対向する面が切り換えられることを特徴とする請求項5〜9のいずれか一つに記載の燃料インジェクタ。The flow path variable member includes a plurality of surfaces each having a different interval from the opening end surface, and a surface facing the opening end surface is switched by movement of the flow path variable member in the axial direction. The fuel injector as described in any one of 5-9. 前記アクチュエータは、前記流路可変部材を前記ニードル弁の動作に連動させて駆動する油圧制御手段により構成されることを特徴とする請求項5〜11のいずれか一つに記載の燃料インジェクタ。The fuel injector according to any one of claims 5 to 11, wherein the actuator is configured by hydraulic control means that drives the flow path variable member in conjunction with the operation of the needle valve. 前記アクチュエータは、前記流路可変部材を前記ニードル弁の動作とは独立に駆動するソレノイドにより構成されることを特徴とする請求項5〜11のいずれか一つに記載の燃料インジェクタ。The fuel injector according to any one of claims 5 to 11, wherein the actuator is configured by a solenoid that drives the flow path variable member independently of the operation of the needle valve. 前記ソレノイドに備えられたコイルよる吸引力を受けて移動してくる前記流路可変部材を停止させるストッパと、
前記流路可変部材を前記コイルによる吸引方向とは反対方向に付勢する第1付勢手段と、
前記ストッパを前記コイルによる吸引方向とは反対方向に付勢する第2付勢手段と、
該第2付勢手段により付勢される前記ストッパの該付勢方向への移動を規制する規制部材と、を備え、
前記第1付勢手段による第1付勢力と前記第2付勢手段による第2付勢力は、
前記コイルによる第1吸引力が作用した場合には、第1付勢力に抗して前記流路可変部材は移動するが、第2付勢力によって前記規制部材に規制された位置にある前記ストッパによって停止されて、該流路可変部材は前記第2位置で保持され、
かつ、前記コイルによる第1吸引力よりも大きな第2吸引力が作用した場合には、第1付勢力と第2付勢力の合力に抗して前記流路可変部材はストッパと共に前記第1位置まで移動する力関係を満たしていることを特徴とする請求項13に記載の燃料インジェクタ。
A stopper for stopping the flow path variable member that is moved by receiving a suction force by a coil provided in the solenoid;
First biasing means for biasing the flow path variable member in a direction opposite to the suction direction by the coil;
Second urging means for urging the stopper in a direction opposite to the suction direction by the coil;
A restricting member for restricting movement of the stopper urged by the second urging means in the urging direction,
The first urging force by the first urging means and the second urging force by the second urging means are:
When the first suction force by the coil is applied, the flow path variable member moves against the first urging force, but the stopper is in a position restricted by the restriction member by the second urging force. Stopped, the flow path variable member is held in the second position,
In addition, when a second suction force larger than the first suction force by the coil is applied, the flow path variable member and the stopper together with the first biasing force against the resultant force of the first biasing force and the second biasing force are in the first position. The fuel injector according to claim 13, wherein a force relationship of moving to is satisfied.
請求項5〜14のいずれか一つに記載の燃料インジェクタを備えた内燃機関であって、
機関負荷を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された機関負荷が判断基準値よりも高い場合には、前記流路可変部材を前記第1位置に移動させ、該判断基準値よりも低い場合には、前記流路可変部材を前記第2位置に移動させるように前記アクチュエータを駆動制御する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine comprising the fuel injector according to any one of claims 5 to 14,
Detection means for detecting engine load;
When the engine load detected by the detection means is higher than the determination reference value, the flow path variable member is moved to the first position, and when the engine load is lower than the determination reference value, the flow path variable member. Control means for drivingly controlling the actuator so as to move the actuator to the second position.
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