JP4154033B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関のための燃料噴射弁であって、弁体に配置された弁座と協働する弁シール面を備えていて弁ばねの戻し力に抗して弁体内で摺動可能な弁部材が設けられており、弁体に複数の噴口が弁座の下方に設けられており、かつ、噴口の入口が丸みを有している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のためのこの種の燃料噴射弁は例えばヨーロッパ特許公開第０３７０６５９号明細書から公知である。噴口の入口の丸みにより、比較的多量の燃料が噴口を通して内燃機関の燃焼室内に噴射されることができる。その理由は、鋭いエッジ状の入口を介して噴口を流れる場合に発生する燃料の縮流（Ｅｉｎｅｎｇｕｎｇ）が生じないからである。
【０００３】
さらに、入口に丸みを付することによって、噴口を通して噴射される噴流の形状を変えることができる。その場合、ヨーロッパ特許公開第０３７０６５９号明細書から公知の燃料噴射弁では、弁部材に面した側と、弁部材とは逆の側とで噴口が異なる丸み度を有している。
【０００４】
この場合及び以下の記載で「丸み度」とは丸みの曲率半径を意味すると理解されたい。大きな丸み度とは大きな曲率半径を有する丸みを意味し、小さな丸み度とは小さな曲率半径を有する丸みを意味する。
【０００５】
ヨーロッパ特許公開第０３７０６５９号明細書から公知の燃料噴射弁の噴口の入口の丸み度は、燃焼室内での可能な限り最適な燃焼を得ることができるように選択されている。
【０００６】
今日では一般的であるが、複数の噴口が燃料噴射弁に設けられた場合、固定の予め決められた噴口及びこれにより生ぜしめられる噴射燃料の噴流形状は、内燃機関の燃料室内での組込位置によってはさして有利でないことがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、極めて多様な状況、特に燃焼室内での極めて多様な組込位置並びに極めて多様な燃焼室形状に噴口を適合させることができ、その結果、燃焼過程がさらに改善されるように冒頭に記載した形式の燃料噴射弁を改良することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明によれば、請求項１に記載したように、一部の噴口が、その他の噴口の少なくとも１つの噴口の丸み度と異なる丸み度を有していることにより解決される。
【０００９】
【発明の効果】
一部の噴口が、残りの噴口の少なくとも１つの噴口の丸み度と異なる丸み度を有していることにより、特に、燃料噴射弁の個々の噴口から流出する噴流形状が、それぞれの組込状況及び組込位置に適合する極めて多様な形状を有することが可能となる。このことにより、特に、ただ１つの燃料噴射弁によって、複数の互いに異なる種々の噴流形状、ひいては燃焼室内に噴射される燃料の、位置に依存した量分配が得られる。
【００１０】
その場合、複数の噴口が同じ丸み度を有することができ、さらにまた、すべての噴口が種々の全く異なる丸み度を備えた入口を有することもできる。純理論的には、個々の噴口の丸み度に関して極めて多様な組合せが考えられる。
【００１１】
有利な１構成では、個々の又は複数の噴口の入口が、弁部材に面した側に、弁部材とは逆の側の丸み度と異なる丸み度を有している。この場合、丸み度は噴口相互で互いに変化しているばかりでなく、個々の噴口のそれぞれの入口について弁部材に対するそれらの入口の位置に依存しても変化している。
【００１２】
噴口の丸み度が、弁体内での噴口の配置と、内燃機関の燃焼室内での組込位置と、内燃機関の燃焼室形状とに適合されていると有利である。
【００１３】
この場合、組込状態で燃焼室壁からわずかしか離れていない噴口の入口に比して、燃焼室壁から大きく離れている噴口の入口が比較的大きな丸み度を有していると有利であることが分かった。要するに、このような噴口を通して噴射される燃料噴流は、丸み度が比較的大きい場合には、丸み度が比較的小さな場合に比してよりシャープな収束と比較的大きな長さとを有している。
【００１４】
その他の有利な１構成では、噴口のうちの単数又は複数の噴口が丸みを有していない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図示の１実施例につき本発明のその他の特徴及び利点を説明する。
【００１６】
図２に示す内燃機関のための燃料噴射弁はピストン状の弁部材４１を備えており、この弁部材は弁体４３の孔４２内で軸方向摺動可能に案内されている。弁部材４１は内燃機関の燃焼室（図示せず）に面した一方の端部に円錐形の弁シール面４４を備えており、この弁シール面には、孔４２の内向きに（燃焼室の内部へ）突出した閉じた端面に設けられた円錐形の弁座４５が協働している。弁体４３は燃焼室から遠い方の端部でテンションナット４６によって軸方向に弁保持体４７に緊定されており、その場合、弁体４３の端面と、弁保持体４７の端面との間には、中央孔を備えた中間板４８が緊縮されている。
【００１７】
弁部材４１は弁座４５とは逆の側の端部のところで、中間板４８を貫通した圧力片４９を介して、コイルばねとして形成された弁ばね５０により負荷されており、この弁ばねは、弁保持体４７に配置された定置のストッパ５１に支持されていて弁座４５へ向かった力を弁部材４１に作用している。弁シール面４４及び弁座４５の下方には、弁体４３の壁に、内燃機関の燃焼室内に開口した噴口５３，５７が設けられている。
【００１８】
燃料高圧供給は、公知形式で、弁部材４１の軸部と孔４２の壁との間に形成されていて、図示されていない噴射ポンプから到来した圧力導管内へ開口した環状通路５４を介して行われる。
【００１９】
図１に示すように、噴口５３，５７の入口６０は、種々異なる曲率半径を有する、要するに種々異なる丸み度を有する丸み６１，６２，６３，６４を備えている。
【００２０】
噴口５７の入口６０は、例えば、噴口５３の入口６０に比して比較的小さな丸み度を有する丸み６１，６２を備えている。その場合、噴口の入口は弁部材に面した側と弁部材とは逆の側とで互いに異なる丸み度を有している。
【００２１】
図１に示した噴口５３，５７のうち、例えば内燃機関の燃焼室の燃焼室壁から噴射口５７よりも大きく離れている箇所に配置されている、右側に示した噴口５３の入口６０の丸み度は、噴口５７の入口の丸み度に比して大きい。要するに、比較的大きな丸み度を備えた丸み６３，６４により、噴口５３を通して噴射された燃料噴流の強い収束が可能となると共に、さらに、この燃料噴流は噴口５７を通して噴射された燃料噴流の場合に比して大きな長さを有している。
【００２２】
噴口５３，５７の入口６０の構成は、換言すれば燃焼室内での組込位置と燃焼室形状とに依存して選択される。その場合、丸み６１，６２，６３，６４は特別簡単に例えばいわゆるＨＥ−丸み付け、要するにｈｙｄｒｏｅｒｏｓｉｖｅ Ｒｕｎｄｅｎ（ハイドロエロウシブ丸み付け）により製作される。このハイドロエロウシブ丸み付けでは、砥粒を含む流体が加圧により、弁体４３に予め形成された孔を通してプレスされ、これにより入口の縁が研磨により丸くされる。個々の噴口の入口側及び又は出口側を被覆することにより、種々異なる丸み度が形成される。被覆する代わりに、まず最初に一部の噴口だけを穿孔して丸み付けし、しかる後に残りの噴口を穿孔しかつ丸み付けすることもできる。最初に穿孔されかつ丸み付けされた噴口は、引き続くＨＥ丸み付け過程で、最後に穿孔された噴口に比してさらに強く丸み付けされる。
【００２３】
上述の燃料噴射弁によれば、噴射された燃料の最適な量分配が燃焼室形状及び組込位置へ適合され、その際、噴流形状は丸み度を変えることにより実際に自由に選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづく燃料噴射弁の下方領域の部分縦断面図である。
【図２】燃料噴射弁の縦断面図である。
【符号の説明】
４１ 弁部材、 ４３ 弁体、 ４４ 弁シール面、 ４５ 弁座、 ５０ 弁ばね、 ５３ 噴口、 ５７ 噴口、 ６０ 噴口の入口、 ６１，６２，６３，６４ 丸み

Claims (3)

1. 燃焼室と燃料噴射弁とを有する内燃機関であって、燃料噴射弁が弁体（４３）を有し、弁体（４３）に配置された弁座（４５）と協働する弁シール面（４４）を備えかつ弁ばね（５０）の戻し力に抗して摺動可能な弁部材（４１）が弁体（４３）内に配置されており、弁座（４５）の下方で弁体（４３）に複数の噴口（５３，５７）が配置され、噴口（５３，５７）の入口（６０）が丸みを有しており、一部の噴口（５３）が、その他の噴口（５７）の少なくとも１つの噴口の丸み度とは異なる丸み度を有している形式のものにおいて、噴口（５３，５７）の丸み度が、弁体（４３）内での噴口（５３，５７）の配置と、内燃機関の燃焼室内での弁体（４３）の組込位置と、内燃機関の燃焼室の形状とに適合させられ、組込まれた状態で噴射された燃料流の方向で燃焼室壁から遠く離れている方の噴口（５３）の入口（６０）の丸み度が、燃焼室壁に近い方の噴口（５７）の入口（６０）の丸み度よりも大きいことを特徴とする、内燃機関。
2. 個々の噴口（５３，５７）の入口（６０）が、弁部材（４１）に面した側に、弁部材（４１）とは逆の側の丸み度とは異なる丸み度を有している、請求項１記載の内燃機関。
3. 噴口（５３，５７）のうちの単数又は複数の噴口が丸みを有していない、請求項１又は２記載の内燃機関。

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