JPH10318096A - Fuel injection valve and internal composition engine equipped with the same - Google Patents

Fuel injection valve and internal composition engine equipped with the same

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JPH10318096A
JPH10318096A JP10062520A JP6252098A JPH10318096A JP H10318096 A JPH10318096 A JP H10318096A JP 10062520 A JP10062520 A JP 10062520A JP 6252098 A JP6252098 A JP 6252098A JP H10318096 A JPH10318096 A JP H10318096A
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JP
Japan
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fuel
cylinder
valve
spray
hole
Prior art date
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Application number
JP10062520A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Okamoto
良雄 岡本
Yuuzou Kadomukai
裕三 門向
Yoshiyuki Tanabe
好之 田辺
Yasuhisa Hamada
泰久 濱田
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the ignition performance of an internal combustion engine and reduce the exhaust amount of unburnt gas components by arranging two turning force giving means for giving a turning force to fuel in the axial direction in the upstream of an injection hole and giving turning forces different from each other to fuel. SOLUTION: A part in the vicinity of the end part of a rod is guided by the inner peripheral surface 23 of the fuel turning element 22 of a laminate structure. The fuel turning element 22 of the laminate structure is composed of four pieces: a cylindrical part 22A and plastes 22B, 22C and 22D. The cylindrical part 22A has the guiding hole 23 of a movable part. The plate 22B has a pair of a diameter direction fuel passage 25 and a notched part 26 offset Ls from an axial center. A hole 27 is provided in its center so as to be communicated with the diameter direction fuel passage 25. In the plate 22D, a diameter direction fuel passage 28 not offset and a hole 29 communicated with the diameter direction fuel passage 28 are provided in its center. By giving turning forces different from each other to fuel, composite sprays are generated. Thus, the ignition performance of an internal combustion engine is improved and the exhaust amount of fuel unburnt gas components is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、点火性および燃焼
性に優れた燃料噴霧を形成する燃料噴射弁と内燃機関に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection valve and an internal combustion engine for forming a fuel spray having excellent ignition performance and combustion performance.

【０００２】[0002]

【従来の技術】エンジンの吸気管内に燃料を噴射する吸
気管内燃料噴射装置に対して、燃焼室（シリンダ）内に
直接燃料を噴射する筒内燃料噴射装置が知られている。
この筒内燃料噴射装置の一例が、特開平５−３３７３９
号公報に開示されている。2. Description of the Related Art An in-cylinder fuel injection device that injects fuel directly into a combustion chamber (cylinder) is known, as opposed to an in-pipe fuel injection device that injects fuel into an intake pipe of an engine.
An example of this in-cylinder fuel injection device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-33739.
No. 6,086,045.

【０００３】この公報にも開示されているように、燃焼
室内に直接噴射した燃料を燃焼室内で吸入空気と均一に
混合することは難しく、燃焼室内に直接噴射する燃料の
微粒化（霧化）を促進することが重要である。燃料の微
粒化のために、燃料噴射弁から噴射する燃料に旋回力を
与えることが、従来より行われてきた。上記公報におい
ても、燃料に旋回力を与える手段が開示されている。As disclosed in this publication, it is difficult to uniformly mix the fuel directly injected into the combustion chamber with the intake air in the combustion chamber, and the fuel directly injected into the combustion chamber is atomized (atomized). It is important to promote. In order to atomize the fuel, a swirling force has been conventionally applied to the fuel injected from the fuel injection valve. The above publication also discloses a means for applying a swirling force to the fuel.

【０００４】ところで、上記公報に開示された筒内燃料
噴射装置は、燃料を噴射孔から噴射させる噴射ノズル
と、この噴射ノズルの外側にエアー室を構成する有底筒
状のカバーと、このカバーの底部側に噴射ノズルの噴射
孔と連通するように形成されたスワールチャンバと、噴
射孔を開閉する弁体とを備えている。The in-cylinder fuel injection device disclosed in the above-mentioned publication discloses an injection nozzle for injecting fuel from an injection hole, a bottomed cylindrical cover that forms an air chamber outside the injection nozzle, A swirl chamber formed on the bottom side of the nozzle so as to communicate with the injection hole of the injection nozzle, and a valve body for opening and closing the injection hole.

【０００５】このとき、スワールチャンバは、有底筒状
のカバーで構成したエアー室からスワールチャンバ内周
面に向けて、その接線方向からアシストエアーを導入す
る噴出孔を有し、噴出孔から噴出するアシストエアーに
よって噴射ノズルの噴射孔から噴射させる燃料に旋回力
を与えるようになっていた。また、アシストエアーをエ
アー室からスワールチャンバに導入する噴出孔および通
路は、上下方向（弁体の軸方向）に２段設けられている
が、上下で同じ構造になっている。At this time, the swirl chamber has an ejection hole for introducing assist air from a tangential direction of the swirl chamber toward the inner peripheral surface of the swirl chamber from an air chamber formed of a bottomed cylindrical cover. The swirling force is applied to the fuel injected from the injection hole of the injection nozzle by the assist air. In addition, the ejection holes and passages for introducing the assist air from the air chamber into the swirl chamber are provided in two stages in the vertical direction (the axial direction of the valve element), but have the same structure in the vertical direction.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の筒内燃料噴射装
置を始め従来技術では、燃料の微粒化を促進したり、燃
料を噴霧する向きや噴霧の広がりを工夫したりしてい
る。しかし、以下に述べるような、点火性（着火性）と
燃焼性（火炎の伝播性）を共に向上させ得るような噴霧
形状或いは噴霧構造に対しては、十分な配慮がなされて
いなかった。In the prior art including the above-described in-cylinder fuel injection device, atomization of the fuel is promoted, and the direction of spraying the fuel and the spread of the spray are devised. However, sufficient consideration has not been given to a spray shape or a spray structure that can improve both ignitability (ignitability) and combustibility (flame propagation) as described below.

【０００７】燃料噴射弁より噴射される噴霧の最適化に
は、以下の様な特性を考慮する必要がある。To optimize the spray injected from the fuel injection valve, it is necessary to consider the following characteristics.

【０００８】第一は噴霧形状であり、噴霧の広がり角度
や到達距離が因子となる。第二は噴霧粒径であり、大粒
子の個数をできるかぎり少なくして粒径分布の均一化を
図る必要がある。第三は噴霧構造であり、噴霧される燃
料粒子の空間的分布を適正化する必要がある。[0008] The first is a spray shape, and the spread angle and the reach of the spray are factors. The second is the spray particle size, and it is necessary to make the particle size distribution uniform by minimizing the number of large particles as much as possible. The third is a spray structure, which needs to optimize the spatial distribution of fuel particles to be sprayed.

【０００９】筆者等は、これらの噴霧特性が内燃機関の
燃焼特性にどのように関与するか、種々の実験解析を進
めている。これまでの検討によると、噴霧の広がり角度
を大きくして噴霧の慣性力を弱めてその到達距離を短く
すると、燃焼の安定性に有効であること。また一方、噴
霧の広がり角度を小さくして噴霧の慣性力を強くする
と、点火性の良い混合気が生成されるが、燃焼の未燃ガ
ス成分（ＨＣ、ＣＯ）が増加する傾向にあること等が明
らかになっている。The present inventors are conducting various experimental analyzes on how these spray characteristics affect the combustion characteristics of an internal combustion engine. According to previous studies, it is effective to stabilize combustion by increasing the spread angle of the spray and reducing the inertia force of the spray to shorten the reach. On the other hand, if the spread angle of the spray is reduced to increase the inertial force of the spray, an air-fuel mixture with good ignitability is generated, but the unburned gas components (HC, CO) of combustion tend to increase. Is revealed.

【００１０】そこで、本発明の目的は、内燃機関の点火
性を良好とし、燃焼の未燃ガス成分の排出量を低減する
ことにあり、このために、未燃ガス成分の排出量を低減
できるような燃焼性の良い噴霧と点火性を向上させるた
めの噴霧とを含む、いわゆる複合噴霧（以下、中実状噴
霧と称す）を噴射することができる燃料噴射弁とこれを
用いた内燃機関を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to improve the ignitability of an internal combustion engine and to reduce the amount of unburned gas components emitted from combustion. Therefore, the amount of unburned gas components emitted can be reduced. Provided are a fuel injection valve capable of injecting a so-called compound spray (hereinafter, referred to as a solid spray) including a spray having good combustibility and a spray for improving ignition performance, and an internal combustion engine using the same. Is to do.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の中実状噴霧とし
て、慣性力を弱めてその到達距離を短くした広がり角度
の大きい噴霧と、慣性力を強くして広がり角度の小さい
噴霧とを有する噴霧を作ることが好ましい。As the above-mentioned solid sprays, there are sprays having a large divergence angle in which inertia force is weakened to shorten their reach, and sprays having a large divergence angle in which inertia force is strengthened. It is preferable to make.

【００１２】このために、本発明の燃料噴射弁は、噴射
孔を有するノズル体と、弁体と、この弁体をその軸方向
に駆動する駆動手段とを備え、前記弁体を駆動すること
により前記噴射孔を開閉し、燃料噴射を行う燃料噴射弁
において、前記噴射孔の上流側に、燃料に旋回力を付与
する２つの旋回力付与手段を、前記軸方向に配置すると
共に、前記２つの旋回力付与手段の第一の旋回力付与手
段と第二の旋回力付与手段とが各々異なるように構成し
てなる。[0012] For this purpose, the fuel injection valve of the present invention includes a nozzle body having an injection hole, a valve body, and driving means for driving the valve body in the axial direction, and drives the valve body. In the fuel injection valve that opens and closes the injection hole to perform fuel injection, two turning force applying means for applying a turning force to fuel are arranged in the axial direction on the upstream side of the injection hole. The first turning force applying means and the second turning force applying means of the two turning force applying means are configured to be different from each other.

【００１３】例えば、前記２つの旋回力付与手段の、上
流側の第一の旋回力付与手段によってと、下流側の第二
の旋回力付与手段よりも強い旋回力を燃料に付与するよ
うにしたものである。[0013] For example, a stronger turning force is applied to the fuel by the first turning force applying means on the upstream side of the two turning force applying means and by the second turning force applying means on the downstream side. Things.

【００１４】強い旋回力を付与された燃料は、慣性力を
弱めてその到達距離を短くした広がり角度の大きい噴霧
を形成する。また、弱い旋回力を付与された燃料は、慣
性力を強くして広がり角度の小さい噴霧を形成する。こ
れによって、噴霧は中実状の噴霧となる。[0014] The fuel to which a strong swirling force is applied forms a spray having a large divergence angle in which the inertia force is weakened and its reach is shortened. Further, the fuel to which a weak swirling force is applied forms a spray having a small spread angle by increasing the inertial force. As a result, the spray becomes a solid spray.

【００１５】また、本発明の燃料噴射弁は、燃料に旋回
力を付与して噴射する燃料噴射弁において、噴射孔の中
央部下方において先行する噴霧と、この噴霧の周辺にお
いて、この噴霧に続く中空放射状の噴霧を噴射するよう
にしたものである。Further, the fuel injection valve of the present invention is a fuel injection valve which applies a swirling force to fuel and injects the fuel. A hollow radial spray is sprayed.

【００１６】中央部で先行する噴霧は、この噴霧の周辺
において、この噴霧に続いて中空放射状に噴射される噴
霧の小径液滴を誘引して、分散性に優れた中実の噴霧を
形成する。中央部で先行する噴霧は主として弱い旋回力
を付与された燃料による噴霧であり、これに続く放射状
に噴射される噴霧は主として強い旋回力を付与された燃
料による噴霧である。このとき、燃料噴射時の噴霧を可
視化して高速撮影することにより、中央部に噴射される
噴霧がその回りに放射状に噴射される噴霧よりも遠方に
まで達していることが観察される。また、このときの噴
霧の断面を観察すれば、次の特徴を有することになる。The spray that precedes at the center attracts small diameter droplets of the spray that are sprayed in a hollow radial manner at the periphery of the spray to form a solid spray with excellent dispersibility. . The spray that precedes at the center is mainly sprayed by the fuel to which the weak swirling force is applied, and the spray subsequently injected radially is mainly the spray by the fuel to which the strong swirling force is applied. At this time, by visualizing the spray at the time of fuel injection and performing high-speed shooting, it is observed that the spray injected to the center reaches farther than the spray radially injected around the center. Observation of the cross section of the spray at this time has the following features.

【００１７】すなわち、本発明の燃料噴射弁は、燃料に
旋回力を付与して噴射する燃料噴射弁において、弁体の
軸心を含む噴霧の断面が、３方向に強い噴霧を有するよ
うにしたものである。That is, according to the fuel injection valve of the present invention, in the fuel injection valve which applies a swirling force to fuel and injects the fuel, the cross section of the spray including the axial center of the valve element has strong spray in three directions. Things.

【００１８】また、本発明の燃料噴射弁は、燃料を噴射
する噴射孔とこの噴射孔の上流側にシート面とを有する
ノズル体と、前記シート面との間で燃料通路の開閉を行
う弁体と、前記弁体を、その軸方向に駆動する駆動手段
と、前記シート面の上流側に、前記弁体が貫通する貫通
穴を有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通路
とこの軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路と
を構成するための素子と、を備えた燃料噴射弁であっ
て、前記径方向通路は、前記軸方向に多段に備えられる
２つの径方向通路を有し、前記噴射孔から遠い方、すな
わち、上流側にある径方向通路の前記貫通穴側開口の前
記弁体軸心からのオフセット量と、前記噴射孔に近い方
にある径方向通路の開口のオフセット量が相異なるよう
にしたものである。Further, the fuel injection valve of the present invention is a valve for opening and closing a fuel passage between a nozzle body having an injection hole for injecting fuel, a seat surface upstream of the injection hole, and the seat surface. A drive means for driving the valve body in the axial direction thereof; and a through-hole through which the valve body passes on the upstream side of the seat surface, and an axial passage through which fuel passes in the axial direction. An element for forming a radial passage from the axial passage to the through hole, wherein the radial passage comprises two radial passages provided in multiple stages in the axial direction. The distance from the injection hole, that is, the offset amount from the valve body axis of the through hole side opening of the radial passage on the upstream side, and the radial passage closer to the injection hole The offset amounts of the openings are different from each other.

【００１９】例えば、これによれば、前記噴射孔から遠
い方、すなわち、上流側のオフセット量を前記噴射孔に
近い方にある下流側のオフセット量よりも大きくする
と、前記噴射孔から遠い方にある径方向通路を通る燃料
の流れの方向は、噴射孔に近い方にある径方向通路を通
る燃料の流れよりも、弁体の軸心から大きく逸れる。従
って、上流側で強い旋回力を付与された燃料が下流側で
弱い旋回力を与えられた燃料に続いて噴射孔から噴射さ
れ、上述のようにして中実状の噴霧となる。For example, according to this, if the offset farther from the injection hole, that is, the offset amount on the upstream side is larger than the offset amount on the downstream side closer to the injection hole, it becomes more distant from the injection hole. The direction of fuel flow through a certain radial passage deviates more from the axis of the valve body than the flow of fuel through a radial passage closer to the injection hole. Therefore, the fuel to which the strong swirling force is applied on the upstream side is injected from the injection holes subsequent to the fuel to which the weak swirling force is applied on the downstream side, and becomes a solid spray as described above.

【００２０】また、本発明の内燃機関は、シリンダと、
このシリンダの中で往復運動するピストンと、前記シリ
ンダ内に空気を導入する吸気手段と、燃焼ガスを前記シ
リンダ内から排気する排気手段と、前記シリンダ内に直
接燃料を噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に燃料
タンクから燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸気手
段によって前記シリンダ内に導入した空気と前記燃料噴
射弁によって前記シリンダ内に噴射された燃料との混合
気に点火する点火装置とを備えた内燃機関であって、前
記燃料噴射弁は、噴射孔を有するノズル体と、前記噴射
孔を開閉する弁体と、この弁体をその軸方向に駆動する
駆動手段と、前記噴射孔の上流側に前記軸方向に多段に
配置された２つの旋回力付与手段を具備してなり、前記
２つの旋回力付与手段のうち、上流側の旋回力付与手段
で下流側よりも強い旋回力を燃料に付与して、シリンダ
内に噴射するようにしたものである。Further, the internal combustion engine of the present invention comprises: a cylinder;
A piston that reciprocates in the cylinder, an intake unit that introduces air into the cylinder, an exhaust unit that exhausts combustion gas from the cylinder, and a fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder. Fuel supply means for supplying fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, and ignition for igniting a mixture of air introduced into the cylinder by the intake means and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve. An internal combustion engine including a device, wherein the fuel injection valve has a nozzle body having an injection hole, a valve body that opens and closes the injection hole, a driving unit that drives the valve body in an axial direction thereof, An upstream side of the injection hole is provided with two turning force applying means arranged in multiple stages in the axial direction. Of the two turning force applying means, the upstream turning force applying means is stronger than the downstream side. The turning force is imparted to the fuel, it is obtained so as to inject into the cylinders.

【００２１】また、本発明の内燃機関は、シリンダと、
このシリンダの中で往復運動するピストンと、前記シリ
ンダ内に空気を導入する吸気手段と、燃焼ガスを前記シ
リンダ内から排気する排気手段と、前記シリンダ内に直
接燃料を噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に燃料
タンクから燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸気手
段によって前記シリンダ内に導入した空気と前記燃料噴
射弁によって前記シリンダ内に噴射された燃料との混合
気に点火する点火装置とを備えた内燃機関であって、前
記燃料噴射弁は、燃料に旋回力を付与して噴射する手段
を備えると共に、噴射孔から中央部に噴射される噴霧の
速度が、その周りに放射状に噴射される噴霧の速度より
も大きくなるように、前記シリンダ内に燃料を噴射する
ようにしたものである。Further, the internal combustion engine of the present invention comprises: a cylinder;
A piston that reciprocates in the cylinder, an intake unit that introduces air into the cylinder, an exhaust unit that exhausts combustion gas from the cylinder, and a fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder. Fuel supply means for supplying fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, and ignition for igniting a mixture of air introduced into the cylinder by the intake means and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve. An internal combustion engine comprising: a fuel injection valve, wherein the fuel injection valve includes a means for applying a swirling force to the fuel to inject the fuel, and the speed of the spray injected from the injection hole to the center portion is radially around the fuel injection valve. The fuel is injected into the cylinder so as to be faster than the speed of the spray injected into the cylinder.

【００２２】また、本発明の内燃機関は、シリンダと、
このシリンダの中で往復運動するピストンと、前記シリ
ンダ内に空気を導入する吸気手段と、燃焼ガスを前記シ
リンダ内から排気する排気手段と、前記シリンダ内に直
接燃料を噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に燃料
タンクから燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸気手
段によって前記シリンダ内に導入した空気と前記燃料噴
射弁によって前記シリンダ内に噴射された燃料との混合
気に点火する点火装置とを備えた内燃機関であって、前
記燃料噴射弁は、燃料に旋回力を付与して噴射する手段
を備えると共に、弁体の軸心を含む噴霧の断面が、３方
向に強い噴霧を有するように、前記シリンダ内に燃料を
噴射するようにしたものである。Further, the internal combustion engine of the present invention comprises: a cylinder;
A piston that reciprocates in the cylinder, an intake unit that introduces air into the cylinder, an exhaust unit that exhausts combustion gas from the cylinder, and a fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder. Fuel supply means for supplying fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, and ignition for igniting a mixture of air introduced into the cylinder by the intake means and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve. The fuel injection valve includes means for applying a swirling force to fuel and injecting the fuel, and the cross section of the spray including the axial center of the valve element is a strong spray in three directions. The fuel is injected into the cylinder so as to have the same.

【００２３】また、本発明の内燃機関は、シリンダと、
このシリンダの中で往復運動するピストンと、前記シリ
ンダ内に空気を導入する吸気手段と、燃焼ガスを前記シ
リンダ内から排気する排気手段と、前記シリンダ内に直
接燃料を噴射する燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に燃料
タンクから燃料を供給する燃料供給手段と、前記吸気手
段によって前記シリンダ内に導入した空気と前記燃料噴
射弁によって前記シリンダ内に噴射された燃料との混合
気に点火する点火装置とを備えた内燃機関であって、前
記燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴射孔とこの噴射孔の
上流側にシート面とを有するノズル体と、前記シート面
との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体をその
軸方向に駆動する駆動手段と、前記シート面の上流側に
素子とを備え、前記素子は、前記弁体が貫通する貫通穴
を有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通路と
この軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路とを
構成するように備えられ、前記径方向通路は、前記軸方
向に２つの径方向通路を多段に備え、前記噴射孔から遠
い方、すなわち上流側にある径方向通路の前記貫通穴側
開口の前記弁体軸心からのオフセット量を、前記噴射孔
に近い方にある径方向通路の開口のオフセット量よりも
大きくし、前記２つの径方向通路により燃料に異なる旋
回力を付与して、前記シリンダ内に噴射するようにした
ものである。Also, the internal combustion engine of the present invention comprises: a cylinder;
A piston that reciprocates in the cylinder, an intake unit that introduces air into the cylinder, an exhaust unit that exhausts combustion gas from the cylinder, and a fuel injection valve that injects fuel directly into the cylinder. Fuel supply means for supplying fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, and ignition for igniting a mixture of air introduced into the cylinder by the intake means and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve. An internal combustion engine comprising: a nozzle body having an injection hole for injecting fuel and a seat surface upstream of the injection hole; and a fuel passage between the seat surface and the fuel injection valve. A valve element that opens and closes, a driving unit that drives the valve element in its axial direction, and an element upstream of the seat surface, the element having a through hole through which the valve element penetrates, An axial passage for passing fuel in the axial direction and a radial passage leading from the axial passage to the through hole are provided, and the radial passage is formed by multi-stage two radial passages in the axial direction. In the distance from the injection hole, that is, the offset amount from the valve body axis of the through hole side opening of the radial passage on the upstream side, the opening of the radial passage closer to the injection hole The offset amount is made larger than the offset amount, and different swirling forces are applied to the fuel by the two radial passages so that the fuel is injected into the cylinder.

【００２４】以上の内燃機関によれば、シリンダ内で中
実状の噴霧が形成されることにより、内燃機関の点火性
を良好とし、燃焼性も向上するので燃焼の未燃ガス成分
の排出量を低減できる。このとき、ピストンの上面に構
成したキャビティに向けて燃料を噴射すれば、弱い旋回
力を付与された慣性力の強い噴霧はキャビティに勢い良
く衝突し、向きを点火装置（点火プラグ）の方に変え
る。向きを変えた慣性力の強い噴霧はさらに回りの小径
液滴を誘引しながら拡散を促すので、点火性ばかりでな
く、燃焼性もさらに向上する。According to the above-described internal combustion engine, since the solid spray is formed in the cylinder, the ignitability of the internal combustion engine is improved, and the combustibility is also improved. Can be reduced. At this time, if the fuel is injected toward the cavity formed on the upper surface of the piston, the spray having a strong swirling force and strong inertia collides vigorously with the cavity, and the direction is directed toward the ignition device (spark plug). Change. The changed direction of the spray having a strong inertial force promotes the diffusion while attracting the small-diameter droplets further around, so that not only the ignitability but also the flammability are further improved.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】まず、筆者等が検討対象とした筒
内燃料噴射装置及びそれを搭載した内燃機関を図９に示
す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, FIG. 9 shows an in-cylinder fuel injection device and an internal combustion engine equipped with the in-cylinder fuel injection device which have been studied by the authors.

【００２６】詳細は後述するが、この筒内燃料噴射装置
（以下、電磁式燃料噴射弁と称す）は、シリンダヘッド
に３０°〜４０°程度の傾斜をもって取り付けられてい
るが、その燃料の噴射方向はピストンキャビティ（ピス
トンに設けられる凹み）に向けられている。この種の電
磁式燃料噴射弁より噴射される噴霧の最適化には、以下
の様な特性を考慮して検討を行う必要がある。As will be described in detail later, this in-cylinder fuel injection device (hereinafter referred to as an electromagnetic fuel injection valve) is attached to a cylinder head at an inclination of about 30 ° to 40 °. The direction is directed to the piston cavity (a depression provided in the piston). In order to optimize the spray injected from this type of electromagnetic fuel injection valve, it is necessary to study in consideration of the following characteristics.

【００２７】第一は噴霧形状であり、噴霧の広がり角度
や到達距離で因子となる。第二は噴霧粒径であり、大粒
子の個数をできるかぎり少なくして粒径分布の均一化を
図る必要がある。第三は噴霧構造であり、噴霧される燃
料粒子の空間的分布を適正化する必要がある。The first is the shape of the spray, which is a factor in the spread angle and the reach of the spray. The second is the spray particle size, and it is necessary to make the particle size distribution uniform by minimizing the number of large particles as much as possible. The third is a spray structure, which needs to optimize the spatial distribution of fuel particles to be sprayed.

【００２８】筆者等は、これらの噴霧特性が内燃機関の
燃焼特性にどのように関与するか、種々の実験解析を進
めている。これまでの検討によると、噴霧の広がり角度
を大きくして噴霧の慣性力を弱めてその到達距離を短く
すると、燃焼の安定性に有効であること。また一方、噴
霧の広がり角度を小さくして噴霧の慣性力を強くする
と、点火性の良い混合気が生成されるが、燃焼の未燃ガ
ス成分（ＨＣ、ＣＯ）が増加する傾向にあること等が明
らかになっている。The present inventors have been conducting various experimental analyzes on how these spray characteristics affect the combustion characteristics of the internal combustion engine. According to previous studies, it is effective to stabilize combustion by increasing the spread angle of the spray and reducing the inertia force of the spray to shorten the reach. On the other hand, if the spread angle of the spray is reduced to increase the inertial force of the spray, an air-fuel mixture with good ignitability is generated, but the unburned gas components (HC, CO) of combustion tend to increase. Is revealed.

【００２９】本発明に係る以下の実施例は上述の知見に
基づいてなされたものである。The following embodiments according to the present invention have been made based on the above findings.

【００３０】以下、本発明の一実施例を図１および図
２、図３により説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

【００３１】図１（ａ）は、本発明の電磁式燃料噴射弁
１の縦断面図を示しており、この図を用いて、電磁式燃
料噴射弁１の構造及び動作について説明する。また、図
１（ｂ）は、燃料旋回素子２２と可動弁部４Ａの拡大断
面図を示しており、図１（ｃ）は、燃料噴射孔８の直径
ｄo とバルブシ−ト面９部の角度θを示す拡大断面図で
ある。FIG. 1A is a longitudinal sectional view of the electromagnetic fuel injection valve 1 of the present invention, and the structure and operation of the electromagnetic fuel injection valve 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1B is an enlarged sectional view of the fuel swirling element 22 and the movable valve portion 4A, and FIG. 1C is a diagram showing the diameter do of the fuel injection hole 8 and the angle of the valve seat surface 9 portion. It is an expanded sectional view which shows (theta).

【００３２】該電磁式燃料噴射弁１は、コントロ−ルユ
ニットにより演算されたデュ−ティのＯＮ−ＯＦＦ信号
によりシ−ト部の開閉を行うことにより燃料の噴射を実
施する。磁気回路は、有底筒状のヨ−ク３、ヨ−ク３の
開口端を閉じる栓体部２ａとヨ−ク３の中心部に延びる
柱状部２ｂとからなるコア２及びコア２に空隙を隔てて
対面するプランジャ４とからなる。柱状部２ｂの中心に
は、プランジャ４とロッド５とボ−ル６からなる可動部
４Ａを、ノズル部材７に形成された燃料の通過を許す燃
料噴射孔８の上流側のシ−ト面９に押圧するように挿入
した、弾性部材としてのスプリング１０を保持するため
の穴４Ｂが設けてある。このスプリング１０の上端は、
セット荷重を調整するためにコア２の中心に挿通された
スプリングアジャスタ１１の下端に当接している。コア
２の柱状部２ｂ側とヨ−ク３の可動部４Ａ側で対面する
隙間部には、コイル１４側へ燃料が流出するのを防ぐた
めに、両者間に機械的に固定されるシ−ルリング１２が
設けられている。磁気回路を励磁するコイル１４はボビ
ン１３に巻かれ、その外周をプラスチック材でモ−ルド
されている。これらから成るコイル組立体１５の端子１
７は、コア２のつば２ａ部に設けた穴１６に挿入されて
いる。この端子１７は、図示しないコントロ−ルユニッ
トの端子と結合される。The electromagnetic fuel injection valve 1 injects fuel by opening and closing the sheet portion in response to a duty ON-OFF signal calculated by the control unit. The magnetic circuit includes a core 2 having a bottomed cylindrical yoke 3, a plug 2 a for closing the open end of the yoke 3, and a columnar portion 2 b extending to the center of the yoke 3, and a gap in the core 2. And a plunger 4 facing the other. At the center of the columnar portion 2b, a movable portion 4A composed of a plunger 4, a rod 5, and a ball 6 is provided with a seat surface 9 on the upstream side of a fuel injection hole 8 formed in the nozzle member 7 to allow fuel to pass therethrough. A hole 4B for holding the spring 10 as an elastic member, which is inserted so as to be pressed, is provided. The upper end of the spring 10
It is in contact with the lower end of the spring adjuster 11 inserted through the center of the core 2 to adjust the set load. In a gap facing the columnar portion 2b of the core 2 and the movable portion 4A of the yoke 3, a seal ring is mechanically fixed between the two to prevent fuel from flowing out to the coil 14 side. 12 are provided. A coil 14 for exciting a magnetic circuit is wound around a bobbin 13 and its outer periphery is molded with a plastic material. Terminal 1 of coil assembly 15 composed of these
Reference numeral 7 is inserted into a hole 16 provided in the flange 2a of the core 2. The terminal 17 is connected to a terminal of a control unit (not shown).

【００３３】ヨ−ク３の有底部には、可動部４Ａを受容
するプランジャ受容部１８が開けられており、さらにプ
ランジャ受容部１８の径より大径でそこにストッパ１９
及びノズル部材７を受容するノズル受容部２０がヨ−ク
３先端まで貫設されている。可動部４Ａは、磁性材料製
プランジャ４と、一端がプランジャ４に一体的に形成さ
れたロッド５と該ロッド５の先端部に接合されたボ−ル
６とより成るが、ロッド５のプランジャ４側には燃料の
通過を許す空洞部５Ａが設けてある。この空洞部５Ａに
は燃料の流出口５Ｂが設けてある。また、可動部４Ａ
は、プランジャ４の外周がシ−ルリング１２に当接する
ことでその軸方向の動きを案内されるとともに、ボ−ル
６が接合されたロッド５の端部近傍を、ノズル部材７の
中空部の内壁２１に挿入されている本発明に係る積層構
造の燃料旋回素子２２の内周面２３で、ガイドされてい
る。ノズル部材７には、ボ−ル６が接合されたロッド５
の端部近傍をガイドする積層構造の燃料旋回素子２２に
つづいて、ボ−ル６を着座するシ−ト面９が形成されて
おり、シ−ト面９の下流の中央部には燃料の通過を許す
燃料噴射孔８が設けられている。A plunger receiving portion 18 for receiving the movable portion 4A is opened at the bottom of the yoke 3, and a stopper 19 having a diameter larger than that of the plunger receiving portion 18 is provided there.
A nozzle receiving portion 20 for receiving the nozzle member 7 extends through the yoke 3 to the tip thereof. The movable portion 4A comprises a plunger 4 made of a magnetic material, a rod 5 having one end integrally formed with the plunger 4, and a ball 6 joined to the tip of the rod 5. On the side, there is provided a cavity 5A that allows the passage of fuel. The cavity 5A is provided with a fuel outlet 5B. Also, the movable part 4A
The outer periphery of the plunger 4 abuts on the seal ring 12 to guide its axial movement, and the vicinity of the end of the rod 5 to which the ball 6 is joined is formed in the hollow portion of the nozzle member 7. It is guided by the inner peripheral surface 23 of the fuel swirl element 22 having a laminated structure according to the present invention inserted into the inner wall 21. The nozzle 5 has a rod 5 to which the ball 6 is joined.
A seat surface 9 for seating the ball 6 is formed following a fuel swirling element 22 having a laminated structure that guides the vicinity of the end of the fuel cell. A fuel injection hole 8 that allows passage is provided.

【００３４】なお、燃料噴射孔８は、直径ｄo よりな
り、ノズル部材７のシ−ト面９は、シ−ト角度θより構
成されている。The fuel injection hole 8 has a diameter do and the sheet surface 9 of the nozzle member 7 has a sheet angle θ.

【００３５】また、可動部４Ａのストロ−ク（軸上方へ
の移動量）は、ロッド５の首部の受け面５Ｃとストッパ
１９間の空隙の寸法で決定される。なお、２４はフィル
タ−で燃料中や配管中のゴミや異物がバルブシ−ト側へ
の侵入を防ぐために設けられている。The stroke of the movable portion 4A (the amount of upward movement) is determined by the size of the gap between the receiving surface 5C of the neck of the rod 5 and the stopper 19. Reference numeral 24 denotes a filter which is provided to prevent dust and foreign matter in fuel and pipes from entering the valve sheet.

【００３６】戻って、本発明に係る積層構造の燃料旋回
素子２２の構成について、説明する。図２（ａ）は、積
層構造の燃料旋回素子２２の平面図を、図２（ｂ）は、
その縦断面図を、図２（ｃ）は、燃料旋回素子２２の燃
料通路を構成する上部プレ−ト２２Ｂを、図２（ｄ）
は、燃料の通過を許す中間プレ−ト２２Ｃを、図２
（ｅ）は、燃料旋回通路を構成する下部プレ−ト２２Ｄ
の形状をそれぞれ示している。Returning to the description, the structure of the fuel swirl element 22 having a laminated structure according to the present invention will be described. FIG. 2A is a plan view of the fuel swirling element 22 having a laminated structure, and FIG.
FIG. 2C is a longitudinal sectional view of the upper plate 22B constituting the fuel passage of the fuel swirl element 22, and FIG.
Fig. 2 shows an intermediate plate 22C that allows the passage of fuel.
(E) is a lower plate 22D constituting a fuel swirl passage
Are shown respectively.

【００３７】また、図３（ｂ）には、下部旋回通路の他
の構成例として下部プレ−ト２２Ｄ’を示している。FIG. 3B shows a lower plate 22D 'as another configuration example of the lower swirl path.

【００３８】積層構造の燃料旋回素子２２は、図２
（ｂ）に示されるように、筒状部２２Ａとプレ−ト２２
Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄの４ピ−スより構成される。筒状部
２２Ａは可動部４Ａの案内孔２３を有する。また、プレ
−ト２２Ｂは図２（ｃ）に示すように、軸心よりオフセ
ットＬｓされる径方向燃料通路２５と切欠き部２６が各
々１対設けられており、さらにこの径方向燃料通路２５
と連通する穴２７が中央部に設けられている。また、プ
レ−ト２２Ｄにはオフセットされない径方向燃料通路２
８と、この径方向燃料通路２８と連通する穴２９が中央
部に設けられている。 このとき、プレ−ト２２Ｄの径
方向燃料通路２８は、プレ−ト２２Ｂの径方向燃料通路
２５のオフセット量Ｌｓよりも小さなオフセット量（０
以上）を有していても良い。例えば、図３（ｂ）に示す
ような下部プレ−ト２２Ｄを用いると、燃料旋回通路２
８’は、図２（ｃ）の燃料通路２５のオフセット量Ｌｓ
よりも小さいオフセット量Ｌｓ’を有している。すなわ
ち、燃料が径方向燃料通路２８を通る際に、この通路２
８から与えられる旋回力が、径方向燃料通路２５を通る
際に与えられる旋回力よりも小さい範囲で、所望の噴霧
が得られるように、径方向燃料通路２８のオフセット量
を設定すればよい。The fuel swirling element 22 having a laminated structure is shown in FIG.
As shown in (b), the cylindrical portion 22A and the plate 22
B, 22C and 22D. The cylindrical portion 22A has a guide hole 23 for the movable portion 4A. As shown in FIG. 2 (c), the plate 22B is provided with a pair of radial fuel passages 25 and notches 26 which are offset Ls from the axis.
A hole 27 is provided at the center of the hole. Further, the radial fuel passage 2 not offset to the plate 22D.
8 and a hole 29 communicating with the radial fuel passage 28 are provided at the center. At this time, the radial fuel passage 28 of the plate 22D has an offset amount (0) smaller than the offset amount Ls of the radial fuel passage 25 of the plate 22B.
Above). For example, if a lower plate 22D as shown in FIG.
8 'is an offset amount Ls of the fuel passage 25 in FIG.
Has a smaller offset amount Ls'. That is, when the fuel passes through the radial fuel passage 28, the passage 2
The offset amount of the radial fuel passage 28 may be set so that a desired spray can be obtained in a range where the swirling force given from 8 is smaller than the swirling force given when passing through the radial fuel passage 25.

【００３９】さらに、中間プレ−ト２２Ｃには切欠き部
３０と中央部に穴３１が各々設けられている。なお、プ
レ−ト２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄに設けられる穴２７、２
９、３１は筒状部２２Ａの案内孔２３の直径と同径かも
しくは多少大きい径となるように形成されている。さら
に、これらのプレ−ト２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄは非常に
薄い板状の部材を円盤状に打ち抜いて製作されたもの
で、各々の穴や切欠き部も同工程で成型される。このよ
うに、プレ−ト２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄはプレス型成型
によるので形状の設計自由度が高い。例えば、径方向通
路を複数個設けること、非常に細い通路を設けること、
曲線となるような複雑な通路を設けること、など切削加
工では得られない複雑で様々な形状を高精度でしかも安
価で製作できる。Further, the intermediate plate 22C is provided with a notch 30 and a hole 31 at the center. The holes 27, 2 provided in the plates 22B, 22C, 22D
Reference numerals 9 and 31 are formed so as to have the same diameter as or slightly larger than the diameter of the guide hole 23 of the cylindrical portion 22A. Further, these plates 22B, 22C and 22D are manufactured by punching a very thin plate-like member into a disk shape, and each hole and notch is also formed in the same process. As described above, since the plates 22B, 22C and 22D are formed by press molding, the degree of freedom in shape design is high. For example, providing a plurality of radial passages, providing a very narrow passage,
It is possible to produce complicated and various shapes which cannot be obtained by cutting, such as providing a complicated passage having a curved line, with high precision and at low cost.

【００４０】筒状部２２Ａとプレ−ト２２Ｂ、２２Ｃ、
２２Ｄの４ピ−スは、図２（ｂ）に示されるような順番
で積層された後圧着固定される。この積層構造の燃料旋
回素子２２をノズル７の中空部の内壁２１に挿入固定す
ると、燃料旋回素子２２の外周壁とノズル７の中空部の
内壁２１との間で燃料の軸方向通路３２が形成される。
また、可動部４Ａの挿入によってボ−ル６の外周部に燃
料旋回室３３が形成される。すなわち、弁上方より導入
される燃料通路が構成され、軸方向通路３２を通過した
燃料はプレ−ト２２Ｂの径方向燃料通路２５にて軸中心
より偏心導入される。いわゆる、燃料に旋回が付与され
る。ここに、付与される旋回強度（スワ−ル数Ｓ）は次
式で求められる。The cylindrical portion 22A and the plates 22B, 22C,
The four pieces of 22D are laminated in the order shown in FIG. When the fuel swirling element 22 having the laminated structure is inserted and fixed to the inner wall 21 of the hollow portion of the nozzle 7, a fuel axial passage 32 is formed between the outer peripheral wall of the fuel swirling element 22 and the inner wall 21 of the hollow portion of the nozzle 7. Is done.
The fuel swirl chamber 33 is formed on the outer periphery of the ball 6 by inserting the movable portion 4A. That is, a fuel passage is introduced from above the valve, and the fuel that has passed through the axial passage 32 is eccentrically introduced from the axial center in the radial fuel passage 25 of the plate 22B. In other words, the fuel is swirled. Here, the turning strength (the number of swirls S) is given by the following equation.

【００４１】 Ｓ＝（角運動量）／（（噴射軸方向の運動量）×（燃料噴射孔の半径）） ＝（２・ｄ0・Ｌs）／（ ｎ・ｄs2・cos θ/2） ここに、 ｄ0：燃料噴射孔径 Ｌs：径方向燃料通路の偏心量（図２参照） ｎ ：径方向燃料通路の数 θ ：弁座の角度 ｄs：流れ学的等価直径で径方向燃料通路の幅Ｗと高さ
Ｈを用い表される。このとき、 ｄs ＝（２・Ｗ・Ｈ）／（Ｗ＋Ｈ） である。このスワ−ル数Ｓを大きくすると、燃料の微粒
化が促進され慣性力が弱められた広がり角度の大きい噴
霧が形成される。[0041] S = (angular momentum) / ((injection axis direction of momentum) × (radius of the fuel injection hole)) = (2 · d 0 · Ls) / (n · ds 2 · cos θ / 2) where the , d 0: fuel injection hole diameter Ls: eccentricity in the radial direction fuel passages (see FIG. 2) n: number of radial fuel passages theta: angle of valve seat ds: width W in the radial direction fuel passages in flow biological equivalent diameter And the height H. At this time, ds = (2 · W · H) / (W + H). When the swirl number S is increased, atomization of fuel is promoted, and a spray having a large divergence angle with reduced inertial force is formed.

【００４２】上式からも分かるように、旋回力を左右す
るパラメータには、オフセット量Ｌｓの他に、通路の数
ｎと水力直径ｄsがある。従って、旋回力を変えるため
に、本実施例のようにオフセット量Ｌｓを操作するかわ
りに、ｎやｄsを操作しても良いが、この場合には圧力
損失に差が生じるので、各溝に流れる燃料の流量配分が
異なってしまう。従って、この点に留意した設計が必要
となる。その点では、オフセット量Ｌｓはその影響が小
さく、操作しやすい。しかし、前記の点に十分留意して
設計すれば、多段に配置した径方向燃料通路についてｎ
やｄsを変えても良い。As can be seen from the above equation, the parameters that affect the turning force include the number n of passages and the hydraulic diameter ds in addition to the offset amount Ls. Therefore, in order to change the turning force, instead of operating the offset amount Ls as in the present embodiment, n or ds may be operated. However, in this case, a difference occurs in the pressure loss, so that each groove has a difference. The flow distribution of the flowing fuel is different. Therefore, it is necessary to design in consideration of this point. At that point, the offset amount Ls has a small influence and is easy to operate. However, if the above points are carefully designed, the radial fuel passages arranged in multiple stages may have n
And ds may be changed.

【００４３】以上のように構成された、本噴射弁１の動
作を説明する。The operation of the injection valve 1 configured as described above will be described.

【００４４】噴射弁１は、電磁コイル１４に与えられる
電気的なＯＮ−ＯＦＦ信号により、可動部４Ａを軸方向
に上下動させてバルブシ−ト９の開閉を行い、それによ
って燃料の噴射制御を行う。電気信号がコイル１４に与
えられると、コア２、ヨ−ク３、プランジャ４で磁気回
路が形成され、プランジャ４がコア２側に吸引される。
プランジャ４が移動すると、これと一体になっているボ
−ル６も移動してノズル部材７の弁座のシ−ト面９から
離れ燃料噴射孔８を開放する。燃料は、図９に示す燃料
ポンプ８０、７１や燃料圧力を調整するレギュレ−タ７
９を介して加圧調整され、フィルタ２４から燃料噴射弁
１の内部に流入し、コア２の内部通路、プランジャ４の
外周部及びプランジャ４内に設けた燃料の通過を許す空
洞部５Ａから燃料の流出口５Ｂを経て下流に至り、スト
ッパ１９とロッド５の隙間、燃料旋回素子２２の径方向
燃料通路２５、切欠き部２６を通ってシ−ト部へ旋回供
給され、開弁時に燃料噴射孔８から噴射される。The injection valve 1 opens and closes the valve sheet 9 by moving the movable portion 4A up and down in the axial direction in response to an electrical ON-OFF signal applied to the electromagnetic coil 14, thereby controlling the fuel injection. Do. When an electric signal is applied to the coil 14, a magnetic circuit is formed by the core 2, the yoke 3, and the plunger 4, and the plunger 4 is attracted to the core 2.
When the plunger 4 moves, the ball 6 integral therewith also moves and separates from the seat surface 9 of the valve seat of the nozzle member 7 to open the fuel injection hole 8. The fuel is supplied to the fuel pumps 80 and 71 shown in FIG. 9 and the regulator 7 for adjusting the fuel pressure.
The pressure is adjusted through the filter 9, flows into the fuel injection valve 1 from the filter 24, and flows through the internal passage of the core 2, the outer peripheral portion of the plunger 4, and the hollow portion 5 </ b> A provided in the plunger 4 to allow the passage of fuel. To the downstream through the outlet 5B through the gap between the stopper 19 and the rod 5, the radial fuel passage 25 of the fuel swirl element 22, and the notch 26, and is swirled to the seat. It is injected from the hole 8.

【００４５】噴射された噴霧は、詳細は後述するが（図
７参照）、慣性力の弱い広がり角度の大きい噴霧と慣性
力の強い広がり角度の小さい噴霧が混在する、いわゆる
複合噴霧（比較的中実構造の噴霧）となる。すなわち、
慣性力の弱い広がり角度の大きい噴霧は、シ−ト面９よ
り遠ざけて配置されるプレ−ト２２Ｂより生成されるも
ので、径方向燃料通路２５により燃料に付与される旋回
力によって微粒化が促進されたものである。また一方、
慣性力の強い広がり角度の小さい噴霧は、シ−ト面９に
近い側に配置されるプレ−ト２２Ｄにより生成されるも
ので燃料に付与される旋回力は前者に比べて弱く、速度
の大きい噴霧流として軸心付近に生成される。The injected spray will be described in detail later (see FIG. 7), but a so-called composite spray (comparatively medium spray) in which a spray having a small inertial force and a large spread angle and a spray having a strong inertial force and a small spread angle are mixed. Spray of the actual structure). That is,
The spray having a large divergence angle with a small inertia force is generated from the plate 22B arranged at a distance from the sheet surface 9, and the atomization is performed by the swirling force applied to the fuel by the radial fuel passage 25. It was promoted. Meanwhile,
The spray having a small divergence angle with a strong inertial force is generated by the plate 22D disposed on the side close to the sheet surface 9, and the swirling force applied to the fuel is weaker than that of the former, and the speed is large. It is generated near the axis as a spray flow.

【００４６】プレ−ト２２Ｄの径方向燃料通路２８はオ
フセット量がゼロ（０）であるが、プレ−ト２２Ｂの径
方向燃料通路２５からの強い旋回流に押し出される際
に、旋回力を付与されて弱い旋回流となる。Although the offset amount of the radial fuel passage 28 of the plate 22D is zero (0), the swirling force is applied when being pushed out by the strong swirling flow from the radial fuel passage 25 of the plate 22B. This results in a weak swirling flow.

【００４７】径方向燃料通路２８からの、弱い旋回力を
与えられた噴霧流は、周辺空気を誘引すると共に、径方
向燃料通路２５から強い旋回力を与えられて微粒化され
た微小液滴を誘引する。その結果として、比較的中実構
造となる噴霧が生成される。図３（ａ）は、本発明のプ
レ−ト２２Ｂに係る他の実施例を示すもので、燃料の径
方向通路２５の変形例である。すなわち、プレ−ト３４
Ｂには、切欠き部に変わる突起状の半円部３５が形成さ
れており、この突起状の半円部３５に燃料の径方向通路
３６の一端を構成したものである。この径方向通路３６
に連通して中央部に穴３７が設けてある。本実施例にお
いても燃料に十分な旋回力が付与されて、燃料の微粒化
が促進され速度が小さく慣性力の弱い噴霧が生成され
る。The spray flow provided with a weak swirling force from the radial fuel passage 28 attracts the surrounding air, and at the same time, applies a strong swirling force from the radial fuel passage 25 to form fine droplets atomized. To attract. The result is a spray that is relatively solid. FIG. 3A shows another embodiment of the plate 22B of the present invention, which is a modification of the radial passage 25 for fuel. That is, plate 34
B has a protruding semicircular portion 35 instead of a cutout portion, and the protruding semicircular portion 35 constitutes one end of a radial passage 36 for fuel. This radial passage 36
A hole 37 is provided at the center part in communication with. Also in the present embodiment, a sufficient swirling force is applied to the fuel, atomization of the fuel is promoted, and a spray having a small speed and a small inertia force is generated.

【００４８】図４は、本発明の積層構造の燃料旋回素子
２２に係る他の実施例を示すもので、２ピ−ス構造の燃
料旋回素子３８としたものである。図４（ａ）は燃料旋
回素子３８の縦断面図を示しており、図４（ｂ）は燃料
の径方向通路を示すＭ方向視図及び図４（ｃ）はＮ方向
視図である。FIG. 4 shows another embodiment of the fuel swirling element 22 having a laminated structure according to the present invention, which is a fuel swirling element 38 having a two-piece structure. 4A is a longitudinal sectional view of the fuel swirling element 38, FIG. 4B is a view in the M direction showing a radial passage of the fuel, and FIG. 4C is a view in the N direction.

【００４９】すなわち、燃料旋回素子３８は、図４
（ａ）に示されるＹ部で分離されるが、この部位で接合
固定されており、筒状部３８Ａには、可動部４Ａをガイ
ドする案内孔３９が設けられている。また、他方の筒状
部３８Ｂの一端面には、軸心よりオフセットされる燃料
の径方向通路４０（図４（ｂ）のＭ方向視図参照）が、
他方面には、オフセットされていない燃料の径方向通路
４１（図４（ｃ）のＮ方向視図参照）がそれぞれ設けら
れている。また、中央部には各々の燃料の径方向通路４
０、４１に連通する穴４２が設けられている。この穴４
２は筒状部３８Ａに設けられる案内孔３９の直径と同径
かもしくは多少大きい径で形成されている。また、筒状
部３８Ａ及び他方の筒状部３８Ｂには、図４（ｂ）
（ｃ）に示されるようにＤカット面４３、４４が設けら
れており、ノズル７の中央部の内壁２１に挿入固定され
た際に、Ｄカット面４３、４４とノズル７の中央部の内
壁２１との間で燃料の径方向通路が形成される。この実
施例の筒状部３８Ｂは、第一実施例と同様に型成型で製
作されるので、燃料の径方向通路４０、４１の設計自由
度は比較的高く、高精度な製作も可能であり第一実施例
と同様な作用、効果が得られることは言うまでもない。That is, the fuel swirling element 38 is
It is separated at the Y portion shown in FIG. 5A, but is fixedly joined at this portion, and the cylindrical portion 38A is provided with a guide hole 39 for guiding the movable portion 4A. A radial passage 40 (see a view in the direction M in FIG. 4B) of the fuel, which is offset from the axis, is provided on one end surface of the other cylindrical portion 38B.
On the other surface, radial fuel passages 41 that are not offset (see the N-direction view in FIG. 4C) are provided. In the center, a radial passage 4 for each fuel is provided.
A hole 42 communicating with 0 and 41 is provided. This hole 4
Reference numeral 2 is formed to have the same diameter as or slightly larger than the diameter of the guide hole 39 provided in the cylindrical portion 38A. FIG. 4B shows the cylindrical portion 38A and the other cylindrical portion 38B.
As shown in (c), D-cut surfaces 43 and 44 are provided. When the D-cut surfaces 43 and 44 are inserted into and fixed to the inner wall 21 at the center of the nozzle 7, the D-cut surfaces 43 and 44 and the inner wall at the center of the nozzle 7 are provided. A radial passage for fuel is formed between the fuel cell and the fuel cell 21. Since the cylindrical portion 38B of this embodiment is manufactured by die molding as in the first embodiment, the degree of freedom in designing the radial passages 40 and 41 of the fuel is relatively high, and high-precision manufacturing is also possible. It goes without saying that the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【００５０】図５ないし図６は、本発明に係る可動弁を
ニ−ドル弁とした場合の他の実施例を示すもので、図５
はニ−ドル弁５０周りの要部縦断面図を示しており、図
６は積層構造の燃料旋回素子５１の断面図を示してい
る。図において第一実施例と同符号は同一部品を示す。
図６において、積層構造の燃料旋回素子５１は、筒状部
５１Ａとプレ−ト５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄの４ピ−スよ
り成りその構成は第一実施例と同様である。筒状部５１
Ａはニ−ドル弁よりなるニ−ドル弁５０の案内孔５２を
有する。また、プレ−ト５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄの燃料
通路の構成は第一実施例と同様であるが、相異なるの
は、燃料通路と連通する穴５３が筒状部５１Ａの案内孔
５２の直径より多少大きい径となるように形成されてい
る点である。FIGS. 5 and 6 show another embodiment in which the movable valve according to the present invention is a needle valve.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part around the needle valve 50, and FIG. 6 is a sectional view of a fuel swirling element 51 having a laminated structure. In the figure, the same symbols as those in the first embodiment indicate the same parts.
In FIG. 6, a fuel swirling element 51 having a laminated structure is composed of a tubular portion 51A and four pieces of plates 51B, 51C and 51D, and the configuration is the same as that of the first embodiment. Tubular part 51
A has a guide hole 52 of a needle valve 50 composed of a needle valve. The configuration of the fuel passages of the plates 51B, 51C and 51D is the same as that of the first embodiment, except that the hole 53 communicating with the fuel passage is different from the diameter of the guide hole 52 of the cylindrical portion 51A. The point is that it is formed to have a slightly larger diameter.

【００５１】図５に戻るが、筒状部５１Ａとプレ−ト５
１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄの４ピ−スは、第一実施例と同様
な順番で積層された後ノズル７の中空部の内壁２１に挿
入固定されるが、その際、燃料旋回素子５１の外周壁と
ノズル７の中空部の内壁２１との間で燃料の軸方向通路
５４が形成される。また、ニ−ドル弁５０の挿入によっ
てニ−ドルの先端外周部付近に燃料旋回室５５が形成さ
れる。すなわち、弁上方より導入される燃料通路が構成
され、軸方向通路５４を通過した燃料はプレ−ト５１Ｂ
の偏心導入されて燃料に旋回が付与され、慣性力の弱い
広がり角度の大きい噴霧となる。また、シ−ト面９に近
い側に配置されるプレ−ト５１Ｄにより生成される慣性
力の強い広がり角度の小さい噴霧は、比較的速度の大き
い噴霧流として軸心付近に生成される。その結果とし
て、比較的中実構造となる噴霧が生成される。Returning to FIG. 5, the cylindrical portion 51A and the plate 5
The four pieces 1B, 51C, and 51D are stacked in the same order as in the first embodiment, and then inserted and fixed to the inner wall 21 of the hollow portion of the nozzle 7; An axial passage 54 for the fuel is formed between the nozzle and the inner wall 21 of the hollow portion of the nozzle 7. Further, by inserting the needle valve 50, a fuel swirling chamber 55 is formed near the outer peripheral portion of the distal end of the needle. That is, a fuel passage introduced from above the valve is formed, and the fuel passing through the axial passage 54 is supplied to the plate 51B.
The fuel is swirled by the eccentricity, and the spray is formed with a small inertia force and a large spread angle. Further, the spray having a strong inertial force and a small spread angle generated by the plate 51D disposed on the side close to the sheet surface 9 is generated near the axis as a spray flow having a relatively high speed. The result is a spray that is relatively solid.

【００５２】図７に本発明の実施例によって得られる噴
霧を、ストロボ撮影による写真から模式的に描いて示し
ている。図７（ａ）は液滴の挙動を、図７（ｂ）は噴霧
内外の空気の流動状況を示している。これまでの説明で
明らかなように、燃料はノズル部材７の燃料噴射孔８に
至るまでに、軸方向の上方よりの強い旋回流れと、下方
よりの弱い旋回流れに分離される。その結果、噴霧の外
周部には慣性力の弱く速度の小さい小径液滴が生成さ
れ、噴霧の中心部には慣性力の強く速度の大きい比較的
小さい（外周部の液滴よりも大きな）液滴が生成され
る。噴霧の外周部の小径液滴は周囲気流の影響を受けや
すく、図に示すように、噴霧中心に向かう空気流に誘引
されるものと、下流側で外側に排出されるものとに別れ
る。一方、噴霧の中心部の速度が大きく比較的小さい液
滴は空気流に同伴する周辺の小径液滴を誘引する。その
結果、液滴の分散が促進され比較的中実構造の噴霧が生
成される。FIG. 7 schematically shows the spray obtained by the embodiment of the present invention from a photograph taken by flash photography. FIG. 7A shows the behavior of the droplet, and FIG. 7B shows the flow of air inside and outside the spray. As is clear from the above description, the fuel is divided into a strong swirling flow in the axial direction from above and a weak swirling flow from below before reaching the fuel injection hole 8 of the nozzle member 7. As a result, small-diameter droplets having a small inertia force and a small velocity are generated at the outer periphery of the spray, and a relatively small liquid (larger than the droplet at the outer periphery) having a large inertia force and a large velocity is formed at the center of the spray. Drops are produced. The small-diameter droplets at the outer periphery of the spray are susceptible to the surrounding airflow, and are divided into those that are attracted to the airflow toward the spray center and those that are discharged outward on the downstream side, as shown in the figure. On the other hand, a relatively small droplet having a large velocity at the center of the spray attracts small droplets in the periphery that accompany the air flow. As a result, the dispersion of the droplets is promoted and a spray having a relatively solid structure is generated.

【００５３】図７（ａ）及び図７（ｂ）に戻るが、本発
明によって得られる燃料噴射弁１の中心軸断面の噴霧構
造は、Ｄ１方向、Ｄ２方向、Ｄ３方向の３方向に強い噴
霧流を有している。すなわち、この３方向に強い噴霧流
は、中心下方の噴霧流れ、軸の左方向に延びる噴霧流
と、右方向に延びる噴霧流とで形成される。Referring back to FIGS. 7A and 7B, the spray structure of the fuel injection valve 1 according to the present invention in the cross section along the center axis of the fuel injection valve 1 has strong spray in three directions D1, D2 and D3. Have a flow. That is, the spray flows strong in the three directions are formed by a spray flow below the center, a spray flow extending leftward of the axis, and a spray flow extending rightward.

【００５４】中心下方に向かう噴霧流はＤ１方向の噴霧
流を、左方向に向かう噴霧流はＤ２方向の噴霧流を、右
方向に向かう噴霧流はＤ３方向の噴霧流を、それぞれ示
している。Ｄ１方向の噴霧流は、慣性力が強く速度の大
きい比較的小径の液滴群で構成され、Ｄ２方向の噴霧流
とＤ３方向の噴霧流は、慣性力が弱く速度も小さい小径
の液滴群で構成される。このために、Ｄ２、Ｄ３方向の
噴霧流の、外周部の小径の液滴は気流の影響を受けやす
く、Ｄ１方向に誘引される。The spray flow toward the lower center indicates the spray flow in the direction D1, the spray flow toward the left indicates the spray flow in the direction D2, and the spray flow toward the right indicates the spray flow in the direction D3. The spray flow in the D1 direction is composed of a group of relatively small diameter droplets having a high inertia force and a large speed, and the spray flow in the D2 direction and the spray flow in the D3 direction are small droplet groups having a low inertia force and a small speed. It consists of. For this reason, the small-diameter droplets on the outer peripheral portion of the spray flow in the D2 and D3 directions are easily affected by the air flow and are attracted in the D1 direction.

【００５５】また、空気流は、速度の大きいＤ１方向に
向かう流れと、速度の小さいＤ２、Ｄ３方向の外周部で
巻上がる方向に流れる。Further, the air flow flows in the direction toward the direction D1 where the speed is high, and in the direction in which the air flows around the outer periphery in the directions D2 and D3 where the speed is low.

【００５６】このような流動によって、得られる噴霧は
比較的中実構造となる。By such a flow, the resulting spray has a relatively solid structure.

【００５７】図８および図９は、燃焼室に直接燃料を噴
射可能な本発明の一実施例に係る電磁式燃料噴射弁を内
燃機関に用いた様子を示したものである。FIGS. 8 and 9 show the use of an electromagnetic fuel injection valve according to an embodiment of the present invention capable of directly injecting fuel into a combustion chamber in an internal combustion engine.

【００５８】図８において、４気筒４サイクルのガソリ
ンエンジン６０は、ベルト７２を介して高圧燃料ポンプ
７１に直結されている。この高圧燃料ポンプ７１は、カ
ム駆動により燃料を加圧するもので、例えば、ピストン
を動かして液圧縮を行い高圧燃料を得るものであり、吐
出口７１ａおよび吸込口７１ｂを有している。吐出口７
１ａとエンジンのフューエルギャラリー７５は高圧配管
７３で結合されており、その高圧配管７３の途中にはア
キュ−ムレ−タ７４が設けられている。フュ−エルギャ
ラリ−７５には、本発明に係る燃料噴射弁１が配列固定
されている。In FIG. 8, a four-cylinder four-cycle gasoline engine 60 is directly connected to a high-pressure fuel pump 71 via a belt 72. The high-pressure fuel pump 71 pressurizes fuel by driving a cam. For example, the high-pressure fuel pump 71 moves a piston to perform liquid compression to obtain high-pressure fuel, and has a discharge port 71a and a suction port 71b. Discharge port 7
The fuel gallery 1a and the engine fuel gallery 75 are connected by a high-pressure pipe 73, and an accumulator 74 is provided in the middle of the high-pressure pipe 73. In the fuel gallery 75, the fuel injection valve 1 according to the present invention is fixedly arranged.

【００５９】燃料噴射弁１への供給圧力を一定に保つた
めの高圧レギュレ−タ７７がフューエルギャラリー７５
の下流側に設けられており、余剰燃料はこのフューエル
ギャラリー７７から低圧配管７８を経て低圧レギュレ−
タ７９へと導かれ、次いで低圧レギュレータ７９に接続
された戻り配管８４を通って、燃料タンク８１に戻され
る。燃料タンク８１内には低圧燃料ポンプ８０が設けら
れており、高圧燃料ポンプ７１の吸込側と、フィルタ−
８２および低圧配管８３を介して連結されている。低圧
燃料ポンプ８０から高圧燃料ポンプ７１へ供給される燃
料中の余剰分は、低圧配管８３途中に設けた分岐管を通
って低圧レギュレータ７９へと導かれ戻り配管８４を経
て燃料タンク８１に戻される。A high-pressure regulator 77 for keeping the supply pressure to the fuel injection valve 1 constant is provided by a fuel gallery 75.
The excess fuel is supplied from the fuel gallery 77 through a low-pressure pipe 78 to a low-pressure regulator.
To the fuel tank 81 through a return pipe 84 connected to the low-pressure regulator 79. A low-pressure fuel pump 80 is provided in the fuel tank 81, and a suction side of the high-pressure fuel pump 71 and a filter
82 and a low-pressure pipe 83. Excess fuel in the fuel supplied from the low-pressure fuel pump 80 to the high-pressure fuel pump 71 is guided to the low-pressure regulator 79 through a branch pipe provided in the middle of the low-pressure pipe 83, and returned to the fuel tank 81 via a return pipe 84. .

【００６０】燃料噴射弁１は気筒数に応じて複数個設け
られており、この燃料噴射弁１を制御するドライバ−回
路８５は、エンジンの制御ユニット８６と接続されてお
り、エンジンの制御ユニット８６からの各種指令に応じ
て各筒内燃料噴射装置１への燃料の供給量等を制御す
る。エンジン６０の動作を、運転情報である吸入空気量
や、空気温度、エンジン水温、回転数などに基づいて制
御ユニット８６が制御する。A plurality of fuel injection valves 1 are provided in accordance with the number of cylinders. A driver circuit 85 for controlling the fuel injection valves 1 is connected to a control unit 86 of the engine. The fuel supply amount to each in-cylinder fuel injection device 1 is controlled in accordance with various commands from the controller. The control unit 86 controls the operation of the engine 60 based on the intake air amount, the air temperature, the engine water temperature, the number of revolutions, and the like, which are operation information.

【００６１】次に、このように構成した内燃機関６０の
詳細を図９を用いて説明する。Next, details of the internal combustion engine 60 configured as described above will be described with reference to FIG.

【００６２】シリンダ６８内に往復動可能に設けられた
ピストン６９は、図示しないエンジンシャフトの回転に
応じてシリンダ６８内を上下動する。シリンダ６８の上
部には、シリンダヘッド６３が取り付けられており、シ
リンダ６８と共に密閉空間を形成する。シリンダヘッド
６３には、スロットルバルブを内蔵した吸入空気量制御
装置６１を介して外部空気をシリンダ内に導く吸気マニ
ホールド６２と、シリンダ６８内で燃焼した燃焼ガスを
排気装置へ導く吐出マニホールドとが形成されている。A piston 69 reciprocally provided in the cylinder 68 moves up and down in the cylinder 68 according to rotation of an engine shaft (not shown). A cylinder head 63 is attached to an upper portion of the cylinder 68, and forms a closed space together with the cylinder 68. In the cylinder head 63, an intake manifold 62 for guiding external air into the cylinder via an intake air amount control device 61 having a built-in throttle valve, and a discharge manifold for guiding combustion gas burned in the cylinder 68 to an exhaust device are formed. Have been.

【００６３】シリンダヘッド６３の吸気マニホ−ルド６
２側には吸気弁６４が、中央部には点火装置６５が、そ
して吸気弁６４と反対側には排気弁６６がそれぞれ設け
られている。吸気弁６４および排気弁６６は燃焼室６７
内に延在して設けられている。ここで、本発明に係る燃
料噴射弁１は、シリンダヘッド６３の吸気マニホ−ルド
６２結合部付近に取り付けられており、燃料の噴射方向
が燃焼室６７内でやや下向き方向となるように設定され
ている。その取り付け角度θpは３０°〜４０°程度で
ある。６９はピストンを示しており、６９Ａはピストン
６９に設けられたキャビティである。図中の白抜きの矢
印は吸気流れを示しており、ハッチングの矢印は排気ガ
スの流れをそれぞれ示している。The intake manifold 6 of the cylinder head 63
An intake valve 64 is provided on the second side, an ignition device 65 is provided in the center, and an exhaust valve 66 is provided on the side opposite to the intake valve 64. An intake valve 64 and an exhaust valve 66 are provided in a combustion chamber 67.
It is provided to extend inside. Here, the fuel injection valve 1 according to the present invention is mounted near the intake manifold 62 connection portion of the cylinder head 63, and is set so that the fuel injection direction is slightly downward in the combustion chamber 67. ing. The mounting angle θp is about 30 ° to 40 °. 69 denotes a piston, and 69A denotes a cavity provided in the piston 69. The white arrows in the figure indicate the flow of intake air, and the hatched arrows indicate the flow of exhaust gas.

【００６４】内燃機関６０の燃料は、吸気のタイミング
に合わせて燃料噴射弁１により直接燃焼室６７内へ噴射
される。噴射信号は、制御ユニット８６がエンジンの運
転状況に応じて行うが、噴射により噴霧化した燃料は、
燃焼室６７において吸気マニホールド６２を経て導かれ
た空気との混合を促進するが、この際、噴霧中心付近の
速度の大きい噴霧は、キャビティ６９Ａによって流れ方
向を規制される。すなわち、図中に示す黒塗りの矢印の
ように、その流れ方向が点火装置６５に向かうようにな
る。また一方、噴霧外周部の速度の小さい小径液滴は、
燃焼室６７内に分散され、空気との混合が促進される。
しかる後の混合気は、圧縮行程中に圧縮され、点火装置
６５にて安定して着火され、未然ガスの排出量が抑制さ
れた安定した燃焼が実現される。The fuel of the internal combustion engine 60 is directly injected into the combustion chamber 67 by the fuel injection valve 1 at the timing of intake. The injection signal is issued by the control unit 86 in accordance with the operating condition of the engine.
In the combustion chamber 67, mixing with the air guided through the intake manifold 62 is promoted. At this time, the flow direction of the high-speed spray near the center of the spray is regulated by the cavity 69A. That is, the flow direction is directed to the ignition device 65, as indicated by the black arrow in the drawing. On the other hand, small-diameter droplets with a small velocity at the outer periphery of the spray are:
It is dispersed in the combustion chamber 67 to promote mixing with air.
Thereafter, the air-fuel mixture is compressed during the compression stroke, is stably ignited by the ignition device 65, and stable combustion in which the amount of discharged gas is suppressed is realized.

【００６５】以上説明したように、燃料噴射孔に対して
遠い側で燃料に強い旋回流を付与し、一方近い側で燃料
に弱い旋回流を付与する積層構造の燃料旋回素子によっ
て、噴霧中心付近に生成される速度の大きい噴霧が噴霧
外周部に生成される小径液滴を誘引して分散性に優れた
噴霧を形成する。このような噴霧を内燃機関の燃焼室に
直接供給すると、機関の点火性を良好とし、あわせて燃
焼の未燃ガス成分の排出量を低減できる。また、積層構
造の燃料旋回素子は、プレ−トの打ち抜き加工によって
得られるので製作精度が高く、その製造コストも安価に
なるという効果がある。As described above, the fuel swirling element having a laminated structure that gives a strong swirling flow to the fuel on the side farther from the fuel injection hole and gives a weak swirling flow to the fuel on the other side near the fuel injection hole. The high-speed spray generated at the outer surface attracts small-diameter droplets generated at the outer peripheral portion of the spray to form a spray having excellent dispersibility. When such a spray is directly supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, the ignition performance of the engine is improved, and the emission of unburned gas components in combustion can be reduced. Further, since the fuel swirling element having the laminated structure is obtained by punching a plate, there is an effect that the manufacturing accuracy is high and the manufacturing cost is low.

【００６６】上述の実施例では、電磁式燃料噴射弁を対
象としているが、弁体の駆動手段は電磁式に限定される
ものではなく、例えば圧電素子を用いて弁体を駆動する
ものであってもよい。In the above-described embodiment, the electromagnetic type fuel injection valve is targeted. However, the drive means of the valve body is not limited to the electromagnetic type, and for example, the valve body is driven using a piezoelectric element. You may.

【００６７】[0067]

【発明の効果】本発明によれば、燃料に異なる旋回力を
付与して噴射するようにしたことにより、燃料に慣性力
を弱めてその到達距離を短くした広がり角度の大きい噴
霧と、慣性力を強くして広がり角度の小さい噴霧を有す
る、いわゆる複合噴霧を生成する燃料噴射弁を提供する
ことができる。According to the present invention, by spraying the fuel while applying different swirling forces to the fuel, the inertia force on the fuel is reduced to shorten its reach, and the spray having a large divergence angle, And a fuel injection valve that generates a so-called compound spray having a spray with a small spread angle can be provided.

【００６８】また、この燃料噴射弁を内燃機関に用いる
ことにより、内燃機関の点火性を良好とし、燃焼の未燃
ガス成分の排出量を低減できる。Further, by using this fuel injection valve in an internal combustion engine, the ignition performance of the internal combustion engine can be improved, and the amount of unburned gas components of combustion can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例である電磁式燃料噴射弁の断
面図である。FIG. 1 is a sectional view of an electromagnetic fuel injection valve according to an embodiment of the present invention.

【図２】積層構造の燃料旋回素子の構造を説明する図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a fuel swirling element having a laminated structure.

【図３】燃料旋回素子の燃料通路の他の実施例を示す図
である。FIG. 3 is a view showing another embodiment of the fuel passage of the fuel swirling element.

【図４】燃料旋回素子の他の実施例を示す図である。FIG. 4 is a view showing another embodiment of the fuel swirling element.

【図５】可動弁に係る他の実施例を示す図である。FIG. 5 is a view showing another embodiment of the movable valve.

【図６】可動弁に係る他の実施例の燃料旋回素子を示す
図である。FIG. 6 is a view showing a fuel swirling element according to another embodiment of the movable valve.

【図７】噴霧構造を模式的に示した図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing a spray structure.

【図８】内燃機関の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of an internal combustion engine.

【図９】筒内噴射式エンジンの要部拡大図である。FIG. 9 is an enlarged view of a main part of the direct injection engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…電磁式燃料噴射弁、４Ａ…可動部、６…ボ−ル弁、
８…燃料噴射孔、２２…積層構造の燃料旋回素子、２２
Ａ…筒状部、２２Ｂ…プレ−ト（偏心する径方向燃料通
路）、２２Ｄ…プレ−ト（径方向燃料通路）、２３…案
内孔、３２…軸方向燃料通路、３３…燃料旋回室、６３
…筒内直接噴射ガソリンエンジン、６９Ａ…ピストンキ
ャビティ。1 ... Electromagnetic fuel injection valve, 4A ... Movable part, 6 ... Ball valve,
8: fuel injection hole, 22: laminated fuel swirl element, 22
A: cylindrical portion, 22B: plate (eccentric radial fuel passage), 22D: plate (radial fuel passage), 23: guide hole, 32: axial fuel passage, 33: fuel swirl chamber, 63
... direct injection gasoline engine in cylinder, 69A ... piston cavity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ａ (72)発明者 田辺 好之 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 濱田 泰久 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 61/14 310 F02M 61/14 310A (72) Inventor Yoshiyuki Tanabe 2520 Oji Takaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Automotive Equipment Division (72) Inventor Yasuhisa Hamada 2477 Takaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. Hitachi Car Engineering Co., Ltd.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】噴射孔を有するノズル体と、弁体と、この
弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備え、前記弁
体を駆動することにより前記噴射孔を開閉し、燃料噴射
を行う燃料噴射弁において、 前記噴射孔の上流側に、燃料に旋回力を付与する２つの
旋回力付与手段を、前記軸方向に配置すると共に、前記
２つの旋回力付与手段の第一の旋回力付与手段と第二の
旋回力付与手段とが各々異なるように構成してなり、前
記噴射孔からの噴霧を中実噴霧状としたことを特徴とす
る燃料噴射弁。A nozzle body having an injection hole, a valve body, and driving means for driving the valve body in an axial direction thereof. By driving the valve body, the injection hole is opened and closed, and fuel injection is performed. In the fuel injection valve, two swirling force applying means for applying a swirling force to fuel are arranged in the axial direction on the upstream side of the injection hole, and the first swirling of the two swirling force applying means is performed. A fuel injection valve, wherein the force applying means and the second turning force applying means are different from each other, and the spray from the injection hole is made a solid spray. 【請求項２】噴射孔を有するノズル体と、弁体と、この
弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備え、前記弁
体を駆動することにより前記噴射孔を開閉し、燃料噴射
を行う燃料噴射弁において、 前記噴射孔の上流側に、燃料に旋回力を付与する２つの
旋回力付与手段を、前記軸方向に２段に配置すると共
に、上流側の旋回力付与手段によって下流側よりも強い
旋回力を燃料に付与することにより、前記噴射孔からの
噴霧を中実噴霧状としたことを特徴とする燃料噴射弁。2. A fuel injection system comprising: a nozzle body having an injection hole; a valve body; and driving means for driving the valve body in an axial direction thereof. In the fuel injection valve performing the above, two turning force applying means for applying a turning force to the fuel are arranged in two stages in the axial direction on the upstream side of the injection hole, and downstream by the upstream turning force applying means. A fuel injection valve, wherein a spray from the injection hole is made into a solid spray by applying a stronger swirling force to the fuel. 【請求項３】燃料に旋回力を付与して噴射する燃料噴射
弁において、噴射孔の中央部下方において先行する噴霧
と、この噴霧の周辺において、この噴霧に続く中空放射
状の噴霧を形成して、前記噴射孔からの噴霧を中実噴霧
状としたことを特徴とする燃料噴射弁。3. A fuel injection valve for applying a swirling force to a fuel to inject the fuel, wherein a spray preceding the spray below the center of the injection hole and a hollow radial spray following the spray are formed around the spray. A fuel injection valve, wherein the spray from the injection hole is a solid spray. 【請求項４】噴射孔を有するノズル体と、弁体と、この
弁体をその軸方向に駆動する駆動手段とを備え、前記弁
体を駆動することにより前記噴射孔を開閉し、燃料噴射
を行う燃料噴射弁において、 前記噴射孔の上流側に、燃料に旋回力を付与する２つの
旋回力付与手段を、前記軸方向に２段に配置すると共
に、上流側の旋回力付与手段によって下流側よりも弱い
旋回力を燃料に付与することにより、前記噴射孔からの
噴霧を中実噴霧状としたことを特徴とする燃料噴射弁。4. A fuel injection system comprising: a nozzle body having an injection hole; a valve body; and drive means for driving the valve body in an axial direction thereof. In the fuel injection valve performing the above, two turning force applying means for applying a turning force to the fuel are arranged in two stages in the axial direction on the upstream side of the injection hole, and downstream by the upstream turning force applying means. A fuel injection valve, wherein a spray from the injection hole is formed into a solid spray by applying a swirling force to the fuel that is weaker than that of the fuel injection valve. 【請求項５】燃料に旋回力を付与して噴射する燃料噴射
弁において、噴射孔の周辺において中空放射状に先行す
る噴霧と、この噴霧の中央部下方において、この噴霧に
続く噴霧を形成して、前記噴射孔からの噴霧を中実噴霧
状としたことを特徴とする燃料噴射弁。5. A fuel injection valve for injecting fuel by imparting a swirling force to form a spray that precedes a hollow radial shape around an injection hole and a spray that follows the spray below a central portion of the spray. A fuel injection valve, wherein the spray from the injection hole is a solid spray. 【請求項６】燃料に旋回力を付与して噴射する燃料噴射
弁において、弁体の軸心を含む噴霧の断面が、３方向に
強い噴霧とすることにより、前記噴射孔からの噴霧を中
実噴霧状としたことを特徴とする燃料噴射弁。6. A fuel injection valve for injecting fuel by imparting a swirl force to inject the fuel from said injection hole by forming a strong cross section in three directions including an axis of a valve body. A fuel injection valve characterized by being in the form of an actual spray. 【請求項７】燃料を噴射する噴射孔とこの噴射孔の上流
側にシート面とを有するノズル体と、 前記シート面と
の間で燃料通路の開閉を行う弁体と、 前記弁体を、その軸方向に駆動する駆動手段と、 前記シート面の上流側に、前記弁体が貫通する貫通穴を
有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通路とこ
の軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路とを構
成するための素子と、を備えた燃料噴射弁であって、 前記径方向通路は、前記軸方向に多段に備えられる２つ
の径方向通路を有し、 前記噴射孔から遠い方、すなわち上流側にある径方向通
路の前記貫通穴側開口の前記弁体軸心からのオフセット
量と、前記噴射孔に近い方にある径方向通路の開口のオ
フセット量とがそれぞれ相異なるように構成することに
より、前記噴射孔からの噴霧を中実噴霧状としたことを
特徴とする燃料噴射弁。7. A nozzle body having an injection hole for injecting fuel and a seat surface upstream of the injection hole, a valve body for opening and closing a fuel passage between the seat surface and the valve body, A driving means for driving in the axial direction, a through-hole through which the valve element penetrates on the upstream side of the seat surface, an axial passage through which fuel passes in the axial direction, and an axial passage from the axial passage to the through-hole. An element for forming a radial passage communicating with the fuel injection valve, wherein the radial passage has two radial passages provided in multiple stages in the axial direction. The offset amount from the valve body axis of the through hole side opening of the radial passage on the far side, that is, the upstream side, and the offset amount of the opening of the radial passage near the injection hole are different from each other. By configuring as described above, A fuel injection valve, characterized in that the spraying and solid atomised. 【請求項８】燃料を噴射する噴射孔とこの噴射孔の上流
側にシート面とを有するノズル体と、 前記シート面と
の間で燃料通路の開閉を行う弁体と、 前記弁体を、その軸方向に駆動する駆動手段と、 前記シート面の上流側に、前記弁体が貫通する貫通穴を
有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通路とこ
の軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路とを構
成するための素子と、を備えた燃料噴射弁であって、 前記径方向通路は、前記軸方向に多段に備えられる２つ
の径方向通路を有し、 前記噴射孔から遠い方、すなわち上流側にある径方向通
路の前記貫通穴側開口の前記弁体軸心からのオフセット
量を、前記噴射孔に近い方にある径方向通路の開口のオ
フセット量に対して同一かもしくは大きくすることによ
り、前記噴射孔からの噴霧を中実噴霧状としたことを特
徴とする燃料噴射弁。8. A nozzle body having an injection hole for injecting fuel and a seat surface upstream of the injection hole, a valve body for opening and closing a fuel passage between the seat surface and the valve body, A driving means for driving in the axial direction, a through-hole through which the valve element penetrates on the upstream side of the seat surface, an axial passage through which fuel passes in the axial direction, and an axial passage from the axial passage to the through-hole. An element for forming a radial passage communicating with the fuel injection valve, wherein the radial passage has two radial passages provided in multiple stages in the axial direction. Whether the offset amount from the valve body axis of the through hole side opening of the radial passage on the far side, that is, the upstream side, is equal to the offset amount of the opening of the radial passage near the injection hole. Or by increasing, from the injection hole A fuel injection valve, characterized in that the solid atomized spray. 【請求項９】燃料を噴射する噴射孔とこの噴射孔の上流
側にシート面とを有するノズル体と、 前記シート面と
の間で燃料通路の開閉を行う弁体と、 前記弁体を、その軸方向に駆動する駆動手段と、 前記シート面の上流側に、前記弁体が貫通する貫通穴を
有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通路とこ
の軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路とを構
成するための素子と、を備えた燃料噴射弁であって、 前記径方向通路は、前記軸方向に多段に備えられる２つ
の径方向通路を有し、 前記噴射孔から遠い方、すなわち上流側にある径方向通
路の前記貫通穴側開口の前記弁体軸心からのオフセット
量を、前記噴射孔に近い方にある径方向通路の開口のオ
フセット量より小さくすることにより、前記噴射孔から
の噴霧を中実噴霧状としたことを特徴とする燃料噴射
弁。9. A nozzle body having an injection hole for injecting fuel and a seat surface upstream of the injection hole, a valve body for opening and closing a fuel passage between the seat surface and the valve body, A driving means for driving in the axial direction, a through-hole through which the valve element penetrates on the upstream side of the seat surface, an axial passage through which fuel passes in the axial direction, and an axial passage from the axial passage to the through-hole. An element for forming a radial passage communicating with the fuel injection valve, wherein the radial passage has two radial passages provided in multiple stages in the axial direction. By making the offset amount of the diametric passage on the far side, that is, the upstream side, from the valve body axis of the through hole side opening smaller than the offset amount of the opening of the radial passage near the injection hole. , The spray from the injection hole is a solid spray A fuel injection valve, characterized in that the. 【請求項１０】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、噴射孔を有するノズル体と、前記噴
射孔を開閉する弁体と、この弁体をその軸方向に駆動す
る駆動手段と、前記噴射孔の上流側に前記軸方向に配置
された２つの旋回力付与手段を具備してなり、 前記２つの旋回力付与手段の第一の旋回力付与手段と第
二の旋回力付与手段とが各々異なるように構成して、得
られる中実状の噴霧を、シリンダ内に噴射することを特
徴とする内燃機関。10. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve An internal combustion engine comprising an ignition device for igniting an air-fuel mixture of: a fuel injector, a nozzle body having an injection hole, a valve body for opening and closing the injection hole, and an axial direction of the valve body. , And two turning force applying means arranged in the axial direction on the upstream side of the injection hole, and a first turning force applying means of the two turning force applying means; Second turning force applying means and are configured respectively differently, the spray of circumstances in which the resulting internal combustion engine, comprising spraying into the cylinder. 【請求項１１】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、噴射孔を有するノズル体と、前記噴
射孔を開閉する弁体と、この弁体をその軸方向に駆動す
る駆動手段と、前記噴射孔の上流側に前記軸方向に多段
に配置された２つの旋回力付与手段を具備してなり、 前記２つの旋回力付与手段のうち、上流側の旋回力付与
手段で下流側よりも強い旋回力を燃料に付与して、得ら
れる中実状の噴霧を、シリンダ内に噴射することを特徴
とする内燃機関。11. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve An internal combustion engine comprising an ignition device for igniting an air-fuel mixture of: a fuel injector, a nozzle body having an injection hole, a valve body for opening and closing the injection hole, and an axial direction of the valve body. And two turning force applying means disposed in the axial direction in a multi-stage manner on the upstream side of the injection hole, and the upstream turning of the two turning force applying means. By strong swirling force of the downstream side by the force imparting means to impart to the fuel, the internal combustion engine, which comprises injecting a spray of circumstances, in the cylinder in the resulting. 【請求項１２】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、燃料に旋回力を付与して噴射する手
段を備えると共に、噴射孔から中央部に噴射される噴霧
の速度が、その回りに放射状に噴射される噴霧の速度よ
りも大きくなるように、前記シリンダ内に燃料を噴射す
ることを特徴とする内燃機関。12. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve And an ignition device for igniting an air-fuel mixture with the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve includes means for imparting a swirl force to fuel and injecting the fuel, and spray injected from an injection hole to a central portion. An internal combustion engine for injecting fuel into the cylinder such that the speed of the fuel is higher than the speed of the spray radially injected therearound. 【請求項１３】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、噴射孔を有するノズル体と、前記噴
射孔を開閉する弁体と、この弁体をその軸方向に駆動す
る駆動手段と、前記噴射孔の上流側に前記軸方向に多段
に配置された２つの旋回力付与手段を具備してなり、 前記２つの旋回力付与手段のうち、上流側の旋回力付与
手段で下流側よりも弱い旋回力を燃料に付与して、得ら
れる中実状の噴霧を、シリンダ内に噴射することを特徴
とする内燃機関。13. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve An internal combustion engine comprising an ignition device for igniting an air-fuel mixture of: a fuel injector, a nozzle body having an injection hole, a valve body for opening and closing the injection hole, and an axial direction of the valve body. And two turning force applying means disposed in the axial direction in a multi-stage manner on the upstream side of the injection hole, and the upstream turning of the two turning force applying means. And a weak swirling force than the downstream side by the force imparting means to impart to the fuel, the internal combustion engine, which comprises injecting a spray of circumstances, in the cylinder in the resulting. 【請求項１４】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、燃料に旋回力を付与して噴射する手
段を備えると共に、噴射孔から中央部に噴射される噴霧
の速度が、その回りに放射状に噴射される噴霧の速度よ
りも小さくなるように、前記シリンダ内に燃料を噴射す
ることを特徴とする内燃機関。14. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve And an ignition device for igniting an air-fuel mixture with the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve includes means for imparting a swirl force to fuel and injecting the fuel, and spray injected from an injection hole to a central portion. An internal combustion engine for injecting fuel into the cylinder such that the speed of the fuel is lower than the speed of the spray radially injected therearound. 【請求項１５】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、燃料に旋回力を付与して噴射する手
段を備えると共に、弁体の軸心を含む噴霧の断面が、３
方向に強い噴霧を有するように、前記シリンダ内に燃料
を噴射することを特徴とする内燃機関。15. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve And an ignition device for igniting an air-fuel mixture with the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve includes means for imparting a swirl force to fuel and injecting the fuel, and a cross section of the spray including an axis of the valve element. But 3
An internal combustion engine wherein fuel is injected into the cylinder so as to have a strong spray in a direction. 【請求項１６】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴射孔とこの噴射孔
の上流側にシート面とを有するノズル体と、前記シート
面との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体をそ
の軸方向に駆動する駆動手段と、前記シート面の上流側
に素子とを備え、 前記素子は、前記弁体が貫通する貫
通穴を有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通
路とこの軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路
とを構成するように備えられ、 前記径方向通路は、前記軸方向に２つの径方向通路を多
段に備え、前記噴射孔から遠い方、すなわち上流側にあ
る径方向通路の前記貫通穴側開口の前記弁体軸心からの
オフセット量と、前記噴射孔に近い方にある径方向通路
の開口のオフセット量とがそれぞれ相異なるように構成
することにより、 前記２つの径方向通路により燃料に異なる旋回力を付与
して、前記シリンダ内に噴射することを特徴とする内燃
機関。16. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel injection valve for injecting fuel from the fuel tank, fuel supply means for supplying fuel to the fuel injection valve from a fuel tank, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve And an ignition device for igniting an air-fuel mixture with the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve has a nozzle body having an injection hole for injecting fuel and a seat surface upstream of the injection hole, and the seat A valve element for opening and closing a fuel passage between the valve element and a surface thereof; a driving unit for driving the valve element in an axial direction thereof; and an element upstream of the seat surface. And a radial passage communicating with the fuel in the axial direction and a radial passage leading from the axial passage to the through hole.The radial passage extends in the axial direction. Two radial passages are provided in multiple stages, and the distance from the injection hole, that is, the offset amount from the valve body axis of the through hole side opening of the radial passage on the upstream side, and the one closer to the injection hole The internal combustion engine according to claim 1, wherein the offset amounts of the openings of the certain radial passages are different from each other, whereby different swirling forces are applied to the fuel by the two radial passages and the fuel is injected into the cylinder. organ. 【請求項１７】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴射孔とこの噴射孔
の上流側にシート面とを有するノズル体と、前記シート
面との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体をそ
の軸方向に駆動する駆動手段と、前記シート面の上流側
に素子とを備え、 前記素子は、前記弁体が貫通する貫
通穴を有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通
路とこの軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路
とを構成するように備えられ、 前記径方向通路は、前記軸方向に２つの径方向通路を多
段に備え、前記噴射孔から遠い方、すなわち上流側にあ
る径方向通路の前記貫通穴側開口の前記弁体軸心からの
オフセット量を、前記噴射孔に近い方にある径方向通路
の開口のオフセット量に対して同一かもしくは大きくす
ることにより、 前記２つの径方向通路により燃料に異なる旋回力を付与
して、前記シリンダ内に噴射することを特徴とする内燃
機関。17. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve And an ignition device for igniting an air-fuel mixture with the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve has a nozzle body having an injection hole for injecting fuel and a seat surface upstream of the injection hole, and the seat A valve element for opening and closing a fuel passage between the valve element and a surface, a driving unit for driving the valve element in an axial direction thereof, and an element on an upstream side of the seat surface. And a radial passage communicating with the fuel in the axial direction and a radial passage leading from the axial passage to the through hole.The radial passage extends in the axial direction. The two radial passages are provided in multiple stages, and the offset amount from the valve body axis of the through-hole side opening of the radial passage on the upstream side, that is, the radial passage on the upstream side, An internal combustion engine in which a different swirling force is applied to fuel by the two radial passages by injecting the fuel into the cylinder by making the opening amounts of the radial passages equal to or larger than the offset amount of the opening. . 【請求項１８】シリンダと、このシリンダの中で往復運
動するピストンと、前記シリンダ内に空気を導入する吸
気手段と、燃焼ガスを前記シリンダ内から排気する排気
手段と、前記シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、この燃料噴射弁に燃料タンクから燃料を供給する
燃料供給手段と、前記吸気手段によって前記シリンダ内
に導入した空気と前記燃料噴射弁によって前記シリンダ
内に噴射された燃料との混合気に点火する点火装置とを
備えた内燃機関であって、 前記燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴射孔とこの噴射孔
の上流側にシート面とを有するノズル体と、前記シート
面との間で燃料通路の開閉を行う弁体と、前記弁体をそ
の軸方向に駆動する駆動手段と、前記シート面の上流側
に素子とを備え、 前記素子は、前記弁体が貫通する貫
通穴を有すると共に、前記軸方向に燃料を通す軸方向通
路とこの軸方向通路から前記貫通穴に通じる径方向通路
とを構成するように備えられ、 前記径方向通路は、前記軸方向に２つの径方向通路を多
段に備え、前記噴射孔から遠い方、すなわち上流側にあ
る径方向通路の前記貫通穴側開口の前記弁体軸心からの
オフセット量を、前記噴射孔に近い方にある径方向通路
の開口のオフセット量より小さくすることにより、 前記２つの径方向通路により燃料に異なる旋回力を付与
して、前記シリンダ内に噴射することを特徴とする内燃
機関。18. A cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, intake means for introducing air into the cylinder, exhaust means for exhausting combustion gas from the cylinder, and fuel directly in the cylinder. A fuel supply valve for injecting fuel from a fuel tank to the fuel injection valve, air introduced into the cylinder by the intake means, and fuel injected into the cylinder by the fuel injection valve And an ignition device for igniting an air-fuel mixture with the fuel injection valve, wherein the fuel injection valve has a nozzle body having an injection hole for injecting fuel and a seat surface upstream of the injection hole, and the seat A valve element for opening and closing a fuel passage between the valve element and a surface thereof; a driving unit for driving the valve element in an axial direction thereof; and an element upstream of the seat surface. And a radial passage communicating with the fuel in the axial direction and a radial passage leading from the axial passage to the through hole, the radial passage extending in the axial direction. The two radial passages are provided in multiple stages, and the offset amount from the valve body axis of the through-hole side opening of the radial passage on the upstream side, that is, the radial passage on the upstream side, is set closer to the injection hole. An internal combustion engine characterized in that by making the opening of a certain radial passage smaller than the offset amount, a different swirling force is applied to fuel by the two radial passages and the fuel is injected into the cylinder. 【請求項１９】請求項１０至１８に記載の内燃機関にお
いて、前記ピストンは、その上面に、前記燃料噴射弁か
ら噴射された噴霧の方向を点火装置の方に変えるキャビ
ティが構成されていることを特徴とする内燃機関。19. The internal combustion engine according to claim 10, wherein the piston has a cavity on an upper surface thereof for changing a direction of a spray injected from the fuel injection valve toward an ignition device. An internal combustion engine characterized by the following.
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