(57)【要約】【課題】噴孔への燃料流入速度、燃料噴射速度が遅い期間を短縮し、噴射燃料の良好な微粒化を実現することを課題とする。【解決手段】燃料噴射弁１は、ノズルボディ２とニードル３を備える。ノズルボディ２は、燃料流路４の下流端部に位置するサック室５と、サック室５の上流側に位置するシート面６と、シート面６の下流側に位置する噴孔７を有する。ニードル３は、閉弁時にシート面６に着座するシート部８と、シート部８から先端側に向かうに従って凹状に縮径された縮径部９と、縮径部９から先端側に向かって連続し、閉弁時にサック室５内へ収納され、サック室５内の燃料を押し出す先端凸部１１を有する。これにより、燃料噴射開始時は、サック室５内に負圧を生じさせて燃料を引き寄せ、噴射速度の立ち上がりを短縮する。そして、噴射終了時は、サック室５内の燃料が先端凸部によって排出しきるまで高い燃料噴射速度を維持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料流路の下流端部に位置するサック室と、当該サック室の上流側に位置するシート面と、当該シート面の下流側に位置する噴孔と、が設けられたノズルボディと、
閉弁時に前記シート面に着座するシート部と、当該シート部から先端側に向かうに従って凹状に縮径された縮径部と、当該縮径部から先端側に向かって連続し、閉弁時に前記サック室内へ収納され、前記サック室内の燃料を押し出す先端凸部と、が設けられたニードルと、
を、備えたことを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられる燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
直接噴射式の内燃機関において、燃料噴射弁から噴射される燃料の微粒化が排気ガス成分やエンジン出力に影響を与えることが知られている。従来、燃料噴射量の個体間ばらつきを抑えると共に、燃料噴霧の微粒化を促進することを課題とした燃料噴射ノズル（燃料噴射弁）が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示された燃料噴射ノズルは、下端部に円筒面が設けられたニードルを備え、この円筒面が１段目のリフト領域で噴孔の入り口上端と径方向に対向している。そして、このとき、円筒面と噴孔の入口上端位置でのシート面との間に形成される環状の隙間が最小流路面積となるように設計されるとしている。これにより、１段目の最大リフト量がばらついても、噴射量のばらつきを防止できるとしている。また、１段目のリフトでは、円筒面に沿って噴孔の入口部に向かう流れと、サック室から噴孔の入口に向かう燃料流れとが噴孔の入口部で衝突するため、噴孔に流入する燃料の流れが乱され、噴孔からエンジン気筒内に噴射される噴霧の微粒化が促進されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１７４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示された燃料噴射ノズルは、燃料噴射終了時において、サック室内に燃料を残存させる。燃料噴射が開始されるとき、ニードルがリフトするとサック室内は負圧となる。サック室内に残存している燃料は、サック室内が負圧となり、減圧されている期間は噴孔へ向かうことができず、噴孔へ向かう燃料流れの増量に寄与することができないおそれがある。サック室内の燃料が噴孔へ向かう燃料流れの増量に寄与することができないと、噴射開始時の噴孔への燃料流入速度、燃料噴射速度の向上が不十分となり、燃料の微粒化が十分に促進されないことが考えられる。
【０００５】
そこで、本明細書開示の燃料噴射弁は、噴孔への燃料流入速度、燃料噴射速度が遅い期間を短縮し、噴射燃料の良好な微粒化を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本明細書開示の燃料噴射弁は、燃料流路の下流端部に位置するサック室と、当該サック室の上流側に位置するシート面と、当該シート面の下流側に位置する噴孔と、が設けられたノズルボディと、閉弁時に前記シート面に着座するシート部と、当該シート部から先端側に向かうに従って凹状に縮径された縮径部と、当該縮径部から先端側に向かって連続し、閉弁時に前記サック室内へ収納され、前記サック室内の燃料を押し出す先端凸部と、が設けられたニードルと、を、備えたことを特徴としている。
【０００７】
噴射開始時にニードルがリフトし始めると、サック室内が負圧となり、サック室内には燃料流路から燃料が引き寄せられる。そして、一旦サック室内に貯留された燃料は引き続きサック室内に流入する燃料によって上流側に押し出され、噴孔から噴射される。また、ニードルが下降するときに、先端凸部がサック室に浸入することによってサック室内の燃料が押し出される。押し出された燃料は上流側から供給された燃料と合流して噴孔から噴射される。すなわち、噴射される燃料は、サック室内の燃料と上流側から流入する燃料とが合算された量となる。噴射される燃料量が増量されることにより噴孔への燃料流入速度、噴孔からの燃料噴射速度が増大し、その結果、極低リフト域においても噴射燃料の微粒化を促進することができ、排出ガス中の有害物質を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本明細書開示の燃料噴射弁によれば、噴孔への燃料流入速度、燃料噴射速度が遅い期間を短縮し、噴射燃料の良好な微粒化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例の燃料噴射弁の概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例の燃料噴射弁の開弁開始時におけるニードルリフトの様子を示す説明図である。
【図３】図３は、実施例の燃料噴射弁のニードルがリフトした状態を示す説明図である。
【図４】図４は、実施例の燃料噴射弁の閉弁時におけるニードルの状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。
【実施例】
【００１１】
図１は、実施例の燃料噴射弁１の概略構成を示す説明図である。図１は、説明の都合上、燃料噴射弁１を分解した状態で、その先端部分を拡大して示している。燃料噴射弁１は、ノズルボディ２と、このノズルボディ２内に摺動自在に設けられたニードル３を備えている。
【００１２】
ノズルボディ２は、内部に形成される燃料流路４の下流端部に位置するサック室５が設けられている。サック室５の上流側には、シート面６が設けられている。シート面６の下流側には、噴孔７が設けられている。噴孔７は、ノズルボディ２の軸線に対し放射状に複数列設けられている。
【００１３】
ニードル３は、燃料噴射弁１の閉弁時にノズルボディ２が備えるシート面６に着座するシート部８を備えている。また、ニードル３は、シート部８から先端側に向かうに従って凹状に縮径された縮径部９を備えている。さらに、ニードル３は、縮径部９から先端側に向かって連続し、閉弁時にサック室５内へ収納され、このサック室５内の燃料を押し出す先端凸部１０を備えている。
【００１４】
つぎに、このような燃料噴射弁１の動作を燃料の移動の様子と共に説明する。まず、図２を参照しつつ、燃料噴射弁１が閉弁状態から開弁状態へ移行するときのニードル３の動作につき説明する。図２は、閉弁状態から開弁状態へ移行する燃料噴射弁１を時系列的に示している。具体的には、閉弁状態が（Ａ）に示され、その状態からわずかにニードル３がリフトし始めた極低リフト状態が（Ｂ）に示されている。そして、ニードル３の低リフト状態が（Ｃ）に示されている。
【００１５】
（Ａ）に示す燃料噴射弁１の閉弁状態において、先端凸状部１０は、サック室５内に収納されている。このため、サック室５内には燃料は残存していない。この状態からニードル３がリフトを開始すると、（Ｂ）に示すようにサック室５内に負圧が生じる。サック室５内に負圧が生じると、燃料流路４を通じて燃料がサック室５内へ流入し始める。このとき、燃料流路４を流れる燃料は、サック室５に生じた負圧によってサック室５内へ引き込まれる。このため、燃料は、噴孔７には流れ込むことがない。シート面６とシート部８との間を流通する燃料は、慣性を持ち、後続の燃料を引っ張ることになる。
【００１６】
（Ｂ）に示す状態から（Ｃ）に示すようにニードル３がさらにリフトすると、サック室５内にさらに燃料が流入する。そして、燃料が噴孔７から噴射されるようになる。このような経過を辿る燃料の噴孔への流入速度は即座に向上する。すなわち、噴孔への燃料流入速度が遅く、燃料噴射速度が遅い期間が短縮され、噴射燃料の良好な微粒化を実現することができる。
【００１７】
つぎに、図３を参照しつつ、ニードル３がリフトしたときのノズルボディ２とニードル３との関係について説明する。ニードル３は、凹状に縮径された縮径部９を備えている。このため、ニードル３のリフト時にシート面６とシート部８とに囲まれた領域に、環状容積部１１を創出する。この環状容積部１１が存在することにより、ノズルボディ２の軸線に対し放射状に配置された各噴孔７からの噴霧のばらつきを抑えることができる。
【００１８】
つぎに、図４を参照しつつ、燃料噴射弁１が開弁状態から閉弁状態へ移行するときのニードル３の動作につき説明する。図４は、開弁状態から閉弁状態へ移行する燃料噴射弁１を時系列的に示している。具体的には、低リフト状態の開弁状態を（Ａ）に示し、その状態からわずかにニードル３が下降し始めた極低リフト状態を（Ｂ）に示している。そして、ニードル３が完全に下降した閉弁状態を（Ｃ）に示している。
【００１９】
（Ａ）に示す燃料噴射弁１の低リフト状態において、燃料は噴孔７から噴射されている。この状態からニードル３が下降し始めると、（Ｂ）に示すように先端凸状部１０がサック室５内に浸入し、サック室５内の燃料を押し出す。ここで、燃料流路４の上流側から噴孔７へ流入する燃料量をａとし、サック室５内から押し出された燃料量をｂとすると、噴孔７から噴射される燃料量はａ＋ｂとなる。このように、噴孔７から噴射される燃料は、サック室５内の燃料と上流側から流入する燃料とが合算された量となる。噴射される燃料量が増量されることにより噴孔への燃料流入速度、噴孔からの燃料噴射速度が増大し、その結果、極低リフト域においても噴射燃料の微粒化を促進することができ、排出ガス中の有害物質を低減することができる。
【００２０】
サック室５内の燃料が押し出される作用は、（Ｃ）に示すようにニードル３の先端凸部１０がサック室５内に完全に収納されるまで継続される。この結果、燃料噴射期間の終了間際まで燃料噴射速度を維持することができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施例の燃料噴射弁１によれば、燃料噴射直後から燃料噴射間際に亘って燃料噴射速度を高い状態に維持することができ、燃料噴霧の微粒化を促進することができる。
【００２２】
燃料噴射弁１の先端凸状部１０は、サック室５内の燃料を全量排出することが可能である。このため、燃料噴射開始時は、サック室５内に負圧を生じさせ、その負圧の作用により上流から燃料を引き寄せることができる。この結果、噴射速度の立ち上がりを短縮することがでる。そして、噴射終了時は、サック室５内の燃料が先端凸部によって排出しきるまで高い燃料噴射速度を維持することができる。また、このように、閉弁時において凸状部１０がサック室５内に収納され、サック室５内には燃料が残存しないため、閉弁時の燃料の後垂れも抑制することができる。
【００２３】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００２４】
１…燃料噴射弁    ２…ノズルボディ      ３…ニードル      ４…燃料流路
５…サック室      ６…シート面          ７…噴孔          ８…シート部
９…縮径部      １０…先端凸状部
【図１】
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【図２】
2011256837.tif 000004
【図３】
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【図４】
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