(57)【要約】【課題】高圧タイプの直噴エンジン用の噴射弁として、燃料噴霧の微粒化のために最適なノズルの噴孔径Ｄを有し、燃料効率および排気ガス特性を改善可能な燃料噴射弁を提供すること。【解決手段】噴孔径Ｄを小さくすれば噴霧の微粒化を実現することができるわけではなく、実験結果、噴射孔４の噴孔径Ｄに最適値があることに着目したもので、燃料の噴射孔４を形成したノズルボディ２と、噴射孔４の上流側のシート部５にシートするとともに、噴射孔４を開閉可能なニードルバルブ３と、を有する燃料噴射弁であって、噴射孔４の噴孔径Ｄを、０．０８〜０．２ｍｍとすることを特徴とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の噴射孔を形成したノズルボディと、
この噴射孔の上流側のシート部にシートするとともに、この噴射孔を開閉可能なニードルバルブと、を有する燃料噴射弁であって、
前記噴射孔の噴孔径を、０．０８〜０．２ｍｍとすることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴射孔の噴孔径を、０．１１〜０．１５ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記噴射孔の噴孔径を、０．１２〜０．１３ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記噴射孔を形成した前記ノズルボディ部分の厚さを、０．１〜１．０ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射弁にかかるもので、とくに燃焼室内にガソリンその他の燃料を直接噴射する方式の筒内燃料直接噴射用の燃料噴射弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガソリンエンジン用のマルチホールタイプの燃料噴射弁として、特許文献１のような低圧タイプのインジェクターに関する技術がある。
一般的には、吸気管に燃料噴射する燃料圧が０．３ＭＰａ程度の低圧タイプのインジェクター（燃料噴射弁）において、マルチホールタイプの燃料噴射弁は、燃料の噴霧を微粒化するとともに、それぞれの噴流を吸気弁の方向など所定の方向に向かわせるために使用される。
【０００３】
一方、燃料圧が１５〜２５ＭＰａ程度の高圧インジェクターとしては、燃料を燃焼室に直接噴射する筒内直接噴射タイプの燃料噴射弁がある。
図６は、筒内直接噴射タイプの燃料噴射弁１の要部断面図であって、燃料噴射弁１は、ノズルボディ２と、ニードルバルブ３と、を有し、燃料噴射弁１の先端部に任意の数の噴射孔４を形成し、シート部５にシート可能なニードルバルブ３により噴射孔４を開閉可能としてある。
このような高圧タイプの燃料噴射弁１においては、燃焼室６に臨んだ点火プラグ７に噴霧を向かわせるとともに、燃料圧力を高圧として噴霧をさらにできるだけ微粒化することが望ましい。
噴射される噴霧の平均粒径ｄｐの一般式として、図７に示すような機械工学便覧に掲載されている式（１）が知られており、この式によれば、平均粒径ｄｐは、噴孔径Ｄが小さいほど小さくなることになる。
【０００４】
しかしながら、本発明者は実験の結果、噴射孔４の噴孔径を当該式（１）にもとづいて設計しても、より微粒化が進むとは限らないことを見出した。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１０４６４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、直噴エンジン用の噴射弁として、燃料噴霧の微粒化のために最適なノズルの噴孔径を有する燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【０００７】
また本発明は、高圧タイプのインジェクターとして使用する燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【０００８】
また本発明は、燃料効率および排気ガス特性を改善可能な燃料噴射弁を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、噴孔径を小さくすれば噴霧の微粒化を実現することができるわけではなく、実験結果、噴射孔の噴孔径に最適値があることに着目したもので、燃料の噴射孔を形成したノズルボディと、この噴射孔の上流側のシート部にシートするとともに、この噴射孔を開閉可能なニードルバルブと、を有する燃料噴射弁であって、上記噴射孔の噴孔径を、０．０８〜０．２ｍｍとすることを特徴とする燃料噴射弁である。
【００１０】
上記噴射孔の噴孔径を、０．１１〜０．１５ｍｍとすることができる。
【００１１】
上記噴射孔の噴孔径を、０．１２〜０．１３ｍｍとすることができる。
【００１２】
上記噴射孔を形成した上記ノズルボディ部分の厚さを、０．１〜１．０ｍｍとすることができる。
【００１３】
当該燃料噴射弁は、燃料圧が１５〜２５ＭＰａ程度の高圧インジェクターであって、燃料を燃焼室に直接噴射する筒内直接噴射タイプの燃料噴射弁とすることができる。
【００１４】
本発明による燃料噴射弁においては、実験結果から燃料粒径を小さくする噴孔径を見いだし、噴射孔の噴孔径を、０．０８〜０．２ｍｍ、望ましくは０．１１〜０．１５ｍｍ、さらに０．１２〜０．１３ｍｍとするようにしたので、噴射孔から噴射される燃料の噴霧を最も微粒化することができる。
したがって、燃焼効率および排気ガス特性を改善するとともに、燃費を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態による燃料噴射弁１０を図１ないし図５にもとづき説明する。ただし、図６と同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、燃料噴射弁１０における噴射孔４の噴孔径Ｄ、燃料の噴射圧力Ｐ（燃料圧力）および平均粒径ｄｐの関係を示すグラフであり、図２は、燃料圧力Ｐが２０ＭＰａのときの噴孔径Ｄに対する平均粒径ｄｐの関係を示すグラフである。
図１は、噴孔径Ｄ、燃料の噴射圧力Ｐおよび平均粒径ｄｐの関係から、平均粒径ｄｐを極小にする噴孔径Ｄが有り得ることを示している。
また図２に示すように、燃料圧力Ｐが２０ＭＰａのときに、噴射孔４の噴孔径Ｄが０．０８〜０．２ｍｍの範囲に平均粒径ｄｐの極小値があることがわかる。
【００１６】
図３は、粒径に対する粒度分布およびその累積の関係を示すグラフであって、マルバーン社の噴霧測定機により粒径および粒度分布を測定している。
図示のように、燃料圧力Ｐが高圧であるほど、小さい平均粒径ｄｐの分布になることがわかる。
【００１７】
図４は、燃料圧力Ｐに対するＳＭＤおよびＤ９０という平均粒径ｄｐの関係を示すグラフである。ＳＭＤは、ザウター平均粒径（ザウター氏による平均粒径）であって、すべての粒径の平均値である。Ｄ９０は、累積容積９０％の粒径である（図３参照）。
図示のように、ＳＭＤおよびＤ９０はともに、燃料圧力Ｐの高圧化にともなって小さくなることがわかる。
【００１８】
図５は、噴射孔４の噴孔径Ｄおよび燃料圧力Ｐに対するＤ９０としての平均粒径ｄｐの具体的数値の図表であって、図示のように、噴射孔４の噴孔径Ｄには噴霧の平均粒径ｄｐを極小とする最適値があることがわかる。
すなわち、図示のように、噴射孔４の噴孔径Ｄを小さくしていっても、平均粒径ｄｐが必ずしも小さくなるわけではなく、たとえば燃料圧力Ｐが１５ＭＰａおよび２０ＭＰａのときには噴孔径Ｄが０．１２〜０．１４ｍｍの付近に平均粒径ｄｐの極小値（１６μｍ、１２μｍ）があり、また燃料圧力Ｐが２５ＭＰａのときには噴孔径Ｄが０．１２〜０．１３ｍｍ付近に平均粒径ｄｐの極小値（９μｍ）がある。
ただし、噴射孔４を形成したノズルボディ２部分の厚さ（噴孔部厚さＴ）が０．１〜１．０ｍｍの範囲で、図５に示す範囲のように、噴射孔４の噴孔径Ｄを、０．０８〜０．２ｍｍとすることが望ましい。
さらに、燃料圧力Ｐが１５ＭＰａにおいて平均粒径ｄｐを１６〜１７μｍと得ることができるように、また燃料圧力Ｐが２０ＭＰａにおいて平均粒径ｄｐを１２〜１３μｍと得ることができるように、噴射孔４の噴孔径Ｄを、０．１１〜０．１５ｍｍとすることが望ましい。
また、燃料圧力が２５ＭＰａにおいて平均粒径ｄｐを９μｍと、より微粒化するためには、噴射孔４の噴孔径Ｄを、０．１２〜０．１３ｍｍとすることが望ましい。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、噴射孔の噴孔径を、０．０８〜０．２ｍｍとするようにしたので、燃料を微粒化を最大限に促進し、燃費の向上および排気ガスの低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による燃料噴射弁１０における噴射孔４の噴孔径Ｄ、燃料の噴射圧力Ｐおよび平均粒径ｄｐの関係を示すグラフである。
【図２】同、燃料圧力Ｐが２０ＭＰａのときの噴孔径Ｄに対する平均粒径ｄｐの関係を示すグラフである。
【図３】同、粒径に対する粒度分布およびその累積の関係を示すグラフである。
【図４】同、燃料圧力Ｐに対するＳＭＤおよびＤ９０という平均粒径ｄｐの関係を示すグラフである。
【図５】同、噴射孔４の噴孔径Ｄおよび燃料圧力Ｐに対するＤ９０としての平均粒径ｄｐの具体的数値の図表である。
【図６】従来の筒内直接噴射タイプの燃料噴射弁１の要部断面図である。
【図７】同、噴射される噴霧の平均粒径ｄｐの一般式を示す説明図である。
【符号の説明】
１　燃料噴射弁（図６）
２　ノズルボディ
３　ニードルバルブ
４　噴射孔
５　シート部
６　燃焼室
７　点火プラグ
１０　燃料噴射弁（実施の形態、図１）
Ｄ　　噴射孔４の噴孔径
Ｔ　　噴射孔４を形成したノズルボディ２部分の厚さ（噴孔部厚さ）
Ｐ　　燃料の噴射圧力
ｄｐ　　噴霧の平均粒径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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