(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料噴射システムにおいて、スモークの発生を抑制しつつ燃焼騒音を低減させたパイロット噴射を行う技術を提供する。【解決手段】燃焼室内へ主噴射よりも前にパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、パイロット噴射の燃料噴射率を主噴射の燃料噴射率よりも高くした。これにより、パイロット噴射による燃料を適正な空燃比で燃焼室外周付近において燃焼させることができ、スモークの発生及び燃焼騒音の発生を抑制することができる。【選択図】図２
2004324461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内へ主噴射よりも前にパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、
パイロット噴射の燃料噴射率を主噴射の燃料噴射率よりも高くしたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項２】
主噴射を行う主噴射弁と、パイロット噴射を行うパイロット噴射弁と、前記主噴射弁及びパイロット噴射弁へ夫々異なる圧力で燃料を供給する燃料供給装置とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項３】
パイロット噴射及び主噴射の両方を行う単一の燃料噴射弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項４】
前記燃料噴射弁は、
燃料を貯留する燃料貯留室と、
前記燃料貯留室に開口し燃料を燃料噴射弁外へ噴射させる燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔を開閉するニードル弁と、
前記燃料貯留室に接続され該燃料貯留室に燃料を導入する燃料通路と、
前記燃料通路で前記燃料貯留室側へのみ燃料を通過させる逆止弁と、
前記逆止弁よりも下流の燃料通路若しくは前記燃料貯留室の容積を変更する作動装置と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項５】
前記燃料噴射弁は、
燃料を貯留する燃料貯留室と、
前記燃料貯留室に開口し燃料を燃料噴射弁外へ噴射させる燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁を移動させ該ニードル弁のリフト量が小さいほど前記燃料貯留室の容量が小さくなる作動装置と、
前記燃料貯留室に接続され該燃料貯留室に燃料を導入する燃料通路と、
前記燃料通路で前記燃料貯留室側へのみ燃料を通過させる逆止弁と、
を備え、
パイロット噴射時のニードル弁のリフト量を主噴射時のニードル弁のリフト量よりも小さくすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項６】
前記燃料噴射弁は、
燃料を貯留する燃料貯留室と、
前記燃料貯留室に開口し燃料噴射弁外へ主噴射用燃料を噴射する主噴射用燃料噴射孔と、
前記主噴射用燃料噴射孔を開閉する主噴射用ニードル弁と、
前記主噴射用燃料噴射孔よりも大きい開口面積で前記燃料貯留室に開口し燃料噴射弁外へパイロット噴射用燃料を噴射するパイロット噴射用燃料噴射孔と、
前記パイロット噴射用燃料噴射孔を開閉するパイロット噴射用ニードル弁と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項７】
前記燃料噴射弁は、
前記燃料貯留室に開口し燃料を燃料噴射弁外へ噴射する燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔を開閉し、パイロット噴射時よりも主噴射時のリフト量が大きいニードル弁と、
主噴射時に前記ニードル弁のリフト量が所定量以上となった場合に開口し燃料を排出させる燃料排出通路と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項８】
燃焼室内へ主噴射よりも前にパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、
複数の燃料噴射孔を有し燃焼室中心側で主噴射を行う主噴射弁と、前記主噴射弁から噴射された燃料が到達する位置であって燃焼室外周でパイロット噴射を行う複数のパイロット噴射弁と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射システム。
【請求項９】
前記パイロット噴射弁は、燃焼室外周近傍で該燃焼室外周に沿う方向に燃料を噴射する燃料噴射孔を少なくとも２つ備えることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主噴射と主噴射前に少量の燃料を噴射させるパイロット噴射とを順次行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、燃焼室中心に複数の噴孔を備えた燃料噴射弁を設け、燃焼室側壁に沿う方向にＥＧＲガスを噴射する噴射弁を備える技術（例えば、特許文献２参照。）、キャビティ中心に臨む複数噴孔を有した第１噴射弁及び燃焼室周辺に設けられ対向するキャビティ側壁に向けて燃料を噴射する第２噴射弁を備える技術（例えば、特許文献３参照。）、主噴射用噴射弁及びパイロット噴射用噴射弁を備え、主噴射用噴射弁には、エンジン運転条件に応じて調圧された燃料を供給し、パイロット噴射用噴射弁には、常時略一定圧力の燃料を供給する技術（例えば、特許文献４参照。）、主噴射時期を上死点前とし、パイロット噴射時期を燃料到達距離が抑制されるよう上死点から十分前とする技術（例えば、特許文献５参照。）、予測された筒内温度に基づいて主噴射による燃料が目標着火時期に着火するように着火源形成用パイロット噴射の形態を設定する技術（例えば、特許文献６参照。）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２５９７５３号公報（第３−６頁）
【特許文献２】
特開平５−３０６６１８号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平９−３１７６０４号公報（第２−４頁）
【特許文献４】
特開平１０−１８４４８７号公報（第３−４頁）
【特許文献５】
特開２００１−８２２３２号公報（第２−５頁）
【特許文献６】
特開２００１−２５４６４５号公報（第３−７頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、早い時期にパイロット噴射を行うと、空気と燃料との混合が進行して空燃比がリーンとなりすぎ、着火が困難となる。これにより、燃焼騒音が発生することがある。これを改善しようと、パイロット噴射時期を主噴射時期に近づけると、パイロット噴射による燃料が燃焼室中央付近で燃焼し、その後の主噴射による燃料も拡散しないまま燃焼室中央付近で燃焼してしまう。これにより、スモークが発生することがある。
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の燃料噴射システムにおいて、スモークの発生を抑制しつつ燃焼騒音を低減させたパイロット噴射を行う技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の燃料噴射システムは、以下の手段を採用した。即ち、第１の発明は、
燃焼室内へ主噴射よりも前にパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、
パイロット噴射の燃料噴射率を主噴射の燃料噴射率よりも高くしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の最大の特徴は、パイロット噴射の燃料噴射率を高くすることにより、主噴射と近接してパイロット噴射を行っても、パイロット噴射された燃料を燃焼室外周付近まで到達させ、燃焼室外周付近で着火させることを可能にすることにある。
【０００９】
ここで、燃料噴射率とは、単位時間当たりの燃料噴射量で表される。
【００１０】
また、パイロット噴射とは、主噴射に先立って行われる燃料噴射であり、吸気行程中及び圧縮行程中に行われるものを含む。
【００１１】
このように構成された内燃機関の燃料噴射システムでは、パイロット噴射された燃料は、燃料噴射率が高いため、主噴射された燃料と比較して短時間で燃焼室外周付近まで到達する。従って、パイロット噴射を行う時期を遅角させて主噴射と近づけても、パイロット噴射による燃料を燃焼室外周付近に到達させることができる。これにより、燃焼室外周付近であって主噴射された燃料と空気との混合が進行した位置で、パイロット噴射及び主噴射された燃料を着火させることが可能となり、スモークの発生を抑制することが可能となる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの時間を短くすることができるので、パイロット噴射による混合気がリーンになりすぎることを抑制することが可能となる。これにより、燃焼騒音の発生を抑制することが可能となる。
【００１２】
本発明においては、主噴射を行う主噴射弁と、パイロット噴射を行うパイロット噴射弁と、前記主噴射弁及びパイロット噴射弁へ夫々異なる圧力で燃料を供給する燃料供給装置とを更に備えることができる。
【００１３】
夫々、異なる圧力で供給された燃料を夫々異なる噴射弁により噴射させるので、１サイクル中の主噴射及びパイロット噴射による噴霧の位置及び着火位置を容易に変更することが可能となる。
【００１４】
本発明においては、パイロット噴射及び主噴射の両方を行う単一の燃料噴射弁を備えることができる。
【００１５】
単一の燃料噴射弁により燃料噴射率を変更することができれば、燃料噴射弁の取り付けスペースの確保が容易となる。
【００１６】
本発明においては、前記燃料噴射弁は、
燃料を貯留する燃料貯留室と、
前記燃料貯留室に開口し燃料を燃料噴射弁外へ噴射させる燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔を開閉するニードル弁と、
前記燃料貯留室に接続され該燃料貯留室に燃料を導入する燃料通路と、
前記燃料通路で前記燃料貯留室側へのみ燃料を通過させる逆止弁と、
前記逆止弁よりも下流の燃料通路若しくは前記燃料貯留室の容積を変更する作動装置と、
を備えることができる。
【００１７】
ニードル弁により燃料噴射孔が閉じられているときには、燃料貯留室に貯留された燃料の圧力が保持される。そして、燃料噴射孔が開かれると燃料貯留室内の圧力により定まる燃料噴射率で燃料が噴射される。ここで、燃料噴射時に、作動装置により燃料貯留室等の容量を小さくすると、燃料貯留室内の圧力が増加し、燃料噴射率を高めることができる。ここで、逆止弁が備えられているため、燃料通路を燃料が逆流することもない。従って、パイロット噴射時に貯留室の容量を小さくすれば、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高くすることが可能となる。一方、主噴射時に燃料貯留室等の容量を大きくすると、主噴射時の燃料噴射率を低下させることができる。このようにしても、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高くすることが可能となる。
【００１８】
本発明においては、前記燃料噴射弁は、
燃料を貯留する燃料貯留室と、
前記燃料貯留室に開口し燃料を燃料噴射弁外へ噴射させる燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔を開閉するニードル弁と、
前記ニードル弁を移動させ該ニードル弁のリフト量が小さいほど前記燃料貯留室の容量が小さくなる作動装置と、
前記燃料貯留室に接続され該燃料貯留室に燃料を導入する燃料通路と、
前記燃料通路で前記燃料貯留室側へのみ燃料を通過させる逆止弁と、
を備え、
パイロット噴射時のニードル弁のリフト量を主噴射時のニードル弁のリフト量よりも小さくすることができる。
【００１９】
ニードル弁により燃料噴射孔が閉じられているときには、燃料貯留室に貯留された燃料の圧力が保持される。そして、燃料噴射孔が開かれると燃料貯留室内の圧力に応じた燃料噴射率で燃料が噴射される。ここで、ニードル弁が開弁側へ作動すると、ニードル弁のリフト量に応じて燃料貯留室の容量が大きくなる。即ち、燃料噴射中に、ニードル弁のリフト量を小さくすると燃料貯留室の容量が小さくなり、燃料の圧力が上昇して燃料噴射率が高まる。従って、パイロット噴射時にニードル弁のリフト量を小さくし、若しくは、主噴射時にニードル弁のリフト量を大きくすれば、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高くすることが可能となる。
【００２０】
本発明においては、前記燃料噴射弁は、
燃料を貯留する燃料貯留室と、
前記燃料貯留室に開口し燃料噴射弁外へ主噴射用燃料を噴射する主噴射用燃料噴射孔と、
前記主噴射用燃料噴射孔を開閉する主噴射用ニードル弁と、
前記主噴射用燃料噴射孔よりも大きい開口面積で前記燃料貯留室に開口し燃料噴射弁外へパイロット噴射用燃料を噴射するパイロット噴射用燃料噴射孔と、
前記パイロット噴射用燃料噴射孔を開閉するパイロット噴射用ニードル弁と、
を備えることができる。
【００２１】
パイロット噴射時には、パイロット噴射用燃料噴射孔から燃料噴射率の高い噴射を行い、主噴射時には、主噴射用燃料噴射孔から燃料噴射率の低い噴射を行う。これにより、容易に燃料噴射率の異なる燃料噴射を行うことが可能となる。ここで、パイロット噴射用燃料噴射孔の開口面積を主噴射用燃料噴射孔の開口面積よりも大きくすることにより、夫々の燃料噴射孔に供給される燃料の圧力が等しくても、パイロット噴射の燃料噴射率を高めることができる。
【００２２】
本発明においては、前記燃料噴射弁は、
前記燃料貯留室に開口し燃料を燃料噴射弁外へ噴射する燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔を開閉し、パイロット噴射時よりも主噴射時のリフト量が大きいニードル弁と、
主噴射時に前記ニードル弁のリフト量が所定量以上となった場合に開口し燃料を排出させる燃料排出通路と、
を備えることができる。
【００２３】
ニードル弁により燃料噴射孔が閉じられているときには、燃料貯留室に貯留された燃料の圧力が保持される。そして、パイロット噴射時に燃料噴射孔が開かれると、燃料貯留室内の圧力に応じた燃料噴射率で燃料が噴射される。また、ニードル弁のリフト量を大きくして主噴射が行われると、燃料排出通路に燃料が排出されるため燃料の圧力が低下し、燃料噴射率が低下する。これにより、パイロット噴射よりも主噴射による燃料噴射率を低下させることが可能となる。
【００２４】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の燃料噴射システムは、以下の手段を採用した。即ち、第２の発明は、
燃焼室内へ主噴射よりも前にパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、
複数の燃料噴射孔を有し燃焼室中心側で主噴射を行う主噴射弁と、前記主噴射弁から噴射された燃料が到達する位置であって燃焼室外周でパイロット噴射を行う複数のパイロット噴射弁と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の最大の特徴は、主噴射により噴射された燃料の空気との混合が進んだ燃焼室外周でパイロット噴射を行うことにより、パイロット噴射時期を遅角させつつ主噴射による燃料を燃焼室外周近辺で着火可能とすることにある。
【００２６】
このように構成された内燃機関の燃料噴射システムでは、パイロット噴射弁は、燃焼室外周であって主噴射弁からの燃料噴射が到達する位置に備えられる。そして、主噴射弁は複数の燃料噴射孔を有しているため、燃焼室外周には複数のパイロット噴射弁が備えられている。ここで、前記したように、パイロット噴射により噴射された燃料は、燃焼室外周付近で燃焼させることが望ましい。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの時間は、短いほうが望ましい。その点、パイロット噴射弁を燃焼室外周に備えることにより、パイロット噴射時期を遅角させ、燃焼室外周付近で燃料を着火させることができ、しかも、パイロット噴射された燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。また、複数の噴孔から放射状に燃料を噴射して主噴射が行われる場合には、夫々の噴孔から噴射された燃料が到達する位置に夫々パイロット噴射弁を備えれば、夫々の噴孔から噴射された燃料を個別に着火させることが可能となる。
【００２７】
本発明においては、前記パイロット噴射弁は、燃焼室外周近傍で該燃焼室外周に沿う方向に燃料を噴射する燃料噴射孔を少なくとも２つ備えることができる。
【００２８】
このような燃料噴射孔によりパイロット噴射を行うと、機関運転状態によりスワールの回転速度が変化し主噴射の到達位置が変動したとしても、パイロット噴射による燃料が主噴射による燃料を捉えることが可能となり、主噴射による燃料を着火しやすくすることが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明による内燃機関の燃料噴射システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明による内燃機関の燃料噴射システムを車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００３０】
図１は、本実施の形態によるエンジンの概略構成を示す図である。図１（Ａ）は、側面断面図、図１（Ｂ）は、本実施の形態によるパイロット噴射及び主噴射による噴霧の関係示した上面図である。
【００３１】
図１に示すエンジン１は、気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００３２】
エンジン１は、シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂが連結されて構成されている。
【００３３】
シリンダヘッド１ａには、吸気ポート４及び排気ポート５が形成されており、吸気ポート４及び排気ポート５と気筒２内との境界には、上下に移動する吸気弁６及び排気弁７が備えられている。
【００３４】
また、シリンダヘッド１ａには、気筒２内に燃料を主噴射する主噴射弁３ａ及び、主噴射に先立ち燃料を噴射（以下、パイロット噴射とする。）するパイロット噴射弁３ｂが設けられている。
【００３５】
主噴射弁３ａには、該主噴射弁３ａに燃料を供給する主噴射用燃料供給源３１ａが、パイロット噴射弁３ｂには、該パイロット噴射弁３ｂに燃料を供給するパイロット噴射用燃料供給源３１ｂが夫々接続されている。そして、パイロット噴射用燃料供給源３１ｂの燃料吐出圧力は、主噴射用燃料供給源３１ａのものよりも高く設定されている。即ち、パイロット噴射弁３ｂに供給される燃料の圧力は、主噴射弁３ａに供給される燃料の圧力よりも高くなり、パイロット噴射の燃料噴射率は主噴射の燃料噴射率よりも高くなる。
【００３６】
主噴射弁３ａ若しくはパイロット噴射弁３ｂに駆動電流が印加されると、主噴射弁３ａ若しくはパイロット噴射弁３ｂが開弁し、その結果、主噴射弁３ａ若しくはパイロット噴射弁３ｂから気筒２内へ燃料が噴射される。ここで、主噴射弁３ａ及びパイロット噴射弁３ｂから噴射される燃料量は、エンジン回転数と負荷とからマップにより算出される。また、基本となる燃料噴射時期もエンジン回転数と負荷とからマップにより算出される。これらのマップは、予め実験等により求めておく。
【００３７】
また、シリンダブロック１ｂは、気筒２内に挿入されたピストン１０を備えて構成される。このピストン１０の上面とシリンダヘッド１ａ及び気筒２の内壁面とで囲まれた空間により燃焼室１１が形成されている。
【００３８】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１２が併設されている。このＥＣＵ１２は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００３９】
ＥＣＵ１２には、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ１２に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１２には、主噴射弁３ａ、パイロット噴射弁３ｂ等が電気配線を介して接続され、制御することが可能になっている。また、前記ＥＣＵ１２は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。
【００４０】
ところで、従来の内燃機関の燃料噴射システムでは、単一の噴射弁によりパイロット噴射及び主噴射が行われるものがあった。ここで、パイロット噴射は、燃料の噴射量が少量であるため、噴射弁の開弁時間が短く、また、ニードル弁のリフト量も小さくなるため、燃料噴射率が小さくなっていた。
【００４１】
そして、パイロット噴射を吸気行程の比較的早い時期に行うと、パイロット噴射された燃料の蒸発及び空気との混合が進んでリーン空燃比となってしまい、パイロット噴射した燃料の着火が困難となっていた。これにより、主噴射による燃料が急激に燃焼し、燃焼騒音が発生することがあった。
【００４２】
また、パイロット噴射を吸気行程の比較的遅い時期に行うと、パイロット噴射された燃料が、噴射後すぐに燃焼室中央付近で燃焼してしまい、その後の主噴射された燃料も燃焼室中央付近で燃焼することがあった。これにより、主噴射された燃料は空気との混合が進む前、即ち、リッチ空燃比で燃焼するので、スモークが発生することがあった。
【００４３】
このように、パイロット噴射の燃料噴射率が低いと、パイロット噴射を行う時期によりスモークが発生し若しくは燃焼騒音が発生する虞があった。
【００４４】
その点、本実施の形態では、主噴射用の噴射弁とパイロット噴射用の噴射弁とを夫々備え、パイロット噴射の燃料噴射率を主噴射の燃料噴射率よりも高く設定している。
【００４５】
図２は、クランク角度と燃料噴射率の関係を示した図である。図２（Ａ）は従来のものを示し、図２（Ｂ）は本実施の形態によるものを示している。本実施の形態では、パイロット噴射の燃料噴射率は従来のものよりも高くなり、主噴射の燃料噴射率は従来のものよりも低くなっている。ここで、パイロット噴射及び主噴射による燃料噴射量の総量が従来のものと略等しくなるように燃料噴射量を変更しても良い。
【００４６】
図３は、燃焼室内のパイロット噴射と主噴射とによる噴霧状態を示した上面図及びそれに伴う熱発生率の時間推移を示したタイムチャート図である。図３（Ａ）は、燃料噴射率の低いパイロット噴射を吸気行程の比較的早い時期に行った場合、図３（Ｂ）は、燃料噴射率の低いパイロット噴射を吸気行程の比較的遅い時期に行った場合、図３（Ｃ）は、燃料噴射率の高いパイロット噴射を吸気行程の比較的遅い時期に行った場合を夫々示している。ここで、熱発生率とは、混合気の燃焼過程における単位時間当りの発熱量を示す。図３（Ａ）の場合には、パイロット噴射による熱発生率は殆ど上昇しない。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）の場合には、パイロット噴射による熱発生率が上昇し、燃焼騒音の発生を抑制することができる。ただし、図３（Ｂ）の場合には、燃焼室中心付近で主噴射による燃料が燃焼するため、スモークが発生する虞がある。
【００４７】
本実施の形態では、図３（Ｃ）に示した燃料噴霧状態及び熱発生率とするために、主噴射弁３ａ及びパイロット噴射弁３ｂを備えている。さらに、この主噴射弁３ａ及びパイロット噴射弁３ｂに夫々４つの噴孔を備え、燃焼室１１（気筒２）外周へ向けて燃料を噴射させる。ここで、主噴射弁３ａの噴孔から噴射される燃料と、パイロット噴射弁３ｂの噴孔から噴射される燃料とが、図１（Ｂ）に示すような噴霧状態となるように夫々の噴孔が形成されている。ここで、主噴射弁３ａ及びパイロット噴射弁３ｂから噴射された燃料は、スワールにより気筒中心軸を中心にして回転することがある。従って、パイロット噴射された燃料の燃焼ガス中に主噴射された燃料が到達するように、予め実験等により主噴射弁３ａ及びパイロット噴射弁３ｂ噴孔の位置を求め、設定しておく。このようにして、燃焼室１１外周付近で、パイロット噴射及び主噴射による燃料を燃焼させることができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、燃料噴射率の高いパイロット噴射を行うため、吸気行程の比較的遅い時期にパイロット噴射を行ったとしても、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室１１中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、主噴射弁３ａ及びパイロット噴射弁３ｂに夫々異なる圧力で燃料を供給することができるので、燃料噴射率を容易に変更することができる。
【００４９】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、パイロット噴射及び主噴射を単一の噴射弁で行う点、それに伴い燃料供給源を単一とする点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００５０】
図４は、本実施の形態による燃料噴射弁３の概略構成を示した断面図である。
【００５１】
燃料噴射弁３は、本体３０１、噴孔３０２、ニードル弁３０３、本体３０１内で燃料を貯留する燃料貯留室３０４、燃料貯留室３０４に接続され燃料供給源からの燃料を該燃料貯留室３０４に導入する燃料通路３０５、燃料通路３０５の途中に設けられ燃料噴射弁３の外部から燃料貯留室３０４の方向にのみ燃料を通過させる逆止弁３０６、燃料貯留室３０４に接続され燃料を一時貯留する筒状の別室３０７、別室３０７内の容積を変更するピストン３０８、電圧を印加することによりピストン３０８を移動させるアクチュエータ３０９を備えて構成されている。このアクチュエータ３０９は、圧電素子からなり電圧を印加することにより作動する。
【００５２】
このように構成された燃料噴射弁３では、燃料供給源から吐出された燃料が燃料通路３０５を流通し、逆止弁３０６を通過して本体３０１内に導入される。そして、ニードル弁３０３により噴孔３０２が閉じられている場合には、本体３０１内に導入された燃料は、燃料貯留室３０４及び別室３０７へ貯留される。ニードル弁３０３が作動され、噴孔３０２が開かれると、燃料供給源から印加される燃料の圧力に応じた量の燃料が噴孔３０２を通過して燃焼室１１内へ噴射される。
【００５３】
ここで、燃料噴射前若しくは燃料噴射中にアクチュエータ３０９によりピストン３０８を移動させ、別室３０７内の容積を減少させると、それに伴い燃料貯留室３０４、別室３０７及び燃料通路３０５の圧力が上昇する。燃料通路３０５には逆止弁３０６が設けられているため、それよりも上流の燃料供給源側へ燃料が逆流することはない。そして、燃料の圧力の上昇により、単位時間あたりに噴孔３０２から噴射される燃料の量、即ち燃料噴射率が増加する。
【００５４】
従って、パイロット噴射を行うときに、別室３０７の容積を減少させれば主噴射よりも、パイロット噴射の燃料噴射率を高めることができる。同様に、主噴射を行うときに、別室３０７の容積を増加させて主噴射の燃料噴射率を低めても良い。また、別室３０７の容積の変更量は、パイロット噴射された燃料が燃焼室１１外周付近で燃焼するような、パイロット噴射及び主噴射の燃料噴射率となるように予め実験等により求め、設定しておく。
【００５５】
尚、本実施の形態においては、別室３０７を設け、この別室３０７の容積を変更して燃料噴射率を変更しているが、別室３０７を設けずに、燃料貯留室３０４の容積を直接変更するような構成としても良い。
【００５６】
ここで、図５は、図４に示す噴射弁の別室３０７の容積と燃料噴射率との関係を示したタイムチャート図である。別室３０７の容積がパイロット噴射直前に減少され、パイロット噴射直後に増加されて元の状態に戻されている。
【００５７】
このようにして、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高めることができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、単一の燃料噴射弁によりパイロット噴射の燃料噴射率を主噴射のものよりも高めることができ、吸気行程の比較的遅い時期にパイロット噴射を行ったとしても、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室１１中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、単一の燃料噴射弁により行われるので、取り付けスペースは従来の燃料噴射弁と殆ど変わらず、本実施の形態による燃料噴射弁をエンジンへ容易に取り付けることができる。
【００５９】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、パイロット噴射及び主噴射を単一の燃料噴射弁で行う点、それに伴い燃料供給源を単一とする点で相違する。また、第２の実施の形態と比較して、ニードル弁のリフト量を大きくしてパイロット噴射時の燃料噴射率を高める点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００６０】
図６は、本実施の形態による燃料噴射弁３の概略構成を示した断面図である。
【００６１】
燃料噴射弁３は、本体３０１、噴孔３０２、ニードル弁３０３、燃料貯留室３０４、燃料貯留室３０４に接続され燃料供給源からの燃料を該燃料貯留室３０４に導入する燃料通路３０５、燃料通路３０５の途中に設けられ燃料噴射弁３の外部から燃料貯留室３０４の方向にのみ燃料を通過させる逆止弁３０６、電圧を印加することによりニードル弁３０３を図の上下方向に移動させるアクチュエータ３１０を備えて構成されている。ここで、燃料貯留室３０４は、ニードル弁３０３及びアクチュエータ３１０の周辺であって、燃料が入り込む隙間のあるところ全てを含むものとする。
【００６２】
また、アクチュエータ３１０は、圧電素子からなり電圧を印加することにより作動する。そして、アクチュエータ３１０に印加した電圧の大きさにより、ニードル弁３０３のリフト量を制御することができる。また、ニードル弁３０３が開弁方向に移動されるときに、アクチュエータ３１０に電圧が印加されると、圧電素子の変形に応じてアクチュエータ３１０の容積が減少する。そして、この容積が減少するに従って、燃料貯留室３０４の容積が増加し、該燃料貯留室３０４内の燃料の圧力が低下する。しかし、圧力の低下に応じて燃料通路３０５から燃料が供給されるため、このときの圧力の低下は殆どない。一方、ニードル弁３０３を閉弁方向に移動させると、圧電素子が変形してアクチュエータ３１０の容積が増加し、その分、燃料貯留室３０４の容積が減少する。これにより、燃料の圧力が上昇し、燃料噴射率が高まる。このときには、逆止弁３０６により、燃料が燃料通路３０５を逆流することもない。このように、アクチュエータ３１０の体積変化により、ニードル弁３０３のリフト量を変化させつつ燃料噴射率を変化させることができる。
【００６３】
従って、ニードル弁３０３を閉弁方向に移動させながらパイロット噴射を行うと、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高めることができる。また、ニードル弁３０３の移動量は、パイロット噴射された燃料が燃焼室１１外周付近で燃焼するようなパイロット噴射及び主噴射の燃料噴射率となるように予め実験等により求め、設定しておく。
【００６４】
ここで、図７は、図６に示す燃料噴射弁のニードル弁３０３のリフト量と燃料噴射率との関係を示したタイムチャート図である。パイロット噴射直時に一旦最大リフト量として燃料貯留室３０４の容積を増加させておき、パイロット噴射中にリフト量を減少させて燃料貯留室３０４の容積を減少させている。
【００６５】
このようにして、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高めることができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、単一の燃料噴射弁によりパイロット噴射の燃料噴射率を主噴射のものよりも高めることができ、吸気行程の比較的遅い時期にパイロット噴射を行ったとしても、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室１１中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、単一の燃料噴射弁により行われるので、取り付けスペースは従来の燃料噴射弁と殆ど変わらず、本実施の形態による燃料噴射弁をエンジンへ容易に取り付けることができる。
【００６７】
＜第４の実施の形態＞
本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、パイロット噴射及び主噴射を単一の燃料噴射弁で行う点、それに伴い燃料供給源を単一とする点で相違する。また、第２、第３の実施の形態と比較して、パイロット噴射用の噴孔と主噴射用の噴孔とを夫々備えている点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００６８】
図８は、本実施の形態による燃料噴射弁３の概略構成を示した断面図である。
【００６９】
燃料噴射弁３は、本体３０１、主噴射用噴孔３０２ａ、パイロット噴射用噴孔３０２ｂ、主噴射用ニードル弁３０３ａ、主噴射用ニードル弁３０３ａの中心部を貫通するパイロット噴射用ニードル弁３０３ｂ、本体３０１内壁と主噴射用ニードル弁３０３ａ外壁とで囲まれ主噴射用ニードル弁３０３ａが開弁すると主噴射用噴孔３０２ａと連通される主噴射用燃料通路３０５ａ、パイロット噴射用ニードル弁３０３ｂの中心軸を貫通しパイロット噴射用ニードル弁３０３ｂが開弁するとパイロット噴射用噴孔３０２ｂと連通されるパイロット噴射用燃料通路３０５ｂを備えて構成されている。
【００７０】
主噴射用ニードル弁３０３ａ及びパイロット噴射用ニードル弁３０３ｂは、夫々単独で開閉弁させることが可能となっている。また、主噴射用噴孔３０２ａの開口面積よりもパイロット噴射用噴孔３０２ｂの開口面積のほうが大きくなるように夫々の噴孔が形成されている。
【００７１】
このように構成された燃料噴射弁３では、パイロット噴射用ニードル弁３０３ｂが図上方向に開弁されると、パイロット噴射用燃料通路３０５ｂを介してパイロット噴射用噴孔３０２ｂから燃料が噴射される。一方、主噴射用ニードル弁３０３ａが図上方向に開弁されると、主噴射用燃料通路３０５ａを介して主噴射用噴孔３０２ａから燃料が噴射される。
【００７２】
そして、パイロット噴射用噴孔３０２ｂは、主噴射用噴孔３０２ａよりも開口面積が大きいため、燃料の圧力が等しい場合には、単位時間当たりの燃料噴射量、即ち燃料噴射率は、パイロット噴射のほうが高くなり、燃料がより遠くまで届くようになる。ここで、主噴射用噴孔３０２ａ及びパイロット噴射用噴孔３０２ｂの開口面積は、パイロット噴射された燃料が燃焼室１１外周付近で燃焼するようなパイロット噴射及び主噴射の燃料噴射率となるように予め実験等により求め、設定しておく。
【００７３】
このようにして、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高めることができる。
【００７４】
尚、本実施の形態においては、噴孔の開口面積により燃料噴射率を調整しているが、これに代えて、主噴射用燃料通路３０５ａよりも高い圧力の燃料をパイロット噴射用燃料通路３０５ｂに供給するようにして、燃料噴射率を調整しても良い。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、単一の燃料噴射弁によりパイロット噴射の燃料噴射率を主噴射のものよりも高めることができ、吸気行程の比較的遅い時期にパイロット噴射を行ったとしても、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室１１中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、単一の燃料噴射弁により行われるので、取り付けスペースは従来の燃料噴射弁と殆ど変わらず、本実施の形態による燃料噴射弁をエンジンへ容易に取り付けることができる。
【００７６】
＜第５の実施の形態＞
本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、パイロット噴射及び主噴射を単一の燃料噴射弁で行う点、それに伴い燃料供給源を単一とする点で相違する。また、第２、第３、第４の実施の形態と比較して、主噴射時であってニードル弁のリフト量が大きくなったときに燃料排出孔が開口し、燃料噴射率を低下させる点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００７７】
図９は、本実施の形態による燃料噴射弁３の概略構成を示した断面図である。
【００７８】
燃料噴射弁３は、本体３０１、噴孔３０２、ニードル弁３０３、本体３０１内壁とニードル弁３０３外壁の軸線方向に設けられた溝とで囲まれる燃料通路３０５、本体３０１内壁とニードル弁３０３外壁との摺動部であって本体３０１内壁に開口し燃料を排出する本体側燃料排出通路３１１、本体３０１内壁とニードル弁３０３外壁との摺動部であってニードル弁３０３外壁に開口しニードル弁３０３先端と連通するニードル弁側燃料排出通路３１２を備えて構成されている。
【００７９】
本体側燃料排出通路３１１とニードル弁側燃料排出通路３１２とは、ニードル弁３０３のリフト量が所定量ａとなった場合に連通する。この所定量ａは、パイロット噴射時には到達しないが、主噴射時には到達するリフト量である。ここで、所定量ａは、パイロット噴射された燃料が燃焼室１１外周付近で燃焼するようなパイロット噴射及び主噴射の燃料噴射率となるように予め実験等により求め、設定しておく。
【００８０】
このように構成された燃料噴射弁３では、パイロット噴射時にニードル弁３０３が開弁されると、燃料通路３０５を介して噴孔３０２から燃料が噴射される。このときの燃料噴射率は、燃料供給源から供給される燃料の圧力に応じたものとなる。一方、主噴射時にニードル弁３０３が開弁されると、燃料通路３０５を介して噴孔３０２から燃料が噴射されるが、同時に本体側燃料排出通路３１１とニードル弁側燃料排出通路３１２とが連通し、一部の燃料が本体側燃料排出通路３１１を介して燃料タンクへ戻される。これにより、噴射される燃料の圧力は、燃料供給源から供給される燃料の圧力よりも低下する。従って、このときの燃料噴射率は、本体側燃料排出通路３１１とニードル弁側燃料排出通路３１２とが連通していないときのものよりも低下する。
【００８１】
このようにして、主噴射よりもパイロット噴射の燃料噴射率を高めることができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、単一の燃料噴射弁によりパイロット噴射の燃料噴射率を主噴射のものよりも高めることができ、吸気行程の比較的遅い時期にパイロット噴射を行ったとしても、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室１１中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、単一の燃料噴射弁により行われるので、取り付けスペースは従来の燃料噴射弁と殆ど変わらず、本実施の形態による燃料噴射弁をエンジンへ容易に取り付けることができる。
【００８３】
＜第６の実施の形態＞
本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、パイロット噴射弁を燃焼室（気筒でも良い）外周に配置した点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００８４】
図１０は、本実施の形態による主噴射弁及びパイロット噴射弁の配置及び燃料噴霧の状態を示した上面図である。
【００８５】
燃焼室１１の中心部には、主噴射弁３ａが備えられている。この主噴射弁３ａは、４つの噴孔が等間隔に備えられ、気筒外周へ向けて燃料が噴射される。一方、燃焼室１１外周には、パイロット噴射弁３ｂが等間隔に４つ備えられている。このパイロット噴射弁３ｂは、主噴射弁３ａの４つの噴孔から噴射された燃料の軌跡の延長線上に設けられている。ここで、主噴射弁３ａから噴射された燃料は、スワールにより気筒中心軸を中心にして回転することがある。従って、パイロット噴射された燃料の燃焼ガス中に主噴射された燃料が到達するように、予め実験等によりパイロット噴射弁３ｂの位置を設定しておいても良い。また、パイロット噴射弁３ｂから噴射する燃料の燃料噴射率は、主噴射のものよりも低く設定しても良い。これは、パイロット噴射弁３ｂに燃料の吐出圧力が高い燃料供給源３１ｂを接続し、主噴射弁３ａにはそれよりも低い圧力の燃料を吐出する燃料供給源３１ａを接続することにより可能となる。
【００８６】
このように構成された内燃機関の燃料噴射システムでは、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができ、主噴射による燃料と空気との混合が進んだ位置でパイロット噴射された燃料を燃焼させることができる。即ち、パイロット噴射は燃焼室１１外周から行われるので、パイロット噴射の時期を主噴射に近づけたとしても、燃焼室１１外周付近に燃料を供給することができる。そして、燃焼室１１外周付近でパイロット噴射による燃料を燃焼させるので、主噴射による燃料も空気との混合が進んだ燃焼室１１外周付近から着火させることができ、スモークを低減させることができる。また、パイロット噴射による燃料の移動距離が短くて済むので、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの時間を短くすることができ、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みすぎて着火しないということもない。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、パイロット噴射弁３ｂを燃焼室１１外周に配置することにより、吸気行程の比較的遅い時期にパイロット噴射を行ったとしても、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室１１中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、パイロット噴射と主噴射とで燃料噴射弁を異ならせることにより、パイロット噴射と主噴射とで容易に燃料噴射率を変更することができる。
【００８８】
＜第７の実施の形態＞
本実施の形態では、第６の実施の形態と比較して、パイロット噴射弁３ｂに噴孔を２つ持たせ、夫々の噴孔から別々の方向にパイロット噴射を行う点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第６の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００８９】
図１１は、本実施の形態による主噴射弁及びパイロット噴射弁の配置及び燃料噴霧の状態を示した上面図である。
【００９０】
燃焼室１１中心部には、主噴射弁３ａが備えられている。この主噴射弁３ａは、４つの噴孔が等間隔に備えられ、燃焼室１１外周へ向けて４方向に燃料が噴射される。一方、燃焼室１１外周には、パイロット噴射弁３ｂが等間隔に４つ備えられている。このパイロット噴射弁３ｂは、主噴射弁３ａの４つの噴孔から噴射された燃料の軌跡の延長線上に設けられている。また、パイロット噴射弁３ｂは、夫々噴孔を２つ備えている。この噴孔は、噴射される燃料が燃焼室１１外周へ沿うように、そして、２つの噴孔から噴射される燃料が夫々燃焼室１１外周を逆回りに沿って進むようにパイロット噴射弁３ｂの噴孔が別方向に開口して形成されている。即ち、主噴射弁３ａから噴射された燃料とパイロット噴射弁３ｂから噴射された燃料とが対向しないようになっている。
【００９１】
ここで、主噴射弁３ａから噴射された燃料は、スワールにより気筒中心軸を中心にして回転することがある。従って、パイロット噴射された燃料の燃焼ガス中に主噴射された燃料が到達するように予め実験等によりパイロット噴射弁３ｂの位置を設定しておいても良い。また、パイロット噴射弁３ｂから噴射する燃料の燃料噴射率は、主噴射のものよりも低く設定しても良い。これは、パイロット噴射弁３ｂに燃料の吐出圧力が高い燃料供給源３１ｂを接続し、主噴射弁３ａにはそれよりも低い圧力の燃料を吐出する燃料供給源３１ａを接続することにより可能となる。
【００９２】
このように構成された内燃機関の燃料噴射システムでは、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができ、主噴射による燃料と空気との混合が進んだ位置でパイロット噴射された燃料を燃焼させることができる。即ち、パイロット噴射は燃焼室１１外周から行われるので、パイロット噴射の時期を主噴射に近づけても燃焼室１１外周付近に燃料を供給することができる。そして、燃焼室１１外周付近でパイロット噴射による燃料を燃焼させるので、主噴射による燃料も空気との混合が進んだ燃焼室１１外周付近から着火させることができ、スモークを低減させることができる。また、パイロット噴射による燃料の移動距離が短くて済むので、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの時間を短くすることができ、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みすぎて着火しないということもない。さらに、パイロット噴射を２つの噴孔から燃焼室１１外周に沿わせて行うことにより広い範囲にパイロット噴射による燃料を供給することができる。これにより、スワールで主噴射の到達位置が変動したとしても主噴射による燃料と空気との混合が進んだ燃焼室１１外周付近で着火させることができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、パイロット噴射弁３ｂを燃焼室１１外周に配置することにより、吸気行程の比較的遅い時期にパイロット噴射を行ったとしても、パイロット噴射による燃料を燃焼室１１外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室１１中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。また、パイロット噴射と主噴射とで燃料噴射弁を異ならせることにより、パイロット噴射と主噴射とで容易に燃料噴射率を変更することができる。更に、夫々のパイロット噴射弁からパイロット噴射を２方向に行うことにより、主噴射による噴霧を捕捉することが容易となる。
【００９４】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムでは、パイロット噴射による燃料を燃焼室外周付近に供給することができる。これにより、燃焼室中心付近でパイロット噴射及び主噴射による燃料が燃焼することがなく、スモークの発生を抑制することができる。また、パイロット噴射が行われてから主噴射が行われるまでの期間を短くすることができるので、パイロット噴射による燃料と空気との混合が進みリーンとなりすぎることもない。従って、パイロット噴射による燃料が着火しないことに起因した燃焼騒音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態によるエンジンの概略構成を示す図である。（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は本実施の形態によるパイロット噴射及び主噴射による噴霧の関係示した上面図である。
【図２】クランク角度と燃料噴射率の関係を示した図である。（Ａ）は従来のものを示し、（Ｂ）は本実施の形態によるものを示している。
【図３】燃焼室内のパイロット噴射と主噴射とによる噴霧状態を示した上面図及びそれに伴う熱発生率の時間推移を示したタイムチャート図である。（Ａ）は、燃料噴射率の低いパイロット噴射を吸気行程の比較的早い時期に行った場合、（Ｂ）は、燃料噴射率の低いパイロット噴射を吸気行程の比較的遅い時期に行った場合、（Ｃ）は、燃料噴射率の高いパイロット噴射を吸気行程の比較的遅い時期に行った場合を夫々示している。
【図４】第２の実施の形態による燃料噴射弁の概略構成を示した断面図である。
【図５】図４に示す燃料噴射弁の別室の容積と燃料噴射率との関係を示したタイムチャート図である。
【図６】第３の実施の形態による燃料噴射弁の概略構成を示した断面図である。
【図７】図６に示す燃料噴射弁のニードル弁のリフト量と燃料噴射率との関係を示したタイムチャート図である。
【図８】第４の実施の形態による燃料噴射弁の概略構成を示した断面図である。
【図９】第５の実施の形態による燃料噴射弁の概略構成を示した断面図である。
【図１０】第６の実施の形態による主噴射弁及びパイロット噴射弁の配置及び燃料噴霧の状態を示した上面図である。
【図１１】第７の実施の形態による主噴射弁及びパイロット噴射弁の配置及び燃料噴霧の状態を示した上面図である。
【符号の説明】
１          エンジン
１ａ      シリンダヘッド
１ｂ      シリンダブロック
２          気筒
３          燃料噴射弁
３ａ      主噴射弁
３ｂ      パイロット噴射弁
４          吸気ポート
５          排気ポート
６          吸気弁
７          排気弁
１０      ピストン
１１      燃焼室
１２      ＥＣＵ
３１ａ  主噴射用燃料供給源
３１ｂ  パイロット噴射用燃料供給源
３０１  本体
３０２  噴孔
３０２ａ            主噴射用噴孔
３０２ｂ            パイロット噴射用噴孔
３０３  ニードル弁
３０３ａ            主噴射用ニードル弁
３０３ｂ            パイロット噴射用ニードル弁
３０４  燃料貯留室
３０５  燃料通路
３０５ａ            主噴射用燃料通路
３０５ｂ            パイロット噴射用燃料通路
３０６  逆止弁
３０７  別室
３０８  ピストン
３０９  アクチュエータ
３１０  アクチュエータ
３１１  本体側燃料排出通路
３１２  ニードル弁側燃料排出通路
【図１】
2004324461.tif 000003
【図２】
2004324461.tif 000004
【図３】
2004324461.tif 000005
【図４】
2004324461.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004324461.tif 000009
【図８】
2004324461.tif 000010
【図９】
2004324461.tif 000011
【図１０】
2004324461.tif 000012
【図１１】
2004324461.tif 000013