(57)【要約】【課題】コアンダ効果を利用することで、比較的簡単な構成によって成層運転、均質運転の双方で最適な混合気を形成できるようにする。【解決手段】燃料噴射弁１において、噴孔５中心軸に対して、成長した噴霧の外周側がなす角度よりも大きな角度を有するガイド面８ａを、噴霧の周方向の一部に設ける。そして、この燃料噴射弁１を直噴火花点火式内燃機関に適用し、コアンダ効果によって噴霧の周方向の一部をガイド面８ａに沿わせる場合と、噴霧の周方向の一部をガイド面８ａに沿わせない場合と、を運転条件に応じて切り換えるようにして、成層運転と均質運転の双方に適した混合気を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された加圧燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射弁において、
噴孔中心軸に対して、成長した噴霧の外周側がなす角度よりも大きな角度を有するガイド面を、噴霧の周方向の一部に設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴孔の上流側に、噴射する燃料に旋回力を付与する旋回力付与部材を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記燃料噴射弁が筒内に直接燃料を噴射する構成であって、
前記ガイド面を点火栓に向かう方向に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記燃料噴射弁が噴孔を複数個有する構成であって、
その一部の噴孔からの噴霧に対して前記ガイド面を設けるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記噴孔の全部又は一部が略円状に配列された構成であって、
前記ガイド面を、各噴孔の中心を結ぶ線の外側又は内側のいずれかに設けたことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項６】
機関の運転条件に応じて、前記噴霧の周方向の一部をコアンダ効果によって前記ガイド面に沿わせる場合と、前記噴霧の周方向の一部を前記ガイド面に沿わせない場合と、を切り換えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項７】
前記噴霧の周方向の一部を前記ガイド面に沿わせない場合に、前記ガイド面に沿わせる場合に対し、短い噴射期間を繰り返すようにして燃料噴射を行うことを特徴とする請求項６記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項８】
前記噴霧の周方向の一部を前記ガイド面に沿わせない場合に、前記ガイド面に沿わせる場合に対し、噴射圧力を低下させて燃料噴射を行うことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項９】
前記噴霧の周方向の一部を前記ガイド面に沿わせない場合に、前記ガイド面に沿わせる場合に対し、燃焼室内圧力が高い条件で燃料噴射を行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【請求項１０】
前記噴霧の周方向の一部を前記ガイド面に沿わせない場合に上死点に近い状態で燃料噴射を行い、前記ガイド面に沿わせる場合に下死点に近い状態で燃料噴射を行うことを特徴とする請求項９記載の内燃機関の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に関し、特に、直噴火花点火式内燃機関に好適な燃料噴射弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
噴孔出口近傍に面を有する構成の燃料噴射弁としては、例えば特許文献１に記載のものがある。このものは、弁本体の開口部を閉塞するように設けられるオリフィスプレートに、第１の噴孔及びこの第１の噴孔から更に先端側へと広がる第２の噴孔が形成されており、第１の噴孔出口部にその円周方向の全体にわたって末広がり状の面を有するような構成となっている。そして、これにより、噴霧燃料の微粒化を促進しつつ、オリフィスプレートの板厚を確保してその強度を高めるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６３２０５公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、点火栓の近傍に局所的に濃い混合気を形成する成層運転と、シリンダ内に均質な混合気を形成する均質運転と、を切り換える直噴火花点火式内燃機関においては、成層運転と均質運転との双方で最適な混合気を形成できるように噴霧角度や噴霧方向を変化させることが望ましい。
【０００５】
例えば、燃焼室内の雰囲気圧力が高い圧縮行程後半で燃料噴射を行う成層運転時に噴霧が確実に点火栓に至るような噴霧角度に設定すると、比較的燃焼室内の雰囲気圧力が低い吸気行程中に燃料噴射を行う均質運転時においては、噴霧角度が大きくなりすぎて噴霧が壁面に衝突してしまい混合気を十分に均質化できなくなる等の問題があるからである。
【０００６】
ここで、噴孔出口部近傍に面を設け、これによって噴霧方向を変更させることも考えられる。
しかし、上記従来の燃料噴射弁は、そもそも噴霧方向を変化させることを目的として面を設けたものではなく、また、噴孔出口部の円周方向のすべてに面を有しているため、噴霧を狙いの方向に制御することはできない。
【０００７】
本発明は、比較的簡単な構成で噴霧の方向を制御することができる燃料噴射弁、特に、直噴火花点火式内燃機関に好適な燃料噴射弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係る内燃機関の燃料噴射弁は、噴孔中心軸に対して、成長した噴霧の外周側がなす角度よりも大きな角度を有するガイド面を、噴霧の周方向の一部に設けて構成した。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射弁によれば、噴霧が成長してある程度大きな噴霧角度になると、噴霧はその周方向の一部がコアンダ効果によってガイド面に引き寄せられ、その部分の噴霧角度が成長した噴霧角度よりも大きくなる。これにより、噴霧を部分的にある方向へと導くことができると共に、この部分的な変化（噴霧角度の増加）によって噴霧に切れ目が生じるので、雰囲気圧力が高い状態でも噴霧のしぼみを防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１に本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁を示す。図１（ａ）は縦断面図であり、図１（ｂ）は噴孔側から見た図（図１（ａ）のＡ視図）である。図に示すように、この燃料噴射弁１は、円筒状の弁本体２と、この弁本体２の中空部内で軸方向に移動可能に設けられる針弁３と、この針弁を移動させるアクチュエータ４と、を含んで構成される。
【００１１】
弁本体２の先端には、上記中空部と同軸の噴孔５が開口されており、この噴孔５の上流側の弁本体２内壁は、噴孔５を中心としたすり鉢状のシート部６を形成する。また、このシート部６の上流側には、燃料流に対して旋回力を与えるスワールチップ（旋回力付与部材）７が固定されている。
【００１２】
上記針弁３は、例えば、図示しないスプリングによって図で見て下方に常時付勢されており、その先端部がシート部６に着座することで噴孔５を閉塞する。そして、アクチュエータ４が針弁３をスプリングの付勢力に抗して図で見て上方に移動させることにより、その先端部がシート部６から離れて噴孔５を開放する。
【００１３】
また、弁本体２の先端には、噴孔５の出口の一部に対して傾斜面（ガイド面）８ａを形成するようにガイド部材８が固定されている。このガイド部材８によって形成されるガイド面８ａは、噴孔５の中心軸に対して、燃料の噴霧が十分に成長したときにその外周がなす角度よりも若干大きな角度となるように、すなわち、成長した噴霧の広がりよりも若干大きな広がりを持つように形成されている。
【００１４】
ここにおいて、燃料噴射を行う前は、針弁３がシート部６に着座しており（噴孔５が閉塞しており）、燃料供給通路９を介して燃料ポンプ（図示省略）等から供給された高圧燃料は、シート部６の上流にて保持されている。
【００１５】
針弁３が上昇すると、噴孔５が開放され、上記高圧燃料はシート部６を伝って噴孔５から噴射されはじめる。このとき、流れ場としてはスワールチップ７（のスワール溝）によって燃料（流）に旋回力が付与されるため、噴孔５出口において、噴射開始からの時間経過に伴って、徐々にその噴霧角度が大きくなる方向に噴霧が成長していく。
【００１６】
そして、その噴霧が成長して噴霧角度がある程度大きくなると、噴霧は、その周方向の一部がコアンダ効果によって上記ガイド面８ａに引き寄せられ、ガイド面９ａに沿って流れるようになる。この結果、部分的に噴霧の方向が変化すると共に、ガイド面９ａ（ガイド部材９）が存在する部分のみ噴霧角度が大きくなることになる。
【００１７】
図２、３は、上記燃料噴射弁１からの燃料噴射の様子をシミュレーションで計算した結果を示したものである。
図２（ａ）は、噴霧角度がまだ小さい噴霧発達中の状態を示している。噴射開始からの時間経過に伴って燃料の旋回流が発達し、この旋回流の発達により徐々にその噴霧角度が広がっていく。なお、図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面で噴霧を見た状態（噴霧断面）を示している。
【００１８】
図２（ｂ）は、噴霧角度が大きくなった（所定値以上となった）噴霧発達後の状態を示している。噴射開始からある時間が経過して噴霧角度が大きくなると（所定角度以上となると）、図で見て右側の噴霧、すなわち、ガイド部材８側の噴霧が、コアンダ効果によって突然右側壁面（ガイド面８ａ）に引き寄せられ、ガイド面８ａを沿って流れるようになる。この結果、周方向の一部分の噴霧角度が変化することになる（大きくなる）。
【００１９】
図３（ｂ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面で噴霧を見た状態（噴霧断面）を示しており、図３（ａ）と比べると、コアンダ効果によって噴霧の周方向の一部がガイド面８ａに沿って流れる状況では、噴霧の断面形状が変化しているだけではなく、噴霧に切れ目が生じていることが分かる。
【００２０】
そして、このように噴霧に切れ目が生じることによって、特に燃焼室内の雰囲気圧力（背圧）が高い状態において特徴がでる。すなわち、雰囲気圧力が高い状態においては、通常、噴霧がしぼむ傾向にあるが、上記のように切れ目が生じた噴霧では、その切れ目から噴霧の内部に空気が流入することになるため、噴霧がしぼむ現象、すなわち、噴霧角度が小さくなる現象が現れないのである。
【００２１】
このため、例えば、直噴火花点火式内燃機関のように、比較的雰囲気圧力が高い圧縮行程の後半に燃料を噴射する場合に適用したとしても、その噴霧が雰囲気圧力の影響を受けてしぼむことがないため、可燃混合気を安定して点火栓近傍に形成することができることになる。
【００２２】
本実施形態に係る燃料噴射弁１によると、噴孔５の中心軸とガイド面８ａとの角度は、噴孔５の中心軸と成長した噴霧の外周側との角度よりも大きな角度を有しているので、噴霧角度がある程度大きくなると、その周方向の一部がコアンダ効果によってガイド面８ａに引き寄せられ、部分的により大きな噴霧角度に変化させることができる。これにより、噴霧の方向を部分的に変化させることができると共に、噴霧に切れ目が生じて噴霧のしぼみを防止することができる。
【００２３】
なお、旋回力付与部材としてのスワールチップ７を備えているので、噴霧は噴射からの時間経過と共に徐々に成長して噴霧角度が大きくなっていく。このため、後述するように、噴射からの時間を適宜調整することで、必要な場合にのみ上記コアンダ効果を利用して噴霧の噴射方向を部分的に噴射させると共に、コアンダ効果を利用しないようにすることも可能である。
【００２４】
ここで、上記燃料噴射弁１を直噴火花点火式内燃機関に適用した場合の効果について説明する。図４は、直噴火花点火式内燃機関のシステム構成図である。
この機関では、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２及びピストン１３によって形成される燃焼室１４上部に点火栓１５が配置されており、上記燃料噴射弁１は、その噴孔５が斜め下方を向くと共にガイド部材８（ガイド面８ａ）が点火栓１５に向かう方向に配置されるように、吸気ポート側のシリンダ壁（燃焼室横方向）に設けられている。
【００２５】
また、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１６には、エアフロメータ１７、スロットル開度センサ１８、クランク角センサ１９等の各種センサからの検出信号が入力されており、運転条件に応じて、燃焼室１４内に均質な混合気を形成する均質運転を行うか、点火栓１５近傍に局所的に濃い混合気を形成する成層運転を行うか、を判別して燃料噴射弁１に駆動信号を出力する。なお、燃料噴射弁１とコントロールユニット１６とによって燃料噴射装置を構成することになる。
【００２６】
従来の燃料噴射弁を用いた場合、成層運転のように圧縮行程後半の雰囲気圧力が高い状態で燃料噴射を行うと、噴霧角度が小さくなってしまい（噴霧がしぼんでしまい）、点火栓１５に向かわなくなるおそれがある。一方、これを考慮して雰囲気圧力が高い状態であっても噴霧が点火栓１５に至るように噴霧角度を大きく設定すると、今度は、吸気行程中に燃料噴射を行う均質運転時において、噴霧角度が大きくなりすぎて噴霧が壁面に衝突してしまうことになる。
【００２７】
これに対して、上記燃料噴射弁１を用いて、図４に示すように、そのガイド面８ａが点火栓１５側に向かうように配置とすることにより、コアンダ効果によって噴霧の周方向の一部が点火栓１５側に向かうと共に、噴霧に生じた切れ目から内側に空気が流れ込んで噴霧がしぼむ（噴霧角度が小さくなる）ことを防止できるので、噴霧角度の設定を大きくすることなく、点火栓１５近傍に安定して混合気を形成できる。
【００２８】
次に本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁について説明する。
上記図４では燃料噴射弁を燃焼室横側に配置する構成となっているが、この第２実施形態に係る燃料噴射弁は、燃料噴射弁が燃焼室上部に配置される、いわゆる直上型の直噴火花点火式内燃機関に適用する場合に特に有効である。
【００２９】
図５（ａ）は本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁１０の縦断面図であり、図５（ｂ）は噴孔側から見た図（図５（ａ）のＢ視図）である。この実施形態に係る燃料噴射弁１０は、上記第１実施形態（図１）に対して、噴孔５の周方向にガイド面８ａ（ガイド部材８）を不連続に複数個設けた点が相違する。なお、その他の構成は第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００３０】
図６（ａ）は、上記燃料噴射弁１０からの噴霧が成長したときの状態（噴霧発達後の状態）を示しており、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ断面で燃料噴射弁１０側から噴霧を見た状態（噴霧断面）を示している。
【００３１】
本実施形態ではガイド面８ａを複数設けているところ、この複数のガイド面８ａに対応する部分の噴霧のみが、コアンダ効果によって当該ガイド面８ａに引き寄せられることになる（噴霧角度が大きくなる）。そして、この噴霧の断面を見ると、上記第１実施形態と同様に、噴霧に切れ目が生じているので（図６（ｂ）参照）、この燃料噴射弁１０によって、雰囲気圧力が高い状態で燃料噴射を行ったとしても噴霧がしぼむことを防止できることになる。
【００３２】
このように、この実施形態に係る燃料噴射弁１０によると、噴孔５の円周上に複数のガイド面８ａを適宜設けることによって、噴霧の任意の部分を広げることができると共に、これによってより多くに切れ目が生じるので、噴霧がしぼむようなことをより確実に防止することができる。
【００３３】
さらに、本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁について説明する。
図７（ａ）は本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁２０の縦断面図であり、図７（ｂ）は噴孔側から見た図（図７（ａ）のＣ視図）である。この燃料噴射弁２０は、いわゆるホールノズルから燃料が噴射されるタイプのものであり、上記第１、第２実施形態（図１、図５）に対して、噴孔５が１つではなく、微細な複数の噴孔５１が円状に配置されている点が相違する。なお、その他の構成は第１、２実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００３４】
この燃料噴射弁２０では、各噴孔５１のそれぞれにガイド面８ａを設けるのではなく、複数の微細な噴孔５１のうちのいずれかを対象とし、この対象とする噴孔５１ａからの噴霧に対してコアンダ効果を利用するようにしたものである。そして、ガイド面８ａは、図７（ｂ）に示すように、各噴孔５１の中心を通る線（円）の外側の位置で、対象とする噴孔５１ａに対して面を形成するように設けられている。
【００３５】
すなわち、この燃料噴射弁２０では、複数ある噴孔５１のうち対象とする噴孔５１ａからの噴霧が、コアンダ効果によりガイド面８ａに引き寄せられるか否かによって、噴霧全体の一部分の噴霧角度が変化することを特徴としている。なお、対象とする噴孔５１ａは１つに限るものではなく、複数個としてもよい。また、ガイド面８ａは、上記第１実施形態に係る燃料噴射弁１と同様に、対象とする噴孔５１ａから噴射される噴霧が十分に成長したときの噴霧角度よりも若干大きな角度を有して形成されている。
【００３６】
図８、９は、上記燃料噴射弁２０からの噴霧の状態を示すものである。
図８は、噴霧角度がまだ小さい噴霧発達中の状態を示している。この場合、まだコアンダ効果は現れず、噴霧はガイド面８ａに引き寄せられていない（ガイド面８ａに沿っていない）。従って、Ｄ−Ｄ断面で噴霧を燃料噴射弁２０側から見ると、対象とする噴孔５１ａからの噴霧も他の噴孔５１からのものと同様である（図８（ｂ）参照）。
【００３７】
図９は、噴霧角度が大きくなった噴霧発達後の状態を示している。この場合、噴孔５１ａからの噴霧は、コアンダ効果によってガイド面８ａに引き寄せられる（ガイド面８ａに沿うようになる）。従って、Ｅ−Ｅ断面で噴霧を燃料噴射弁２０側から見ると、噴孔５１ａからの噴霧方向が変化しており、また、噴霧全体として見れば、その周方向の一部分の噴霧角度が大きくなる（図９（ｂ）参照）。
【００３８】
この実施形態に係る燃料噴射弁２０によると、噴孔を複数個有する燃料噴射弁において、その複数の微細な噴孔５１のうちのいずれかに対して、各噴孔５１の中心を結ぶ線の外側にガイド面８ａを配置することにより、コアンダ効果を利用して対象とする噴孔５１ａからの噴霧方向を噴霧が広がる方向に変化させることができる。このため、対象とする噴孔５１ａを点火栓側に配置すれば、噴霧角度の設定を変えることなく、噴霧を点火栓に向かわせることができることになる。
【００３９】
次に、本発明の第４実施形態に係る燃料噴射弁について説明する。
図１０（ａ）は本発明の第４実施形態に係る燃料噴射弁３０の縦断面図であり、図１０（ｂ）は噴孔側から見た図（図１０（ａ）のＤ視図）である。この燃料噴射弁３０も上記第３実施形態（図７）と同様に、複数のホールノズルから燃料が噴射されるタイプのものであるが、コアンダ効果を利用して噴霧の一部を広げるのではなく、噴霧の一部の広がりを小さくするようにしている点が相違する。
【００４０】
この燃料噴射弁３０では、上記第３実施形態に係る燃料噴射弁２０に対して、対象とする噴孔５１ａに対して、各噴孔５１の中心を通る円の内側にガイド面８ａが形成されている点が相違する。なお、対象とする噴孔５１ａを複数個としてもよいこと、ガイド面８ａが対象とする噴孔５１ａから噴射される噴霧が十分に成長したときの噴霧角度よりも若干大きな角度となる面を形成していること、については、上記第３実施形態の燃料噴射弁２０の場合と同様である。
【００４１】
図１１、１２は、上記燃料噴射弁３０からの噴霧の状態を示すものである。
図１１は、噴霧角度がまだ小さい噴霧発達中の状態を示している。この場合、まだコアンダ効果は現れず、噴霧はガイド面８ａに引き寄せられていない。従って、Ｆ−Ｆ断面で噴霧を燃料噴射弁３０側から見ると、対象とする噴孔５１ａからの噴霧も他の噴孔５１からのものと同様である（図１１（ｂ）参照）。
【００４２】
図１２は、噴霧角度が大きくなった噴霧発達後の状態を示している。この場合、対象とする噴孔５１ａからの噴霧は、コアンダ効果によってガイド面８ａに引き寄せられる。従って、Ｇ−Ｇ断面で噴霧を燃料噴射弁３０側から見ると、噴孔５１ａからの噴霧方向が変化しており、また、噴霧全体として見れば、その周方向の一部分の噴霧角度が小さくなる（図１２（ｂ）参照）。
【００４３】
この実施形態に係る燃料噴射弁３０によると、噴孔を複数個有する燃料噴射弁において、その複数の微細な噴孔５１のうちのいずれかに対して、各噴孔５１の中心を結ぶ線の内側にガイド面８ａを配置することにより、コアンダ効果を利用してコアンダ効果を利用して対象とする噴孔５１ａからの噴霧方向を噴霧がしぼむ方向に変化させることができる。これにより、ある特定の方向に対する燃料噴射を制限すること等が可能となる。
【００４４】
これまでは、噴孔（５、５１）の出口にガイド面８ａを設けることにより、コアンダ効果を利用して噴霧角度（噴霧方向）を部分的に変更することについて説明したが、上記燃料噴射弁（１、１０、２０、３０）を直噴火花点火式内燃機関に適用した場合おいては、このコアンダ効果の利用／非利用、すなわち、噴霧の周方向の一部をコアンダ効果によってガイド面８ａに沿わせる場合と、沿わせない場合と、を運転状態に応じて切り換えることも有効である。
【００４５】
例えば、燃料噴射弁が燃焼室横方向に配置される直噴火花点火式内燃機関においては、そのガイド面８ａが点火栓１５側になるようにして上記第１実施形態に係る燃料噴射弁１（図１）を設けるようにする。そして、成層運転時には、図１３（ａ）に示すように、コアンダ効果によって噴霧の一部をガイド面８ａに沿わせるようにすることにより、噴霧を点火栓１５側へと導きつつ、点火栓１５近傍にコンパクトな混合気を形成する。
【００４６】
一方、均質運転時には、図１３（ｂ）に示すように、噴霧の一部をガイド面８ａに沿わせないようにする（コアンダ効果を利用しない）ことで、噴霧が点火栓１５に直撃することを回避しつつ、燃焼室１４全体に均質な混合気を形成する。
なお、上記第３実施形態に係る燃料噴射弁２０を用いた場合も同様である。
【００４７】
また、直上型の直噴火花点火式内燃機関においては、上記第２実施形態に係る燃料噴射弁１０（図５）を設けるようにする。そして、成層運転時には、図１４（ａ）に示すように、噴霧の一部をガイド面８ａに沿わせないようにする（コアンダ効果を利用しない）ことで、比較的小さい噴霧角度（θ１）とし、噴霧が点火栓１５に直撃することを回避しつつ、ピストン１３の上面のピストンボウル１３ａを利用して微粒化を促進しつつ、点火栓１５近傍に成層混合気を形成する。
【００４８】
一方、均質運転時には、図１４（ｂ）に示すように、コアンダ効果によって噴霧の一部をガイド面８ａに沿わせるようにすることで、噴霧角度（θ２）を大きくし、微粒化をより促進させて燃焼室１４内の均質な混合気を形成する。なお、上記第３実施形態に係る燃料噴射弁２０を用いた場合も同様でありが、上記第４実施形態に係る燃料噴射弁３０を用いた場合には、コアンダ効果を利用することで噴霧角度を小さくすることになる。
【００４９】
なお、上記コアンダ効果の利用／非利用、すなわち、噴霧の周方向の一部をガイド面８ａに沿わせる場合と沿わせない場合との切り換えは、例えば、以下のようにして行うことが可能である。
（１）上記のように、燃料に旋回流を生じさせる、いわゆる渦巻き噴射弁では、噴射からの時間経過と共に成長して徐々に噴霧角度が大きくなっていく。このため、噴射からの時間を適宜調整することで、コアンダ効果の利用／非利用を切り換えることができる。例えば、コアンダ効果を利用しない場合には、噴霧が成長してコアンダ効果が起こる前に噴射を止め再び噴射を開始するということを繰り返して（すなわち、短い噴射期間を繰り返して）燃料噴射を行う一方、コアンダ効果を利用する場合には、噴霧が成長する長い噴射期間とすればよい。
（２）また、渦巻き噴射弁では、燃料噴射圧力が高いと噴霧角度が大きくなり、燃料噴射圧力が低いと噴霧角度が小さくなるという特性を有するので、コアンダ効果を利用する場合には燃料噴射圧力を高くし、コアンダ効果を利用しない場合には、燃料噴射圧力を低くするようにすればよい。
（３）噴霧は背圧（燃焼室内の雰囲気圧力）の影響を受けることから、この背圧を制御することによってコアンダ効果の利用／非利用を切り換えることも可能である。例えば、一般に、背圧が低いほど噴霧角度が大きくなるので、コアンダ効果を利用する場合には下死点に近い状態で燃料噴射を行い、コアンダ効果を利用しない場合には上死点に近い状態で燃料噴射を行うようにすればよい。なお、吸気バルブの閉じ時期を早くして背圧を上昇させ、吸気バルブの閉じ時期を遅くして背圧を低下させるようにしてもよい。
（４）更に、燃料噴射弁として燃料と空気とを噴射可能な２流体噴射弁を用いた場合には、噴射される空気に対する燃料の質量割合によって噴霧角度を調整できるので、コアンダ効果を利用する場合には燃料の質量割合を大きくし、コアンダ効果を利用しない場合には燃料の質量割合を小さくするようにすればよい。
【００５０】
上記（１）〜（４）によれば、噴射弁自体の構造を複雑化することなく、比較的容易にコアンダ効果の利用／非利用を切り換えることができる。そして、このように、運転状態に応じて、コアンダ効果の利用／非利用を切り換えて噴霧の部分的な広がり（すなわち、噴霧角度、噴霧方向）を変更することにより、噴霧が点火栓１５に直撃することを回避しつつ微粒化を促進できるのであるが、その他にも噴孔５（又は噴孔５１）の近傍の堆積物を処理できるという効果も有する。
【００５１】
すなわち、従来は噴孔の中以外は清掃することが困難であったが、コアンダ効果の利用／非利用を切り換えることによって、噴孔出口の流れ場が変化することになるため、噴孔出口の堆積物を燃料によって除去することが可能となる。
【００５２】
従って、上述したように、運転状態に応じてコアンダ効果の利用／非利用を切り換えることによって、同時に、噴孔出口の堆積物を除去できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射弁を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料噴射弁からの噴霧の状態を数値計算により求めた結果を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る燃料噴射弁からの噴霧の断面を数値計算により求めた結果を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る燃料噴射弁を直噴火花点火式内燃機関に適用した場合を説明した図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射弁を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る燃料噴射弁からの噴霧の状態を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射弁を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る燃料噴射弁からの噴霧の状態（噴霧発達中）を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る燃料噴射弁からの噴霧の状態（噴霧発達後）を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る燃料噴射弁を示す図である。
【図１１】第４実施形態に係る燃料噴射弁からの噴霧の状態（噴霧発達中）を示す図である。
【図１２】第４実施形態に係る燃料噴射弁からの噴霧の状態（噴霧発達後）を示す図である。
【図１３】本発明に係る燃料噴射弁を燃焼室横方向に配置した直噴火花点火式内燃機関を示す図である。
【図１４】本発明に係る燃料噴射弁を燃焼室上部に配置した、いわゆる直上型直噴火花点火式内燃機関を示す図である。
【符号の説明】
１，１０，２０，３０…燃料噴射弁、２…弁本体、３…針弁、４…アクチュエータ、５，５１…噴孔、６…シート部、７…スワールチップ、８…ガイド部材、８ａ…ガイド面、１３…ピストン、１４…燃焼室、１５…点火栓
【図１】
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【図２】
2004324558.tif 000004
【図３】
2004324558.tif 000005
【図４】
2004324558.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004324558.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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