(57)【要約】【課題】旋回流の勢いを維持した燃料を噴孔に流入させることを課題とする。【解決手段】燃料噴射弁は、先端側にシート部を有するニードル弁と、前記シート部が着座するシート面を有すると共に前記シート面の下流側にサック室を備え、前記サック室内に開口する噴孔を有するノズルボディと、前記サック室内に導入される燃料を旋回させる旋回流生成部と、を備える。前記シート面側の前記サック室の壁面が湾曲面であり、前記シート面の傾斜に沿って延長した延長線分が前記サック室の内周壁面と交差する位置よりも先端側に前記噴孔が開口する。これにより、旋回流の勢いを維持した燃料を噴孔に流入させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側にシート部を有するニードル弁と、
前記シート部が着座するシート面を有すると共に前記シート面の下流側にサック室を備え、前記サック室内に開口する噴孔を有するノズルボディと、
前記サック室内に導入される燃料を旋回させる旋回流生成部と、
を備え、
前記シート面側の前記サック室の壁面が湾曲面であり、前記シート面の傾斜に沿って延長した延長線分が前記サック室の内周壁面と交差する位置よりも先端側に前記噴孔が開口する、
燃料噴射弁。
【請求項２】
前記湾曲面は、球面の一部である請求項１に記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
前記噴孔の噴孔軸線は、前記ニードル弁の軸線と異なるように設定される請求項１又は２のいずれかに記載の燃料噴射弁。
【請求項４】
前記サック室は、球形であり、前記噴孔は複数設けられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料噴射弁。
【請求項５】
前記複数の噴孔のそれぞれの噴孔軸線は、前記ニードル弁の軸線に対する角度が同一とされ、前記複数の噴孔の噴孔長は、それぞれ、噴孔径に対して２倍以上である請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項６】
前記ニードル弁の軸線に対する噴孔軸線の角度が同一である複数の噴孔が属する噴孔群を複数備え、１つの噴孔群に属する噴孔が残りの噴孔群に属する噴孔に対して周方向にずらして配置された請求項４に記載の燃料噴射弁。
【請求項７】
噴孔の噴孔長に対する噴孔径の比が前記噴孔群毎に定められた請求項６に記載の燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関に関し、ＣＯ２低減及びエミッション低減のため、過給リーン、大量ＥＧＲ及び予混合自着火燃焼の研究が盛んに行われている。これらの研究によると、ＣＯ２低減及びエミッション低減の効果を最大限に引き出すには、より燃焼限界近傍において安定した燃焼状態を得る必要がある。また、石油燃料の枯渇化が進む中、バイオ燃料など多種の燃料でも安定して燃焼できるロバスト性が要求される。このような安定した燃焼を得るのに最も重要な点は混合気の着火ばらつきを低減することや膨張行程で燃料を燃やしきる速やかな燃焼が必要とされる。
【０００３】
また、内燃機関の燃料供給において、過渡応答性の向上、気化潜熱による体積効率向上や低温での触媒活性化用の大幅な遅角燃焼のために燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射方式が採用されている。ところが、筒内噴射方式を採用することにより、噴霧燃料が液滴のまま燃焼室壁に衝突して起こるオイル希釈や、液状燃料で燃料噴射弁の噴孔周りに生成されるデポジットによる噴霧悪化により燃焼変動が助長されていた。
【０００４】
このような筒内噴射方式の採用により生じるオイル希釈や噴霧悪化の対策をするとともに、着火ばらつきを低減し安定した燃焼を実現するには、燃焼室内の燃料が速やかに気化するように、噴霧を微粒化することが重要となる。
【０００５】
特許文献１では、良好な燃焼を実現させる上で、燃料の噴霧を短時間に均一に燃焼室内に分散させることが有効であることに鑑み、燃料噴射弁内における圧力損失を低減させる提案がされている。具体的に、特許文献１には、燃料溜りよりも上流側に、燃料を旋回して流通させる旋回手段を備えた燃料噴射装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、燃料の旋回流を利用してデポジットの除去を行う提案がされている。具体的に、特許文献２には、燃料通路からサック部に流れ込む燃料の旋回流が変動する旋回流変動領域が設定されるとともに、噴射弁回動手段を備えた燃料噴射装置が開示されている。
【０００７】
このように、良好な燃焼を得るために、燃料の旋回流が利用されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１５４７６８号公報
【特許文献２】特開２００６−３１２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、燃料噴射弁からの燃料噴射に燃料の旋回流を利用する場合、その旋回流の勢いが強い方が好都合である。しかしながら、燃料の旋回流が流入するサック室（旋回室）の形状によっては、燃料がサック室内周壁へ衝突し、旋回流の勢いが弱まることが考えられる。
【００１０】
そこで本明細書開示の燃料噴射弁は、旋回流の勢いを維持した燃料を噴孔に流入させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本明細書開示の燃料噴射弁は、先端側にシート部を有するニードル弁と、前記シート部が着座するシート面を有すると共に前記シート面の下流側にサック室を備え、前記サック室内に開口する噴孔を有するノズルボディと、前記サック室内に導入される燃料を旋回させる旋回流生成部と、を備え、前記シート面側の前記サック室の壁面が湾曲面であり、湾曲面が設けられ、前記シート面の傾斜に沿って延長した延長線分が前記サック室の内周壁面と交差する位置よりも先端側に前記噴孔が開口する。
【００１２】
シート面側のサック室の壁面を湾曲面とすることにより、旋回流生成部で生成された旋回流がサック室に導入されたときに、旋回流がサック室壁面へ衝突することに起因する旋回流の減速が抑制され、旋回流の勢いが維持される。そして、噴孔が前記シート面の傾斜に沿って延長した延長線分が前記サック室の内周壁面と交差する位置よりも先端側に開口することにより、サック室内で旋回した後の燃料が噴孔に流入する。これにより、旋回流の勢いを維持した燃料を噴孔に流入させることができる。
【００１３】
前記湾曲面は、球面の一部であってもよい。湾曲面を球面の一部とすることにより、旋回流の減速を効果的に抑制することができる。
【００１４】
前記噴孔の噴孔軸線は、前記ニードル弁の軸線と異なるように設定されてもよい。噴孔軸線とニードル弁の軸線とを異ならせることにより、噴霧角を広角とすることができる。そして、噴孔軸線とニードル弁の軸線とを異ならせた場合であっても、旋回流の勢いを維持した燃料を噴孔に流入させることができ、良好な噴霧形状を得ることができる。
【００１５】
前記サック室は、球形であり、前記噴孔は複数設けられてもよい。サック室を球形とすることにより、ニードル弁の軸線と噴孔軸線とがなす角度を大きく設定することができるようになる。また、サック室の径を大きくすることができ、複数の噴孔を互いに干渉させることなくサック室内に開口させることができるようになる。これにより、それぞれの噴孔に均質な旋回流を流入させることができる。均質な旋回流が流入した噴孔からは、コーン状に燃料が噴射される。
【００１６】
前記複数の噴孔のそれぞれの噴孔軸線は、前記ニードル弁の軸線に対する角度が同一とされ、前記複数の噴孔の噴孔長は、それぞれ、噴孔径に対して２倍以上であってもよい。
【００１７】
これによれば、各噴孔から噴射される噴霧の噴霧角を小さくし、かつ、噴霧ペネトレーションは大きくなる。燃料噴射弁全体としては、噴霧角を広くし且つ噴霧ペネトレーションを適度なものとすることができる。例えば、燃料噴射弁全体として、噴霧角をニードル弁の軸線に対する噴孔軸線がなす角度の２倍の角度とすることができる。
【００１８】
前記ニードル弁の軸線に対する噴孔軸線の角度が同一である複数の噴孔が属する噴孔群を複数備え、１つの噴孔群に属する噴孔が残りの噴孔群に属する噴孔に対して周方向にずらして配置されてもよい。噴孔群間で、ニードル弁の軸線に対する噴孔軸線の角度を異ならせることにより、噴霧全体では、噴霧を中実スワール噴霧とすることができる。これにより、燃焼室全体に混合気を分散し易くなり、燃料と空気との良好なミキシングを実現でき、燃焼効率を向上させることができる。
【００１９】
噴孔の噴孔長に対する噴孔径の比（Ｌ／Ｄ比）を前記噴孔群毎に定めてもよい。噴孔の噴孔長に対する噴孔径の比を種々変更することにより、燃焼室形状に応じた噴霧形状を実現することができる。例えば、燃焼室が深キャビティ型燃焼室（すなわち、ピストン頂面に比較的深いキャビティが設けられている燃焼室）である場合では、内側に位置する噴孔群、すなわち、前記ニードル弁の軸線に対する噴孔軸線の角度が小さい噴孔群のＬ／Ｄ比を大きくすることができる。また、例えば、燃焼室が偏平燃焼室（すなわち、ピストン頂面に比較的深いキャビティが設けられていない燃焼室）である場合では、外側に位置する噴孔群、すなわち、前記ニードル弁の軸線に対する噴孔軸線の角度が大きい噴孔群のＬ／Ｄ比を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本明細書に開示された燃料噴射弁によれば、旋回流の勢いを維持した燃料を噴孔に流入させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は実施形態１の燃料噴射弁を搭載したエンジンシステムの一構成例を示す説明図である。
【図２】図２は実施形態１の燃料噴射弁の要部を断面として示す説明図である。
【図３】図３（Ａ）は実施形態１の燃料噴射弁の先端部を断面とし拡大して示す説明図であり、図３（Ｂ）は噴孔の配置を示す説明図である。
【図４】図４は比較例の燃料噴射弁による噴霧の形状を模式的に示す説明図である。
【図５】図５（Ａ）は実施形態２の燃料噴射弁の先端部を断面とし拡大して示す説明図であり、図５（Ｂ）は噴孔の配置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の燃料噴射弁３０を搭載したエンジンシステム１の一構成例を示した図である。なお、図１にはエンジン１０００の一部の構成のみが示されている。
【００２４】
図１に示すエンジンシステム１は、動力源であるエンジン１０００を備えており、エンジン１０００の運転動作を総括的に制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０を備えている。エンジンシステム１は、エンジン１０００の燃焼室１１内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３０を備えている。エンジンＥＣＵ１０は、制御部の機能を備える。エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。
【００２５】
エンジン１０００は、車両に搭載されるエンジンであって、燃焼室１１を画成するピストン１２を備えている。ピストン１２は、エンジン１０００のシリンダに摺動自在に嵌合されている。そして、ピストン１２は、コネクティングロッドを介して出力軸部材であるクランクシャフトに連結されている。
【００２６】
吸気ポート１３から燃焼室１１内へ流入した吸入空気は、ピストン１２の上昇運動により燃焼室１１内で圧縮される。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサからのピストン１２の位置情報、に基づき、燃料噴射タイミングを決定し燃料噴射弁３０に信号を送る。燃料噴射弁３０は、エンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された噴射タイミングで燃料を噴射する。燃料噴射弁３０より噴射された燃料は、霧化して圧縮された吸入空気と混合される。そして、吸入空気と混合された燃料は、点火プラグ１８によって点火されることで燃焼し、燃焼室１１内を膨張させてピストン１２を下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフトの軸回転に変更されることにより、エンジン１０００は動力を得る。
【００２７】
各気筒の燃焼室１１には、それぞれ燃焼室１１と連通する吸気ポート１３と、吸気ポート１３に連結し、吸入空気を吸気ポート１３から燃焼室１１へと導く吸気通路１４とが接続されている。更に、各気筒の燃焼室１１には、それぞれ燃焼室１１と連通する排気ポート１５と、燃焼室で発生した排気ガスをエンジン１０００の外部へと導く排気通路１６が接続されている。吸気通路１４には、サージタンク２２が配置されている。
【００２８】
吸気通路１４には、エアフロメータ、スロットルバルブ１７およびスロットルポジションセンサが設置されている。エアフロメータおよびスロットルポジションセンサは、それぞれ吸気通路１４を通過する吸入空気量、スロットルバルブ１７の開度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて燃焼室１１へ導入される吸入空気量を認識し、スロットルバルブ１７の開度を調整することで吸入空気量を調節する。
【００２９】
排気通路１６には、ターボチャージャ１９が設置されている。ターボチャージャ１９は、排気通路１６を流通する排気ガスの運動エネルギーを利用してタービンを回転させ、エアクリーナーを通過した吸入空気を圧縮してインタークーラーへと送り込む。圧縮された吸入空気は、インタークーラーで冷却された後に一旦サージタンク２２に貯留され、その後、吸気通路１４へと導入される。この場合、エンジン１０００は、ターボチャージャ１９を備える過給機付エンジンに限られず、自然吸気（Ｎａｔｕｒａｌ  Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ）エンジンであってもよい。
【００３０】
ピストン１２は、その頂面にキャビティを有する。キャビティは、燃料噴射弁３０の方向から点火プラグ１８の方向へと連続するなだらかな曲面によってその壁面が形成されており、燃料噴射弁３０から噴射された燃料を当該キャビティの壁面に沿って点火プラグ１８近傍へと導く。この場合、ピストン１２には、その頂面の中央部分に円環状にキャビティが形成されるリエントラント型燃焼室等が形成されるように、エンジン１０００の仕様に応じて任意の位置や形状でキャビティを形成することができる。
【００３１】
燃料噴射弁３０は、その先端が燃焼室１１に露出するように吸気ポート１３下部に設置されている。燃料噴射弁３０は、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、燃料ポンプから燃料流路を通じて高圧供給された燃料をノズルボディ３１先端部に設けられた噴孔３３より燃焼室１１内へ直接噴射する。噴射された燃料は、燃焼室１１内で霧化し吸入空気と混合されつつキャビティの形状に沿って点火プラグ１８近傍へと導かれる。燃料噴射弁３０のリーク燃料は、リリーフ弁からリリーフ配管を通じて燃料タンクへと戻される。
【００３２】
なお、この燃料噴射弁３０は、吸気ポート１３下部に限られず燃焼室１１の任意の位置に当該燃料噴射弁３０の先端が露出するように設置されてもよい。例えば、燃料噴射弁３０は、燃焼室１１の中央上側から噴射するように配置されてもよい。
【００３３】
なお、エンジン１０００は、ガソリンを燃料とするガソリンエンジン、軽油を燃料とするディーゼルエンジン、ガソリンとアルコールとを任意の割合で混合した燃料を使用するフレキシブルフューエルエンジンのいずれでもよい。また、エンジン１０００は、その他、燃料噴射弁によって噴射可能などのような燃料を用いるエンジンであってもよい。エンジンシステム１は、エンジン１０００と複数の電動モータとを組み合わせたハイブリッドシステムであってもよい。
【００３４】
次に、本発明の一実施形態である燃料噴射弁３０の内部構成について詳細に説明する。図２は、実施形態１の燃料噴射弁３０の要部を断面として示す説明図である。図３（Ａ）は実施形態１の燃料噴射弁３０の先端部を断面とし拡大して示す説明図であり、図３（Ｂ）は噴孔の配置を示す説明図であって、燃料噴射弁３０をその先端部からみたときの図である。
【００３５】
燃料噴射弁３０は、ノズルボディ３１、ニードルガイド３２およびニードル弁３３を備える。
【００３６】
ノズルボディ３１は、筒状の部材であり、内側に、シート面３１ａを有する。シート面３１ａには、後述するシート部３３ａが着座する。シート面３１ａの上流側には、圧力室３４が形成されている。また、ノズルボディ３１は、シート面３１ａの下流側にサック室３５を備える。サック室３５には、６個の噴孔３７が開口している。図３（Ｂ）を参照すると、６個の噴孔３７は、６０°ずつ、ずらして同心円上に配置されている。各噴孔３７の噴孔軸線ＡＸ１は、ニードル弁３３の軸線と異なっている。サック室３５は、球形である。これにより、サック室３５の上側部分には、球面の一部である湾曲面Ｆ１が設けられている。このような、ノズルボディ３１は、シート面３１ａの傾斜に沿って延長した延長線分３６を描くことにより、この延長線分３６とサック室３５の内周壁面とが交差する位置Ｓ１が定められる。６個の噴孔３７は、いずれも、この位置Ｓ１よりも先端側（下流側）に開口している。
【００３７】
６個の噴孔３７のそれぞれの噴孔軸線ＡＸ１は、ニードル弁３３の軸線ＡＸ０に対する角度θ１が同一とされている。また、６個の噴孔３７の噴孔長Ｌ１は、それぞれ、噴孔径Ｄ１に対して２倍以上、具体的に、Ｌ１／Ｄ１が２．５に設定されている。
【００３８】
ニードルガイド３２は、ノズルボディ３１内に装着されている。ニードルガイド３２は、筒状の部材であり、先端部に螺旋溝３２ａが設けられている。螺旋溝３２ａは、サック室３５内に導入される燃料を旋回させる旋回流生成部に相当する。すなわち、ノズルボディ３１の内周壁と、ニードルガイド３２の基端側外周面との間に形成された燃料流路４０を通じて一旦圧力室３４に導入された燃料が螺旋溝３２ａへ導入される。これにより、燃料に旋回成分が付与され、旋回流が生成される。
【００３９】
ニードル弁３３は、ニードルガイド３２の内周壁面３２ｂに摺動自在に装着されている。ニードル弁３３は、軸線ＡＸ０方向に沿って往復動する。ニードル弁３３の先端側には、シート部３３ａが設けられている。このシート部３３ａがシート面３１ａに着座することにより、燃料噴射弁３０は、閉弁状態となる。
【００４０】
図２を参照すると、燃料噴射弁３０は、駆動機構４５を備えている。駆動機構４５はニードル弁３３の摺動動作を制御する。駆動機構４５は、圧電素子、電磁石などを用いたアクチュエータやニードル弁３３へ適切な圧力を付与する弾性部材など、ニードル弁３３が動作するのに適する部品を備えた従来から知られる機構である。
【００４１】
つぎに、以上のような燃料噴射弁３０による、燃料噴射の様子について説明する。ニードル弁３３がリフトし、シート部３３ａがシート面３１ａから離座すると、燃料通路４０を通過した燃料は、一旦、圧力室３４に導入され、その後、螺旋溝３２ａへ流入する。これにより、燃料が旋回流となる。そして、旋回流は、シート面３１ａに沿って、サック室３５内へ導入される。このとき、旋回流は、湾曲面Ｆ１に沿って導入される。このため、旋回流は、サック室３５の内周面に衝突することによる勢いの低下が抑制される。このように、旋回の勢いが維持された状態の旋回流は、球形のサック室３５内を旋回する。ここで、噴孔３７は、位置Ｓ１よりも先端側に開口しているので、サック室３５内を旋回した後の燃料が各噴孔３７へ流入し、噴射される。各噴孔３７へ流入する燃料は、サック室３５内を旋回しているので、均質な螺旋流となる。螺旋流の旋回速度が維持されることにより、噴孔３７内で気柱を発生させ、微細気泡を生成することができる。
【００４２】
ここで、燃料噴射弁３０によって実現される噴霧の状態について説明する。燃料噴射弁３０は、ニードルガイド３２を備え、噴射される燃料に旋回流を付与する。旋回流を付与する目的として、燃料の良好な拡散や燃料の微粒化を挙げることができる。燃料の微粒化の原理は以下の如くである。燃料噴射弁３０内で旋回速度の速い旋回流が形成され、その旋回流が噴孔に導入されると、その強い旋回流の旋回中心に負圧が発生する。負圧が発生すると燃料噴射弁３０の外部の空気が噴孔３７内に吸引される。これにより噴孔３７内に気柱が発生する。こうして発生した気柱と燃料との界面において気泡が生成される。生成され気泡は気柱の周囲を流れる燃料に混入し、気泡混入流として外周側を流れる燃料流とともに噴射される。そして、気泡が崩壊することにより、燃料の微粒化が達成される。
【００４３】
実施形態１の燃料噴射弁３０によれば、旋回流の勢いが維持され、また、旋回流が均質に噴孔３７内に流入するので、燃料を微細化することができる。
【００４４】
また、実施形態１の燃料噴射弁３０では、噴孔３７の噴孔軸線ＡＸ１は、ニードル弁３３の軸線ＡＸ０と異なっているが、噴孔３７に均質に旋回流を流入させることができるため、良好な噴霧形状を得ることができる。図４は、比較例の燃料噴射弁５０による噴霧の形状を模式的に示す説明図である。燃料噴射弁５０は、ノズルボディ５１とニードル弁５３とを備える。ノズルボディ５１は、シート面５１ａと、その下流側にサック室５５とを備える。サック室５５には、噴孔５７が開口している。噴孔５７の噴孔軸線ＡＸ２はニードル弁５３の軸線ＡＸ０と異なっている。サック室５５の内周壁面は、実施形態１と異なり、軸線ＡＸ０と平行な面を備える。図４を参照すると、燃料噴射弁５０による噴霧は、分布が偏り、噴孔軸線ＡＸ２に関して軸対称の形状となっていない（すなわち、噴霧形状に歪みがある）。これは、サック室５５内に旋回流が導入されるときに、シート部５１ａを通過した燃料が直接噴孔５７内に流入するためであると考えられる。実施形態１の燃料噴射弁３０を用いた場合は、このような噴霧形状の歪みの発生を抑制することができる。
【００４５】
実施形態１の燃料噴射弁３０は、上述のように、６個の噴孔３７のそれぞれの噴孔軸線ＡＸ１は、ニードル弁３３の軸線ＡＸ０に対する角度θ１が同一とされている。また、６個の噴孔３７の噴孔長Ｌ１は、それぞれ、噴孔径Ｄ１に対して２倍以上、具体的に、Ｌ１／Ｄ１が２．５になるように設定されている。これにより、各噴孔３７から噴射される噴霧の噴霧角は小さくなり、かつ、噴霧ペネトレーションは大きくなる。そして、燃料噴射弁３０全体としては、角噴霧を広くして且つ噴霧ペネトレーションを適度なものとすることができる。また、燃料噴射弁３０全体として、噴霧角をニードル弁の軸線に対する噴孔軸線がなす角度の２倍の角度とすることができる。これにより、例えば、偏平形状の燃焼室内へ燃料を噴射するときに、燃焼室壁面への燃料の付着を抑制することができる。
【００４６】
また、実施形態１の燃料噴射弁３０は、球形のサック室３５を採用することにより、複数個の噴孔を互いに干渉させることなくサック質３５内に開口させることができる。噴孔３７の開口が干渉していないため、各噴孔３７に均質に旋回流を流入させることができる。
【００４７】
（実施形態２）
つぎに、実施形態２について図５を参照しつつ説明する。図５（Ａ）は実施形態２の燃料噴射弁７０の先端部を断面とし拡大して示す説明図であり、図５（Ｂ）は噴孔７７、７８の配置を示す説明図であって、燃料噴射弁７０をその先端側からみたときの図ある。実施形態２の燃料噴射弁７０は、噴孔３７に代えて、噴孔７７、７８を備える点で実施形態１の燃料噴射弁３０と異なる。なお、他の構成は、実施形態１と同様であるので、共通する構成要素については図面中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
燃料噴射弁７０は、噴孔７７が属する噴孔群と、噴孔７８が属する噴孔群を備える。噴孔７７は、いずれも噴孔軸線ＡＸ３とニードル弁３３の軸線ＡＸ０との角度θ２が６０°とされている。噴孔７７は、４個設けられている。４個の噴孔７７は、９０°ずつ、ずらして同心円上に配置されている。噴孔７８は、いずれも噴孔軸線ＡＸ４とニードル弁３３の軸線ＡＸ０との角度θ３が４５°とされている。噴孔７８は、４個設けられている。４個の噴孔７８は、９０°ずつ、ずらして同心円上に配置されている。噴孔７７と噴孔７８とは、周方向にずらして配置されている。すなわち、いわゆる千鳥配置とされている。このように、噴孔群間で、ニードル弁３３の軸線ＡＸ０に対する噴孔軸線ＡＸ３、ＡＸ４の角度を異ならせることにより、噴霧全体では、噴霧を中実スワール噴霧とすることができる。これにより、燃焼室全体に混合気を分散し易くなり、燃料と空気との良好なミキシングを実現でき、燃焼効率を向上させることができる。
【００４９】
また、実施形態２の燃料噴射弁７０は、噴孔群毎に、噴孔の噴孔長（Ｌ２、Ｌ３）に対する噴孔径（Ｄ２、Ｄ３）の比（Ｌ２／Ｄ２、Ｌ３／Ｄ３）が定められている。実施形態２では、Ｌ２／Ｄ２＝２．５、Ｌ３／Ｄ３＝１に設定されている。これは、偏平燃焼室への燃料噴射を想定したものである。噴孔７７、すなわち、外側に位置する噴孔群に属する噴孔７７のＬ／Ｄを大きく設定することにより、ピストン頂面への燃料の付着を防止しつつ、燃焼室１１内へ満遍なく燃料を噴射することができる。この結果、空気と燃料との良好なミキシングを実現でき、燃焼効率を向上させることができる。
【００５０】
一方、実施形態２の燃料噴射弁７０を深キャビティ型の燃焼室に用いる場合は、例えば、Ｌ２／Ｄ２＝１．５、Ｌ３／Ｄ３＝２に設定してもよい。これにより、キャビティ内の空気と燃料を有効にミキシングでき、燃焼効率を向上させることができる。噴孔の噴孔長（Ｌ）に対する噴孔径（Ｄ）の比（Ｌ／Ｄ）を適宜変更することで、中実スワール噴霧の噴霧形状を燃焼室の形状や燃焼形態に応じて設定することができる。
【００５１】
上記実施形態は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、シート面の傾斜に沿って延長した延長線分とサック室の内周壁面とが交差する位置Ｓ１を定めている。これに対し、シート面の傾斜に沿って延長した延長線分に代えて、例えば、ニードル弁３３の最大リフト時におけるシート面とシート部との中心点からシート面と平行に引いた線分を採用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジンシステム
３０、７０  燃料噴射弁
３１  ノズルボディ
３１ａ  シート面
３２  ニードルガイド
３２ａ  螺旋溝
３３  ニードル弁
３３ａ  シート部
３６  延長線分
３７、７７、７８  噴孔
ＡＸ０  軸線
ＡＸ１〜ＡＸ４  噴孔軸線
【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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