(57)【要約】【課題】  直接燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射弁において、点火プラグ３０２に指向する噴霧の燃焼室壁面への燃料付着を抑制する燃料噴射弁の構成を提供する。【解決手段】  燃焼室に燃料を噴射する複数の燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部を備えた燃料噴射弁において、前記複数の燃料噴射孔のうち、前記噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を第１燃料噴射孔、第２燃料噴射孔、第３燃料噴射孔としたときに、第２燃料噴射孔の孔径は、前記第１燃料噴射孔及び前記第３燃料噴射孔の孔径よりも大きくなるように構成されることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に燃料を噴射する複数の燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部を備えた燃料噴射弁において、
前記複数の燃料噴射孔のうち、前記噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を第１燃料噴射孔、第２燃料噴射孔、第３燃料噴射孔としたときに、第２燃料噴射孔の孔径は、前記第１燃料噴射孔及び前記第３燃料噴射孔の孔径よりも大きくなるように構成されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記第２燃料噴射孔と前記第１燃料噴射孔のそれぞれの中心軸同士の間隔は、前記第２燃料噴射孔と前記第３燃料噴射孔のそれぞれの中心軸同士の間隔と同一であり、対称に配置されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記第１燃料噴射孔と前記第３燃料噴射孔とのそれぞれの孔径は同一であることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の燃料噴射孔のうち、前記噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を前記第１燃料噴射孔、前記第２燃料噴射孔、前記第３燃料噴射孔、第４燃料噴射孔としたときに、
前記第３燃料噴射孔と前記第４燃料噴射孔のそれぞれの中心軸同士の間隔は、前記第２燃料噴射孔と前記第３燃料噴射孔のそれぞれの中心軸同士の間隔よりも大きくなるように構成されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の燃料噴射孔のうち、前記複数の燃料噴射孔のうち、前記噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を前記第１燃料噴射孔４０１、前記第２燃料噴射孔、前記第３燃料噴射孔、前記第３燃料噴射孔の後に、順に続く燃料噴射孔を第４燃料噴射孔、第５燃料噴射孔としたときに、
前記第５燃料噴射孔は、前記第１燃料噴射孔及び前記第３燃料噴射孔よりも大きな孔径を持つことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記第２燃料噴射孔が他の燃料噴射孔の中で、最も大きな孔径を持つことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記第２燃料噴射孔のＬ／Ｄが他の燃料噴射孔の中で最も小さくなるよう構成されることを特徴とした燃料噴射孔。
【請求項８】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
当該燃料噴射弁は前記燃焼室に水平方向に沿う様に挿入される横吹き型燃料噴射弁であり、前記第２燃料噴射孔は点火プラグを指向するように配置される燃料噴射弁。
【請求項９】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の燃料噴射孔は少なくとも５つ以上、形成されることを特徴とした燃料噴射弁。
【請求項１０】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記燃料噴射孔の前記Ｌ／Ｄは、前記燃料噴射弁の外面側に切欠を設けることによって調節されることを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１１】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
当該燃料噴射弁は、前記燃焼室に水平方向に沿う様に挿入される横吹き型燃料噴射弁であり、前記燃料噴射孔は、点火プラグ、ピストン、前記点火プラグと前記ピストンの中間の３方向を指向するよう構成された燃料噴射弁。
【請求項１２】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記複数の燃料噴射孔のうち、燃料噴射孔軸と点火プラグの軸とで形成される角度が最も小さくなるように形成される第２燃料噴射孔の径が他の燃料噴射孔の径に比べて最も大きくなるように形成されることを特徴とした燃料噴射弁。
【請求項１３】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
それぞれの噴射孔の噴孔軸の延長線のうち、点火プラグの軸とで形成される角度が最も小さい、燃料噴射孔を前記第２燃料噴射孔となるよう構成することを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１４】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記第２燃料噴射孔は、前記燃焼室を軸方向に見たとき、
最も上部に配置するよう構成されたことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１５】
請求項１に記載の燃料噴射弁において、
前記第１燃料噴射弁と前記第３燃料噴射弁の孔径は他の燃料噴射孔の孔径よりも小さいことを特徴とする燃料噴射弁。
【請求項１６】
燃焼室に燃料を噴射する複数の燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部を備えた燃料噴射弁において、
少なくとも一つの前記燃料噴射孔から噴射される噴霧が点火プラグを指向し、前記点火プラグを指向した噴霧を噴射する前記燃料噴射孔は他の噴射よりも大きい径を備えることを特徴とした燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
直接燃焼室に燃料を噴霧する複数の燃料噴射孔を有する燃料噴射弁を備えた筒内噴射エンジンにおいて、燃料噴射孔の孔径や、配置、他の燃料噴射孔との間隔などを変化させることで燃料噴霧の質を向上させる技術が、特許文献１（特開２０１０−２１６４３７号公報）に開示されている。特許文献１の図２に開示された燃料噴射弁の燃料噴射孔は、カップ状の燃料噴射弁の先端部（中心部）に複数個、燃料噴射孔を設け、その外径側に孔径の大きい燃料噴射孔、小さい燃料噴射孔が交互に、かつ対になるよう、配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に開示された燃料噴射弁では、外周側に大きな孔径の噴射孔１８ａと、その横に小さな孔径の噴射孔１８ｂと、が形成され、噴射孔１８ａに対して噴射孔１８ｂと反対側でかつ内周側に小さな孔径の噴射孔１８ｅが形成される。この場合、大きな孔径の噴射孔１８ａに燃料が流れるとともに、小さな孔径の噴射孔１８ｂと噴射孔１８ｂとに分散される。
【０００５】
しかし、噴射孔１８ｅは内周側に形成されるため、噴射孔１８ｅはカップ状のノズルプレート１７の先端側に位置し、これは燃料噴射弁の下端部になる。したがって、噴射孔１８ｅに燃料が到達するのは、外周側に形成される噴射孔に燃料が到達するのに比べ最も遅い。よって噴射孔１８ｅから噴射される燃料の流速は著しく遅くなり噴射される燃料は粗大粒子化してしまう。
【０００６】
仮に点火プラグを指向した燃料噴射を行いたい場合は、大きな孔径の噴射孔１８ａの噴孔軸を点火プラグに指向させことで可能だが、噴射孔１８ａの孔径が大きいため、多量の燃料が大きな孔径の噴射孔１８ａから噴射される虞がある。一方で、小さな孔径の噴射孔１８ｂと噴射孔１８ｂとに燃料が分散されるかもしれないが、この場合、上記したように内周側に形成される噴射孔１８ｅから噴射される燃料が粗大粒子化してしまい、燃焼されずに内燃機関内に付着して煤（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｍａｔｔｅｒ）の発生原因となる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、所定の方向に指向した燃料噴射を可能とし、かつ、指向方向への燃料が過多とならないように分散したうえで、分散した燃料が粗大粒子化しないようにすることでＰＭ低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために本発明は、燃焼室に燃料を噴射する複数の燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部を備えた燃料噴射弁において、前記複数の燃料噴射孔のうち、前記噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を第１燃料噴射孔、第２燃料噴射孔、第３燃料噴射孔としたときに、第２燃料噴射孔の孔径は、前記第１燃料噴射孔及び前記第３燃料噴射孔の孔径よりも大きくなるように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の燃料噴射弁によれば、所定の方向に指向した燃料噴射を可能とし、かつ、指向方向への燃料が過多とならないように分散したうえで、分散した燃料が粗大粒子化しないようにすることでＰＭ低減を図ることができる。
【００１０】
前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】エンジンシステムの構成図
【図２】燃料噴射弁の構成図
【図３】燃焼室内の噴射構成図
【図４】燃料噴射弁の燃料噴射孔の構成図１
【図５】燃料噴射弁の燃料噴射孔の構成図２
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に関する燃料噴射弁の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例について図を用いて説明する。図１は本実施例を適用するエンジンシステムの構成例である。本実施例は１気筒以上のエンジンを想定しているが、図示する気筒は１気筒で説明する。まず、エンジン１の基本動作について説明する。エンジン１に吸入される空気はエアクリーナを通り、吸入される。吸入空気は吸気ダクトに取付けられた図示しないエアフロセンサにより空気量が計測される。エンジン１に吸入される空気量はスロットル弁４で制御される。吸気コレクタ５は図示しない他気筒へ空気を分配するためのもので、その後、各気筒の吸気管に空気が分配され、吸気弁２５を通じて燃焼室２２に空気が吸入される。吸気管６の途中には、空気流に指向性を持たせるための図示しない空気流動制御弁を用いても良い。燃料の通路としては、燃料タンク７から燃料配管を図示しない低圧の燃料ポンプの突出によって加圧輸送された燃料がコモンレール８に輸送される。それに伴い吸気カムシャフト９に取り付けられた高圧燃料ポンプ１０によってさらに加圧、蓄圧される。
【００１４】
エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ）１１はエンジン１に取付けられた各種センサからの信号を基に、ＥＣＵ１１内部でエンジン１の運転状況を判定し、その運転状況に相応しい指令値を各種アクチュエータに出力する。ここで各種センサの例としては、前記エアフロセンサ３、コモンレール８に設定された燃料の圧力を検出する燃圧センサ１２、吸気カム９の位相を検出するフェーズセンサ１３、排気カム１４の位相を検出するフェーズセンサ１５、クランク軸１６の回転数を検出するクランク角センサ１７、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ１８、ノッキングを検出する（図示しない）ノックセンサ、排気管１９内の排気ガス濃度を検出する排ガスセンサ（排気Ａ／Ｆセンサ２０、排気Ｏ２センサ２１）などである。また、各種アクチュエータの例としては、燃料噴射弁２３、高圧燃料ポンプ１０、スロットル弁４、空気流動制御弁（図示しない）、吸気および排気のカム位相を制御する（図示しない）位相制御弁、点火コイル２８などである。
【００１５】
ここで、エンジン１の作動構成を考える。エアフロセンサ３により計測された空気量、および排気Ａ／Ｆセンサ２０および排気Ｏ２センサ２１の信号を取り込むと、ＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は燃料噴射弁２３の燃料噴射量を算出する。またＥＣＵ１１の制御部（マイコン）は、高圧ポンプ１０によって加圧された燃料の燃圧を燃圧センサ１２によって検出し、算出した燃料噴射弁２３の燃料噴射量と検出した燃圧に基づいて、燃料噴射弁２３の噴射期間（噴射パルス幅）を決定する。ＥＣＵ１１から図示しない燃料噴射弁２３の駆動回路に噴射パルス信号が送られ、燃料噴射弁２３の駆動回路から燃料噴射弁２３に駆動電流を出力することで燃料を噴射する。
【００１６】
ＥＣＵ１１から送られる駆動信号は主に噴射時期、噴射回数、噴射期間で構成される。燃焼室２２に供給された空気と燃料は、ピストン２４の上下動に伴い、燃焼室２２内で気化、混合して混合気を形成する。その後ピストン２４の圧縮動作により、温度と圧力が上昇する。ＥＣＵ１１はエンジン回転数、燃料噴射量などの情報から点火時期を算出し、点火コイル２７に点火信号を出力する。点火信号は主に点火コイル２７への通電開始時期、通電終了時期で構成されている。
【００１７】
これにより、ピストン２４の圧縮上死点の少し手前のタイミングで点火プラグ３０２により点火が行われ、燃焼室２２内の混合気に着火し燃焼が起こる。点火のタイミングは、運転状態によって異なる為、圧縮上死点後の場合もある。燃焼により高まった圧力により、ピストン２４を下方向に押し返す力が働き、膨張行程でエンジントルクとしてクランク軸１６に伝達され、エンジン動力となる。燃焼終了後、燃焼室２２残留したガスは、排気弁２６を通り排気管１９に排出される。この排気ガスには人体に有害な成分が含まれることが多いので、排気管１９の途中に配置された触媒２９の作用により無害化され大気中に排出される。
【００１８】
次に本実施例の燃料噴射弁２３の詳細な構成について図２を用いて説明する。なお、図２にて説明に用いる燃料噴射弁は一例であり、本構成によって限定されるものではない。図２に示す燃料噴射弁２３において、弁本体２０２はノズルホルダ２０３とコア２０４とハウジング２０５から構成される。図１における高圧燃料ポンプ１０からの燃料は、燃料通路２０６を介して、複数の燃料噴射孔２０７を通って吐出される。弁体２０８は、アンカー２０９を介して軸方向に摺動可能にノズルホルダ２０３内に収納されている。スプリング２１０は、弁体２０８とアジャスタピン２１１との間に配置され、アジャスタピン２１１によってスプリング２１０の上端部の位置が拘束される。スプリング２１０が弁体２０８をシート部材２１２のシート部２１３に押し付けることによって燃料噴射孔２０７は閉弁している。ソレノイド２１４は、アンカー２０９の上部に配置されソレノイド２１４に図１における駆動回路１１からの駆動電流を受けて、ソレノイド２１４に通電される、これにより、コア２０４が励磁されることで磁気吸引力を生じ、アンカー２０９を軸方向に引き上げる。それに伴い、弁体２０８がアンカー２０９によって軸方向に引き上げられる。このとき、弁体２０８がシート部２１３から離れ、ガイド２１５、２１６が弁体２０８を摺動方向にガイドする。そして複数の燃料噴射孔２０７が開き、図１における高圧燃料ポンプ１０によって加圧、圧送された燃料が燃料通路２０６を通過し、燃料を噴射する。
【００１９】
次に図３を用いてエンジンの成層運転時における燃料噴射弁２３から燃焼室３０６内に噴射する燃料の挙動を詳しく説明する。なお、燃料噴射弁２３は前記燃焼室３０６に水平方向に沿う様に挿入される横吹き型燃料噴射弁である。
【００２０】
燃料噴射弁３０１から噴霧３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃが燃焼室３０６内に噴射される。この時、燃料噴射孔はそれぞれ異なる向きに燃料を噴射するよう構成される。図３を記載のように、３０１ａは点火プラグ３０２に向かって噴射され、３０１ｂは燃焼室壁面３０７の方向に向かって噴射され、３０１ｃは３０１ｂのやや下方のピストン側に向かって噴射される。ここで３０１ｂ、３０１ｃは説明を簡単にするため、１つの噴霧で表示するが、２つ以上の噴孔からの噴射で構成されることが望ましい。
【００２１】
このとき噴霧３０１ａは３０１ｂ、３０１ｃに比べて噴霧距離（ペネトレーション）が短くなるよう噴射される。ピストン３０５や燃焼室３０６内のガスの流動によって点火プラグ３０２の周りに３０１ａによって噴射された燃料が集まり点火プラグ３０２で点火できるだけの混合気が集まり次第、点火を実行する。
【００２２】
次に図２の燃料噴射弁２０７における燃料噴射弁の複数の噴孔を構成する部材について図４を用いて説明する。複数の燃料噴射孔は４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６で構成される。説明の都合上６孔で表記するが、点火プラグ３０２を指向する噴霧を噴射する燃料噴射孔を構成する上で燃料噴射孔は５孔以上で構成されることが望ましい。これは内燃機関システムの燃料圧力を維持するために必要な構成である。
【００２３】
燃料噴射弁２３に外周側に沿って構成された燃料噴射孔を外周側に、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６とし、それぞれを第１燃料噴射孔４０１、第２燃料噴射孔４０２、第３燃料噴射孔４０３、第４燃料噴射孔４０４、第５燃料噴射孔４０５、第６燃料噴射孔とする。
【００２４】
本実施例においては所定の方向に指向した燃料噴射を可能とし、かつ、指向方向への燃料が過多とならないように分散したうえで、分散した燃料が粗大粒子化しないようにすることでＰＭ低減を図ることを目的とする。そこで本実施例の燃料噴射弁２３は燃焼室３０６に燃料を噴射する複数の燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部を備えている。
【００２５】
そして、複数の燃料噴射孔のうち、噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を第１燃料噴射孔４０１、第２燃料噴射孔４０２、第３燃料噴射孔４０３としたときに、第２燃料噴射孔４０２の孔径は、第１燃料噴射孔４０１及び前記第３燃料噴射孔４０３の孔径よりも大きくなるように構成される。この構成をとることにより、第２燃料噴射孔４０２からより多くの燃料を噴射することができる。すなわち、所定の方向へ多く燃料を噴射することが可能となる。その一方で、第２燃料噴射孔４０２から多くの燃料を噴射してしまうと、他の噴射孔へ分配されるはずの燃料が第２燃料噴射孔４０２に集中する。そうすると、燃料は燃料噴射孔内で、偏って噴射されるため、粗大粒子となってしまう。また、粗大粒子は、その体積に対して空気と接触する表面積が少ないため、空気抵抗を受けにくく、結果的に噴射距離が長くなってしまうという問題が生じる。そのため、第２燃料噴射孔４０２の両隣には、第１燃料噴射孔４０１及び第３燃料噴射孔４０３が配置される。この構成により、第２燃料噴射孔４０２から噴射される燃料が第１燃料噴射孔４０１、第３燃料噴射孔４０３に分散され、燃料の粗大粒子化を防ぐことができる。燃料噴射弁の外周側に燃料噴射孔を形成することで、先端部に燃料噴射孔を形成した時と比較して、流速を失われることなく噴射できる。また本実施例の燃料噴射孔の形成も比較的容易である。また、燃料噴射弁の外周側に燃料噴射孔を形成することで、先端部に燃料噴射孔を形成した時と比較して、流速を失われることなく噴射できる。また本実施例の燃料噴射孔の形成も比較的容易である。
【００２６】
これにより、所定の方向に指向した燃料噴射を可能とし、かつ、指向方向への燃料が過多とならないように分散したうえで、分散した燃料が粗大粒子化しないようにすることでＰＭ低減を図ることができる。
【００２７】
また、第２燃料噴射孔４０２と第１燃料噴射孔４０１のそれぞれの中心軸同士の間隔は、前記第２燃料噴射孔４０２と前記第３燃料噴射孔４０３のそれぞれの中心軸同士の間隔と同一であり、対称に配置されることを特徴とする。前述したように、第２燃料噴射孔４０２からの燃料噴射が集中しないよう、第２燃料噴射孔４０２の両隣には、第３燃料噴射孔４０３と第３燃料墳噴射孔を配置する。ただし、大きな孔径を持つ第２燃料噴射孔４０２からの燃料噴射を中心として所定の方向を指向した燃料噴射を行いたい場合においては、均一に第２燃料噴射孔４０２に集中する燃料を噴射する必要がある。この構成を持つことにより、燃料の微粒化を可能とし、かつ第２燃料噴射孔４０２を中心とした均一な燃料噴霧を実現できる。
【００２８】
加えて、第１燃料噴射孔４０１と第３燃料噴射孔４０３とのそれぞれの孔径は同一であることを特徴とする。先に述べたように、第２燃料噴射孔４０２からの噴霧を中心として、燃焼室３０６に均一に燃料を噴射する必要がある。そのため、第２燃料噴射孔４０２に隣り合う第１燃料噴射孔４０１、第３燃料噴射孔４０３は同じ孔径であることが望ましい。これは、第２燃料噴射孔４０２からの燃料噴射を均等に分配するためである。
【００２９】
前記した複数の燃料噴射孔のうち、前記噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を第１燃料噴射孔４０１、第２燃料噴射孔４０２、第３燃料噴射孔４０３、第４燃料噴射孔４０４としたときに、第３燃料噴射孔４０３と第４燃料噴射孔４０４のそれぞれの中心軸同士の間隔は、第２燃料噴射孔４０２と第３燃料噴射孔４０３のそれぞれの中心軸同士の間隔よりも大きくなるように構成されることを特徴とする。本実施例では、ある所定の方向に対して集中的に噴霧を行うことも目的としている。そのため燃料噴射孔の配置により、燃料の噴霧の向きを操作する必要がある。ここで、第３燃料噴射孔４０３と第４燃料噴射孔４０４は、第２燃料噴射孔４０２と第３燃料噴射孔４０３の中心軸同士の間隔よりも大きく配置することにより、第１燃料噴射孔４０１、第２燃料噴射孔４０２、第３燃料噴射孔４０３と第４燃料噴射孔４０４とは別の方向を指向する噴霧が可能となる。
【００３０】
複数の燃料噴射孔のうち、噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を第１燃料噴射孔４０１、第２料噴射孔４０２、第３料噴射孔４０３、第４料噴射孔４０３の後に、順に続く燃料噴射孔を第４料噴射孔４０４、第５料噴射孔４０５としたときに、第５料噴射孔４０５は、第１燃料噴射孔４０１及び第３料噴射孔４０３よりも大きな孔径を持つことを特徴とする。前述したとおり、第１燃料噴射孔４０１及び第３料噴射孔４０３は、第２料噴射孔４０２へ集中する燃料を均等に分配するために配置された燃料噴射孔である。また分配された燃料の流速を高めつつ燃料を噴射するためには、第１燃料噴射孔４０１及び第３料噴射孔４０３は、小さい孔径を持つ必要がある。
【００３１】
加えて、第１燃料噴射孔４０１と第３燃料噴射孔４０３の孔径は他の燃料噴射孔の孔径よりも小さいことが好ましいこれは、先程も述べたとおり、燃料が多く噴射される第２燃料噴射孔４０２から、燃料を分配するとき、噴射する燃料の流速を高めるために、孔径は小さくする必要がある。加えて、第２燃料噴射孔４０２の両隣に配置される第１燃料噴射孔４０１と第３燃料噴射孔４０３は他の燃料噴射孔よりも小さく構成する必要がある。
【００３２】
また、第２燃料噴射孔４０２が他の燃料噴射孔の中で、最も大きな孔径を持つことを特徴とする。前述したとおり、ある所定の方向に対して大量に燃料を噴射するという目的がある。ある所定の方向に向けて噴射する燃料噴射孔を第２噴射孔としたとき、その孔径は大きく設計されることにより、より多くの流量の燃料を噴射することができる。よって、所定の方向に向けて多くの燃料を噴射することができる。
【００３３】
また、第２燃料噴射孔４０２のＬ／Ｄが他の燃料噴射孔の中で最も小さくなるよう構成されることを特徴とする。ここで、燃料噴射孔５０１の延在長さＬを噴射孔軸５０１ｃの長さとし、燃料噴射孔501の直径Ｄを噴孔軸５０１ｃと平行となる燃料噴射孔501の内面５０１ｃにおける直径とする。最も大きい孔径を持つ第２燃料噴射孔４０２からは、多くの燃料が噴射される。このとき、燃料は孔径が大きいこともあり、噴射孔の面内での拡がる力が小さい。よって、噴射孔の面内で偏った状態となり、流速にも大きな偏りが生じる。そうすると、燃料噴射孔からの燃料噴霧であるにも関わらず、局所的に流速が早い部分、遅い部分が存在してしまうこととなり、結果的にペネトレーションが長くなるという問題が生じる。そこで、第２燃料噴射孔４０２のＬ/Ｄを他の燃料噴射孔よりも大きくなるよう形成することで、面内への燃料の広がりが起こりやすくなる。その結果、大きい孔径を形成した場合においても、燃料の低ペネトレーション化が可能となる。よって、所定方向に多くの燃料を噴射するような構成で、かつ燃料を微粒化することができる。
【００３４】
前記した複数の燃料噴射孔は少なくとも５つ以上、形成されることを特徴とする。これは、高圧燃料噴射を実現するに当たり必須の構成となる。
【００３５】
前述した燃料噴射弁において、前記燃料噴射孔の前記Ｌ／Ｄは、前記燃料噴射弁の外面側に切欠を設けることによって調節されることを特徴とする。燃料噴射孔のＬ／Ｄは、ある所定方向がどちらを向くかにより、調整する必要がある。しかし、本実施例に記載の燃料噴射孔においては噴射孔をまず開けた後に、パンチなどの方法で燃料噴射孔の外側からＬ／Ｄの調整が可能である。そのため、大きな設計の変更などを必要とせずとも、ペネトレーションの短い噴霧を実現することができる。
【００３６】
本実施例で記載の燃料噴射弁２３は、燃焼室３０６に水平方向に沿う様に挿入される横吹き型燃料噴射弁２３であり、前記燃料噴射孔は、点火プラグ３０２、ピストン、前記点火プラグ３０２と前記ピストンの中間の３方向を指向するよう構成される。先程から述べてきたとおり燃料噴射孔からの噴霧を、噴射孔をどの配置でどう形成するかによって変化させることにより実現できる。横吹き型燃料噴射弁２３の場合、それぞれの噴射孔は吸気プラグ及び点火プラグ３０２に近いもの、ピストン（燃焼室３０６下部）に近いもの、前記したものの中間に指向するものに分けられる。第２燃料噴射孔４０２をどの向きに配置するかにより、燃焼室３０６のどの部分に燃料を集中させるかを決定することができる。
【００３７】
燃焼室３０６に燃料を噴射する複数の燃料噴射孔が形成される噴射孔形成部を備えた燃料噴射弁において、少なくとも一つの前記燃料噴射孔から噴射される噴霧が点火プラグ３０２を指向し、前記点火プラグ３０２を指向した噴霧を噴射する前記燃料噴射孔は他の噴射よりも大きい径を備えることを特徴とする。本実施例においては、燃料噴射孔のうちひとつ、具体的には噴射孔形成部の外周側に沿って順番に形成される３つの燃料噴射孔を第１燃料噴射孔４０１、第２燃料噴射孔４０２、第３燃料噴射孔４０３としたときに、第２燃料噴射孔４０２の孔径を大きくするものを記載してきた。これは、例えば冷間運転時に、Ａ／Ｆ（空燃比）を点火プラグ３０２周辺で集中的に高めることを目的としたものである。Ａ／Ｆを高くすることにより燃焼室３０６全体でみるとＡ／Ｆがとても低い環境であっても、点火プラグ３０２付近が局所的にＡ／Ｆを高く設定することで、効率的な燃焼を実現することができる。
【００３８】
次に、前記複数の燃料噴射孔のうち、燃料噴射孔軸と点火プラグ３０２の軸とで形成される角度が最も小さくなるように形成される第２燃料噴射孔４０２の径が他の燃料噴射孔の径に比べて最も大きくなるように形成されることを特徴とする。近年、水平方向だけでなく、燃料噴射弁自体が上方向を指向するものや、下方向を指向するものなどさまざまなものが実施されている。仮に燃料噴射弁自体が下向きに構成されるものに関しては、点火プラグ３０２との軸が燃料噴射孔それぞれの中心軸がなす角が他の燃料噴射孔よりも小さくなる場所に第２燃料噴射孔４０２を配置させることにより、点火プラグ３０２を指向する噴霧を噴射することが可能となる。よって、冷間運転時においても点火プラグ３０２付近のＡ／Ｆ（空燃比）の高くすることができ、成層燃焼が可能となる。
【００３９】
それぞれの噴射孔の噴孔軸の延長線のうち、点火プラグ３０２の軸とで形成される角度が最も小さい、燃料噴射孔を前記第２燃料噴射孔４０２となるよう構成することを特徴とする。先程とは逆に、燃料噴射弁自体が上向きに構成されるものに関しては、上記した構成をとることにより点火プラグ３０２を指向した噴霧を第２燃料噴射弁から噴射することができる。そのため、燃料噴射弁自体が上向きであっても、成層燃焼が可能となる。
【００４０】
また、第２燃料噴射孔４０２は、前記燃焼室３０６を軸方向に見たとき、最も上部に配置するよう構成されたことを特徴とする。この場合は、燃料噴射弁が燃焼室３０６に対して水平に配置された場合において、点火プラグ３０２周辺のＡ／Ｆを高めるため、前記のような配置を取る必要がある。この結果、先程と同様、点火プラグ３０２周辺に燃料を集めることができ、成層燃焼が可能となる。
【００４１】
以上の構成をとることにより、所定の方向に指向した燃料噴射を可能とし、かつ、指向方向への燃料が過多とならないように分散したうえで、分散した燃料が粗大粒子化しないようにすることでＰＭ低減を図ることができる。
【００４２】
以上で、実施例に関する説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形して、実施することができる。例えば、上記実施形態は直噴エンジン用の燃料噴射弁に本発明を適用したものであるが、ポート噴射エンジン用の燃料配管アセンブリに適用してもよいし、ディーゼルエンジン用の燃料噴射アセンブリ等に適用してもよい。燃料噴射弁の配置方法においても、上記実施形態での例示に限るものではない。
【符号の説明】
【００４３】
１１  エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１２  燃圧センサ
２３  燃料噴射弁
２０２  弁本体
２０４  コア
２０７  複数の燃料噴射孔
２０８  弁体
２０９  アンカー
２１０  スプリング
２１２  シート部材
２１３  シート部
２１４  ソレノイド
４０１  点火プラグを指向する噴霧の燃料噴射孔
４０７  第１燃料噴射孔に近接する噴孔間の距離
５０１  点火プラグを指向する噴霧の燃料噴射孔の断面
【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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