(57)【要約】【課題】  ニードル２の低リフト時に、噴霧貫徹力を弱くし、ニードル２の高リフト時に、噴霧貫徹力を強くすることのできる燃料噴射ノズル１を提供する。【解決手段】  ニードル２の低リフト時には、Ｌ、Ｌ０およびφＤｙの関係を、｜Ｌ−Ｌ０｜＞φＤｙ／２を満たすように設定することで、噴孔７内を通過する燃料に乱れが発生する。これにより、噴霧角が大きく、噴霧貫徹力が小さい燃料噴霧Ｆ１を得ることができるので、ニードル２の低リフト時におけるエンジンの冷却損失を低減できる。  また、ニードル２の高リフト時には、Ｌ、Ｌ０およびφＤｙの関係を、｜Ｌ−Ｌ０｜≦φＤｙ／２を満たすように設定することで、噴孔７内を通過する燃料に乱れが発生しない。これにより、噴霧角が小さく、噴霧貫徹力が大きい燃料噴霧Ｆ２を得ることができるので、ニードル２の高リフト時におけるスモークの排出量を低減できる。【選択図】  図４
2017008859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する複数の噴孔（７）、およびこれらの噴孔よりも上流側に燃料流路（１３）を形成する円錐形状のシート面（１０）を有する円筒形状のノズルボディ（３）と、
（ｂ）前記ノズルボディ内において軸方向に往復移動可能に収容されるニードル（２）と
を備え、
前記ノズルボディは、前記燃料流路の下流側にサック室（８）を有し、
複数の前記噴孔は、周方向に設けられて、前記サック室の内周面に入口（３１）を有し、
前記ニードルは、前記シート面に対し離着座して前記燃料流路を開閉する環形状のシート部（５）、およびこのシート部の下流側に位置する円錐形状の先端突部（６）を有し、  前記先端突部は、前記シート部が前記シート面に着座している時に前記サック室内に入っており、
前記噴孔の噴孔径φＤにおける、前記軸方向に沿った軸方向成分をφＤｙ、
前記ニードルの閉弁時における、前記噴孔の入口中心から前記ニードル全体の先端（１７）までの前記軸方向の距離をＬ０、
前記ニードルのリフト量をＬとしたとき、
前記ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時には、｜Ｌ−Ｌ０｜＞φＤｙ／２の関係を満たし、
前記ニードルのリフト量が前記閾値よりも大きい時には、｜Ｌ−Ｌ０｜≦φＤｙ／２の関係を満たすことを特徴とする燃料噴射ノズル（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時には、前記シート面と前記シート部との間に形成されるシート部外周の流路面積（α）が、前記複数の噴孔の流路面積の総和である噴孔総流路面積（β）よりも小さくなるように設定され、
前記ニードルのリフト量が前記閾値よりも大きい時には、前記シート流路面積が、前記噴孔総流路面積よりも大きくなるように設定されることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時には、前記シート面と前記シート部との間に形成されるシート部外周の流路面積が、前記ノズルボディ内部に形成される燃料の流路のうちで最小流路面積（ＭＡ）となるように設定されることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記ニードルのリフト量が前記閾値よりも大きい時には、前記複数の噴孔の流路面積の総和である噴孔総流路面積が、前記ノズルボディ内部に形成される燃料の流路のうちで最小流路面積となるように設定されることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射ノズルに係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ノズルボディおよびニードルを備え、ノズルボディ内にニードルを収容した燃料噴射ノズルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ノズルボディの先端側には、ニードルの先端部が離着座する円錐形状のシート面が設けられている。また、ノズルボディの先端側には、サック室の内周面で各入口が開口した複数の噴孔が設けられている。
ニードルの先端部には、外径が徐々に縮径する２つの円錐面が形成されている。
上記のような燃料噴射ノズルは、ニードルの先端部をシート面から離座させることで、上流側の燃料流路からサック室を経て複数の噴孔内に流入した燃料を燃焼室内に噴射するように構成されている。
【０００３】
ところで、燃料および空気の混合気を自己着火させるディーゼル燃焼においては、冷却損失の低減およびスモーク排出量の低減が求められている。
冷却損失を低減するには、燃料噴射ノズルの噴孔から燃焼室内に噴射される燃料の噴霧貫徹力を弱くすることが必要である。これにより、燃料噴霧が燃焼室壁面に到達し難くなり、燃焼室壁面から冷却媒体への放熱量が少なくなる。よって、エンジンの冷却損失を低減できる。
スモーク排出量を低減するには、燃料の噴霧貫徹力を強くすることが必要である。これにより、燃料噴霧がより遠くまで到達するので、燃焼室内の空気利用率が上がり、良好な燃焼状態が得られる。よって、スモーク排出量を低減できる。
【０００４】
ところが、ニードルのリフト量が閾値よりも大きい時に、噴霧貫徹力を弱くすると、スモーク排出量が増加する傾向にある。
また、ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時に、噴霧貫徹力を強くすると、冷却損失が増加する傾向にある。
そこで、ニードルのリフト量が閾値よりも大きい時に、噴霧貫徹力を強くし、ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時に、噴霧貫徹力を弱くすることが要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７４８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ニードルのリフト量が閾値よりも大きい時に、噴霧貫徹力を強くし、ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時に、噴霧貫徹力を弱くすることのできる燃料噴射ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時には、Ｌ、Ｌ０およびφＤｙが、｜Ｌ−Ｌ０｜＞φＤｙ／２の関係を満たす。
これによって、ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時には、各噴孔内を通過する燃料の流れに乱れが発生し易くなり、噴孔から燃焼室内に噴射される燃料の噴霧貫徹力が弱くなる。
一方、ニードルのリフト量が閾値よりも大きい時には、Ｌ、Ｌ０およびφＤｙが、｜Ｌ−Ｌ０｜≦φＤｙ／２の関係を満たす。
これによって、ニードルのリフト量が閾値よりも大きい時には、各噴孔内を通過する燃料の流れに乱れが発生し難くなり、噴孔から燃焼室内に噴射される燃料の噴霧貫徹力が強くなる。
従って、ニードルのリフト量が閾値よりも大きい時に、噴霧貫徹力を強くすることができる。また、ニードルのリフト量が閾値よりも小さい時に、噴霧貫徹力を弱くすることができる。
なお、詳細は、実施形態で図面を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】燃料噴射ノズルを示した断面図である（実施形態１）。
【図２】燃料噴射ノズルの要部を示した説明図である（実施形態１）。
【図３】燃料噴射ノズルの要部を示した説明図である（実施形態１）。
【図４】（ａ）、（ｂ）はサック室内の燃料流れの様子を模式的に示した断面図である（実施形態１）。
【図５】ニードルリフト量に対する閾値を示した説明図である（実施形態１）。
【図６】ニードルリフト量に対する閾値を示した説明図である（実施形態１）。
【図７】ニードルリフト量に対する閾値を示した説明図である（実施形態１）。
【図８】燃料噴射ノズルから噴射された燃料の噴霧角の変化を示したタイミングチャートである（実施形態１）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
【００１０】
［実施形態１の構成］
図１ないし図８は、本発明を適用した実施形態１を示したものである。
本実施形態の燃料噴射弁は、自動車等の車両走行用のエンジンの各気筒毎に対応して搭載されている。
ここで、エンジンは、直噴ディーゼルエンジンが採用されている。
【００１１】
燃料噴射弁は、エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズル１を備えている。この燃料噴射ノズル１は、自身の軸方向に往復移動するニードル２、およびこのニードル２を収容する円筒形状のノズルボディ３を備えている。
ニードル２は、円柱形状の本体部４、円環形状のシート部５および円錐形状の先端突部６を備えている。このニードル２には、リターンスプリングの付勢力が作用している。
ノズルボディ３は、複数の噴孔７およびサック室８を有している。複数の噴孔７およびサック室８は、ノズルボディ３の先端側のサック部９に設けられている。また、ノズルボディ３には、シート部５が着座可能なシート面１０が設けられている。また、ノズルボディ３には、燃料孔１１を介して、サプライポンプまたはコモンレール等の高圧発生部から高圧燃料が導入される燃料溜まり室１２が設けられている。
【００１２】
サック室８は、燃料流路１３の下流側に位置している。このサック室８は、燃料流路１３にて環状に流れる燃料を集合させて一時的に貯留した後、各噴孔７に均等に分配供給する分配室である。また、サック室８の内周面は、ノズルボディ３の軸を中心とする円筒形状の周壁面、およびノズルボディ３の軸上のサック中心を中心とする球面形状の底壁面により構成されている。
シート面１０は、先端側に向かう程、内径が徐々に減少する円錐形状を呈する。
また、ノズルボディ３には、ニードル２を開弁駆動するアクチュエータが接続されている。アクチュエータとしては、ソレノイドアクチュエータやピエゾアクチュエータが採用されている。
なお、リターンスプリングおよびアクチュエータの図示は省略している。
【００１３】
ニードル２は、ノズルボディ３のシート面１０に離着座して、複数の噴孔７よりも上流側の燃料流路１３を開閉する。
本体部４は、ノズルボディ３のガイド孔１４に往復摺動可能に支持されている。この本体部４は、ノズルボディ３との間に燃料流路１３を形成する外周面を有している。また、本体部４の先端部には、先端側に向かう程、外径が徐々に減少する円錐形状の傾斜面１５が形成されている。
シート部５は、傾斜面１５と先端突部６の円錐面１６との間に形成されている。このシート部５のシート径は、図２に示したように、φｄである。
【００１４】
先端突部６は、その軸を中心とした円錐形状を呈する。この先端突部６は、シート部５がシート面１０に着座している時にサック室８に入っている。また、先端突部６は、シート部５からニードル２の先端側に向けて突出している。
先端突部６の先端１７は、特許請求の範囲におけるニードル全体の先端に相当し、サック室８の底壁面との干渉を防ぐために逃がし部となっている。この先端１７は、ニードル２の軸を中心とする円形状の平面となっている。なお、先端突部６の先端１７が円錐面の頂点であっても構わない。
燃料流路１３は、ニードル２とシート面１０およびノズルボディ３の内周面との間に形成されている。また、燃料流路１３は、サック室８の上流側に位置する。また、燃料流路１３は、燃料溜まり室１２の下流側に位置する。
【００１５】
燃料噴射ノズル１は、シート部５がシート面１０に着座した場合、燃料流路１３が遮断される。これにより、複数の噴孔７から燃焼室内への燃料噴射は成されない。
また、燃料噴射ノズル１は、シート部５がシート面１０からリフトした場合、燃料流路１３が開放される。これにより、燃料流路１３から複数の噴孔７と連通するサック室８へ燃料が導入される。このため、複数の噴孔７から燃焼室内へ燃料が噴射される。
また、燃料噴射ノズル１は、ニードル２がリフトを開始すると、低リフト時期ＬＳ、高リフト時期ＬＬを経てフルリフト位置までニードル２が上昇する。即ち、燃料噴射ノズル１は、燃料の噴射期間全域で、全閉位置からフルリフト位置までニードル２のリフト量が変化する。
ここで、低リフト時期ＬＳとは、ニードル２のリフト量が閾値よりも小さい小リフト量による燃料噴射期間のことである。
また、高リフト時期ＬＬとは、ニードル２のリフト量が閾値よりも大きい大リフト量による燃料噴射期間のことである。
【００１６】
［実施形態１の特徴］
複数の噴孔７は、有底円筒形状のサック部９の内外を連通している。
噴孔７は、例えば６〜１２個設けられている。本例では、１０個の噴孔７が設けられている。
ここで、ノズルボディ３の軸をノズル軸Ｙと呼ぶ。また、各噴孔７の軸を噴孔軸ＨＬと呼ぶ。
複数の噴孔７は、ノズル軸Ｙ上の所定位置を中心にして半径方向の外側へ向かって放射状に延伸するように設けられている。これらの噴孔７は、各燃焼室内に燃料噴霧Ｆ１、Ｆ２が効率良く行き渡るように、円周方向に等間隔で形成されている。
全ての噴孔７は、噴孔軸ＨＬとノズル軸Ｙとがなす角度が同一である。また、全ての噴孔７は、噴孔径が同一で、且つ噴孔流路長が同一となっている。
【００１７】
複数の噴孔７は、サック部９の内周面で開口した噴孔入口３１、およびサック部９の外周面で開口した噴孔出口３２を備えている。また、各噴孔７は、噴孔入口３１から噴孔出口３２に向かって流路面積が変化しないストレート噴孔である。また、各噴孔７は、ノズル軸Ｙに対して垂直な半径方向に対して図示下向きに所定角度分だけ傾斜している。
各噴孔入口３１の中心は、サック室８の周壁面と底壁面との境界に形成されている。
サック室８は、シート面４の下流端に形成される円環形状の稜線３３に入口側開口が設けられている。
また、サック室８内の空間容積は、ニードル２のリフト量に応じて変化する。即ち、ニードル２がリフトする程、サック室８内の空間容積が広くなる。
【００１８】
ここで、ニードル２のリフト量が閾値よりも小さい時を、ニードル２の低リフト時と呼ぶ。また、シート面４とシート部５との間に形成されるシート部外周の流路面積をシート流路面積αと呼ぶ。また、複数の噴孔７の流路面積の総和である流路面積を噴孔総流路面積βと呼ぶ。
燃料噴射ノズル１は、ニードル２の低リフト時に、シート面４とシート部５との間に形成されるシート流路面積αが、複数の噴孔７の流路面積の総和である噴孔総流路面積βよりも小さくなるように設定されている。また、シート流路面積αは、ニードル２の低リフト時における燃料噴射全域で、ノズルボディ３内部に形成される燃料の流路のうちで最小流路面積ＭＡとなる。
【００１９】
ここで、ニードル２のリフト量が閾値よりも大きい時を、ニードル２の高リフト時と呼ぶ。
燃料噴射ノズル１は、ニードル２の高リフト時に、シート流路面積αが、噴孔総流路面積βよりも大きくなるように設定されている。また、噴孔総流路面積βは、ニードル２の高リフト時における燃料噴射全域で、最小流路面積ＭＡとなる。
なお、最小流路面積ＭＡとは、ノズルボディ３の内部に形成される燃料の流路、特に燃料溜まり室１２から各噴孔出口３２までの燃料の流路面積の中で最小の流路面積のことである。
【００２０】
次に、本実施形態の燃料噴射ノズル１は、ニードル２の低リフト時および高リフト時における、先端突部６の先端１７と各噴孔入口３１の中心との軸方向の距離Ｌ０を規定している。
ここで、噴孔７の噴孔径φＤにおける、軸方向に沿った軸方向成分をφＤｙとする。また、ニードル２の閉弁時における、各噴孔入口３１の中心から先端突部６の先端１７までの軸方向の距離をＬ０とする。また、ニードル２のリフト量をＬとする。
【００２１】
ニードル２の低リフト時には、｜Ｌ−Ｌ０｜＞φＤｙ／２の関係を満たしている。
一方、ニードル２の高リフト時には、｜Ｌ−Ｌ０｜≦φＤｙ／２の関係を満たしている。
但し、ニードル２の低リフト時における低リフト量は、ニードル２の高リフト時における高リフト量よりも大きい値となる。
【００２２】
ここで、上記のニードルリフト量の閾値の詳細を図５ないし図７に基づいて説明する。  先ず、図５に示したように、シート流路面積αが噴孔総流路面積βよりも小さい低リフト時期ＬＳと、シート流路面積αが噴孔総流路面積βよりも大きい高リフト時期ＬＬとの境界に対応したニードルリフト量を閾値としている。ここで、図５は、縦軸がニードルリフト量を示し、横軸がαとβの大小関係を示す。
即ち、αとβの関係がα＜βの場合には、ニードルリフト量が閾値よりも小さい低リフト量となり、燃料噴射量は所定値よりも少ない小噴射量となる。
また、αとβの関係がα＞βの場合には、ニードルリフト量が閾値よりも大きい高リフト量となり、燃料噴射量は所定値よりも多い大噴射量となる。
【００２３】
また、図６に示したように、シート流路面積αがノズル内部流路の最小流路面積ＭＡとなるリフト領域と噴孔総流路面積βがノズル内部流路の最小流路面積ＭＡとなるリフト領域との境界に対応したニードルリフト量を閾値としても良い。ここで、図６は、縦軸がニードルリフト量を示し、横軸がＭＡ＝αとＭＡ＝βの関係を示す。
即ち、ＭＡとαの関係がＭＡ＝αの場合には、ニードルリフト量が閾値よりも小さい低リフト量となり、燃料噴射量は所定値よりも少ない小噴射量となる。
また、ＭＡとβの関係がＭＡ＝βの場合には、ニードルリフト量が閾値よりも大きい高リフト量となり、燃料噴射量は所定値よりも多い大噴射量となる。
【００２４】
また、図７に示したように、ニードル２が全閉位置から中間リフト位置までリフトするのに必要な時間をＴＭとし、ニードル２が全閉位置からフルリフト位置までリフトするのに必要な時間をＴＦとした場合、ＴＭに対応したニードルリフト量を閾値としても良い。ここで、図７は、縦軸がニードルリフト量を示し、横軸がニードル２が全閉位置からフルリフト位置までリフトする際の時間経過を示す。
この場合には、ニードル２のリフトを開始する時刻から、α＜βからα＞βに切り替わる時刻までの時間を測定して、その測定した時間をＴＭとすることが望ましい。また、ニードル２のリフトを開始する時刻から、ＭＡ＝αからＭＡ＝βに切り替わる時刻までの時間を測定して、その測定した時間をＴＭとすることが望ましい。
【００２５】
即ち、Ｔ０からＴＭまでの期間は、ニードルリフト量が閾値よりも小さい低リフト量となり、燃料噴射量は所定値よりも少ない小噴射量となる。
また、ＴＭからＴＦまでの期間は、ニードルリフト量が閾値よりも大きい高リフト量となり、燃料噴射量は所定値よりも多い大噴射量となる。
なお、上記の閾値を、先端突部６の体積、サック室８の空間容積、噴孔総流路面積、ニードル上昇速度等に応じてニードルリフト量が大きい側または小さい側に変更しても良い。
本例では、閾値を、フルリフト量に対して５０％のリフト量に設定されているが、閾値を、フルリフト量に対して３０％〜７０％の範囲の任意の値に設定しても良い。
【００２６】
次に、ニードル２の低リフト時におけるサック室８内の燃料流れの様子を図１ないし図４（ａ）に基づいて説明する。
ここで、シート部５がシート面１０から離座する時に移動する側を、軸方向の上側と呼ぶ。また、シート部５がシート面１０に着座する時に移動する側を、軸方向の下側と呼ぶ。
ニードル２の低リフト時には、Ｌ、Ｌ０およびφＤｙの関係が、｜Ｌ−Ｌ０｜＞φＤｙ／２を満たすように設定される。
ここで、噴孔入口３１の中心位置からノズル軸Ｙの方向にφＤｙ／２分だけ下降した位置を基準位置とする。この場合、ニードル２の低リフト時には、その基準位置よりも下側に先端突部６の先端１７が配置される。このとき、α、βの関係は、α＜βで、且つＭＡ＝αとなる。
【００２７】
これにより、シート流路面積αが最小流路面積ＭＡであり、燃料流路１３からサック室８内に流れ込む燃料の流速が高リフト時よりも速い。また、噴孔総流路面積βがシート流路面積αよりも大きいので、噴孔７内を通過する燃料の流速および噴孔出口流速は高リフト時よりも遅くなる。
また、燃料流路１３と比べてサック室８の流路面積が急拡大となる。
このとき、上流側の燃料流路１３からサック室８内に流れ込んだ大部分の燃料は、先端突部６の表面に沿って流れる。そして、先端突部６の先端から剥離した燃料は、ノズル軸Ｙに沿ってサック室８の下側の底壁面へ流れてサック室８の底壁面でサック室８の外周側に急角度で小さく曲がる。そして、サック室８の底壁面で旋回した燃料は、サック室８の下側から上側へ向かって流れて、サック室８の外周側に小さく曲がって各噴孔入口３１から複数の噴孔７内に流れ込む。
【００２８】
一方、燃料流路１３からサック室８内に流れ込んだ一部の燃料は、サック室８の周壁面に沿ってサック室８の下側へ流れる。そして、サック室８の下側へ流れ込んだ燃料は、サック室８の外周側に急角度で小さく曲がって、各噴孔入口３１から複数の噴孔７内に流れ込む。
これによって、各噴孔入口３１で、サック室８の下側から上側へ向かう燃料と、サック室８の上側から下側へ向かう燃料とが衝突するため、各噴孔７内を通過する燃料に乱れが発生する。
従って、各噴孔７内を通過する燃料に乱れが発生することにより、各噴孔７から燃焼室内に噴射される噴霧特性として、図４（ａ）および図８に実線で示したように、燃料噴霧Ｆ２と比べて燃料噴霧Ｆ１の噴霧角が大きく、噴霧貫徹力が小さい噴霧特性を得ることができる。
【００２９】
次に、ニードル２の高リフト時におけるサック室８内の燃料流れの様子を図１ないし図４（ｂ）に基づいて説明する。
ニードル２の高リフト時には、Ｌ、Ｌ０およびφＤｙの関係が、｜Ｌ−Ｌ０｜≦φＤｙ／２を満たすように設定される。
ここで、噴孔入口３１の中心位置からノズル軸Ｙの方向にφＤｙ／２分だけ上昇した位置を上側基準位置とし、噴孔入口３１の中心位置からノズル軸Ｙの方向にφＤｙ／２分だけ下降した位置を下側基準位置とする。この場合、ニードル２の高リフト時には、上側基準位置と下側基準位置との範囲内に先端突部６の先端１７が配置される。このとき、α、βの関係は、α＞βで、且つＭＡ＝βとなる。
【００３０】
これにより、シート流路面積αが最小流路面積ＭＡであり、燃料流路１３からサック室８内に流れ込む燃料の流速が低リフト時よりも遅くなる。また、噴孔総流路面積βがシート流路面積αよりも小さいので、各噴孔７内を通過する燃料の流速および噴孔出口流速は低リフト時よりも速くなる。
また、サック室８と比べて噴孔総流路面積βが急縮小となる。
このとき、燃料流路１３からサック室８内に流れ込んだ大部分の燃料は、サック室８の入口付近で先端突部６の表面および稜線３３から剥離する。
そして、先端突部６の表面および稜線３３から剥離した燃料は、サック室８内で外側に大きく緩やかに曲がって各噴孔入口３１から各噴孔７内に流れ込む。
従って、各噴孔７内を通過する燃料に乱れが発生せず、各噴孔７から燃焼室内に噴射される噴霧特性として、図４（ｂ）および図８に実線で示したように、燃料噴霧Ｆ１と比べて燃料噴霧Ｆ２の噴霧角が小さく、噴霧貫徹力が大きい噴霧特性を得ることができる。
これによって、ニードル２の高リフト時に、噴霧貫徹力を強くすることができる。また、ニードル２の低リフト時に、噴霧貫徹力を弱くすることができる。
【００３１】
［実施形態１の実験結果］
次に、ニードルを全閉位置からフルリフト位置までリフトさせて、燃料の噴霧角がどのように変化するかについて調査した実験について説明する。その実験結果を図８のグラフに示した。
この図８のグラフからも確認できるように、ニードル２の低リフト時期ＬＳにおいては、従来の燃料噴射ノズルと比べて、本例の燃料噴射ノズル１の方が広角、低貫徹噴霧となる傾向にあることが分かる。また、ニードル２の高リフト時期ＬＬにおいては、本例の燃料噴射ノズル１と比べて、従来の燃料噴射ノズルの方が広角、低貫徹噴霧となる傾向にあることが分かる。
【００３２】
ここで、図８は、縦軸が燃料の噴霧角を示し、横軸がニードル２が全閉位置からフルリフト位置までリフトする際の時間経過を示す。なお、ニードル２が全閉位置から中間リフト位置までリフトするのに必要な時間をＴＭとし、ニードル２が全閉位置からフルリフト位置までリフトするのに必要な時間をＴＦとしている。
また、図８に示した実線は、本例の燃料噴射ノズル１における特性線ＣＮであり、図８に示した破線は、従来の燃料噴射ノズルにおける特性線ＥＮである。
【００３３】
従って、ニードル２の低リフト時には、燃料の噴霧貫徹力を弱くすることができる。このため、ニードル２の低リフト時における冷却損失を低減することができる。
また、ニードル２の高リフト時には、燃料の噴霧貫徹力を強くすることができる。このため、ニードル２の高リフト時におけるスモーク排出量を低減することができる。
即ち、本実施形態の燃料噴射ノズル１においては、冷却損失の低減効果とスモーク排出量の低減効果との両立を図ることができる。
【００３４】
［変形例］
本実施形態では、本発明を、サプライポンプまたはコモンレールから導入された高圧燃料をエンジンの燃焼室内に直接噴射する燃料噴射ノズル１に適用した例を説明したが、本発明を、列型燃料ポンプや分配型燃料ポンプ等の燃料噴射ポンプから燃料溜まり室の内部に直接燃料が圧送され、燃料溜まり室の燃料圧がスプリングの付勢力よりも上回るとニードルが開弁して、直接噴射式のエンジンの燃焼室内に直接噴射する燃料噴射ノズルに適用しても良い。
【００３５】
本実施形態では、本発明を、燃料噴射時に、全閉位置からフルリフト位置までニードル２がリフトするタイプの燃料噴射ノズル１に適用した例を説明したが、本発明を、エンジンの要求噴射量が所定値よりも小さい小噴射量の場合、全閉位置から低リフト位置までニードル２がリフトし、エンジンの要求噴射量が所定値よりも大きい大噴射量の場合、全閉位置から高リフト位置までニードル２がリフトするリフト量可変型の燃料噴射ノズル１に適用しても良い。
なお、全閉位置からフルリフト位置までニードル２がリフトするタイプの燃料噴射ノズル１の場合でも、アクチュエータへの通電時間が短い場合には、全閉位置からフルリフトしても低リフト位置までしかニードル２がリフトしない場合も有り得る。
【００３６】
本実施形態では、本発明を、ニードル上昇速度が一定の燃料噴射ノズル１に適用した例を説明したが、本発明を、ニードル上昇速度がリフト途中で変化するタイプの燃料噴射ノズル１に適用しても良い。また、本発明を、ニードル２が段階的にリフトするタイプの燃料噴射ノズル１に適用しても良い。
本実施形態では、燃料噴射ノズル１のニードル２を、ソレノイドアクチュエータやピエゾアクチュエータの駆動力によって直接開弁駆動し、スプリングの付勢力によって閉弁するように構成しているが、ニードル２を開閉駆動するアクチュエータとして、ニードル２の直上に設けられる制御室内の燃料圧を調整し、ニードルの開閉動作を制御するソレノイドバルブやピエゾアクチュエータを採用しても良い。
【００３７】
本実施形態では、直接噴射式のエンジンとして、直噴ディーゼルエンジンを採用しているが、直接噴射式のエンジンとして、直噴ガソリンエンジンを採用しても良い。
本実施形態では、噴孔入口３１の中心を、サック室８の内周面と底壁面との境界に配置しているが、噴孔入口３１の中心を、サック室８の周壁面のみに配置しても良い。また、噴孔入口３１の中心を、サック室８の底壁面のみに配置しても良い。
ニードル全体の先端形状は、円錐台形状、円錐形状だけでなく、球面形状であっても構わない。
本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  燃料噴射ノズル
２  ニードル
３  ノズルボディ
５  シート部
６  先端突部
７  噴孔
８  サック室
１０  シート面
１７  先端（ニードル全体の先端）
【図１】
2017008859.tif 000003
【図２】
2017008859.tif 000004
【図３】
2017008859.tif 000005
【図４】
2017008859.tif 000006
【図５】
2017008859.tif 000007
【図６】
2017008859.tif 000008
【図７】
2017008859.tif 000009
【図８】
2017008859.tif 000010