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JPH0893601A - 燃料噴射ノズル - Google Patents

燃料噴射ノズル

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Publication number
JPH0893601A
JPH0893601A JP6254539A JP25453994A JPH0893601A JP H0893601 A JPH0893601 A JP H0893601A JP 6254539 A JP6254539 A JP 6254539A JP 25453994 A JP25453994 A JP 25453994A JP H0893601 A JPH0893601 A JP H0893601A
Authority
JP
Japan
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injection
cover member
nozzle
hole
nozzle body
Prior art date
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Pending
Application number
JP6254539A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Hasegawa
敏行 長谷川
Takeshi Miyamoto
武司 宮本
Masaya Nozaki
真哉 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Corp filed Critical Zexel Corp
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Priority to GB9703696A priority patent/GB2307007B/en
Priority to US08/793,364 priority patent/US6047948A/en
Priority to PCT/JP1995/001730 priority patent/WO1996009472A1/ja
Priority to DE19581786A priority patent/DE19581786C1/de
Priority to KR1019970701148A priority patent/KR100371307B1/ko
Publication of JPH0893601A publication Critical patent/JPH0893601A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の噴射パターンを形成し、エンジン負荷
と回転数とに対応した噴射圧力、噴射時間、噴射量を得
て、ＮＯｘの低減や燃費の向上を図るようにした燃料噴
射ノズルを提供する。 【構成】 ノズルボディの先端部周囲に摺動自在に回動
するカバー部材４１を設け、このカバー部材４１を回動
させることにより噴射に有効な噴孔４３の総面積を可変
させる。ノズルボディの先端部に複数の噴孔４３ａ，４
３ｂ，４３ｃを形成し、カバー部材４１にその噴孔を遮
蔽可能とする遮蔽部４６を形成し、カバー部材４１を回
動させることにより噴孔の数を可変させて噴射に有効な
噴孔の総面積を変化させる構成が考えられる。カバー部
材４１は、コントロールユニットからの信号で制御され
るマイクロモータによって回動される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル機関等の
内燃機関に燃料を供給する燃料噴射ノズルに関し、特
に、噴射に寄与する噴孔の総面積を変更して種々の噴霧
パターンを形成する燃料噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関に用いられる燃料噴射ノズルと
して、特開昭５９−２０００６３号公報に示されている
ように、ノズルボディ内に摺動自在に収容されたニード
ル弁にテーパ状の受圧面を形成し、この受圧面に燃料圧
力を作用させてニードル弁を開弁し、ノズルボディの先
端部に形成された噴孔から燃料を噴射させるようにした
ものが知られている。
【０００３】また、最近の燃料噴射ノズルにあっては、
特開昭４−７６２６６号公報に開示されているように、
ノズルボディの先端部に加圧燃料を導くためのホールを
形成すると共に、このホールと連通する複数の噴孔を形
成し、この噴孔をロータリー弁（回転軸）の回転位置を
変更して噴霧に有効な噴孔の開口面積を増減させ、これ
により噴射圧、噴射期間、噴射量を可変し、燃焼の促
進、出力や燃費の向上、燃焼騒音やＮＯｘ排出の低減等
を図るようにした技術も考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
燃料噴射ノズルでは、噴射圧力、噴射量、噴射期間等
が、燃料噴射ノズルへ燃料を送油する噴射ポンプによっ
て決定されてしまう構造であり、噴孔の数が固定されて
おり、噴射に有効な噴孔の総面積を増減できない構造と
なっている。このため、エンジン低速回転時には噴射圧
が低くなってしまったり、エンジン低負荷時には、噴射
時間が短くなってしまったりするなど、良好な燃焼状態
を継続させることが困難になるという問題点があった。
【０００５】また、後者の燃料噴射ノズルでは、図９に
示されるように、内側からノズルボディの噴孔を塞ぐ形
式であるので、実際には、噴孔は内側から絞られるだけ
で噴孔先端の開口面積は変化せず、噴射燃料が微粒化し
ずらい欠点がある。内側からノズルボディの噴孔を塞ぐ
形式にあっては、さらに、特開昭４−７６２６６号公
報、第１図に示されるように、案内溝１８を複数形成し
てサックボリュームを大きくする必要があり、噴射後の
燃料のあとだれが生じてＨＣの排出量が多くなる恐れが
ある。加えて、このような構成にあっては、針弁３と回
転軸１７との軸心合わせの精度を高める必要がある。
【０００６】そこで、この発明においては、噴射に有効
な噴孔の総面積を可変させることによって所望の噴射パ
ターンを形成し、エンジン負荷と回転数とに対応した噴
射圧力、噴射時間、噴射量を得て、ＮＯｘの低減や燃費
の向上を図るようにした燃料噴射ノズルを提供すること
を課題としている。
【０００７】また、噴射燃料の微粒化を促進する点、サ
ックボリュームの増大を防ぐ点、噴孔の有効面積を変化
させる回転部材とニードル弁との軸心合わせの精度を緩
和する点等を考慮した燃料噴射ノズルを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】しかして、この発明にか
かる燃料噴射ノズルは、加圧燃料を噴射する噴孔がノズ
ルボディの先端部に形成され、前記ノズルボディの周囲
に摺動自在に回動するカバー部材を設け、このカバー部
材を回動させることにより噴射に有効な前記噴孔の総面
積を可変させる噴孔面積可変機構を備えたことにある
（請求項１）。この噴孔面積可変機構は、例えば、カバ
ー部材をコントロールユニットからの信号で回転するマ
イクロモータによって回動させる機構が考えられる。
【０００９】また、燃料噴射ノズルは、ノズルボディの
先端部に複数の噴孔を形成し、カバー部材にその噴孔を
遮蔽可能とする遮蔽部を形成し、カバー部材を回動させ
ることにより噴孔の数を可変させて噴射に有効な噴孔の
総面積を変化させるようにしてもよい（請求項２）。噴
孔を複数形成する代わりに、ノズルボディの先端部に所
定の円周角に渡ってスリット状の噴孔を形成し、遮蔽部
でこのスリット状に形成された噴孔の一部分を遮ること
により開口面積を可変させる構成としてもよい。
【００１０】他の構成例としては、カバー部材をノズル
ボディの噴孔を覆うように設け、カバー部材に、ノズル
ボディの先端に形成された噴孔と連通可能な複数の噴孔
を形成し、ノズルボディの噴孔と連通するカバー部材の
噴孔数を該カバー部材の回動により可変させて噴射に有
効な噴孔の総面積を変化させるようにしてもよい（請求
項３）。
【００１１】更には、上述した噴孔面積可変機構に加
え、ノズルボディの噴孔を開閉するニードル弁の最大リ
フト量を調節するリフト量調節機構を設けるようにして
もよい（請求項４）。
【００１２】
【作用】したがって、請求項１乃至３にかかる発明によ
れば、カバー部材の回転位置を噴孔面積可変機構を制御
することによって調節することができるので、たとえ
ば、エンジンスタート時の低負荷、低回転時に、カバー
部材を回転させて噴射に有効な噴孔の総面積を小さくす
れば、噴射圧力は高圧化され、噴射期間は長くなる。こ
れにより、噴霧の微粒化の促進、噴霧の空気過剰率の増
大が期待でき、ＮＯｘが減少されるようになる。
【００１３】また、カバー部材の回転位置を噴孔面積可
変機構を制御することによって調節し、噴射に有効な前
記噴孔の総面積を外側から可変できるようにしたので、
ノズルボディ内に形成されるサックボリュームの縮小が
図れると共に、噴孔の有効面積を変化させるカバー部材
とノズルボディ内の弁との軸心合わせが不要となる。し
かも、噴孔を外側からカバー部材で覆う構成であるの
で、噴孔先端の開口面積が変化されて噴射燃料を微粒化
し易くなる。
【００１４】更に、高負荷、高回転時に、カバー部材を
回転させて噴射に有効な噴孔の総面積を大きくすれば、
噴射圧力は低圧化され、噴射期間は短くなる。これによ
って、高負荷時に必要な流量の噴霧が全体的に均一に分
散されて供給されるようになり、安定した高出力の燃焼
が行われる。
【００１５】請求項４にかかる発明によれば、ニードル
弁制御機構によってニードル弁の最大リフト量が制御さ
れるので、例えば、エンジンスタート時の低負荷、低回
転時においては、リフト量を大きくして噴射圧力を高く
し、リフト時間を長くすることで噴霧の微粒化が促進さ
れる。また、高負荷、高回転時においては、リフト量を
小さくして噴射圧力を低くし、リフト時間を短くするこ
とで安定した燃焼を達成することができる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。
【００１７】図１において、噴射ノズル１の第１の構成
例が示され、この噴射ノズル１は、ノズルハウジング２
の先端にノズルボディ３を設け、リテーニングナット４
をノズルハウジング２の周囲に螺合させることによっ
て、これらノズルハウジング２とノズルボディ３とが一
体に締結されている。
【００１８】ノズルハウジング２の上部側面には、燃料
入口５が形成され、この燃料入口５は、ノズルハウジン
グ２に形成された通路６、ノズルボディ３に形成された
通路７を介してノズルボディ３の中間部に形成されたノ
ズル室８に通じ、このノズル室８には、ノズルボディ３
の嵌挿孔９に摺動自在に挿入されたニードル弁（針弁）
１０の受圧部１１が臨んでおり、このニードル弁１０の
受圧部１１に燃料入口５から流入された高圧燃料が導か
れるようになっている。
【００１９】燃料入口５に導かれる高圧燃料は、配管を
介して接続される燃料噴射ポンプ１２から供給されるも
ので、燃料噴射ポンプ１２は、ここでは詳細な説明を省
略するが、例えば、ジャーク式であり、燃料タンク１３
からの燃料を機関の運転環境等に応じて所望のタイミン
グで所望量、噴射ノズル１へ圧送するようになってい
る。
【００２０】ノズルハウジング２の軸心上には、前記ノ
ズルボディ３の嵌挿孔９と整合する貫通孔１４が形成さ
れ、この貫通孔１４には、ニードル弁１０と当接する可
動バネ受け１５と、貫通孔１４の上部を閉塞するよう嵌
入されてノズルハウジング２に固装されている閉塞部材
１６と、これら可動バネ受け１５と閉塞部材１６との間
に弾装されるコイル状のスプリング１７とを備えてい
る。そして、ニードル弁１０には、可動バネ受け１５、
スプリング１７の中空部、及び閉塞部材１６を貫通して
後述するアーマチュア１９に接合されたニードル弁可動
用ロッド１８が係合されている。
【００２１】ノズルハウジング２の上部には、駆動機構
２０が設けられている。具体的には、図２に示されるよ
うに、閉塞部材１６の上端部にステータ２１が回動自在
に螺合され、ステータ２１の回転により該ステータ２１
を閉塞部材１６に対して螺進退させ、閉塞部材１６との
間に形成される空間２２に収納されているアーマチュア
１９とこれに対するステータ２１の対峙面との距離Ｌ１
を可変できるようになっている。
【００２２】このステータ２１には、ソレノイド４７が
巻設され、このソレノイド４７への通電は、コントロー
ルユニット２５（図１に示す）によって制御されるよう
になっている。尚、７２は、コントロールユニット２５
に接続する電線とソレノイド４７とを接続するヘリカル
ワイヤであり、ステータ２１の回転を吸収するようにな
っている。
【００２３】また、ステータ２１の回転量を制御するた
めに、ステータ２１の側方には、該ステータ２１の外周
面に形成された歯２４と噛み合う歯車２３が設けられ、
この歯車２３は、コントロールユニット２５（図１に示
す）からの制御信号で駆動する第１のマイクロモータ２
６で必要に応じて回転されるようになっている。尚、こ
の第１のマイクロモータ２６は、ノズルハウジング２の
上部に固設されるヘッダ２７の装着穴２８に挿入され、
この装着穴２８を閉塞する第１の蓋体２９をもって第１
のモータ設置箇所３０に固定されている。
【００２４】ヘッダ２７には、さらに、第２のマイクロ
モータ３１を装着する装着穴４８が形成れ、この装着穴
４８を閉塞する第２の蓋体４９をもって第２のマイクロ
モータ３１が第２のモータ設置箇所３２に固定され、こ
のモータの回転軸に固設された歯車３３がフレキシブル
ロッド３４の一端に固設された歯車３５に噛み合ってい
る。このフレキシブルロッド３４は、ヘッダ２７、ノズ
ルハウジング２、及びノズルボディ３に形成されたロッ
ド挿通孔３６，３７，３８を介して他端がノズルボディ
３とリテーニングナット４との間に形成された空間３９
に突出し、このフレキシブルロッド３４の他端に空間３
９内に収納される小径の歯車４０が固設されている。
【００２５】リテーニングナット４から突出したノズル
ボディ３の部分には、ノズルボディ周面を摺動しながら
回転のみが許されるように取り付けられたカバー部材４
１が設けられ、このカバー部材４１の一端は、ノズルボ
ディ３とリテーニングナット４との間を通して前記空間
３９に突出し、この突出した部分の周囲に前記歯車４０
と噛み合う歯４２が形成されている。したがって、第２
のマイクロモータ３１を回転させると、これに伴ってフ
レキシブルロッド３４が回転し、最終的にはカバー部材
４１が回転するようになっている。
【００２６】ノズルボディ３の先端部には、噴孔４３が
形成され、この噴孔４３は、カバー部材４１の回転によ
り開閉されるようになっており、図１に示されるよう
に、機関の燃焼室４４に燃料を噴射するようになってい
る。噴孔４３は、図３にも示されるように、大径の噴孔
４３ａ、中径の噴孔４３ｂ、小径の噴孔４３ｃが所定の
ずれ角をもって順次形成され、それぞれの径の噴孔は１
８０度位相をずらして２つづつ形成されている。ここ
で、大径の噴孔４３ａから小径の噴孔４３ｃまでの位相
角は９０度よりも小さくなっている。
【００２７】これに対して、カバー部材４１の先端部に
は、その周囲に、切欠部４５と、噴孔４３を覆うことが
できる遮蔽部４６とが交互に、しかもそれぞれ１８０位
相をずらして２つづつ形成され、遮蔽部４６および切欠
き部４５は、ともに前記大径の噴孔４３ａから小径の噴
孔４３ｃまでの位相角よりも大きく形成されている。
【００２８】再び図１に戻って、Ａは燃料入口近傍に配
されて噴射ポンプから送られる燃料の流量を検出する流
量センサ、Ｂは燃料入口近傍に配されて噴射ポンプから
送られてくる燃料の圧力を検出する圧力センサ、Ｃはエ
ンジン負荷としてそれと相関するアクセル開度を検出す
るアクセル開度センサ、Ｄは機関の燃焼室温度を検出す
る燃焼室温度センサ、Ｅは機関の燃焼室圧力を検出する
燃焼室圧センサ、Ｆはニードル弁のリフト量を検出する
針弁リフトセンサ、Ｇは機関の回転数を検出する回転数
検出センサであり、これらセンサからの信号は、コント
ロールユニット２５に入力される。
【００２９】コントロールユニット２５は、前記マイク
ロモータ２６，３１やソレノイド４７を制御する出力回
路、この出力回路を制御するマイクロコンピュータ、こ
のマイクロコンピュータに前記各種センサからの信号を
入力する入力回路等を有して構成された周知のもので、
マイクロコンピュータは、中央演算処理（ＣＰＵ）、内
部メモリ等を備えており、センサからの信号に基づいて
所定のプログラムに従って演算処理し、第１のマイクロ
モータ２６によって調節される噴射に有効な噴孔の開口
面積、第２のマイクロモータ３１によって調節されるニ
ードル弁１０の最大リフト量、ソレノイド４７への通電
による燃料噴射のタイミングや噴射時間等を制御する。
【００３０】即ち、噴射ノズル１の制御変数は、カバー
部材４１の回転角、ニール弁１０のリフト量、ソレノイ
ド４７の通電タイミグと通電時間など複数あり、これら
を可変させることにより噴射に有効な噴孔の総面積、噴
射圧力、噴射タイミング、噴射時間を調節し、噴射パタ
ーンを可変させる。その具体的制御作動例が図４にフロ
ーチャートとして示され、以下このフローチャートに従
って説明する。尚、コントロールユニット２５の内部メ
モリには、機関の負荷（アクセル開度）、機関の回転
数、燃焼室圧、燃焼室温度、ニードル弁のリフト量、燃
料圧、及び燃料流量と、上記制御変数との最適な組み合
わせマップが記憶されているもので、このマップは、予
め基礎実験等で得られたデータによって構築されてい
る。
【００３１】コントロールユニット２５は、イグニッシ
ョンスイッチの投入により、ステップ５０の信号入力処
理が開始され、このステップ５０において、ある決めら
れたクランク角（膨張工程または排気工程の適当なクラ
ンク角）での燃焼室圧センサ等からの計測データ、及
び、それ以前の機関の回転において回転数検出センサＧ
によって計測されていた機関回転数を取り込む。
【００３２】そして、次のステップ５２において、前記
入力信号に基づいて燃料噴射パターンを決定する。つま
り、カバー部材４１の回転角とニードル弁１０のリフト
量との最適値をコントロールユニット２５の内部メモリ
に記憶されているマップから決定する。そして、前回の
ニードル弁リフト量、噴孔の開口面積から、ニードルリ
フトを設定値まで変化させるための第１のマイクロモー
タ２６の回転角、及び噴射に有効な噴孔４３の総面積を
設定値まで変化させるための第２のマイクロモータ３１
の回転角を算出する。また、この段階でソレノイド４７
への通電時間も算出する。
【００３３】しかる後に、ステップ５４において、前記
ステップ５２で決定されたニードル弁１０のリフト変位
量が得られるように、第１のマイクロモータ２６へ駆動
パルスを送る。この処理により、第１のマイクロモータ
２６は回転し、これに伴ってステータ２１が回転し、ア
ーマチュア１９とこれに対峙するステータ２１との距離
Ｌ１が調節される。また、ステップ５６において、第２
のマイクロモータ３１へ駆動パルスを送って作動させ、
噴孔４３の開口状態を調節する。
【００３４】この状態で、マップから開弁時間と開弁タ
イミングとを求め、クランク角のデータと比較して所定
のタイミング（クランク角）に達した時に開弁時間に相
当するパルス幅を持った矩形波を発生させ、この矩形波
の立上がりでニードル弁１０がリフトするようにソレノ
イド４７に通電する（ステップ５８）。このタイミング
は、ジャーク式の噴射ポンプでは、プランジャが上昇し
て燃料送油が開始される時期と重なっており、したがっ
て、ニードル弁１０がリフトすることにより燃料流路が
確保され、燃料が噴射され始める。
【００３５】ソレノイド４７への通電を開始してからあ
る一定時間たったところ、即ち、ニードル弁１０がステ
ータ２１に当接してリフトが完了した後に、駆動電流を
起動用からホールド用に切り換える（ステップ６０）。
このホールド用の電流は、アーマチュア１９とステータ
２１との当接状態が維持されるようスプリング１７のば
ね力と釣り合う程度のものであればよく、急加速が必要
な起動用の電流より小さい電流でよい。そして、ニード
ル弁１０の変位を検出する針弁リフトセンサＦから得ら
れる変位が、定常状態に達したときのニードル弁１０の
位置をコントロールユニット２５の内部メモリに記憶す
る。
【００３６】しかる後に、矩形波の立ち下がりで、ソレ
ノイド４７への通電を停止させる（ステップ６２）。こ
れにより、ニードル弁１０はスプリング１７のばね力に
よって閉弁する方向へ移動し、噴孔４３が閉じられる。
【００３７】特に、このような一連の処理で特徴的であ
るのは、ステップ５６の第２のマイクロモータ３１によ
って噴孔４３の開口状態を調節することにある。即ち、
図３（ａ）に示されるように、噴孔４３が形成されてい
ない範囲にカバー部材４１の遮蔽部４６を位置させれ
ば、大径の噴孔４３ａ、中径の噴孔４３ｂ、小径の噴孔
４３ｃのいずれもが切欠部４５を介して燃焼室４４に開
口し、第２のマイクロモータ３１を回動させて（ｂ）に
示されるように大径の噴孔４３ａのみを遮蔽部４６によ
って閉塞させれば、中径の噴孔４３ｂ及び小径の噴孔４
３ｃが燃焼室４４に開口し、大径の噴孔４３ａと中径の
噴孔４３ｂとを遮蔽部４６で閉塞させるように第２のマ
イクロモータ３１を回動させれば、（ｃ）に示されるよ
うに、小径の噴孔４３ｃのみが燃焼室４４に開口し、さ
らにカバー部材４１を回動させれば、いずれの噴孔４３
も閉塞されてニードル弁１０がリフトしても噴射しなく
なる。
【００３８】例えば、エンジンスタート時の低負荷、低
回転時において、図５（ｃ）の状態を形成すれば、噴孔
数と噴孔面積の減少に伴って噴射圧力は高圧化され、噴
射時間が長くなる。噴霧の粒径は主として噴孔４３（４
３ａ，４３ｂ，４３ｃ）の開口面積と噴射圧力とによっ
て決定され、噴孔の開口面積が小さく、噴射圧力が高い
ほど微粒化が進むので、この（ｃ）の状態では、微粒化
が促進され、噴霧の空気過剰率の増大が期待でき、ＮＯ
ｘが減少されるようになる。これに対して、高負荷、高
回転時において、図５（ａ）または（ｂ）の状態を形成
すれば、噴孔数と噴孔面積の増加に伴って噴射圧力は低
圧化され、噴射時間が短くなる。このような状態にあっ
ては、噴霧が全体的に均一に分散されて燃焼室４４に供
給され、安定した高出力の燃焼が実現される。
【００３９】従って、噴射に寄与する噴孔の開口状態を
変化させることは、噴射圧力や噴射時間、さらには微粒
化の程度を変化させる操作でもあり、これによって種々
の噴射パターンを形成することができる。また、本発明
の構成にあっては、図８に示されるように、ノズルボデ
ィ３の外側を覆うカバー部材４１によって噴孔４３の有
効面積が調節されるので、噴孔４３の先端開口面積が実
際に変化され、噴孔を内側から絞る図９の場合に比べて
噴射燃料の微粒化が容易に行われるメリットもある。
【００４０】さらに、この発明において特徴的であるの
は、ステップ５６の処理を、ステップ５４の第１のマイ
クロモータ２６によるニードル弁１０の最大リフト量と
組み合わせて噴射量を調節することにある。即ち、ステ
ップ５４によりステータ２１とアーマチュア１９とをよ
り離す方向へ第１のマイクロモータ２６を回動すれば、
ニードル弁１０の最大リフト量が大きくなり、噴孔４３
へ送られる燃料を多くすることができ、逆に、ステータ
２１とアーマチュア１９とをより近づける方向へ第１の
マイクロモータ２６を回動すれば、ニードル弁１０のリ
フト量が小さくなり、噴孔４３へ送られる燃料を少なく
することができる。
【００４１】例えば、エンジンスタート時の低負荷、低
回転時では、リフト量を大きくして（ステータ２１とア
ーマチュア１９との距離Ｌ１を大きくして）噴射圧力を
高くし、ソレノイドへの通電時間を長くすることによ
り、噴霧の微粒化を促進でき、高負荷、高回転時では、
リフト量を小さくして噴射圧力を低くし、ソレノイドへ
の通電時間を短くすることにより安定した燃焼を達成で
き、上述したステップ５６の操作と組み合わせれば、噴
射パターンをさらに大きな自由度で変化させることがで
きる。
【００４２】図５において、噴孔４３の開口状態を調節
する第２の構成例が示され、この実施例においては、前
記実施例と異なり、カバー部材４１の遮蔽部４６が全周
に渡って設けられ、この遮蔽部４６に大径の噴孔７０
ａ、中径の噴孔７０ｂ、小径の噴孔７０ｃが所定のずれ
角をもって順次形成され、それぞれの径の噴孔は１８０
度位相をずらして２つづつ形成されている。ここでも、
大径の噴孔７０ａから小径の噴孔７０ｃまでの位相角は
９０度よりも小さくなっている。
【００４３】これに対して、ノズルボディ３の先端部に
は、広角の噴孔４３が１８０位相をずらして２つ形成さ
れ、この噴孔４３の円周角と噴孔が形成されていない部
分の円周角は、ともにカバー部材４１に形成された大径
の噴孔４３ａから小径の噴孔４３ｃまでの位相角よりも
大きく形成されている。
【００４４】尚、他の構成部分については、第１の構成
例と同様であるので説明を省略するが、図５の構成にお
いて図３と同一の構成部分については同一番号を付して
おく。
【００４５】このような構成においても、第２のマイク
ロモータ３１によってノズルボディ３の噴孔４３とカバ
ー部材４１の噴孔７０ａ，７０，７０ｃとの連通状態を
調節させることによって噴射パターンを変化させること
ができる。つまり、図５（ａ）に示されるように、ノズ
ルボディ３の噴孔４３をカバー部材４１の遮蔽部４６に
形成された全噴孔７０ａ，７０ｂ，７０ｃに連通させれ
ば、大径の噴孔４３ａ、中径の噴孔４３ｂ、小径の噴孔
４３ｃのいずれからも燃焼室４４に燃料が噴射され、カ
バー部材４１を回動させて（ｂ）に示されるように、大
径の噴孔４３ａとノズルボディ３の噴孔４３との連通を
遮断すれば、中径の噴孔４３ｂ及び小径の噴孔４３ｃか
ら燃焼室４４に燃料が噴射され、大径の噴孔４３ａ及び
中径の噴孔４３ｂとノズルボディ３の噴孔４３との連通
を遮断するようにカバー部材４１を回動させれば、
（ｃ）に示されるように、小径の噴孔４３ｃのみから燃
焼室４４に燃料が噴射され、更にカバー部材４１を回動
させれば、カバー部材４１の噴孔はいずれもノズルボデ
ィ３の噴孔４３と連通しなくなり、ニードル弁１０がリ
フトしても噴射しなくなる。したがって、第２のマイク
ロモータ３１を制御することにより、前記第１の構成例
と同様、噴射圧力や噴射時間、さらには微粒化の程度を
変化させることができ、これによって種々の噴射パター
ンを形成することができる。
【００４６】図６において、噴孔４３の開口状態を調節
する第３の構成例が示され、この実施例においては、所
定の円周角を有するスリット状の噴孔４３が１８０位相
をずらして２ヵ所に形成され、この噴孔４３の円周角
は、９０度より小さくなっている。
【００４７】これに対して、カバー部材４１の先端部に
は、第１の構成例（図３）と同様、その周囲に切欠部４
５と、噴孔４３を覆うことができる遮蔽部４６とが交互
に、しかもそれぞれ１８０位相をずらして２ヵ所づつ形
成され、遮蔽部４６および切欠き部４５は、ともにスリ
ット状に形成された噴孔４３の円周角よりも大きくなっ
ている。
【００４８】このような噴孔４３の構成は、所定の範囲
にわたって同一の径の噴孔を連続的に形成したものに対
応しており、したがって、ノズルボディ３の噴孔４３と
カバー部材４１の遮蔽部４６との相対位置を変更するこ
とによって噴射パターンを変化させることができる。即
ち、図６（ａ）に示されるように、ノズルボディ３の噴
孔４３をカバー部材４１の遮蔽部４６で全く遮らずに燃
焼室４４に臨ませれば、燃料を広角に且つ多量に燃焼室
４４に噴射させることができ、カバー部材４１を回動さ
せて（ｂ）又は（ｃ）に示されるように、ノズルボディ
３の噴孔４３の一部を遮蔽部４６によって遮れば、噴射
する範囲が狭められ、さらにカバー部材４１を回動させ
て（ｄ）に示されるように、ノズルボディ３の噴孔４３
の全部が遮蔽部によって遮られれば、ニードル弁１０が
リフトしても噴射しなくなる。したがって、第２のマイ
クロモータ３１を制御することにより、噴射の広がりや
噴孔面積を変化させることができ、これによって前記第
１の構成例と同様、噴射圧力や噴射時間、さらには微粒
化の程度を変化させることができ、種々の噴射パターン
を形成することができる。
【００４９】更に、図７において、噴孔４３の開口状態
を調節する第４の構成例が示され、この実施例において
は、前記第３の構成例で形成されているスリット状の噴
孔が１８０位相をずらして２ヵ所に形成されている点に
ついては同様であるが、噴孔４３は、カバー部材４１に
よって噴孔面積が狭められる方向に徐々に小さくなる楔
形状をなしている。その他の点については、第３の構成
例と同様であるので、図６と同一構成部分には同一番号
を付して説明を省略する。このような構成においても、
第３の構成例と同様の作用効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１乃至３にか
かる発明によれば、噴射に有効な噴孔の総面積を噴孔面
積可変機構によってカバー部材を回動させることにより
調節することができるので、エンジンの負荷と回転数と
に対応した噴射圧力、噴射期間、噴射量を得ることが可
能となり、ＮＯｘの低減や燃費の向上を図ることができ
る。
【００５１】また、噴射に有効な前記噴孔の総面積がカ
バー部材で外側から可変されるので、ノズルボディ内に
噴孔面積を変化させる部材を必要とせず、噴孔手前に形
成されるサックボリュームを小さくすることができる。
このような構成にあっては、噴孔の有効面積を変化させ
るカバー部材とノズルボディ内の弁との軸心合わせが不
要となり、しかも、噴孔先端の開口面積が変化されるの
で、噴射燃料を微粒化し易くなる。
【００５２】また、請求項４にかかる発明によれば、噴
孔を開閉するニードル弁の最大リフト量をニードル弁調
節機構によって調節することができるので、噴霧の微粒
化を促進したり、安定した燃焼を維持することができる
等、噴射パターンをさらに大きな自由度で変化させて種
々の環境に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る燃料噴射ノズルの概略構成図を
示す断面図である。
【図２】図１で示す燃料噴射ノズルの駆動機構とノズル
ボディの先端部とを示す拡大断面図である。
【図３】噴射ノズルの先端部の第１の構成例を示し、ノ
ズルボディに形成された複数の噴孔とカバー部材との位
置関係を示す図である。
【図４】コントロールユニットによる噴射ノズルの制御
動作例を示すフローチャートである。
【図５】噴射ノズルの先端部の第２の構成例を示し、ノ
ズルボディに形成された噴孔とカバー部材に形成された
複数の噴孔との連通関係を示す図である。
【図６】噴射ノズルの先端部の第３の構成例を示し、ノ
ズルボディに形成されたスリット状の噴孔とカバー部材
との位置関係を示す図である。
【図７】噴射ノズルの先端部の第４の構成例を示し、ノ
ズルボディに形成されたスリット状の噴孔とカバー部材
との位置関係を示す図である。
【図８】図８は、本願発明を説明する噴孔周辺の断面図
である。
【図９】図９は、従来技術を説明する噴孔周辺の断面図
である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射ノズル ３ ノズルボディ １０ ニードル弁 １９ アーマチュア １８ ニードル弁可動用ロッド ２０ 駆動機構 ２１ ステータ ２３、３３、３５、４０ 歯車 ２４、４２ 歯 ２６ 第１のマイクロモータ ３１ 第２のマイクロモータ ３４ フレキシブルロッド ４１ カバー部材 ４３ 噴孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加圧燃料を噴射する噴孔がノズルボディ
    の先端部に形成され、前記ノズルボディの周囲に摺動自
    在に回動するカバー部材を設け、このカバー部材を回動
    させることにより噴射に有効な前記噴孔の総面積を可変
    させる噴孔面積可変機構を備えたことを特徴とする燃料
    噴射ノズル。
  2. 【請求項２】 前記ノズルボディの先端部に複数の噴孔
    を形成し、前記カバー部材に前記噴孔を遮蔽可能とする
    遮蔽部を形成し、前記カバー部材の回動により前記噴孔
    の数を可変させて噴射に有効な前記噴孔の総面積を変化
    させる請求項１記載の燃料噴射ノズル。
  3. 【請求項３】 前記カバー部材を前記ノズルボディの噴
    孔を覆うように設け、前記カバー部材に、前記ノズルボ
    ディの先端に形成された噴孔と連通可能な複数の噴孔を
    形成し、前記ノズルボディの噴孔と連通する前記カバー
    部材の噴孔数を該カバー部材の回動により可変させて噴
    射に有効な前記噴孔の総面積を変化させる請求項１記載
    の燃料噴射ノズル。
  4. 【請求項４】 ノズルボディの噴孔を開閉するニードル
    弁の最大リフト量を調節するリフト量調節機構を備えて
    いる請求項１記載の燃料噴射ノズル。
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