燃料噴射弁及び燃料噴射装置
【課題】所望の燃料噴射量を確保し、また、所望の燃料噴射形態を確保する。
【解決手段】燃料噴射弁５０は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔５２を備えたノズルボディ５１と、噴孔５２に向かってノズルボディ５１内を流れる燃料に旋回成分を付与する第１螺旋溝５３ａ１、第２螺旋溝５３ｂ１が形成された第１ニードル５３と、螺旋溝形成部を回転させ、ノズルボディ５１内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部の回転駆動手段５５と、を備えている。第１ニードル５３の回転速度を制御することにより、燃料に付与される旋回成分を制御し、ひいては、ボイド率を制御する。ボイド率が制御されることにより、所望の燃料噴射量の確保、所望の燃料噴射形態が確保される。
【解決手段】燃料噴射弁５０は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔５２を備えたノズルボディ５１と、噴孔５２に向かってノズルボディ５１内を流れる燃料に旋回成分を付与する第１螺旋溝５３ａ１、第２螺旋溝５３ｂ１が形成された第１ニードル５３と、螺旋溝形成部を回転させ、ノズルボディ５１内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部の回転駆動手段５５と、を備えている。第１ニードル５３の回転速度を制御することにより、燃料に付与される旋回成分を制御し、ひいては、ボイド率を制御する。ボイド率が制御されることにより、所望の燃料噴射量の確保、所望の燃料噴射形態が確保される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁及び燃料噴射装置に関する。
【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、過度応答性の向上、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】
燃料噴射弁から噴射される噴霧の微粒化には薄膜化した液膜のせん断力によるもの、流れの剥離で発生するキャビテーションによるもの、超音波の機械的振動で表面に付着した燃料を微粒化するものなどが知られている。
【０００６】
特許文献１には、気泡発生流路と気泡保持流路との圧力差を利用して発生させた気泡を混合した燃料を噴射し、噴射後の燃料において気泡が崩壊するエネルギーにより燃料を微粒化する燃料噴射弁が記載されている。
【０００７】
このように、燃料噴射弁に対し、種々の提案がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１７７１７４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、上記特許文献１記載の燃料噴射弁は、燃料中の気相体積率（ボイド率）が変化することがある。ボイド率が上昇すると単位体積辺りの正味の燃料量が減少することになる。また、ボイド率が変化すると燃料の噴霧特性も変化し、所望の燃料噴射形態とならない場合がある。
【００１０】
そこで本明細書開示の発明は、所望の燃料噴射量を確保し、また、所望の燃料噴射形態を確保す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、先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えている。
【００１２】
螺旋溝形成部の回転駆動手段を備えることにより、燃料の旋回流の旋回速度を調整することができる。燃料の旋回速度は、燃料中に発生する微細気泡に影響を与える。このため、螺旋溝形成部の回転速度を制御することによって燃料の旋回速度を調整し、ひいてはボイド率を調整することができる。燃料噴射弁への燃料の供給状態等に応じて所望のボイド率とし、燃料噴射量の確保や所望の燃料噴射形態を実現する。
【００１３】
燃料噴射弁は、前記噴孔を閉鎖する弁部材を備え、前記回転駆動手段は、前記弁部材が前記噴孔を閉鎖している状態において、前記螺旋溝形成部を回転駆動することが望ましい。
【００１４】
弁部材により噴孔を閉じた状態、すなわち、燃料噴射前の状態において螺旋溝形成部を回転させることにより、燃料噴射前において燃料の旋回流を生成しておくことができる。燃料は、旋回流が生成されることにより気泡を発生し易くなる。これにより、燃料噴射直後より気泡を含んだ燃料を噴射することができる。噴射開始直後の所望の噴射形態実現に有効である。
【００１５】
本明細書開示の燃料噴射装置は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、前記ノズルボディ内の燃圧に応じて前記回転駆動手段による前記螺旋溝形成部の回転速度を決定する制御部と、を備える。
【００１６】
例えば、内燃機関の運転状況によって燃圧が上昇し、ノズルボディ内の燃料の流速が上昇すると燃料のボイド率が上昇する。このような場合は、螺旋溝形成部の回転速度を遅くする方向に制御し、ボイド率の上昇を抑制する。これにより、所望の燃料噴射量を確保することができる。
【００１７】
本明細書開示の他の燃料噴射装置は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁のデポジット堆積判定手段と、前記デポジット堆積判定手段により、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積していると判断したときに前記回転駆動手段により前記螺旋溝形成部を回転駆動する。
【００１８】
燃料噴射弁にデポジットが堆積すると、所望の燃料噴射量が確保できなくなることが考えられる。そこで、回転駆動手段により、螺旋溝形成部を回転させ、燃料の旋回速度を上昇させることによりデポジットを除去し、燃料噴射量を回復させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本明細書に開示された燃料噴射弁によれば、噴孔からの燃料噴射初期の時点から気泡を含んだ燃料を噴射し、噴射後にその気泡を崩壊させることによって燃料の微粒化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施例の燃料噴射弁及び燃料噴射装置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（ａ）は実施例の燃料噴射弁の要部を分解して示す説明図であり、図２（ｂ）は実施例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は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、螺旋溝形成部を拡大して示す説明図である。
【図５】図５は、比較例の燃料噴射弁の要部を断面として示す説明図である。
【図６】図６は、燃料噴射弁内燃料温度（ＩＮＪ燃料温度）、燃料流速（旋回速度）とボイド率との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、燃圧とボイド率との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、噴射指令信号、ニードルリフト量及び燃料噴射弁内燃圧との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、螺旋溝形成部の回転速度を決定するマップの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、空燃比補正値と燃料噴射低下量との関係に、螺旋溝形成部の回転駆動を開始する閾値を当てはめたグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例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。
【００２３】
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、燃料噴射弁３０と共に本実施例の燃料噴射装置に含まれる。エンジンＥＣＵ１０には、Ａ／Ｆセンサ２０、その他の各種センサが電気的に接続されている。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。
【００２４】
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を構成するピストン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。
【００２５】
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、および吸気カム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射タイミングを決定し燃料噴射弁５０に信号を送る。燃料噴射弁５０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５０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。
【００２６】
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。
【００２７】
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吸気ポート１３および燃焼室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。
【００２８】
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。
【００２９】
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５０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５０から噴射された燃料を壁面形状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、エンジン１０００の仕様に応じて任意の位置・形状でキャビティを形成することができる。
【００３０】
燃料噴射弁５０は、吸気ポート１３下部の燃焼室１１に装着されている。燃料噴射弁５０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５１先端部に設けられた噴孔５３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５０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。
【００３１】
この燃料噴射弁５０は、吸気ポート１３下部に限られず燃焼室１１の任意の位置に設置することができる。例えば、燃焼室１１の中央上側から噴射するように配置することもできる。
【００３２】
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、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。
【００３３】
次に、本発明の一実施例である燃料噴射弁５０の内部構成について、比較例である燃料噴射弁３０とともに詳細に説明する。図２（ａ）は実施例の燃料噴射弁５０の要部を分解して示す説明図であり、図２（ｂ）は実施例の燃料噴射弁５０の要部を断面として示した説明図である。図３は、図２（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図４は、螺旋溝形成部を拡大して示す説明図である。図５は、比例の燃料噴射弁の要部を断面として示す説明図である。
【００３４】
実施例の燃料噴射弁５０は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔５２を備えたノズルボディ５１、第１ニードル５３、弁部材に相当する第２ニードル５４を備えている。また、第１ニードル５３を回転駆動する回転駆動手段に相当するソレノイド５５を備えている。ソレノイド５５はエンジンＥＣＵ１０と電気的に接続されている。
【００３５】
ノズルボディ５１の先端部に設けられた噴孔５２の上流端には、シール部５１ａが形成されている。噴孔５２は、開口端に向かって徐々に小径となっている。これにより、噴孔５２は旋回増速部としても機能し、後に詳述する第１螺旋溝５３ａ１や第２螺旋溝５３ｂ１を通過することによって生成される燃料の旋回流を増速することができる。旋回流は、縮径された狭い領域に流入することで、旋回速度が増す。旋回速度が増した旋回流は、噴孔５２内に気柱を形成する。旋回流が加速すると、噴孔５２内に強い旋回流が形成され、強い旋回流が旋回する中心に負圧が発生する。負圧が発生するとノズルボディ５１の外部の空気がノズルボディ５１内に吸引される。これにより噴孔５２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する。生成した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。
【００３６】
このとき燃料流及び気泡混入流は、旋回流の遠心力により、中心から拡散するコーン状の噴霧が形成される。従って、噴孔５２から離れるほどコーン状の噴霧の径は大きくなるため、噴霧液膜が引き伸ばされて薄くなる。そして、液膜として維持できなくなり分裂する。この後、分裂後の噴霧は微細気泡の自己加圧効果によって径が小さくなり崩壊に至り超微細化噴霧となる。このように、燃料噴射弁５０により噴射された燃料の噴霧が微粒化されるため、燃焼室内における速やかな火炎伝播が実現され、安定した燃焼が行われる。
【００３７】
このように燃料噴霧の超微細化を図ることにより、燃料の気化が促進されると、ＰＭ（Particulate Matter）や、ＨＣ（炭化水素）の低減を図ることができる。また、熱効率も改善される。さらに、気泡が燃料噴射弁５０から噴射された後に破壊されることになるので、燃料噴射弁５０内のＥＧＲエロージョンを抑制することができる。
【００３８】
第１ニードル５３は、筒状の部材であり、先端部に拡径部５３１を備えている。第１ニードル５３の内側及び外側が燃料流路５６となる。拡径部５３１の外周面５３ａに第１螺旋溝５３ａ１が形成され、内周面５３ｂに第２螺旋溝５３ｂ１が形成されて螺旋溝形成部を形成している。第１螺旋溝５３ａ１、第２螺旋溝５３ｂ１に沿って流れた燃料は旋回成分が付与される。第１ニードル５３は、ソレノイド５５によって回転駆動される。ソレノイド５５は、上述のようにエンジンＥＣＵ１０と電気的に接続されており、後述する第２ニードル５４が噴孔５２を閉鎖している状態において第１ニードル５３、具体的には螺旋溝形成部を回転駆動することができる。
【００３９】
第２ニードル５４は、筒状の第１ニードル５３の内側に配置される。第２ニードル５４は、駆動機構によって第１ニードル５３内を軸方向に昇降する。第２ニードル５４の先端部には、テーパ状部５４aが設けられている。テーパ状部５４ａがシート部４１ａに対し着座及び離座することにより、噴孔５２が開閉される。
【００４０】
比較例の燃料噴射弁３０は、実施例の燃料噴射弁５０と同様に、ノズルボディ３１、ニードル３２、噴孔３３及びシート部３４を備える。また、燃料噴射弁３０には、燃料導入路３５が形成されている。また、燃料噴射弁３０は、旋回流生成部３２ａ、螺旋溝３２ｂを備えている。しかしながら、燃料噴射弁３０は、以下の点で燃料噴射弁５０と異なる。すなわち、燃料噴射弁３０は、螺旋溝３２ｂが設けられたニードル３２によって噴孔３３の閉塞を行う。このため、開弁直後に噴孔３３から噴射される燃料は、ほとんど旋回成分を含んでいない。このため、噴孔３３内では気柱が発生し難く、燃料の微粒化が促進されない。
【００４１】
一方、燃料噴射弁５０は、ソレノイド５５により第１ニードル５３を回転駆動し、開弁前に燃料に旋回成分を付与しておくことができる。なお、旋回成分を強化するためには、図４中、矢示５７ａ、５７ｂで示す方向に第１ニードル５３を回転させる。
【００４２】
ここで、比較例の燃料噴射弁３０、実施例の燃料噴射弁５０を含め、燃料中に微細気泡を発生させる燃料噴射弁におけるボイド率について説明する。ボイド率とは、燃料中の気相体積率である。図６に示すように燃料噴射弁内の燃料温度が高くなるほどボイド率は高くなる。また、燃料流速が速くなるほどボイド率は高くなる。すなわち、燃料流速ｖ１＞ｖ２＞ｖ３の関係がある場合、燃料噴射弁内の燃料温度（ＩＮＪ燃料温度）が同じであるとき、ボイド率は燃料流速ｖ１のときが最も高く、燃料流速ｖ３のときが最も低い。また、燃料流速は燃圧と相関関係を有し、燃圧の関数として表現することができるため、図７に示すように燃圧が高くなるほどボイド率は高くなる。燃圧は、エンジン１０００の運転状態によって変化するため、燃圧が高く、ボイド率が高くなるときは、ソレノイド５５による第１ニードル５３の回転駆動を抑制する。ボイド率が所望の範囲内にないとき、例えば、ボイド率が上昇すると単位体積あたりの正味の燃料量が減少することになる。また、ボイド率が変化すると燃料の噴霧特性も変化し、所望の燃料噴射形態とならない場合がある。この場合に、第１ニードル５３の回転駆動を抑制する。
【００４３】
図８は、一般的な燃料噴射弁の噴射指令信号、ニードルリフト量及び燃料噴射弁内燃圧との関係を示すグラフである。燃料噴射弁は、噴射指令信号が発せられた後、多少のタイムラグの後、ニードルのリフトが開始される。そして、このニードルのリフトの上昇に追随すかのように燃料噴射弁内部燃圧が上昇する。すなわち、開弁直後は、燃圧が低く、ボイド率が低いと考えられる。この場合、ソレノイド５５により第１ニードル５３を回転駆動し、燃料の旋回速度を高めることにより、微細気泡を効率よく生成し、ボイド率を高めることができる。ボイド率が制御されることにより、すなわち、微細気泡の混合状態が制御されることにより、所望の燃料噴射形態も実現される。
【００４４】
図９は、螺旋溝形成部（第１ニードル５３）の回転速度を決定するマップの一例を示す図である。燃料噴射弁５０への供給燃圧が高いときは、第１ニードル５３の回転速度を遅くする。これにより、ボイド率が過剰に上昇することを抑制することができる。
【００４５】
つぎに、燃料噴射装置によるデポジット除去について説明する。燃料噴射弁５０には、使用の継続によりデポジットが堆積することがある。デポジットが堆積すると、噴射指令に対して実際の燃料噴射量が低下する。そこで、Ａ／Ｆセンサ２０とエンジンＥＣＵ１０をデポジット堆積判定手段として機能させる。Ａ／Ｆセンサ２０により取得した空燃比補正値（増量補正値、増量指示値）が噴射指令の値に対して大きくなっている場合は、噴射量が低下していると判断する。空燃比補正値が閾値を上回った場合に、ソレノイド５５による第１ニードル５３の回転駆動を行う。これにより燃料の旋回成分を強化し、燃料噴射弁５０内のデポジットを除去する。これにより、所望の燃料噴射量を確保することができる。
【００４６】
上記実施例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。
【符号の説明】
【００４７】
１ エンジンシステム
２０ Ａ／Ｆセンサ
３０、５０ 燃料噴射弁
３１、５１ ノズルボディ
２ 噴孔
５３ 第１ニードル
５３ａ 拡径部
５３ａ１ 第１螺旋溝
５３ｂ 内周面
５３ｂ１ 第２螺旋溝
５４ 第２ニードル（弁部材）
５５ ソレノイド（回転駆動手段）
３１ｂ１、５１ｂ１ 下流側先端部
１０００ エンジン
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射弁及び燃料噴射装置に関する。
【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、過度応答性の向上、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】
燃料噴射弁から噴射される噴霧の微粒化には薄膜化した液膜のせん断力によるもの、流れの剥離で発生するキャビテーションによるもの、超音波の機械的振動で表面に付着した燃料を微粒化するものなどが知られている。
【０００６】
特許文献１には、気泡発生流路と気泡保持流路との圧力差を利用して発生させた気泡を混合した燃料を噴射し、噴射後の燃料において気泡が崩壊するエネルギーにより燃料を微粒化する燃料噴射弁が記載されている。
【０００７】
このように、燃料噴射弁に対し、種々の提案がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１７７１７４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、上記特許文献１記載の燃料噴射弁は、燃料中の気相体積率（ボイド率）が変化することがある。ボイド率が上昇すると単位体積辺りの正味の燃料量が減少することになる。また、ボイド率が変化すると燃料の噴霧特性も変化し、所望の燃料噴射形態とならない場合がある。
【００１０】
そこで本明細書開示の発明は、所望の燃料噴射量を確保し、また、所望の燃料噴射形態を確保す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、先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えている。
【００１２】
螺旋溝形成部の回転駆動手段を備えることにより、燃料の旋回流の旋回速度を調整することができる。燃料の旋回速度は、燃料中に発生する微細気泡に影響を与える。このため、螺旋溝形成部の回転速度を制御することによって燃料の旋回速度を調整し、ひいてはボイド率を調整することができる。燃料噴射弁への燃料の供給状態等に応じて所望のボイド率とし、燃料噴射量の確保や所望の燃料噴射形態を実現する。
【００１３】
燃料噴射弁は、前記噴孔を閉鎖する弁部材を備え、前記回転駆動手段は、前記弁部材が前記噴孔を閉鎖している状態において、前記螺旋溝形成部を回転駆動することが望ましい。
【００１４】
弁部材により噴孔を閉じた状態、すなわち、燃料噴射前の状態において螺旋溝形成部を回転させることにより、燃料噴射前において燃料の旋回流を生成しておくことができる。燃料は、旋回流が生成されることにより気泡を発生し易くなる。これにより、燃料噴射直後より気泡を含んだ燃料を噴射することができる。噴射開始直後の所望の噴射形態実現に有効である。
【００１５】
本明細書開示の燃料噴射装置は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、前記ノズルボディ内の燃圧に応じて前記回転駆動手段による前記螺旋溝形成部の回転速度を決定する制御部と、を備える。
【００１６】
例えば、内燃機関の運転状況によって燃圧が上昇し、ノズルボディ内の燃料の流速が上昇すると燃料のボイド率が上昇する。このような場合は、螺旋溝形成部の回転速度を遅くする方向に制御し、ボイド率の上昇を抑制する。これにより、所望の燃料噴射量を確保することができる。
【００１７】
本明細書開示の他の燃料噴射装置は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁のデポジット堆積判定手段と、前記デポジット堆積判定手段により、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積していると判断したときに前記回転駆動手段により前記螺旋溝形成部を回転駆動する。
【００１８】
燃料噴射弁にデポジットが堆積すると、所望の燃料噴射量が確保できなくなることが考えられる。そこで、回転駆動手段により、螺旋溝形成部を回転させ、燃料の旋回速度を上昇させることによりデポジットを除去し、燃料噴射量を回復させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本明細書に開示された燃料噴射弁によれば、噴孔からの燃料噴射初期の時点から気泡を含んだ燃料を噴射し、噴射後にその気泡を崩壊させることによって燃料の微粒化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施例の燃料噴射弁及び燃料噴射装置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（ａ）は実施例の燃料噴射弁の要部を分解して示す説明図であり、図２（ｂ）は実施例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は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、螺旋溝形成部を拡大して示す説明図である。
【図５】図５は、比較例の燃料噴射弁の要部を断面として示す説明図である。
【図６】図６は、燃料噴射弁内燃料温度（ＩＮＪ燃料温度）、燃料流速（旋回速度）とボイド率との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、燃圧とボイド率との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、噴射指令信号、ニードルリフト量及び燃料噴射弁内燃圧との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、螺旋溝形成部の回転速度を決定するマップの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、空燃比補正値と燃料噴射低下量との関係に、螺旋溝形成部の回転駆動を開始する閾値を当てはめたグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例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。
【００２３】
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、燃料噴射弁３０と共に本実施例の燃料噴射装置に含まれる。エンジンＥＣＵ１０には、Ａ／Ｆセンサ２０、その他の各種センサが電気的に接続されている。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。
【００２４】
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を構成するピストン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。
【００２５】
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、および吸気カム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射タイミングを決定し燃料噴射弁５０に信号を送る。燃料噴射弁５０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５０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。
【００２６】
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。
【００２７】
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吸気ポート１３および燃焼室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。
【００２８】
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。
【００２９】
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５０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５０から噴射された燃料を壁面形状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、エンジン１０００の仕様に応じて任意の位置・形状でキャビティを形成することができる。
【００３０】
燃料噴射弁５０は、吸気ポート１３下部の燃焼室１１に装着されている。燃料噴射弁５０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５１先端部に設けられた噴孔５３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５０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。
【００３１】
この燃料噴射弁５０は、吸気ポート１３下部に限られず燃焼室１１の任意の位置に設置することができる。例えば、燃焼室１１の中央上側から噴射するように配置することもできる。
【００３２】
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、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。
【００３３】
次に、本発明の一実施例である燃料噴射弁５０の内部構成について、比較例である燃料噴射弁３０とともに詳細に説明する。図２（ａ）は実施例の燃料噴射弁５０の要部を分解して示す説明図であり、図２（ｂ）は実施例の燃料噴射弁５０の要部を断面として示した説明図である。図３は、図２（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図４は、螺旋溝形成部を拡大して示す説明図である。図５は、比例の燃料噴射弁の要部を断面として示す説明図である。
【００３４】
実施例の燃料噴射弁５０は、先端部に開閉可能に設けられた噴孔５２を備えたノズルボディ５１、第１ニードル５３、弁部材に相当する第２ニードル５４を備えている。また、第１ニードル５３を回転駆動する回転駆動手段に相当するソレノイド５５を備えている。ソレノイド５５はエンジンＥＣＵ１０と電気的に接続されている。
【００３５】
ノズルボディ５１の先端部に設けられた噴孔５２の上流端には、シール部５１ａが形成されている。噴孔５２は、開口端に向かって徐々に小径となっている。これにより、噴孔５２は旋回増速部としても機能し、後に詳述する第１螺旋溝５３ａ１や第２螺旋溝５３ｂ１を通過することによって生成される燃料の旋回流を増速することができる。旋回流は、縮径された狭い領域に流入することで、旋回速度が増す。旋回速度が増した旋回流は、噴孔５２内に気柱を形成する。旋回流が加速すると、噴孔５２内に強い旋回流が形成され、強い旋回流が旋回する中心に負圧が発生する。負圧が発生するとノズルボディ５１の外部の空気がノズルボディ５１内に吸引される。これにより噴孔５２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する。生成した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。
【００３６】
このとき燃料流及び気泡混入流は、旋回流の遠心力により、中心から拡散するコーン状の噴霧が形成される。従って、噴孔５２から離れるほどコーン状の噴霧の径は大きくなるため、噴霧液膜が引き伸ばされて薄くなる。そして、液膜として維持できなくなり分裂する。この後、分裂後の噴霧は微細気泡の自己加圧効果によって径が小さくなり崩壊に至り超微細化噴霧となる。このように、燃料噴射弁５０により噴射された燃料の噴霧が微粒化されるため、燃焼室内における速やかな火炎伝播が実現され、安定した燃焼が行われる。
【００３７】
このように燃料噴霧の超微細化を図ることにより、燃料の気化が促進されると、ＰＭ（Particulate Matter）や、ＨＣ（炭化水素）の低減を図ることができる。また、熱効率も改善される。さらに、気泡が燃料噴射弁５０から噴射された後に破壊されることになるので、燃料噴射弁５０内のＥＧＲエロージョンを抑制することができる。
【００３８】
第１ニードル５３は、筒状の部材であり、先端部に拡径部５３１を備えている。第１ニードル５３の内側及び外側が燃料流路５６となる。拡径部５３１の外周面５３ａに第１螺旋溝５３ａ１が形成され、内周面５３ｂに第２螺旋溝５３ｂ１が形成されて螺旋溝形成部を形成している。第１螺旋溝５３ａ１、第２螺旋溝５３ｂ１に沿って流れた燃料は旋回成分が付与される。第１ニードル５３は、ソレノイド５５によって回転駆動される。ソレノイド５５は、上述のようにエンジンＥＣＵ１０と電気的に接続されており、後述する第２ニードル５４が噴孔５２を閉鎖している状態において第１ニードル５３、具体的には螺旋溝形成部を回転駆動することができる。
【００３９】
第２ニードル５４は、筒状の第１ニードル５３の内側に配置される。第２ニードル５４は、駆動機構によって第１ニードル５３内を軸方向に昇降する。第２ニードル５４の先端部には、テーパ状部５４aが設けられている。テーパ状部５４ａがシート部４１ａに対し着座及び離座することにより、噴孔５２が開閉される。
【００４０】
比較例の燃料噴射弁３０は、実施例の燃料噴射弁５０と同様に、ノズルボディ３１、ニードル３２、噴孔３３及びシート部３４を備える。また、燃料噴射弁３０には、燃料導入路３５が形成されている。また、燃料噴射弁３０は、旋回流生成部３２ａ、螺旋溝３２ｂを備えている。しかしながら、燃料噴射弁３０は、以下の点で燃料噴射弁５０と異なる。すなわち、燃料噴射弁３０は、螺旋溝３２ｂが設けられたニードル３２によって噴孔３３の閉塞を行う。このため、開弁直後に噴孔３３から噴射される燃料は、ほとんど旋回成分を含んでいない。このため、噴孔３３内では気柱が発生し難く、燃料の微粒化が促進されない。
【００４１】
一方、燃料噴射弁５０は、ソレノイド５５により第１ニードル５３を回転駆動し、開弁前に燃料に旋回成分を付与しておくことができる。なお、旋回成分を強化するためには、図４中、矢示５７ａ、５７ｂで示す方向に第１ニードル５３を回転させる。
【００４２】
ここで、比較例の燃料噴射弁３０、実施例の燃料噴射弁５０を含め、燃料中に微細気泡を発生させる燃料噴射弁におけるボイド率について説明する。ボイド率とは、燃料中の気相体積率である。図６に示すように燃料噴射弁内の燃料温度が高くなるほどボイド率は高くなる。また、燃料流速が速くなるほどボイド率は高くなる。すなわち、燃料流速ｖ１＞ｖ２＞ｖ３の関係がある場合、燃料噴射弁内の燃料温度（ＩＮＪ燃料温度）が同じであるとき、ボイド率は燃料流速ｖ１のときが最も高く、燃料流速ｖ３のときが最も低い。また、燃料流速は燃圧と相関関係を有し、燃圧の関数として表現することができるため、図７に示すように燃圧が高くなるほどボイド率は高くなる。燃圧は、エンジン１０００の運転状態によって変化するため、燃圧が高く、ボイド率が高くなるときは、ソレノイド５５による第１ニードル５３の回転駆動を抑制する。ボイド率が所望の範囲内にないとき、例えば、ボイド率が上昇すると単位体積あたりの正味の燃料量が減少することになる。また、ボイド率が変化すると燃料の噴霧特性も変化し、所望の燃料噴射形態とならない場合がある。この場合に、第１ニードル５３の回転駆動を抑制する。
【００４３】
図８は、一般的な燃料噴射弁の噴射指令信号、ニードルリフト量及び燃料噴射弁内燃圧との関係を示すグラフである。燃料噴射弁は、噴射指令信号が発せられた後、多少のタイムラグの後、ニードルのリフトが開始される。そして、このニードルのリフトの上昇に追随すかのように燃料噴射弁内部燃圧が上昇する。すなわち、開弁直後は、燃圧が低く、ボイド率が低いと考えられる。この場合、ソレノイド５５により第１ニードル５３を回転駆動し、燃料の旋回速度を高めることにより、微細気泡を効率よく生成し、ボイド率を高めることができる。ボイド率が制御されることにより、すなわち、微細気泡の混合状態が制御されることにより、所望の燃料噴射形態も実現される。
【００４４】
図９は、螺旋溝形成部（第１ニードル５３）の回転速度を決定するマップの一例を示す図である。燃料噴射弁５０への供給燃圧が高いときは、第１ニードル５３の回転速度を遅くする。これにより、ボイド率が過剰に上昇することを抑制することができる。
【００４５】
つぎに、燃料噴射装置によるデポジット除去について説明する。燃料噴射弁５０には、使用の継続によりデポジットが堆積することがある。デポジットが堆積すると、噴射指令に対して実際の燃料噴射量が低下する。そこで、Ａ／Ｆセンサ２０とエンジンＥＣＵ１０をデポジット堆積判定手段として機能させる。Ａ／Ｆセンサ２０により取得した空燃比補正値（増量補正値、増量指示値）が噴射指令の値に対して大きくなっている場合は、噴射量が低下していると判断する。空燃比補正値が閾値を上回った場合に、ソレノイド５５による第１ニードル５３の回転駆動を行う。これにより燃料の旋回成分を強化し、燃料噴射弁５０内のデポジットを除去する。これにより、所望の燃料噴射量を確保することができる。
【００４６】
上記実施例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。
【符号の説明】
【００４７】
１ エンジンシステム
２０ Ａ／Ｆセンサ
３０、５０ 燃料噴射弁
３１、５１ ノズルボディ
２ 噴孔
５３ 第１ニードル
５３ａ 拡径部
５３ａ１ 第１螺旋溝
５３ｂ 内周面
５３ｂ１ 第２螺旋溝
５４ 第２ニードル（弁部材）
５５ ソレノイド（回転駆動手段）
３１ｂ１、５１ｂ１ 下流側先端部
１０００ エンジン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、
前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、
前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を、
備えた燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴孔を閉鎖する弁部材を備え、
前記回転駆動手段は、前記弁部材が前記噴孔を閉鎖している状態において、前記螺旋溝形成部を回転駆動することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、
前記ノズルボディ内の燃圧に応じて前記回転駆動手段による前記螺旋溝形成部の回転速度を決定する制御部と、
を備えた燃料噴射装置。
【請求項４】
先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁のデポジット堆積判定手段と、
前記デポジット堆積判定手段により、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積していると判断したときに前記回転駆動手段により前記螺旋溝形成部を回転駆動する燃料噴射装置。
【請求項１】
先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、
前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、
前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を、
備えた燃料噴射弁。
【請求項２】
前記噴孔を閉鎖する弁部材を備え、
前記回転駆動手段は、前記弁部材が前記噴孔を閉鎖している状態において、前記螺旋溝形成部を回転駆動することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射弁。
【請求項３】
先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、
前記ノズルボディ内の燃圧に応じて前記回転駆動手段による前記螺旋溝形成部の回転速度を決定する制御部と、
を備えた燃料噴射装置。
【請求項４】
先端部に開閉可能に設けられた噴孔を備えたノズルボディと、前記噴孔に向かって前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する螺旋溝形成部と、前記螺旋溝形成部を回転させ、前記ノズルボディ内を流れる燃料に旋回成分を付与する前記螺旋溝形成部の回転駆動手段と、を備えた燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁のデポジット堆積判定手段と、
前記デポジット堆積判定手段により、前記燃料噴射弁にデポジットが堆積していると判断したときに前記回転駆動手段により前記螺旋溝形成部を回転駆動する燃料噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１７２６７３（Ｐ２０１２−１７２６７３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８９８６（Ｐ２０１１−３８９８６）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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