用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置制造方法
【專利摘要】在一種能改變供給到燃料噴射閥（21A）的燃料的壓力的用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置中，燃料噴射閥（21A）具有上側(cè)噴孔群（25U）和下側(cè)噴孔群（25D），所述上側(cè)噴孔群包括多個噴孔（25u）并在氣缸的中心軸線的方向上位于上側(cè)，所述下側(cè)噴孔群包括多個噴孔（25d）并在中心軸線的方向上位于下側(cè)，并且所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得下側(cè)噴孔群（25D）在噴射方向上的下游的燃料密度比上側(cè)噴孔群（25U）在噴射方向上的下游的燃料密度高。燃料噴射閥（21A）構(gòu)造成使得從下側(cè)噴孔群（25D）噴射的燃料的流量比從上側(cè)噴孔群（25U）噴射的燃料的流量高。
【專利說明】用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置，該燃料噴射裝置包括將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射閥。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利申請公報N0.2005-54733 (JP2005-54733A)描述了一種包括具有多孔噴嘴的燃料噴射閥的燃料噴射裝置。根據(jù)JP2005-54733A的燃料噴射裝置在活塞的運動量低的情況下利用如下特性:當(dāng)噴霧間距離短且燃料壓力高時，多孔噴嘴在噴射方向上的下游的空間中的燃料密度變高并且燃料噴霧群的滲透能力整體增大。
[0003]一般而言，燃料噴霧特性取決于每個噴嘴特定的規(guī)格，例如噴孔形狀、噴霧擴(kuò)散角和噴射方向。一些燃料噴霧特性根據(jù)燃料壓力變化。然而，在燃料噴霧特性之中，難以利用燃料壓力改變?nèi)剂蠂婌F的指向性。亦即，在傳統(tǒng)燃料噴射閥中，難以產(chǎn)生燃料噴霧的指向性在燃料壓力達(dá)到特定燃料壓力前后的顯著變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種能利用燃料壓力改變?nèi)剂蠂婌F的指向性的用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置。
[0005]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置。所述燃料噴射裝置包括:燃料噴射閥，所述燃料噴射閥將燃料噴射到所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)并且配置成使得所噴射的燃料朝向與所述氣缸的中心軸線交叉的方向；和燃料壓力控制單元，所述燃料壓力控制單元控制供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力。所述燃料噴射閥具有上側(cè)噴孔群和下側(cè)噴孔群，所述上側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于上側(cè)，所述下側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于下側(cè)。所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得所述下側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度比所述上側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度高。
[0006]本發(fā)明的第二方面涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置。所述用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置包括:燃料噴射閥，所述燃料噴射閥將燃料噴射到所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)并從所述氣缸的進(jìn)氣側(cè)指向排氣側(cè)；和燃料壓力控制單元，所述燃料壓力控制單元控制供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力。所述燃料噴射閥具有上側(cè)噴孔群和下側(cè)噴孔群，所述上側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于上側(cè)，所述下側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于下側(cè)。所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得所述下側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度比所述上側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度高。
[0007]當(dāng)從上側(cè)噴孔群和下側(cè)噴孔群噴射的燃料噴霧被看作一股燃料噴霧時，如果燃料壓力低，則該燃料噴霧中的燃料密度的分布不會存在明顯偏差，并且燃料噴霧離散地形成且不太可能合并。另一方面，如果燃料壓力高，則下側(cè)噴孔群的在噴射方向上的下游的燃料密度進(jìn)一步升高并且獲得下側(cè)的燃料噴霧群形成主流的一股燃料噴霧。由于下側(cè)燃料噴霧群形成該一股燃料噴霧的主流，故該燃料噴霧的指向性與燃料壓力低的情況相比下移。因此，可以通過適宜地控制燃料壓力來改變該燃料噴霧的指向性。此外，可以使用單個燃料噴射閥獲得適合于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的燃料噴霧。
[0008]所述燃料噴射閥可構(gòu)造成使得從所述下側(cè)噴孔群噴射的燃料的流量比從所述上側(cè)噴孔群噴射的燃料的流量高。對于該燃料噴射裝置，即使被包括在上側(cè)噴孔群中的噴孔和被包括在下側(cè)噴孔群中的噴孔彼此相同，下側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度也比上側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度高，因為從下側(cè)噴孔群噴射的燃料的流量比從上側(cè)噴孔群噴射的燃料的流量高。
[0009]所述上側(cè)噴孔群的所述多個噴孔可配置在第一直線上，并且所述下側(cè)噴孔群的所述多個噴孔可配置在第二直線上；并且所述第一直線和所述第二直線可彼此平行。此外，所述上側(cè)噴孔群的所述多個噴孔可以以等間隔配置，并且所述下側(cè)噴孔群的所述多個噴孔可以以等間隔配置；第一間距可等于第二間距，所述第一間距是被包括在所述上側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離，所述第二間距是被包括在所述下側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離；并且所述第一間距和第二間距中的每一者都比所述第一直線與所述第二直線之間的距離大。在這些情況下，由于噴孔群的簡化配置，易于制造燃料噴射閥。此外，存在如下優(yōu)點:當(dāng)制造多個燃料噴射閥時，不太可能出現(xiàn)燃料噴射閥之間的個體差異。
[0010]所述燃料噴射閥可構(gòu)造成使得從所述下側(cè)噴孔群噴射的多股燃料噴霧之中相鄰的燃料噴霧之間的距離(下文稱作“噴霧間距離”)比從所述上側(cè)噴孔群噴射的多股燃料噴霧之中相鄰的燃料噴霧之間的距離短。下側(cè)噴孔群的噴霧間距離比上側(cè)噴孔群的噴霧間距離短。因此，下側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度比上側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度高?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離來調(diào)節(jié)噴霧間距離。
[0011]所述燃料噴射閥可構(gòu)造成使得使相對于與所述中心軸線垂直并且經(jīng)過所述燃料噴射閥的末端的基準(zhǔn)線的向下噴射角的變化率改變的特定燃料壓力值處在燃料壓力的變化范圍內(nèi)；并且所述燃料壓力控制單元可控制供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力，使得所述壓力在所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以比預(yù)定轉(zhuǎn)速低的低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時低于所述特定燃料壓力值，并使得所述壓力在所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以高于或等于所述預(yù)定轉(zhuǎn)速的高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時等于或高于所述特定燃料壓力值。已知隨著內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，在氣缸內(nèi)形成的滾流(tumbleflow)的潤旋中心在氣缸的中心軸線的方向上下移。對于該構(gòu)型，由于燃料壓力在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時被調(diào)節(jié)成低于特定燃料壓力值并在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時被調(diào)節(jié)成等于或高于特定燃料壓力值，因此可根據(jù)滾流的渦旋中心的變化來調(diào)節(jié)燃料噴霧的噴射角。因此，可以使燃料噴霧順循根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化而改變的滾流，由此促進(jìn)空燃混合物的攪拌。因此,可以提高空燃混合物的均質(zhì)性。
[0012]所述上側(cè)噴孔群的所述多個噴孔可以以等間隔配置，并且所述下側(cè)噴孔群的所述多個噴孔可以以等間隔配置；并且第一間距可大于第二間距，所述第一間距是被包括在所述上側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離，所述第二間距是被包括在所述下側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離。
[0013]如上所述，利用根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射裝置，可以通過適宜地控制燃料壓力來改變?nèi)剂蠂婌F的指向性。因此，可以使用單個燃料噴射閥獲得適合于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的燃料噴霧。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的要素，并且其中:
[0015]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的燃料噴射裝置適用的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的主要部分的剖視圖；
[0016]圖2是示出了根據(jù)第一實施例的形成在燃料噴射閥中的多個噴孔的圖；
[0017]圖3是示意性地示出了在噴射方向上在距圖1中的燃料噴射閥的末端的距離Z處沿著線A-A截取的燃料噴霧的剖視圖；
[0018]圖4是示出了燃料壓力與噴霧長度之間的關(guān)系的曲線圖；
[0019]圖5A是示意性地圖解了當(dāng)燃料壓力低于特定燃料壓力值時沿著氣缸的徑向看的燃料噴霧的狀態(tài)的圖；
[0020]圖5B是示意性地圖解了當(dāng)燃料壓力等于或高于特定燃料壓力值時沿著氣缸的徑向看的燃料噴霧的狀態(tài)的圖；
[0021]圖6是示出了滾流的渦旋中心隨內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化而變化的圖；
[0022]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的形成在燃料噴射閥中的多個噴孔的圖；
[0023]圖8是示出了沿著氣缸的中心軸線的方向看的根據(jù)第三實施例的燃料噴射裝置適用的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的狀態(tài)的平面圖；
[0024]圖9是示出了根據(jù)第三實施例的形成在燃料噴射閥中的多個噴孔的圖；
[0025]圖10是沿著圖9中的線X-X截取的剖視圖；
[0026]圖1lA是示意性地圖解了當(dāng)燃料壓力低于特定燃料壓力值時沿著氣缸的中心軸線的方向看的燃料噴霧的狀態(tài)的圖；以及
[0027]圖1lB是示意性地圖解了當(dāng)燃料壓力等于或高于特定燃料壓力值時沿著氣缸的中心軸線的方向看的燃料噴霧的狀態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0028](第一實施例)
[0029]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的燃料噴射裝置適用的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的主要部分的剖視圖。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I被構(gòu)造為能夠作為行駛用動力源安裝在車輛(未示出)上的四沖程火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I包括多個氣缸2(圖中僅示出一個氣缸2)。每個氣缸2形成在氣缸體3中。每個氣缸2的上端部由氣缸蓋4封閉。在每個氣缸2中設(shè)置有能在其中往復(fù)運動的活塞5。注意，在本發(fā)明中，上側(cè)和下側(cè)分別指更接近氣缸的上止點和下止點的一側(cè)，且因此例如即使在氣缸被橫向地配置時，更接近上止點的一側(cè)為上側(cè)且更接近下止點的一側(cè)為下側(cè)。
[0030]進(jìn)氣通路9和排氣通路10連接到各個氣缸2。進(jìn)氣通路9包括形成在氣缸蓋4中的進(jìn)氣口 11。排氣通路10包括形成在氣缸蓋4中的排氣口 12。進(jìn)氣口 11通過進(jìn)氣門13開/閉，且排氣口 12通過排氣門14開/閉。盡管在圖中未示出，但在排氣通路10中設(shè)置有三元催化劑。流過排氣通路10的排氣——其為已燃?xì)怏w——通過該三元催化劑凈化。[0031]在氣缸蓋4中設(shè)置有火花塞20。火花塞20設(shè)置于氣缸2的頂面的中央部，使得火花塞20的末端部位于氣缸2內(nèi)。將燃料噴射到氣缸2內(nèi)的燃料噴射閥21A在氣缸蓋4中設(shè)置成沿著進(jìn)氣口 11延伸。也即，燃料噴射閥21A設(shè)置成使得所噴射的燃料朝向與氣缸2的中心軸線CL交叉的方向。燃料噴射閥21A是電磁驅(qū)動式燃料噴射閥，且其末端部設(shè)置有多個噴孔。設(shè)置用于相應(yīng)氣缸2的各燃料噴射閥21A連接到共同的輸送管22。通過油泵(未示出)加壓的燃料被引導(dǎo)到輸送管22內(nèi)。在輸送管22中設(shè)置有調(diào)節(jié)供給到每個燃料噴射閥21A的燃料的壓力的燃料壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23。燃料噴射閥21A和燃料壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23由發(fā)動機(jī)控制單元(E⑶)24控制。E⑶24是用于合適地控制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的計算機(jī)。指示內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I的運轉(zhuǎn)狀態(tài)如轉(zhuǎn)速的信息從各種傳感器(未示出)輸入ECU24。利用這些信息，E⑶24執(zhí)行預(yù)先準(zhǔn)備的各種控制程序，以執(zhí)行燃料噴射控制，包括對燃料噴射正時和燃料噴射期間(噴射量)的控制、點火正時控制等。后文將描述由根據(jù)本發(fā)明的ECU24執(zhí)行的控制。
[0032]如圖2所示，在燃料噴射閥21A中形成有共計六個噴孔25u、25d。圖2中的上下方向?qū)?yīng)于圖1中的上下方向，而圖2中的左右方向?qū)?yīng)于圖1中與繪制圖1的紙面垂直的方向。在圖2所示的噴孔之中，在氣缸2的中心軸線CL (參見圖1)的方向上位于上側(cè)的三個噴孔25u構(gòu)成上側(cè)噴孔群25U，而在中心軸線CL的方向上位于下側(cè)的三個噴孔25d構(gòu)成下側(cè)噴孔群25D。被包括在上側(cè)噴孔群25U中的三個噴孔25u配置在第一直線LI上，而被包括在下側(cè)噴孔群25D中的三個噴孔25d配置在第二直線L2上。第一直線LI和第二直線L2彼此平行。第一間距Pl等于第二間距P2，第一間距Pl是被包括在上側(cè)噴孔群25U中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離，第二間距P2是被包括在下側(cè)噴孔群2?中的兩個相鄰的噴孔25d的中心之間的距離。第一間距Pl和第二間距P2中的每一者都比第一直線LI與第二直線L2之間的距離d大。在燃料噴射閥21A中，被包括在每個噴孔群中的多個噴孔彼此相同，并且每個噴孔群設(shè)置在一直線上，這簡化了噴孔群的排列。這便于燃料噴射閥21A的制造。此外，存在如下優(yōu)點:當(dāng)制造多個燃料噴射閥21A時，不太可能出現(xiàn)燃料噴射閥21A之間的個體差異。
[0033]燃料噴射閥21A構(gòu)造成使得通過將燃料輸送到噴孔的燃料通路(未示出)的設(shè)計來使從下側(cè)噴孔群2?噴射的燃料的流量比從上側(cè)噴孔群25U噴射的燃料的流量高。因此，由燃料噴射閥21A噴射的燃料噴霧F (參見圖1)中的燃料密度的分布存在偏差，亦即，燃料噴霧F的上部中的燃料密度比燃料噴霧F的下部中低。圖3是示意性地示出了在噴射方向上在距燃料噴射閥2IA的末端的距離Z (參見圖1)處沿著線A-A截取的燃料噴霧F (燃料噴霧群)的剖視圖。如從圖3顯而易見的，燃料噴霧F由從相應(yīng)噴孔噴射的燃料噴霧群fu、fd形成，并且燃料噴霧fu、fd的排列與圖2所示的噴孔25u、25d的排列相似。亦即，從上側(cè)噴孔群25U噴射的燃料噴霧fu配置在第一直線SI上，而從下側(cè)噴孔群25D噴射的燃料噴霧fd配置在第二直線S2上。第一直線SI和第二直線S2彼此平行。第一間距pi等于第二間距p2，第一間距pi是兩股相鄰的噴霧fu的中心之間的距離，第二間距p2是兩股相鄰的噴霧fd的中心之間的距離。第一間距pi和第二間距p2中的每一者都比第一直線SI與第二直線S2之間的距離d’長。如圖3所示，從下側(cè)噴孔群2?噴射的燃料噴霧fd的流量Qd比從上側(cè)噴孔群25U噴射的燃料噴霧fu的流量Qu高。換言之，燃料噴射閥2IA構(gòu)造成使得下側(cè)噴孔群2?在噴射方向上的下游的燃料密度比上側(cè)噴孔群25U在噴射方向上的下游的燃料密度高。
[0034]燃料噴霧F的燃料密度在上部與下部之間不同。因此，可以利用燃料壓力改變?nèi)剂蠂婌FF的指向性(噴射角和噴霧長度)。如圖1所示，噴射角V定義為相對于與氣缸2的中心軸線CL垂直并且經(jīng)過燃料噴射閥21A的末端的基準(zhǔn)線Ls的向下角度。決定噴射角V的直線L定義為在距噴孔的預(yù)定距離處經(jīng)過燃料噴霧F的重心G的線。
[0035]圖4示出了燃料壓力與噴霧長度之間的關(guān)系。注意，噴射角以與圖4所示相似的方式關(guān)于燃料壓力改變。在圖4中，實線示出了本實施例，而虛線示出了燃料噴霧的上部中的燃料密度等于燃料噴霧的下部中的燃料密度的對比示例。如從圖4顯而易見的，在供給到燃料噴射閥21A的燃料的壓力變化的情況下，在燃料壓力的變化范圍內(nèi)存在噴霧長度(噴射角)的變化率改變的特定燃料壓力值Pc。亦即，由噴霧長度或噴射角代表的燃料噴霧F的指向性在特定燃料壓力值Pc顯著變化。
[0036]圖5A和5B分別示意性地圖解了當(dāng)燃料壓力低于特定燃料壓力值Pc時以及當(dāng)燃料壓力等于或高于特定燃料壓力值Pc時燃料噴霧F的狀態(tài)。圖5A示出了燃料壓力低于特定燃料壓力值Pc時的情況，而圖5B示出了當(dāng)燃料壓力等于或高于特定燃料壓力值Pc時的情況。如圖5A所示，當(dāng)燃料壓力低時，燃料噴霧F的燃料密度的分布不存在顯著偏差，并且燃料噴霧fu、fd離散地形成。因此，噴霧長度I比較短，并且燃料噴霧F的重心位于燃料噴霧F的大致中央部。此外，噴射角V也比較小。另一方面，如圖5B所示，當(dāng)燃料壓力高時，下側(cè)噴孔群2邪在噴射方向上的下游的燃料密度進(jìn)一步升高，且下側(cè)的燃料噴霧fd形成燃料噴霧F的主流。因此，與燃料壓力低的情況相比，燃料噴霧F的指向性下移。亦即，燃料噴霧F的重心位置下移。此外，下側(cè)的燃料噴霧fd變成支配的并且上側(cè)的燃料噴霧fu被卷入其中。因此，燃料噴霧F的指向性——亦即噴霧長度I和噴射角V——擴(kuò)大。參照燃料噴射閥21A的為恒定值的安裝角α，噴射角V的變化顯而易見。基于以上描述，可設(shè)想下側(cè)的燃料噴霧fd開始形成主流時的燃料壓力值為圖4所示的特定燃料壓力值Pc。
[0037]接下來，下文將描述利用這樣的特性由ECU24執(zhí)行的燃料壓力控制。圖6示出了與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I的轉(zhuǎn)速的變化相對應(yīng)的滾流的渦旋中心的變化。如圖6所示，進(jìn)氣口 11被設(shè)計成使得在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I的進(jìn)氣沖程期間在氣缸2內(nèi)形成有滾流T。滾流T的渦旋中心O隨著轉(zhuǎn)速升高而下移。一般而言，當(dāng)噴射角被設(shè)定成使得燃料噴霧位于滾流的渦旋中心的略上方時，燃料噴霧容易被滾流攪拌。因此，已知以此方式設(shè)定噴射角有利于提高空燃混合物的均質(zhì)性。
[0038]通過操作燃料壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23，E⑶24在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)且滾流T的渦旋中心O位于高位置時將燃料壓力控制成低于特定燃料壓力值Pc以減小燃料噴霧F的噴射角V，并在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I以高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)且滾流T的渦旋中心O位于低位置時將燃料壓力控制成等于或高于特定燃料壓力值Pc以增大燃料噴霧F的噴射角V和噴霧長度I。這使得能夠根據(jù)滾流T的渦旋中心O的變化來調(diào)節(jié)燃料噴霧F的噴射角V。因此，可以使燃料噴霧F順循根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I的轉(zhuǎn)速的變化而改變的滾流T，由此促進(jìn)空燃混合物的攪拌。因此，可以提高空燃混合物的均質(zhì)性。在本實施例中，根據(jù)本發(fā)明的燃料壓力控制單元由E⑶24和燃料壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23的組合來實現(xiàn)。
[0039](第二實施例)
[0040]接下來，將參照圖7描述本發(fā)明的第二實施例。圖7示出了形成在根據(jù)第二實施例的燃料噴射閥中的多個噴孔。第二實施例除噴孔的排列外與第一實施例相同。如圖7所 示，形成在根據(jù)第二實施例的燃料噴射閥21B中的噴孔的數(shù)量與根據(jù)第一實施例的噴孔的 數(shù)量相同。然而，下側(cè)噴孔群25D的第二間距P2比上側(cè)噴孔群25U的第一間距Pl短。因 此，從下側(cè)噴孔群25D噴射的多股燃料噴霧之中相鄰的燃料噴霧之間的距離(下文稱作“噴 霧間距離”)比從上側(cè)噴孔群25U噴射的多股燃料噴霧之中相鄰的燃料噴霧之間的距離短。 因此，在本實施例中，下側(cè)噴孔群2?在噴射方向上的下游的燃料密度同樣比上側(cè)噴孔群 25U在噴射方向上的下游的燃料密度高，并且相應(yīng)地，燃料噴霧的指向性根據(jù)燃料壓力的變 化而變化。這使得可以實現(xiàn)與第一實施例的效果相似的效果。在本實施例中，從下側(cè)噴孔群 25D噴射的燃料的流量可與第一實施例中一樣高于從上側(cè)噴孔群25U噴射的燃料的流量， 或者從上側(cè)噴孔群25U噴射的燃料的流量可等于從下側(cè)噴孔群25D噴射的燃料的流量。
[0041](第三實施例)
[0042]接下來，將參照圖8至IIB描述本發(fā)明的第三實施例。第三實施例除噴孔的數(shù)量和 排列外與第一實施例相同。如圖8至10所示，燃料噴射閥21C配置成從氣缸2的進(jìn)氣側(cè)指 向排氣側(cè)。設(shè)置在燃料噴射閥21C中的噴孔的數(shù)量共計為四個。被包括在上側(cè)噴孔群25U 中的兩個噴孔25u配置在第一直線LI上，而被包括在下側(cè)噴孔群25D中的兩個噴孔25d配 置在第二直線L2上。第一直線LI和第二直線L2彼此平行。下側(cè)噴孔群25D的第二間距 P2比上側(cè)噴孔群25U的第一間距Pl小。第一間距Pl和第二間距P2中的每一者都比第一 直線LI與第二直線L2之間的距離d大。因此，下側(cè)噴孔群25D的噴霧間距離比上側(cè)噴孔 群25U的噴霧間距離短。因此，在第三實施例中，下側(cè)噴孔群2?在噴射方向上的下游的燃 料密度同樣比上側(cè)噴孔群25U在噴射方向上的下游的燃料密度高，并且相應(yīng)地，燃料噴霧 的指向性根據(jù)燃料壓力的變化而變化。這使得可以實現(xiàn)與如上所述的第一實施例的效果相 似的效果。
[0043]如圖10所示，形成在燃料噴射閥21C中的四個噴孔25u、25d在氣缸2的中心軸線 CL的方向為上下方向時相互間隔地在左右方向上配置成徑向地延伸。圖10中的左右方向 對應(yīng)于圖1中與繪制圖1的紙面垂直的方向。噴孔25u、25d的噴射方向總體被設(shè)定為徑向 的。由于四個噴孔25u和25d以此方式構(gòu)成，因此當(dāng)沿著氣缸2的中心軸線CL的方向看時， 從噴孔25u、25d噴射的燃料噴霧f如圖8所示配置在氣缸2內(nèi)。將限定出噴孔25u、25d的 噴射方向的直線規(guī)定為噴射軸線Axf，并且將由兩個相鄰的軸線Axf形成的各角度規(guī)定為 夾角0 1、0 2、0 3。這種情況下，由最接近氣缸2的中心軸線CL的兩個噴射軸線Axf形成 的夾角9 I小于每個其它夾角9 2、0 3。在本實施例中，夾角0 2等于夾角0 3。然而，在 夾角0 2、0 3均大于夾角0 1的前提下，這些夾角0 2、0 3可彼此不同。
[0044]如從圖8可以理解的，當(dāng)夾角較小時的噴霧間距離比當(dāng)夾角較大時的噴霧間距離 短。因此，從四個噴孔25u、25d噴射的四股燃料噴霧f在氣缸2內(nèi)配置成使得噴霧間距離在 中央部比在中央部的外側(cè)短。由于四股燃料噴霧f以此方式配置，因此當(dāng)供給到燃料噴射 閥21C的燃料的壓力低時，即使在中央部的噴霧間距離短，兩股相鄰的燃料噴霧也不會合 并。因此，如圖1lA所示，當(dāng)將一組四股燃料噴霧f看作一股燃料噴霧F時，燃料噴霧F的 噴霧形狀為燃料密度在中央部比在中央部的外側(cè)低的中空形狀。另一方面，當(dāng)燃料壓力高 時，在中央部的噴霧間距離變得更短，藉此燃料噴射f合并。因此，如圖1lB所示，燃料噴霧 F的噴霧形狀為燃料密度在中央部與中央部的外側(cè)之間不會明顯不同的實心噴霧形狀。在燃料噴霧f?合并之后，滲透能力變得比在合并之前高。因而，如圖1lB所示，燃料噴霧F的噴霧長度I變得比在圖1lA所示合并之前的噴霧長度長。
[0045]因而，根據(jù)第三實施例，可以利用燃料壓力改變?nèi)剂蠂婌F的指向性以及在中空噴霧形狀與實心噴霧形狀之間改變噴霧形狀?？稍O(shè)想的是，與指向性一樣，噴霧形狀在噴霧長度的變化率改變時的特定燃料壓力值Pc (參見圖4)改變。因此，在第三實施例中，考慮燃料噴霧的噴霧形狀和指向性隨著燃料壓力變化而在特定燃料壓力值Pc同步地改變。一般而言，存在中空噴霧形狀適合的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)狀態(tài)和實心噴霧形狀適合的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，通過根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)在燃料壓力低于特定燃料壓力值Pc的狀態(tài)與燃料壓力等于或高于特定燃料壓力值Pc的狀態(tài)之間切換燃料狀態(tài)，可以選擇適合于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的噴霧形狀。[0046]例如，當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I處于應(yīng)該在火花塞20附近形成分層空燃混合物以提高可點燃性的狀態(tài)時，ECU24操作燃料壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23以將燃料壓力控制成低于特定燃料壓力值 Pc，由此將燃料噴霧F的噴霧形狀變更為中空噴霧形狀(參見圖11A)。這種情況下，在火花塞20附近形成有燃料濃度局部地高的分層空燃混合物。而且，由于中空噴霧形狀抑制了燃料與火花塞20的碰撞，故避免了火花塞20的點火不良。當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I處于其輸出應(yīng)該被提高的狀態(tài)時，ECU24操作燃料壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23以將燃料壓力控制成等于或高于特定燃料壓力值Pc，由此將燃料噴霧F的噴霧形狀變更為實心噴霧形狀(參見圖11B)。這種情況下， 燃料噴霧F的滲透能力高，因此噴流效果增加了內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I的燃燒效率，這有助于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)I的輸出的提高。如上所述的ECU24和燃料壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23的組合起到根據(jù)本發(fā)明的燃料壓力控制單元的作用。同樣，在本實施例中，從下側(cè)噴孔群2?噴射的燃料的流量可與第一實施例中一樣高于從上側(cè)噴孔群25U噴射的燃料的流量，或者從上側(cè)噴孔群25U噴射的燃料的流量可等于從下側(cè)噴孔群2?噴射的燃料的流量。
[0047]本發(fā)明并不限于以上實施例，并且可采用處在本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種其它改型來實施。在以上實施例中，四個或六個噴孔直線地排列成上下兩排。然而，噴孔的數(shù)量不受限制。此外，在可以識別在氣缸的中心軸線的方向上位于上側(cè)的上側(cè)噴孔群和在氣缸的中心軸線的方向上位于下側(cè)的下側(cè)噴孔群的前提下，對噴孔的排列沒有特別的限制。亦即，在下側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度比上側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度高的前提下，對多個噴孔的排列沒有限制。此外，以相同形狀和尺寸設(shè)計多個噴孔僅為一個示例，并且形狀和尺寸在各噴孔之間可以變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置，其特征在于包括: 燃料噴射閥，所述燃料噴射閥將燃料噴射到所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)并且配置成使得所噴射的燃料朝向與所述氣缸的中心軸線交叉的方向；和 燃料壓力控制單元，所述燃料壓力控制單元控制供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力，其中 所述燃料噴射閥具有上側(cè)噴孔群和下側(cè)噴孔群，所述上側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于上側(cè)，所述下側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于下側(cè)，并且 所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得所述下側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度比所述上側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度高。
2.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置，其特征在于包括: 燃料噴射閥，所述燃料噴射閥將燃料噴射到所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)并從所述氣缸的進(jìn)氣側(cè)指向排氣側(cè)；和 燃料壓力控制單元，所述燃料壓力控制單元控制供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力，其中 所述燃料噴射閥具有上側(cè)噴孔群和下側(cè)噴孔群，所述上側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于上側(cè)，所述下側(cè)噴孔群包括多個噴孔并在所述中心軸線的方向上位于下側(cè)，并且 所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得所述下側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度比所述上側(cè)噴孔群在噴射方向上的下游的燃料密度高。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料噴射裝置，其中 所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得從所述下側(cè)噴孔群噴射的燃料的流量比從所述上側(cè)噴孔群噴射的燃料的流量高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的燃料噴射裝置，其中: 所述上側(cè)噴孔群的所述多個噴孔配置在第一直線上，并且所述下側(cè)噴孔群的所述多個噴孔配置在第二直線上；并且 所述第一直線和所述第二直線彼此平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料噴射裝置，其中: 所述上側(cè)噴孔群的所述多個噴孔以等間隔配置，并且所述下側(cè)噴孔群的所述多個噴孔以等間隔配置； 第一間距等于第二間距，所述第一間距是被包括在所述上側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離，所述第二間距是被包括在所述下側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離；并且 所述第一間距和第二間距中的每一者都比所述第一直線與所述第二直線之間的距離大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的燃料噴射裝置，其中 所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得從所述下側(cè)噴孔群噴射的多股燃料噴霧之中相鄰的燃料噴霧之間的距離比從所述上側(cè)噴孔群噴射的多股燃料噴霧之中相鄰的燃料噴霧之間的距離短。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的燃料噴射裝置，其中: 所述燃料噴射閥構(gòu)造成使得使相對于與所述中心軸線垂直并且經(jīng)過所述燃料噴射閥的末端的基準(zhǔn)線的向下噴射角的變化率改變的特定燃料壓力值處在燃料壓力的變化范圍內(nèi)；并且 所述燃料壓力控制單元控制供給到所述燃料噴射閥的燃料的壓力，使得所述壓力在所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以比預(yù)定轉(zhuǎn)速低的低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時低于所述特定燃料壓力值，并使得所述壓力在所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以高于或等于所述預(yù)定轉(zhuǎn)速的高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時等于或高于所述特定燃料壓力值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的燃料噴射裝置，其中: 所述上側(cè)噴孔群的所述多個噴孔以等間隔配置，并且所述下側(cè)噴孔群的所述多個噴孔以等間隔配置；并且 第一間距大于第二間距，所述第一間距是被包括在所述上側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的距離，所述第二間距是被包括在所述下側(cè)噴孔群中的兩個相鄰的噴孔的中心之間的 距離。
【文檔編號】F02M61/18GK103518059SQ201280022370
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月12日
【發(fā)明者】槍野素成 申請人:豐田自動車株式會社