JPH08210226A - 燃料または燃料・空気混合物を導入する弁 - Google Patents
燃料または燃料・空気混合物を導入する弁Info
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- JPH08210226A JPH08210226A JP7299725A JP29972595A JPH08210226A JP H08210226 A JPH08210226 A JP H08210226A JP 7299725 A JP7299725 A JP 7299725A JP 29972595 A JP29972595 A JP 29972595A JP H08210226 A JPH08210226 A JP H08210226A
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- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
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- F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
- F02M69/045—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the combustion chamber
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料濃厚な燃料・空気混合物を、点火プラグ
の点火火花が飛ぶ領域に良好に供給する。 【解決手段】 噴射流の流出方向で見て、弁座２０に続
いて環状のガイド面２４が設けられており、該ガイド面
が、点火プラグに向かって方向付けられた領域に、環状
の形から逸れた切欠き２６を有している。
の点火火花が飛ぶ領域に良好に供給する。 【解決手段】 噴射流の流出方向で見て、弁座２０に続
いて環状のガイド面２４が設けられており、該ガイド面
が、点火プラグに向かって方向付けられた領域に、環状
の形から逸れた切欠き２６を有している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料または燃料・
空気混合物を内燃機関の燃焼室内に導入する弁であっ
て、燃料または燃料・空気混合物が弁を通って内燃機関
の燃焼室内に直接的に噴射されて、燃焼を生ぜしめるた
めにこの燃焼室内で点火プラグによって点火されるよう
になっており、弁が、外方に向かって開いた弁ニードル
を有しており、該弁ニードルの弁ヘッドと円錐形の弁座
との間に、燃料または燃料・空気混合物から成る傘状の
噴射流が形成されるようになっており、該噴射流の外周
面が点火プラグに向いており、空気係数λが平均してλ
＞１であるような稀薄な燃料・空気混合物で内燃機関が
運転されるように、導入される燃料量が調量されるよう
になっている形式のものに関する。
空気混合物を内燃機関の燃焼室内に導入する弁であっ
て、燃料または燃料・空気混合物が弁を通って内燃機関
の燃焼室内に直接的に噴射されて、燃焼を生ぜしめるた
めにこの燃焼室内で点火プラグによって点火されるよう
になっており、弁が、外方に向かって開いた弁ニードル
を有しており、該弁ニードルの弁ヘッドと円錐形の弁座
との間に、燃料または燃料・空気混合物から成る傘状の
噴射流が形成されるようになっており、該噴射流の外周
面が点火プラグに向いており、空気係数λが平均してλ
＞１であるような稀薄な燃料・空気混合物で内燃機関が
運転されるように、導入される燃料量が調量されるよう
になっている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】「SAE-Paper 720052，1972年1月」に基づ
き公知のこのような弁の場合、柔らかな広幅の噴流円錐
体の形の燃料が燃焼室に導入される。この導入は、平均
して稀薄な燃料・空気混合物において、同様に設けられ
た点火プラグの近くに燃料濃厚な点火可能な混合物が達
するように行われる。この文献に記載された直接噴射の
利点は、燃料濃厚な混合物の燃焼成層が、燃料稀薄な混
合物において得られ、これにより、濃厚な混合物を点火
することができる一方、平均してΔ＞１であるような空
気係数Δによる運転が可能になることである。さらにこ
れにより、燃焼室に導入された燃料の高い燃焼度が得ら
れるとともに、好適な熱力学的な条件が達成され、特
に、従来の公知の火花点火式内燃機関において吸入路を
絞る場合に生ぜしめられるガス交換ロスが減じられる。
このことは全体的に燃料消費量を低減する。この場合の
主な問題は、一方では、燃料濃厚な混合層が点火時点に
点火プラグの領域に位置していなければならず、他方で
は、燃料ができるだけ完全に空気と混合され、燃焼室表
面に沈着しないのが望ましい点である。したがって、噴
流円錐体の位置は解決するには困難な問題である。それ
というのはこの噴流円錐体は、一方では、燃焼室内に留
まりかつ燃焼室の壁に衝突しないようにするために十分
に短くなければならず、他方では点火プラグの電極に
は、十分に濃厚な燃料・空気混合物を供給するのが望ま
しいからである。このような問題は２サイクル燃焼プロ
セスの場合にも４サイクル燃焼プロセスの場合にも生じ
る。さらにこの問題は、燃料が直接的に燃料として噴射
されるか、または空気を含有して混合物として吹込まれ
るか、その噴射系とは無関係に共通している。さらに２
サイクルエンジンの場合にはこれに加えて、際立った新
鮮空気ゾーンと残留空気ゾーンとが、個々の作業サイク
ルの間の固有の掃気事情により燃焼室内に生じるので不
都合である。十分に良好な点火のための条件は、燃料噴
流も点火プラグも新鮮空気ゾーンの領域にあることであ
る。この場合特に空間的な問題が生じる。噴射流と点火
プラグの位置との間隔から、一般に、噴流円錐体の円錐
角は比較的大きい。このことは、空間的な事情によりシ
リンダの壁が著しく湿ってしまうことを回避することが
できないという不都合をもたらす。壁に着けられた燃料
は、燃焼室が比較的低温である場合には、内燃機関の比
較的高温のピストンに燃料が衝突するのとは異なり、蒸
発しにくいので、燃焼には関与せず、最終的には燃焼さ
れないまま排ガスのＨＣ成分として燃焼室を出る。さら
に、燃料消費量が不必要に高められる。別の欠点は、円
錐形噴流が広幅であることにより、円筒形の壁の領域に
おいて、この領域に存在する潤滑膜が溶解するかもしく
は洗い流されるので、シリンダ摺動軌道が比較的早期に
摩耗する恐れがあることである。
き公知のこのような弁の場合、柔らかな広幅の噴流円錐
体の形の燃料が燃焼室に導入される。この導入は、平均
して稀薄な燃料・空気混合物において、同様に設けられ
た点火プラグの近くに燃料濃厚な点火可能な混合物が達
するように行われる。この文献に記載された直接噴射の
利点は、燃料濃厚な混合物の燃焼成層が、燃料稀薄な混
合物において得られ、これにより、濃厚な混合物を点火
することができる一方、平均してΔ＞１であるような空
気係数Δによる運転が可能になることである。さらにこ
れにより、燃焼室に導入された燃料の高い燃焼度が得ら
れるとともに、好適な熱力学的な条件が達成され、特
に、従来の公知の火花点火式内燃機関において吸入路を
絞る場合に生ぜしめられるガス交換ロスが減じられる。
このことは全体的に燃料消費量を低減する。この場合の
主な問題は、一方では、燃料濃厚な混合層が点火時点に
点火プラグの領域に位置していなければならず、他方で
は、燃料ができるだけ完全に空気と混合され、燃焼室表
面に沈着しないのが望ましい点である。したがって、噴
流円錐体の位置は解決するには困難な問題である。それ
というのはこの噴流円錐体は、一方では、燃焼室内に留
まりかつ燃焼室の壁に衝突しないようにするために十分
に短くなければならず、他方では点火プラグの電極に
は、十分に濃厚な燃料・空気混合物を供給するのが望ま
しいからである。このような問題は２サイクル燃焼プロ
セスの場合にも４サイクル燃焼プロセスの場合にも生じ
る。さらにこの問題は、燃料が直接的に燃料として噴射
されるか、または空気を含有して混合物として吹込まれ
るか、その噴射系とは無関係に共通している。さらに２
サイクルエンジンの場合にはこれに加えて、際立った新
鮮空気ゾーンと残留空気ゾーンとが、個々の作業サイク
ルの間の固有の掃気事情により燃焼室内に生じるので不
都合である。十分に良好な点火のための条件は、燃料噴
流も点火プラグも新鮮空気ゾーンの領域にあることであ
る。この場合特に空間的な問題が生じる。噴射流と点火
プラグの位置との間隔から、一般に、噴流円錐体の円錐
角は比較的大きい。このことは、空間的な事情によりシ
リンダの壁が著しく湿ってしまうことを回避することが
できないという不都合をもたらす。壁に着けられた燃料
は、燃焼室が比較的低温である場合には、内燃機関の比
較的高温のピストンに燃料が衝突するのとは異なり、蒸
発しにくいので、燃焼には関与せず、最終的には燃焼さ
れないまま排ガスのＨＣ成分として燃焼室を出る。さら
に、燃料消費量が不必要に高められる。別の欠点は、円
錐形噴流が広幅であることにより、円筒形の壁の領域に
おいて、この領域に存在する潤滑膜が溶解するかもしく
は洗い流されるので、シリンダ摺動軌道が比較的早期に
摩耗する恐れがあることである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の弁を改良して、上記欠点を取除き、燃料
濃厚な燃料・空気混合物が点火プラグの点火火花が飛ぶ
領域に良好に供給されるような弁を提供することであ
る。
で述べた形式の弁を改良して、上記欠点を取除き、燃料
濃厚な燃料・空気混合物が点火プラグの点火火花が飛ぶ
領域に良好に供給されるような弁を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、噴射流の流出方向で見て、弁座に
続いて環状のガイド面が設けられており、該ガイド面
が、点火プラグに向かって方向付けられた領域に、環状
の形から逸れた切欠きを有しているようにした。
に本発明の構成では、噴射流の流出方向で見て、弁座に
続いて環状のガイド面が設けられており、該ガイド面
が、点火プラグに向かって方向付けられた領域に、環状
の形から逸れた切欠きを有しているようにした。
【０００５】
【発明の効果】本発明による弁の利点は、傘状の噴射流
または噴射円錐体を比較的小さな円錐角によって構成す
ることができることにより、壁の湿りが減じられ、さら
に、切欠きにより、傘状の噴射流が切欠きの領域におい
ては、残りの噴流部分の角度よりも大きい角度を成して
延びることである。したがって、弁ニードルの軸線に対
して直角に、噴射流の突起状の膨らみが点火噴流として
点火プラグに向かって形成されて、この点火プラグに十
分に燃料・空気混合物が供給されるようになっている。
これにより冒頭で述べた欠点が回避される。
または噴射円錐体を比較的小さな円錐角によって構成す
ることができることにより、壁の湿りが減じられ、さら
に、切欠きにより、傘状の噴射流が切欠きの領域におい
ては、残りの噴流部分の角度よりも大きい角度を成して
延びることである。したがって、弁ニードルの軸線に対
して直角に、噴射流の突起状の膨らみが点火噴流として
点火プラグに向かって形成されて、この点火プラグに十
分に燃料・空気混合物が供給されるようになっている。
これにより冒頭で述べた欠点が回避される。
【０００６】燃料噴射弁によって噴射された噴射流が、
燃料噴射弁の弁座に続いて設けられた環状のガイド面に
よって傘状に形成されていると有利である。特に請求項
４に記載の有利な構成によれば、このガイド面は円錐形
に形成されている。請求項２に記載の別の有利な構成に
よれば、対応するガイド面が弁ヘッドにも設けられてい
てよい。弁座に続いて設けられた環状のガイド面に形成
された切欠きが、弁座の延長部に延びる外周面を有して
いると有利である。これにより弁ヘッドと弁座との間に
流出する燃料、または吹込み弁として形成されている場
合、対応する燃料・空気混合物が変向することなく切欠
きに達するので、残りの噴射流から逸れた部分の有効な
形状が点火噴流の領域に得られる。請求項７に記載のさ
らに別の有利な構成では、点火噴流の更なる変向が、燃
焼室における固有の組付け事情を考慮して、弁座と切欠
きとの間の移行エッジの屈曲により形成される。
燃料噴射弁の弁座に続いて設けられた環状のガイド面に
よって傘状に形成されていると有利である。特に請求項
４に記載の有利な構成によれば、このガイド面は円錐形
に形成されている。請求項２に記載の別の有利な構成に
よれば、対応するガイド面が弁ヘッドにも設けられてい
てよい。弁座に続いて設けられた環状のガイド面に形成
された切欠きが、弁座の延長部に延びる外周面を有して
いると有利である。これにより弁ヘッドと弁座との間に
流出する燃料、または吹込み弁として形成されている場
合、対応する燃料・空気混合物が変向することなく切欠
きに達するので、残りの噴射流から逸れた部分の有効な
形状が点火噴流の領域に得られる。請求項７に記載のさ
らに別の有利な構成では、点火噴流の更なる変向が、燃
焼室における固有の組付け事情を考慮して、弁座と切欠
きとの間の移行エッジの屈曲により形成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明を、図面に示した実施
の形態について説明する。
の形態について説明する。
【０００８】図１には、内燃機関の燃焼室２が示されて
いる。この燃焼室はシリンダヘッド３とシリンダライナ
４とによって仕切られている。このシリンダライナにお
いては、内燃機関のピストン（図示せず）が燃焼室を端
面側で仕切っている。この場合、この内燃機関は２サイ
クル燃焼プロセスに基いて作業する内燃機関である。ピ
ストンが下死点にまで運動すると、燃焼室は、供給され
た空気によって図示の矢印５のように掃気され、新鮮空
気を充填される。この新鮮空気は続いて行われる、上死
点に向かうポンプピストンの上昇行程時に圧縮され、層
状燃焼プロセスのこのような場合、燃料が弁６を介して
導入される。新鮮な状態で導入される空気は、基本燃料
・空気混合物であってもよい。この基本燃料・空気混合
物は、燃焼室に供給され、掃気動作時に、先に燃焼され
た燃料・空気混合物を燃焼室から出口側（図１の左側）
に押し退ける。このことは公知の構造であるので詳しく
説明する必要はない。本発明の構成の核心は、主に燃料
または燃料・空気混合物の導入に関するものである。λ
＞１の空気係数λを有する、平均して比較的稀薄な燃料
・空気混合物は、均質混合の場合には汎用の点火プラグ
によりもはや点火することができないが、しかし、この
ような燃料・空気混合物の点火のために、点火火花の領
域に位置する比較的燃料濃厚な混合物が部分的に利用さ
れると、内燃機関内で燃焼することができることが公知
である。これを目的にして、シリンダヘッド３には点火
プラグ７が導入されている。この点火プラグは、燃料が
点火プラグの近くにも達するように、比較的稀薄な基礎
混合物（空気だけでもよい）に燃料が弁６を通って導入
されることにより、燃料濃厚な混合物を受ける。冒頭で
既に述べたように、こうして燃料消費量および内燃機関
のエミッション特性が改善される。
いる。この燃焼室はシリンダヘッド３とシリンダライナ
４とによって仕切られている。このシリンダライナにお
いては、内燃機関のピストン（図示せず）が燃焼室を端
面側で仕切っている。この場合、この内燃機関は２サイ
クル燃焼プロセスに基いて作業する内燃機関である。ピ
ストンが下死点にまで運動すると、燃焼室は、供給され
た空気によって図示の矢印５のように掃気され、新鮮空
気を充填される。この新鮮空気は続いて行われる、上死
点に向かうポンプピストンの上昇行程時に圧縮され、層
状燃焼プロセスのこのような場合、燃料が弁６を介して
導入される。新鮮な状態で導入される空気は、基本燃料
・空気混合物であってもよい。この基本燃料・空気混合
物は、燃焼室に供給され、掃気動作時に、先に燃焼され
た燃料・空気混合物を燃焼室から出口側（図１の左側）
に押し退ける。このことは公知の構造であるので詳しく
説明する必要はない。本発明の構成の核心は、主に燃料
または燃料・空気混合物の導入に関するものである。λ
＞１の空気係数λを有する、平均して比較的稀薄な燃料
・空気混合物は、均質混合の場合には汎用の点火プラグ
によりもはや点火することができないが、しかし、この
ような燃料・空気混合物の点火のために、点火火花の領
域に位置する比較的燃料濃厚な混合物が部分的に利用さ
れると、内燃機関内で燃焼することができることが公知
である。これを目的にして、シリンダヘッド３には点火
プラグ７が導入されている。この点火プラグは、燃料が
点火プラグの近くにも達するように、比較的稀薄な基礎
混合物（空気だけでもよい）に燃料が弁６を通って導入
されることにより、燃料濃厚な混合物を受ける。冒頭で
既に述べたように、こうして燃料消費量および内燃機関
のエミッション特性が改善される。
【０００９】燃料または燃料・空気混合物が遅くとも点
火時点に導入される際に通る弁６と、点火プラグ７とは
燃焼室の所定の個所に配置されている。このような個所
においては、掃気動作時には残留ガスゾーンは存在しな
いので、点火可能な混合物を供給し、かつ残留混合物を
燃焼室においてさらに燃焼し尽くすために、十分に酸素
が利用される。このことは特に２サイクルプロセスにお
ける内燃機関に当て嵌まる。４サイクル内燃機関の場
合、このような事情はさほど重大ではない。
火時点に導入される際に通る弁６と、点火プラグ７とは
燃焼室の所定の個所に配置されている。このような個所
においては、掃気動作時には残留ガスゾーンは存在しな
いので、点火可能な混合物を供給し、かつ残留混合物を
燃焼室においてさらに燃焼し尽くすために、十分に酸素
が利用される。このことは特に２サイクルプロセスにお
ける内燃機関に当て嵌まる。４サイクル内燃機関の場
合、このような事情はさほど重大ではない。
【００１０】燃料または燃料・空気混合物を導入するた
めの弁は、外方に向かって開いた弁ニードル９を備えた
弁として構成されている。この弁ニードル９は弁ヘッド
１０を有している。このような弁は傘状の噴射流１２を
形成する。この噴射流はほぼ円錐形の外周面を、規定さ
れた鋭角で描く。この場合、この角度は３０°である。
このような噴流の角度は、この噴射流が燃焼室の壁、特
にシリンダライナ４の壁にできるだけ僅かにしか接触し
ないように形成されている。これにより、冒頭で既に述
べたように、燃料が燃焼室壁に直接的に衝突することは
ない。点火プラグは中心電極１４とアース電極１５とを
有している。これらの中心電極とアース電極とは互いに
対応していて、これらの中心電極の端部とアース電極の
端部との間には点火火花１６が飛ぶようになっている。
この点火火花はほぼ噴射流１２の外周面またはその近く
に位置している。その他に、燃焼室充填物の動的な空気
運動が考慮されなければならない。その対応関係は最適
化に関連する。
めの弁は、外方に向かって開いた弁ニードル９を備えた
弁として構成されている。この弁ニードル９は弁ヘッド
１０を有している。このような弁は傘状の噴射流１２を
形成する。この噴射流はほぼ円錐形の外周面を、規定さ
れた鋭角で描く。この場合、この角度は３０°である。
このような噴流の角度は、この噴射流が燃焼室の壁、特
にシリンダライナ４の壁にできるだけ僅かにしか接触し
ないように形成されている。これにより、冒頭で既に述
べたように、燃料が燃焼室壁に直接的に衝突することは
ない。点火プラグは中心電極１４とアース電極１５とを
有している。これらの中心電極とアース電極とは互いに
対応していて、これらの中心電極の端部とアース電極の
端部との間には点火火花１６が飛ぶようになっている。
この点火火花はほぼ噴射流１２の外周面またはその近く
に位置している。その他に、燃焼室充填物の動的な空気
運動が考慮されなければならない。その対応関係は最適
化に関連する。
【００１１】図２には、弁ヘッド１０と弁ニードル９と
を備えた弁６の端部の断面が示されている（第１実施
例）。この弁ニードルは燃料噴射弁の弁ニードルであっ
てよく、この弁ニードルを戻しばねによって閉鎖位置に
もたらし、供給された燃料によって開放方向に移動する
ことができる。またはこの弁ニードルは例えば、戻し手
段と協働して弁ニードルを開放位置または閉鎖位置にも
たらす電磁石によって、能動的に制御される。燃料また
は燃料・空気混合物は、弁ニードル９を取囲む環状室１
７内で弁ヘッド１０に供給される。弁ヘッドの上流側の
領域において燃料と空気とを供給することによって、混
合物生成が弁内で直接的に行われてよい。この場合、供
給される燃料は別の弁によって調量されると有利であ
る。
を備えた弁６の端部の断面が示されている（第１実施
例）。この弁ニードルは燃料噴射弁の弁ニードルであっ
てよく、この弁ニードルを戻しばねによって閉鎖位置に
もたらし、供給された燃料によって開放方向に移動する
ことができる。またはこの弁ニードルは例えば、戻し手
段と協働して弁ニードルを開放位置または閉鎖位置にも
たらす電磁石によって、能動的に制御される。燃料また
は燃料・空気混合物は、弁ニードル９を取囲む環状室１
７内で弁ヘッド１０に供給される。弁ヘッドの上流側の
領域において燃料と空気とを供給することによって、混
合物生成が弁内で直接的に行われてよい。この場合、供
給される燃料は別の弁によって調量されると有利であ
る。
【００１２】弁ヘッドは、弁内部に向いた円錐形の外周
面１９を有している。この外周面はシール面として加工
されており、噴射弁のケーシング２１の円錐形の弁座２
０と協働する。環状室１７の外周面２２は弁座２０に直
接的に移行している。この弁座２０に続いて、環状のガ
イド面２４が設けられている。このガイド面は円筒形に
構成されているか、または燃焼室に向いて開いた鋭角を
有している。この鋭角は、円錐形の弁座２０の鋭角より
も著しく小さい。このガイド面２４には半径方向で見
て、円筒形またはやはり僅かに円錐形の、弁ヘッドの区
分２５が対応している。このような区分は外周面１９に
続いて設けられており、ガイド面２４と一緒に環状ギャ
ップを形成している。このような対応関係によって、前
に述べた傘状の噴射流１２が形成される。この噴射流
は、ガイド面２４および円筒形の区分２５のジオメトリ
によって規定された角度を有している。
面１９を有している。この外周面はシール面として加工
されており、噴射弁のケーシング２１の円錐形の弁座２
０と協働する。環状室１７の外周面２２は弁座２０に直
接的に移行している。この弁座２０に続いて、環状のガ
イド面２４が設けられている。このガイド面は円筒形に
構成されているか、または燃焼室に向いて開いた鋭角を
有している。この鋭角は、円錐形の弁座２０の鋭角より
も著しく小さい。このガイド面２４には半径方向で見
て、円筒形またはやはり僅かに円錐形の、弁ヘッドの区
分２５が対応している。このような区分は外周面１９に
続いて設けられており、ガイド面２４と一緒に環状ギャ
ップを形成している。このような対応関係によって、前
に述べた傘状の噴射流１２が形成される。この噴射流
は、ガイド面２４および円筒形の区分２５のジオメトリ
によって規定された角度を有している。
【００１３】本発明によれば、ガイド面２４が切欠き２
６によって中断されている。この切欠きは、弁ニードル
の軸線２８から離反した外周面２９を有している。この
外周面はほぼ弁座２０の延長部に位置しており、弁ニー
ドルの長手方向の軸線２８に対して弁座と等しい角度を
成している。このような切欠きの領域においては、弁か
ら供給された燃料または燃料・空気混合物が、残りのガ
イド面２４の領域におけるよりも僅かしか変向しないの
で、図１に示した副噴流または点火噴流３１が形成され
る。この点火噴流はこのような切欠きの領域において噴
射流１２の円錐形の輪郭の中断部を形成する。このよう
な点火噴流の、点火プラグに向いた位置決めは、もたら
された燃料または燃料・空気混合物の正にこのような僅
かな部分だけが中心電極１４およびアース電極１５の近
くに達するように行われる。これによりこの場所で点火
が行われる。これにより、丁度点火に必要な燃料分が点
火プラグの領域に達し、この場合、導入された残りの燃
料が、燃料の調製および更なる燃焼にとって不都合とな
るような領域には達することはない。特に、導入された
燃料または燃料・空気混合物の大部分が燃焼室の壁に余
りにも接近するかまたは直接的に衝突することにより、
冒頭で述べた欠点が生ぜしめられるのが回避される。
６によって中断されている。この切欠きは、弁ニードル
の軸線２８から離反した外周面２９を有している。この
外周面はほぼ弁座２０の延長部に位置しており、弁ニー
ドルの長手方向の軸線２８に対して弁座と等しい角度を
成している。このような切欠きの領域においては、弁か
ら供給された燃料または燃料・空気混合物が、残りのガ
イド面２４の領域におけるよりも僅かしか変向しないの
で、図１に示した副噴流または点火噴流３１が形成され
る。この点火噴流はこのような切欠きの領域において噴
射流１２の円錐形の輪郭の中断部を形成する。このよう
な点火噴流の、点火プラグに向いた位置決めは、もたら
された燃料または燃料・空気混合物の正にこのような僅
かな部分だけが中心電極１４およびアース電極１５の近
くに達するように行われる。これによりこの場所で点火
が行われる。これにより、丁度点火に必要な燃料分が点
火プラグの領域に達し、この場合、導入された残りの燃
料が、燃料の調製および更なる燃焼にとって不都合とな
るような領域には達することはない。特に、導入された
燃料または燃料・空気混合物の大部分が燃焼室の壁に余
りにも接近するかまたは直接的に衝突することにより、
冒頭で述べた欠点が生ぜしめられるのが回避される。
【００１４】切欠きの形状は、このような点火噴流３１
の形成にとって決定的である。切欠きの横断面は要件に
応じて形成することができる。すなわち、この切欠きは
軸線２８の周方向で見て互いに平行な側面仕切り部を備
えた溝であるか、または、適当な総形フライスで製造さ
れた成形溝であってよい。外周面２９の輪郭は、傘状の
噴射流１２のこの切欠きに対応する部分の必要な変向に
適合することができる。さらに切欠きの大きさは、点火
プラグの近くにもたらされる燃料量を規定する。
の形成にとって決定的である。切欠きの横断面は要件に
応じて形成することができる。すなわち、この切欠きは
軸線２８の周方向で見て互いに平行な側面仕切り部を備
えた溝であるか、または、適当な総形フライスで製造さ
れた成形溝であってよい。外周面２９の輪郭は、傘状の
噴射流１２のこの切欠きに対応する部分の必要な変向に
適合することができる。さらに切欠きの大きさは、点火
プラグの近くにもたらされる燃料量を規定する。
【００１５】図３には、弁６の第２実施例が示されてい
る。この弁６は、弁ヘッドの円筒形の区分２５と、燃焼
室に向かって円錐形に拡大して形成されたガイド面１２
４とを備えている。
る。この弁６は、弁ヘッドの円筒形の区分２５と、燃焼
室に向かって円錐形に拡大して形成されたガイド面１２
４とを備えている。
【００１６】図４には、弁の第３実施例が示されてい
る。この弁は、溝として形成された切欠き１２６を備え
ている。この切欠きは、弁の軸線２８に対して半径方向
の平面内に位置する底面３２と、弁座２０の円錐角より
も僅かに急勾配に形成された外周面１２９とを備えてい
る。前記底面３２は弁座２０の端部と一緒にエッジを形
成する。さらにこの弁は、図５の平面図から判るよう
に、この第３実施例の溝の、側方の仕切り壁３４は互い
に並行ではなく、互いに半径方向外側に開いた角度を成
している。これにより、点火プラグの電極の領域におけ
る空気と燃料との混合を改善するために、細い噴流を半
径方向外側で扇状に広げることができるように、噴流の
拡張が考慮される。
る。この弁は、溝として形成された切欠き１２６を備え
ている。この切欠きは、弁の軸線２８に対して半径方向
の平面内に位置する底面３２と、弁座２０の円錐角より
も僅かに急勾配に形成された外周面１２９とを備えてい
る。前記底面３２は弁座２０の端部と一緒にエッジを形
成する。さらにこの弁は、図５の平面図から判るよう
に、この第３実施例の溝の、側方の仕切り壁３４は互い
に並行ではなく、互いに半径方向外側に開いた角度を成
している。これにより、点火プラグの電極の領域におけ
る空気と燃料との混合を改善するために、細い噴流を半
径方向外側で扇状に広げることができるように、噴流の
拡張が考慮される。
【図１】点火プラグと、本発明による弁とが配置された
内燃機関を部分的に断面して示す概略図である。
内燃機関を部分的に断面して示す概略図である。
【図２】本発明による弁の第１実施例を、燃料もしくは
燃料・空気混合物の出口の領域で部分的に断面して示す
図である。
燃料・空気混合物の出口の領域で部分的に断面して示す
図である。
【図３】本発明による弁の第２実施例を、燃料もしくは
燃料・空気混合物の出口の領域で部分的に断面して示す
図である。
燃料・空気混合物の出口の領域で部分的に断面して示す
図である。
【図４】本発明による弁の第３実施例を、燃料もしくは
燃料・空気混合物の出口の領域で部分的に断面して示す
図である。
燃料・空気混合物の出口の領域で部分的に断面して示す
図である。
【図５】図４の弁の出口側を、弁ニードルを取除いた状
態で示す平面図である。
態で示す平面図である。
２ 燃焼室、 ３ シリンダヘッド、 ４ シリンダラ
イナ、 ５ 矢印、６ 弁、 ７ 点火プラグ、 ９
弁ニードル、 １０ 弁ヘッド、 １２ 噴射流、 １
４ 中心電極、 １５ アース電極、 １６ 点火火
花、 １７ 環状室、 １９ 外周面、 ２０ 弁座、
２１ ケーシング、 ２２ 外周面、２４，１２４
ガイド面、 ２５ 区分、 ２６，１２６ 切欠き、
２８軸線、 ２９，１２９ 外周面、 ３１ 点火噴
流、 ３２ 底面、 ３４ 仕切り壁
イナ、 ５ 矢印、６ 弁、 ７ 点火プラグ、 ９
弁ニードル、 １０ 弁ヘッド、 １２ 噴射流、 １
４ 中心電極、 １５ アース電極、 １６ 点火火
花、 １７ 環状室、 １９ 外周面、 ２０ 弁座、
２１ ケーシング、 ２２ 外周面、２４，１２４
ガイド面、 ２５ 区分、 ２６，１２６ 切欠き、
２８軸線、 ２９，１２９ 外周面、 ３１ 点火噴
流、 ３２ 底面、 ３４ 仕切り壁
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｚ
Claims (8)
- 【請求項１】 燃料または燃料・空気混合物を内燃機関
の燃焼室（２）内に導入する弁であって、燃料または燃
料・空気混合物が弁（６）を通って内燃機関の燃焼室
（２）内に直接的に噴射されて、燃焼を生ぜしめるため
にこの燃焼室内で点火プラグ（７）によって点火される
ようになっており、弁（６）が、外方に向かって開いた
弁ニードル（９）を有しており、該弁ニードルの弁ヘッ
ド（１０）と円錐形の弁座（２０）との間に、燃料また
は燃料・空気混合物から成る傘状の噴射流（１２）が形
成されるようになっており、該噴射流の外周面が点火プ
ラグ（７）に向いており、空気係数λが平均してλ＞１
であるような稀薄な燃料・空気混合物で内燃機関が運転
されるように、導入される燃料量が調量されるようにな
っている形式のものにおいて、 噴射流の流出方向で見て、弁座（２０）に続いて環状の
ガイド面（２４，１２４）が設けられており、該ガイド
面が、点火プラグ（７）に向かって方向付けられた領域
に、環状の形から逸れた切欠き（２６）を有しているこ
とを特徴とする、燃料または燃料・空気混合物を導入す
る弁。 - 【請求項２】 弁ヘッド（１０）に、噴射流（１２）の
流出方向で見て、弁ヘッドの前記弁座（２０）と協働す
るシール域（１９）に続いて、一貫して環状のガイド面
（２５）が設けられている、請求項１記載の弁。 - 【請求項３】 弁座（２０）のガイド面（２４，１２
４）と弁ヘッド（１０）のガイド面とが円筒形に形成さ
れている、請求項１記載の弁。 - 【請求項４】 弁座（２０）に続いて円錐形に形成され
たガイド面（２４，１２４）の円錐角が弁座（２０）の
円錐角よりも小さく形成されており、弁ヘッド（１０）
に設けられたガイド面（２５）が円筒形に形成されてい
る、請求項１記載の弁。 - 【請求項５】 切欠き（２６）が、弁ヘッド（１０）と
は離反した側に、弁座（２０）の外周面の延長部に延び
る外周面（２９）を有している、請求項３または４記載
の弁。 - 【請求項６】 切欠きが溝（１２６）の形で形成されて
いる、請求項３または４記載の弁。 - 【請求項７】 切欠きが溝（１２６）の形で形成されて
おり、該溝が、弁ヘッドの軸線に対して半径方向の１平
面内に位置する、半径方向に延びる第１の仕切り面（３
２）と、該第１の仕切り面に続いて設けられた、外方に
向かって円錐形に延びる第２の仕切り面（１２９）とを
備えている、請求項１から６までのいずれか１項記載の
弁。 - 【請求項８】 溝(１２６)が側方の仕切り壁（３４）を
有しており、該両仕切り壁が互いに半径方向外側に開い
た角度を成している、請求項７記載の弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4441092A DE4441092A1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Ventil zur Einbringung von Kraftstoff oder Kraftstoff-Luft-Gemisch |
| DE4441092.1 | 1994-11-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210226A true JPH08210226A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3863933B2 JP3863933B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=6533571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29972595A Expired - Fee Related JP3863933B2 (ja) | 1994-11-18 | 1995-11-17 | 燃料または燃料・空気混合物を導入する弁 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5577473A (ja) |
| JP (1) | JP3863933B2 (ja) |
| DE (1) | DE4441092A1 (ja) |
| GB (1) | GB2295204A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5720252A (en) * | 1996-03-25 | 1998-02-24 | Caterpillar Inc. | High power ignition assist for an engine |
| DE19629171C2 (de) * | 1996-07-19 | 2002-10-24 | Audi Ag | Zündanordnung für einen fremdgezündeten Verbrennungsmotor |
| DE19708154C2 (de) * | 1997-02-28 | 1998-12-17 | Daimler Benz Ag | Otto-Brennkraftmaschine |
| DE19730908C2 (de) * | 1997-07-18 | 2002-11-28 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Betrieb einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine |
| US6036120A (en) * | 1998-03-27 | 2000-03-14 | General Motors Corporation | Fuel injector and method |
| DE19911023C2 (de) | 1999-03-12 | 2001-07-05 | Daimler Chrysler Ag | Direkteinspritzende Otto-Brennkraftmaschine |
| JP4055315B2 (ja) * | 1999-03-17 | 2008-03-05 | 株式会社日立製作所 | 燃料噴射弁およびこれを搭載した内燃機関 |
| AU761098B2 (en) * | 1999-10-18 | 2003-05-29 | Orbital Australia Pty Ltd | Direct injection of fuels in internal combustion engines |
| KR20020054332A (ko) * | 1999-10-18 | 2002-07-06 | 톰 바스코비치 | 내연 기관 내 연료의 직접 분사 |
| DE10012970B4 (de) | 2000-03-16 | 2008-06-19 | Daimler Ag | Verfahren zur Bildung eines zündfähigen Kraftstoff-Luftgemischs |
| DE10012969B4 (de) * | 2000-03-16 | 2008-06-19 | Daimler Ag | Einspritzdüse und ein Verfahren zur Bildung eines Kraftstoff-Luftgemischs |
| AT5304U1 (de) | 2000-04-28 | 2002-05-27 | Avl List Gmbh | Verfahren zum betreiben einer fremdgezündeten direkteinspritzenden brennkraftmaschine |
| DE10150167B4 (de) * | 2001-10-11 | 2016-01-07 | Volkswagen Ag | Verbrennungskraftmaschine mit verbesserter Hochfrequenzzündung |
| DE10152419A1 (de) * | 2001-10-24 | 2003-06-18 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
| DE10152415A1 (de) * | 2001-10-24 | 2003-06-18 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
| DE10155404A1 (de) * | 2001-11-10 | 2003-05-28 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze und Brennraumanordnung |
| EP1559905A1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-03 | Siemens VDO Automotive S.p.A. | Fluid injector with a deformable valve needle |
| US7942349B1 (en) | 2009-03-24 | 2011-05-17 | Meyer Andrew E | Fuel injector |
| CN112761780B (zh) * | 2019-10-21 | 2022-07-22 | 联合汽车电子有限公司 | 一种稀薄燃烧系统、方法和发动机 |
| GB2627458B (en) * | 2023-02-22 | 2025-03-26 | Phinia Delphi Luxembourg Sarl | Fuel injector for direct injection of gaseous fuel |
| GB2628411B (en) * | 2023-03-24 | 2025-06-11 | Phinia Delphi Luxembourg Sarl | Gas injector for hydrogen ICE |
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| JPS62121827A (ja) * | 1985-11-21 | 1987-06-03 | Isuzu Motors Ltd | スパ−クアシストデイ−ゼル機関 |
| EP0305531B1 (en) * | 1987-02-19 | 1994-04-13 | Hi-Tech International Laboratory Company Limited | Combustion system for internal combustion engine and combustor used therefor |
| US4982708A (en) * | 1989-06-22 | 1991-01-08 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection nozzle for internal combustion engines |
| US5058548A (en) * | 1989-06-26 | 1991-10-22 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Combustion chamber of an internal combustion engine |
| WO1993004277A1 (fr) * | 1991-08-15 | 1993-03-04 | Yaroslavsky Zavod Toplivnoi Apparatury | Procede et injecteur d'alimentation en carburant pour moteur a combustion interne |
| JPH0642352A (ja) * | 1992-07-22 | 1994-02-15 | Fuji Heavy Ind Ltd | 内燃機関の燃焼室構造 |
-
1994
- 1994-11-18 DE DE4441092A patent/DE4441092A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-11-16 GB GB9523368A patent/GB2295204A/en not_active Withdrawn
- 1995-11-17 US US08/560,141 patent/US5577473A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-17 JP JP29972595A patent/JP3863933B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5577473A (en) | 1996-11-26 |
| GB9523368D0 (en) | 1996-01-17 |
| JP3863933B2 (ja) | 2006-12-27 |
| GB2295204A (en) | 1996-05-22 |
| DE4441092A1 (de) | 1996-05-23 |
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