[发明专利]燃料喷射喷嘴和燃料喷射阀及采用其的燃料喷射控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射喷嘴和一种燃料喷射阀，利用它们能控制燃料经喷射孔被喷射的方向，本发明还涉及一种采用这种燃料喷射喷嘴或燃料喷射阀的燃料喷射控制系统。

背景技术

传统的燃料喷射控制系统通过利用针被提升到的位置控制流入喷射孔中的燃料流来控制燃料经喷射孔被喷射的方向(例如，见日本专利申请2002-115629号公报(JP-A-2002-115629))。具体地，当针被提升到的位置高(提升量大)时，流向喷射孔的燃料流急剧地弯曲，并且燃料喷射方向相对于喷射孔的中心轴线往上。具体地，随着针被提升，燃料喷射方向逐渐地往上改变。

在压缩点火式内燃发动机中，当发动机处于高负荷运转时，在上死点之前执行预喷射，并且在上死点附近执行主喷射。当发动机处于低负荷或中负荷运转时，考虑到排气净化，在上死点附近执行预喷射，并且在上死点之后执行主喷射。

如果传统的燃料喷射控制系统被应用于这种压缩点火式内燃发动机，则当发动机处于高负荷运转时，燃料在内燃发动机的活塞上升时(也就是，在压缩冲程期间)被喷射，燃料喷射方向随着活塞上升而逐渐地往上改变，从而能将燃料喷射到在活塞的顶部形成的燃烧室内且因此能抑制烟气、HC等的量。

但是，当发动机处于低负荷或中负荷运转时，燃料在活塞下降时(也就是，在膨胀冲程期间)被喷射，燃料喷射方向随着活塞下降而逐渐地往上改变，结果，燃料不能被喷射到活塞中的燃烧室内。这样，会产生这样的问题，即，燃料喷雾碰触到活塞中的燃烧室的非位于壁上的目标区域内的壁区域而导致烟气的量增加，并且由较大的液滴构成的燃料喷雾附着在内燃发动机的气缸的壁面和/或附着在活塞中的燃烧室的唇缘部上而导致HC的量增加。

发明内容

本发明使得在活塞上升时喷射燃料的情况下和在活塞下降时喷射燃料的情况下都能将燃料喷射到活塞中的燃烧室内。

本发明的第一方面在于一种燃料喷射喷嘴，其包括：喷嘴体，在所述喷嘴体中形成有喷射孔；可滑动地插入在所述喷嘴体中的筒状的外针，所述外针在座部与所述喷嘴体接触和移离所述喷嘴体，以打开和关闭通向所述喷射孔的燃料供给通路；和可滑动地插入在所述外针中的内针，所述内针在相对于所述座部的所述喷射孔侧从所述外针伸出和缩回到所述外针中，由此改变在所述喷射孔被打开的部位周围的燃料的流动状态，以改变所述燃料经所述喷射孔被喷射的方向。

利用该构型，当外针被提升时，喷射孔被打开且燃料被喷射。此外，内针在相对于座部的喷射孔侧从外针伸出和缩回到外针中，由此改变在喷射孔被打开的部位周围的燃料的流动状态，从而能改变通过喷射孔的燃料的流速分布，且因此能改变燃料经喷射孔被喷射的方向。

根据第一方面的燃料喷射喷嘴可构造为，在所述座部的下游由所述外针、所述内针和所述喷嘴体限定有袋状部，并且所述内针在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下，所述内针占据所述袋状部的在所述喷射孔被打开的所述部位下游的区域，在所述第二状态下，所述内针不占据所述袋状部的所述区域。

流入喷射孔中的燃料的流线在第一状态和第二状态之间是不同的。具体地，在第一状态下，袋状部的在喷射孔被打开的部位下游的区域被内针占据，从而燃料直接流入喷射孔中。另一方面，在第二状态下，该区域未被内针占据，从而流入喷射孔中的燃料的流线的一部分通过该区域。这样，在喷射孔被打开的部位周围的燃料的流动状态在第一状态和第二状态之间是不同的，因此，通过在这些状态之间切换，能改变燃料经喷射孔被喷射的方向。

根据第一方面的燃料喷射喷嘴可构造为，当所述内针处于所述第一状态时，所述燃料的流动状态为，所述燃料从所述座部侧直接朝所述喷射孔流动，使得所述喷射孔中的燃料的流速在所述喷射孔的一侧比在所述喷射孔的比所述一侧更靠近所述座部的另一侧高，并且当所述内针处于所述第二状态时，所述燃料的流动状态为，所述燃料经由所述袋状部的在所述喷射孔被打开的所述部位下游的所述区域流向所述喷射孔，使得所述喷射孔中的燃料的流速在所述喷射孔的所述一侧比在所述喷射孔的比所述一侧更靠近所述座部的所述另一侧低。

当内针未被提升时，内针处于第一状态。这样，在喷射孔中，流速分布为，在喷射孔的上部区域(更靠近座部的一侧)中流速低，在喷射孔的下部区域(更靠近袋状部的底部的一侧)中流速高，使得燃料喷射方向相对于喷射孔的中心轴线往下。