可变喷射孔型燃料喷嘴 本发明涉及燃料喷嘴，而具体地涉及可变喷射孔型燃料喷嘴。
虽然已知高压喷射系统对柴油发动机的废气处理是有效的，但是对于降低高压喷射系统中低速低负载区中NOx量，及减小高负载区中烟雾赋予了极大的重视。为了解决前一问题，最好用小直径喷射孔进行较长时间燃料喷射来降低开始的喷射量，和通过加速燃料雾化建立理想的燃烧条件，而为了解决后一问题，最好用大直径喷射孔进行较短的时间燃料喷射。
但是在日本未审查的专利申请昭59—200063中公开的普通的燃料喷嘴，其结构使得通过在可滑动地装在喷嘴体中的针阀的前端侧形成锥形的压力接受面及在燃料喷射压力下打开阀，而从设在喷嘴体前端的喷射孔喷出燃料。结果，喷射孔直径，也就是喷射孔面积成为固定的，因此不能处理加速燃料燃烧，改善输出燃料成本，不仅减少燃料燃烧产生的噪音而且减少NOx等的问题。
为了处理上述问题，有人提出了一种可变喷嘴设计使喷射孔面积是可变的，并且喷射孔可用致动器按要求切换。一种这类喷嘴在日本专利申请公开平4—76266中提出，它具有设在喷嘴体前端部以预定间隔沿圆周设置的多个喷射孔，喷射孔与一内孔连通，转阀可转动地装到该孔中，使得喷射孔的开口随转阀的转动可调。
这种转阀型燃料喷嘴不设计成如平移型燃料喷嘴那样在它们轴向位置控制喷射孔，也就是说不设计成可沿轴向移动阀轴的燃料喷嘴。因此，不需要对由于喷射压力及发动机汽缸中的压力而在阀轴中产生的轴向力保持喷射孔地位置。如果在吸气及排气冲程只有控制转阀的转动，可以用极小的控制力矩把要求的喷射孔面积固定下来，因此很小的致动器可以使用，有限制喷嘴尺寸变大的优点。
例如，按照现有技术的一种专门的喷嘴包括沿圆周孔壁设置的多个(八个)喷射孔，作为转阀设在孔中的转轴，及以预定的间隔沿圆周设在转轴的外圆周前端的多个(四个)导向槽，使得随着转轴的转动位置变化有选择地把四个或八个喷射孔用于燃料喷射。
因此由于多个喷射孔设在一个圆周水平上，不可能作出使用多个喷射孔的喷射孔组合方案的变化。更具体地，按照现有技术不可能通过改变喷射孔径来控制燃料喷射以处理如上所述的废气问题，因为除了简单增加或减小在同一圆周水平具有同样孔径的喷射孔数目外，喷射孔直径本身是保持不变的。问题是难以实现在加上低负载时的雾化。
由于在驱动轴穿过针阀时转阀的驱动轴直径很小，另外，驱动轴难以密封，因此使燃料漏出驱动轴外，这会导致降低喷射压力或在燃料喷射时的燃料缺陷。
在可变喷嘴总的如此构造的情况下，当从一个喷射孔径切换到另一个时，喷射孔完全或暂时封住，在进行燃料喷射时，从一个喷射孔切换到另一个喷射孔时在距嘴体中的压力急剧上升。在某些原因使针阀停止工作时，或在发动机在高速工作时转阀的随动打开延迟，则在喷嘴体中的压力将增加至危险的范围，会破坏如燃料喷嘴，燃料喷射泵或连接它们的管道之类的燃料喷射系统。
本发明是要解决上述问题，因此本发明的一个目的是提供一种可变喷射孔型燃料喷嘴，这种喷嘴有更大的自由度设定喷射孔、改变被喷射孔占据的整个面积，消除喷射体的内压的偶然升高(甚至当燃料喷射时所用的喷射孔设定)，可自由喷射燃料，其方式使喷射压力、喷射时间及喷射量与负载及发动机转速相应，并有效地在低速轻负载区减少NOx量及促进雾化，以及减小高负载区的烟雾。
本发明的另一个目的是提供一种可变喷射孔型燃料喷嘴，它除了达到上述第一个目的外还可防止后滴油。
本发明再一个目的是提供一种可变喷射孔型燃料喷嘴，它可以在通过转动转阀选定喷射孔时防止喷射压力降低和喷射量短缺。
为了实现本发明的第一个目的，本发明提供了一种可变喷射孔型燃料喷嘴，在喷嘴体的前端部有一个转阀，其中在喷嘴的前端部设有一个导入压力燃料的燃料导入孔；有多个喷射孔以预定间距，在轴向不同圆周水平上沿圆周安排在燃料导入孔的周边壁上；在各圆周水平的喷射孔的直径不同，其中转阀有多个燃料导向孔，各与设在燃料导入孔的各圆周水平上的喷射孔相应；以及其中
转阀的燃料导向孔和喷嘴体的喷射孔安排成这样的关系，不管转阀的转动位置如何，在一个或多于一个圆周水平的燃料导向孔各与在一个或多于一个相应的圆周水平的喷射孔相连通，而在其它圆周水平上燃料导向孔不允许与任何喷射孔连通。
在这种情形下，燃料导入孔可以是带封闭端或者是开口的前端。
为了实现本发明的另一个目的，提供了一种可变喷射孔型燃料喷嘴，在喷嘴体的前端部有一个转阀，其中在喷嘴的前端部设有导入压力燃料的带封闭端的燃料导入孔，多个喷射孔以预定间距，在轴向不同圆周水平上沿圆周安排在燃料导入孔的周边壁上；在各圆周水平的喷射孔的直径不同，其中转阀有多个燃料导向孔，各与设在燃料导入孔的各圆周水平上的喷射孔相应，为了实现本发明再一个目的，设有一转阀驱动单元，它有可与针阀成整体的在所述的针阀中可移动的面积密封件。
按照本发明，转阀最好为一个与发动机给定的吸气和排气冲程同步的致动器致动。
按照本发明，在同一圆周水平有同样直径的多个喷射孔沿轴向布置在多级上，而不同级的喷射孔直径不同。在燃料导入孔中的转阀有多个燃料导向孔，其数目和间隔与各级的喷射孔数目和间隔相应，而燃料导向孔和在各级用来与燃料导向孔相连通的喷射孔相互不同相。因此，如果在发动机给定的吸气及/或排气冲程用致动器控制转阀的转动，至少一级的燃料导向孔和喷射孔的关系是在该转角下，它们相互连通，而其它级的喷射孔关闭。由于各级的喷射孔相位及直径不同，通过使用大直径、中直径或小直径喷射孔可以做到自由的燃料喷射。可以得到可以变化及与发动机负载及转数相应的适当的燃料喷射条件。
由于至少一级的燃料导向孔和喷射孔相互连通，不管转阀的转动位置如何，由于压力可以释放，即使喷射操作时喷射孔改变，也能防止转阀的内压急剧地上升。
当转阀设成可转动的和可在孔中垂直移动，并可以为上面的回位弹簧向燃料导入孔的底部方向压，各级燃料导向孔和喷射孔在非喷射操作时停止相互连通，因此在燃料喷射期间燃料喷出，因为仅仅当转阀升起时，由沿圆相互连通的燃料导向孔及喷射孔来的燃料压力起作用。当燃料喷射中止，转阀降下和坐在燃料导入孔的底部，因此各级燃料导向及喷射孔停止相互连通，保证燃料流很容易断开并防止后滴油。
由于转阀的驱动系统有与针阀成整体可在针阀中移动的面积密封件，沿转动方向的驱动力可施加到转阀上，在转阀区的压力燃料被面积密封件断开。因此，在保证压力燃料喷出的区域后面防止在驱动轴周边的区域的燃料漏出。
通过阅读下面参照附图的详细说明及所附的权利要求书，可以更清楚地明白本发明的实质、用途及原理。
图1是示出本发明第一实施例的可变喷射孔型的燃料喷嘴的垂直剖面图；
图2是示出图1的可变喷射孔型的燃料喷嘴的部分放大图；
图3A是沿图2中I—I线剖切的可变喷射孔型的燃料喷嘴的放大的横剖面图；
图3B是示出沿图2中II—II线剖切的可变喷射孔型的燃料喷嘴的放大的横剖面图，示出中间燃料导向孔从图3A所示状态正时针方向移动30°；
图3C是沿图2中III—III线切取的放大的横剖面图，示出下燃料导向孔从图3B所示状态正时针方向移动30°；
图4A到4I是示出转阀转动高至0°—80°时，每转动10°时喷射孔及燃料导向孔之间的关系的示意图；
图5A和5B是说明性地示出喷射孔与燃料导向孔相通(而不管转阀的转动位置)的状态的示意图；
图6是本发明的第一实施例的第二方面的所变喷射孔型的燃料喷嘴的部分放大图；
图7A至7C是示出按照第一实施例第二方面中的在一转角下的各级喷射孔的视图，其中图7A是示出上喷射孔和上燃料导向孔之间关系的放大的横剖面图；图7B是示出中间喷射孔和中间燃料导向孔之间的关系的放大的横剖面图；图7C是示出下喷射孔和下燃料导向孔之间关系的放大的横剖面图；
图8A到8C是示出从图7所示状态反时针转过预定的角度(20°)时各级喷射孔状态的示意图，其中图8A是示出上喷射孔和上燃料导向孔之间关系的放大的横剖面图；图8B是示出中间喷射孔和中间燃料导向孔之间的关系的放大的横剖面图；图8C是示出下喷射孔和下燃料导向孔之间的关系的放大的横剖面图；
图9A到9C是示出从图8所状态反时针转过预定的角度(20°)时各级喷射孔状态的示意图，其中图9A是示出上喷射孔和上燃料导向孔之间关系的放大的横剖面图；图9B是示出中间喷射孔和中间燃料导向孔之间的关系的放大的横剖面图；图9C是示出喷射孔和下燃料导向孔之间的关系的放大的横剖面图；
图10是示出本发明第二实施例的可变喷射孔型的燃料喷嘴的部分放大剖面图；
图11是示出本发明第三实施例的可变喷射孔的燃料喷嘴的部分放大剖面图；
图12是示出本发明第四实施例的可变喷射孔型的燃料喷嘴的垂直侧视图；
图13是图12的部分放大图；
图14是示出本发明第四实施例中在没有燃料喷射时喷嘴的头部和尾部状态的剖面图；
图15是示出本发明第四实施例中燃料喷射时喷嘴的头部和尾部状态的剖面图；
下面参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1到图9涉及本发明第一实施例，其中图1到图5B示出该实施例的第一方面。
图1中，标号1表示喷嘴夹具，标号2表示通过O形圈牢固地及油密封地装到喷嘴夹具1的上端部的驱动头，标号3是通过固定螺帽5连接到喷嘴夹具1上的喷嘴体，而标号4是装在喷嘴3里面的针阀(喷嘴针)。
第一到第三孔100a、100b、100c是穿过喷嘴夹具1的轴心的孔，从喷嘴夹具1的下端到上端，孔的直径逐渐增大。但是，在第一孔100a及第二孔100b之间的区域可滑动地装着一推杆101。
另外，柠在第三孔100c的内螺纹中的调节螺针102装在第三孔100c和第二孔100b之间的区域，一个喷嘴弹簧103装在调节螺针102和推杆101之间。
喷嘴体3有台阶部分30，沿喷嘴体3的外表面纵向中部与固定螺帽5的内孔底部相配合，该喷嘴体3还有主要部分31，在台阶部分30下穿过固定螺帽5。另外，小直径喷射孔部分32通过一锥形部分设在主要部分31的头部。
另一方面，与喷嘴夹具1的第一孔100a同轴的导向孔300及直径比导向孔300大的油槽301设在喷嘴体3的轴心，从上端到下端。另外，直径比导向孔300小的头部孔302设在油槽301下面，在头部孔302的下端有锥形座表面303。另外，对加压燃料导向的孔304设成与座表面303相连，如图2所示。
孔304有一个轴孔，在到达喷射孔部分32的前端面前堵住，使得轴孔形成一个闭端孔。
要与进口连接器相连的加压燃料口104设在喷嘴夹具1的一侧，通过喷嘴夹具1和喷嘴体3中开孔的通道105，305与油槽301相连通，使得可使高压燃料受导向通过其中。
与推杆101配合的配合部分41设在针阀4的上端，在导向孔300上可滑动的导向部分40也装在其外周边。另外，用来接受油槽301的燃料压力的压力接受部分42设在导向部分40的端部，用于形成管形燃料通道A的小直径轴部分43设在压力接受部分42的下面(如图2所示)。用来与座表面303连接或脱开的锥形座表面44设在小直径轴部43的下端。
与孔304相通的多个喷射孔各设在包住孔304的喷射孔部分32的周边壁的不同的多个周边处，如图2及3A到3C所示。
更具体地，按照本发明该实施例，具有四个上喷射孔34，在靠近喷射孔部分的底部处的周边区域90°间隔设置；四个中间喷射孔35，在离上喷射孔34以一预定间隔的轴向分开的周边区中与上喷射孔34同相开孔的；以及四个下喷射孔36，在离中间喷射孔35一预定间隔的轴向分开的周边区中与中间喷射孔35间相开孔的。换言之，在该实例中有12个喷射孔。
上述的上、中间、下喷射孔34，35，36设成平行于各喷嘴轴向线，或稍向下斜。另外，上、中间、下喷射孔34、35、36在这些喷射孔所属水平位置有同样的直径。但是这些上、中间、下喷射孔34、35、36的直径可相互不同。
给定上喷射孔34的直径为d1，中间喷射孔35的直径为d2，下喷射孔36的直d3，它们的相互关系限定为d1＜d2＜d3。例如，d1至d3及D1至D3的各自径定成d1为0.1mm，d2为0.2mm，d3为0.3mm，D1为0.4mm，D2为0.3mm，D2为0.5mm。
转阀7精确地装在孔304中。转阀7可被驱动轴系统8的预定的转角转动，该驱动轴8穿过针阀4及调节螺针102，致动器9装到驱动头2上。
更具体地，一个第一孔45a轴向设在从针阀4的底端到中部位置；比第一孔45a更细的第二孔45b设成从第一孔45a的端部开始；直径基本与第一孔45a相等的第三孔45c设成从第二孔45b开始直到推杆101的上端；第四孔45d设成从调节螺针102的底端到上端。第四孔45d的上端区带适当的锥度以防止驱动轴的偏移。
按照该实施例，驱动轴系统8装有直到驱动头2的驱动轴体8a，连接轴8b及接头10。
驱动轴体8a足够长，其范围从第四孔45d到第三孔45c的下端区，最好直径比第三孔45c细一些。
连接轴8b有大直径部分80(面积密封件部分)，其可转动地及精确地装在第一孔45a中，以便起密封部分的作用，小直径部分81从与大直径部分80相接的端开始不工作地及连续地装在第二孔45b中。因此，一个台阶形的止挡部分82形成在小直径部分81和大直径部分80之间，通过与第一孔45a的上端接触，台阶形止挡部分82可随针阀4上下移动。另外，小直径部分81的上端和驱动轴体8a的下端连接起来使得通过例如允许轴向后退的奥氏(Oldam)连接件在它们之间传送力矩。
转阀7的下端面保持与孔304的底面接触，转阀7还通过接头10(在该情况下也是允许轴向后退的)与连接轴8b的大直径部分80连接。转阀足够长，按照本实施例可达到针阀4的第一孔45a。
虽然接头10允许转阀7的连接轴8b有侧向运动及一定的轴向尺寸的机加工公差，及由于针阀升起而使转阀7作轴向退回，但是其工作是传递转矩及把转矩保持在转阀7上。这情况下，可用奥氏(Oldam)接头。
接头10的外径小于第一孔45a的直径；从连接轴8b的大直径部分的下端延伸出的突块800装入接头的上半部的槽10a中；而在下半部与槽10a差90°相位的突块10b装在设在转阀7的上端的槽70中。
不用说，突块及槽之间的关系可倒转，这时，槽设在连接轴8b的大直径部分80，而突块设在转阀7的上端。另外，接头可制成其上下部成突块或槽的形式，这时连接轴8b及转阀7可各设有相应的槽或突块。
致动器9可固定在设在驱动头2中的腔200中。致动器9可以是任何类型，只要是可转动的(最好是可反转的)并能保持在预定的转动位置；例如，可用步进电机或伺服电机。另外，作为传动元件的齿轮90，91固定在输出轴上及驱动轴体8a的上端，这两齿轮相互啮合。例如为允许它们轴向位移，最好用直齿轮。
但是，驱动轴体8a可通过轴向柔性接头直接与致动器9的输出轴连接。
转阀7可转动地装在孔304中，多个放射状的孔71设在转阀面向燃料通道A的区域。这些放射状的孔71与沿转阀轴向开孔的燃料通道孔72相连通。
另外，在与设在喷嘴体3的喷射孔部分32的上、中间、下喷射孔34、35、36相通的多个燃料导向孔各设在转阀7的不同的周边处。
更特殊地说，在与上喷射孔34高度相当的周边位置以90°的间隔设置四个上燃料导向孔34；在相应于中间喷射孔35高度的周边位置以90°的间隔设置四个中间燃料导向孔75；在相应于下喷射孔36高度的周边位置以90°的间隔设置四个下燃料导向孔76。
上燃料导向孔74、中间燃料导向孔75、下燃料导向孔76直径可相等或不同。给定上燃料导向孔74的直径为D1，中间燃料导向孔75的直径为D2，下燃料导向孔76的直径为D3，按本实施例，可建立关系D1＜D2＜D3。
但是，在任何情况下，各燃料导向孔74、75、76的最小直径必须等于或大于各喷射孔34、35、36的最大直径。另外，当针阀4完全升起，各燃料导向孔的直径要足够大至可以完全与用作燃料喷射的喷射孔连通，即使转阀由于沿接头10转动的方向有退回间隙，转阀7可在轴向退回间隙范围内移动或转动。
虽然所有燃料导向孔一般保持与燃料通道孔72连通，上燃料导向孔74，中间燃料导向孔75和下燃料导向孔76与喷射孔成这样关系，当一个或多于一个周边燃料导向孔与相应的周边喷射孔相连通时，不管转阀7的转动位置如何，其余的燃料导向孔不允许与喷射孔相通，如图4A—4I所示。
图4A—4I示出在中间喷射孔35定为上喷射孔34的直径的两倍，而下喷射孔36为中喷射孔35的直径的1.5倍，而上、中间、下燃料导向孔74、75、76沿圆周相互偏30°的相位的情况下，每次转阀转过0°到80°时，每转10°的喷射孔和燃料导向孔之间的关系。
在图4A中，上喷射孔34和上燃料导向孔74相互连通；图4B中，上喷射孔34和上燃料导向孔74相互连通，而下喷射孔36和下燃料导向孔76被带到接近的关系，以便相互略有连通；图4C中，下喷射孔36和下燃料导向孔76相互一半对一半连通；在图4D中，仅下喷射孔36和下燃料导向孔76相互连通；图4E中下喷射孔36和下燃料导向孔76相互一半对一半连通，在图4D中，仅下喷射孔36和下燃料导向孔76相互连通；图4E中下喷射孔36和下燃料导向孔76相互一半对一半连通，图4F中，下喷射孔36和下燃料导向孔76相互稍微连通，而中间喷射孔35和中间燃料导向孔75开始相互连通；图4G中，中间喷射孔35和中间燃料导向孔75相互连通；图4H中，上喷射孔34和上燃料导向孔74相互连通。
如前面提到，不管转阀7的转动位置如何，一个或多于一个的周边燃料导向孔与相应的周边喷射孔连通，而其余的燃料导向孔不与喷射孔连通。图5示出了上述关系。
更特殊地说，当喷射孔安排在使转阀7与喷射孔连通的孔的直径在横截面为最大的位置水平时，可得到下式(1)：
L1＋L2＋…＋Lm＞2πγ－l1－l2－…－Ln …(1)
式中：转阀的燃料导向孔的直径＝D，
喷射孔的直径＝d1，d2…dn，
在转阀和喷射孔之间周边上的燃料导向孔的圆周长度＝
L1，L2…Ln，
在转阀和喷射孔之间周边上的喷射孔的圆周长度＝l1，l2
…lm，
在转阀和喷射孔之间边界的半径＝γ，
喷射孔数目＝n，
燃料导向孔的数目＝m，
在喷射孔及燃料导向孔以多级模式沿圆周设置时，整个喷射孔投影在应用公式(1)的给定的圆周面；换言之，它们之间的关系满足下式(2)：
∑Lm＞2πγ－∑Ln ……(2)
式中：∑Lm＝在转阀与喷射孔之间的界面上沿燃料导向孔的圆周方向整个投影的长度；
∑Ln＝在转阀与喷射孔之间的界面上沿喷射孔的圆周方向整个投影的长度。
通过把喷射孔和燃料导向孔的直径与圆周相位相结合，可任选地定出类似上述的关系。
图6到图9示出本发明第一实施例的第二方面。
在本实施例的该方面中，六个上喷射孔34靠近喷射部分的底部以60°的间隔在圆周上开孔，六个中间喷射孔35与上喷射孔34同相位以预定的轴向间隔，并离开上喷射孔34在圆周上开孔。另外，六个下喷射孔36与中间喷射孔35同相位以预定的轴向间隔，并离开中间喷射孔35在圆周上开孔。因此，在这个情况下喷射孔的数目为18。
六个上喷射孔34直径相等，六个中间喷射孔35及六个下喷射孔36也如此。但是上，中间，下喷射孔34、35、36的直径相互不同，按照该实施例其关系为d1＞d2＞d3。式中，上喷射孔34的直径＝d1，中间喷射孔35的直径＝d2，下喷射孔36的直径＝d3。
另外，六个上燃料导向孔74在相应于上喷射孔34的高度以60°的间隔沿圆周设置，六个中间燃料导向孔75在相应于中间喷射孔35的高度以60°的间隔沿圆周设置，六个下燃料导向孔76在相应于下喷射孔36的高度以60°的间隔沿圆周设置。在该实例中，六个上燃料导向孔74直径相同，中间燃料导向孔75及下燃料导向孔76也如此。但是上、中间、下燃料导向孔74、75、76沿圆周相互差20°相位。
虽然其余结构可类似于前一方面的结构，但是在本实施例的该方面，孔304有大直径部分304a及直径比前者小的轴孔304b，轴孔在到达喷射孔部分32的前端面之前堵住，因此轴孔形成一闭端孔。
另外，转阀7精确地及可转动地装在孔304的轴孔304b中，并且当针阀4打开时与燃料通道A相连通的环形燃料通道B设在燃料通道A的外周边和孔304的大直径部分304a之间。多个径向孔71设在转阀面向环形燃料通道B油区域中，并且径向孔71与沿转阀轴向可孔的通道孔72连通。
图10是本发明第二实施例的部分放大图；
按照本发明第二实施例，孔304有大直径部分304a和直径比前者小的轴孔304b，轴孔304b穿过喷射孔部分32的底部。
转阀7制成其上端部通过接头10与连接轴8b的大直径部分80连接，而其下部分穿过轴孔304b。另外，转阀7具有大直径并位于接头10下面的头部73，头部73的环形底面与大直径部分304a接触，因此防止接头10滑出。
按照第二实施例，轴孔304b穿过喷射孔部分32，优点是孔304能方便地镗出。
由于其它方面是类似于第一实施例的结构，类似的或相应的部件标以同样的标号，并省略对它们的说明。
图11是本发明第三实施例的部分放大图。
按照该实施例，不使用接头10，连接轴8b和转阀7直接连接。
更具体地，连接轴8b具有大直径部分80，可转动地及精确地装在针阀4的第一孔45a中防止燃料漏失，如本发明前面实施例那样，而小直径部分81不工作地装在第二孔45b中，并从大直径部分80的端部的上延伸，在小直径部分81和大直径部分80之间的边界设有台阶形止挡部分82。另外，连接轴8b有一个细轴部分83，它相对于第一孔45a足够细，并从大直径轴部分80的下端向下延伸，转阀7继续连接到细轴部分83的下端。
该细轴部分83和转阀7一般制成与转轴8成整体。但是，细轴部分83和转阀7也可以按偶然的要求制成与连接轴8b分开，再通过焊接、压配合或螺纹连接使它们连成一体。
本发明第二实施例的优点在于不用接头而减少了零件的数目，并且轴心的偏移可被细轴部分83的弹性变形吸收而便于制造。
其余部分与本发明第一实施例的结构相类似，相应的或类似的零件或部分标以同样的标号并省去对它们的说明。
图12到15涉及本发明的第四实施例。
按照该实施例，设置了一个喷射孔关闭机构，用来在喷燃料时间外关闭孔304和发动机汽缸的连通以便防止后滴油。
为此目的，如本发明第三实施例那样，孔304具有闭端结构，另外转阀7直接与驱动轴体8a连接，而不用接头10及连接轴8b。换言之，按照本实施例，驱动轴系统8只设有驱动轴体8a。
与第一到第三实施例不一样，在这些实施例中，上燃料导向孔74和上喷射孔34，中间燃料导向孔75和中间喷射孔35，及下燃料导向孔76和下喷射孔36各相互沿轴向同相位，而第四个实施例的上燃料导向孔74，中间燃料导向孔75，下燃料导向孔76在轴向各与上喷射孔34，中间喷射孔35，下喷射孔36不同相，在这种状态下，按照如图12，13所示的第四实施例，转阀7的下端与孔304的底部接触。
换言之，上燃料导向孔74处在低于上喷射孔34的水平位置，中间燃料导向孔75处在低于中间喷射孔35的水平位置，而下燃料导向孔76处在低于下喷射孔36的水平位置。
另外，转阀7装成可上下移动以达到一水平位置，在第一次转阀7升起接收孔304来的燃料压力时在该位置各行的燃料导向孔可与相应的喷射孔相连通(见图15)。一个弹性压力机构用来当喷射中止时强制转阀降下恢复到喷射关闭位置，其设在转阀7上方。
按照本发明该实施例，面对驱动轴8轴线的塞子11a在里面固定到盖2a上，用来盖住驱动头2的腔200，它的底部设有内螺纹孔110，其底部有细孔111。另外，对着内螺纹孔底部设有一弹簧座11b，它带有突出部112，向下突出穿过细孔111，作为返回弹簧11c的圈形弹簧的下端装在弹簧座11b上。带有可与弹簧座11b的上表面相贴的止动轴113的止动螺钉11d拧在内螺纹孔110中，以便通过压缩返回弹簧11c而推压弹簧座11b。
在该情况下，需要设定推压弹簧11c的力以便在任何喷射条件下进行喷射操作时，允许转阀7由于喷射压力立即达到上限位置，当喷射操作中止时允许它立即达到最低极限位置。
通过调节止动螺钉11d拧入程度可完成上述设定，而通过止动螺钉11d的止动轴113可设定转阀7的上限位置。换言之，在止动轴113的下端面和弹簧座11b的上表面之间的间隙C构成驱动轴的冲程。
由于驱动轴8的传动元件91和致动器9的输出轴的传动元件90必须允许驱动轴8的垂直移动(如上述)，因此使用直齿轮。
为了便于控制转阀7的转动位置，在转阀7处于下限位置时，弹簧座11b的突出部112最好设有相对于驱动轴8的上端的微小退回间隙C’。该间隙C’可通过在弹簧座11b的下端面和内螺纹孔110的底部之间放置垫片来调间隙C’或者塞子11a设外螺纹以调节盖2a与内螺纹之间的接合。
但是，偶然要求也可设止推轴承面，这时可不需要间隙C’。
虽然上燃料导向孔74，中间燃料导向孔75，和下燃料导向孔76直径可相等或不同，但是它们的直径应该足够大使得这些燃料导向孔各个在喷油操作时都可以与喷射孔连通，当针阀完全升起时转阀7的上限沿轴向略微偏移或转轴8的转角有稍些偏移。
另外，按照本实施例，针阀4打开时，转轴8不必与针阀4一起上下移动，与第一实施例不同，转轴8没有带台阶的止动部分。
由于其余部分类似本发明第一实施例的结构，相应的及类似的部件或部分用相同的标号，并省去对它们的说明。
按照本发明的任一实施例，在发动机吸气或排气冲程时，也就是没有力由发动机汽缸中的压力轴向施加到驱动轴8上，转阀7被致动器9转动。
为了正确地像这样施加转动定时控制，致动器9与外控制器12电连接，如图1和12所示。控制器12包括CPU，它具有接收从传感器121送来的信号和当发动机处于上述冲程时把驱动信号施加到致动器9上的电路的输入单元，传感器121探测出发动机或燃料喷射泵的转数(或转角)，不用说不仅如此探测出的转数而且汽缸的内压可以作为输入信号。
控制器12也接收从负载探测传感器121(如燃料喷射泵的架式传感器)传来的信号。另外，基于由负载形成的预定的图象的预定的驱动量(驱动的转角)和转数提前送到致动器9。
按照本发明第一实施例的第一方面，例如，在低速及低负载时给定驱动量使上喷射孔34的位置被切换到与上燃料导向孔74相应的位置；在中速及中等负载下中间喷射孔35的位置被切换到与中间燃料导向孔75相应的位置；在高速及高负载下，下喷射孔36的位置被切换到与下燃料导向孔76相应的位置。按照第一实施例的第二方面，给定驱动量使得在低速及低负载时，下喷射孔36的位置被切换到与下燃料导向孔76相应的位置；在中速及中等负载时，中间喷射孔35的位置被切换到与中间燃料导向孔75相应的位置；在高速及高负载时，上喷射孔34被切换到与上燃料导向孔74相应的位置。
本发明并不局限于上述实施例的4个喷射孔加上三级切换及6个喷射孔加上三级切换，也可以实施成具有上下喷射孔，上下燃料导向孔成两行，或不少于四行。另外在同一圆周水平上喷射孔及燃料导向孔的数目不限于4个或6个，而可以更多或少于四个。
另外，喷射孔径的尺寸是任选的，也就是说，可以安排成上喷射孔＜中间喷射孔＜下喷射孔；或者中间喷射孔＞上喷射孔＞下喷射孔；或中间喷射孔＞下喷射孔＞上喷射孔。同样这些关系也可应用于燃料导向孔。
虽然按照第三、四实施例，孔304设成使得它包括大直径孔部分304a及比该直径小的轴孔304b，但是不用说也可制成具有图2所示的结构。
另外，按照本发明第二至第四实施例的喷射孔和燃料导向孔不用说要满足按照本发明第一实施例的公式(2)。
下面说明本发明实施例的作用。
按照本发明的第一第二实施例，加压燃料从燃料喷射泵(未示出)通过管路送到压力燃料口104，在向下流通过环形燃料通道A之前，被强制通过通道孔105，305进入油槽301。
燃料压力同时作用在位于油槽301的针阀4的压力接受面42上，当燃料压力达到一水平，它能克服弹簧103的设定力时，针阀4升起，在针阀下端的座面44与喷嘴体3的座面303分开，使得针阀打开。然后压力燃料导入孔304中，并从转阀的径向孔71流入燃料通道孔72中。当针阀升起时，按照第一实施例，连接轴8b随针阀4一起移动。
发动机或燃料喷射泵的转数(或转角)和负载从控制器12输入到传感器121和122，在吸气或排气冲程驱动信号从控制器12传到致动器9。驱动轴体8a被与输出轴的传动元件90配合的传动元件91驱动相应于从负载和转数的关系式得到的要求的转角。
当转阀7保持在按照本发明第一实施例第一方面的图2，3，4所示的状态a时，也就是假定上燃料导向孔74和上喷射孔34相互连通，而另两级的燃料导向孔及喷射孔不连通，当控制器12从转动及负载的信息中判断发动机在低速及低负载下工作则转阀7不转动。
在图6所示本发明第一实施例第二方面及第二实施例的情况，一个信号施加到致动器9上，上燃料导向孔74和上喷射孔34相互连通，而另两级的燃料导向孔及喷射孔不连通(如图7所示)，当控制器12从转动及负载信息判断发动机在低速及低负载下操作。转阀7然后顺时针转40°或逆时针转20°，并保持在该转角位置。
驱动轴体8a的转动通过接头10传送到转阀7，其转动成如此状态使它精确地装在孔304中。即使当驱动轴体8a跟随针阀4，而针阀是移动着，转阀7保持在孔的下端位置没有轴向运动，以保证力矩传送，因为接头10及连接部分801，811允许它们的轴向退向。
由于该转角，上燃料导向孔74和上喷射孔34在圆周上相互不同相，中间燃料导向孔75和中间喷射孔35在圆周上也相互不同相，如图9A，9B所示，因此上喷射孔34及中间喷射孔35实际上封住。因此，仅仅各下燃料导向孔76与下喷射孔36相通和打开如图9C所示。
由于在该状态针阀4保持打开，压力燃料从燃料通道孔72穿过下燃料导向孔76，并从下喷射孔36喷入发动机汽缸。由于下喷射孔36直径小，燃料被大大地增压，可喷射一段较长的时间，并在以细雾状在圆周喷出前雾化。因此产生有适当燃料—空气比的燃料—空气混合物，NOxz减少，点火率的延迟也减少。
随着燃料压力降低，受到弹簧103的推力，针阀4被推向下并关闭，燃料喷射中止，因而连接轴8b与针阀4一起下降。
当从该状态发动机转数提高，按照得到的信息，在吸气及排气冲程，驱动信号从控制器12送入致动器9，驱动信号是为使预定的转角与负载及转数成比例。
关于本发明第一实施例图2情况下的驱动轴体8a和转阀7，转阀7参照图4A顺时针转60°或反时针转30°，并保持在该位置。因此，仅仅中间燃料导向孔75和喷射孔35相互相通，如图4G所示。
在图6的情况下及按照本发明的第二和第四实施例，相对图7，驱动轴体8a和转阀7顺时针转过40°或反时针转20°。如图8A和8C所示，上燃料导向孔74和上喷射孔34沿圆周相互不同相，下燃料导向孔76和下喷射孔36沿圆周相互不同相，因而上喷射孔34和下喷射孔36各是实际上封住的。因此，如图8B所示，仅仅中间燃料导向孔75和中间喷射孔35相互连通并保持打开。
由于中间喷射孔35直径大于下喷射孔36的直径，喷射量相应增加，因此使喷射压力及喷射周期与发动机中速及中等负载配合。
在这种状态，发动机在高速高负载下操作，在图2情形下的驱动轴体8a和转阀7在吸气和排气冲程，按照得到的信息，相对图4G反时针转30°。在图6的方面的情形下及按照本发明第二实施例，驱动轴体8a及转阀7顺时针转过20°，或反时针转过40°。
这样，使喷射孔具有比较大的开度。换言之，如图4D所示，下燃料导向孔76和下喷射孔36相互相通，或者如图7A所示，上燃料导向孔74和上喷射孔34相互连通，而在其它圆周水平上，燃料导向孔和喷射孔相互不同相，因此在该状态它们实际上被封住。
相应于发动机状态，大量的燃料短时间喷射入发动机气缸中，因此实行了稳定的高输出燃烧。因此，烟雾成为可减小的。
按照本发明第三实施例的基本作用类似于上面所述。由于连接轴8b及转阀7直接连接起来，转阀7的转动可被直接控制。
当针阀4升起及打开，加压燃料强制进入细轴部分83和第一孔45a之间的管形腔中，使大直径轴部分80的截面积为压力接受面积，因此驱动轴8稍微升起。
但是，最好考虑转阀7的轴向位移对上、中间、下燃料导向孔74、75、76的直径定尺寸，因此可使在相应级喷射孔34、35、36与相应的燃料导向孔连通。
按照本发明的第四实施例，转阀7位于下部的极限位置，如图13，14所示。换言之，上燃料导向孔74、中间燃料导向孔75及下燃料导向孔76各与上喷射孔34、中间喷射孔35、下喷射孔36不同相。各级喷射孔34、35、36封在转阀7的外圆周面上。
这时，在驱动轴体8a上端和弹簧座突块112之间存在很小的间隙C’，回位弹簧11C不施加力。结果，驱动轴体8a和转阀7可被致动器9用很小的驱动力转动。也就是说，在吸气及排气冲程，可以由上、中间、下燃料导向孔74、75、76中任一组与相应的喷射孔沿圆周相互配合。
图14涉及一转角，在该转角下，上燃料导向孔74和上喷射孔34配合。
当在上述状态针阀4升起及打开，部分压力燃料强制进入细轴部83和第一孔45a之间的管形腔室中，使大直径轴部分80的截面积成为压力接受面积，因此驱动轴体8a立即升起。
接着，冲程C’中止了退回，使驱动轴体8a的上端和弹簧座的突出部分111相互接触，驱动轴体8a停止升起，停在上部的极限位置，该处止动轴113紧贴弹簧座11b，而回位弹簧11c借助于弹簧座11b受压缩，使转轴升高到一个冲程范围。
当由于喷射压力驱动轴体8a和转阀7升起，上燃料导向孔74、中间燃料导向孔75、下燃料导向孔76分别带到与上喷射孔34、中间喷射孔35及下喷射孔36同相，如图15所示。由于它们的转动位置已经如上述事先设定，在该实例中如图7所示，上燃料导向孔74和上喷射孔34相互连通。这样压力燃料从直径喷射孔34喷入汽缸中。
在喷射时针阀4被弹簧103强制推上，而当阀座面44和303关闭时，在孔304中的压力突然降低。结果，回位弹簧11c的力使驱动轴体8a向下移动，转阀7立即移动到下限位置恢复封住喷射孔的状态，如图14所示，孔与汽缸不再相互连通，使得不仅防止后漏油，也防止由此产生排气温度升高，及不完全燃料产生的烟灰。
按照类似于第一实施例的第四实施例，驱动信号不仅基于发动机的转数(转角)和负载，而且基于控制器12对致动器9的输出，该信号用来选择喷射孔组；也就是说，当中间喷射孔被选定，图8所示的喷射系统被致动，当下喷射孔被选定，图9所示的喷射系统被使用。
由于喷射孔34，35，36分别与燃料导向孔74、75、76相结合满足上述公式(2)，不管转阀7位置如何，总是允许喷射孔及燃料导向孔的结合相互连通如图4所示。因此，当针阀4关闭，甚至当其打开允许燃料喷射时，通过改变喷射孔可以保证压力逸出的途径。因此总可防止喷嘴体内压突然升高。
按照本发明的第一到第三实施例，连接轴8b装有可随针阀4垂直及整体移动的大直径轴部分80，按照本发明的第四实施例，驱动轴体8a也设有大直径轴部分80，因此这些部分作用也好象一个面积密封件。换言之，可防止由于燃料从驱动轴系统漏泄而产生的喷射压力降低及缺少喷射量。
按照本发明上述情况，在喷嘴体的头部以预定的间距，在轴向不同的圆周水平上沿圆周设有多个喷射孔，并且在各圆周水平上的喷射孔的直径不同。转阀沿圆周设有多级独立的燃料导向孔，各与相应的喷射孔连通。由于在各圆周水平上燃料导向孔和喷射孔就连通而言相互不同相，设定喷射孔的自由度相当高，通过控制转阀的转角，燃料可用不小于两种的孔径变化来雾化。因此，上述安排的极好效果在于可以方便地减少轻负载时的NOx，及重负载时的烟雾。另外，转阀的燃料导向孔和喷嘴体的喷射孔安排成不管转阀的转动位置如何，一个或多于一个圆周水平上的燃料导向孔各与一个或多于一个相应水平上的喷射孔相连通，而其它水平的燃料导向孔不与任何喷射孔相连通，使得在喷射操作时，尽管喷射孔改变也能防止喷嘴体中的压力升高超出需要的程度。因此，即使当反常情况出现或当从动控制迟后时，喷射孔系统也没有任何破裂的危险，增加了安全。
另外，按照本发明，由喷射压力推动的转阀的向上运动仅仅在燃料喷射时用来使燃料导向孔与喷射孔连通，而在除燃料喷射外的其它时间防止燃料导向孔与喷射孔连通。由于防止孔与发动机汽缸的连通，除上述效果外，这种安排还有有效防止后滴油的效果。
另外，按照本发明，可有效地防止由于转阀的驱动轴系统的燃料漏泄而致的喷射压力降低和喷射量短缺。
另外，按照有新型性的本发明，在发动机给定的吸气及排气冲程，转阀的转动可被控制不受发动机汽缸压力的影响，因此可设定小力矩下的喷射孔面积，其效果是用更小尺寸的致动器驱动轴阀。
另外，按照本发明，喷嘴容易机加工因为孔的前端有开口。
虽然上面联系本发明最佳实施例作了说明，但是很明显本发明技术人员可作出很多变化及改型而不背离本发明，因此在下面的权利要求书中用来复盖落在本发明精神范围中的改变及改型。