BRPI0707217B1

BRPI0707217B1 - Fuel injector to deliver fuel to a motor

Info

Publication number: BRPI0707217B1
Application number: BRPI0707217-1A
Authority: BR
Inventors: Sean Mcnichols Patrick; David Ehlert Thomas; R. Zuehlke Timothy; Enis Meyer Andrew; Bromfield George
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2017-06-27
Also published as: BRPI0707217A2; EP2128423B1; EP1977104A1; US20070170278A1; KR101351171B1; US7744015B2; KR20080097433A; EP2128423A1; DE602007014412D1; EP1977104B1; CN101371030A; WO2007084469A1; DE602007002875D1; CN101371030B

Abstract

injetor de combustível ultra-sônico.um injetor de combustível para entregar combustível para um motor no qual um alojamento do injetor tem uma câmara interna de combustível e pelo menos um orifício de descarga em comunicação de fluído com a câmara de combustível. um elemento de válvula é móvel relativo ao alojamento entre uma posição fechada na qual o combustível dentro da câmara de combustível é impedido contra exaustão do alojamento e uma posição aberta na qual o combustível pode ser descarregado do alojamento. um guia de onda ultra-sônico separado do alojamento e elemento de válvula é disposto pelo menos em parte dentro da câmara de combustível para excitar de modo ultra-sânico o combustível dentro da câmara do combustível antes do combustível sair através do pelo menos um orifício de descarga na posição aberta do elemento de válvula. um dispositivo de excitação é operável na posição aberta do elemento de válvula para excitar de modo ultra-sânico o guia de onda ultra-sônico.

Description

"INJETOR DE COMBUSTÍVEL PARA ENTREGAR COMBUSTÍVEL PARA UM MOTOR" CAMPO DA INVENÇÃO

Essa invenção refere-se, de forma geral, a injeto-res de combustível para a entrega de combustível para um motor, e mais particularmente a um injetor de combustível ultra-sônico no qual a energia ultra-sônica é aplicada no combustível pelo injetor antes da entrega para o motor.

ANTECEDENTES

Injetores de combustível são geralmente usados para entregar combustível inflamável para as câmaras de combustão dos cilindros de motor. Injetores típicos de combustível compreendem um alojamento incluindo um bocal tendo um ou mais orifícios de descarga através dos quais o combustível é descarregado do injetor para entrega na câmara de combustão. Um elemento de válvula, tal como o que é geralmente citado como um pino ou agulha, é disposto de maneira móvel no alojamento do injetor de combustível. Na sua posição fechada, o elemento de válvula veda contra o bocal para impedir a injeção do combustível e na posição aberta o combustível é injetado do bocal via o(s) orifício(s) de descarga. Em operação, combustível em alta pressão é mantido dentro do alojamento do injetor com o elemento de válvula na sua posição fechada. 0 elemento de válvula é intermitentemente aberto para injetar o combustível em alta pressão através do(s) orifício(s) de descarga do bocal para entrega para a câmara de combustão do motor. A eficiência do combustível do motor de combustão interna que incorpora um tal injetor é baseada em parte no tamanho da gotícula do combustível injetado na câmara de combustão. Isto é, tamanhos menores de gotícula tendem a prover unia queima mais eficiente do combustível no processo de combustão. Tentativas para melhorar a eficiência do combustível incluíram estreitar cada vez mais o(s) orifício(s) de descarga do bocal, e/ou substancialmente aumentar a alta pressão do combustível na qual o injetor opera, para estimular um borrifo mais atomizado do combustível do injetor. Por exemplo, é comum que tais injetores de combustível operem em altas pressões de combustível maiores do que 8.000 psi (550 bar), e até mesmo tão altas quanto 30.000 psi (2070 bar). Esses injetores de combustível ficam também expostos a temperaturas de operação elevadas, tal como aproximadamente 35°C (185 graus Fahrenheit) ou mais.

Nas tentativas para aumentar ainda mais a eficiência do combustível, é conhecido submeter o combustível descarregado do bocal via o orifício de descarga à energia ultra-sônica para facilitar a atomização melhorada do combustível entregue para a câmara de combustão. Por exemplo, a Patente U.S. 6.543.700 (Jameson e outros), cuja inteira revelação é incorporada aqui por referência, revela um injetor de combustível no qual a agulha de válvula é formada pelo menos em parte de um material magnetostritivo responsivo aos campos magnéticos que mudam as freqüências ultra-sônicas. Quando a agulha de válvula é posicionada para permitir que o combustível seja descarregado do corpo de válvula (isto é, o bocal), um campo magnético variável em freqüências ultra-sônicas é aplicado na porção magnetostritiva da agulha de válvula. Dessa maneira, a agulha de válvula é excitada de modo ultra-sônico para conceder energia ultra-sônica para o combustível quando ele sai do injetor via os orifícios de saida.

No injetor de combustível ultra-sônico revelado na Patente U.S. 5.330.100 (Malinowski), o bocal do injetor de combustível é por si próprio construído para vibrar de modo ultra-sônico de modo que a energia ultra-sônica é concedida para o combustível quando o combustível sai através do orifício de saída do injetor. Em tal configuração, existe o risco que a vibração do próprio bocal resulte em erosão de cavitação (por exemplo, devido à cavitação do combustível dentro do orifício de saida) do bocal no orifício de saida.

As Patentes U.S. relacionadas 5.803.106 (Cohen e outros), 5.868.153 (Cohen e outros), 6.053.424 (Gipson e outros) e 6.380.264 (Jameson e outros) geralmente revelam aparelho para aumentar a taxa de fluxo de um líquido pressurizado através de um orifício pela aplicação da energia de modo ultra-sônico no líquido pressurizado. Em particular, o liquido pressurizado é entregue para dentro da câmara de um alojamento tendo uma ponta de matriz que inclui um orifício de saída (ou orifícios de saida) através do qual o líquido pressurizado sai da câmera. Uma corneta ultra-sônica se estende longitudinalmente em parte dentro da câmara e em parte para fora da câmara e tem um diâmetro que diminui para uma ponta disposta adjacente ao orifício de saída para amplificar a vibração ultra-sônica da corneta na sua ponta. Um transdutor é preso na extremidade externa da corneta para vibrar a corneta de modo ultra-sônico. Uma aplicação para a qual o aparelho é revelado como sendo útil é com um injelor de combustível para um motor de combustão interna.

Uma desvantagem de uma tal disposição é que a exposição dos vários componentes à alta pressão na qual um injetor de combustível opera concede estresse substancial nos componentes. Em particular, pelo fato de que parte da corneta ultra-sônica fica imersa na câmara e uma outra parte não, existe um diferencial de pressão substancial concedido para os segmentos diferentes da corneta, resultando em estresse adicional na corneta. Além do mais, tal aparelho não pode facilmente acomodar um elemento de válvula em operação, que é comum em alguns dispositivos de entrega de líquido ultra-sônicos para controlar a entrega do líquido do dispositivo.

SUMÁRIO

Em uma modalidade, um injetor de combustível para entregar combustível para um motor geralmente compreende um alojamento tendo uma câmara de combustível interna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação de fluido com a câmara, de combustível, por meio do que o combustível sai do injetor de combustível no pelo menos um orifício de descarga para entrega para o motor. Um elemento de válvula é móvel em relação ao alojamento entre uma posição fechada na qual o combustível dentro da câmara de combustível é impedido contra a exaustão do alojamento via o pelo menos um orifício de descarga, e uma posição aberta na qual o combustível pode ser descarregado do alojamento via o pelo menos um orifício de descarga. Um guia de onda ultra-sônico separado do aloja- mento e elemento de válvula é disposto pelo menos em parte dentro da câmara de combustível para excitar de modo ultra-sônico o combustível dentro da câmara de combustível antes do combustível sair através do pelo menos urn orifício de descarga na posição aberta do elemento de válvula. Um dispositivo de excitação é operável na posição aberta do elemento de válvula p>ara excitar de modo ultra-sônico o guia de onda ultra-sônico.

Em uma outra modalidade, um injetor de combustível para entregar o combustível para um motor geralmente compreende um alojamento tendo uma câmara de combustível interna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação de fluido com a câmara de combustível por meio do que o combustível sai do injetor de combustível no pelo rnenos um orifício de descarga para entrega para o motor. Um elemento de válvula é móvel em relação ao alojamento entre uma posição fechada na qual o combustível dentro da câmara de combustível é impedido contra exaustão do alojamento via o pelo menos um orifício de descarga, e uma posição aberta na qual o combustível pode ser descarreçjado do alojamento via o pelo menos um orifício de descarga. Um guia de onda ultra-sônico é separado do alojamento e elemento de válvula e é alongado e tem uma extremidade de terminal disposta dentro da câmara interna do combustível do alojamento. 0 guia de onda tem uma circunferência, com a circunferência aumentando à medida que o guia de onda se estende longitudinalmente do guia de onda para a sua extremidade de terminal. Um dispositivo de excitação é operável na posição aberta do elemento de válvula para exci- tar de modo ultra-sônico o guia de onda.

Em ainda uma outra modalidade, um injetor de combustível para entregar combustível para um motor geralmente compreende um alojamento tendo uma câmara de combustível interna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação de fluido com a câmara de combustível, por meio do que o combustível sai do injetor de combustível no pelo menos um orifício de descarga para entrega para o motor. Um elemento de válvula é móvel em relação ao alojamento entre uma posição fechada na qual o combustível dentro da câmara de combustível é impedido contra a exaustão do alojamento via o pelo menos um orifício de descarga, e uma posição aberta na qual o combustível pode ser descarregado do alojamento via o pelo menos um orifício de descarga. Um conjunto de guia de onda ultra-sônico compreende um guia de onda ultra-sônico separado do alojamento e elemento de válvula e disposto pelo menos em parte dentro da câmara de combustível, e um dispositivo de excitação operável na posição aberta do elemento de válvula para excitar de modo ultra-sônico o guia de onda ultra-sônico dentro da câmara de combustível. 0 conjunto do guia de onda é alongado e tem um comprimento total de aproximadamente meio comprimento de onda.

De acordo com ainda uma outra modalidade, um injetor de combustível para entregar combustível para um motor geralmente compreende um alojamento tendo uma câmara de combustível interna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação de fluido com a câmara de combustível por meio do que o combustível sai do injetor de combustível no pelo me- nos um orificio de descarga para entrega para o motor. Um sistema de controle opera o injetor de combustível para direcionar o combustível dentro da câmara de combustível do alojamento para ser descarregado do alojamento através do pelo menos um orifício de descarga. Um guia de onda ultra-sônico alongado é separado do alojamento e pelo menos uma porção do guia de onda se estende longitudinalmente dentro da câmara de combustível do alojamento e tem urna extremidade de terminal próxima ao pelo menos um orifício de descarga. A porção do guia de onda sendo tubular e definindo uma passagem interior da porção, onde ai pOrção tubular do guia de onda é aberta na sua extremidade de terminal para permitir que 0 combustível na câmara de combustível flua dentro da passagem interior da porção tubular do guia de onda. Um dispositivo de excitação é operável para excitar de modo ultra-sônico o guia de onda ultra-sônico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é uma seção transversal longitudinal de uma modalidade de um dispositivo de entrega de líquido ultra-sônico da presente invenção ilustrado na forma de um injetor de combustível para entregar combustível para um motor de combustão interna, A figura 2 é uma seção transversal longitudinal do injetor de combustível da figura 1 tomada em uma posição angular diferente dessa na qual a seção transversal da figura 1 é tomada, . A figura 3 é uma vista expandida de uma primeira porção da seção transversal da figura 1, . A figura 4 é uma vista expandida de uma segunda porção da seção transversal da figura 1, A figura 5 é uma vista expandida de uma terceira porção da seção transversal da figura 2, A figura 6 é uma vista expandida de uma quarta porção da seção transversal da figura 1, A figura 6a é uma vista expandida de uma porção central da seção transversal da figura 1, A figura 7 é uma vista expandida de uma quinta porção da seção transversal da figura 1, A fiçfura 8 é uma vista fragmentada e ampliada da seção transversal da figura 1, A figura 9 é uma vista em perspectiva de um conjunto de guia de onda e outros componentes internos do injetor de combustível da figura 1 e A figura 10 é uma seção transversal fragmentada de uma porção de um alojamento do injetor de combustível do in-jetor de combustível da figura 1, com os componentes internos do injetor de combustível omitidos para revelar a construção do alojamento. Símbolos de referência correspondentes indicam partes correspondentes por todos os desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência agora aos desenhos e em particular à figura 1, uma modalidade de um injetor de combustível ultra-sônico para entrega de combustível para um motor (não mostrado) é geralmente indicada 21. O injetor de combustível pode ser usado com veículos terrestres, aéreos e marinhos, geradores de potência elétrica e outros dispositivos que utilizam ura motor. Em particular, o injetor de combustível é adequado para uso com motores que usam combustível a diesel. Entretanto, é entendido que o termo combustível como usado aqui é planejado para significar qualquer combustível inflamável usado na operação de um motor e não é limitado ao combustível diesel. 0 injetor de combustível 21 compreende um alojamento, indicado geralmente em 23, para receber combustível pressurizado de uma fonte (não mostrada) de combustível e entregar um borrifo atomizado de gotículas de combustível para o motor, tal como para uma câraara de combustão do rno-tor. Ma modalidade ilustrada, o alojamento 23 compreende um corpo principal alongaido 25, um bocal 27 (algumas vezes também chamado como um corpo de válvula) e um elemento retentor 2 9 (por exemplo, urna porca) mantendo o corpo principal, bocal e porca em montagem entre si. Em particular, uma extremidade inferior 31 do corpo principal 25 se acomoda contra uma extremidade superior 33 do bocal 27. 0 elemento retentor 29 prende adequadamente (por exemplo, prende através de ros-queamento) na superfície externa do corpo principal 25 para impelir as extremidades de união 31,33 do corpo principal e bocal 27 juntas.

Os termos "superior" e "inferior" são usados aqui de acordo com a orientação vertical do injetor de combustível 21 ilustrado nos vários desenhos e não são planejados para descrever uma orientação necessária do injetor de combustível em uso. Isto é, é entendido que o injetor de com- bustível 21 pode ser orientado diferente do que na orientação vertical ilustrada nos desenhos e permanecer dentro do escopo dessa invenção. Os termos "axial" e "longitudinal" se referem aqui de maneira direcional à direção ao comprido do injetor de combustível (por exemplo, a direção vertical nas modalidades ilustradas). Os termos "transversal", "lateral" e "radial" se referem aqui a uma direção normal à direção axial (por exemplo, longitudinal). Os termos "interno" e "externo" são também usados com referência a uma direção transversal à direção axial do injetor de combustível, com o termo "interno" se referindo a uma direção para o interior do injetor de combustível e o termo "externo" se referindo a uma direção piara o exterior do injetor. 0 corpo principal 25 tem um furo axial 35 que se estende longitudinalmente ao longo do seu comprimento. A dimensão transversal ou de seção transversal do furo 35 (por exemplo, o diâmetro do furo circular ilustrado na figura 1) varia ao longo de segmentos longitudinais discretos do furo para finalidades que se tornarão evidentes. Em particular, com referência à figura 3, em uma extremidade superior 37 do corpo principal 25, a dimensão da seção transversal do furo 35 é escalonada para formar uma base 39 para acomodar uma válvula de solenóide convencional (não mostrada) no corpo principiai com uma porção da válvula de solenóide se estendendo para baixo dentro do furo central do corpo principal. 0 injetor de combustível 21 e a válvula de solenóide são mantidos juntos em montagem por um conector adequado (não mostrado). A construção e a operação de válvulas de solenói- de adequadas são conhecidas para aqueles versados na técnica e, portanto, não são descritas mais aqui, exceto até a extensão necessária. Exemplos de válvulas de solenóide adequadas são revelados na Patente U.S. 6.688.579 intitulada "So-lenoid Valve for Controlling a Fuel Injector of an Internai Combustion Engine", Patente U.S. 6.827.332 intitulada. "Sole-noid Valve" e Patente U.S. 6.874.706 intitulada "Solenoid Valve Comprising a Plug-In/Rotative Connection". Outras válvulas de solenóide adequadas podem também ser usadas. A dimensão da seção transversal do furo central 35 é escalonada mais para dentro quando ela se estende abaixo da base da válvula de solenóide para definir um ombro 45 que acomoda um suporte de pino 47 que se estende longitudinalmente (e coaxialmente na modalidade ilustrada) dentro do furo central. Corno ilustrado na figura 4, o furo 35 do corpo principal 25 também estreita na seção transversal quando ele se estende longitudinalmente abaixo do segmento do furo no qual o suporte do pino 47 se estende e define pelo menos em parte uma câmara de baixa pressão 49 do injetor 21.

Longitudinalmente abaixo da câmara de baixa pressão 49, o furo central 35 do corpo principal 25 estreita ainda mais para definir um segmento do canal de guia 51 (e teto de alta pressão) (figuras 4 e 5) do furo para pelo menos em parte localizar apropriadamente uma agulha de válvula 53 (amplamente, um elemento de válvula) do injetor 21 dentro do furo como descrito mais tarde aqui. Com referência à figura 8, a dimensão da seção transversal do furo 35 então aumenta à medida que o furo se estende longitudinalmente abai- :·:ο do segmento do canal de guia 51 para a extremidade inferior aberta 31 do corpo principal 25 para em parte (por exemplo, junto cora o bocal 27 como será descrito) definir uma câmara de alta pressão 55 (amplamente, uma câmara de combus-ti\rel interna e até mesmo mais amplamente uma câmara de liquido interna) do alojamento do injetor 23.

Uma entrada de combustível 57 (figuras 1 e 4) é formada no lado do corpo principal 25 intermediária às extremidades superior e inferior 37,31 do mesmo e se comunica com canais de distribuição superior e inferior divergentes 59,61 que se estendem dentro do corpo principal. Em particular, o canal de distribuição superior 59 se estende da entrada de combustível 57 para cima dentro do corpo principal 25 e abre dentro do furo 35 geralmente adjacente ao suporte do pino 4 7 preso dentro do furo, e mais particularmente um pouco abaixo do ombro 45 no qual o suporte do pino é acomodado. 0 canal de distribuição inferior 61 se estende da entrada de combustível 57 para baixo dentro do corpo principal 2 5 e abre no furo central 35 geralmente na câmara de alta pressão 55. Um tubo de entrega 63 se estende para dentro através do corpo principal 25 na entrada do combustÍArel 57 e é mantido na montagem com o corpo principal por uma luva a-d.equada 65 e ajuste rosquead.o 67. É entendido que a entrada de combustível 57 pode ficar localizada diferente de como ilustrado nas figuras 1 e 4 sem se afastar do escopo da invenção. É também entendido que o combustível pode ser entregue sornente para a câmara de alta pressão 55 do alojamento 23 e permanecer dentro do escopo dessa invenção. 0 corpo principal 25 também tem uma saicla 69 (figuras 1 e 4) formada no seu lado através da qual o combustível em baixa pressão é descarregado do injetor 21 para entrega para um sistema de retorno de combustível adequado (não mostrado). Um primeiro canal de retorno 71 é formado no corpo principal 25 e provê a comunicação de fluido entre a saida 69 e a câmara de baixa pressão 4 9 do furo central 35 do corpo principal. Um segundo canal de retorno 73 é formado no corpo principal 25 para prover a comunicação de fluido entre a saída 69 e a extremidade superior aberta 37 do corpo principal. É entendido, entretanto, que um ou ambos os canais de retorno 71,73 podem ser omitidos do injetor de combustível 21 sem se afastar do escopo dessa invenção.

Com referência particular agora às figuras 6-8, o bocal ilustrado 27 é geralmente alongado e fica alinhado co-axialmente com o corpo principal 25 do alojamento do injetor de combustível 23. Em particular, o bocal 27 tem um furo axial 7 5 alinhado coaxialmente com o furo axial 35 do corpo principal 25, particularmente na extremidade inferior 31 do corpo principal, de modo que o corpo principal e o bocal juntos definem a cârnara de alta pressão 55 do alojamento do injetor de combustível 23. A dimensão da seção transversal do furo do bocal 7 5 é escalonada para fora na extremidade superior 33 do bocal 27 para definir um ombro 77 para acomodar um elemento de montagem 79 no alojamento do injetor de combustível 23. A extremidade inferior (também citada como uma ponta 81) do bocal 27 é geralmente cônica.

Intermediária a sua ponta 81 e extremidade superi- or 33, a dimensão da seção transversal (por exemplo, o diâmetro na modalidade ilustrada) do furo do bocal 75 é geralmente uniforme ao longo do comprimento do bocal como ilustrado na fiçjura 8. Um ou mais orifícios de descarga 83 (dois são visíveis na seção transversal da figura 7 enquanto orifícios adicionais são visíveis na seção transversal da figura 10) são formados no bocal 27, tal como na ponta 81 do bocal na modalidade ilustrada, através do qual o combustível em alta pressão é descarregado do alojamento 23 para entrega para o motor. Como um exemplo, em uma modalidade adequada, o bocal 27 pode ter oito orifícios de descarga 83, com cada orifício de descarga tendo um diâmetro de aproximadamente 0,15 mm (0,006 polegadas). Entretanto, é entendido que o número de orifícios de descarga e os seus diâmetros podem variar sem se afastar do escopo dessa invenção. O canal de distribuição inferior 61 e a câmara de alta pressão 55, juntos, definem amplamente aqui uma trajetória de fluxo dentro do alojamento 23 ao longo da qual o combustível em alta pressão flui da entrada de combustível 57 para os orifícios de descarga 83 do bocal 27.

Com referência agora às figuras 1 e 3, o suporte do pino 47 compreende um corpo tubular alongado 35 e uma cabeça 87 formada integralmente com a extremidade superior do corpo tubular e dimensionada em seção transversal maior do que o corpo tubular para localizar o suporte do pino no ombro 45 do corpo principal 25 dentro do seu furo central 35. Na modalidade ilustrada, o suporte do pino 47 fica alinhado coaxialmente com o furo axial 35 do corpo principal 25, com o corpo tubular 85 do suporte do pino sendo dimensionado para um engate geralmente de vedação com o corpo principal dentro do furo axial do corpo principal. 0 corpo tubular 85 do suporte do pino 47 define um canal interno que se estende longitudinalmente 91 do suporte do pino para receber com deslizamento um pino alongado 93 dentro do suporte de pino. A cabeça 87 do suporte de pino 4 7 tem um recesso geralmente côncavo ou em formato de prato 95 formado centralmente na sua superfície superior e um furo 97 que se estende longitudinalmente do centro desse recesso para o canal interno 91 do suporte do pino. Como ilustrado na figura 3, um vão anular 99 é formado entre a parede lateral do suporte do pino 47 e a superfície interna do corpo principiai 25 na porção superior do furo 35 do corpo principal. Um canal de alimentação 101 se estende transversalmente através da parede lateral do corpo tubular 85 do suporte dc> pino 47 para o canal interno 91 geralmente na extremidade superior do canal, com o canal de alimentação 101 ficando aberto na sua extremidade externa transversal para o vão anular 99. O canal de alimentação 101 fica em comunicação de fluido com o canal de distribuição superior 59 no corpo principal 25 via o vão anular 99 para receber o combustível em alta pressão dentro do canal de alimentação, o canal interno do corpo tubular 85 acima do pino 93 e o furo 97 se estendendo longitudinalmente dentro da cabeça 87 do suporte do pino 47. O pino 93 é alongado e adequadamente se estende coaxialmente dentro do canal do suporte do pino 91 e furo axial 35 do corpo principal 25. Um segmento superior do pino 93 é recebido com deslizamento dentro do canal interno 91 do suporte do pino 47 em relação estreitamente espaçada com ele enquanto o restante do pino se estende longitudinalmente para fora do suporte do pino para baixo para dentro da câmara de baixa pressão 49 do furo 35 do corpo principal 25. Como ilustrado na figura 3, uma extremidade superior 103 do pino 93 (por exemplo, no topo do canal interno 101 do suporte do pino 47) é afilada para permitir que combustível em alta pressão sejai recebido dentro do canal interno do suporte do pino acima da extremidade superior do pino.

Também dispostos dentro da câmara de baixa pressão 49 do furo do corpo principal 35 estão uma luva tubular 107 (figura 4) que circunda o pino 93 logo abaixo do suporte do pino 47 (por exemplo, encostando contra o fundo do suporte do pino) e define uma base de mola, um martelo 109 encostando contra a extremidade inferior do pino em relação coaxial com o pino e tendo uma extremidade superior que define uma base de mola oposta e uma mola espiral 111 retida entre o martelo e a luva de mola com o pino passando longitudinalmente através da mola. A agulha de válvula 53 (arnplamente, o elemento de válvula) é alongada e se estende coaxialmente dentro do furo 35 do corpo principal 25 a partir de uma extremidade superior 113 (figura 2) da agulha de válvula em contato com o fundo do martelo 109, para baixo através do segmento do canal de guia 51 (figura 8) do furo do corpo principal e mais piara baixo através da câmara de alta pressão 55 para uma extremidade de terminal 115 da agulha de válvula disposta em proxi- midade com a ponta 81 do bocal 27 dentro da câmara de alta pressão. Como ilustrado melhor nas figuras 4 e 8, a agulha de válvula 53 é dimensionada em seção transversal para relacionamento estritamente espaçado com o corpo principal 25 no segmento do canal de guia 51 do furo axial 35 para manter o alinhamento apropriado da agulha de válvula em relação ao bocal 27.

Com referência particularmente à figura 7, a extremidade do terminal 115 da agulha de válvula ilustrada 53 é geralmente cônica de acordo com a formai cônica da ponta 81 cio bocal 2 7 e define uma superfície de fechamento 117 adaptada para geralmente vedar contra a superfície interna da ponta do bocal em uma posição fechada (não mostrada) da agulha de válvula. Em particular, na posição fechada da agulha cie válvula 53, a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula veda contra a superfície interna da ponta do bocal 81 sobre os orifícios de descarga 83 para vedar o bocal (e mais amplamente o alojamento do injetor de combustível 23) contra o combustível sendo descarregado do bocal via os orifícios de descarga. Em uma posição aberta da agulha de válvula (ilustrada na figura 7), a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula 53 é espaçada da superfície interna da ponta cio bocal 81 para permitir que o combustível na câmara de alta pressão 55 flua entre a agulha de válvula 53 e a ponta do bocal 81 para os orifícios de descarga 8 3 para exaustão do injetor de combustível 21.

Em geral, o espaçamento entre a superfície de fechamento 117 da extremidade do terminal da agulha de válvula 115 e a superfície oposta da ponta do bocal 81 na posição aberta da agulha de válvula é adequadamente na faixa de aproximadamente 0,051 mm (0,002 polegadas) a aproximadamente 0,64 mm (0,025 polegadas). Entretanto, é entendido que o espaçamento pode ser maior ou menor do que a faixa especificada acima sem se afastar do escopo dessa invenção. É considerado que o bocal 27, e mais particularmente a ponta 81, pode ser alternativamente configurado tal que os orifícios de descarga 83 ficam dispostos diferente do que na superfície interna do bocal que acomoda a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula 53 na posição fechada da agulha de válvula. Por exemplo, os orifícios de descareja 83 podem ser dispostos a jusante (na direção na qual o combustível flui para os orifícios de descarga) da superfície do bocal que acomoda a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula 53 e permanecer dentro do escopo dessa invenção. Um exemplo adequado de uma tal agulha de válvula, da ponta de bocal e da organização de orifício de descarga é descrito na Patente U.S. 6.543.700, cuja revelação é incorporada aqui por referência até a extensão que ela é consistente com esta.

Será entendido que o pino 93, o martelo 109 e a agulha de válvula 53 ficam assim conjuntamente móveis lonqi-tudinalmente em um eixo geométrico comum dentro do alojamento do injetor de combustível 23 entre a posição fechada e a posição aberta da agulha de válvula. A mola 111 disposta entre a luva 107 e o martelo 109 adequadamente impele o martelo e assim a agulha de válvula 53, para a posição fechada da agulha de válvula. É entendido que outras configurações de válvula adequadas são possíveis para controlar o fluxo de combustível do injetor para entrega para o motor sem se afastar do escopo dessa invenção. Por exemplo, o bocal 27 (amplamente, o alojamento 23) pode ter uma abertura através da qual a agulha de válvula 53 se estende para fora do bocal e através da qual o combustível sai do bocal para entrega para o motor. Em uma tal modalidade, a extremidade do terminal 115 da agulha de válvula 53 vedaria contra o seu exterior do bocal 27 na posição fechada da agulha de válvula. É tarnbém entendido que a operação da agulha de válvula 53 pode ser controlada diferentemente por uma válvula de solenóide 41 e permanecer dentro d.o escopo dessa invenção. É também entendido que a agulha de válvula 53 ou outra disposição de valvula pode ser omitida completamente do injetor de combustível 21 sem se afastar d.o escopo dessa invenção.

Com referência, particular agora às figuras 8 e 9, um guia de onda. ultra-sônico 121 é formado separado da agulha de válvula 53 e do alojamento do injetor de combustível 23 e se estende longitudinalmente dentro da câmara de alta pressão 55 d.o alojamento para uma extremidade de terminal 123 do guia de onda disposta logo acima da ponta 81 do bocal 27 para energizar de modo ultra-sônico o combustível na câmara de combustível um pouco antes do combustível sair do injetor 21 via os orifícios de descarga 83 formados no bocal. 0 guia de onda ilustrado 121 é adequadamente alongado e tubular, tendo uma parede lateral 125 definindo uma passagem interna 127 que se estende ao longo do seu comprimento entre extremidades superior e inferior longitudinalmente opostas (a extremidade superior sendo indicada em 129) do guia de onda. A extremidade inferior do guia de onda 121 define a extremidade do terminal 123 do guia de onda. 0 guia de onda ilustrado 121 tem uma seção transversal geralmente anular (isto é, circular) . Entretanto, é entendido que o guia de onda 121 pode ser formado em seção transversal diferente de anular sem se afastar do escopo dessa invenção. É também considerado que o guia de onda 121 pode ser tubular ao longo de menos do que todo o seu comprimento, e pode até mesmo ser geralmente sólido ao longo do seu comprimento. Em outras modalidades, é considerado que a agulha de válvula pode ser çíeralmente tubular e o guia de onda disposto pelo menos em parte dentro do interior da acfulha de válvula.

Em geral, o guia de onda pode ser construído de um metal tendo propriedades acústicas e mecânicas adequadas. Exemplos de metais adequados para a construção do guia de onda incluem, sem limitação, alumínio, monel, titânio e alguns aços em liga. É também considerado que todo ou parte do guia de onda pode ser revestido com um outro metal. 0 guia de onda ultra-sônico 121 é preso dentro do alojamento do in-jetor de combustível 23 e mais adequadamente na câmara de alta pressão 55 como na modalidade ilustrada, pelo elemento de montagem 79. 0 elemento de montagem 79, localizado longitudinalmente entre as extremidades 123,129 do guia de onda 121, define geralmente um segmento superior 131 do guia de onda que se estende longitudinalmente para cima (na modalidade ilustrada) a partir do elemento de montagem 7 9 para a extremidade superior 129 do guia de onda e um segmento inferior 133 que se estende longitudinalmente para baixo do elemento de montagem para a extremidade do terminal 123 do guia de onda.

Embora na modalidade ilustrada o guia de onda 121 (isto é, ambos os seus segmentos superior e inferior) seja disposto inteiramente dentro da câmara de alta pressão 55 do alojamento, é considerado que somente uma porção do guia de onda pode ser disposta dentro da câmara de alta pressão sem se afastar do escopo dessa invenção. Por exemplo, somente o segmento inferior 133 do guia de onda 121, incluindo a sua extremidade de terminal 123, pode ser disposto dentro da câmara de alta pressão 55 enquanto o segmento superior 131 do guia de onda é disposto exterior à câmara de alta pressão, e pode ou não ser submetido ao combustível em alta pressão dentro do alojamento do injetor 23. A dimensão da seção transversal interna (por exemplo, diâmetro interno na modalidade ilustrada) do guia de onda 121 (por exemplo, a dimensão da seção transversal da sua passagem interior 127) é geralmente uniforme ao longo do comprimento do guia de onda e é adequadamente dimensionada para acomodar a agulha de válvula 53, que se estende coaxi-almente dentro da passagem interior do guia de onda ao longo de todo o comprimento do guia de onda (e acima do guia de onda para contato com o martelo 109 na modalidade ilustrada) . É entendido, entretanto, que a agulha de válvula 53 pode se estender somente ao longo de uma porção da passagem interior 127 do guia de onda 121 sem se afastar do escopo dessa invenção. É também entendido que a dimensão da seção transversal interna do guia de onda 121 pode ser diferente de uniforme ao longo do comprimento do guia de onda. Na modalidade ilustrada, a extremidade de terminal 115 da agulha de válvula 53, e mais adequadamente a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula, é disposta longitudinalmente para fora da extremidade do terminal 123 do guia de onda 121 em ambas as posições aberta e fechada da agulha de válvula. É entendido, entretanto, que a superfície de fechamento 117 da extremidade do terminal 115 da agulha de válvula 53 precisa somente se estender para fora da extremidade do terminal 123 do guia de onda 121 na posição fechada da agulha de válvula e pode ser disposta total ou parcialmente dentro da passagem interior 127 do guia de onda na posição aberta da agulha de válvula.

Como melhor ilustrado na figura 7, a dimensão da seção transversal (por exemplo, o diâmetro na modalidade ilustrada) da porção da agulha de válvula 53 que se estende dentro da passagem interior 127 do guia de onda 121 é dimensionada ligeiramente menor do que a dimensão da seção transversal da passagem interior do guia de onda para definir em parte a trajetória de fluxo para o combustível em alta pressão dentro do alojamento, e mais adequadamente definir uma parte da trajetória de fluxo que se estende entre a parede lateral do guia de onda 125 e a agulha de válvula ao longo do comprimento da agulha de válvula. Por exemplo, em uma modalidade, a agulha de válvula 53 é transversalmente espaçada (por exemplo, radialrnente espaçada na modalidade ilustrada) da parede lateral do guia de onda 125 dentro da passagem interior 127 do guia de onda na faixa de aproximadamente 0,013 mm (0,0005 polegadas) a aproximadamente 0,064 mm (0,0025 polegadas) .

Ao longo de um par de segmentos longitudinalmente espaçados (por exemplo, um segmento 137 (figura 7) estando adjacente à extremidade de terminal 123 do guia de onda 121 e o outro segmento 139 (figura 6a) estando adjacente e logo acima do elemento de montagem 79) da agulha de válvula 53 dentro da passagem 127, a dimensão da seção transversal da agulha de válvula 53 é aumentada de modo que a agulha de válvula fica em uma relação de contato mais estritamente espaçado ou até mesmo deslizante com o guia de onda dentro dai passagem para facilitar o alinhamento apropriado nele e para impedir o movimento transversal da agulha de "válvula dentro da passagem. A superfície externa da agulha de válvula 53 nesses segmentos tem um ou mais planos (não mostrados) formados nela para em parte definir a porção da trajetória de fluxo que se estende dentro da passagem interior 127 do guia de onda 121. Alternativamente, a superfície externa da agulha de válvula 53 pode ser longitudinalmente acanalada nesses segmentos para permitir que o combustível flua dentro da passagem interior 127 do guia de onda 121 além de tais segmentos .

Com referência particular à figura 7, a superfície externa da parede lateral do guia de onda 125 é espaçada transversalmente do corpo principal 25 e bocal 27 para também definir a trajetória de fluxo ao longo da qual o combus- cível era alta pressão flui da entrada de combustível 57 para os orifícios de descarga 83, e mais adequadamente forma uma porção cio exterior da trajetória de fluxo ou para fora do guia de onda 121. Em geral, a dimensão da seção transversal externa (por exemplo, diâmetro externo na modalidade ilustrada) da parede lateral do guia de onda 125 é uniforme ao longo de um comprimento do mesmo intermediário a uma porção alargada 195 do guia de onda disposto longituclinalrnente em e/ou adjacente à extremidade do terminal 123 do guia de onda 121, e uma outra porção alargada 153 disposta longitudinalmente adjacente à extremidade superior 129 do guia de onda. Como um exemplo, o espaçamento transversal (por exemplo, radial na modalidade ilustrada) entre a parede lateral do guia de onda 125 e o bocal 27 a montante (por exemplo, em relação à direção na qual o combustível flui da extremidade superior 33 do bocal para os orifícios de descarga 83) da extremidade do terminal 123 do guia de onda fica adequadamente na faixa de aproximadamente 0,025 mm (0,001 polegadas) a aproximadamente 0,533 mm (0,021 polegadas). Entretanto, o espaçamento pode ser menor do que ou maior do que esse sem se afastar do escopo dessa invenção. A dimensão da seção transversal externa da porção 195 do segmento inferior 133 do guia de onda 121 aumenta adequadamente, e mais adequadamente afila ou alarga-se transversalmente para fora adjacente à ou mais aclequadarnente na extremidade de terminal 123 do guia de onda. Por exemplo, a dimensão da seção transversal dessa porção alargada 195 no segmento inferior 133 do guia de onda 121 é dimensionada pa- ra relacionamento de contato estritamente espaçado ou até mesmo deslizante com o bocal 27 dentro do seu furo central 75 para manter o alinhamento axial apropriado do guia de onda (e, portanto, da agulha de válvula 53) dentro da câmara de alta pressão 55.

Como um resultado, a porção da trajetória de fluxo entre o guia de onda 121 e o bocal 27 é geralrnente mais estreita adjacente à ou na extremidade de terminal 123 do guia de onda em relação à trajetória de fluxo imediatamente a montante da extremidade do terminal do guia de onda para geralmente restrincfir o fluxo de combustível além da extremidade de terminal do guia de onda para os orifícios de descarga 33. Δ porção alargada 195 do segmento inferior 133 do guia de onda 121 também provê maior área de superfície excitada de modo ultra-sônico à qual o combustível fluindo além da extremidade do terminal 123 do guia de onda fica exposto. Um ou mais planos 197 (figura 9) são formados na superfície externa da porção alargada 195 do segmento inferior 133 para facilitar o fluxo do combustível ao longe· da trajetória de fluxo além da extremidade do terminal 123 do guia de onda 121 para fluxo para os orifícios de descarga 83 do bocal 27. Ξ entendido que a porção alargada 195 da parede lateral do guia de onda 115 pode ser escalonada para fora ao invés de afilada ou alargada. É também considerado que as superfícies superior e inferior da porção alargada 195 possam ser contornadas ao invés de retas e permanecer dentro do escopo dessa invenção.

Em um exemplo, a porção alargada 195 do segmento inferior do guia de onda 133, por exemplo, em e/ou adjacente á extremidade de terminal 123 do guia de onda, tem uma dimensão de seção transversal externa máxima (por exemplo, diâmetro externo na modalidade ilustrada) de aproximadamente 5,35 mm (0,2105 polegadas), enquanto que a dimensão da seção transversal externa máxima do guia de onda imediatamente a montante dessa porção alargada pode ficar na faixa de aproximadamente 4,06 mm (0,16 polegadas) a ligeiramente menos do que aproximadamente 5,35 mm (0,2105 polegadas). O espaçamento transversal entre a extremidade do terminal 123 do guia de onda 121 e o bocal 27 define uma área aberta através da qual o combustível flui ao longo da trajetória de fluxo além da extremidade de terminal do guia de onda. 0 um ou mais orifícios de descarga 83 definem uma área aberta através da qual o combustível sai do alojamento 23. Por exemplo, onde um orifício de descarga é provido, a área aberta através da qual o combustível sai do alojamento 23 é definida como a área da seção transversal do orifício de descarga (por exemplo, onde o combustível entra no orifício de descarga) e onde múltiplos orifícios de descarga 83 estão presentes, a área aberta através da qual o combustível sai do alojamento é definida como a soma da área da seção transversal de cada orifício de descarga. Em uma modalidade, a razão da área aberta na extremidade do terminal 123 do guia de onda 121 e o bocal 27 para a área aberta através da qual o combustível sai do alojamento 23 (por exemplo, nos orifícios de descarga 33) fica adequadamente na faixa de a-proxirnadamente 4:1 a aproximadamente 20:1. É entendido que em outras modalidades adequadas, o segmento inferior 133 do guia de onda 121 pode ter uma dimensão de seção transversal externa geralmente uniforme ao longo de todo o seu comprimento (por exemplo, tal que nenhuma porção alargada 195 é formada) ou pode diminuir na dimensão da seção transversal externa (por exemplo, substancialmente estreita para sua extremidade de terminal 123) sem se afastar do escopo da invenção.

Com referência novamente às figuras 3 e 9, um dispositivo de excitação adaptado para energizar o guia de onda 121 para mecanicamente vibrar de modo ultra-sônico é adequadamente disposto inteiramente dentro da câmara de alta pressão 55 junto com o guia de onda e é geralmente indicado em 145. Em uma modalidade, o dispositivo de excitação 145 é adequadamente responsivo à corrente elétrica de alta freqüên-cia (por exemplo, freqüência ultra-sônica) para vibrar o guia de onda de modo ultra-sônico. Como um exemplo, o dispositivo de excitação 145 pode receber adequadamente a corrente elétrica de alta freqüência de um sistema de geração adequado (não mostrado) que é operável para entregar corrente alternada de alta freqüência para o dispositivo de excitação. 0 termo "ultra-sônico" como usado aqui é adotado para significar tendo uma freqüência na faixa de aproximadamente 15 kHz a aproximadamente 100 kHz. Como um exemplo, em uma modalidade, o sistema de geração pode adequadamente entregar corrente alternada para o dispositivo de excitação em uma freqüência ultra-sônica na faixa de aproximadamente 15 kHz a aproximadamente 100 kHz, mais adequadamente na faixa de a- proximaclamente 15 IcHz a aproximadamente 60 kHz e até mesmo mais adequadamente na faixa de aproximadamente 20 kHz a aproximadamente 40 kHz. Tais sistemas de geração são bem conhecidos para aqueles versados na técnica e não precisam ser descritos mais aqui.

Na modalidade ilustrada, o dispositivo de excitação 145 compreende um dispositivo piezelétrico, e mais ade-qu.adamente uma pluralidade de anéis piezelétricos empilhados 147 (por exemplo, pelo menos dois e na modalidade ilustrada quatro) circundando o segmento superior 131 do guia de onda 121 e adaptado em um ombro 149 formado pelo elemento de montagem 79. Um colar anular 151 circunda o segmento superior 131 do guia de onda 121 acima dos anéis piezelétricos 147 e encosta no ponto inferior contra o anel mais superior. Adequadamente, o colar 151 é construído de um material de alta densidade. Por exemplo, um material adequado do qual o colar 151 pode ser construído é tungstênio. É entendido, entretanto, que o colar 151 pode ser construído de outros materiais adequados e permanecer dentro do escopo dessa invenção. A porção alargada 153 adjacente à extremidade superior 129 do guia de onda 121 tem uma dimensão de seção transversal externa maior (por exemplo, um diâmetro externo maior na modalidade ilustrada) e é rosqueada ao longo desse segmento. O colar 151 é internamente rosqueado para firmar de modo ros-queado o colar no guia de onda 121. O colar 151 é adequadamente apertado para baixo contra a pilha de anéis piezelétricos 14 7 para comprimir os anéis entre o colar e o ombro 149 do elemento de montagem 79. 0 guia de onda 121 e o dispositivo de excitação 145 da modalidade ilustrada amplamente definem, juntos, um conjunto de guia de onda, indicado geralmente em 150, para energizar de modo ultra-sônico o combustível na câmara de alta pressão 55. Dessa maneira, todo o conjunto de guia de onda 150 é disposto inteiramente dentro da câmara de combustível em alta pressão 55 do injetor de combustível 21 e é assim geralmente exposto uniformemente ao ambiente de alta pressão dentro do injetor de combustível. Como uni exemplo, o conjunto do guia de onda ilustrado é particularmente construído para agir como ambos uma corneta ultra-sônica e um transdutor para vibrar de modo ultra-sônico a corneta ultra-sônica. Em particular, o segmento inferior 133 do guia de onda 121 como ilustrado na figura 8 geralmente age na maneira de uma corneta ultra-sônica enquanto o seçrmento superior 131 do guia de onda, e mais adequadamente a porção do segmento superior que se estende geralmente do elemento de montagem 79 para a localização na qual o colar 151 fixa no segmento superior do guia de onda junto com o dispositivo de excitação (por exemplo, os anéis piezelétricos) age na maneira de um transdutor.

Com a entrega da corrente elétrica (por exemplo, corrente alternada entregue em uma freqüência ultra-sônica) para os anéis piezelétricos 147 da modalidade ilustrada, os anéis piezelétricos expandem e contraem (particularmente na direção longitudinal do injetor de combustível 21) na frequência ultra-sônica na qual a corrente é entregue para os anéis. Pelo fato de que os anéis 147 são comprimidos entre o colar 151 (que está preso no segmento superior 131 do guia de onda 21) e o elemento de montagem 79, a expansão e a contração dos anéis fazem com que o segmento superior do cfuia de onda alongue e contraia de modo ultra-sônico (por exemplo, geralmente na freqüência que os anéis piezelétricos expandem e contraem), tal como na maneira de um transdutor. 0 alongamento e a contração do segmento superior 131 do guia de onda 121 dessa maneira excita a freqüência ressonante do guia de onda, e em particular ao longo do segmento inferior 133 do guia de onda, resultando em vibração ultra-sônica do guia de onda ao longo do segmento inferior, por exemplo, na maneira de uma corneta ultra-sônica.

Como um exemplo, em uma modalidade, o deslocamento do segmento inferior 133 do guia de onda 121 resultante da sua excitação ultra-sônica pode ser até aproximadamente seis vezes o deslocamento dos anéis piezelétricos e segmento superior do guia de onda. É entendido, contudo, que o deslocamento do segmento inferior 133 pode ser amplificado mais do que seis vezes ou ele pode não ser amplificado de forma alguma, e permanecer dentro do escopo dessa invenção. É considerado que uma porção do guia de onda 121 (por exemplo, uma porção do segmento superior 131 do guia de onda) pode ser construída alternativamente de um material magnetostritivo que é responsivo aos campos magnéticos variáveis em freqüências ultra-sônicas. Em uma tal modalidade (não mostrada) , o dispositivo de excitação pode compreender um gerador de campo magnético disposto no total ou em parte dentro do alojamento 23 e operável em resposta à recepção da corrente elétrica para aplicar um campo magnético no material magnetostritivo onde o campo magnético muda em freqüên-cias ultra-sônicas (por exemplo, de ligado para desligado, de uma magnitude para outra e/ou uma mudança na direção).

Por exemplo, um gerador adequado pode compreender uma bobina elétrica conectada no sistema de çreração que entrega corrente para a bobina em freqüências ultra-sônicas. A porção magnetostritiva do guia de onda e o gerador do campo magnético de uma tal modalidade assim juntos agem como um transdutor enquanto o segmento inferior 133 do guia de onda 121 açfe novamente como uma corneta ultra-sônica. Um exemplo de um material magnetostritivo adequado e gerador de campo magnético é revelado na Patente U.S. 6.543.700, a revelação da qual é incorporsida aqui por referência na extensão que ela seja consistente com esta.

Embora todo o conjunto do guia de onda 150 seja ilustrado como sendo disposto dentro da câmara de alta pressão 55 do alojamento do injetor de combustível 23, é entendido que um ou mais componentes do conjunto do guia de onda podem ser total ou parcialmente dispostos exteriores à câmara de alta pressão, e podem até mesmo ser dispostos exteriores ao alojamento, sem se afastar do escopo dessa invenção. Por exemplo, onde um material magnetostritivo é usado, o gerador do campo magnético (amplamente, o dispositivo de excitação) pode ser disposto no corpo principal 25 ou outro componente do alojamento do injetor de combustível 23 e ser somente parcialmente exposto a ou completamente isolado da câmara de alta pressão 55. Em uma outra modalidade, o segmento superior 131 do guia de onda 121 e os anéis piezelétricos 147 (e colar 151) podem ficar localizados juntos exteriores à câmara de alta pressão 55 sem se afastar do escopo dessa invenção, contanto que a extremidade do terminal 123 do guia de onda seja disposta dentro da câmara de alta pressão.

Colocando os anéis piezelétricos 147 e o colar 151 ao redor do segmento superior 131 do guia de. onda 121, todo o conjunto do guia de onda 150 não precisa ser mais longo cio que o próprio guia de oncla (por exemplo, ern oposição ao comprimento cie um conjunto no qual um transdutor e corneta ultra-sônica são dispostos em uma disposição convencional cie extremidade com extremidade ou '‘'empilhada"). Como um exemplo, o conjunto do guia de onda geral 150 pode ter adequadamente um comprimento igual a aproximadamente rneio comprimento de onda ressonante (de outra forma geralmente citado como meio comprimento de onda) do guia de onda. Em particular, o conjunto do guia de onda 150 é adequaclarnente configurado para ressonar em uma freqüência ultra-sônica, na faixa de aproximadamente 15 kHz a aproximadamente 100 kHz, mais adequadamente na faixa de aproximadamente 15 kHz a aproximadamente 60 kHz e até mesmo mais adequadamente na faixa de aproximadamente 20 kHz a aproximadamente 40 kHz. O conjunto do guia cie onda de meio comprimento cie onda 150 operando em tais freqüências tem um comprimento geral respectivo (correspondendo com meio comprimento de oncla) na faixa de aproximadamente 133 mm a aproximadamente 20 mm, mais adequadamente na faixa de aproximadamente 133 mm a aproximadamente 37,5 mm e até mesmo mais adequadamente na faixa de aproximadamente 100 mm a aproximadamente 50 mm. Como um exemplo mais particular, o conjunto do guia de onda 150 ilustrado nas fiçjuras 8 e 9 é configurado para operação em uma freqüência de aproximadamente 4 0 kHz e tem um comprimento geral de aproximadamente 50. É entendido, entretanto, que o alojamento 23 pode ser suficienternente dimensionado para permitir que um conjunto de guia de onda tendo um comprimento de onda total seja disposto nele. É também entendido que em uma tal disposição, o conjunto do guia de onda pode compreender uma corneta ultra-sônica e transdutor em uma configuração empilhada.

Uma luva eletricamente não condutora 155 (que é cilíndrica na modalidade mostrada, mas pode ser formada de outra maneira) é acomodada na extremidade superior do colar 151 e se estende para cima a partir do colar para a extremidade superior da câmara de alta pressão 55. A luva 155 é também adequadamente construída de um material geralmente flexível. Como um exemplo, um material adequado do qual a luva 155 pode ser construída é um material de poliéterimido terrnoplástico amorfo disponível de General Electric Company, U.S.A., sob o nome comercial ULTEM. Entretanto, outros materiais eletricamente não condutores adequados, tal como materiais cerâmicos, podem ser usados para construir a luva 155 e permanecer dentro do escopo dessa invenção. A extremidade superior da luva 155 tem um flange anular integralmente formado 157 que se estende radialmente para fora dela e um conjunto de quatro fendas que se estendem longitudinalmente 159 definindo quatro abas geralmente flexíveis 161 na extremidade superior da luva. Um segundo flange anular 163 é formado integralmente com a luva 155 e se estende radialmente para fora da luva logo abaixo das fendas que se estendem longitudinalmente 159, isto é, em relação longitudinalmente espaçada com o flange anular 157 disposto na extremidade superior da luva.

Um anel de contato 165 construído de um material eletricamente condutor circunscreve a luva 155 intermediário aos flanges anulares longitudinalmente espaçados 157,163 da luva. Em uma modalidade, o anel de contato 165 é adequacla-mente construído de latão. É entendido, entretanto, que o anel de contato 165 pode ser construído de outros materiais adequados eletricamente condutores sem se afastar do escopo dessa invenção. É também entendido que um dispositivo de contato diferente de um anel, tal como um dispositivo de contato de ponto único, aba flexível e/ou carregada com mola ou outro dispositivo eletricamente condutor adequado, pode ser usado sem se afastar do escopo da invenção. Na modalidade ilustrada, a dimensão da seção transversal interna (por exemplo, o diâmetro) do anel de contato 165 é dimensionada ligeiramente menor do que a dimensão da seção transversal externa do segmento longitudinal da luva 155 que se estende entre os flanges anulares 157,163. 0 anel de contato 165 é inserido sobre a luva 155 impelindo o anel de contato telescopicamente para baixo sobre a extremidade superior da luva. A força do anel 165 contra o flange anular 157 na extremidade superior da luva 155 impele as abas 161 para flexionar (por exemplo, curvar) radialmente para dentro para permitir que o anel deslize para baixo além do flange anular formado na extremidade superior da luva e acomode o anel no segundo flange anular 163. As abas 161 elasticamente se movem de volta para fora em direção a sua posição inicial, provendo o engate por atrito entre o anel de contato 165 e a luva 155 e retendo o anel de contato entre os flanges anulares 157,163 da luva.

Um anel de guia 167 construído de um material eletricamente não condutor circunscreve e eletricamente isola o anel de contato 165. Como um exemplo, o anel de guia 167 pode ser construído (mas não precisa ser necessariamente) do mesmo material que a luva 163. Em uma modalidade, o anel de guia 167 é adequadamente retido na luva e mais adequadamente no anel de contato 165, por um ajuste de aperto ou atrito do anel de guia no anel de contato. Por exemplo, o anel de guia 167 pode ser um anel descontínuo rompido ao longo de uma fenda como ilustrado na figura 9. 0 anel de guia 167 é assim expansível circunferencialmente na fenda para encaixar o anel de guia sobre o anel de contato 165 e com a liberação subseqüente fecha de maneira elástica e segura ao redor do anel de contato.

Em uma modalidade particularmente adequaida, um nó de localização anular 169 se estende radialmente para dentro do anel de guia 167 e é receptível em uma ranhura anular 171 formada no anel de contato 165 para localizar apropriadamente o anel de guia no anel de contato. É entendido, entretanto, que o anel de contato 165 e o anel de guia 167 podem ser montados na luva 155 diferente de como ilustrado nas figuras 3 e 9 sem se afastar do escopo dessa invenção. Pelo menos uma, e mais adequadamente unia pluralidade de aberturas afiladas ou em formato tronco-cônico 173 é formada radialrnente através do anel de guia 167 para permitir acesso ao anel de contato 165 para entregar corrente elétrica para o anel de contato.

Como melhor observado na figura 5, uma luva iso-lante 175 construída de um material eletricamente não condutor adequado se estende através de uma abertura no dado do corpo principal 25 e tem uma extremidade de terminal em formato geralmente cônico 177 configurada para se assentar dentro de uma das aberturas 173 do anel de guia 167. A luva i-solante 175 é mantida no lugar por um ajuste adequado 179 que prende com rosqueamento no corpo principal 25 dentro da abertura 17 3 e tem uma abertura central através da qual a luva isolante se estende. Fiação elétrica adequada 181 se estende através da luva isolante 175 para contato elétrico com o anel de contato 165 em uma extremidade do fio e fica era comunicação elétrica na sua extremidade oposta (não mostrada) com uma fonte (não mostrada) de corrente elétrica.

Fiação elétrica adicional 183 se estende do anel de contato 165 para baixo ao longo do exterior da luva 155 dentro da câmara de alta pressão 55 e para comunicação elétrica com um elétrodo (não mostrado) disposto entre o anel piezelétrico mais superior 147 e o próximo anel piezelétrico inferior. Um fio separado 184 conecta eletricamente o elétrodo em um outro elétrodo (não mostrado) disposto entre o anel piezelétrico mais inferior 147 e o anel logo acima dele. 0 elemento de montagem 79 e/ou o guia de onda 121 provê- em o terra para a corrente entregue para os anéis piezelé-tricos 147. Em particular, um fio de terra 185 é conectado no elemento de montagem 7 9 e se estende até entre os dois anéis piezelétricos intermediários 147 para contato com um elétrodo (não mostrado) disposto entre eles. Opcionalmente, um segundo fio de terra (não mostrado) pode se estender de entre os dois anéis piezelétricos intermediários 147 para contato com um outro elétrodo (não mostrado) entre o anel piezelétrico mais superior e o colar 151.

Com referência particular agora às figuras <5, 6a, 8 e 9, o elemento de montagem 79 é adequadamente conectado no guia de onda 121 intermediário às extremidades 123,129 do guia de onda. Mais adequadamente, o elemento de montagem 79 é conectado no guia de onda 121 em uma região nodal do guia de onda. Como usado aqui, a "região nodal" do guia de onda 121 se refere a uma região ou segmento longitudinal do guia de onda ao longo do qual pouco (ou nenhum) deslocamento longitudinal ocorre durante a vibração ultra-sônica do guia de onda e o deslocamento transversal (por exemplo, radial na modalidade ilustrada) é geralmente maximizado. 0 deslocamento transversal do guia de onda 121 compreende adequadamente a expansão transversal do guia de onda, mas pode também incluir o movimento transversal (por exemplo, curvatura) do guia de onda.

Na modalidade ilustrada, a configuração do guia de onda 121 é tal que um plano nodal (isto é, um plano transversal ao guia de onda no qual nenhum deslocamento longitudinal ocorre enquanto o deslocamento transversal é geralmen- te maximizado) não está presente. Ao contrário, a região nodal do guia de onda ilustrado 121 é geralmente em formato de cúpula tal que em qualquer dada localização longitudinal dentro da região nodal, algum deslocamento longitudinal pode ainda estar presente enquanto o deslocamento primário do guia de onda é o deslocamento transversal. É entendido, entretanto, que o guia de onda 121 pode ser configurado adequadamente para ter um plano nodal (ou ponto nodal como ele é algumas vezes chamado) e que o plano nodal de um tal guia de onda é considerado como estando dentro do significado da região nodal como definida aqui. É também considerado que o elemento de montagem 79 pode ser disposto longitudinalmente acima ou abaixo da região nodal do guia de onda 121 sem se afastar do escopo da invenção. 0 elemento de montagem 79 é adequadamente configurado e disposto no injetor de combustível 21 para isolar de maneira vibratória o guia de onda 121 do alojamento do injetor de combustível 23. Isto é, o elemento de montagem 25 impede a transferência da vibração mecânica longitudinal e transversal (por exemplo, radial) do guia de onda 121 para o alojamento do injetor de combustível 23 enquanto mantendo a posição transversal desejada do guia de onda dentro da câmara de alta pressão 55 e permitindo o deslocamento loncfitudi-nal do guia de onda dentro do alojamento do injetor de combustível. Como um exemplo, o elemento de montagem 79 da modalidade ilustrada geralmente compreende um segmento interno anular 187 se estendendo transversalmente (por exemplo, rai-dialmente na modalidade ilustrada) para fora do guia de onda 121, um segmento externo anular 189 se estendendo transversal ao guia de onda em relação transversalmente espaçada com o segmento interno e uma rede de interligação anular 191 se estendendo transversalmente entre e interligando os segmentos interno e externo. Embora os segmentos interno e externo 187, 189 e a rede de interligação 191 se estendam continuamente ao redor da circunferência do guia de onda 121, é entendido que um ou mais desses elementos podem ser descontínuos ao redor do guia de onda, tal como na maneira de raios de roda, sem se afastar do escopo dessa invenção.

Na modalidade ilustrada na figura 6a, o segmento interno 187 do elemento de montagem 79 tem uma superfície superior geralmente plana que define o ombro 149 no qual o dispositivo de excitação 145, por exemplo, os anéis piezelé-tricos 147, é assentado. Uma superfície inferior 193 do segmento interno 187 é adequadamente contornada quando ela se estende de adjacente ao guia de onda 121 para sua conexão com a rede de interligação 191 e mais adequadamente tem um contorno de raio combinado. Em particular, o contorno da superfície inferior 193 na junção da rede 191 e do segmento interno 187 do elemento de montaçfem 7 9 é adequadamente um contorno de raio menor (por exemplo, um mais pronunciado, menos afilado ou mais semelhante a canto) para facilitar a distorção da rede durante a vibração do guia de onda 121. 0 contorno da superfície inferior 193 na junção do secfmento interno 187 do elemento de montagem 79 e do guia de onda 121 é adequadamente um contorno de raio relativamente mais largo (por exemplo, um mais afilado ou suave) para reduzir o es- tresse no segmento interno do elemento de montagem com a distorção da rede de interligação 191 durante a vibração do guia de onda. 0 segmento externo 189 do elemento de montagem 79 é configurado para se acomodar no ponto inferior contra um ombro formado pelo bocal 27 geralmente adjacente à extremidade superior 33 do bocal. Como melhor observado na figura 6, a dimensão da seção transversal interna (por exemplo, diâmetro interno) do bocal 27 é escalonada para dentro adjacente à extremidade superior 33 do bocail, por exemplo, longitudinalmente abaixo do elemento de montagem 7 9, de modo que o bocal fica longitudinalmente espaçado da superfície inferior contornada 193 do segmento interno 187 e rede de interligação 191 do elemento de montagem para permitir o deslocamento do elemento de montagem durante a vibração ul-tra-sônicai do guia de onda 121. 0 elemento de montagem 79 é adequadamente dimensionado na seção transversal de modo que pelo menos uma margem da borda externa do secpmento externo 189 fica disposta longitudinalmente entre o ombro do bocal 27 e a extremidade inferior 31 do corpo principal 25 do alojamento do injetor de combustível 23 (isto é, a superfície do corpo principal que se acomoda contra a extremidade superior 33 do bocal) . 0 elemento de retenção 2 9 do injetor de combustível 21 impele o bocal 27 e o corpo principal 25 juntos para prender a margem de borda do segmento externo do elemento de montagem 189 entre eles. A rede de interligação 191 é construída para ser relativamente mais fina do que os segmentos interno e exter- no 187, 189 do elemento de montagem 79 para facilitar a fle-xão e/ou a curvatura da rede em resposta à vibração ultra-sônica do guia de onda 121. Como um exemplo, em uma modalidade, a espessura da rede de interligação 191 do elemento de montagem 7 9 pode ser na faixa de aproximadamente 0,2 mm a aproximadamente 1 mm e mais adequadamente cerca de 0,4 mm. A rede de interligação 191 do elemento de montagem 79 compreende adequadamente pelo menos um componente axial 192 e pelo menos um componente transversal (por exemplo, radial na modalidade ilustrada) 194. Na modalidade ilustrada, a rede de interligação 191 tem um par de componentes axiais transversalmente espaçados 192 conectados pelo componente transversal 194 tal que a rede é geralmente em formato de U na seção transversal. É entendido, entretanto, que outras configurações que têm pelo menos um componente axial 192 e pelo menos um componente transversal 194 são adequadas, tais como em formato de L, em formato de K, em formato de Y, em formato de U invertido, em formato de L invertido e semelhantes, sem se afastar do escopo dessa invenção. Exemplos adicionais de configurações de rede de interligação adequada 191 são ilustrados e descritos na Patente U.S. 6.676.003, a revelação da qual é incorporada aqui por referência até a extensão em que ela seja consistente com esta.

Os componentes axiais 192 da rede 191 dependem dos segmentos interno e externo respectivos 187,189 do elemento de montagem e ficam geralmente em balanço com o componente transversal 194. Dessa maneira, o componente axial 192 é ca- paz de dinamicamente curvar e/ou flexionar em relação ao segmento externo 189 do elemento de montagem em resposta ao deslocamento vibratório transversal do segmento interno 187 do elemento de montagem para isolar, dessa maneira, o alojamento 23 do deslocamento transversal do guia de onda. 0 componente transversal 194 da rede 191 fica em balanço com os componentes axiais 192 tal que o componente transversal é capaz de dinamicamente curvar e flexionar em relação aos componentes axiais (e, portanto em relação ao segmento externo 189 do elemento de montagem) em resposta ao deslocamento vibratório axial do segmento interno 187 para isolar, dessa maneirai, o alojamento 23 do deslocamento axial do guia de onda.

Na modalidade ilustrada, o guia de onda 121 expande radialmente, bem como desloca ligeiramente no sentido axial na região nodal (por exemplo, onde o elemento de montagem 7 9 é conectado no guia de onda) com a excitação ultra-sônica do guiai de onda. Em resposta, o elemento de interligação em formato de U 191 (por exemplo, os componentes axial e transversal 192,194 do mesmo) geralmente curva e flexiona e mais particularmente rola em relação ao segmento externo fixo 189 do elemento de montagem 79, por exemplo, similar à maneira na qual uma cabeça de embolo de toalete rola com o deslocamento axial do cabo do êmbolo. Dessa maneira, a rede de interligação 79 isola o alojamento do injetor de combustível 23 da vibração ultra-sônica do guia de onda 121, e na modalidade ilustrada ela isola mais particularmente o segmento externo 189 do elemento de montagem do deslocamento vibratório do próprio segmento interno 187. Uma tal configuração de elemento de montagem 79 também provê largura de banda suficiente para compensar as trocas da região nodal que podem ocorrer durante a operação ordinária. Era particular, o elemento de montagem 79 pode compensar mudanças na localização em tempo real da região nodal que surgem durante a transferência real da energia ultra-sônica através do guia de onda 121. Tais mudanças ou trocas podem ocorrer, por exemplo, devido às mudanças na temperatura e/ou outras condições ambientais dentro da câmara de alta pressão 55.

Embora na modalidade ilustradai os segmentos interno e externo 187,189 do elemento de montagem 79 sejam dispostos geralmente na mesma localização longitudinal relati\^a ao guiai de onda, é entendido que os segmentos interno e externo podem ser longitudinalmente deslocados um do outro sem se afastar do escopo dessa invenção. É também considerado que a rede de interligação 191 possa compreender somente um ou mais componentes axiais 192 (por exemplo, o componente transversal 194 pode ser omitido) e permanecer dentro do escopo dessa invenção. Por exemplo, onde o guia de onda 121 tem um plano nodal e o elemento de montagem 79 está localizado no plano nodal, o elemento de montagem precisa somente ser configurado para isolar o deslocamento transversal do guia de onda. Em uma modalidade alternativa (não mostrada), é considerado que o elemento de montagem pode ser disposto em ou adjacente a uma região anti-nodal do guia de onda, tal como em uma das extremidades opostas 123,129 do guia de onda. Em uma tal modalidade, a rede de interligação 191 pode compreender somente um ou mais componentes transversais 194 para isolar o deslocamento axial do guia de onda (isto é, pouco ou nenhum deslocamento transversal ocorre na região anti-nodal).

Em uma modalidade particularmente adequada, o elemento de montagem 79 é de construção de peça única. Até mesmo mais adequadamente, o elemento de montagem 7 9 pode ser formado integralmente com o guia de onda 121 como ilustrado na. figura 6. Entretanto, é entendido que o elemento de montagem 79 pode ser construído separado do guia de onda 121 e permanecer dentro do escopo dessa invenção. É também entendido que um ou mais componentes do elemento de montagem 7 9 podem ser separadamente construídos e adequadamente conectados ou de outra forma montados juntos.

Em urna modalidade adequada, o elemento de montagem 79 é também construído para ser geralmente rígido (por exemplo, resistente ao deslocamento estático sob carga) de modo a manter o guia de onda 121 (e, portanto a agulha de válvula 52'') em alinhamento apropriado dentro da câmara de alta pressão 55. Por exemplo, o elemento de montagem rígido em uma modalidade pode ser construído de um material não elastomé-rico, mais adequadamente metal, e até mesmo mais adequadamente o mesmo metal do qual o guia de onda é construído. 0 termo rígido não é, entretanto, planejado para significar que o elemento de montagem é incapaz de flexão dinâmica e/ou curvatura em resposta à vibração ultra-sônica do guia de onda. Em outras modalidades, o elemento de montagem rígido pode ser construído de um material elastomérico que é sufici- entemente resistente ao deslocamento estático sob carga, mas é de outra forma capaz de flexão dinâmica e/ou curvatura em resposta à vibração ultra-sônica do guia de onda. Embora o elemento de montagem 79 ilustrado na figura 6 seja construído de um metal, e mais adequadamente construído do mesmo material que o guia de onda 121, é considerado que o elemento de montagem possa ser construído de outros materiais adequados geralmente rígidos sem se afastar do escopo dessa invenção .

Com referência novamente às figuras 6 e 8, a trajetória de fluxo ao longo da qual o combustível flui dentro dai câmara de alta pressão 55 do alojamento do injetor de combustível 23 é definida em psirte pelo espaçamento transversal entre a superfície interna do bocal 27 e a superfície externa do segmento inferior 133 do guia de onda 121 (por exemplo, abaixo do elemento de montagem 79), e entre a superfície interna do corpo principal 25 e as superfícies externas do dispositivo de excitação 145, do colar 151 e da luva 155 (por exemplo, acima do elemento de montagem) . A trajetória de fluxo do combustível fica em comunicação de fluido com a entrada de combustível 57 do corpo principal 25 do alojamento do injetor 23 geralmente na luva 155 tal que o combustível em alta pressão entrando na trajetória de fluxo a partir da entrada do combustível flui para baixo (na modalidade ilustrada) ao longo da trajetória de fluxo paira a ponta do bocal 81 para exaustão do bocal 27 via os orifícios de descarga 83. Como descrito previamente, o combustível adicional em alta pressão flui dentro da passagem interior 127 do guia de onda 121 entre o guia de onda e a agulha de válvula 51'..

Pelo fato de que o elemento de montagem 79 se estende transversal ao guia de onda 121 dentro da câmara de alta pressão 55, a extremidade inferior 31 do corpo principal 25 e a extremidade superior 33 dc> bocal 27 são adequadamente configuradas para permitir que a trajetória de fluxo do combustível se desvie geralmente ao redor do elemento de montagem quando o combustível flui dentro da câmara de alta pressão. Por exemplo, como ilustrado melhor na figura 10, canais adequados 199 são formados na extremidade inferior 31 do corpo principal 25 em comunicação de fluido com a trajetória de fluxo a montante do elemento, de montagem 7 9 e ficam alinhados com canais respectivos 201 formados na extremidade superior 33 do bocal 27 em comunicação de fluido com a trajetória de fluxo a jusante do elemento de montagem. Dessa maneira, o combustível em alta pressão fluindo da entrada de combustível 57 para baixo ao longo da trajetória de fluxo a montaurce do elemento de montagem 7 9 (por exemplo, entre o corpo principal 25 e a luva 155/colar 151/anéis piezelétri-cos 147) é encaminhado através dos canais 199 no corpo principal ao redor do elemento de montagem e através dos canais 201 no bocal 27 para a trajetória de fluxo a jusante do elemento de montagem (por exemplo, entre o bocal e o guia de onda 121).

Em uma modalidade, o injetor de combustível é operado por um sistema de controle adequado (não mostrado) para controlar a operação da válvula de solenóide e a operação do dispositivo de excitação 145. Tais sistemas de controle são conhecidos para aqueles versados na técnica e não precisam ser descritos mais aqui exceto até a extensão necessária. Ά menos que uma operação de injeção esteja ocorrendo, a agulha de vál\^ula 53 é impelida pela mola 111 no furo 35 do corpo principal 25 para sua posição fechada com a extremidade do terminal 115 da agulha de válvula em contato de vedação com a ponta do bocal 81 para fechar os orifícios de descarga 83. A válvula de solenóide provê um fechamento no recesso 95 formado na cabeça 87 do suporte do pino 47 para fechar o furo 97 que se estende longitudinalmente através do suporte do pino. Nenhuma corrente é suprida pelo sistema de controle para o conjunto do guia de onda na posição fechada da. aigulha de válvula 53. 0 combustível em alta pressão flui de uma fonte de combustível (não mostrada) para dentro do injetor de combustível 21 na entrada do combustível 57 do alojamento 23. Sistemas de entrega de combustível adequados para entregar o combustível pressurizado da fonte de combustível para o injetor de combustível 21 são conhecidos na técnica e não precisam ser descritos mais aqui. Em uma modalidade, o combustível em alta pressão pode ser entregue para o injetor de combustível 21 em uma pressão na faixa de aproximadamente 562,4 kg/cm2 (8.000 psi (550 bar)) a aproximadamente 2109 kg/cm2 (30.000 psi (2070 bar)). O combustível em alta pressão flui através do canal de distribuição superior 59 do corpo principal 25 para o vão anular 99 entre o corpo principal e o suporte do pino 47 e através do canal de alimenta- ção 101 do suporte do pino para dentro do canal interno 91 do suporte do pino acima do pino 93 e para cima através do furo 97 no suporte do pino. 0 combustível em alta pressão também flui através da trajetória de fluxo de alta pressão, isto é, através do canal de distribuição inferior 61 do corpo principal 25 para a câmara de alta pressão 55 para encher a câmara de alta pressão, tanto externo ao guia de onda 121 quanto dentro da passagem interior 127 do guia de onda. Nessa condição, o combustível em alta pressão acima do pino 93, junto com a orientação da mola 111, inibe o combustível em alta pressão na câmara de alta pressão 55 contra a impulsão da agulha de válvula 53 para sua posição aberta.

Quando o sistema de controle do injetor determina que uma injeção de combustível para o motor de combustão é necessária, a válvula de solenóide é energizada pelo sistema de controle para abrir o furo do suporte do pino 97 de modo que o combustível em alta pressão flui para fora do suporte do pino para o canal de retorno do combustível 71 na extremidade superior 37 do corpo principal 25 como combustível de pressão menor, dessa forma diminuindo a pressão do combustível atrás (por exemplo, acima) do pino 93 dentro do suporte do pino. Dessa maneira, o combustível em alta pressão na câmara de alta pressão 55 é agora capaz de impelir a agulha de válvula 53 contra a orientação da mola 111 para a posição aberta da agulha de válvula. Na posição aberta da agulha de válvula 53, a extremidade do terminal 115 da agulha de válvula fica suficientemente espaçada da ponta do bocal 81 nos orifícios de descarga 83 para permitir que o combustível na câmara de alta pressão 55 seja descarregado através dos orifícios de descarga.

Com a energização da válvula de solenóide para permitir que a agulha de válvula 53 se mova para a sua posição aberta, tal como aproximadamente de maneira simultânea com ela, o sistema de controle também direciona o gerador de corrente elétrica de alta freqüência para entregar corrente para o dispositivo de excitação 145, isto é, os anéis piezelétricos 147 na modalidade ilustrada, através do anel de contato 165 e fiação adequada 183 que eletricamente conecta o anel de contato nos anéis piezelétricos. Como descrito previamente, os anéis piezelétricos 147 são induzidos a expandir e contrair (particularmente na direção longitudinal do injetor de combustível 21) geralmente na freqüência ultra-sônica na qual a corrente é entregue para o dispositivo de excitação 145. A expansão e a contração dos anéis 147 fazem com que o segmento superior 131 do guia de onda 121 alongue e contraia de modo ultra-sônico (por exemplo, geralmente na mesma freqüência que os anéis piezelétricos expandem e contraem) . 0 alongamento e a contração do segmento superior 12'. 1 do guia de onda 121 dessa maneira excita o guia de onda (por exemplo, adequadamente na freqüência ressonante do guia de onda), e em particular ao longo do segmento inferior 133 do guia de onda, resultando na vibração ultra-sônica do guia de onda ao longo do segmento inferior e em particular na porção expandida 195 do segmento inferior na sua extremidade de terminal 123.

Com a agulha cie válvula 53 na sua posição aberta, o combustível em alta pressão na câmara de alta pressão 55 flui ao longo da trajetória de fluxo, e em particular além da extremidade do terminal vibrando de modo ultra-sônico 123 do guia de onda 121, para os orifícios de descarga 83 da ponta do bocal 81. Ά energia ultra-sônica é aplicada pela extremidade do terminal 123 do guia de onda 121 no combustível em alta pressão logo a montante (ao longo da trajetória de fluxo) dos orifícios de descarga 83 para geralmente ato-mizar o combustível (por exemplo, para diminuir o tamanho da goticula e estreitar a distribuição do tamanho da gotícula cio combustível que sai do injetor 21) . A energização ultra-sônica do combustível antes que ele saia dos orifícios de descarga 83 produz um borrifo pulsante, geralmente em formato de cone do combustível líquido atomizado entregue na câmara de combustão servida pelo injetor de combustível 21.

Na modalidade ilustrada das figuras 1-10 e como descrito previamente aqui, a operação do pino 93 e, portanto, da agulha de válvula 53, é controlada pela válvula de solenóide (não mostrada). É entendido, entretanto, que outros dispositivos, tal como, sem limitação, dispositivos acionados por carne, dispositivos operados piezelétricos ou magnetostritivos, dispositivos hidraulicamente operados ou outros dispositivos mecânicos adequados, com ou sem válvulas de amplificação de fluido, podem ser usados para controlar a operação da agulha de válvula sem se afastar do escopo dessa invenção.

Quando apresentando elementos da presente invenção ou suas modalidades preferidas, os artigos "um", "uma", "uns", "umas", "o", "a", "os", "as" e "dito" são planejados para significar que existem um ou mais dos elementos. Os termos "compreendendo", "incluindo" e "tendo" são planejados para serem inclusivos e significam que podem existir elementos adicionais além dos elementos listados.

Como várias mudanças poderíam ser feitas nas construções e métodos acima sem se afastar do escopo da invenção, é planejado que toda a matéria contida na descrição acima e mostrada nos desenhos acompanhantes seja interpretada como ilustrativa e não em um sentido limitador.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Injetor de combustível (21) para entregar combustível para um motor, o injetor de combustível (21) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um alojamento (23) tendo uma câmara de combustível interna (55) e pelo menos um orifício de descarga (83) em comunicação de fluido com a câmara de combustível (55), por meio do que o combustível sai do injetor de combustível (21) no pelo menos um orifício de descarga (83) para entrega para o motor; um elemento de válvula móvel em relação ao alojamento (23) entre uma posição fechada na qual o combustível dentro da câmara de combustível (55) é impedido contra a exaustão do alojamento (23) via o pelo menos um orifício de descarga (83), e uma posição aberta na qual o combustível pode ser descarregado do alojamento (23) via o pelo menos um orifício de descarga (83); um guia de onda ultra-sônico (121) separado do alojamento (23) e elemento de válvula, o guia de onda (121) sendo disposto pelo menos em parte dentro da câmara de combustível (55) para excitar de modo ultra-sônico o combustível dentro da câmara de combustível (55) antes do dito combustível sair através do pelo menos um orifício de descarga (83) na posição aberta do elemento de válvula; e um dispositivo de excitação (145) operável na posição aberta do elemento de válvula para excitar de modo ultra-sônico o dito guia de onda ultra-sônico (121).

2. Inj etor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) é alongado e é geralmente tubular ao longo de pelo menos uma porção do mesmo, a dita porção tubular tendo uma extremidade de terminal disposta dentro da câmara de combustível (55).

3. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção tubular do guia de onda (121) define uma passagem interior dentro do guia de onda (121), o dito elemento de válvula sendo alongado e pelo menos em parte se estendendo geralmente no sentido coaxial dentro da passagem interior da porção tubular do guia de onda (121) .

4. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) e o dispositivo de excitação (145) definem juntos um conjunto de guia de onda ultra-sônico (121), o dito conjunto de guia de onda ultra-sônico (121) tendo um comprimento de aproximadamente meio comprimento de onda.

5. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção tubular do guia de onda (121) tem uma parede lateral que se estende longitudinalmente, a dita parede lateral abrindo-se geralmente no sentido transversal para fora geralmente na extremidade de terminal da dita porção tubular.

6. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) é alongado e compreende um segmento de transdutor responsivo ao dispositivo de excitação (145) para vibrar de modo ultra-sônico, e um segmento de corneta ultra-sônica, o dito segmento de transdutor e dito segmento de corneta ultra-sônica sendo formados integralmente em relação de extremidade com extremidade longitudinalmente.

7. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento (23) é substancialmente isolado contra a transferência da energia ultra-sônica do guia de onda (121) para o alojamento (23) .

8. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetor de combustível (21) tem uma primeira trajetória de fluxo através da qual o combustível pressurizado é recebido pelo injetor de combustível (21) e direcionado para fluir através dela para o pelo menos um orifício de descarga (83) para exaustão do injetor de combustível (21), a dita primeira trajetória de fluxo sendo definida pelo menos em parte pela câmara de combustível (55) do alojamento (23) e uma segunda trajetória de fluxo através da qual o combustível flui em uma pressão menor do que uma pressão do combustível pressurizado fluindo através da primeira trajetória de fluxo, o injetor de combustível (21) tendo uma saída em comunicação de fluido com a segunda trajetória de fluxo para descarregar o combustível da dita segunda trajetória de fluxo.

9. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) tem um comprimento total de aproximadamente meio comprimento de onda.

10. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito guia de onda (121) é alongado e tem uma extremidade de terminal disposta dentro da câmara interna do combustível do alojamento (23), o dito guia de onda (121) tendo uma circunferência, a dita circunferência aumentando à medida que o guia de onda (121) se estende longitudinalmente do guia de onda (121) para a sua extremidade de terminal.

11. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) se estende geralmente no sentido longitudinal dentro da câmara de combustível (55) do alojamento (23), o guia de onda (121) sendo espaçado transversalmente do alojamento (23) dentro da câmara de combustível (55) para definir uma trajetória de fluxo entre o guia de onda (121) e o alojamento (23) ao longo da qual o combustível flui dentro da câmara de combustível (55) do alojamento (23) para o pelo menos um orifício de descarga (83) na posição aberta do elemento de válvula, a dita trajetória de fluxo estreitando quando a dita trajetória de fluxo se estende para a extremidade de terminal do guia de onda (121) .

12. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) se estende geralmente no sentido longitudinal dentro da câmara de combustível (55) do alojamento (23), o guia de onda (121) sendo espaçado transversalmente do alojamento (23) dentro da câmara de combustível (55), o dito espaçamento transversal estreitando para a dita extremidade de terminal do guia de onda (121) .

13. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) é geralmente cilíndrico e se estende no sentido longitudinal dentro da câmara de combustível (55) do alojamento (23), a extremidade de terminal do guia de onda (121) tendo um primeiro diâmetro externo, um segmento do dito guia de onda (121) adjacente à dita extremidade de terminal do guia de onda (121) tendo um segundo diâmetro externo substancialmente menor do que o dito primeiro diâmetro externo da extremidade de terminal do guia de onda (121) .

14. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) tem um comprimento e é disposto dentro da câmara de combustível (55) ao longo de substancialmente todo o comprimento do dito guia de onda (121) .

15. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) compreende um segmento de transdutor responsivo ao dispositivo de excitação (145) para vibrar de modo ultra-sônico e um segmento de corneta ultra-sônica, o dito segmento do transdutor e o dito segmento de corneta ultra-sônica sendo formados integralmente em relação de extremidade com extremidade longitudinalmente.

16. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda ultra-sônico (121) e o dispositivo de excitação (145) define um conjunto do guia de onda (121), o dito conjunto do guia de onda (121) sendo alongado e tendo um comprimento total de aproximadamente meio comprimento de onda.

17. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) se estende no sentido longitudinal inteiramente dentro da câmara de combustível (55) do alojamento (23), o dito injetor de combustível (21) também compreendendo um elemento de montagem para montagem do guia de onda (121) dentro do dito alojamento (23), o dito elemento de montagem estando em contato com o guia de onda (121) e preso no alojamento (23) em uma localização espaçada transversalmente do dito guia de onda (121) .

18. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de montagem é configurado para substancialmente isolar de modo vibratório o alojamento (23) do guia de onda (121) .

19. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um sistema de controle para operar o injetor de combustível (21) para direcionar o combustível dentro da câmara de combustível (55) do alojamento (23) para ser descarregado do alojamento (23) através do pelo menos um orifício de descarga (83).

20. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) é alongado e tem um comprimento, o dito guia de onda (121) sendo tubular ao longo de todo o seu comprimento tal que a passagem interior do guia de onda (121) se estende ao longo de todo o comprimento do guia de onda (121) .

21. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda (121) é disposto inteiramente dentro da câmara de combustível (55) do alojamento (23) e tem uma extremidade oposta à extremidade do terminal, a dita extremidade oposta sendo aberta para permitir que o combustível na câmara de combustível (55) flua dentro da passagem interior do guia de onda (121) ao longo de substancialmente todo o comprimento do dito guia de onda (121) .

22. Injetor de combustível (21), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento (23) é substancialmente isolado de modo vibratório do guia de onda (121) .