ES2296827T3 - Injector unificado y modificado para funcionamiento estimulado ultrasonicamente. - Google Patents

Abstract

Aparato inyector unitario, ultrasónico, de combustible para la inyección de combustible líquido a presión en un motor de combustión interna (30), que acciona el inyector (31) mediante, por lo menos, una leva (27) en la culata que entra en contacto con un empujador (25) de la leva, comprendiendo el aparato: un cuerpo de válvula (33) que define: una cavidad configurada para alojar en la misma, por lo menos, una primera parte (38) de la aguja (36) de un inyector, estando dicha cavidad definida, por lo menos en parte, mediante una pared (40) que es transparente a los campos magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas y que está definida mediante un inserto que está configurado como un elemento cilíndrico anular, un recinto de descarga (17) que comunica con dicha cavidad y configurado para recibir combustible líquido a presión y, por lo menos, una segunda parte de dicha aguja (36) de inyector, una trayectoria (115) del combustible que comunica con dicho recinto de descarga (17) y configurado para suministrar el combustible líquido a presión a dicho recinto de descarga (17), y un orificio de salida (21) que comunica con dicho recinto de descarga (17) y configurado para recibir el combustible líquido a presión desde dicho recinto de descarga (17) y hacer pasar el combustible líquido al exterior de dicho cuerpo de válvula (33); unos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, estando llevados a cabo dichos medios, por lo menos en parte, mediante dicho cuerpo de válvula (33); una aguja (36) de un inyector que tiene una primera parte (38) dispuesta en dicha cavidad, y una segunda parte dispuesta en dicho recinto de descarga (17), estando formada dicha primera parte (38) de dicha aguja (36) de inyector por un material magnetoestrictivo sensible a los campos magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas; un detector (51) configurado para indicar cuando el inyector (31) está inyectando combustible líquido a presión en el motor de combustión interna (30); y un control (47) conectado a dicho detector (51) y a dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, estando configurado dicho control (47) para activar dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas cuando dicho detector (51) indica que el inyector (31) está inyectando combustible en la cámara de combustión (20) del motor.

Description

Inyector unificado y modificado para funcionamiento estimulado ultrasónicamente.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un aparato y a un método para inyectar combustible en una cámara de combustión, y en particular a un inyector de combustible unitario o de tipo inyector-bomba para motores que utilizan levas en la culata para accionar los inyectores.

Los motores Diesel para locomotoras utilizan inyectores de combustible unitarios o de tipo inyector-bomba que están accionados mediante levas en la culata. Uno de dichos típicos inyectores convencionales unitarios está representado esquemáticamente en la figura 1A y está designado globalmente mediante el numeral (10). Este inyector unitario (10) incluye un cuerpo de válvula (11) que está dispuesto en una tuerca (29) de inyector. El cuerpo de válvula (11) aloja una válvula de aguja que puede ser forzada a la posición de cierre de la válvula para impedir que el inyector inyecte combustible a una de las cámaras de combustión del motor, la cual está indicada globalmente mediante el numeral (20).

Tal como se muestra en la figura 1B, que ilustra una vista en sección transversal a mayor escala del cuerpo de válvula (11) de la figura 1A, la válvula de aguja incluye un asiento de válvula (12) de forma cónica que está definido en el interior hueco del cuerpo de válvula (11) y puede acoplarse con una punta (13) de forma cónica del extremo de una aguja (14), y contra la misma. El interior hueco del cuerpo de válvula (11) define además una trayectoria (15) del combustible que conecta con un depósito de combustible (16) y con un recinto de descarga (17) que está dispuesto más abajo de la válvula de aguja. Cada uno de los varios canales de salida (18) está conectado habitualmente al recinto de descarga (17) por medio de un orificio de entrada (19) y a la cámara de combustión (20) por medio de un orificio de salida (21) en cada uno de los extremos opuestos de cada canal de salida (18). La válvula de aguja controla si se permite que el combustible fluya desde el depósito de almacenamiento (16) hacia el recinto de descarga (17), y a través de los canales de salida (18) hacia la cámara de combustión (20).

Tal como se muestra en la figura 1B, la punta (13) de forma cónica de un extremo de la aguja (14), que está alojada en el interior hueco del cuerpo de válvula (11), es forzada para realizar un contacto de cierre con el asiento de válvula (12) mediante un resorte (22) (figura 1A). Tal como se muestra en la figura 1A, una jaula (28) aloja un resorte (22), de manera que está dispuesto para aplicar su fuerza antagonista contra el extremo opuesto de la aguja (14). Una bomba de combustible (23) está dispuesta encima del extremo de la aguja (14) forzada mediante el resorte, y está alineada axialmente con la aguja (14). Otro resorte (24) desvía un empujador (25) de la leva que está dispuesto encima y alineado axialmente con cada una de las bombas de combustible (23) y con el extremo de la aguja (14) forzado por el resorte. El empujador (25) de la leva establece contacto con el pistón (26) que produce la acción de bombeo de la bomba que obliga al combustible a presión a penetrar en el cuerpo de válvula (11) de inyector. Una leva (27) situada en la culata acciona de manera cíclica el empujador (25) de la leva para vencer la fuerza antagonista del resorte (24) y comprimir en sentido descendente el pistón (26) el cual de acuerdo con ello acciona la bomba de combustible (23). El combustible que es bombeado hacia el cuerpo de válvula (11) mediante la actuación de la bomba (23), eleva hidráulicamente la punta (13) de forma cónica de la aguja (14), alejándola del contacto con el asiento de válvula (12) y de este modo abre la válvula de aguja y obliga a una carga de combustible a salir por los orificios de salida (21) de inyector (10) hacia la cámara de combustión (20) que es abastecida mediante el inyector.

Sin embargo, los orificios de salida de inyector pueden quedar obstruidos y afectar negativamente de este modo a la cantidad de combustible que puede penetrar en la cámara de combustión. Además, es deseable mejorar la eficiencia del combustible de estos motores, de tal modo que se reduzcan las emisiones no deseadas debidas al proceso de combustión realizado por dichos motores.

El objetivo de conseguir una combustión más eficiente, que incrementa la potencia y reduce la contaminación debida al proceso de combustión, mejorando de este modo el rendimiento de los inyectores, se ha intentado realizarlo, en gran parte, disminuyendo el tamaño de los orificios de salida de inyector y/o incrementando la presión del combustible líquido suministrado al orificio de salida. Cada una de estas soluciones pretende incrementar la velocidad del combustible que sale por los orificios de inyector.

Sin embargo, estas soluciones introducen problemas propios tales como: la necesidad de utilizar metales especiales; problemas de engrase; la necesidad de acabados micrométricos en las partes móviles; la necesidad de redondear los pasos internos del combustible; altos costes; e inyección directa. Por ejemplo, depender de orificios más pequeños significa que los orificios se obstruyen más fácilmente. Depender de presiones más elevadas, dentro de la gama de 1.500 bar a 2.000 bar, significa que deben utilizarse metales especiales que sean suficientemente resistentes para resistir estas presiones sin deformarse, de una manera que modifique las características de inyector o que llegue incluso a destruirlo. Dichos metales especiales incrementan el coste de inyector. Las presiones más elevadas crean asimismo problemas de engrase que no pueden ser resueltos confiando en aditivos en el combustible para la lubricación de las partes móviles de inyector. Otros medios de engrase tales como la aplicación de un acabado micrométrico en las partes metálicas móviles, precisan unos costes muy elevados. Dichas presiones elevadas crean asimismo problemas de desgaste en los pasos internos de inyector que deben ser contrarrestados redondeando los pasos, lo cual requiere un mecanizado que es costoso de llevar a cabo. Estos problemas de desgaste erosionan también los orificios de salida, y dicha erosión modifica el carácter del penacho o chorro de inyector a lo largo del tiempo y afecta al rendimiento. Además, para alcanzar estas presiones más elevadas, la bomba de combustible debe estar situada junto al inyector para una inyección directa en vez de estar dispuesta a una cierta distancia de inyector.

Es conocida la utilización de la energía ultrasónica para mejorar la atomización del combustible inyectado en una cámara, y en este terreno se han realizado avances, tal como se pone en evidencia mediante las patentes USA de propiedad común Nº 5.803.106, 5.868.153 y 6.053.424. Estas patentes implican habitualmente el acoplamiento de un transductor ultrasónico en un extremo de un cuerno ultrasónico, mientras que el extremo opuesto del cuerno está sumergido en el combustible en la proximidad de los orificios de salida de inyector, y hace que vibre a frecuencias ultrasónicas. No obstante, los inyectores de combustible unitarios no pueden estar provistos de dichos transductores ultrasónicos debido a la disposición de la bomba de combustible, del empujador de la leva y de las levas en la culata alineadas axialmente con la aguja de inyector.

La patente USA 4.389.999 A da a conocer un inyector de combustible que incluye una válvula de retención que está sometida a vibraciones ultrasónicas. El inyector comprende una bobina de accionamiento para inducir oscilaciones ultrasónicas, y una válvula que comprende material magnetoestrictivo. Según las explicaciones de la patente USA 4.389.999 A, la totalidad del eje está formada por un material magnetoestrictivo y está dispuesto en contacto con el combustible que entra a través de los medios de entrada.

Características de la invención

En la descripción siguiente se desarrollarán en parte los objetivos y ventajas de la invención, que pueden ser obvios a partir de la descripción, o pueden aprenderse mediante la práctica de la invención.

Según un primer aspecto de la presente invención, el inyector unitario, accionado mediante levas en la culata es reconvertido con una aguja que tiene una parte alargada que está compuesta de material magnetoestrictivo. La parte del cuerpo de inyector que rodea la parte magnetoestrictiva de la aguja reconvertida puede ser hueca y estar provista de un inserto de forma anular que define una pared que rodea la parte magnetoestrictiva de la aguja reconvertida. Esta pared está compuesta por un material que es transparente a los campos magnéticos que oscilan a frecuencias ultrasónicas, y puede utilizarse material cerámico para formar el inserto de forma anular.

La parte exterior de la pared está rodeada por una bobina que puede inducir un campo magnético variable en la zona ocupada por la parte magnetoestrictiva, y hace que la parte magnetoestrictiva vibre a frecuencias ultrasónicas. Esta vibración hace que la punta de la aguja que está dispuesta en el combustible líquido cerca de la entrada del recinto de descarga y de los canales que conducen a los orificios de salida de inyector, vibre a frecuencias ultrasónicas y, por consiguiente somete el combustible a estas vibraciones ultrasónicas. La estimulación ultrasónica del combustible cuando sale por el orificio de salida, permite que el inyector consiga el rendimiento deseado trabajando a presiones menores y con orificios de salida mayores que las soluciones convencionales que están enfocadas a incrementar la velocidad del combustible que sale de inyector.

Según otro aspecto de la presente invención, está dispuesto un control para el accionamiento de la señal que oscila de forma ultrasónica. El control está configurado de manera que el accionamiento de la señal ultrasónica oscilatoria que es suministrada a la bobina, solamente se produce cuando las levas de la culata están accionando el inyector, de manera que permite que el combustible fluya a través de inyector y hacia la cámara de combustión desde los orificios de salida de inyector. De este modo, el control actúa de manera que la vibración ultrasónica del combustible solamente se produce cuando el combustible está fluyendo a través de inyector y hacia la cámara de combustión desde los orificios de salida de inyector. Este control puede incluir un detector, tal como un transductor de presión, que está dispuesto en el empujador de la leva e incluye un transductor piezoeléctrico.

Además, los inyectores pueden estar fabricados según la presente invención como equipo original más que como reconversiones.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A es una vista en sección transversal de un inyector convencional unitario de combustible, accionado mediante levas en la culata.

La figura 1B es una sección transversal a mayor escala, de una parte del cuerpo de válvula de inyector convencional unitario de combustible de la figura 1A.

La figura 2 es una representación en forma de diagrama de una vista parcial, en perspectiva, con partes mostradas en transparencia (líneas de trazos) de una realización del aparato de la presente invención.

La figura 3 es una vista parcial, en perspectiva, de un ejemplo del cuerpo de válvula del aparato de la presente invención con partes cortadas y partes mostradas en sección transversal, y estructuras del entorno mostradas en transparencia (líneas de trazos encadenados).

La figura 4 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea indicada mediante 4-4 en la figura 3.

La figura 5 es una vista, en perspectiva, a mayor escala, de una parte de un ejemplo del cuerpo de válvula del aparato de la presente invención con partes cortadas y partes mostradas en sección transversal, y componentes del entorno mostrados de manera esquemática.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

A continuación se hará referencia detallada a las realizaciones de la invención actualmente preferentes, de las cuales se ilustran uno o varios ejemplos en los dibujos adjuntos. Cada uno de los ejemplos se facilita a modo de explicación de la invención, pero no como limitación de la invención. En realidad, para los expertos en la técnica será evidente que pueden realizarse diversas modificaciones y variaciones de la presente invención sin apartarse del ámbito o del espíritu de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización, pueden ser utilizadas en otra realización para producir todavía una realización adicional. De este modo, se pretende que la presente invención abarque dichas modificaciones y variaciones como si estuvieran dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas y de sus equivalentes. En la totalidad de los dibujos y de la descripción, los mismos numerales están asignados a los mismos componentes.

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "líquido" se refiere a una forma amorfa (no cristalina) de la materia, intermedia entre gases y sólidos, en la cual las moléculas están mucho más concentradas que en los gases pero mucho menos concentradas que en los sólidos. Un líquido puede tener un componente único, o estar compuesto por múltiples componentes. Los componentes pueden ser otros líquidos, sólidos y/o gases. Por ejemplo, una característica de los líquidos es su capacidad de fluir como resultado de la aplicación de una fuerza. Los líquidos que fluyen inmediatamente como consecuencia de la aplicación de una fuerza y para los cuales la magnitud del caudal es directamente proporcional a la fuerza aplicada, se denominan generalmente líquidos newtonianos. Algunos líquidos tienen respuestas del flujo anormales cuando se les aplica una fuerza, y presentan propiedades del flujo no newtonianas.

Un pulverizador típico incluye una amplia diversidad de tamaños de las pequeñas gotas. Las dificultades en la especificación de la distribución del tamaño de las gotitas han conducido a la utilización de diversas expresiones del diámetro. Tal como se utiliza en esta descripción, el diámetro medio Sauter (SMD) representa la proporción del volumen con respecto al área superficial de la pulverización (es decir, el diámetro de una gotita cuya proporción de superficie a volumen es igual a la de la totalidad de la pulverización).

Según la presente invención, tal como se muestra de manera esquemática en la figura 2, que no está necesariamente a escala, un motor de combustión interna (30) con inyectores de combustible unitarios (31) (de los cuales solamente se muestra uno en la figura 2) accionados por medio de una leva (27) en la culata, constituye la planta energética de un aparato a modo de ejemplo, que se muestra de manera esquemática y que está designado mediante el numeral (32). Dicho aparato (32) podría ser casi cualquier dispositivo que requiera una planta energética y podría incluir, pero sin limitación, una planta generadora de energía eléctrica estacionaria, un vehículo terrestre tal como una locomotora de ferrocarril por ejemplo, un vehículo aéreo tal como un aeroplano o una embarcación marina movida por un motor diesel, tal como un buque que navegue por el mar.

El aparato inyector ultrasónico de combustible de la presente invención se indica globalmente en la figura 2 mediante el numeral de designación (31). El inyector unitario (31) difiere de inyector unitario convencional (10) descrito anteriormente, principalmente por la configuración del cuerpo de válvula (33) y la aguja (36), y por la adición de un detector, un control y una fuente de energía ultrasónica, estando estas diferencias descritas más adelante. Las características restantes y el funcionamiento de inyector (31) de la presente invención son los mismos que los de inyector convencional unitario (10).

En la figura 3 se muestra una realización del cuerpo de válvula (33) de inyector (31), en una vista en perspectiva que está cortada parcialmente, y en la figura 4 en una vista en sección transversal. El cuerpo de válvula (33) del aparato de inyector ultrasónico unitario de combustible incluye una tobera (34), un cuerpo envolvente (35) y una aguja (36) de inyector. Las dimensiones exteriores del cuerpo de válvula (33) corresponden a las del cuerpo de válvula convencional (11) para el inyector convencional (10) y de este modo encajan en el interior de la tuerca convencional (29) de inyector. Sin embargo, a diferencia del cuerpo de válvula convencional (11), el cuerpo de válvula (33) de la presente invención puede incluir una vaina de acero de dos piezas que comprende una tobera (34) y un cuerpo envolvente (35).

La tobera (34) es hueca en la mayor parte de la longitud de su eje longitudinal central y está configurada para alojar en su interior la parte de la aguja de inyector (36) que tiene la punta (13) de forma cónica. La parte hueca del cuerpo de válvula define el mismo depósito de combustible (16) que el cuerpo de válvula convencional (11). El depósito (16) está configurado para recibir y almacenar una acumulación de combustible a presión además de disponer el paso a través del mismo de una parte de la aguja (36) de inyector. La parte hueca de la tobera (34) del cuerpo de válvula (33) define además el mismo recinto de descarga (17) que el cuerpo de válvula convencional (11). El recinto (17) se comunica con el depósito (16) de combustible y está configurado para recibir combustible líquido a presión. La forma de la parte hueca generalmente es simétrica en sentido cilíndrico para alojar la forma exterior de la aguja (36), pero se diferencia de la forma de la aguja en diferentes partes a lo largo del eje central del cuerpo de válvula (33) para alojar el depósito (16) de combustible y el recinto de descarga (17). Las partes huecas de forma diferente que están dispuestas a lo largo del eje central de la tobera (34), generalmente están comunicadas entre sí e interactúan con la aguja (36) de la misma manera que estas mismas características lo harían en el cuerpo de válvula convencional (11) de inyector convencional (10).

La parte hueca de la tobera (34) del cuerpo de válvula (33), define asimismo un asiento de válvula (12) que está configurado, al igual que en el inyector convencional, como una sección cónica truncada que conecta por un extremo con la abertura del recinto de descarga (17), y por el extremo opuesto está configurado en comunicación con el depósito de combustible (16). De este modo, el recinto de descarga (17) está conectado al depósito de combustible a través del asiento de válvula (12) de la misma manera que el cuerpo de válvula convencional (11).

En el cuerpo de válvula (33), al igual que en el cuerpo de válvula convencional (11), por lo menos uno y deseablemente más de un orificio (21) de salida de la tobera están definidos a través de la extremidad inferior de la tobera (34) de inyector. Cada orificio (21) de salida de la tobera está conectado al recinto de descarga (17) a través de un canal de salida (18) definido a través de la extremidad inferior del cuerpo de válvula de inyector y de un orificio de entrada (19) definido a través de la superficie interior que define el recinto de descarga (17). Cada canal (18) y sus orificios (19), (21) pueden tener un diámetro inferior a 0,1 pulgadas (2,54 mm) aproximadamente. Por ejemplo, el canal (18) y sus orificios (19), (21) pueden tener un diámetro desde aproximadamente 0,0001 hasta aproximadamente 0,1 pulgadas (0,00254 a 2,54 mm). Como ejemplo adicional, el canal (18) y sus orificios (19), (21) pueden tener un diámetro desde aproximadamente 0,001 hasta aproximadamente 0,01 pulgadas (0,0254 a 0,254 mm). Se ha hallado que los efectos beneficiosos de la vibración ultrasónica del combustible antes de que el combustible abandone el orificio de salida (21) de inyector (31) se producen sin tener en cuenta el tamaño, forma, posición y número de canales (18) y de los orificios (19), (21) de dicho inyector.

Tal como se muestra en la figura 4, el cuerpo de la tobera (34) de inyector define asimismo una trayectoria (115) que está configurada y dispuesta, forzada del eje, en el interior del cuerpo de la válvula de inyector. La trayectoria (115) del combustible está configurada para suministrar combustible líquido a presión al depósito (16) de combustible, y está conectada al depósito (16) de combustible y comunica con el recinto de descarga (17).

En la reconversión de un cuerpo de válvula convencional (11) para formar el cuerpo de válvula (33), las modificaciones del cuerpo de válvula (11) de inyector unitario incluyen un nuevo posicionado de los tres pasos (15) de alimentación de combustible. El material de la tobera (SAE 51501) fue eliminado del cuerpo envolvente (35) del cuerpo de válvula (33) en la parte correspondiente a la longitud axial mínima deseada del orificio axial del cuerpo de válvula (33). Esta longitud deseada es un tercio de la longitud total, la cual es la distancia teórica desde el orificio del cuerpo de válvula (33), a la cual la presión del combustible alcanza un valor mínimo. La nueva posición de los pasos de combustible requiere taponar los pasos (15) originales del cuerpo de válvula convencional (11) y la mecanización de nuevos pasos (115) a una distancia radial mayor de la línea de centros. El nuevo posicionado de los pasos (115) de alimentación de combustible fue realizado para dejar un volumen suficiente en el interior del cuerpo envolvente (35) del cuerpo de válvula (33) para la bobina eléctrica (descrita más adelante).

Tal como se muestra en la figura 3, un extremo del cuerpo envolvente (35) está configurado para acoplarse a la tobera (34). El extremo opuesto del cuerpo envolvente (35) está configurado para acoplarse a la jaula (28) del resorte (mostrada en líneas de trazos en la figura 3) que contiene el resorte (22) que desvía la posición de la aguja (36) al igual que en el inyector convencional (10). Las consideraciones de diseño para el cuerpo envolvente (35) incluían el mantenimiento de un área superficial adecuada para el cierre, y un volumen interno suficiente para la bobina eléctrica (descrita más adelante). El objetivo de este diseño del cuerpo envolvente (35) es el de reducir la concentración de tensiones al mínimo y evitar las fugas de combustible a alta presión entre las partes acopladas. La estanqueización del combustible a alta presión se realiza en este inyector particular mediante las superficies acopladas entre sí de las piezas que están sujetas mediante la tuerca (29) de inyector. Las superficies de cierre o superficies de contacto deben estar dimensionadas de tal manera que la presión de contacto sea significativamente mayor que la presión de pico de inyección que debe ser retenida. La presión estática en el interior de la tobera (34) es asimismo la presión de cierre entre la tobera (34) y el cuerpo envolvente (35) encajado. La presión de cierre incluía un factor de seguridad del cierre de 1,62 para una presión pico estimada de la inyección de 103 MPa (15.000 psi).

Tal como se ilustra en la figura 3, por ejemplo, otra posición crítica en la cual deben evitarse las fugas de combustible a alta presión es el volumen anular entre la superficie exterior de la aguja (36) y la superficie interior (37) que define el orificio axial en el interior del cuerpo de válvula (33). El orificio interior (37) del cuerpo de válvula (33) y la aguja (36) dispuesta en el mismo están ajustados de manera selectiva para mantener unos espacios libres y unas fugas, mínimos. Un valor de 0,005 mm (0,0002 pulgadas) es un espacio libre típico máximo entre el diámetro exterior de la aguja (36) y el diámetro del orificio (37) dispuesto inmediatamente antes del depósito (16) en la tobera (34).

La configuración y el funcionamiento de la válvula de aguja de inyector (31) de la presente invención son los mismos que en el inyector convencional (10) descrito anteriormente. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4, el segundo extremo de la aguja (36) de inyector define una punta conformada con una superficie cónica (13) que está configurada para acoplarse y para realizar el cierre contra una parte del asiento de válvula (12) de forma cónica, definido en la parte hueca del cuerpo de válvula (33) de inyector. El extremo opuesto de la aguja (36) de inyector está conectado de modo que desvía la aguja a una posición que coloca la superficie cónica (13) de la aguja (36) de inyector en un contacto de cierre con la superficie cónica del asiento de válvula (12), de manera que impide que el combustible salga del conducto (115) del combustible pasando hacia el depósito de almacenamiento (16), hacia el recinto de descarga (17) y a través de los canales de salida (18), salga por los orificios (21) de salida de la tobera y hacia la cámara de combustión (20). Tal como se muestra de manera esquemática en la figura 3, al igual que en el inyector convencional (11), un resorte (22) proporciona un ejemplo de unos medios para desviar la superficie cónica (13) de la aguja (36) de inyector, hasta hacer contacto de cierre con la superficie cónica (12) del asiento de válvula. De este modo, cuando la aguja (36) de inyector está dispuesta en su orientación forzada, el combustible no puede fluir únicamente bajo la fuerza de la gravedad, desde el conducto (115) del combustible saliendo por los orificios (21) de salida de la tobera y hacia la cámara de combustión (20) en la cual está dispuesto el extremo inferior de inyector (31) de combustible.

Tal como se muestra de manera convencional y esquemática, por ejemplo en la figura 2, el accionamiento de la leva (25) actúa a través de la bomba (23) para vencer la fuerza antagonista del resorte (24) y obligar al extremo cónico de la aguja de inyector a separarse del asiento de forma cónica de la válvula. Esto abre la válvula de modo que permite el flujo de combustible hacia el recinto de descarga, saliendo por los orificios (21) de salida de la tobera de inyector de combustible (31) hacia la cámara de combustión (20) del motor (30) del aparato (32). Esto se lleva a cabo tal como en los inyectores convencionales unitarios (10) descritos anteriormente, es decir, mediante la actuación de una bomba (23) que obliga al combustible a presión a levantar hidráulicamente la aguja (36), venciendo la fuerza antagonista del resorte (22).

Tal como se utiliza en la presente descripción, el término "magnetoestrictivo" se refiere a la propiedad de una muestra de material ferromagnético que tiene como resultado cambios en las dimensiones de la muestra, dependiendo de la dirección y de la magnitud de la magnetización de la muestra. Un material magnetoestrictivo que es sensible a los cambios magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas, significa que una muestra de dicho material magnetoestrictivo puede cambiar sus dimensiones a frecuencias ultrasónicas.

Según la presente invención, la aguja de inyector define, por lo menos una primera parte (38) que está configurada para estar dispuesta en el orificio central axial (37) definido en el interior del cuerpo de válvula (33). Por ejemplo, tal como se muestra en las figuras 3 y 4, la primera parte (38) de la aguja (36) de inyector está indicada mediante punteado y está formada por material magnetoestrictivo que es sensible a los campos magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas. La longitud de la primera parte (38) compuesta por material magnetoestrictivo puede ser de un tercio aproximadamente de la longitud total de la aguja (36). No obstante, si se desea, la totalidad de la aguja (36) puede estar formada del material magnetoestrictivo. Un material magnetoestrictivo adecuado lo proporciona una aleación magnetoestrictiva ETREMA-TERFENOL-D® que puede unirse al acero para formar la aguja de inyector. La aleación magnetoestrictiva ETREMA-TERFENOL-D® puede ser suministrada por ETREMA Products, Inc. de Ames, Iowa. 50010. Otros materiales magnetoestrictivos adecuados son níquel y Permalloy.

Mediante la aplicación de un campo magnético alineado a lo largo del eje longitudinal de la aguja (36) de inyector, la longitud de esta primera parte (38) de la aguja (36) de inyector aumenta o disminuye ligeramente en dirección axial. Al eliminar el campo magnético mencionado anteriormente, la longitud de esta primera parte (38) de la aguja (36) de inyector vuelve a su longitud sin magnetizar. Por otra parte, el tiempo durante el cual se produce la dilatación y la contracción es suficientemente corto, de tal modo que la aguja (36) de inyector puede dilatarse y contraerse a una velocidad que entra dentro de las frecuencias ultrasónicas, es decir, de 15 kiloherzios a 500 kiloherzios. La longitud total de la aguja (36) en el estado sin magnetizar de la aguja, es la misma que la longitud total de la aguja convencional (14).

Adicionalmente, según la presente invención, el orificio axial (37) del cuerpo de válvula (33) de inyector está definido, por lo menos en parte, mediante una pared (40) que está compuesta por un material que es transparente a los campos magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas. Tal como se expresa en esta descripción y se muestra en las figuras 3 y 4, por ejemplo, esta pared (40) puede estar compuesta por una parte no metálica definida por un inserto o elemento postizo compuesto por un material cerámico tal como bióxido de zirconio parcialmente estabilizado, que puede ser suministrado por Coors Ceramic Company de Golden, Colorado. El inserto (40) define la parte de la pared del orificio axial (37) que es transparente a los campos magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas. El material cerámico de bióxido de zirconio parcialmente estabilizado del revestimiento (40) tiene excelentes propiedades materiales y satisface los requisitos para un material no conductor entre la bobina (descrita más adelante) y la aguja (36). El bióxido de zirconio parcialmente estabilizado tiene una resistencia a la compresión y una resistencia a la rotura relativamente elevadas comparado con otros materiales cerámicos técnicos disponibles.

El inserto (40) actúa como un revestimiento que está formado como un elemento cilíndrico anular que está dispuesto en una parte hueca del cuerpo envolvente (35). La superficie interior (39) del inserto (40) está dispuesta de modo que coincide con la primera parte (38) de la aguja (36) de inyector que está dispuesta en el interior del orificio axial (37) del cuerpo de válvula (33) de inyector (31). Tal como se muestra en la figura 4, por ejemplo, la parte interior hueca (39) del inserto (40) del cuerpo de válvula (33) define una cavidad cilíndrica que está configurada para alojar en su interior, por lo menos, una primera parte (38) de la aguja (36) de inyector. La longitud del orificio (39) del revestimiento cerámico comprendía la mayor parte del orificio axial (37) de la parte metálica del cuerpo de válvula (33) y tenía un diámetro de unas dimensiones de 0,001 pulgadas más grande que el diámetro del orificio axial (37) con el objeto de evitar que la aguja (36) se atascara debido a una potencial falta de concentricidad del conjunto.

Además, según la presente invención, se disponen unos medios para aplicar, en el interior del orificio axial del cuerpo de inyector, un campo magnético que puede variar a frecuencias ultrasónicas. El campo magnético puede cambiar de conectado a desconectado, o de una primera magnitud a una segunda magnitud, o puede cambiar la dirección del campo magnético. Estos medios para aplicar un campo magnético variable a frecuencias ultrasónicas se llevan a cabo deseablemente, por lo menos en parte, por medio del el cuerpo de válvula (33) de inyector. Tal como se explica en esta descripción y se muestra, por ejemplo en la figura 3, los medios para aplicar un campo magnético variable a frecuencias ultrasónicas en el interior del orificio axial (37), pueden incluir una fuente de energía eléctrica (46) y una bobina de alambre (42) enrollada alrededor de la superficie más exterior (43) del inserto cerámico o del revestimiento (40) y conectada eléctricamente a la fuente de energía (46).

La bobina eléctrica (42) fue unida directamente al revestimiento (40) y plastificada para impedir cortocircuitos de las espiras de la bobina con el cuerpo envolvente (35) de la tobera. Tal como se muestra, por ejemplo en las figuras 3 y 4, la bobina de cable (42) puede estar incrustada en el material de plastificado, lo cual está representado en conjunto mediante el sombreado punteado designado mediante el numeral (48). Tal como se muestra, por ejemplo en las figuras 3 y 4, la puesta a tierra de un extremo de la bobina (42) se realizó a través del contacto con uno de los lados de una arandela de cobre (49). El lado opuesto de la arandela (49), que podría estar formada por otro material conductor aparte de cobre, se caracteriza de manera deseable por tener ondulaciones (52) (línea de trazos en la figura 4) que podrían comprimirse contra la tobera (34) cuando el cuerpo de válvula (33) está montado en la tuerca metálica (29) de inyector para garantizar un buen contacto eléctrico con la tobera (34).

Un anillo de contacto (44) está conectado al otro extremo de la bobina (42) y está incrustado en el material de plastificado (48) tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 3 y 4. La conexión eléctrica de la bobina (42) a la fuente de energía ultrasónica (46) se realizó a través de una sonda eléctrica (54) tensada elásticamente que se mantenía en contacto eléctrico con el anillo de contacto (44). Tal como se muestra, por ejemplo, en las figuras 4 (esquemáticamente) y 5 (a mayor escala, perspectiva en corte), el extremo posterior de la sonda (54) está roscado en la tuerca (29) de inyector y un manguito de aislamiento eléctrico (55) rodea la sección de la sonda (54) que se extiende a través de un orificio (41) en el cuerpo envolvente (35) de la tobera. Para garantizar que el orificio (41) en el cuerpo envolvente (35) esté alineado con el orificio roscado en la tuerca (29) de inyector durante el montaje, se fabricó una aguja maciza de acero inoxidable (50) para la alineación, y se introdujo en la tobera (34) y en el cuerpo envolvente (35) tal como se muestra, por ejemplo en las figuras 3 y 4.

Tal como se muestra esquemáticamente en las figuras 2 y 5 por ejemplo, la sonda (54) puede estar conectada a su vez a un cable eléctrico (45) que está conectado eléctricamente a una fuente de energía eléctrica (46) que puede activarse mediante un control (47) para oscilar a frecuencias ultrasónicas. Desde una cierta perspectiva, la combinación de la aguja (36) compuesta por un material magnetoestrictivo y la bobina (42), funciona como un transductor magnetoestrictivo que convierte la energía eléctrica proporcionada por la bobina (42) en la energía mecánica de la aguja (36) que se dilata y se contrae. En las patentes USA Nº 5.900.690 y 5.892.315 de propiedad común y en el texto explicativo de las mismas se da a conocer un ejemplo adecuado de un control (47) para dicho transductor magnetoestrictivo.

Debe tomarse nota en particular de la figura 5 en las patentes 5.900.690 y 5.892.315 y del texto explicativo de la misma.

Adicionalmente, según la presente invención, la conexión eléctrica de la bobina (42) a frecuencias ultrasónicas está gobernada por medio del control (47), de modo que la conexión eléctrica de la bobina (42) a frecuencias ultrasónicas solamente se produce cuando la aguja (36) de inyector está posicionada de tal modo que el combustible fluye desde el depósito de almacenamiento (16) hacia el recinto de descarga (17). Tal como se muestra esquemáticamente en la figura 2, el control (47) puede recibir una señal de un detector de presión (51) que está dispuesto en el empujador (25) de la leva y detecta cuando la leva (27) establece contacto con el empujador (25). Cuando la leva (27) hace descender el empujador (25), la bomba (23) es accionada y bombea combustible al cuerpo de válvula (33) incrementando de este modo la presión en el combustible en el interior del cuerpo de válvula (33) de modo que abre hidráulicamente la válvula de aguja y hace que el combustible a inyectar salga por los orificios (21) de inyector (31). El detector de presión (51) puede incluir un transductor de presión tal como un transductor piezoeléctrico que genera una señal eléctrica cuando está sometido a presión. Según esto, el detector de presión (51) envía una señal eléctrica al control (47), el cual puede incluir un amplificador para amplificar la señal eléctrica recibida desde el detector (51). El control (47) está configurado para suministrar a continuación esta señal eléctrica amplificada con el objeto de activar la fuente de energía oscilatoria (46) que activa la bobina (42) a través del cable (45) e induce el campo magnético oscilatorio deseado en la parte magnetoestrictiva (38) de la aguja (36). El control (47) controla asimismo la magnitud y la frecuencia de las vibraciones ultrasónicas a través de su control de la fuente de energía (46). Para conseguir la sincronización de la aplicación de las vibraciones ultrasónicas y la inyección del combustible por el inyector, según se desee, pueden utilizarse otras formas de control.

Durante la inyección de combustible, el extremo (13) de la aguja (36) de forma cónica de inyector está dispuesto de manera que sobresalga hacia el recinto de descarga (17). La dilatación y la contracción de la longitud de la aguja (36) de inyector producida por el alargamiento y la contracción de la parte magnetoestrictiva (38) de la aguja (36) de inyector se considera que hace que el extremo (13) de forma cónica de la aguja (36) de inyector se desplace respectivamente una pequeña distancia, entrando y saliendo del recinto de descarga (17), actuando como una especie de pistón. Este movimiento alternativo de entrada y salida se considera que produce una perturbación mecánica medible del combustible líquido en el interior del recinto de descarga (17), a la misma frecuencia ultrasónica que los cambios en el campo magnético en la parte magnetoestrictiva (38) de la aguja (36) de inyector. Esta perturbación ultrasónica del combustible que sale de inyector (31) a través de los orificios de salida (21) de la tobera, tiene como resultado una atomización mejorada del combustible que es inyectado en la cámara de combustión (20). Esta mejora de la atomización tiene como resultado una combustión más eficiente que incrementa la potencia y reduce la contaminación del proceso de combustión. La vibración ultrasónica del combustible antes de que el combustible salga por los orificios de inyector produce un penacho que es una pulverización uniforme de forma cónica de combustible líquido, hacia la cámara de combustión (20) que es abastecida mediante el inyector (31).

La distancia real entre la punta (13) de la aguja (36) y el orificio de entrada (19), o el orificio de salida (21), cuando la válvula de aguja está abierta en ausencia del campo magnético oscilatorio, no se modificó con respecto a la que tenía en el cuerpo de válvula convencional (11). En general, la distancia mínima entre la punta (13) de la aguja (36) y el orificio de entrada (19) de los canales (18) que conducen a los orificios de salida (21) de inyector (31) en una situación dada, puede ser determinada fácilmente por un técnico en la materia sin una experimentación excesiva. En la práctica, dicha distancia estará comprendida dentro de una gama de unas 0,002 pulgadas (unos 0,05 mm) hasta aproximadamente 1,3 pulgadas (unos 33 mm), aunque pueden utilizarse distancias mayores. Dicha distancia determina la magnitud con la que se aplica la energía ultrasónica al líquido a presión, distinta de la que existe al entrar en el orificio de entrada (19). En otras palabras, cuanto mayor es la distancia, mayor es la cantidad de líquido a presión que es sometido a la energía ultrasónica. En consecuencia, generalmente son deseables distancias cortas con el objeto de reducir al mínimo la degradación del líquido a presión y otros efectos perjudiciales que pueden derivarse de la exposición del líquido a la energía ultrasónica.

Inmediatamente antes de que el combustible líquido entre por el orificio de entrada (19), la punta vibrante (13) que está en contacto con el combustible líquido transmite energía ultrasónica al combustible. Parece que las vibraciones cambian la viscosidad aparente y las características de flujo de los combustibles líquidos de viscosidad elevada. Asimismo, parece que las vibraciones mejoran la velocidad del flujo y/o mejoran la atomización del chorro de combustible cuando éste entra en la cámara de combustión (20). La aplicación de energía ultrasónica parece mejorar (es decir, disminuir) el tamaño de las pequeñas gotas de combustible líquido y reducir la distribución de tamaños de las gotas del penacho de combustible líquido. Además, la aplicación de energía ultrasónica parece incrementar la velocidad de las gotitas de combustible líquido que salen por el orificio (21) de inyector hacia la cámara de combustión (20). Las vibraciones producen asimismo la descomposición y la expulsión de los contaminantes que atascan los orificios (19) de entrada de inyector, los canales (18) y los orificios de salida (21). Las vibraciones pueden ocasionar asimismo el emulsionado del combustible líquido con otros componentes (por ejemplo, componentes líquidos) o aditivos que pueden estar presentes en el chorro de combustible.

El inyector (31) de la presente invención puede ser utilizado para emulsionar combustibles líquidos con componentes múltiples así como aditivos del combustible líquido y contaminantes, en el punto en que los combustibles líquidos son introducidos en el motor de combustión interna (30). Por ejemplo, el agua arrastrada por determinados combustibles puede ser emulsionada mediante las vibraciones ultrasónicas, de modo que la mezcla combustible/agua puede ser utilizada en la cámara de combustión (20). Los combustibles mezclados y/o las mezclas de combustibles que incluyen componentes tales como, por ejemplo, metanol, agua, etanol, gasoil, gas propano líquido, bio-diesel o similares, pueden asimismo ser emulsionadas. La presente invención puede tener ventajas en los motores para combustibles múltiples, porque pueden utilizarse de modo que las características de la velocidad de flujo de los diversos combustibles que pueden ser utilizados en los motores de combustibles múltiples (es decir, las viscosidades aparentes) resulten compatibles. Como alternativa, y/o adicionalmente, puede ser deseable añadir agua a uno o varios combustibles líquidos y emulsionar los componentes inmediatamente antes de la combustión como una forma de controlar la combustión y/o de reducir las emisiones de escape. Asimismo, puede ser deseable añadir un gas (por ejemplo, aire, N_{2}O, etc.) a uno o varios combustibles líquidos y mezclar o emulsionar ultrasónicamente los componentes inmediatamente antes de la combustión como una forma de controlar la combustión y/o de reducir las emisiones de escape.

Una ventaja de inyector (31) de la presente invención es que es autolimpiante. Debido a la vibración ultrasónica del combustible antes de que el combustible salga por los orificios (21) de inyector, las vibraciones pueden desalojar cualquier tipo de partícula que de otro modo podría obstruir el canal (18) y sus orificios de entrada y de salida (19), (21), respectivamente. Esto es, la combinación de la presión suministrada y las fuerzas generadas mediante la excitación ultrasónica de la aguja (36) en el interior del combustible a presión directamente antes de que el combustible salga por la tobera (34), puede eliminar las obstrucciones que de otro modo podrían bloquear el orificio de salida (21). Según la invención, el canal (18) y su orificio de entrada (19) y el orificio de salida (21) están de este modo adaptados para ser autolimpiantes cuando la aguja (36) de inyector es excitada con energía ultrasónica (sin aplicar energía ultrasónica directamente al canal -18- y a sus orificios -19-, -21-) mientras el orificio de salida (21) recibe líquido a presión de la cámara de descarga (17) y el líquido pasa al exterior de inyector (31).

Aunque la especificación ha sido descrita con detalle con respecto a las realizaciones específicas de la misma, se comprenderá que los expertos en la técnica, después de conseguir la comprensión de lo anterior, pueden imaginar fácilmente modificaciones de estas realizaciones y variaciones de las mismas. De acuerdo con ello, el ámbito de la presente invención debe ser valorado como el de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

1. Aparato inyector unitario, ultrasónico, de combustible para la inyección de combustible líquido a presión en un motor de combustión interna (30), que acciona el inyector (31) mediante, por lo menos, una leva (27) en la culata que entra en contacto con un empujador (25) de la leva, comprendiendo el aparato:

un cuerpo de válvula (33) que define: una cavidad configurada para alojar en la misma, por lo menos, una primera parte (38) de la aguja (36) de un inyector, estando dicha cavidad definida, por lo menos en parte, mediante una pared (40) que es transparente a los campos magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas y que está definida mediante un inserto que está configurado como un elemento cilíndrico anular, un recinto de descarga (17) que comunica con dicha cavidad y configurado para recibir combustible líquido a presión y, por lo menos, una segunda parte de dicha aguja (36) de inyector, una trayectoria (115) del combustible que comunica con dicho recinto de descarga (17) y configurado para suministrar el combustible líquido a presión a dicho recinto de descarga (17), y un orificio de salida (21) que comunica con dicho recinto de descarga (17) y configurado para recibir el combustible líquido a presión desde dicho recinto de descarga (17) y hacer pasar el combustible líquido al exterior de dicho cuerpo de válvula (33);

unos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, estando llevados a cabo dichos medios, por lo menos en parte, mediante dicho cuerpo de válvula (33);

una aguja (36) de un inyector que tiene una primera parte (38) dispuesta en dicha cavidad, y una segunda parte dispuesta en dicho recinto de descarga (17), estando formada dicha primera parte (38) de dicha aguja (36) de inyector por un material magnetoestrictivo sensible a los campos magnéticos que varían a frecuencias ultrasónicas;

un detector (51) configurado para indicar cuando el inyector (31) está inyectando combustible líquido a presión en el motor de combustión interna (30); y

un control (47) conectado a dicho detector (51) y a dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, estando configurado dicho control (47) para activar dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas cuando dicho detector (51) indica que el inyector (31) está inyectando combustible en la cámara de combustión (20) del motor.

2. Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicha pared incluye material cerámico.

3. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, incluyen una bobina eléctricamente conductora (42) dispuesta alrededor de dicha pared (40).

4. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dicho cuerpo de válvula (33) está compuesto por una sección metálica y una sección no metálica, y dicha sección no metálica incluye dicha pared (40) de dicha cavidad.

5. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, incluye una bobina eléctricamente conductora (42) dispuesta alrededor de dicho inserto cerámico (40).

6. Aparato, según la reivindicación 5, en el que dicha sección no metálica de dicho cuerpo de válvula (33) incluye material de plastificado (48) que incrusta dicha bobina eléctricamente conductora en su interior.

7. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, incluye una fuente de energía (46) y una bobina eléctricamente conductora (42) dispuesta alrededor de dicho inserto cerámico (40).

8. Aparato, según la reivindicación 1, en el que dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, incluye una bobina eléctricamente conductora (42) dispuesta alrededor de dicha pared (40) de dicha cavidad, y dicha sección no metálica de dicho cuerpo de válvula (33) incluye material de plastificado (48) que incrusta dicha bobina eléctricamente conductora (42) en su interior.

9. Aparato, según la reivindicación 1, en el que dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, está dispuesto, por lo menos en parte, en el interior de dicho cuerpo de válvula (33).

10. Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicho detector (51) incluye un transductor piezoeléctrico que está dispuesto para detectar una magnitud predeterminada de la presión de contacto de un empujador de la leva (25), por lo menos, sobre una de las levas.

11. Aparato, según la reivindicación 1, en el que dichos medios para aplicar en el interior de dicha cavidad un campo magnético que varía a frecuencias ultrasónicas, incluye una bobina eléctricamente conductora (42) dispuesta alrededor de dicha cavidad.

12. Aparato, según la reivindicación 1, que comprende además una serie de orificios de salida (21), estando configurado y dispuesto cada uno de dichos orificios de salida (21) para comunicar con dicho recinto de descarga (17) y para recibir el combustible líquido a presión de dicho recinto de descarga (17) y hacer pasar el combustible líquido al exterior de dicho cuerpo de válvula (33).

13. Aparato, según la reivindicación 1, en el que las frecuencias ultrasónicas varían desde unos 15 kHz hasta unos 500 kHz.

14. Aparato, según la reivindicación 1, en el que las frecuencias ultrasónicas varían desde unos 15 kHz hasta unos 60 kHz.

15. Motor de combustión interna, en el que dicho motor incluye el aparato de la reivindicación 1.

16. Vehículo que comprende: el motor de la reivindicación 15.

17. Generador eléctrico que comprende: el motor de la reivindicación 15.

18. Método para la reconversión de un aparato inyector de combustible unitario, ultrasónico, para la inyección de combustible líquido a presión en un motor de combustión interna (30) que acciona el inyector mediante válvulas en la culata (27), incluyendo este inyector (31) una válvula de aguja que puede ser forzada a la posición de cierre de la válvula cuando el asiento de la válvula está cerrado contra un extremo de la aguja (36) mientras que el extremo opuesto de la aguja está acoplado a una leva de la culata (25) que acciona la apertura y el cierre de la válvula de aguja y de este modo controla el suministro de combustible a través de los orificios de salida (21) de inyector (31) hacia la cámara de combustión (20) que es abastecida mediante el inyector (31), comprendiendo el método:

eliminar la aguja (36) de inyector y sustituirla por una aguja que tiene una parte alargada que está compuesta por un material magnetoestrictivo;

vaciar la parte del cuerpo de inyector que rodea la parte magnetoestrictiva de la aguja reconvertida;

disponer un inserto de forma anular (40) que define una pared que es transparente a los campos magnéticos oscilatorios a frecuencias ultrasónicas y disponer dicho inserto en dicha parte hueca o vaciada del cuerpo de inyector, de modo que dicho inserto (40) rodee dicha parte magnetoestrictiva de la aguja reconvertida;

rodear el exterior de dicha pared (40) con una bobina (42) que puede inducir un campo magnético variable en la zona ocupada por la parte magnetoestrictiva y hacer que de esta manera la parte magnetoestrictiva vibre a frecuencias ultrasónicas;

disponer en el inyector (31) un detector (51) que está configurado para detectar, por lo menos, cuando una de las levas está accionando el inyector (31) para inyectar combustible en la cámara de combustión (20) del motor;

conectar eléctricamente dicha bobina (42) a una fuente de energía ultrasónica (46); y

conectar eléctricamente dicho detector (51) a un control (47) que está conectado eléctricamente a dicha fuente de energía (46) y que está configurado para activar dicha fuente de energía (46) solamente cuando dicho detector (51) indica que una de las levas está actuando sobre el inyector (31) para inyectar combustible en la cámara de combustión (20) del motor.