JP2010528224A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

本発明はインジェクタに関するものであり、該インジェクタは、開口部及びシートを含むノズルと、ノズル内に移動可能に取り付けられ、かつバルブをシートとの接触領域内に画成する端部を有するニードルと、バルブを振動させる手段と、ノズルに沿ってバルブから第１距離に位置する第１音響インピーダンス不連続領域と、そしてニードルに沿ってバルブから第２距離に位置する別の第１音響インピーダンス不連続領域を備える。本発明によれば、第１及び第２距離の各距離は、前記距離に沿った音響波のそれぞれの伝搬時間が、ｎをゼロとは異なる正の整数の係数とし、ｉ＝３が第１距離に対応し、そしてｉ＝４が第２距離に対応し、ζを振動周期とした場合に：Ｔ_ｉ＝ｎ_ｉ ^＊［ζ／２］と表わされる。

Description

本発明は、流体、例えば燃料を噴射する装置、特に内燃機関用の装置に関する。

更に詳細には、本発明は、当該発明の複数の態様のうちの第１の態様によれば、流体噴射装置に関するものであり、当該流体噴射装置は：
− 或る長さを一つの軸に沿って有し、かつ噴射孔及びシートを含むノズルであって、該ノズルが、前記軸の反対側端部で第１ボディに接続される、前記ノズルと、
− 前記軸に沿って或る長さを有し、かつバルブ部材をシートとの接触ゾーンにおいて画成する第１端部を有するニードルであって、該ニードルが、この軸の反対側端部で、第１ボディ内を軸方向に移動するように取り付けられる第２ボディに接続される、前記ニードルと、
− 設定期間τで、第１端部及び／又はノズルを振動させることにより、これらの第１端部とノズルとの間での前記軸に沿った、バルブを交互に開閉するのに適する相対移動を確保する振動手段であって、第１ボディ付きノズル及び第２ボディ付きニードルがそれぞれ、音響波を伝搬させる第１媒質及び第２媒質を形成し、各媒質が、Σを軸に直交する媒質の断面の表面とし、ρを媒質の密度とし、ｃを媒質中の音の速度とした場合に、次の方程式：Ｉ＝Σ^＊ρ^＊ｃにより定義される線形音響インピーダンスを有する、前記振動手段と、
− ノズルまたは第１ボディに沿った第１端部とのシートの接触ゾーンから或る距離に存在する少なくとも１つの線形音響インピーダンス不連続ゾーン（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｂｒｅａｋａｇｅ ｚｏｎｅ）、及びニードルまたは第２ボディに沿ったシートとの第１端部の接触ゾーンから或る距離に存在する少なくとも１つの他の線形音響インピーダンス不連続ゾーンを備え、そして
− 前記線形音響インピーダンス不連続ゾーン及び前記他の線形音響インピーダンス不連続ゾーンはそれぞれ、ニードルの第１端部とシートとの前記接触ゾーンからの順番が、第１ボディ及び第２ボディの方にそれぞれ向かう音響波の伝搬方向に１番目である。

インジェクタと呼ばれるこのような噴射装置によって、特にインジェクタが設定速度で動作している間に、すなわちインジェクタが開始フェーズ及び停止フェーズ以外のフェーズにおいて所定温度で動作している間に、インジェクタのバルブ部材が、設定周期τで、例えば制御された超音波周波数で、かつ制御された開度で周期的に開くようにすることができる。バルブ部材が開くときにノズルから流出する流体により形成される層が分断され、そして微小液滴を形成する。インジェクタで燃料を燃焼室内に噴射するというインジェクタの用途では、微小液滴によって空気−燃料混合気の均一性が一層高くなり、これによって、機関の汚染を減少させ、かつ更に経済的な燃焼が実現する。

公知の装置によれば、バルブ部材の周期的な開放は、従来の振動手段、例えば対応する励振手段を備える圧電手段及び／又は磁歪手段を援用して行なわれる。振動手段は、例えばアクチュエータ内に配置されて、電気エネルギーをまず、アクチュエータの設定周期τの振動に変換し、次にノズルのシートに対する、ニードルの設定周期τの長手方向の交互移動に、従ってこのようにして励振される当該ニードルの第１端部の設定周期τの長手方向の交互移動に変換する。バルブ部材が開くときに十分大きい流量の燃料を供給するために、ニードルのヘッド、及びノズルがほぼ逆相で共振するようにする必要がある。このためには、ニードルの固有長さ、及びノズルの固有長さを公知の方法で選択して、ニードル及びノズルを形成するそれぞれの材料における音響波伝搬時間が１／４振動周期τ／４に、または前記１／４周期の奇数倍に、すなわちｎを正の非ゼロの整数の乗算係数とした場合の［２ｎ＋１］^＊τ／４に等しくなるようにする。このようにして形成される共振「ニードル／ノズル」構造によって、バルブ部材の高開度が低圧で、例えば５ＭＰａ以下の圧力で燃焼室において得られる。燃料が圧縮行程中に噴射されると徐々に、燃焼室内の圧力、従ってバルブ部材の背圧が高くなる。この背圧も、機関の動作点に従って変化し得る。背圧が高くなると、ニードルの第１端部が当該ニードルのシートに衝突する強さが、燃料層によって減衰するとしても、ずっと大きくなる。これらの衝突が共振「ニードル／ノズル」構造において、従来の１／４波長、［２ｎ＋１］^＊τ／４としてフィードバックされると、当該衝突と、当該ニードルのシートからのニードルの第１端部の持ち上がりとの結合が、バルブ部材の開度が変化することにより生じる。衝突が続く場合、ヘッドの持ち上がりは無秩序になる。共振の利点が失われる。バルブ部材の開放が無秩序になり、これによって、燃料流量の制御が困難になる恐れがある。

このような背景から、本発明の目的は、上に述べた制約のうちの少なくとも１つの制約を少なくとも軽減するように構成される流体噴射装置を提案することにある。この目的のために、上の前置きの部分によって本発明に付与される概略定義による噴射装置に関して具体的に、以下のように提案される：すなわち、
− 一方におけるシートと第１端部との接触ゾーンと、他方におけるノズルまたは第１ボディに沿った第１線形音響インピーダンス不連続ゾーンとの間の第１距離と表記される距離は、振動手段から放射され、かつこの第１距離を伝搬する音響波の伝搬時間Ｔ_３が、ｎ_３を非ゼロの正の整数である乗算係数とした場合に次の方程式：Ｔ_３＝ｎ_３ ^＊［τ／２］を満たすように表わされ、そして
− 一方における第１端部とシートとの接触ゾーンと、他方におけるニードルまたは第２ボディに沿った第１線形音響インピーダンス不連続ゾーンとの間の第２距離と表記される距離は、振動手段から放射され、かつこの第２距離を伝搬する音響波の伝搬時間Ｔ_４が、ｎ_４を非ゼロの正の整数である乗算係数とした場合に次の方程式：Ｔ_４＝ｎ_４ ^＊［τ／２］を満たすように表わされる。

波半周期（ｗａｖｅ ｈａｌｆ−ｐｅｒｉｏｄ）と表記されるインジェクタのこの構造によって、衝突のエコーが、ニードルの励振設定周期τの全ての整数倍の遅延でのみ戻ってくる。ノズルのシートで燃焼室内の背圧波により生じる衝突は、応力が非常に大きくなる状態に例えることができる。この状況は、変位がゼロであり、かつ応力がどのような値も採り得る波半周期のインジェクタを表わす「変位が阻止される」タイプの限界点の状態に類似する。従って、シートに対するニードルの第１端部の衝突はノズル内を伝わり、そして１周期遅れの位相に戻り、これによりインジェクタのシートを動的な静止状態に保持する。従って、バルブ部材の開放、特にこの開度が、背圧の影響を非常に受け易いということが無くなる。この結果、インジェクタによる燃料流量の制御性が向上する。

別の態様によれば、本発明は、本発明による流体噴射装置を使用する内燃機関に関する、すなわちこの噴射装置を配置したこのような機関に関する。
インジェクタは、ニードルの第１端部が長手方向に第２ボディの反対側端部で、外側フェーシングヘッドと表記されるヘッドを介して延在する構成のニードルを有することができ、そして更に、ニードルの第１端部が長手方向に第２ボディの他方の端部で、内側フェーシングヘッドと表記されるヘッドを介して延在する構成のニードルを有することができる。

外部ヘッドを有するニードルは、第１ボディから燃焼室内のノズルの外側に向かってインジェクタの軸方向に発散して広がる形状を有する。好ましくは、外部ヘッドを有するニードルは、発散して広がる円錐台形状を有する。外部ヘッドはシートを、第１ボディから遠い方のノズル外側から、インジェクタの軸方向に閉止する。
内部ヘッドを有するニードルは、第１ボディからノズルの外側に向かって軸方向に狭くなり、そしてシートを、第１ボディに近い方のノズル内側から閉止する。ヘッドが狭くなるので、当該ヘッドの表面は背圧波に曝され難い。同様に、当該ヘッドの重量は小さく、これにより衝突の瞬間にシートに加わる応力の大きさを最小にする。インジェクタの組み付けは、内部ヘッドを有するニードルをまず、アクチュエータを含む第２ボディに取り付け、次に第１ボディに挿入することができるので一層容易になる。内部ヘッドを有するニードルはシートに、重力の効果を利用することにより載せ易くなる。従って、インジェクタは、安全になるように動作する。第２ボディの戻し手段に不具合が発生する場合においては、または戻し手段が配設されない場合においても、バルブ部材が閉じ位置に保持されることにより、インジェクタを外部ヘッドによって密閉する。更に、ニードルの突発的な破損は、当該ニードルの破損部分がインジェクタのボディ内に留まって、機関のシリンダ内に脱落する危険がないことを意味する。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明に関して一つの示唆として提示され、かつ決して制限的な意味を持つことのない以下の記述から、添付の図面を参照することにより明確になるものと思われる。

図１は、本発明による噴射装置の説明図であり、当該噴射装置は機関内に配置され、かつ当該噴射装置には、第２アクチュエータを含む第２ボディに接続される外部ヘッドを有するニードルが取り付けられる。 図２は、本発明による噴射装置の説明図であり、当該噴射装置は機関内に配置され、かつ当該噴射装置には、第２アクチュエータを含む第２ボディに接続される内部ヘッドを有するニードルが取り付けられる。 図３は、本発明による噴射装置の説明図であり、当該噴射装置は機関内に配置され、かつ当該噴射装置には、外部ヘッドを有するニードル、及び第１アクチュエータを含む第１ボディが取り付けられる。 図４は、本発明による噴射装置の説明図であり、当該噴射装置は機関内に配置され、かつ当該噴射装置には、内部ヘッドを有するニードル、及び第１アクチュエータを含む第１ボディが取り付けられる。 図５は、ノズルと外部ヘッドを有するニードルにより形成されるバルブ部材の動作を示す説明図を示し：バルブ部材は閉じている。 図６は、ノズルと外部ヘッドを有するニードルにより形成されるバルブ部材の動作を示す説明図を示し：バルブ部材は開いている。 図７は、ノズルと内部ヘッドを有するニードルにより形成されるバルブ部材の動作を示す説明図を示し：バルブ部材は閉じている。 図８は、ノズル内部ヘッドを有するニードルにより形成されるバルブ部材の動作を示す説明図を示し：バルブ部材は開いている。 図９は、円筒形バーの形状の単体ニードルの簡易側面図を部分長手方向断面図として模式的に示している。 図１０は、３つのセグメントを含む複合ニードルの簡易側面図を部分長手方向断面図として模式的に示している。 図１１は、円筒形単体ノズルの簡易側面図を部分長手方向断面図として模式的に示している。 図１２は、３つのセグメントを含む複合ノズルの簡易側面図を部分長手方向断面図として模式的に示している。 図１３は、外部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図１４は、外部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図１５は、外部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図１６は、外部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図１７は、内部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図１８は、内部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図１９は、内部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図２０は、内部ヘッドを有するニードルに関連する種々の組み付け図を示している。 図２１は、ニードルと第２アクチュエータとの間の組み付け部分の種々の図を示している。 図２２は、ニードルと第２アクチュエータとの間の組み付け部分の種々の図を示している。 図２３は、ニードルと第２アクチュエータとの間の組み付け部分の種々の図を示している。 図２４は、ニードルと第２アクチュエータとの間の組み付け部分の種々の図を示している。 図２５は、外部ヘッドを有するニードルの変形例を側面図として模式的に示している。 図２６は、外部ヘッドを有するニードルの変形例を側面図として模式的に示している。 図２７は、内部ヘッドを有するニードルの変形例を側面図として模式的に示している。

図１，３（または２，４）の噴射装置またはインジェクタは、流体、例えば燃料Ｃを、内燃機関Ｍの燃焼室１５に、または図示しない吸気ダクトに噴射するように構成される。
インジェクタは、例えば円筒形である２つのボディを備える。ケーシングを表わす第１ボディ１は、噴射装置の優先軸ＡＢ、例えば噴射装置の対称軸に沿って少なくとも１つのノズル３を介して延在し、当該ノズル３は、或る長さを軸ＡＢに沿って有し、かつ噴射孔とシート５（または５’）を備える。第１ボディ１の線形寸法、例えば軸ＡＢに直交する方向に測定される当該第１ボディの幅及び／又は軸ＡＢに沿って測定される当該第１ボディの長さは、ノズル３のこれらの寸法よりも大きくすることができる。第１ボディ１の密度はノズル３の密度よりも高くすることができる。第１ボディ１は、少なくとも１つの燃料Ｃ回路１３０に、少なくとも１つの開口部９を介して接続することができる。燃料Ｃ回路１３０は、燃料Ｃを処理する装置１３を含み、当該装置１３は、例えばタンク、ポンプ、及びフィルタを含む。

第２ボディ２００は、第１ボディ１内で軸方向に移動することができるように取り付けられる。ニードル４は軸ＡＢに沿って或る長さを有し、そしてバルブ部材をノズル３のシート５（または５’）との接触ゾーン内に画成する第１端部６を有する。第２ボディ２００の線形寸法、例えば軸ＡＢに直交する方向に測定される当該第２ボディの幅及び／又は軸ＡＢに沿って測定される当該第２ボディの長さは、ニードル４のこれらの寸法よりも大きくすることができる。第２ボディ２００の密度はニードル４の密度よりも高くすることができる。ニードル４及び第２ボディ２００は、接合ゾーンＺＪ（図３）を介して一括接続される。第１端部６は、軸ＡＢに沿って、シート５（または５’）を閉止するヘッド７（または７’）を介して延在して、インジェクタのバルブ部材の良好な密封性を確保することが好ましい。第２ボディ２００の戻し手段１１（または１１’）を配設して、ニードル４のヘッド７（または７’）がノズル３のシート５（または５’）を押圧する状態を保持することができる。従って、戻し手段１１（または１１’）はバルブ部材を、燃焼室１５内の圧力がどのような大きさであっても閉じる。戻し力を第２ボディ２００に作用させるポイントの位置は、重要ではない。戻し手段１１（または１１’）は、ノズル３への燃料Ｃの流動方向に対して第２ボディ２００の下流側（図１，３）に、または第２ボディ２００の上流側（図２，４）に、軸ＡＢに沿って配置される事前圧縮バネによって表わすことができる。戻し手段１１（または１１’）は、流体手段によって形成することもできる、例えば燃料Ｃを作動液として有する油圧シリンダタイプとすることもできる。従って、第１ボディ１の種々の構成部材が膨張することによる隙間を、戻し手段１１（または１１’）が吸収するように有利に作用するので、燃料Ｃの流量が、機関Ｍが種々の速度で動作している間の熱変動の影響を受け難い状態を維持し易くなる。

更に、インジェクタは、設定周期τで、第１端部６及び／又はノズル３を振動させることにより、これらの部材の間の前記軸（ＡＢ）に沿った相対移動であって、図５〜６、及び図７〜８に示すようにバルブ部材を交互に開閉するのに適する相対移動を確保する振動手段を備える。これらの振動は、所定の周波数υ、例えば約υ＝２０ｋＨｚ〜約υ＝６０ｋＨｚの範囲とすることができる超音波周波数で発生する、すなわち、該当する５０マイクロ秒〜１６マイクロ秒の設定振動周期τで発生する。例えば、振動波長λはυ＝５０ｋＨｚのときに約１０^−１ｍである（τ＝２０マイクロ秒）。

図３（または４）に示す実施形態によれば、第１ボディ１は、振動手段の一部を形成する第１アクチュエータ２０と表記されるアクチュエータを含み、当該アクチュエータは、第１ボディ１及びノズル３と連動して、振動をこのノズル３のシート５（または５’）に伝達するのに適する。この実施形態では、振動手段は、第１電気的活性コアと表記され、かつ第１アクチュエータ２０に作用するように配置される電気的活性コア１４１と、そして第１電気的活性コア１４１を励振し、かつ当該コアを設定周期τで振動させるのに適する手段（図示せず）を含む。

図１（または２）に示す実施形態によれば、第２ボディ２００は、振動手段の一部を形成する第２アクチュエータ２と表記されるアクチュエータを含み、当該アクチュエータはニードル４を介して軸ＡＢに沿って延在し、かつ第２ボディ２００及びニードル４と連動して、振動をこのニードル４の第１端部６に伝達するのに適する。この実施形態では、振動手段は、第２電気的活性コアと表記され、かつ第２アクチュエータ２に作用するように配置される電気的活性コア１４１と、そして第２電気的活性コア１４１を励振し、かつ当該コアを設定周期τで振動させるのに適する手段（図示せず）を含む。

前の２つのモードの組み合わせを表わす図示しない別の実施形態によれば、インジェクタは第１アクチュエータ及び第２アクチュエータの両方を備えることができ、これらのアクチュエータはそれぞれ、一方では第１ボディ１及びノズル３と連動し、そして他方では第２ボディ２００及びニードル４と連動して、振動をそれぞれ、ノズル３のシート５（または５’）、及びニードル４の第１端部６の両方に伝達するのに適する。

好ましくは、第１及び／又は第２電気的活性コア１４１は、圧電材料を利用して作製することができる。圧電材料を選択的に変形させる、例えば設定周期τで周期的に変形させて音響波をインジェクタに発生させることにより最終的に、音響波がシート５（または５’）に対するヘッド７（または７’）の相対移動になって現われる、または逆の相対移動になって現われ、この相対移動は、図５〜６及び７〜８を参照しながら上に詳述したように、バルブ部材を交互に開閉するのに適する。これらの選択的な変形は、対応する励振手段によって、例えば圧電材料に固定される電極群に印加される電位差によって生じる電界を利用して制御される。別の構成として、第１及び／又は第２電気的活性コア１４１は、磁歪材料を利用して作製することができる。磁歪材料の選択的な変形は、対応する励振手段によって、例えば磁気誘導を利用して制御され、磁気誘導は、例えば提示されない励振子を利用して得られる、特に第２ボディ２００に固定されるコイルによって得られる選択的な磁界により生じる。

上記変化が生じる結果、第１ボディ１付きノズル３、及び第２ボディ２００付きニードル４はそれぞれ、音響波が伝搬する第１媒質及び第２媒質を形成する。軸ＡＢに沿ったこれらの２つの媒質の各媒質の音響特性は、音響インピーダンスＩを利用して表わすことができ、音響インピーダンスＩは、例えば軸ＡＢに直交する媒質の各断面に関して変わり、媒質の幾何学的構造によって変わり、特に軸ＡＢに直交する媒質の断面の表面Σ、媒質の密度ρ、及び媒質中の音の速度ｃによって変わり、Ｉ＝ｆ（Σ，ρ，ｃ）と表わされる。この割合を例示するために、ニードル４またはノズル３に関連し、かつそれぞれ図９〜１０及び１１〜１２に示す種々の簡易例を分析する。説明を簡単にするために、全てのこれらの例に関して、インジェクタには第２ボディ２００から区別することができない単一の第２アクチュエータ２が付設されていることを理解されたい。インジェクタのバルブ部材のうち、燃焼室１５内の圧力の影響をそれほど受けない開口を得るために、インジェクタは、ニードル４の第１端部６の移動を制御するとともに、ノズル３のシート（図９〜１２に簡易形態で示され、かつ参照番号５０が付された）は、動的に静止した、または固定された状態に保持されるので振動節のように振る舞う。

ニードル４及びノズル３はそれぞれ、一つのボディとして示され、軸ＡＢに直交する当該ボディの半径方向寸法は、軸ＡＢに沿った当該ボディの長さに対して小さい。ここでは、ニードル４の簡易化モデル（図９）として表示される固体バー４００では、またはここでは、ノズル３の簡易化モデル（図１１）として表示される長手中空バー３００では、音響波の伝搬は、応力ジャンプΔσ、及び速度ジャンプΔｖの伝搬に、方程式：Δσ＝Σ^＊ｚ^＊Δｖを利用して関連付けることができ、Σは、バーの優先軸に、例えばバーの対称軸に直交するバーの断面の表面であり、ｚは、ρをバーの密度とし、そしてｃをバー内の音の速度とした場合の方程式：ｚ＝ρ^＊ｃで定義される音響インピーダンスである。応力σは、圧縮の場合に正であり、かつ速度ｖは、入射音響波の伝搬方向に正である、すなわち音響波はアクチュエータ２から放射され、かつニードル４の第１端部６の方に向いている。中身が詰まっている、または中空であるバーの音響特性を表わす積Ｉ＝Σ^＊ｚ＝Σ^＊ρ^＊ｃは、以下の記述では、「線形音響インピーダンス（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｌｉｎｅａｒ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）」または「線形インピーダンス（ｌｉｎｅａｒ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）」と表記される。

線形音響インピーダンスＩが変化すると必ず、エコーが生じる、すなわちバーの方向に（例えば、図９，１１において右から左に）伝搬する音響波は、別の音響波がバーの逆方向に（例えば、図９，１１において左から右に）、例えばニードル４とアクチュエータ２との接合部（図９）における、またはノズル３と第１ボディ１との別の接合部（図１１）における線形インピーダンスＩの変化点から伝搬することにより弱くなる。この同じ理由を、全ての線形インピーダンス不連続Ｉに当てはめることができ、「不連続（ｂｒｅａｋａｇｅ）」という用語は、「線形インピーダンス変化Ｉが所定の閾値を超え、かつ線形インピーダンス不連続ゾーンと表記され、音響波伝搬媒質中に位置し、更にこの媒質を異なる音響特性を持つ少なくとも２つの部分に分離する所定ゾーンの、音響波の伝搬方向を基準として、上流側の線形インピーダンスと下流側の線形インピーダンスとの差を表わしている」ものとして理解されたい。

インジェクタは、ノズル３（図１１）に沿ったニードル４の第１端部６とのシート５０の接触ゾーンから或る距離に存在する、または第１ボディ１に存在する少なくとも１つの線形音響インピーダンス不連続ゾーンと、そしてニードル４（図９）に沿ったシート５０との第１端部６の接触ゾーンから或る距離に存在する、または第２ボディ２００に存在する少なくとも１つの他の線形音響インピーダンス不連続ゾーンを含む。前記線形音響インピーダンス不連続ゾーン及び前記他の線形音響インピーダンス不連続ゾーンはそれぞれ、ニードル４の第１端部６とシート５０との前記接触ゾーンからの順番が、第１ボディ１及び第２ボディ２００の方にそれぞれ向かう音響波の伝搬方向に１番目である。

図１及び３（または、図２及び４）に模式的に示すように、第１距離Ｌ_３と表記され、かつ一方におけるシート５（または５’）と第１端部６との接触ゾーンと、他方におけるノズル３に沿った第１線形音響インピーダンス不連続ゾーン、または第１ボディ１との間の距離は、振動手段２から放射され、かつこの第１距離Ｌ_３＝ｆ_３（Ｔ_３）を伝搬する音響波の「音波飛行時間」Ｔ_３と表記される伝搬時間が次の方程式を満たすような長さである：
Ｔ_３＝ｎ_３ ^＊［τ／２］ （Ｅ１）
上の式では、ｎ_３は、第１乗算係数と表記される非ゼロの正の整数の乗算係数であり、そして第２距離Ｌ_４と表記され、かつ一方における第１端部６とシート５（または５’）との接触ゾーンと、他方におけるニードル４に沿った第１線形音響インピーダンス不連続ゾーン、または第２ボディ２００との間の距離は、振動手段２から放射され、かつこの第２距離Ｌ_４＝ｆ_４（Ｔ_４）を伝搬する音響波の「音波飛行時間」Ｔ_４と表記される伝搬時間が次の方程式を満たすような長さである：
Ｔ_４＝ｎ_４ ^＊［τ／２］ （Ｅ２）
上の式では、ｎ_４は、第２乗算係数と表記される非ゼロの正の整数の別の乗算係数であり、例えばｎ_４≠ｎ_３である。

式（Ｅ１）及び（Ｅ２）で表わされる上の方程式は、特定の許容誤差内で成り立ち、製造上の制約、例えば設定周期τの約プラス１０％またはマイナス１０％の許容誤差、すなわち半分の設定周期τ／２の約プラス２０％またはマイナス２０％の許容誤差を考慮に入れたものとして解釈される必要がある。この許容誤差を考慮に入れて、式（Ｅ１）及び（Ｅ２）で表わされる上の方程式は、それぞれ次式のように書き直すことができる：
Ｔ_３＝ｎ_３ ^＊［τ／２］^＊（１±０．２） （Ｅ１’）
Ｔ_４＝ｎ_４ ^＊［τ／２］^＊（１±０．２） （Ｅ２’）

ここで、実際には、工業規模で製造される対応する部品に関して測定され、かつ音波飛行時間Ｔ_３として表現される第１距離Ｌ_３＝ｆ_３（Ｔ_３）、及び音波飛行時間Ｔ_４として表現される第２距離Ｌ_４＝ｆ_４（Ｔ_４）は、上の方程式（Ｅ１）及び（Ｅ２）を利用して計算される基準値から若干変化する可能性があることに留意されたい。これらの若干の変化は、取り付け重量の影響に起因する可能性がある。取り付け重量は、例えばニードル４のヘッド７（または７’）に対応させる、そして／またはノズル３内のニードル４の端部６のガイド隆起部であって、軸ＡＢに直交する平面内のガイド隆起部（図示せず）に対応させることができる。前記許容誤差によって、取り付け重量の前記影響を考慮に入れて、第１距離及び第２距離を音波飛行時間で表わす数式を上の方程式（Ｅ１’）及び（Ｅ２’）を利用してそれぞれ次式のように補正することができる：
Ｌ_３＝ｆ_３（Ｔ_３）＝ｆ_３（ｎ_３ ^＊［τ／２］^＊（１±０．２））
Ｌ_４＝ｆ_４（Ｔ_４）＝ｆ_４（ｎ_４ ^＊［τ／２］^＊（１±０．２））

好ましくは、第１及び第２乗算係数に関してｎ_３＝ｎ_４が成り立ち、特にｎ_３＝ｎ_４＝１が成り立つことにより、軸ＡＢに沿ったインジェクタの線形寸法が最小になって、吸気ダクト及び／又は排気ダクトに出来る限り大きな空間が残る。従って、シート５（または５’）とニードル４の第１端部６との接触ゾーンから始まって、ノズル３は一定の音響特性を第１距離Ｌ_３＝ｆ_３（Ｔ_３）を表わす一連の長さに亘って有し、これらの長さは、音波飛行時間に関しては互いにほぼ等しく、そしてこの距離の式のうち、音波飛行時間Ｔ_３の数式は、１／２設定周期τ／２になることが好ましい。同様に、シート５（または５’）とニードル４の第１端部６との接触ゾーンから始まって、ニードル４は一定の音響特性を第２距離Ｌ_４＝ｆ_４（Ｔ_４）を表わす一連の長さに亘って有し、これらの長さは、音波飛行時間に関しては互いにほぼ等しく、そしてこの距離の式のうち、音波飛行時間Ｔ_４の数式は、１／２設定周期τ／２になることが好ましい。

組み付けを更に容易にするために、第１距離Ｌ_３＝ｆ_３（Ｔ_３）の少なくとも９０％に亘って、インジェクタは、線形音響インピーダンス不連続とみなすことはできない５％以下の線形音響インピーダンス変化を有することができる。同様に、第２距離Ｌ_４＝ｆ_４（Ｔ_４）の少なくとも９０％に亘って、インジェクタは、線形音響インピーダンス不連続とみなすことはできない５％以下の線形音響インピーダンスの別の変化を有することができる。

インジェクタが設定速度で動作している間、すなわちインジェクタが噴射開始フェーズ及び噴射終了フェーズを除いて所定温度で動作している間、インジェクタによって、バルブ部材を、燃焼室１５内の圧力の影響をそれほど受けない態様で交互に開閉することができる。単一の第２アクチュエータ２がニードル４に連結される事例を表わす図１に示す例では、ニードル４のヘッド７を介して延びる第１端部６の移動の制御、及びノズル３のシート５の動的な静止状態の保持の両方を行なう。上に述べたように、ニードル４のヘッド７に対する移動制御は、選択的な変形によって行なわれる、例えば第２電気的活性コア１４１の設定周期τを有し、かつニードル４に第２アクチュエータ２によって伝達される周期的な変形によって行なわれる。シート５を、軸ＡＢに沿った当該シートの長手方向速度をゼロに保持し、音響波伝搬現象の周期性を利用することにより動的な静止状態に保持する。ニードル４のヘッド７がシート５に設定周期τで周期的に接触している間にバルブ部材が閉じるたびに衝突が生じる。この衝突によって、入射波と表記される音響波が発生し、速度ジャンプΔｖと応力ジャンプΔσとが関連付けられる。この波は、ノズル３内を第１ボディ１に向かって第１距離Ｌ_３を移動しながら伝搬し、次に、図１では区別することができない第１線形音響インピーダンス不連続ゾーンにおいて、ノズル３の取り付け位置で反射して、軸ＡＢに直交する平面内にノズル３の断面よりもずっと大きい断面を持つケーシング１に入射する。一旦、入射波が反射すると、反射波と表記される当該入射波のエコーがノズル３に戻ってきて第１距離Ｌ_３を反対方向に、すなわち第１ボディ１からシート５に伝搬する。反射波は入射波と同じ符号の応力ジャンプΔσ、及び入射波とは逆符号の速度ジャンプΔｖを有する。第１距離が方程式：Ｌ_３＝ｆ_３（Ｔ_３）＝ｆ_３（ｎ_３ ^＊［τ／２］）に基づいて調整されることが好ましいということを考慮に入れると、反射波はシート５に、新規の入射波が、バルブ部材が閉じることによる衝突により発生する時点と厳密に同じ時点で到達し、ニードル４のヘッド７の移動も、半分の設定周期τ／２の整数倍に依存することが好ましい第２距離Ｌ_４：Ｌ_４＝ｆ_４（Ｔ_４）＝ｆ_４（ｎ_４ ^＊［τ／２］）に基づいて調整される。この結果、シート５では、これらの応力が保持され、そしてこれらの速度が打ち消される。従って、シート５は振動節を持つ。これらの状態では、燃焼室１５内の圧力の変化によって衝突が増大するが、これらの衝突の同時性は変化しない。従って、インジェクタの動作は、燃焼室１５内のこの圧力変化によって影響されることがない。

２つの対応する波、すなわち入射波及び反射波が交差するときの応力ジャンプΔσの痕跡を確認するために、第１インピーダンス不連続ゾーンにおける音響波の反射を出来る限り大きくする必要があり、好ましくは全反射とする必要がある。この全反射条件は、ノズル３がケーシング１に取り付けられ、今度はこのケーシングがシリンダヘッド８に接続される状態においてアプリオリに満たされ、この構成は、有限径を持つバーが無限径を持つボディに取り付けられる理想的な場合と同様の構成とすることができる。アクチュエータ２のサイズが有限であるので、ニードル４とアクチュエータ２（または、第２ボディ２００）との接合ゾーンＺＪにおける音響波の全反射を実現するのは難しい。接合ゾーンＺＪにおいて、第２ボディ２００が線形音響インピーダンスＩ_{ＡＣ−ＺＪ}を有し、そしてニードル４が線形音響インピーダンスＩ_Ａ−ＺＪを有する（図３）と仮定する。音響波の全反射を接合ゾーンＺＪにおいてほぼ実現するという満足できる妥協案が、比Ｉ_{ＡＣ−ＺＪ}／Ｉ_Ａ−ＺＪが所定の値を上回る場合に得られる。好ましくは、次の関係式を成立させる：Ｉ_{ＡＣ−ＺＪ}／Ｉ_Ａ−ＺＪ≧２．５。

上の詳細に鑑みて、ｎ_３≠ｎ_４のような第１及び第２乗算係数の一般的な事例では、シート５において互いに打ち消し合って当該シートが動的に固定されるようにするのは入射波及び数周期τだけずれた反射波であることを理解されたい。この打ち消しが、例えばｎ_３とｎ_４との差が所定の値を上回り、そして／またはノズル３における音響波の減衰（及び、最終的に、当該ノズルの線形音響インピーダンスの低下）が特定の閾値を上回る場合に完全な打ち消しとはならない可能性がある。このことから、ｎ_３＝ｎ_４の場合の、特にｎ_３＝ｎ_４＝１の場合のインジェクタの構造は、アプリオリに高い音響的信頼度を持つように見え、かつｎ_３≠ｎ_４の場合の構造よりも好ましい状態であることが分かる。

音響波が伝搬する第１の「ノズル３＋第１ボディ１」媒質、及び第２の「ニードル４＋第２ボディ２００」媒質のそれぞれに関する第１距離Ｌ_３＝ｆ（Ｔ_３）及び第２距離Ｌ_４＝ｆ（Ｔ_４）は、それぞれの音波飛行時間Ｔ_３＝ｎ_３ ^＊［τ／２］及びＴ_４＝ｎ_４ ^＊［τ／２］を利用して、音響特性に関して定義されることが好ましいことを理解されたい。音波飛行時間は、設定周期τの（超）音波振動が、上のように振動を励振するアクチュエータ２の電気的活性コア１４１から放射されて生じることに起因する。別の表現をすると、第１距離Ｌ_３＝ｆ（Ｔ_３）及び第２距離Ｌ_４＝ｆ（Ｔ_４）は、２つの音場限界点（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｌｉｍｉｔｓ）の間の距離である。一般的に、第１距離Ｌ_３及び第２距離Ｌ_４の両方を定義するために使用される第１音場限界点は、問題としているアセンブリ（「ノズル３＋第１ボディ１」または「ニードル４＋第２ボディ２００」）の一方の端部によって表わされる。簡易化された形態においては、この第１音場限界点は、図１及び２に示すように、ニードル４の第１端部６（ヘッド７を介して軸方向に任意に延びる）とノズル３のシート５との接触ゾーンから区別することができないと考えることができる。２つのアセンブリの各アセンブリに特有の第２音場限界点は、上に説明したように、それぞれの第１線形音響インピーダンス不連続ゾーンＩによって表わされる。例えば、第２音場限界点は、問題としているアセンブリの直径が軸ＡＢに直交する平面内で変化する、例えばアクチュエータ２とのニードル４の接合ゾーンＺＪにおいて変化する位置に、またはケーシング１（図１，２）を凹ませてノズル３を形成する位置に対応させることができるので、接合ゾーンＺＪでは、ニードル４及びアクチュエータ２は、例えば加工によって、音の密度と同じ密度、及び音の伝搬速度と同じ伝搬速度を持つことが好ましい材料により作製される単一ブロック部品として形成され、かつ凹ませる位置では、ノズル３及びケーシング１は、例えば加工によって、音の密度と同じ密度、及び音の伝搬速度と同じ伝搬速度を持つことが好ましい材料により作製される単一ブロック部品として形成されることを理解されたい。詳細には、単一ブロック部品として加工することにより、適用することができる最も簡単な解決策を、前記部品を工業規模で製造している間に提供することができる。

しかしながら、特定の事例においては、これらのボディの音場限界点は、以下の２つの例に示すように、ボディの物理限界点に対応しない可能性がある。図１２に示すように、音響波が前記第１距離Ｌ_３を伝搬する第１媒質内には、互いからセグメント３０１，３０２，３０３の各セグメントに特有の以下の３つの基準：（ａ）セグメントの幾何学的構造；（ｂ）セグメントの密度ρ；（ｃ）セグメント内の音の速度ｃのうちの少なくとも２つの基準によって差別化される複数のセグメント３０１，３０２，３０３が存在し、セグメント３０１，３０２，３０３は、これらのセグメントの該当する線形音響インピーダンス − Ｉ_３０１＝Σ_３０１ ^＊ρ_３０１ ^＊ｃ_３０１；Ｉ_３０２＝Σ_３０２ ^＊ρ_３０２ ^＊ｃ_３０２；Ｉ_３０３＝Σ_３０３ ^＊ρ_３０３ ^＊ｃ_３０３ − が等しくなる：すなわち、Ｉ_３０１＝Ｉ_３０２＝Ｉ_３０３が成り立つように決定される。従って、これらのセグメントのそれぞれの線形寸法に関係なく、干渉エコーが２つのそれぞれのセグメントの間の接合ゾーン：３０１／３０２、３０２／３０３に生じることがないので、第１距離Ｌ_３がシート５０と第１ボディ１を凹ませてノズル３を形成する位置ＳＴとの間に維持される（図１２）。従って、それぞれの線形音響インピーダンスＩ_３０１，Ｉ_３０２，Ｉ_３０３で表わされる軸ＡＢに沿ったこれらのセグメントの音響特性が同じ状態に：すなわち、Ｉ_３０１＝Ｉ_３０２＝Ｉ_３０３が成り立つ状態に保持されるとした場合には、ノズル３を異なる材料で、これらの材料を継ぎ合わせてノズル３に、セグメント３０１，３０２，３０３の各セグメントに特有の局所的な、そして／または軸方向の選択物理特性（音響特性以外の）を付与する（例えば、衝突に対するこれらのセグメントの耐性を高めることにより、これらのセグメントの機械的摩耗及び／又はこれらのセグメントの熱膨張を小さくすることにより）ことにより形成することができる。図１０に示すように、音響波が前記第２距離Ｌ_４を伝搬する第２媒質内には、互いからセグメント４０１，４０２，４０３の各セグメントに特有の以下の３つの基準：（ａ）セグメントの幾何学的構造；（ｂ）セグメントの密度ρ；（ｃ）セグメント内の音の速度ｃのうちの少なくとも２つの基準によって差別化される複数のセグメント４０１，４０２，４０３が存在し、セグメント４０１，４０２，４０３
は、これらのセグメントの該当する線形音響インピーダンス − Ｉ_４０１＝Σ_４０１ ^＊ρ_４０１ ^＊ｃ_４０１；Ｉ_４０２＝Σ_４０２ ^＊ρ_４０２ ^＊ｃ_４０２；Ｉ_４０３＝Σ_４０３ ^＊ρ_４０３ ^＊ｃ_４０３ − が等しくなる：すなわち、Ｉ_４０１＝Ｉ_４０２＝Ｉ_４０３が成り立つように決定される。従って、これらのセグメントのそれぞれの線形寸法に関係なく、干渉エコーが２つのそれぞれのセグメントの間の接合ゾーン：４０１／４０２，４０２／４０３に生じることがないので、第２距離Ｌ_４がシート５０とアクチュエータ２のニードル４の接合ゾーンＺＪとの間に維持される（図１０）。従って、それぞれの線形音響インピーダンスＩ_４０１，Ｉ_４０２，Ｉ_４０３で表わされる軸ＡＢに沿ったこれらのセグメントの音響特性が同じ状態に：すなわち、Ｉ_４０１＝Ｉ_４０２＝Ｉ_４０３が成り立つ状態に保持されるとした場合には、ニードル４を異なる材料で、これらの材料を継ぎ合わせてニードル４に、セグメント４０１，４０２，４０３の各セグメントに特有の局所的な、そして／または軸方向の選択物理特性（音響特性以外の）を付与する（例えば、衝突に対するこれらのセグメントの耐性を高めることにより、これらのセグメントの機械的摩耗及び／又はこれらのセグメントの熱膨張を小さくすることにより）ことにより形成することができる。

図１及び３（または、図２及び４）に示す別の実施形態では、ニードル４と第２ボディ２００との接合ゾーンＺＪは、第２ボディ２００の側部に第２アクチュエータ２の少なくとも１つの断面によって形成され、当該断面は、軸ＡＢに直交する平面内で測定される第２アクチュエータ２の直径Ｄと表記される所定の直径を持つ円形断面を有する。ニードル４と第２ボディ２００との接合ゾーンＺＪは、ニードル４の側部に、軸ＡＢに直交する平面内で測定されるニードル４の直径ｄと表記される所定の直径を持つ少なくとも１つの軸対称断面によって形成される。好ましくは、アクチュエータ２の断面、及びニードル４の断面は、音の密度と同じ密度ρ、及び音の伝搬速度と同じ伝搬速度ｃを持つ材料で作製される。アクチュエータ２の直径Ｄ及びニードル４の直径ｄは、次の不等式：

によって関連付けられる。有利な点として、この直径比Ｄ／ｄは、アクチュエータ２におけるニードル４の許容可能な「音響凹部」に対応する（図１，２）。この許容可能な「音響凹部」によって、ニードル４のヘッド７（または７’）から出て行き、かつニードル４に沿って接合ゾーンＺＪに到達する入射波は、当該ゾーンでほぼ全反射される、すなわちバルブ部材の設定周期τでの開閉動作を故障させ得る（従って、上のように励振されるニードル４のヘッド７（または７’）の移動制御に不具合を生じさせ得る）大きな振幅損失及び／又は周波数損失が生じることがない。

特定の事例では、インジェクタを組み付けるために、第２アクチュエータ２とは別体のニードル４（及び／又は、ニードル４のヘッド７（または７’）とは別体のニードル４）を第１ボディ１内に挿入することが必須である。従って、単一部品または単一ブロック部品として、ニードル４付き第２アクチュエータ２及び／又はニードルヘッド７（または７’）付きニードル４を製造することは適切ではない。インジェクタを前記状況で組み付けるために、第２アクチュエータ２及びニードル４を一方において、そして／またはニードル４及びニードル４のヘッド７（または７’）を他方において、前記２つの部品を組み付けるために使用される「雄／雌」接続を利用して一括固定することができる。この接続は、例えば一方において、中心スタッドであることが好ましい、すなわち軸ＡＢに沿って位置合わせされることが好ましく、かつネジ、好ましくはねじ切りネジを形成するスタッドにより、そして他方においては、中心穴であることが好ましい、すなわち軸ＡＢに沿って位置合わせされることが好ましく、かつ内側にネジを切ったドリル穴により実現することができる（図１３〜２４）。スタッドはニードル４（図１３，１７，２３〜２４において第１スタッド４１と表記されるスタッド４１、または図１６のスタッド６１を参照）に、または第２アクチュエータ２に、或いはヘッド７（または７’）に固定することができる：図１５，１９において第２スタッド７１と表記されるスタッド７１を参照されたい。図１３，１７，２３〜２４，１６，１５，１９における参照番号４１，６１，７１で指示されるニードル４の、第２アクチュエータ２の、ヘッド７（または７’）の「固定スタッド」は、広義に理解する必要がある、すなわち前記「雄／雌」接続の「雄」部分を等価的に表わし、例えばニードル４を加工することによって、または第２アクチュエータ２を加工することによって、或いはヘッド７（または７’）を加工することによって得られる好適にネジ切りされた端部として設けられ、かつ第２アクチュエータ２付きニードル４、またはニードルヘッド７（または７’）付きニードル４を組み付けるために使用される「雄」部分を含む。スタッドは、スタッド自体を、別体部品として提示することもできる（図１４，１８，２１〜２２におけるニードル４とは別体の、かつ第２アクチュエータ２とは別体のスタッド４２を参照）。ニードル４付きアクチュエータ２のアセンブリ、及び／又はニードルヘッド７（または７’）付きニードル４のアセンブリでは、これらの部品を強力に音響結合させる必要がある。これは、応力を、第２アクチュエータ２とニードル４との接触表面、及び／又はニードル４と当該ニードルのヘッド７（または７’）との接触表面の全体に亘って均一に分布させることを意味する。このためには、ニードル４と第２アクチュエータ２とのそれぞれの対向支持表面（図２１，２２，２４における支持表面２０１及び２０２を参照）、及び／又はニードルのヘッド７（または７’）とニードル４とのそれぞれの対向支持表面は、所定の平滑度及び／又は粗さ、例えば１μｍ未満の粗さを持つことができる。これらの対向支持表面は、軸ＡＢに直交することが好ましい（図２１〜２４）。好ましくは、ネジ切りスタッドは、少なくとも１つの非ネジ切り部を含む。第２アクチュエータ２、及びニードル４に固定されるスタッド４１を備えるニードル４（図２３）に関連する例では、非ネジ切り部１８０が軸ＡＢの方向を基準にしてネジ１８の下流に配置される。非ネジ切り部１８０によって、ニードル４を軸ＡＢの回りに少しだけ回転させる可能性を残して、ニードル４を第２アクチュエータ２上に、これらの部品のそれぞれの対向支持表面２０１と２０２との間の締め付け力を、これらの部品を組み付けている間に制御しながら位置決めすることができる。更に、非ネジ切り部１８０を設けることにより、ニードル４を製造している間の加工具の取り外しが更に容易になるので、所定の平滑度及び／又は粗さを持つ支持表面２０２を形成し易くなる。図に示されず、かつ別体部品としてのスタッドに関連する別の例では、当該スタッドの非ネジ切り部は、スタッドの両端から所定の距離に、例えばスタッドの中央に配置することができる。直径ｄのニードル４は、少なくとも１つの補強部４３、例えばＤ１＞ｄを満たす直径Ｄ１の軸対称部を有することができる。補強部４３は、好ましくはＤ１≦Ｄとした場合に直径Ｄの第２アクチュエータ２にじかに隣接させることができる（図２０〜２２）。好ましくは、補強部４３は、この補強部４３とニードル４の残りの部分との間の線形音響インピーダンスＩの変化が５％以下であり、この変化が線形音響インピーダンス不連続と見なすことができないように構成される。この補強部４３によって、ニードル４が「雄」部分（ねじ切りネジ４１，１８）の直ぐ傍で、図２３〜２４に示すように、スタッド４１に接続されて不連続になる危険、または「雌」部分（ナット１７，１６）の直ぐ傍で、図２１〜２２に示すように、スタッド４２に接続されて不連続になる危険が最小化される。好ましくは、スタッド及び／又は対応するドリル穴は、少なくとも局部的に潤滑手段１８１（図２４）によって、例えばネジ１８の位置で被覆されることが好ましい（図２３の分解図を参照）。ニードル４と第２アクチュエータ２とのそれぞれの対向支持表面、及び／又はニードルのヘッドとニードル４とのそれぞれの対向支持表面が今度は、潤滑手段によって潤滑され、被覆されることが可能である。直感的に、潤滑手段を設けた効果が、ニードル４からの第２アクチュエータ２の分離、及び／又はニードル４からのヘッドの分離に役立つことが分かる。しかしながら、この例では、潤滑手段を設けることにより、ニードル４との第２アクチュエータ２の良好な構造的連続性、及び／又はニードル４とのヘッドの良好な構造的連続性を、中間空間（例えば、２つのネジ溝の間）の全てを充填することにより確保し、これにより音響波の伝達性が高くなる。潤滑手段によって、ニードル４と第２アクチュエータ２とのそれぞれの対向支持表面の間の密閉性、及び／又はニードルのヘッドとニードル４とのそれぞれの対向支持表面の間の密閉性が高くなる。これにより、音響波が通過することに起因する応力の局所的変化を防止することができる。潤滑手段のフィラーとしての機能の他に、潤滑手段は接着手段としての役割を果たすこともでき、この接着手段は第２アクチュエータ２をニードル４に、そして／またはヘッドをニードル４に更に強固に固定する。潤滑手段が「接着剤」にこのように変化するのは、例えば潤滑手段が燃焼室１５内の温度の影響を受けて物理−化学的に変化することによる。

別の実施形態では、第１スタッド４１、ニードル４に対する第２アクチュエータ２の支持表面２０１、及び第２アクチュエータ２に対するニードル４の該当する支持表面２０２は、接着剤で被覆される。好ましくは、第２スタッド７１、ニードル４のヘッド７に対する第１端部６の支持表面、及び第１端部６に対するニードル４のヘッド７の該当する支持表面は、接着剤で被覆される。
別の実施形態では、アクチュエータ２及びニードル４が一方において、そして／またはニードル４及び当該ニードルのヘッド７が他方において、接着によって、好ましくはスタッドまたはドリル穴を設けることなく音響的に、かつ一括して固定される。

噴射装置の好適なモードでは、ニードル４の外側フェーシング（ｏｕｔｗａｒｄ ｆａｃｉｎｇ）と表記されるヘッド７は、軸ＡＢに直交する平面内でノズル３の外部の方に向いた軸ＡＢの方向に広がり（図１及び３）、そしてシート５を、第２アクチュエータ２から遠い方のノズル３外側から閉止する。ヘッド７は、軸ＡＢの方向にノズル３の外側に向かって発散する形状とすることができる。例えば、図１，３，５〜６，１３〜１６は、円錐台形状の発散形状ヘッド７を示している。ヘッド７の他の発散形状を想到することができ、例えばこれらの図には示していないヘッドの形状を想到することができ、軸ＡＢに直交する方向の形状の直径が軸ＡＢに沿って指数関数的にシート５に向かって増大する。好ましくは、ヘッド７の少なくとも１つの側方壁７４（図１３の例の円錐台）は、軸ＡＢに対してα＞９０°を満たすαのような所定の角度αをなす。発散形状ヘッド、例えば円錐台形状ヘッド７の場合、ノズル３のシート５は、軸ＡＢの方向にノズル３の外側に向かって発散する該当する形状（図１，３，５〜６）、例えば円錐台形状とすることが好ましく、これにより確実に、インジェクタを閉止バルブ部材（図５）で良好に密閉する。この場合、音響波が伝搬する第２の「ニードル４＋第２ボディ２００」媒質に関する第１距離Ｌ_４を求めるために使用される第１音場限界点は、発散円錐台形状ヘッド７を上方に向かった途中の箇所に生じる（図１，３）。同じことが、音響波が伝搬する第１の「ノズル３＋第１ボディ１」媒質に関する第２距離Ｌ_３に関して言える（図１，３）。さほど好ましいとは言えない解決策では、発散円錐台形状ヘッド７を裾広がり形のヘッド７６に置き換える、例えばニードル４の直径ｄよりも長く、かつ優先軸ＡＢに直交する直径Ｄ２の円盤形の円筒形ヘッドに置き換えることができる（図２５）。ニードル４の端部６と円筒形ヘッド７６との間に、円筒状に均一に発散する部分７７、例えばｄ≦Ｄ３≦Ｄ２を満たすような、上に説明した外側フェーシングヘッド７の最大直径と同様の最大直径Ｄ３を有する円錐台部分を挿入することができる（図２６）。

第２アクチュエータ２が、ケーシング１に対して軸方向に戻し手段１１によって移動することができるように取り付けられることに注目されたい（図１及び３）。戻し手段１１は、変形することができる、例えばごく僅かだけ長くなる、例えば１００μｍ未満の長さだけ長くなるために所定の力を弾性的に作用させることができるので、ニードル４のヘッド７をノズル３のシート５に対して軸ＡＢの方向に押し付けて、確実にバルブ部材が燃焼室１５内の圧力に関係なく閉じるようにする。

別の好適なモード（図２，４，７〜８，１７〜２０）では、ニードル４の内側フェーシングと表記されるヘッド７’は、優先軸ＡＢの方向にノズル３の外側に向かって狭くなり、そしてシート５’を、第２アクチュエータ２（または第２ボディ２００）に近い方のノズル３内側から閉止する。ヘッド７’は、軸ＡＢの方向にノズル３の外側に向かって収束する形状とすることができる（図２，４，７〜８，１７〜２０）。例えば、図２，４，７〜８，１７〜２０は、収束形状のヘッド７’を円錐台形状として示している。ヘッド７’の他の収束形状を想到することができ、例えば図には示さないが、軸ＡＢに直交する直径が軸ＡＢに沿ってシート５’に向かって指数関数的に短くなるような直径を持つヘッドの形状を想到することができる。好ましくは、ヘッド７’の少なくとも１つの側方壁７５（図１７の例における円錐台）は、軸ＡＢに対して０°＜β＜９０°を満たすような所定の角度βをなす。収束形状のヘッド７’、例えば円錐台形状のヘッド７’の場合、ノズル３のシート５’は、軸ＡＢの方向にノズル３の外側に向かって収束する該当する形状（図２，４，７〜８）、例えば円錐台形状とすることが好ましく、これにより確実に、インジェクタを閉止バルブ部材（図７）で良好に密閉する。この場合、音響波が伝搬する第２の「ニードル４＋第２ボディ２００」媒質に関する第１距離Ｌ_４を求めるために使用される第１音場限界点は、収束円錐台形状のヘッド７’を上方に向かった途中の箇所に生じることを理解されたい（図２，４）。同じことが、音響波が伝搬する第１の「ノズル３＋第１ボディ１」媒質に関する第２距離Ｌ_３に関して言える（図２，４）。さほど好ましいとは言えない解決策では、ニードル４は、少なくとも２つの部分により作製される複合ヘッド７９を備える。第１部分７６は、例えばニードル４の直径ｄよりも長く、かつ優先軸ＡＢに直交する直径Ｄ２の円盤形の円筒形部分である（図２７）。軸ＡＢの方向の第１部分７６の下流（上に述べたように、ノズル３の外側に向いた側）に配置される第２部分７８は、好ましくはＤ２≦ｄが成り立つときのＤ３＜Ｄ２を満たす直径Ｄ３を有する円筒形である。従って、２つの部分から成る複合ヘッド７９は軸ＡＢの方向に狭くなる。第２部分７８は収束形状、例えば上に説明した内側フェーシングヘッド７’の形状のような円錐台収束形状を有することができる。

第２アクチュエータ２が、ケーシング１に対して軸方向に戻し手段１１’によって移動することができるように取り付けられることに注目されたい（図２及び４）。戻し手段１１’は、変形することができる、例えばごく僅かだけ長くなる、例えば１００μｍ未満の長さだけ長くなるために所定の力を弾性的に作用させることができるので、ニードル４のヘッド７’をノズル３のシート５’に対して軸ＡＢの方向に押し付けて、確実にバルブ部材が燃焼室１５内の圧力に関係なく閉じるようにする。

別の実施形態では、ケーシング１、ニードル４、ノズル３、ヘッド７（または７’）のうちの少なくとも１つが、例えば（ａ）処理済みスチール；（ｂ）チタン；（ｃ）チタン合金のうちの少なくとも１つの材料により作製される少なくとも１つの部分を含む。非制限的な例としてここに列挙されるこれらの材料は、高温で制限的に膨張する満足できる音響特性を有し、そして機械的摩耗にほとんど曝されることがない。好ましくは、ノズル３、特に当該ノズルのシート５（または５’）は、処理済みスチールにより作製され、当該スチールの機械的強度はチタンの機械的強度、またはチタン合金の機械的強度よりも高い。同じことが、ニードル４のヘッド７（または７’）に関して当てはまる。ニードル４に関して、当該ニードルは、チタンにより、または処理済みスチールよりも軽いチタン合金により作製されることが好ましい。しかしながら、例えば「ヘッド７（または７’）／ニードル４」アセンブリを単体部材として簡単に加工することにより「ヘッド７（または７’）＋ニードル４」アセンブリを単体部材として製造することが簡単になることによって、スチール製ニードル４、例えば処理済みスチール製ニードル４を選択することができる。

Claims (16)

1. − 或る長さを軸（ＡＢ）に沿って有し、かつ噴射孔とシート（５）を含むノズル（３）であって、前記軸（ＡＢ）の反対側端部で第１ボディに接続される前記ノズル（３）と、
   − 前記軸（ＡＢ）に沿って或る長さを有し、かつバルブ部材を前記シート（５）との接触ゾーンにおいて画成する第１端部（６）を有するニードル（４）であって、この軸（ＡＢ）の反対側端部で、前記第１ボディ（１）内を軸方向に移動するように取り付けられる第２ボディ（２００）に接続される前記ニードル（４）と、
   − 設定周期τで、前記第１端部（６）及び／又は前記ノズル（３）を振動させることにより、これらの第１端部とノズルとの間での前記軸（ＡＢ）に沿った、バルブ部材を交互に開閉するのに適する相対移動を確保する振動手段（２）であって、前記第１ボディ（１）付き前記ノズル（３）及び前記第２ボディ（２００）付き前記ニードル（４）がそれぞれ、音響波を伝搬させる第１媒質及び第２媒質を形成し、各媒質が、Σを軸（ＡＢ）に直交する媒質の断面の表面、ρを媒質の密度、そしてｃを媒質中の音の速度とした場合の次の方程式：Ｉ＝Σ^＊ρ^＊ｃにより定義される線形音響インピーダンス（Ｉ）を有する、前記振動手段（２）と、
   − 前記第１端部（６）と前記シート（５）の接触ゾーンから前記ノズル（３）または前記第１ボディ（１）に沿って或る距離に存在する少なくとも１つの線形音響インピーダンス不連続ゾーン、及び前記シート（５）と前記第１端部（６）の接触ゾーンから前記ニードル（４）または前記第２ボディ（２００）に沿って或る距離に存在する少なくとも１つの他の線形音響インピーダンス不連続ゾーンを備え、
   − 前記線形音響インピーダンス不連続ゾーン及び前記他の線形音響インピーダンス不連続ゾーンはそれぞれ、前記ニードル（４）の前記第１端部（６）と前記シート（５）との前記接触ゾーンからの順番が、前記第１ボディ（１）及び前記第２ボディ（２００）の方にそれぞれ向かう音響波の伝搬方向に１番目であり、
   一方における前記シート（５）と前記第１端部（６）との前記接触ゾーンと、他方における前記ノズル（３）または前記第１ボディ（１）に沿った前記第１線形音響インピーダンス不連続ゾーンとの間の第１距離（Ｌ_３）と表記される距離が、前記振動手段（２）から放射され、かつこの第１距離（Ｌ_３）を伝搬する音響波の伝搬時間（Ｔ_３）が、ｎ_３を非ゼロの正の整数である乗算係数とした場合に次の方程式：Ｔ_３＝ｎ_３ ^＊［τ／２］を満たすように表わされることを特徴とし、
   一方における前記第１端部（６）と前記シート（５）との前記接触ゾーンと、他方における前記ニードル（４）または前記第２ボディ（２００）に沿った前記第１線形音響インピーダンス不連続ゾーンとの間の第２距離（Ｌ_４）と表記される距離が、前記振動手段（２）から放射され、かつこの第２距離（Ｌ_４）を伝搬する音響波の伝搬時間（Ｔ_４）が、ｎ_４を非ゼロの正の整数である乗算係数とした場合に次の方程式：Ｔ_４＝ｎ_４ ^＊［τ／２］を満たすように表わされることを特徴とする、
   流体噴射装置。
2. 前記第１音響波伝搬媒質内には、前記第１距離（Ｌ_３）に亘って、互いからセグメント（３０１）、（３０２）、（３０３）の各セグメントに特有の次の３つの基準：（ａ）セグメントの幾何学的構造；（ｂ）セグメントの密度ρ；（ｃ）セグメント内の音の速度ｃのうちの少なくとも２つの基準によって差別化される複数のセグメント（３０１）、（３０２）、（３０３）が存在し、前記セグメント（３０１）、（３０２）、（３０３）は、これらのセグメントの該当する線形音響インピーダンス（Ｉ_３０１）、（Ｉ_３０２）、（Ｉ_３０３）が等しくなる：すなわちＩ_３０１＝Ｉ_３０２＝Ｉ_３０３が成り立つように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記第２音響波伝搬媒質内には、前記第２距離（Ｌ_４）に亘って、互いからセグメント（４０１）、（４０２）、（４０３）の各セグメントに特有の次の３つの基準：（ａ）セグメントの幾何学的構造；（ｂ）セグメントの密度ρ；（ｃ）セグメント内の音の速度ｃのうちの少なくとも２つの基準によって差別化される複数のセグメント（４０１）、（４０２）、（４０３）が存在し、前記セグメント（４０１）、（４０２）、（４０３）は、これらのセグメントの該当する線形音響インピーダンス（Ｉ_４０１）、（Ｉ_４０２）、（Ｉ_４０３）が等しくなる：すなわちＩ_４０１＝Ｉ_４０２＝Ｉ_４０３が成り立つように構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の流体噴射装置。
4. 前記ニードル（４）及び前記第２ボディ（２００）は、前記音響波を伝達する接合ゾーン（ＺＪ）を介して一括接続されることを特徴とし、前記接合ゾーン（ＺＪ）では、前記第２ボディ（２００）は線形音響インピーダンスＩ_{ＡＣ−ＺＪ}を有し、そして前記ニードル（４）は線形音響インピーダンスＩ_Ａ−ＺＪを有することを特徴とし、そして次の関係式：Ｉ_{ＡＣ−ＺＪ}／Ｉ_Ａ−ＺＪ≧２．５が成り立つことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
5. 前記第１ボディ（１）は、第１アクチュエータ（２０）と表記され、かつ前記振動手段の一部を形成するアクチュエータを含み、該アクチュエータは、前記第１ボディ（１）及び前記ノズル（３）と連動して、前記振動をこのノズル（３）の前記シート（５）に伝達するのに適することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
6. 前記振動手段は、前記第１アクチュエータ（２０）に作用するように配置される電気的活性コア（１４１）と、前記電気的活性コア（１４１）を励振し、かつ該電気的活性コアを設定周期τで振動させるのに適する手段を含むことを特徴とする、請求項５に記載の流体噴射装置。
7. 前記第２ボディ（２００）は、第２アクチュエータ（２）と表記され、かつ前記振動手段の一部を形成するアクチュエータを含み、該アクチュエータは、前記軸（ＡＢ）に沿って前記ニードル（４）を介して延在し、かつ前記第２ボディ（２００）及び前記ニードル（４）と連動して、前記振動をこのニードル（４）の前記第１端部（６）に伝達するのに適することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
8. 前記振動手段は、前記第２アクチュエータ（２）に作用するように配置される電気的活性コア（１４１）と、前記電気的活性コア（１４１）を励振し、かつ該電気的活性コアを設定周期τで振動させるのに適する手段を含むことを特徴とする、請求項７に記載の流体噴射装置。
9. 前記ニードル（４）と前記第２ボディ（２００）との前記接合ゾーン（ＺＪ）は、前記第２ボディ（２００）の側部の上に、前記第２アクチュエータ（２）の少なくとも１つの断面を介して形成され、前記断面は、前記第２アクチュエータ（２）の直径（Ｄ）と表記され、かつ前記軸（ＡＢ）に直交する平面内で測定される所定の直径を有する円形断面を有することを特徴とし、そして前記ニードル（４）と前記第２ボディ（２００）との前記接合ゾーン（ＺＪ）は、前記ニードル（４）の側部の上に、前記ニードル（４）の直径（ｄ）と表記され、かつ前記軸（ＡＢ）に直交する平面内で測定される所定の直径を有する少なくとも１つの軸対称断面を介して形成されることを特徴とし、そして前記アクチュエータ（２）の直径（Ｄ）、及び前記ニードル（４）の直径（ｄ）は次の不等式：
   

   

   
   により関連付けられることを特徴とする、請求項７又は８に記載の噴射装置。
10. 前記ニードル（４）の前記第１端部（６）は前記軸（ＡＢ）に沿ってヘッド（７’）を介して延在し、該ヘッドは前記軸（ＡＢ）に沿って前記ノズル（３）の外側に向かって狭くなることを特徴とし、そして前記ヘッド（７’）は前記シート（５’）を、前記第２ボディ（２００）に近い方の前記ノズル（３）内側から閉止することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の噴射装置。
11. 前記ニードル（４）の前記第１端部（６）は前記軸（ＡＢ）に沿ってヘッド（７）を介して延在し、該ヘッドは前記軸（ＡＢ）に沿って前記ノズル（３）の外側に向かって広がることを特徴とし、そして前記ヘッド（７）は前記シート（５）を前記ノズル（３）の外側から閉止することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
12. 前記第２アクチュエータ（２）及び前記ニードル（４）は、第１ネジ切りスタッド（４１）を利用して固定されることを特徴とする、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
13. 前記ニードル（４）の前記第１端部（６）及び前記ヘッド（７）は第２ネジ切りスタッド（７１）を利用して固定されることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
14. 前記第１スタッド（４１）、前記ニードル（４）に対する前記第２アクチュエータ（２）の支持表面（２０１）、及び前記第２アクチュエータ（２）に対する前記ニードル（４）の該当する支持表面（２０２）は接着剤で被覆されることを特徴とする、請求項１２に記載の流体噴射装置。
15. 前記第２スタッド（７１）、前記ニードル（４）の前記ヘッド（７）に対する前記第１端部（６）の支持表面、及び前記第１端部（６）に対する前記ニードル（４）の前記ヘッド（７）の該当する支持表面は接着剤で被覆されることを特徴とする、請求項１３に記載の流体噴射装置。
16. 請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の流体噴射装置を使用する内燃機関（Ｍ）。

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