BRPI0706611A2

BRPI0706611A2 - injetor ultra-sÈnico de combustìvel

Info

Publication number: BRPI0706611A2
Application number: BRPI0706611-2A
Authority: BR
Inventors: Thomas David Ehlert; Patrick Sean Mcnichols; Timothy R Zuehlke; Andrew Enis Meyer; George Bromfield
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2011-04-05
Also published as: CN101371035A; BRPI0706611B1; KR20080097438A; EP1977107A2; US8028930B2; WO2007136427A2; CN101371035B; KR101379065B1; WO2007136427A3; US20070170275A1; EP1977107B1

Abstract

INJETOR ULTRA-SONICO DE COMBUSTìVEL. é divulgado um injetor de combustível para distribuir combustível em um motor no qual um alojamento do injetor tem uma câmara interna de combustível e pelo menos um orifício de exaustão em comunicação fluídica com a câmara de combustível, por meio do qual o combustível saí do injetor de combustível no pelo menos um orifício de exaustão para distribuição no motor. Um guia de ondas ultra-sónicas é separado do alojamento, é alongado e fica disposto, pelo menos em parte, na câmara de combustível para energízar ultra-sonicamente o combustível na câmara de combustível antes de o combustível sair por meio do pelo menos um orifício de exaustão. Um dispositivo de excitação é operável para estimular ultra-sonicamente o guia de ondas ultra-sónico. Um elemento de montagem interconecta o guia de ondas no alojamento, com o elemento de montagem configurado para isolar vibratoriamente de forma substancial o alojamento do guia de ondas.

Description

"INJETOR ULTRA-SÔNICO DE COMBUSTÍVEL"

CAMPO TÉCNICO

Esta invenção diz respeito, no geral, a injetoresde combustível para distribuir combustível em um motor e,mais particularmente, a um injetor ultra-sônico de combustí-vel no qual energia ultra-sônica é aplicada no combustívelpelo injetor antes da distribuição no motor.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Injetores de combustível são comumente usados paradistribuir combustível inflamável nas câmaras de combustãodos cilindros do motor. Injetores de combustível típicoscompreendem um alojamento que inclui uma agulha com um oumais orifícios de exaustão por meio dos quais o combustívelé expelido do injetor para distribuição no interior da câma-ra de combustão. Um elemento de válvula, tal como o que écomumente referido como um pino ou agulha, fica disposto deforma móvel no alojamento do injetor de combustível. Em suaposição fechada, o elemento de válvula veda na agulha paraimpedir a injeção de combustível e, na posição aberta, ocombustível é injetado pela agulha por meio do(s) orifí-cio (s) de exaustão. Em operação, combustível em alta pressãoé mantido no alojamento do injetor com o elemento de válvulaem sua posição fechada. O elemento de válvula é intermiten-temente aberto para injetar o combustível em alta pressãopor meio do(s) orifício (s) de exaustão da agulha para dis-tribuição na câmara de combustão do motor.

A eficiência do combustível do motor de combustãointerna que incorpora um injetor como este é baseada, emparte, no tamanho da goticula do combustível injetada na câ-mara de combustão. Isto é, menores tamanhos de gotículastendem a fornecer uma queima mais eficiente do combustívelno processo de combustão. Tentativas de melhorar a eficiên-cia do combustível incluíram o crescente estreitamento do(s)orifício (s) de exaustão da agulha e/ou o aumento substancialda alta pressão do combustível na qual o injetor opera parapromover uma aspersão mais atomizada do combustível a partirdo injetor. Por exemplo, é comum que tais injetores operemem pressões de combustível maiores do que 8.000 psi (550bar) (55,16 MPa), e mesmo tão altas quanto 30.000 psi (2.070bar) (206, 84 MPa) . Os injetores de combustível também sãoexpostos a elevadas temperaturas operacionais, tal como cer-ca de 185 graus Fahrenheit (85 graus centígrados) ou mais.

Em tentativas de aumentar adicionalmente a efici-ência do combustível, é conhecido submeter o combustível ex-pelido pela agulha por meio do orifício de exaustão à ener-gia ultra-sônica para facilitar a melhor atomização do com-bustível distribuído na câmara de combustão. Por exemplo, apatente US 6.543.700 (Jameson et al.), cuja íntegra da di-vulgação é aqui incorporada pela referência, divulga um in-jetor de combustível no qual a agulha da válvula é formada,pelo menos em parte, por um material magnetoestritivo res-ponsivo a campos magnéticos que mudam em freqüências ultra-sônicas. Quando a agulha da válvula fica posicionada parapermitir que combustível seja expelido do corpo da válvula(isto é, a agulha) , um campo magnético que muda em freqüên-cias ultra-sônicas é aplicado na parte magnetoestritiva daagulha da válvula. Dessa maneira, a agulha da válvula é ul-tra-sonicamente estimulada para transmitir energia ultra-sônica no combustível à medida que ele sai do injetor pormeio dos orifícios de saída.

No injetor ultra-sônico de combustível divulgadona patente US 5.330.100 (Malinowski), o própria agulha doinjetor de combustível é construída para vibrar ultra-sonicamente para que energia ultra-sônica seja transmitidapara o combustível à medida que o combustível escoa por meiodo orifício de saída do injetor. Em uma configuração comoesta, há um risco de que a própria vibração da agulha resul-te em erosão de cavitação (por exemplo, em função da cavita-ção do combustível no orifício de saída) da agulha no orifí-cio de saída.

As patentes US 5.803.106 (Cohen et al.), 5.868.153(Cohen et al.), 6.053.424 (Gipson et al.) e 6.380.264 (Jame-son et al.) relacionadas divulgam, no geral, aparelho paraaumentar a vazão de um líquido pressurizado por meio de umorifício pela aplicação de energia ultra-sônica no líquidopressurizado. Em particular, o líquido pressurizado é dis-tribuído no interior da câmara de um alojamento com uma pon-ta de molde que inclui um orifício de saída (ou orifícios desaída) por meio do qual o líquido pressurizado sai da câma-ra. Uma corneta ultra-sônica se estende longitudinalmente,em parte, na câmara e, em parte, para fora da câmara, e temum diâmetro que diminui na direção de uma ponta disposta ad-jacente ao orifício de saída para amplificar a vibração ul-tra-sônica da corneta nesta ponta. Um transdutor é anexadona extremidade exterior da corneta para vibrar a corneta ul-tra-sonicamente. Uma aplicação para a qual o aparelho é di-vulgado é o uso com um injetor de combustível para um motorde combustão interna.

Uma desvantagem de um arranjo como este é que aexposição dos vários componentes à alta pressão na qual oinjetor de combustível opera transmite tensão substancialaos componentes. Em particular, em função de parte da corne-ta ultra-sônica ser imersa na câmara e de uma outra partenão ser, não há diferencial de pressão substancial transmi-tido para os diferentes segmentos da corneta, resultando emtensão adicional na corneta. Além do mais, tal aparelho nãopode acomodar prontamente um elemento de válvula operacio-nal, o que é comum em alguns dispositivos de distribuiçãoultra-sônica de líquido para controlar a distribuição do lí-quido a partir do dispositivo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

No geral, um injetor de combustível de acordo comuma modalidade para distribuir combustível em um motor com-preende um alojamento com uma câmara interna de combustívele pelo menos um orifício de exaustão em comunicação fluídicacom a câmara de combustível, pelo qual o combustível sai doinjetor de combustível no pelo menos um orifício de exaustãopara distribuição no motor. Um guia de ondas ultra-sônicas éseparado do alojamento, é alongado e fica disposto, pelo me-nos em parte, na câmara de combustível para energizar ultra-sonicamente o combustível na câmara de combustível antes deo combustível sair por meio do pelo menos um orifício de e-xaustão. Um dispositivo de excitação é operável para estimu-lar ultra-sonicamente o guia de ondas ultra-sônico. Um ele-mento de montagem interconecta o guia de ondas no alojamen-to, com o elemento de montagem sendo configurado para isolarvibratoriamente de forma substancial o alojamento do guia deondas.

Em uma outra modalidade, um injetor de combustívelpara distribuir combustível em um motor compreende, no ge-ral, um alojamento com uma trajetória interna de fluxo decombustível e pelo menos um orifício de exaustão em comuni-cação fluídica com a trajetória de fluxo, pelo qual o com-bustível sai do injetor de combustível no pelo menos um ori-fício de exaustão para distribuição no motor. Um guia de on-das ultra-sônicas é separado do alojamento, é alongado e fi-ca disposto, pelo menos em parte, na trajetória de fluxo pa-ra energizar ultra-sonicamente o combustível na trajetóriade fluxo antes de o combustível sair por meio do pelo menosum orifício de exaustão. Um dispositivo de excitação é ope-rável para estimular ultra-sonicamente o guia de ondas ul-tra-sônico. Um elemento de montagem interconecta o guia deondas no alojamento, com o elemento de montagem ficando dis-posto, pelo menos em parte, na trajetória de fluxo e confi-gurado para isolar vibratoriamente de forma substancial oalojamento do guia de ondas.

Em uma ainda outra modalidade, um injetor de com-bustível para distribuir combustível em um motor compreende,no geral, um alojamento com uma câmara interna de combustí-vel e pelo menos um orifício de exaustão em conjunto com acâmara de combustível, pela qual o combustível sai do inje-tor de combustível no pelo menos um orifício de exaustão pa-ra distribuição no motor. Um guia de ondas ultra-sônicas fi-ca separado do alojamento, é alongado e fica disposto, pelomenos em parte, na câmara de combustível para energizar ul-tra-sonicamente o combustível na câmara de combustível antesde o combustível sair por meio do pelo menos um orifício deexaustão. Um dispositivo de excitação é operável para esti-mular ultra-sonicamente o guia de ondas ultra-sônico. Um e-lemento de montagem interconecta o guia de ondas no aloja-mento, com o elemento de montagem sendo construído inteira-mente por material elastomérico e configurado para isolarvibratoriamente de forma substancial o alojamento do guia deondas.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A figura 1 é uma seção transversal longitudinal deuma modalidade de um dispositivo de distribuição ultra-sônica de líquido da presente invenção ilustrado na forma deum injetor de combustível para distribuir combustível em ummotor de combustão interna;

a figura 2 é uma seção transversal longitudinal doinjetor de combustível da figura 1 tomada em uma posição an-gular diferente daquela na qual a seção transversal da figu-ra 1 é tomada;

a figura 3 é uma vista expandida de uma primeiraparte da seção transversal da figura 1;

a figura 4 é uma vista expandida de uma segundaparte da seção transversal da figura 1;a figura 5 é uma vista expandida de uma terceiraparte da seção transversal da figura 2;

a figura 6 é uma vista expandida de uma quartaparte da seção transversal da figura 1;

a figura 6a é uma vista expandida de uma partecentral da seção transversal da figura 1;

a figura 7 é uma vista expandida de uma quintaparte da seção transversal da figura 1;

a figura 8 é uma vista fragmentada e ampliada daseção transversal da figura 1;

a figura 9 é uma vista em perspectiva de um con-junto de guia de ondas e de outros componentes internos doinjetor de combustível da figura 1; e

a figura 10 é uma seção transversal fragmentada deuma parte de um alojamento do injetor de combustível do in-jetor de combustível da figura 1, com componentes internosdo injetor de combustível omitidos para revelar a construçãodo alojamento.

Caracteres de referência correspondentes indicampartes correspondentes por todos os desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Agora, em relação aos desenhos e, em particular, àfigura 1 uma modalidade de um injetor ultra-sônico de com-bustível para distribuir combustível em um motor (não mos-trado) é designado no geral por 21. O injetor de combustívelpode ser usado em veículos terrestres, aéreos e marítimos,em geradores de energia elétrica e em outros dispositivosque empregam um motor. Em particular, o injetor de combustí-vel é adequado para uso com motores que usam combustível di-esel. Entretanto, pretende-se que o termo combustível aquiusado seja entendido, significando qualquer combustível in-flamável usado na operação de um motor, e não é limitado aocombustível diesel.

O injetor de combustível 21 compreende um aloja-mento indicado, no geral, em 23 para receber combustívelpressurizado de uma fonte (não mostrada) de combustível epara distribuir uma aspersão atomizada de gotículas do com-bustível no motor, tal como em uma câmara de combustão domotor. Na modalidade ilustrada, o alojamento 23 compreendeum corpo alongado principal 25, uma agulha 27 (algumas ve-zes, também referido como um corpo de válvula) e um elementode retenção 29 (por exemplo, porca) que monta o corpo prin-cipal, agulha e porca um no outro. Em particular, uma extre-midade inferior 31 do corpo principal 25 fica disposta con-tra uma extremidade superior 33 da agulha 27. 0 elemento deretenção 29 se fixa adequadamente (por exemplo, elementos defixação rosqueáveis) na superfície externa do corpo princi-pai 25 para impelir a junção das extremidades casadas 31, 33do corpo principal e da agulha 27.

Os termos "superior" e "inferior" são aqui usadosde acordo com a orientação vertical do injetor de combustí-vel 21 ilustrado nos vários desenhos, e não pretende-se des-crever uma orientação necessária do injetor de combustívelem uso. Isto é, entende-se que o injetor de combustível 21pode ser orientado diferente da orientação vertical ilustra-da nos desenhos e permanecer no escopo desta invenção. Aqui,os termos "axial" e "longitudinal" dizem respeito, direcio-nalmente, à direção do comprimento do injetor de combustível(por exemplo, a direção vertical nas modalidades ilustra-das). Aqui, os termos "transversal", "lateral" e "radial"dizem respeito a uma direção normal em relação à direção a-xial (por exemplo, longitudinal). Os termos "interno" e "ex-terno" também são usados em relação a uma direção transver-sal à direção axial do injetor de combustível, com o termo"interno" dizendo respeito a uma direção voltada para o in-terior do injetor de combustível e com o termo "externo" di-zendo respeito a uma direção voltada para o exterior do in-jetor.

0 corpo principal 25 tem um furo axial 35 que seestende longitudinalmente ao longo do seu comprimento. A di-mensão transversal ou seccional transversal do furo 35 (porexemplo, o diâmetro do furo circular ilustrado na figura 1)varia ao longo dos segmentos longitudinais discretos do furocom propósitos que ficarão aparentes. Em particular, em re-lação à figura 3, em uma extremidade superior 37 do corpoprincipal 25, a dimensão seccional transversal do furo 35 éescalonada para formar uma sede 39 para instalar uma válvulasolenóide convencional (não mostrada) no corpo principal comuma parte da válvula solenóide estendendo-se para baixo dofuro central do corpo principal. 0 injetor de combustível 21e a válvula solenóide são montadas uma na outra por um co-nector adequado (não mostrado). Versados na técnica conhecema construção e a operação das válvulas solenóides adequadase, portanto, não são aqui descritas adicionalmente, excetoaté a quantidade necessária.

Exemplos de válvulas solenóides adequadas são di-vulgados na patente US 6.688.579, intitulada "Solenoid Valvefor Controlling a Fuel Injector of an Internai CombustionEngine", na patente US 6.827.332, intitulada "Solenoid Val-ve", e na patente US 6.874.706, intitulada "Solenoid ValveComprising a Plug-In/Rotative Connection". Outras válvulassolenóides adequadas também podem ser usadas.

A dimensão seccional transversal do furo central35 é escalonada adicionalmente para dentro à medida que elase estende para baixo da sede da válvula solenóide para de-finir um ressalto 45 no qual é instalado um suporte do pino47 que se estende longitudinalmente (e coaxialmente na moda-lidade ilustrada) no furo central. Da forma ilustrada na fi-gura 4, o furo 35 do corpo principal 25 se estreita aindamais na seção transversal à medida que ele se estende longi-tudinalmente abaixo do segmento do furo no qual o suporte dopino 47 se estende e define, pelo menos em parte, uma câmarade baixa pressão 49 do injetor 21.

Longitudinalmente abaixo da câmara de baixa pres-são 49, o furo central 35 do corpo principal 25 se estreitaainda adicionalmente para definir um segmento de canal deguia (e teto de alta pressão) 51 (figuras 4 e 5) do furo pa-ra, pelo menos em parte, localizar apropriadamente uma agu-lha da válvula 53 (de forma geral, um elemento de válvula)do injetor 21 no furo, como aqui descrito posteriormente.Então, em relação à figura 8, a dimensão seccional transver-sal do furo 35 aumenta à medida que o furo se estende longi-tudinalmente abaixo do segmento do canal de guia 51 até aextremidade inferior aberta 31 do corpo principal 25 para,em parte (por exemplo, juntamente com a agulha 27, como serádescrito) , definir uma câmara de alta pressão 55 (de formageral, uma câmara interna de combustível e, de forma aindamais geral, uma câmara interna de líquido) do alojamento doinjetor 23.

Uma entrada de combustível 57 (figuras 1 e 4) éformada no lado do corpo principal 25 intermediário em rela-ção às suas extremidades superior e inferior 37, 31, e secomunica com os canais de distribuição divergentes superiore inferior 59, 61 que se estendem no corpo principal. Emparticular, o canal de distribuição superior 59 se estendeda entrada de combustível 57 para cima no corpo principal 25e abre no interior do furo 35, no geral, adjacente ao supor-te do pino 47 preso no furo e, mais particularmente, logoabaixo do ressalto 45 no qual o suporte do pino está insta-lado. O canal de distribuição inferior 61 se estende a par-tir da entrada de combustível 57 para baixo do corpo princi-pal 25 e abre no interior do furo central 35, no geral, nacâmara de alta pressão 55. Um tubo de distribuição 63 se es-tende para o interior por meio do corpo principal 25 na en-trada de combustível 57 e é montado no corpo principal poruma camisa 65 adequada e conexão rosqueada 67. Entende-seque a entrada de combustível 57 pode ser localizada diferen-te do ilustrado nas figuras 1 e 4 sem fugir do escopo da in-venção. Também entende-se que o combustível pode ser distri-buído exclusivamente para a câmara de alta pressão 55 do a-lojamento 23 e permanecer no escopo desta invenção.

0 corpo principal 25 também tem uma saida 69 (fi-guras 1 e 4) formada no seu lado por meio da qual o combus-tível em baixa pressão é expelido do injetor 21 para distri-buição em um sistema de retorno de combustível adequado (nãomostrado). Um primeiro canal de retorno 71 é formado no cor-po principal 25 e fornece comunicação fluídica entre a saída69 e a câmara de baixa pressão 4 9 do furo central 35 do cor-po principal. Um segundo canal de retorno 73 é formado nocorpo principal 25 para fornecer comunicação fluídica entrea saída 69 e a extremidade superior aberta 37 do corpo prin-cipal. Entretanto, entende-se que um ou ambos os canais deretorno 71, 73 podem ser omitidos do injetor de combustível21 sem fugir do escopo desta invenção.

Agora, particularmente em relação às figuras 6-8,no geral, a agulha 27 ilustrado é alongado e fica coaxial-mente alinhado com o corpo principal 25 do alojamento do in-jetor de combustível 23. Em particular, a agulha 27 tem umfuro axial 75 coaxialmente alinhado com o furo axial 35 docorpo principal 25, particularmente, na extremidade inferior31 do corpo principal para que o corpo principal e a agulha,juntos, definam a câmara de alta pressão 55 do alojamento doinjetor de combustível 23. A dimensão seccional transversaldo furo da agulha 75 é escalonada para fora na extremidadesuperior 33 da agulha 27 para definir um ressalto 77 parainstalar um elemento de montagem 7 9 no alojamento do injetorde combustível 23. No geral, a extremidade inferior (tambémreferida como uma ponta 81) da agulha 27 é cônica.Intermediário à sua ponta 81 e à sua extremidadesuperior 33, no geral, a dimensão seccional transversal (porexemplo, o diâmetro na modalidade ilustrada) do furo da agu-lha 75 é uniforme ao longo do comprimento da agulha ilustra-do na figura 8. Um ou mais orifícios de exaustão 83 (doissão visíveis na seção transversal da figura 7, enquanto queportas adicionais são visíveis na seção transversal da figu-ra 10) são formados na agulha 27, tal como a ponta 81 da a-gulha na modalidade ilustrada, por meio do qual o combustí-vel em alta pressão é expelido do alojamento 23 para distri-buição no motor. Como um exemplo, em uma modalidade adequa-da, a agulha 27 pode ter oito orifícios de exaustão 83, cadaorifício de exaustão com um diâmetro de cerca de 0,006 pole-gada (0,15 mm). Entretanto, entende-se que o número de ori-fícios de exaustão e o seu diâmetro podem variar sem fugirdo escopo desta invenção. Aqui, o canal de distribuição in-ferior 61 e a câmara de alta pressão 55, juntos, definem am-plamente uma trajetória de fluxo no alojamento 23 ao longoda qual combustível em alta pressão flui da entrada de com-bustível 57 até os orifícios de exaustão 83 da agulha 27.

Agora, em relação às figuras 1 e 3, o suporte dopino 4 7 compreende um corpo tubular alongado 85 e uma cabeça87 formada integralmente com a extremidade superior do corpotubular e dimensionada em seção transversal maior do que ocorpo tubular para localizar o suporte do pino no ressalto45 do corpo principal 25 no seu furo central 35. Na modali-dade ilustrada, o suporte do pino 47 está coaxialmente ali-nhado com o furo axial 35 do corpo principal 25, com o corpotubular 85 do suporte do pino sendo dimensionado para, nogeral, vedar o encaixe com o corpo principal no furo axialdo corpo principal. 0 corpo tubular 85 do suporte do pino 47define um canal interno 91 que se estende longitudinalmentedo suporte do pino para receber de forma deslizável um pinoalongado 93 no interior do suporte do pino.

A cabeça 87 do suporte do pino 47 tem um rebaixo95, no geral, côncavo ou em forma de prato formado central-mente em sua superfície superior e um furo 97 que se estendelongitudinalmente do centro deste rebaixo até o canal inter-no 91 do suporte do pino. Da forma ilustrada na figura 3,uma folga anular 99 é formada entre uma parede lateral dosuporte do pino 47 e a superfície interna do corpo principal25 na parte superior do furo 35 do corpo principal. Um canalde alimentação 101 se estende transversalmente por meio daparede lateral do corpo tubular 85 do suporte do pino 47 atéo canal interno 91, no geral, na extremidade superior do ca-nal, com o canal de alimentação 101 sendo aberto em sua ex-tremidade externa transversal até a folga anular 99. O canalde alimentação 101 fica em comunicação fluídica com o canalde distribuição superior 59 no corpo principal 25 por meioda folga anular 99 para receber o combustível em alta pres-são no interior do canal de alimentação, o canal interno docorpo tubular 85 acima do pino 93, e o furo 97 se estendendolongitudinalmente na cabeça 87 do suporte do pino 47.

O pino 93 é alongado e se estende coaxialmente deforma adequada no canal do suporte do pino 91 e no furo axi-al 35 do corpo principal 25. Um segmento superior do pino 93é recebido de forma deslizável no canal interno 91 do supor-te do pino 47 em relacionamento rigorosamente espaçado comele, enquanto que o restante do pino se estende longitudi-nalmente para fora do suporte do pino para baixo e para ointerior da câmara de baixa pressão 49 do furo 35 do corpoprincipal 25. Como ilustrado na figura 3, uma extremidadesuperior 103 do pino 93 (por exemplo, no topo do canal in-terno 101 do suporte do pino 47) é afunilada para permitirque combustível em alta pressão seja recebido no canal in-terno do suporte do pino acima da extremidade superior dopino.

Também estão dispostos na câmara de baixa pressão49 do furo do corpo principal 35 uma camisa tubular 107 (fi-gura 4) que circunda o pino 93 exatamente abaixo do suportedo pino 47 (por exemplo, apoiando-se por cima na base do su-porte do pino) e define uma sede de mola, um martelo 109 queapoia-se na extremidade inferior do pino em relacionamentocoaxial com o pino e com uma extremidade superior que defineuma sede de mola oposta, e uma mola espiral 111 retida entreo martelo e a camisa da mola com o pino passando longitudi-nalmente por meio da mola.

A agulha da válvula 53 (amplamente, o elemento deválvula) é alongada e se estende coaxialmente no furo 35 docorpo principal 25 de uma extremidade superior 113 (figura2) da agulha da válvula em relação de apoio com a base domartelo 109, para baixo através do segundo do canal de guia51 (figura 8) do furo do corpo principal, e adicionalmentepara baixo através da câmara de alta pressão 55 até uma ex-tremidade terminal 115 da agulha da válvula disposta em in-tima proximidade com a ponta 81 da agulha 27 na câmara dealta pressão. Da forma mais bem ilustrada nas figuras 4 e 8,a agulha da válvula 53 é dimensionada em seção transversalpara relacionamento rigorosamente espaçado com o corpo prin-cipal 25 no segmento do canal de guia 51 do furo axial 35para manter alinhamento apropriado da agulha da válvula emrelação à agulha 27.

Particularmente, em relação à figura 7, no geral,a extremidade terminal 115 da agulha da válvula 53 ilustradaé cônica de acordo com a forma cônica da ponta 81 da agulha27 e define uma superfície de fechamento 117 adaptada para,no geral, vedar a superfície interna da ponta da agulha emuma posição fechada (não mostrada) da agulha da válvula. Emparticular, na posição fechada da agulha da válvula 53, asuperfície de fechamento 117 da agulha da válvula veda a su-perfície interna da ponta da agulha 81 sobre os orifícios deexaustão 83 para vedar a agulha (e de forma mais geral, oalojamento do injetor de combustível 23) em relação ao com-bustível que está sendo expelido pela agulha por meio dosorifícios de exaustão. Em uma posição aberta da agulha daválvula (ilustrada na figura 7), a superfície de fechamento117 da agulha da válvula 53 é espaçada da superfície internada ponta da agulha 81 para permitir que o combustível na câ-mara de alta pressão 55 flua entre a agulha da válvula 53 ea ponta da agulha 81 até os orifícios de exaustão 83 para aexaustão do injetor de combustível 21.

No geral, e espaçamento entre a superfície de fe-charaento 117 da extremidade terminal 115 da agulha da válvu-la e a superfície oposta da ponta da agulha 81 na posiçãoaberta da agulha da válvula está adequadamente na faixa decerca de 0,002 polegada (0,051 mm) até cerca de 0,025 pole-gada (0,64 mm) . Entretanto, entende-se que o espaçamento po-de ser maior ou menor do que a faixa supra-especifiçada semfugir do escopo da invenção.

Percebe-se que a agulha 27 e, mais particularmen-te, a ponta 81 podem ser alternativamente configuradas demaneira tal que os orifícios de exaustão 83 fiquem dispostosde maneira diferente na superfície interna da agulha em queestá instalada a superfície de fechamento 117 da agulha daválvula 53 na posição fechada da agulha da válvula. Por e-xemplo, os orifícios de exaustão 83 podem ficar dispostos àjusante (na direção na qual o combustível flui na direçãodos orifícios de exaustão) da superfície da agulha em queestá instalada a superfície de fechamento 117 da agulha daválvula 53 e permanecem no escopo desta invenção. Um exemploadequado de um arranjo de agulha de válvula, ponta de agulhae ponta de exaustão como este é descrito na patente US6.543.700, cuja divulgação é aqui incorporada pela referên-cia até o limite em que ela é consistente com esta.

Assim, entende-se que o pino 93, o martelo 109 e aagulha da válvula 53 são conjuntamente móveis longitudinal-mente em um eixo geométrico comum no alojamento do injetorde combustível 23 entre a posição fechada e a posição abertada agulha da válvula. A mola 111 disposta entre a camisa 107e o martelo 109 predispõe adequadamente o martelo e, assim,a agulha da válvula 53, na direção da posição fechada da a-gulha da válvula. Entende-se que outras configurações deválvula adequadas são possíveis para controlar o fluxo docombustível do injetor para distribuição no motor sem fugirdo escopo desta invenção. Por exemplo, a agulha 27 (ampla-mente, o alojamento 23) pode ter uma abertura por meio daqual a agulha da válvula 53 se estende para fora da agulha epor meio da qual o combustível sai da agulha para distribui-ção no motor. Em uma modalidade como esta, a extremidadeterminal 115 da agulha da válvula 53 vedará em relação aoexterior da agulha 27 na posição fechada da agulha da válvu-la. Também entende-se que a operação da agulha da válvula 53pode ser controlada, de maneira diferente, por uma válvulasolenóide 41 e permanecer no escopo desta invenção. Entende-se adicionalmente que a agulha da válvula 53 ou outro arran-jo de válvula podem ser completamente omitidos do injetor decombustível 21 sem fugir do escopo desta invenção.

Agora, particularmente em relação às figuras 8 e9, um guia de ondas ultra-sônicas 121 é formado separado daagulha da válvula 53 e do alojamento do injetor de combustí-vel 23 e se estende longitudinalmente na câmara de altapressão 55 do alojamento até uma extremidade terminal 123 doguia de ondas disposta exatamente acima da ponta 81 da agu-lha 27 para energizar ultra-sonicamente o combustível na câ-mara de combustível exatamente antes de o combustível sairdo injetor 21 por meio dos orifícios de exaustão 83 formadosna agulha. O guia de ondas 121 ilustrado é adequadamente a-longado e tubular, com uma parede lateral 125 definindo umapassagem interna 127 que se estende ao longo do seu compri-mento entre as extremidades longitudinalmente opostas supe-rior e inferior (a extremidade superior sendo indicada em129) do guia de ondas. A extremidade inferior do guia de on-das 121 define a extremidade terminal 123 do guia de ondas.O guia de ondas 121 ilustrado tem uma seção transversal, nogeral, anular (isto é, circular). Entretanto, entende-se queo guia de ondas 121 pode ser modelado em seção transversaldiferente de anular sem fugir do escopo desta invenção. Tam-bém percebe-se que o guia de ondas 121 pode ser tubular aolongo de menos do que todo o seu comprimento e poder ser,ainda, no geral, sólido ao longo do seu comprimento. Em ou-tras modalidades, percebe-se que a agulha da válvula podeser, no geral, tubular e o guia de ondas pode ficar dispos-to, pelo menos em parte, no interior da agulha da válvula.

No geral, o guia de ondas pode ser construído porum metal com propriedades acústicas e mecânicas adequadas.Exemplos de metais adequados para a construção do guia deondas incluem, mas sem limitações, alumínio, monel, titânioe algumas ligas de aço. Também percebe-se que todo ou partedo guia de ondas pode ser revestido com um outro metal. 0guia de ondas ultra-sônicas 121 é preso no alojamento do in-jetor de combustível 23 e, mais adequadamente, na câmara dealta pressão 55, como na modalidade ilustrada, pelo elementode montagem 79. No geral, o elemento de montagem 79, locali-zado longitudinalmente entre as extremidades 123, 129 doguia de ondas 121, define um segmento superior 131 do guiade ondas que se estende longitudinalmente para cima (na mo-dalidade ilustrada) do elemento de montagem 79 até a extre-midade superior 129 do guia de ondas e um segmento inferior133 que se estende longitudinalmente para baixo do elementode montagem até a extremidade terminal 123 do guia de ondas.

Embora na modalidade ilustrada o guia de ondas 121(isto é, tanto os seus segmentos superior quanto inferior)fique disposto inteiramente na câmara de alta pressão 55 doalojamento, percebe-se que somente uma parte do guia de on-das pode ficar disposta na câmara de alta pressão sem fugirdo escopo desta invenção. Por exemplo, somente o segmentoinferior 133 do guia de ondas 121, incluindo sua extremidadeterminal, pode ficar disposto na câmara de alta pressão 55,enquanto que o segmento superior 131 do guia de ondas ficadisposto no exterior da câmara de alta pressão, e pode ounão ser sujeito ao combustível de alta pressão do alojamentodo injetor 23.

A dimensão seccional transversal interna (por e-xemplo, o diâmetro interno na modalidade ilustrada) do guiade ondas 121 (por exemplo, a dimensão seccional transversalda sua passagem interior 127) é, no geral, uniforme ao longodo comprimento do guia de ondas e é adequadamente dimensio-nada para acomodar a agulha de válvula 53 que se estende co-axialmente na passagem interior do guia de ondas ao longo detodo o comprimento do guia de ondas (e acima do guia de on-das em relação de encosto com o martelo 109 na modalidadeilustrada). Entretanto, entende-se que a agulha da válvula53 pode se estender somente ao longo de uma parte da passa-gem interior 127 do guia de ondas 121 sem fugir do escopodesta invenção. Também entende-se que a dimensão seccionaltransversal interna do guia de ondas 121 pode ser diferentede uniforme ao longo do comprimento do guia de ondas. Na mo-dalidade ilustrada, a extremidade terminal 115 da agulha deválvula 53 e, mais adequadamente, a superfície de fechamento117 da agulha da válvula, ficam dispostas longitudinalmentepara fora da extremidade terminal 123 do guia de ondas 121tanto na posição aberta quanto na posição fechada da agulhada válvula. Entretanto, entende-se que a superfície de fe-chamento 117 da extremidade terminal 115 da agulha da válvu-la 53 somente precisa se estender para fora da extremidadeterminal 123 do guia de ondas 121 na posição fechada da agu-lha da válvula e pode ficar completa ou parcialmente dispos-ta na passagem interior 127 do guia de ondas na posição a-berta da agulha da válvula.

Da forma mais bem ilustrada na figura 7, a dimen-são seccional transversal (por exemplo, o diâmetro na moda-lidade ilustrada) da parte da agulha da válvula 53 que seestende na passagem interior 127 do guia de ondas 121 é di-mensionada ligeiramente menor do que a dimensão seccionaltransversal da passagem interior do guia de ondas para defi-nir, em parte, a trajetória de fluxo para combustível em al-ta pressão no alojamento e, mais adequadamente, para definiruma parte da trajetória- de fluxo que se estende entre a pa-rede lateral 125 do guia de ondas e a agulha da válvula aolongo do comprimento da agulha da válvula. Por exemplo, emuma modalidade, a agulha da válvula 53 é transversalmenteespaçada (por exemplo, radialmente espaçada na modalidadeilustrada) da parede lateral do guia de ondas 125 na passa-gem interior 127 do guia de ondas na faixa de cerca de 0,005polegada (0,127 mm) até cerca de 0,0025 polegada (0,064 mm).

Ao longo de um par de segmentos longitudinalmenteespaçados (por exemplo, um segmento 137 (figura 7) que é ad-jacente à extremidade terminal 123 do guia de ondas 121 e ooutro segmento 139 (figura 6a) que é adjacente e exatamenteacima do elemento de montagem 7 9) da agulha da válvula 53 napassagem 127, a dimensão seccional transversal da agulha daválvula 53 aumenta para que a agulha da válvula fique em umrelacionamento de contato mais intimamente espaçado ou mesmodeslizante com o guia de ondas na passagem para facilitar oalinhamento apropriado e para inibir o movimento transversalda agulha da válvula na passagem. A superfície externa daagulha da válvula 53 nestes segmentos tem uma ou mais super-fícies chatas (não mostradas) ali formadas para, em parte,definir a parte da trajetória de fluxo que se estende napassagem interior 127 do guia de ondas 121. Alternativamen-te, a superfície externa da agulha da válvula 53 pode serlongitudinalmente estriada nestes segmentos para permitirque o combustível flua na passagem interior 127 do guia deondas 121 além de tais segmentos.

Particularmente, em relação à figura 7, a superfí-cie externa da parede lateral 125 do guia de ondas é espaça-da transversalmente a partir do corpo principal 25 e da agu-lha 27 para definir adicionalmente a trajetória de fluxo aolongo da qual o combustível em alta pressão flui da entradade combustível 57 até os orifícios de exaustão 83 e, maisadequadamente, forma uma parte do exterior da trajetória defluxo, ou fora do guia de ondas 121. No geral, a dimensãoseccional transversal externa (por exemplo, diâmetro externona modalidade ilustrada) da parede lateral 125 do guia deondas é uniforme ao longo de um comprimento deste, interme-diária a uma parte ampliada 195 do guia de ondas longitudi-nalmente disposto na extremidade terminal 123 do guia de on-das 121 e/ou adjacente a ela, e de uma outra parte ampliada153 longitudinalmente disposta adjacente à extremidade supe-rior 129 do guia de ondas. Como um exemplo, o espaçamentotransversal (por exemplo, radial na modalidade ilustrada)entre a parede lateral 125 do guia de ondas e a agulha 27 àmontante (por exemplo, em relação à direção na qual o com-bustível flui da extremidade superior 33 da agulha até osorifícios de exaustão 83) da extremidade terminal 123 doguia de ondas fica adequadamente na faixa de cerca de 0,001polegada (0,025 mm) até cerca de 0,021 polegada (0,533 mm).Entretanto, o espaçamento pode ser menor ou maior do que a-quele, sem fugir do escopo desta invenção.

A dimensão seccional transversal externa da parte195 do segmento inferior 133 do guia de ondas 121 aumentaadequadamente e, mais adequadamente, afunila ou alargatransversalmente para fora adjacente à extremidade terminal123 do guia de ondas ou, mais adequadamente, exatamente ne-la. Por exemplo, a dimensão seccional transversal desta par-te ampliada 195 do segmento inferior 133 do guia de ondas121 é dimensionada para relacionamento de contato intimamen-te espaçado ou mesmo deslizante com a agulha 27 no seu furocentral 75 para manter o alinhamento axial apropriado doguia de ondas (e, portanto, a agulha da válvula 53) na câma-ra de alta pressão 55.

Em decorrência disto, a parte da trajetória defluxo entre o guia de ondas 121 e a agulha 27 é, no geral,mais estreita adjacente à extremidade do terminal 123 doguia de ondas, ou exatamente nela, em relação à trajetóriade fluxo imediatamente à montante da extremidade do terminaldo guia de ondas, para restringir, no geral, o fluxo do com-bustivel além da extremidade do terminal do guia de ondasaté os orifícios de exaustão 83. A parte ampliada 195 dosegmento inferior 133 do guia de ondas 121 também fornecemaior área de superfície ultra-sonicamente estimulada naqual o combustível que flui além da extremidade terminal 123do guia de ondas é exposto. Uma ou mais superfícies chatas197 (figura 9) são formadas na superfície externa da parteampliada 195 do segmento inferior 133 para facilitar o fluxode combustível ao longo da trajetória de fluxo além da ex-tremidade terminal 123 da composição 121 para fluir para osorifícios de exaustão 83 da agulha 27. Entende-se que a par-te ampliada 195 da parede lateral do guia de ondas 115 podeser escalonada para fora em vez de ser afunilada ou alarga-da. Também percebe-se que as superfícies superior e inferiorda parte ampliada 195 podem ser contornadas em vez de dire-tas, e permanecer no escopo desta invenção.

Em um exemplo, a parte ampliada 195 do segmentoinferior do guia de ondas 133, por exemplo, na extremidadeterminal 123 do guia de ondas e/ou adjacente a ela, tem umadimensão seccional transversal externa máxima (por exemplo,diâmetro externo na modalidade ilustrada) de cerca de 0,2105polegada (5,347 mm), enquanto que a dimensão seccionaltransversal externa máxima do guia de ondas imediatamente àmontante desta parte ampliada pode ficar na faixa de cercade 0,16 polegada (4,064 mm) até ligeiramente menos que cercade 0,2105 polegada (5,347 mm).

O espaçamento transversal entre a extremidade ter-minal 123 do guia de ondas 121 e a agulha 27 define uma áreaaberta por meio da qual o combustível flui ao longo da tra-jetória de fluxo além da extremidade terminal do guia de on-das. O um ou mais orifícios de exaustão 83 define uma áreaaberta por meio da qual o combustível sai do alojamento 23.Por exemplo, onde um orifício de exaustão for fornecido, aárea aberta por meio da qual o combustível sai do alojamento23 é definida como a área seccional transversal do orifíciode exaustão (por exemplo, onde o combustível entra no inte-rior do orifício de exaustão) e onde múltiplos orifícios deexaustão 83 estiverem presentes, a área aberta por meio daqual o combustível sai do alojamento é definida como a somada área seccional transversal de cada orifício de exaustão.Em uma modalidade, uma proporção da área aberta na extremi-dade terminal 123 do guia de ondas 121 e da agulha 27 pelaárea aberta por meio da qual o combustível sai do alojamento23 (por exemplo, nos orifícios de exaustão 83) está adequa-damente na faixa de cerca de 4:1 até cerca de 20:1.

Entende-se que em outras modalidades adequadas, osegmento inferior 133 do guia de ondas 121 pode ter uma di-mensão seccional transversal externa, no geral, uniforme aolongo de todo o seu comprimento (por exemplo, de maneira talque nenhuma parte ampliada 195 seja formada) , ou pode dimi-nuir na dimensão seccional transversal externa (por exemplo,estreita substancialmente na direção da sua extremidade ter-minal 123) sem fugir do escopo da invenção.

Novamente, em relação às figuras 8 e 9, um dispo-sitivo de excitação adaptado para energizar o guia de ondas121 para vibrar ultra-sonicamente de forma mecânica fica a-dequadamente disposto por completo na câmara de alta pressão55 juntamente com o guia de ondas e, no geral, é indicado em145. Em uma modalidade, o dispositivo de excitação 145 é a-dequadamente responsivo à corrente elétrica de alta freqüên-cia (por exemplo, freqüência ultra-sônica) para vibrar ul-tra-sonicamente o guia de ondas. Como um exemplo, o disposi-tivo de excitação 145 pode receber adequadamente a correnteelétrica em alta freqüência de um sistema de geração adequa-do (não mostrado) que é operável para distribuir correntealternada em alta freqüência no dispositivo de excitação. Daforma aqui usada, o termo "ultra-sônico" é tomado signifi-cando o fato de ter uma freqüência na faixa de cerca de 15kHz até cerca de 100 kHz. Como um exemplo, em uma modalida-de, o sistema de geração pode distribuir adequadamente cor-rente alternada no dispositivo de excitação em uma freqüên-cia ultra-sônica na faixa de cerca de 15 kHz até cerca de100 kHz, mais adequadamente, na faixa de cerca de 15 kHz atécerca de 60 kHz e, ainda mais adequadamente, na faixa decerca de 20 kHz até cerca de 40 kHz. Tais sistemas de gera-ção são bem conhecidos pelos versados na técnica e não pre-cisam ser aqui adicionalmente descritos.

Na modalidade ilustrada, o dispositivo de excita-ção 145 compreende um dispositivo piezelétrico, e, mais ade-quadamente, uma pluralidade de anéis piezelétricos empilha-dos 147, (por exemplo, pelo menos dois e, na modalidade i-lustrada, quatro), circundando o segmento superior 131 doguia de ondas 121 e instalado em um ressalto 149 formado pe-lo elemento de montagem 79. Um colar anular 151 circunda osegmento superior 147 e pressiona o anel mais superior. Ade-quadamente, o colar 151 é construído com um material de altadensidade. Por exemplo, um material adequado com o qual ocolar 151 pode ser construído é tungstênio. Entretanto, en-tende-se que o colar 151 pode ser construído com outros ma-teriais adequados e permanece no escopo desta invenção. Aparte ampliada 153 adjacente à extremidade superior 129 doguia de ondas 121 tem uma maior dimensão seccional transver-sal externa (por exemplo, um maior diâmetro externo na moda-lidade ilustrada) e é rosqueada ao longo deste segmento. Ocolar 151 é internamente rosqueado para fixar de forma ros-queada o colar no guia de ondas 121. O colar 151 é adequada-mente apertado para baixo em relação à pilha de anéis pieze-létricos 147 para comprimir os anéis entre o colar e o res-salto 149 do elemento de montagem 79.

Juntos, o guia de ondas 121 e o dispositivo de ex-citação 14 5 da modalidade ilustrada definem amplamente umconjunto de guia de ondas, indicado no geral em 150, paraenergizar ultra-sonicamente o combustível na câmara de altapressão 55. Dessa maneira, todo o conjunto de guia de ondas150 fica inteiramente disposto na câmara de combustível dealta pressão 55 do injetor de combustível 21 e, assim, ficauniformemente exposto ao ambiente de alta pressão no injetorde combustível. Como um exemplo, o conjunto de guia de ondasilustrado é particularmente construído para agir tanto comouma corneta ultra-sônica quanto como um transdutor para vi-brar ultra-sonicamente a corneta ultra-sônica. Em particu-lar, o segmento inferior 133 do guia de ondas 121 ilustradona figura 8 age, no geral, da maneira de uma corneta ultra-sônica, enquanto que o segmento superior 131 do guia de on-das, e mais adequadamente a parte do segmento superior quese estende, no geral, do elemento de montagem 79 até o localno qual o colar 151 fixa o segmento superior do guia de on-das juntamente com o dispositivo de excitação (por exemplo,os anéis piezelétricos), age da maneira de um transdutor.

Mediante a distribuição de corrente elétrica (porexemplo, corrente alternada distribuída em uma freqüênciaultra-sônica) nos anéis piezelétricos 147 da modalidade i-lustrada, os anéis piezelétricos expandem e contraem (parti-cularmente, na direção longitudinal do injetor de combustí-vel 21) na freqüência ultra-sônica na qual a corrente é dis-tribuída nos anéis. Em virtude de os anéis 147 ser comprimi-dos entre o colar 151 (que é fixo no segmento superior 131do guia de ondas 21) e o elemento de montagem 79, a expansãoe a contração dos anéis fazem com que o segmento superior doguia de ondas alongue e contraia ultra-sonicamente (por e-xemplo, no geral, na freqüência em que os anéis piezelétri-cos expandem e contraem), tal como da maneira de um transdu-tor. Desta maneira, o alongamento e a contração do segmentosuperior 131 do guia de ondas 121 estimula a freqüência res-sonante do guia de ondas e, em particular, ao longo do seg-mento inferior 133 do guia de ondas, resultando na vibraçãoultra-sônica do guia de ondas ao longo do segmento inferior,por exemplo, da maneira de uma corneta ultra-sônica.

Como um exemplo, em uma modalidade, o deslocamentodo segmento inferior 133 do guia de ondas 121 que resulta dasua excitação ultra-sônica pode ser de até cerca de seis ve-zes o deslocamento dos anéis piezelétricos e do segmento su-perior do guia de ondas. Apesar disto, entende-se que o des-locamento do segmento inferior 133 pode ser amplificado maisdo que seis vezes, ou ele pode não ser amplificado de modoalgum, e permanecer no escopo desta invenção.

Percebe-se que uma parte do guia de ondas 121 (porexemplo, uma parte do segmento superior 131 do guia de on-das) pode ser alternativamente construída com um materialmagnetoestritivo que é responsivo aos campos magnéticos quemudam em freqüências ultra-sônicas. Em uma modalidade comoesta (não mostrada), o dispositivo de excitação pode compre-ender um gerador de campo magnético disposto em todo o alo-jamento 23, ou em parte dele, e operável em resposta à re-cepção de corrente elétrica para aplicar um campo magnéticono material magnetoestritivo em que o campo magnético mudaem freqüências ultra-sônicas (por exemplo, de ligado paradesligado, de uma magnitude para uma outra e/ou uma mudançana direção).Por exemplo, um gerador adequado pode compreenderuma bobina elétrica conectada no sistema de geração que dis-tribui corrente na bobina em freqüências ultra-sônicas. As-sim, juntos, a parte magnetoestritiva do guia de ondas e ogerador de campo magnético de uma modalidade como esta agemcomo um transdutor, enquanto que o segmento inferior 133 doguia de ondas 121 age novamente como uma corneta ultra-sônica. Um exemplo de um material magnetoestritivo e de umgerador de campo magnético adequados é divulgado na patenteUS 6.543.770, cuja divulgação é aqui incorporada pela refe-rência até a quantidade em que ela é consistente com esta.

Embora todo o conjunto de guia de ondas 150 sejailustrado disposto na câmara de alta pressão 55 do alojamen-to 23 do injetor de combustível, entende-se que um ou maiscomponentes do conjunto de guia de ondas pode ficar completaou parcialmente disposto no exterior da câmara de alta pres-são, e pode, ainda, ficar disposto no exterior do alojamen-to, sem fugir do escopo desta invenção. Por exemplo, quandoum material magnetoestritivo for usado, o gerador de campomagnético (amplamente, o dispositivo de excitação) pode fi-car disposto no corpo principal 25 ou em outro componente doalojamento 23 do injetor de combustível, e pode ficar somen-te parcialmente exposto em relação à câmara de alta pressão55 ou completamente vedado em relação a ela. Em uma outramodalidade, juntos, o segmento superior 131 do guia de ondas121 e os anéis piezelétricos 147 (e o colar 151) podem ficarlocalizados no exterior da câmara de alta pressão 55 sem fu-gir do escopo desta invenção, contanto que a extremidadeterminal 123 do guia de ondas fique disposta na câmara dealta pressão.

Pela colocação dos anéis piezelétricos 147 e docolar 151 ao redor do segmento superior 131 do guia de ondas121, todo o conjunto do guia de ondas 150 não precisa sermais comprido do que o próprio guia de ondas (por exemplo,em oposição ao comprimento de um conjunto no qual um trans-dutor e uma corneta ultra-sônica são arranjados em um arran-jo convencional extremidade a extremidade ou "empilhado").Como um exemplo, todo o conjunto do guia de ondas 150 podeter adequadamente um comprimento igual a cerca de metade docomprimento de onda ressonante (de outra forma, comumentereferido como meio comprimento de onda) do guia de ondas. Emparticular, o conjunto do guia de ondas 150 é adequadamenteconfigurado para ressonar em uma freqüência ultra-sônica nafaixa de cerca de 15 kHz até cerca de 100 kHz, mais adequa-damente na faixa de cerca de 15 kHz até cerca de 60 kHz, eainda mais adequadamente na faixa de cerca de 20 kHz atécerca de 40 kHz. O conjunto de guia de ondas de meio compri-mento de onda 150 operando em tais freqüências tem um res-pectivo comprimento geral (correspondente a meio comprimentode onda) na faixa de cerca de 133 mm até cerca de 20 mm,mais adequadamente na faixa de cerca de 133 mm até cerca de37,5 mm, e ainda mais adequadamente na faixa de cerca de 100mm até cerca de 50 mm. Como um exemplo mais particular, oconjunto do guia de ondas 150 ilustrado nas figuras 8 e 9 éconfigurado para operação em uma freqüência de cerca de 40kHz e tem um comprimento geral de cerca de 50 mm. Entretan-to, entende-se que o alojamento 23 pode ser suficientementedimensionado para permitir que um conjunto de guia de ondascom um comprimento de ondas completo fique ali disposto.Também entende-se que em um arranjo como este, o conjunto doguia de ondas pode compreender uma corneta ultra-sônica etransdutor em uma configuração empilhada.

Uma camisa 155 não condutora elétrica (que é ci-líndrica na modalidade ilustrada, mas pode ser de outra for-ma dimensionada) é instalada na extremidade superior do co-lar 155 e se estende para cima do colar até a extremidadesuperior da câmara de alta pressão 55. A camisa 155 também éadequadamente construída com um material, no geral, flexí-vel. Como um exemplo, um material adequado com o qual a ca-misa 155 pode ser construída é um material termoplástico po-lieterimida amorfo disponível por General Electric Company,EUA, sob o nome comercial ULTEM. Entretanto, outros materi-ais não condutores elétricos adequados, tais como materiaiscerâmicos, podem ser usados para construir a camisa 155 epermanecem no escopo desta invenção. A extremidade superiorda camisa 155 tem um flange anular 157 integralmente formadoque se estende radialmente para fora a partir dali e um con-junto de quatro fendas 159 que se estende longitudinalmente,definindo quatro lingüetas 161, no geral, flexíveis na ex-tremidade superior da camisa. Um segundo flange anular 163 éintegralmente formado com a camisa 155 e se estende radial-mente para fora da camisa exatamente abaixo das fendas 159que se estendem longitudinalmente, isto é, em relacionamentolongitudinalmente espaçado com o flange anular 157 dispostona extremidade superior da camisa.

Um anel de contato 165 construído com um materialeletricamente condutor circunscreve a camisa 155 intermediá-ria aos flanges anulares 157, 163 longitudinalmente espaça-dos da camisa. Em uma modalidade, o anel de contato 165 éadequadamente construído com latão. Entretanto, entende-seque o anel de contato 154 pode ser construído com outros ma-teriais condutores elétricos adequados sem fugir do escopodesta invenção. Também entende-se que um dispositivo de con-tato diferente de um anel, tais como um dispositivo de con-tato de ponto único, lingüeta flexível e/ou predisposta pormola ou outro dispositivo condutor elétrico adequado, podeser usado sem fugir do escopo da invenção. Na modalidade i-lustrada, a dimensão seccional transversal interna (por e-xemplo, o diâmetro) do anel de contato 165 é dimensionadaligeiramente menor do que a dimensão seccional transversalexterna do segmento longitudinal da camisa 155 que se esten-de entre os flanges anulares 157, 163.

O anel de contato 154 é inserido sobre a camisa155 impelindo telescopicamente para baixo o anel de contatosobre a extremidade superior da camisa. A força do anel 165contra o flange anular 157 na extremidade superior da camisa155 impele as lingüetas 161 a flexionar (por exemplo, cur-var) radialmente para dentro para permitir que o anel desli-ze para baixo além do flange anular formado na extremidadesuperior da camisa e para instalar o anel no segundo flangeanular 163. As lingüetas 161 recuam resilientemente para fo-ra na direção de suas posições iniciais, fornecendo encaixepor atrito entre o anel de contato 165 e a camisa 155 e re-tendo o anel de contato entre os flanges anulares 157, 163da camisa.

Um anel guia 167 construído com um material nãocondutor elétrico circunscreve e isola eletricamente o anelde contato 165. Como um exemplo, o anel guia 167 pode (masnão precisa necessariamente) ser construído com o mesmo ma-terial da camisa 163. Em uma modalidade, o anel guia 167 fi-ca adequadamente retido na camisa, e, mais adequadamente, noanel de contato 165, por um encaixe de braçadeira ou de a-trito do anel guia no anel de contato. Por exemplo, o anelguia 167 pode ser um anel descontínuo rompido ao longo deuma fenda ilustrada na figura 9. Assim, o anel guia 167 écircunferencialmente expansível na fenda para encaixar o a-nel guia sobre o anel de contato 165 e, mediante subseqüenteliberação, fecha de forma resiliente e segura ao redor doanel de contato.

Em uma modalidade particularmente adequada, umapequena saliência de localização anular 169 se estende radi-almente para dentro a partir do anel guia 167 e pode ser re-cebida em uma ranhura anular 171 formada no anel de contato165 para localizar apropriadamente o anel guia no anel decontato. Entretanto, entende-se que o anel de contato 165 eo anel guia 167 podem ser montados na camisa 155 de maneiradiferente da ilustrada nas figuras 8 e 9 sem fugir do escopodesta invenção. Pelo menos uma e, mais adequadamente, umapluralidade de aberturas afuniladas ou frusto-cônicamentemodeladas 175 é formada radialmente através do anel guia 167para permitir acesso ao anel de contato 165 para distribuircorrente elétrica no anel de contato.

Como mais bem visto na figura 5, uma camisa de i-solamento 175 construída com um material não condutor elé-tricô adequado se estende através de uma abertura no lado docorpo principal 25 e tem uma extremidade terminal 177 deforma, no geral, cônica configurada para ser instalada emuma das aberturas 173 do anel guia 167. A camisa de isola-mento 175 é presa no local por uma conexão 17 9 adequada quese fixa de forma rosqueável no corpo principal 25 na abertu-ra 173 e tem uma abertura central através da qual a camisade isolamento se estende. Fiação elétrica 181 adequada seestende através da camisa de isolamento 175 em contato elé-trico com o anel de contato 165 em uma extremidade do fio eestá em comunicação elétrica em sua extremidade oposta (nãomostrada) com uma fonte (não mostrada) de corrente elétrica.

Fiação elétrica adicional 183 se estende a partirdo anel de contato 165 para baixo ao longo do exterior dacamisa 155 na câmara de alta pressão 55 e em comunicação e-létrica com um eletrodo (não mostrado) disposto entre o anelpiezelétrico 147 mais superior e o próximo anel piezelétricoinferior. Um fio separado 184 conecta eletricamente o ele-trodo em um outro eletrodo (não mostrado) disposto entre oanel piezelétrico 147 mais inferior e o anel exatamente aci-ma dele. O elemento de montagem 79 e/ou o guia de ondas 121fornecem aterramento para a corrente distribuída nos anéispiezelétricos 147. Em particular, um fio terra 185 é conec-tado no elemento de montagem 79 e se estende para cima atéentre os dois anéis piezelétricos 147 médios em contato comum eletrodo (não mostrado) disposto entre eles. Opcionalmen-te, um segundo fio terra (não mostrado) pode se estender apartir de entre os dois anéis piezelétricos 147 médios emcontato com um outro eletrodo (não mostrado) entre o anelpiezelétrico mais superior e o colar 151.

Agora, em relação particular às figuras 6, 6a, 8 e9, o elemento de montagem 7 9 é adequadamente conectado noguia de ondas 121 intermediário às extremidades 123, 129 doguia de ondas. Mais adequadamente, o elemento de montagem 79é conectado no guia de ondas 121 em uma região nodal do guiade ondas. Da forma aqui usada, a "região nodal" do guia deondas 121 diz respeito a uma região ou segmento longitudinaldo guia de ondas ao longo do qual pouco (ou nenhum) desloca-mento longitudinal ocorre durante a vibração ultra-sônica doguia de ondas e, no geral, deslocamento transversal (por e-xemplo, radial na modalidade ilustrada) é maximizado. O des-locamento transversal do guia de ondas 121 compreende ade-quadamente a expansão transversal do guia de ondas, mas tam-bém pode incluir movimento transversal (por exemplo, curva-tura) do guia de ondas.

Na modalidade ilustrada, a configuração do guia deondas 121 é de maneira tal que um plano nodal (isto é, umplano transversal ao guia de ondas no qual não ocorre nenhumdeslocamento longitudinal ao mesmo tempo em que, no geral, odeslocamento transversal é maximizado) não esteja presente.Em vez disto, no geral, a região nodal do guia de ondas 121ilustrado é em forma de domo de maneira tal que em qualquer.dado local longitudinal da região nodal, algum deslocamentolongitudinal ainda possa estar presente, embora o desloca-mento primário do guia de ondas seja o deslocamento trans-versal.

Entretanto, entende-se que o guia de ondas 121 po-de ser adequadamente configurado para ter um plano nodal (ouponto nodal, como algumas vezes ele é chamado) e que o planonodal de um guia de ondas como este é considerado no signi-ficado da região nodal aqui definida. Também percebe-se queo elemento de montagem 7 9 pode ser longitudinalmente dispos-to acima ou abaixo da região nodal do guia de ondas 121 semfugir do escopo da invenção.

O elemento de montagem é adequadamente configuradoe arranjado no injetor de combustível 21 para isolar vibra-toriamente o guia de ondas 121 do alojamento 23 do injetorde combustível. Isto é, o elemento de montagem 25 inibe atransferência da vibração mecânica longitudinal e transver-sal (por exemplo, radial) do guia de ondas 121 para o aloja-mento 23 do injetor de combustível, mantendo a posiçãotransversal desejada do guia de ondas na câmara de altapressão 55 e permitindo o deslocamento longitudinal do guiade ondas do alojamento do injetor de combustível. Como umexemplo, o elemento de montagem 7 9 da modalidade ilustradacompreende, no geral, um segmento anular interno 187 que seestende transversalmente (por exemplo, radialmente na moda-lidade ilustrada) para fora do guia de ondas 121, um segmen-to anular externo 189 que se estende transversal ao guia deondas em relacionamento transversalmente espaçado com o seg-mento interno, e uma rede de interconexão anular 191 que seestende transversalmente entre os segmentos interno e exter-no e os interconecta. Embora os segmentos interno e externo187, 189 e a rede de interconexão 191 se estendam continua-mente ao redor da circunferência do guia de ondas 121, en-tende-se que um ou mais destes elementos pode ser descontí-nuo ao redor do guia de ondas, tal como da maneira dos raiosda roda, sem fugir do escopo desta invenção.

Na modalidade ilustrada na figura 6a, o segmentointerno 187 do elemento de montagem 79 tem uma superfíciesuperior, no geral, chata que define o ressalto 149 no qualo dispositivo de excitação 145, por exemplo, os anéis pieze-létricos 147, é instalado. Uma superfície inferior 193 dosegmento interno 187 é adequadamente contornada à medida queela se estende da região adjacente ao guia de ondas 121 atésua conexão com a rede de interconexão 191 e, mais adequada-mente, tem um contorno de raio misturado. Em particular, ocontorno da superfície inferior 193 no ponto de junção darede 191 e do segmento interno 197 do elemento de montagem79 é, adequadamente, um contorno de raio menor (por exemplo,mais agudo, menos afunilado ou mais tipo canto) para facili-tar a distorção da rede durante a vibração do guia de ondas121. O contorno da superfície inferior 193 no ponto de jun-ção do segmento interno 187 do elemento de montagem 79 e doguia de ondas 121 é adequadamente um raio relativamente mai-or (por exemplo, um contorno mais afunilado ou uniforme) pa-ra reduzir a tensão no segmento interno do elemento de mon-tagem mediante a distorção da rede de interconexão 191 du-rante a vibração do guia de ondas.

O segmento externo 18 9 do elemento de montagem 7 9é configurado para ser instalado em um ressalto formado pelaagulha 27, no geral, adjacente à extremidade superior 33 daagulha. Como mais bem visto na figura 6, a dimensão seccio-nal transversal interna (por exemplo, diâmetro interno) daagulha 27 é escalonada para dentro adjacente à extremidadesuperior 33 da agulha, por exemplo, longitudinalmente abaixodo elemento de montagem, para que aquela agulha seja longi-tudinalmente espaçada da superfície inferior contornada 193do segmento interno 187 e da rede de interconexão 191 do e-lemento de montagem para permitir o deslocamento do elementode montagem durante a vibração ultra-sônica do guia de ondas121. O elemento de montagem 79 é adequadamente dimensionadoem seção transversal para que pelo menos uma margem da bordaexterna do segmento externo 189 fique disposta longitudinal-mente entre o ressalto da agulha 27 e a extremidade inferior31 do corpo principal 25 do alojamento 23 do injetor de com-bustível (isto é, a superfície do corpo principal que ficana extremidade superior 33 da agulha). 0 elemento de reten-ção 29 do injetor de combustível 21 impele a agulha 27 e ocorpo principal 25 juntamente para prender a margem da bordado segmento externo do elemento de montagem 189 entre eles.

A rede de interconexão 191 é construída para serrelativamente 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 ondas 121. Como um exemplo, em uma modali-dade, a espessura da rede de interconexão 191 do elemento demontagem 79 pode estar na faixa de cerca de 0,2 mm até cercade 1 mm e, mais adequadamente, cerca de 0,4 mm. A rede deinterconexão 191 do elemento de montagem 7 9 compreende ade-quadamente pelo menos um componente axial 192 e pelo menosum componente transversal 194 (por exemplo, radial na moda-lidade ilustrada). Na modalidade ilustrada, a rede de inter-conexão 191 tem um par de componentes axiais transversalmen-te espaçados 192 conectado pelo componente transversal 194de maneira tal que a rede seja, no geral, em forma de U emseção transversal.

Entretanto, entende-se que outras configuraçõesque têm pelo menos um componente axial 192 e pelo menos umcomponente transversal 194 são adequadas, tais como em formade L, em forma de H, em forma de I, em forma de U invertido,em forma de L invertido e congêneres, sem fugir do escopodesta invenção. Exemplos adicionais de configurações adequa-das da rede de interconexão 191 são ilustrados e descritosna patente US 6.676.003, cuja divulgação é aqui incorporadapela referência até a quantidade em que ela é consistentecom esta.

Os componentes axiais 192 da rede 191 dependem dosrespectivos segmentos interno e externo 187, 189 do elementode montagem e, no geral, ficam em cantiléver em relação aocomponente transversal 194. Dessa maneira, o componente axi-al 192 pode curvar e/ou flexionar dinamicamente em relaçãoao segmento externo 18 9 do elemento de montagem em respostaao deslocamento vibratório transversal do segmento interno187 do elemento de montagem para, desse modo, isolar o alo-jamento 23 do deslocamento transversal do guia de ondas. 0componente transversal 194 da rede 191 fica em cantiléver emrelação aos componentes axiais 192 de maneira tal que o com-ponente transversal possa curvar e flexionar dinamicamenteem relação aos componentes axiais (e, portanto, em relaçãoao segmento externo 189 do elemento de montagem) em respostaao deslocamento vibratório axial do segmento interno 187 pa-ra, desse modo, isolar o alojamento 23 do deslocamento axialdo guia de ondas.

Na modalidade ilustrada, o guia de ondas 121 seexpande radialmente bem como desloca de forma ligeiramenteaxial na região nodal (por exemplo, onde o elemento de mon-tagem 79 é conectado no guia de ondas) mediante excitaçãoultra-sônica do guia de ondas. Em resposta, no geral, o ele-mento de interconexão em forma de U 191 (por exemplo, osseus componentes axial e transversal 192, 194) curva e fle-xiona, e, mais particularmente, gira em relação ao segmentoexterno fixo 189 do elemento de montagem 79, por exemplo,similar à maneira na qual um desentupidor de banheiros giramediante o deslocamento axial do cabo do desentupidor. Dessamaneira, a rede de interconexão 79 isola o alojamento 23 doinjetor de combustível da vibração ultra-sônica do guia deondas 121 e, na modalidade ilustrada, ele isola mais parti-cularmente o segmento externo 189 do elemento de montagem dodeslocamento vibratório do seu segmento interno 187. Umaconfiguração do elemento de montagem 7 9 como esta tambémfornece largura de banda suficiente para compensar os deslo-camentos da região nodal que podem ocorrer durante a opera-ção ordinária. Em particular, o elemento de montagem 79 podecompensar as mudanças do local em tempo real da região nodalque surgem durante a real transferência de energia ultra-sônica por meio do guia de ondas 121. Por exemplo, tais mu-danças ou deslocamentos podem ocorrer em função das mudançasna temperatura e/ou em outras condições ambientais da câmarade alta pressão 55.

Embora na modalidade ilustrada, os segmentos in-terno e externo 187, 189 do elemento de montagem 79 fiquemdispostos, no geral, no mesmo local longitudinal em relaçãoao guia de ondas, entende-se que os segmentos interno e ex-terno podem ser longitudinalmente deslocados um do outro semfugir do escopo desta invenção. Também percebe-se que a redede interconexão 191 pode compreender somente um ou mais com-ponentes axiais 192 (por exemplo, o componente transversal194 pode ser omitido) e permanecer no escopo desta invenção.Por exemplo, onde o guia de ondas 121 tiver um plano nodal eo elemento de montagem 79 for localizado no plano nodal, oelemento de montagem somente precisa ser configurado paraisolar o deslocamento transversal do guia de ondas. Em umamodalidade alternativa (não mostrada), percebe-se que o ele-mento de montagem pode ficar disposto em uma região antino-dal do guia de ondas, ou adjacente a ela, tal como em umadas extremidades opostas 123, 129 do guia de ondas. Em umamodalidade como esta, a rede de interconexão 191 pode com-preender somente um ou mais componentes transversais 194 pa-ra isolar o deslocamento axial do guia de ondas (isto é, o-corre pouco ou nenhum deslocamento transversal na região an-tinodal).

Em uma modalidade particularmente adequada, o ele-mento de montagem 79 é de construção de peça única. Aindamais adequadamente, o elemento de montagem 79 pode ser for-mado integralmente com o guia de ondas 121, como ilustradona figura 6. Entretanto, entende-se que o elemento de monta-gem 79 pode ser construído separado do guia de ondas 121 epermanecer no escopo desta invenção. Também entende-se queum ou mais componentes do elemento de montagem 79 podem serseparadamente construídos e adequadamente conectados, ou deoutra forma montados juntos.

Em uma modalidade adequada, o elemento de montagem79 é adicionalmente construído para ser, no geral, rígido(por exemplo, resistente ao deslocamento estático sob carga)para prender o guia de ondas 121 (e, preferivelmente, a agu-lha da válvula 53) em alinhamento apropriado na câmara dealta pressão 55. Por exemplo, o elemento de montagem rígidoem uma modalidade pode ser construído com um material nãoelastomérico, mais adequadamente, metal, e ainda mais ade-quadamente, o mesmo metal com o qual o guia de ondas é cons-truído. Entretanto, não pretende-se que o termo rígido sig-nifique que o elemento de montagem é incapaz de flexionare/ou curvar dinamicamente em resposta à vibração ultra-sônica do guia de ondas. Em outras modalidades, o elementode montagem rígido pode ser construído com um material elas-tomérico que é suficientemente resistente ao deslocamentoestático sob carga, mas que pode, de outra forma, flexionare/ou curvar dinamicamente em resposta à vibração ultra-sônica do guia de ondas. Embora o elemento de montagem 7 9ilustrado na figura 6 seja construído com metal, e mais ade-quadamente, construído com o mesmo metal do guia de ondas121, percebe-se que o elemento de montagem pode ser constru-ído com outros materiais, no geral, rígidos adequados semfugir do escopo desta invenção.

Novamente em relação às figuras 6 e 8, a trajetó-ria de fluxo ao longo da qual o combustível flui na câmarade alta pressão 55 do alojamento 23 do injetor de combustí-vel é definida, em parte, pelo espaçamento transversal entrea superfície interna da agulha 27 e pela superfície externado segmento inferior 133 do guia de ondas 121 (por exemplo,abaixo do elemento de montagem 79), e entre a superfície in-terna do corpo principal 25 e as superfícies externas dodispositivo de excitação 145, do colar 151 e da camisa 155(por exemplo, acima do elemento de montagem). A trajetóriade fluxo do combustível está em comunicação fluídica com aentrada de combustível 57 do corpo principal 25 do alojamen-to 23 do injetor, no geral, na camisa 155 de maneira tal queo combustível em alta pressão que entra na trajetória dofluxo a partir da entrada de combustível flua para baixo (namodalidade ilustrada) ao longo da trajetória do fluxo na di-reção da ponta da agulha 81 para exaustão da agulha 27 pormeio dos orifícios de exaustão 83. Como exposto, combustívelem alta pressão adicional flui na passagem interior 127 doguia de ondas 121 entre o guia de ondas e a agulha da válvu-la 53.Em virtude de o elemento de montagem 7 9 se esten-der transversalmente em relação ao guia de ondas 121 na câ-mara de alta pressão 55, a extremidade inferior 31 do corpoprincipal 25 e a extremidade superior 33 da agulha 27 sãoadequadamente configuradas para permitir que a trajetória dofluxo de combustível desvie, no geral, ao redor do elementode montagem à medida que o combustível flui na câmara de al-ta pressão. Por exemplo, da forma mais bem ilustrada na fi-gura 10, os canais adequados 199 são formados na extremidadeinferior 31 do corpo principal 25 em comunicação fluídicacom a trajetória de fluxo à montante do elemento de montagem79 e são alinhados com os respectivos canais 201 formados naextremidade superior 33 da agulha 27 em comunicação fluídicacom a trajetória de fluxo à jusante do elemento de montagem.

Dessa maneira, o combustível em alta pressão que flui da en-trada de combustível 57 para baixo ao longo da trajetória defluxo à montante do elemento de montagem 7 9 (por exemplo,entre o corpo principal 25 e a camisa 155 / colar 151 / a-néis piezelétricos 147) é direcionado por meio dos canais199 no corpo principal ao redor do elemento de montagem epor meio dos canais 201 na agulha 27 até a trajetória defluxo à jusante do elemento de montagem (por exemplo, entrea agulha e o guia de ondas 121).

Em uma modalidade, o injetor de combustível é ope-rado por um sistema de controle adequado (não mostrado) paracontrolar a operação da válvula solenóide e a operação dodispositivo de excitação 145. Tais sistemas de controle sãoconhecidos pelos versados na técnica e não precisam ser aquidescritos mais detalhadamente, exceto até o ponto necessá-rio. A menos que uma operação de injeção esteja ocorrendo, aagulha da válvula 53 é predisposta pela mola 111 no furo 35do corpo principal 25 para sua posição fechada, com a extre-midade terminal 115 da agulha da válvula em contato de veda-ção com a ponta da agulha 81 para fechar os orifícios de e-xaustão 83. A válvula solenóide permite um fechamento no re-baixo 95 formado na cabeça 87 do suporte do pino 47 para fe-char o furo 97 que se estende longitudinalmente através dosuporte do pino. Nenhuma corrente é suprida pelo sistema decontrole no conjunto do guia de ondas na posição fechada daagulha da válvula 53.

O combustível em alta pressão flui de uma fonte decombustível (não mostrada) para o interior do injetor decombustível 21 na entrada de combustível 57 do alojamento23. Sistemas de distribuição de combustível adequados paradistribuir combustível pressurizado da fonte de combustívelno injetor de combustível 21 são conhecidos na tecnologia enão precisam ser aqui adicionalmente descritos. Em uma moda-lidade, o combustível em alta pressão pode ser distribuídono injetor de combustível 21 em uma pressão na faixa de cer-ca de 8.000 psi (550 bar) (55,16 MPa) até cerca de 30.000psi (2.070 bar) (206,84 MPa). O combustível em alta pressãoflui através do canal de distribuição superior 59 do corpoprincipal 25 até a folga anular 99 entre o corpo principal eo suporte do pino 47, e através do canal de alimentação 101do suporte do pino para o interior do canal interno 91 dosuporte do pino acima do pino 93 e para cima através do furo97 no suporte do pino. O combustível em alta pressão tambémflui através da trajetória de fluxo em alta pressão, isto é,através do canal de distribuição inferior 61 do corpo prin-cipal 25 até a câmara de alta pressão 55 para encher a câma-ra de alta pressão, tanto para fora do guia de ondas 121quanto na passagem interior 127 do guia de ondas. Nesta con-dição, o combustível em alta pressão acima do pino 93, jun-tamente com a predisposição da mola 111, inibe o combustívelem alta pressão na câmara de alta pressão 55 novamente impe-lindo a agulha da válvula 53 para sua posição aberta.

Quando o sistema de controle do injetor determinaque uma injeção do combustível no motor de combustão é ne-cessária, a válvula solenóide é energizada pelo sistema decontrole para abrir o furo do suporte do pino 97 para que ocombustível em alta pressão escoe do suporte do pino até ocanal de retorno do combustível 71 na extremidade superior37 do corpo principal 25 como combustível em pressão maisbaixa, desse modo, diminuindo a pressão do combustível portrás (por exemplo, acima) do pino 93 no suporte do pino.Dessa maneira, agora, o combustível em alta pressão na câma-ra de alta pressão 55 pode impelir a agulha da válvula 53contra a predisposição da mola 111 até a posição aberta daagulha da válvula. Na posição aberta da agulha da válvula53, a extremidade terminal 115 da agulha da válvula é sufi-cientemente espaçada da ponta da agulha 81 nos orifícios deexaustão 83 para permitir que o combustível na câmara de al-ta pressão 55 seja expelido por meio dos orifícios de exaus-tão.Mediante a energização da válvula solenóide parapermitir que a agulha da válvula 53 se mova para sua posiçãoaberta, tal como de forma aproximadamente simultânea com es-ta, o sistema de controle também direciona o gerador de cor-rente elétrica de alta freqüência para distribuir correnteno dispositivo de excitação 145, isto é, os anéis piezelé-tricos 147 na modalidade ilustrada, por meio do anel de con-tato 165 e de fiação adequada 183 que conecta eletricamenteo anel de contato nos anéis piezelétricos. Como exposto,faz-se com que os anéis piezelétricos 147 expandam e con-traiam (particularmente na direção longitudinal do injetorde combustível 21), no geral, na freqüência ultra-sônica naqual a corrente é distribuída no dispositivo de excitação145.

A expansão e a contração dos anéis 147 fazem comque o segmento superior 131 do guia de ondas 121 alongue econtraia ultra-sonicamente (por exemplo, no geral, na mesmafreqüência que os anéis piezelétricos expandem e contraem).O alongamento e a contração do segmento superior 131 do guiade ondas 121 desta maneira estimula o guia de ondas (por e-xemplo, adequadamente em uma freqüência ressonante do guiade ondas) e, em particular, ao longo do segmento inferior133 do guia de ondas, resultando em vibração ultra-sônica doguia de ondas ao longo do segmento inferior e, em particu-lar, na parte expandida 195 do segmento inferior na sua ex-tremidade terminal 123.

Com a agulha da válvula 53 na sua posição aberta,o combustível em alta pressão na câmara de alta pressão 55flui ao longo da trajetória de fluxo e, em particular, alémda extremidade terminal 123 que vibra ultra-sonicamente doguia de ondas 121 até os orifícios de exaustão 83 da pontada agulha 81. Energia ultra-sônica é aplicada pela extremi-dade terminal 123 do guia de ondas 121 no combustível em al-ta pressão exatamente à montante (ao longo da trajetória defluxo) dos orifícios de exaustão 83 para, no geral, atomizaro combustível (por exemplo, para diminuir o tamanho da gotí-cula e estreitar a distribuição do tamanho da gotícula docombustível que sai do injetor 21) . A energização ultra-sônica do combustível antes de ele sair dos orifícios de e-xaustão 83 produz uma aspersão pulsante, no geral, em formade cone do combustível líquido atomizado distribuído no in-terior da câmara de combustível servida pelo injetor de com-bustível 21.

Na modalidade ilustrada das figuras 1-10, e comoaqui exposto, a operação do pino 93, e, portanto, da agulhada válvula 53, é controlada pela válvula solenóide (não mos-trada) . Entretanto, entende-se que outros dispositivos, taiscomo, mas sem limitações, dispositivos atuados por carne,dispositivos operados por força piezelétrica ou magnetoes-tritiva, dispositivos hidraulicamente operados ou outrosdispositivos mecânicos adequados, com ou sem válvulas de am-plificação de fluido, podem ser usados para controlar a ope-ração da agulha da válvula sem fugir do escopo desta inven-ção.

Durante a introdução dos elementos da presente in-venção ou de suas modalidades preferidas, pretende-se que osartigos "um", "uma", "o", "a" e "dito" signifiquem que há umou mais dos elementos. Pretende-se que os termos "compreen-dendo", "incluindo" e "tendo" sejam inclusivos e signifiquemque pode haver elementos adicionais diferentes dos elementoslistados.

Já que várias mudanças podem ser feitas nas cons-truções e métodos expostos sem fugir do escopo da invenção,pretende-se que todo o assunto contido na descrição expostae mostrado nos desenhos anexos seja interpretado como ilus-trativo e não em um senso limitante.

Claims

1. Injetor de combustível para distribuir combus-tível em um motor, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetorde combustível compreende:um alojamento com uma câmara interna de combustí-vel e pelo menos um orifício de exaustão em comunicação flu-ídica com a câmara de combustível, por meio da qual o com-bustível sai do injetor de combustível no pelo menos um ori-fício de exaustão para distribuição no motor;um guia de ondas ultra-sônicas separado do aloja-mento, o dito guia de ondas sendo alongado e disposto, pelomenos em parte, na câmara de combustível para energizar ul-tra-sonicamente o combustível na câmara de combustível antesde o dito combustível sair por meio do pelo menos um orifí-cio de exaustão;um dispositivo de excitação operável para estimu-lar ultra-sonicamente o dito guia de ondas ultra-sônico; eum elemento de montagem que interconecta o guia deondas no alojamento, o dito elemento de montagem sendo con-figurado para isolar vibratoriamente de forma substancial oalojamento do guia de ondas.

2. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondastem uma região nodal, o elemento de montagem sendo conectadono guia de ondas, no geral, na dita região nodal do guia deondas.

3. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de mon-tagem é de construção de peça única.

4. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de mon-tagem é integralmente formado com o guia de ondas.

5. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de mon-tagem compreende um segmento interno conectado no guia deondas, um segmento externo transversalmente espaçado do seg-mento interno e preso no alojamento, e uma rede de interco-nexão que se estende transversalmente entre e os segmentosinterno e externo e os interconecta, a dita rede de interco-nexão isolando vibratoriamente o segmento externo do elemen-to de montagem do segmento interno para, desse modo, isolarvibratoriamente o alojamento do guia de ondas.

6. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetor de com-bustível tem uma direção longitudinal e uma direção trans-versal, o guia de ondas se estendendo longitudinalmente doinjetor de combustível, o elemento de montagem compreendendopelo menos um componente que se estende, no geral, longitu-dinalmente do injetor de combustível e que pode isolar vi-bratoriamente o alojamento em relação ao deslocamento trans-versal do guia de ondas.

7. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de mon-tagem compreende adicionalmente pelo menos um componente quese estende, no geral, transversalmente do injetor de combus-tível e que pode isolar vibratoriamente o alojamento em re-lação ao deslocamento longitudinal do guia de ondas.

8. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetor de com-bustível tem uma direção longitudinal e uma direção trans-versai, o guia de ondas se estendendo longitudinalmente doinjetor de combustível, o elemento de montagem compreendendopelo menos um componente que se estende, no geral, transver-salmente do injetor de combustível e que pode isolar vibra-toriamente o alojamento em relação ao deslocamento longitu-dinal do guia de ondas.

9. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a rede de interco-nexão é, no geral, em forma de U.

10. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento demontagem e o guia de ondas são construídos com o mesmo mate-rial.

11. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondastem uma circunferência, o elemento de montagem se estendendocontinuamente ao redor da circunferência do guia de ondas.

12. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento demontagem é construído para ser substancialmente rígido.

13. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento demontagem é construído inteiramente com metal.

14. Injetor de combustível para distribuir combus-tível em um motor, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetorde combustível compreende:um alojamento com uma trajetória interna de fluxode combustível e pelo menos um orifício de exaustão em comu-nicação fluídica com a trajetória de fluxo, por meio da qualo combustível sai do circuito integrado no pelo menos um o-rifício de exaustão para distribuição no motor;um guia de ondas ultra-sônicas separado do aloja-mento, o dito guia de ondas sendo alongado e ficando dispos-to, pelo menos em parte, na trajetória de fluxo para energi-zar ultra-sonicamente o combustível na trajetória de fluxoantes de o dito combustível sair por meio do pelo menos umorifício de exaustão;um dispositivo de excitação operável para estimu-lar ultra-sonicamente o dito guia de ondas ultra-sônico; eum elemento de montagem que interconecta o guia deondas no alojamento, o dito elemento de montagem ficandodisposto, pelo menos em parte, na trajetória do fluxo e con-figurado para isolar vibratoriamente de forma substancial oalojamento do guia de ondas.

15. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de on-das tem uma região nodal, o elemento de montagem sendo co-nectado no guia de ondas, no geral, na dita região nodal doguia de ondas.

16. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento demontagem compreende um segmento interno conectado no guia deondas, um segmento externo transversalmente espaçado do seg-mento interno e preso no alojamento, e uma rede de interco-nexão que se estende transversalmente entre os segmentos in-terno e externo do elemento de montagem e que os interconec-ta, a dita rede de interconexão isolando vibratoriamente osegmento externo do elemento de montagem do segmento internopara, desse modo, isolar vibratoriamente o alojamento doguia de ondas.

17. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetor decombustível tem uma direção longitudinal e uma direçãotransversal, o guia de ondas se estendendo longitudinalmentedo injetor de combustível, o elemento de montagem compreen-dendo pelo menos um componente que se estende, no geral,longitudinalmente do injetor de combustível e que pode iso-lar vibratoriamente o alojamento em relação ao deslocamentotransversal do guia de ondas.

18. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento demontagem compreende adicionalmente pelo menos um componenteque se estende, no geral, transversalmente do injetor decombustível e que pode isolar vibratoriamente o alojamentoem relação ao deslocamento longitudinal do guia de ondas.

19. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetor decombustível tem uma direção longitudinal e uma direçãotransversal, o guia de ondas se estendendo longitudinalmentedo injetor de combustível, o elemento de montagem compreen-dendo pelo menos um componente que se estende, no geral,transversalmente do injetor de combustível e que pode isolarvibratoriamente o alojamento em relação ao deslocamento lon-gitudinal do guia de ondas.

20. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetor decombustível tem uma direção longitudinal e uma direçãotransversal, o guia de ondas se estendendo longitudinalmentedo injetor de combustível, o elemento de montagem se esten-dendo, no geral, transversal ao guia de ondas e com facesopostas dispostas na trajetória de fluxo, o dito elemento demontagem tendo adicionalmente uma margem de borda externatransversal presa no alojamento, a dita trajetória de fluxofluindo transversalmente para fora da margem da borda exter-na do elemento de montagem para permitir que o combustívelflua de uma face do elemento de montagem ao redor da margemda borda externa transversal até a face oposta do elementode montagem.

21. Injetor de combustível para distribuir combus-tível em um motor, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetorde combustível compreende:um alojamento com uma câmara interna de combustí-vel e pelo menos um orifício de exaustão em comunicação flu-ídica com a câmara de combustível, por meio do qual o com-bustível sai do injetor de combustível no pelo menos um ori-fício de exaustão para distribuição no motor;um guia de ondas ultra-sônicas separado do aloja-mento, o dito guia de ondas sendo alongado e ficando dispôs-to, pelo menos em parte, na câmara de combustível para ener-gizar ultra-sonicamente o combustível na câmara de combustí-vel antes de o dito combustível sair por meio do pelo menosum orifício de exaustão;um dispositivo de excitação operável para estimu-lar ultra-sonicamente o dito guia de ondas ultra-sônico; eum elemento de montagem que interconecta o guia deondas no alojamento, o dito elemento de montagem sendo in-teiramente construído com material não elastomérico e confi-gurado para isolar vibratoriamente de forma substancial oalojamento do guia de ondas.

22. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de on-das tem uma região nodal, o elemento de montagem sendo co-nectado no guia de ondas, no geral, na dita região nodal doguia de ondas.