BRPI0707217A2 - injetor de combustìvel ultra-sÈnico - Google Patents

Abstract

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

Description

"INJETOR DE COMBUSTÍVEL ULTRA-SÔNICO"

CAMPO DA INVENÇÃO

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

ANTECEDENTES

Injetores de combustível são geralmente usados pa-ra entregar combustível inflamável para as câmaras de com-bustão dos cilindros de motor. Injetores típicos de combus-tível compreendem um alojamento incluindo um bocal tendo umou mais orifícios de descarga através dos quais o combustí-vel é descarregado do injetor para entrega na câmara de com-bustão. Um elemento de válvula, tal como o que é geralmentecitado como um pino ou agulha, é disposto de maneira móvelno alojamento do injetor de combustível. Na sua posição fe-chada, o elemento de válvula veda contra o bocal para impe-dir a injeção do combustível e na posição aberta o combustí-vel é injetado do bocal via o(s) orifício(s) de descarga. Emoperação, combustível em alta pressão é mantido dentro doalojamento do injetor com o elemento de válvula na sua posi-ção fechada. O elemento de válvula é intermitentemente aber-to para injetar o combustível em alta pressão através do(s)orifício(s) de descarga do bocal para entrega para a câmarade combustão do motor.

A eficiência do combustível do motor de combustãointerna que incorpora um tal injetor é baseada em parte notamanho da goticula do combustível injetado na câmara decombustão. Isto é, tamanhos menores de goticula tendem aprover uma queima mais eficiente do combustível no processode combustão. Tentativas para melhorar a eficiência do com-bustível incluíram estreitar cada vez mais o(s) orifício(s)de descarga do bocal, e/ou substancialmente aumentar a altapressão do combustível na qual o injetor opera, para estimu-lar um borrifo mais atomizado do combustível do injetor. Porexemplo, é comum que tais injetores de combustível operem emaltas pressões de combustível maiores do que 8.000 psi (550bar), e até mesmo tão altas quanto 30.000 psi (2070 bar).Esses injetores de combustível ficam também expostos a tem-peraturas de operação elevadas, tal como aproximadamente85°C (185 graus Fahrenheit) ou mais.

Nas tentativas para aumentar ainda mais a eficiên-cia do combustível, é conhecido submeter o combustível des-carregado do bocal via o orifício de descarga à energia ul-tra-sônica para facilitar a atomização melhorada do combus-tível entregue para a câmara de combustão. Por exemplo, aPatente U.S. 6.543.700 (Jameson e outros), cuja inteira re-velação é incorporada aqui por referência, revela um injetorde combustível no qual a agulha de válvula é formada pelomenos em parte de um material magnetostritivo responsivo aoscampos magnéticos que mudam as freqüências ultra-sônicas.Quando a agulha de válvula é posicionada para permitir que ocombustível seja descarregado do corpo de válvula (isto é, obocal), um campo magnético variável em freqüências ultra-sônicas é aplicado na porção magnetostritiva da agulha deválvula. Dessa maneira, a agulha de válvula é excitada demodo ultra-sônico para conceder energia ultra-sônica para ocombustível quando ele sai do injetor via os orifícios desaída.

No injetor de combustível ultra-sônico revelado naPatente U.S. 5.330.100 (Malinowski), o bocal do injetor decombustível é por si próprio construído para vibrar de modoultra-sônico de modo que a energia ultra-sônica é concedidapara o combustível quando o combustível sai através do ori-fício de saída do injetor. Em tal configuração, existe orisco que a vibração do próprio bocal resulte em erosão decavitação (por exemplo, devido à cavitação do combustíveldentro do orifício de saída) do bocal no orifício de saída.

As Patentes U.S. relacionadas 5.803.106 (Cohen eoutros), 5.868.153 (Cohen e outros), 6.053.424 (Gipson e ou-tros) e 6.380.264 (Jameson e outros) geralmente revelam apa-relho para aumentar a taxa de fluxo de um líquido pressuri-zado através de um orifício pela aplicação da energia de mo-do ultra-sônico no líquido pressurizado. Em particular, olíquido pressurizado é entregue para dentro da câmara de umalojamento tendo uma ponta de matriz que inclui um orifíciode saída (ou orifícios de saída) através do qual o líquidopressurizado sai da câmera. Uma corneta ultra-sônica se es-tende longitudinalmente em parte dentro da câmara e em partepara fora da câmara e tem um diâmetro que diminui para umaponta disposta adjacente ao orifício de saída para amplifi-car a vibração ultra-sônica da corneta na sua ponta. Umtransdutor é preso na extremidade externa da corneta paravibrar a corneta de modo ultra-sônico. Uma aplicação para aqual o aparelho é revelado como sendo útil é com um injetorde combustível para um motor de combustão interna.

Uma desvantagem de uma tal disposição é que a ex-posição dos vários componentes à alta pressão na qual um in-jetor de combustível opera concede estresse substancial noscomponentes. Em particular, pelo fato de que parte da corne-ta ultra-sônica fica imersa na câmara e uma outra parte não,existe um diferencial de pressão substancial concedido paraos segmentos diferentes da corneta, resultando em estresseadicional na corneta. Além do mais, tal aparelho não podefacilmente acomodar um elemento de válvula em operação, queé comum em alguns dispositivos de entrega de líquido ultra-sônicos para controlar a entrega do líquido do dispositivo.

SUMÁRIO

Em uma modalidade, um injetor de combustível paraentregar combustível para um motor geralmente compreende umalojamento tendo uma câmara de combustível interna e pelomenos um orifício de descarga em comunicação de fluido com acâmara de combustível, por meio do que o combustível sai doinjetor de combustível no pelo menos um orifício de descargapara entrega para o motor. Um elemento de válvula é móvel emrelação ao alojamento entre uma posição fechada na qual ocombustível dentro da câmara de combustível é impedido con-tra a exaustão do alojamento via o pelo menos um orifício dedescarga, e uma posição aberta na qual o combustível podeser descarregado do alojamento via o pelo menos um orifíciode descarga. Um guia de onda ultra-sônico separado do aloja-mento e elemento de válvula é disposto pelo menos em partedentro da câmara de combustível para excitar de modo ultra-sônico o combustível dentro da câmara de combustível antesdo combustível sair através do pelo menos um orifício dedescarga na posição aberta do elemento de válvula. Um dispo-sitivo de excitação é operável na posição aberta do elementode válvula para excitar de modo ultra-sônico o guia de ondaultra-sônico.

Em uma outra modalidade, um injetor de combustívelpara entregar o combustível para um motor geralmente compre-ende um alojamento tendo uma câmara de combustível interna epelo menos um orifício de descarga em comunicação de fluidocom a câmara de combustível por meio do que o combustívelsai do injetor de combustível no pelo menos um orifício dedescarga para entrega para o motor. Um elemento de válvula émóvel em relação ao alojamento entre uma posição fechada naqual o combustível dentro da câmara de combustível é impedi-do contra exaustão do alojamento via o pelo menos um orifí-cio de descarga, e uma posição aberta na qual o combustívelpode ser descarregado do alojamento via o pelo menos um ori-fício de descarga. Um guia de onda ultra-sônico é separadodo alojamento e elemento de válvula e é alongado e tem umaextremidade de terminal disposta dentro da câmara interna docombustível do alojamento. O guia de onda tem uma circunfe-rência, com a circunferência aumentando à medida que o guiade onda se estende longitudinalmente do guia de onda para asua extremidade de terminal. Um dispositivo de excitação éoperável na posição aberta do elemento de válvula para exci-tar de modo ultra-sônico o guia de onda.

Em ainda uma outra modalidade, um injetor de com-bustível para entregar combustível para um motor geralmentecompreende um alojamento tendo uma câmara de combustível in-terna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação defluido com a câmara de combustível, por meio do que o com-bustível sai do injetor de combustível no pelo menos um ori-fício de descarga para entrega para o motor. Um elemento deválvula é móvel em relação ao alojamento entre uma posiçãofechada na qual o combustível dentro da câmara de combustí-vel é impedido contra a exaustão do alojamento via o pelomenos um orifício de descarga, e uma posição aberta na qualo combustível pode ser descarregado do alojamento via o pelomenos um orifício de descarga. Um conjunto de guia de ondaultra-sônico compreende um guia de onda ultra-sônico separa-do do alojamento e elemento de válvula e disposto pelo menosem parte dentro da câmara de combustível, e um dispositivode excitação operável na posição aberta do elemento de vál-vula para excitar de modo ultra-sônico o guia de onda ultra-sônico dentro da câmara de combustível. 0 conjunto do guiade onda é alongado e tem um comprimento total de aproximada-mente meio comprimento de onda.

De acordo com ainda uma outra modalidade, um inje-tor de combustível para entregar combustível para um motorgeralmente compreende um alojamento tendo uma câmara de com-bustível interna e pelo menos um orifício de descarga em co-municação de fluido com a câmara de combustível por meio doque o combustível sai do injetor de combustível no pelo me-nos um orifício de descarga para entrega para o motor. Umsistema de controle opera o injetor de combustível para di-recionar o combustível dentro da câmara de combustível doalojamento para ser descarregado do alojamento através dopelo menos um orifício de descarga. Um guia de onda ultra-sônico alongado é separado do alojamento e pelo menos umaporção do guia de onda se estende longitudinalmente dentroda câmara de combustível do alojamento e tem uma extremidadede terminal próxima ao pelo menos um orifício de descarga. Aporção do guia de onda sendo tubular e definindo uma passa-gem interior da porção, onde a porção tubular do guia de on-da é aberta na sua extremidade de terminal para permitir queo combustível na câmara de combustível flua dentro da passa-gem interior da porção tubular do guia de onda. Um disposi-tivo de excitação é operável para excitar de modo ultra-sônico o guia de onda ultra-sônico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma seção transversal longitudinal deuma modalidade de um dispositivo de entrega de líquido ul-tra-sônico da presente invenção ilustrado na forma de um in-jetor de combustível para entregar combustível para um motorde combustão interna,

A figura 2 é uma seção transversal longitudinal doinjetor de combustível da figura 1 tomada em uma posição an-gular diferente dessa na qual a seção transversal da figura1 é tomada,

A figura 3 é uma vista expandida de uma primeiraporção da seção transversal da figura 1,A figura 4 é uma vista expandida de uma segundaporção da seção transversal da figura 1,

A figura 5 é uma vista expandida de uma terceiraporção da seção transversal da figura 2,

A figura 6 é uma vista expandida de uma quartaporção da seção transversal da figura 1,

A figura 6a é uma vista expandida de uma porçãocentral da seção transversal da figura 1,

A figura 7 é uma vista expandida de uma quintaporção 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 onda e outros componentes internos do inje-tor de combustível da figura 1 e

A figura 10 é uma seção transversal fragmentada deuma porção de um alojamento do injetor de combustível do in-jetor de combustível da figura 1, com os componentes inter-nos do injetor de combustível omitidos para revelar a cons-trução do alojamento.

Símbolos de referência correspondentes indicampartes correspondentes por todos os desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência agora aos desenhos e em particularà figura 1, uma modalidade de um injetor de combustível ul-tra-sônico para entrega de combustível para um motor (nãomostrado) é geralmente indicada 21. 0 injetor de combustívelpode ser usado com veículos terrestres, aéreos e marinhos,geradores de potência elétrica e outros dispositivos que u-tilizam um motor. Em particular, o injetor de combustível éadequado para uso com motores que usam combustível a diesel.Entretanto, é entendido que o termo combustível como usadoaqui é planejado para significar qualquer combustível infla-mável usado na operação de um motor e não é limitado ao com-bustível diesel.

O injetor de combustível 21 compreende um aloja-mento, indicado geralmente em 23, para receber combustívelpressurizado de uma fonte (não mostrada) de combustível eentregar um borrifo atomizado de gotículas de combustívelpara o motor, tal como para uma câmara de combustão do mo-tor. Na modalidade ilustrada, o alojamento 23 compreende umcorpo principal alongado 25, um bocal 27 (algumas vezes tam-bém chamado como um corpo de válvula) e um elemento retentor29 (por exemplo, uma porca) mantendo o corpo principal, bo-cal e porca em montagem entre si. Em particular, uma extre-midade inferior 31 do corpo principal 25 se acomoda contrauma extremidade superior 33 do bocal 27. O elemento retentor29 prende adequadamente (por exemplo, prende através de ros-queamento) na superfície externa do corpo principal 25 paraimpelir as extremidades de união 31,33 do corpo principal ebocal 27 juntas.

Os termos "superior" e "inferior" são usados aquide acordo com a orientação vertical do injetor de combustí-vel 21 ilustrado nos vários desenhos e não são planejadospara descrever uma orientação necessária do injetor de com-bustível em uso. Isto é, é entendido que o injetor de com-bustível 21 pode ser orientado diferente do que na orienta-ção vertical ilustrada nos desenhos e permanecer dentro doescopo dessa invenção. Os termos "axial" e "longitudinal" sereferem aqui de maneira direcional à direção ao comprido doinjetor de combustível (por exemplo, a direção vertical nasmodalidades ilustradas). Os termos "transversal", "lateral"e "radial" se referem aqui a uma direção normal à direçãoaxial (por exemplo, longitudinal). Os termos "interno" e"externo" são também usados com referência a uma direçãotransversal à direção axial do injetor de combustível, com otermo "interno" se referindo a uma direção para o interiordo injetor de combustível e o termo "externo" se referindo auma direção para o exterior do injetor.

O corpo principal 25 tem um furo axial 35 que seestende longitudinalmente ao longo do seu comprimento. A di-mensão transversal ou de seção transversal do furo 35 (porexemplo, o diâmetro do furo circular ilustrado na figura 1)varia ao longo de segmentos longitudinais discretos do furopara finalidades que se tornarão evidentes. Em particular,com referência à figura 3, em uma extremidade superior 37 docorpo principal 25, a dimensão da seção transversal do furo35 é escalonada para formar uma base 39 para acomodar umaválvula de solenóide convencional (não mostrada) no corpoprincipal com uma porção da válvula de solenóide se esten-dendo para baixo dentro do furo central do corpo principal.O injetor de combustível 21 e a válvula de solenóide sãomantidos juntos em montagem por um conector adequado (nãomostrado). A construção e a operação de válvulas de solenói-de adequadas são conhecidas para aqueles versados na técnicae, portanto, não são descritas mais aqui, exceto até a ex-tensão necessária. Exemplos de válvulas de solenóide adequa-das são revelados na Patente U.S. 6.688.579 intitulada "So-lenoid Valve for Controlling a Fuel Injector of an InternaiCombustion Engine", Patente U.S. 6.827.332 intitulada "Sole-noid Valve" e Patente U.S. 6.874.706 intitulada "SolenoidValve Comprising a Plug-In/Rotative Connection". Outras vál-vulas de solenóide adequadas podem também ser usadas.

A dimensão da seção transversal do furo central 35é escalonada mais para dentro quando ela se estende abaixoda base da válvula de solenóide para definir um ombro 45 queacomoda um suporte de pino 47 que se estende longitudinal-mente (e coaxialmente na modalidade ilustrada) dentro do fu-ro central. Como ilustrado na figura 4, o furo 35 do corpoprincipal 25 também estreita na seção transversal quando elese estende longitudinalmente abaixo do segmento do furo noqual o suporte do pino 47 se estende e define pelo menos emparte uma câmara de baixa pressão 4 9 do injetor 21.

Longitudinalmente abaixo da câmara de baixa pres-são 49, o furo central 35 do corpo principal 25 estreita a-inda mais para definir um segmento do canal de guia 51 (eteto de alta pressão) (figuras 4 e 5) do furo para pelo me-nos em parte localizar apropriadamente uma agulha de válvula53 (amplamente, um elemento de válvula) do injetor 21 dentrodo furo como descrito mais tarde aqui. Com referência à fi-gura 8, a dimensão da seção transversal do furo 35 então au-menta à medida que o furo se estende longitudinalmente abai-xo do segmento do canal de guia 51 para a extremidade infe-rior aberta 31 do corpo principal 25 para em parte (por e-xemplo, junto com o bocal 27 como será descrito) definir umacâmara de alta pressão 55 (amplamente, uma câmara de combus-tivel interna e até mesmo mais amplamente uma câmara de li-quido interna) do alojamento do injetor 23.

Uma entrada de combustível 57 (figuras 1 e 4) éformada no lado do corpo principal 25 intermediária às ex-tremidades superior e inferior 37,31 do mesmo e se comunicacom canais de distribuição superior e inferior divergentes59,61 que se estendem dentro do corpo principal. Em particu-lar, o canal de distribuição superior 59 se estende da en-trada de combustível 57 para cima dentro do corpo principal25 e abre dentro do furo 35 geralmente adjacente ao suportedo pino 47 preso dentro do furo, e mais particularmente umpouco abaixo do ombro 45 no qual o suporte do pino é acomo-dado. O canal de distribuição inferior 61 se estende da en-trada de combustível 57 para baixo dentro do corpo principal25 e abre no furo central 35 geralmente na câmara de altapressão 55. Um tubo de entrega 63 se estende para dentro a-través do corpo principal 25 na entrada do combustível 57 eé mantido na montagem com o corpo principal por uma luva a-dequada 65 e ajuste rosqueado 67. É entendido que a entradade combustível 57 pode ficar localizada diferente de comoilustrado nas figuras 1 e 4 sem se afastar do escopo da in-venção. É também entendido que o combustível pode ser entre-gue somente para a câmara de alta pressão 55 do alojamento23 e permanecer dentro do escopo dessa invenção.O corpo principal 25 também tem uma saída 69 (fi-guras 1 e 4) formada no seu lado através da qual o combustí-vel em baixa pressão é descarregado do injetor 21 para en-trega para um sistema de retorno de combustível adequado(não mostrado). Um primeiro canal de retorno 71 é formado nocorpo principal 25 e provê a comunicação de fluido entre asaída 69 e a câmara de baixa pressão 49 do furo central 35do corpo principal. Um segundo canal de retorno 73 é formadono corpo principal 25 para prover a comunicação de fluidoentre a saída 69 e a extremidade superior aberta 37 do corpoprincipal. É entendido, entretanto, que um ou ambos os ca-nais de retorno 71,73 podem ser omitidos do injetor de com-bustível 21 sem se afastar do escopo dessa invenção.

Com referência particular agora às figuras 6-8, obocal ilustrado 27 é geralmente alongado e fica alinhado co-axialmente com o corpo principal 25 do alojamento do injetorde combustível 23. Em particular, o bocal 27 tem um furo a-xial 75 alinhado coaxialmente com o furo axial 35 do corpoprincipal 25, particularmente na extremidade inferior 31 docorpo principal, de modo que o corpo principal e o bocaljuntos definem a câmara de alta pressão 55 do alojamento doinjetor de combustível 23. A dimensão da seção transversaldo furo do bocal 75 é escalonada para fora na extremidadesuperior 33 do bocal 27 para definir um ombro 77 para acomo-dar um elemento de montagem 79 no alojamento do injetor decombustível 23. A extremidade inferior (também citada comouma ponta 81) do bocal 27 é geralmente cônica.

Intermediária a sua ponta 81 e extremidade superi-or 33, a dimensão da seção transversal (por exemplo, o diâ-metro na modalidade ilustrada) do furo do bocal 75 é geral-mente uniforme ao longo do comprimento do bocal como ilus-trado na figura 8. Um ou mais orifícios de descarga 83 (doissão visíveis na seção transversal da figura 7 enquanto ori-fícios adicionais são visíveis na seção transversal da figu-ra 10) são formados no bocal 27, tal como na ponta 81 do bo-cal na modalidade ilustrada, através do qual o combustívelem alta pressão é descarregado do alojamento 23 para entregapara o motor. Como um exemplo, em uma modalidade adequada, obocal 27 pode ter oito orifícios de descarga 83, com cadaorifício de descarga tendo um diâmetro de aproximadamente0,15 mm (0,006 polegadas). Entretanto, é entendido que o nú-mero de orifícios de descarga e os seus diâmetros podem va-riar sem se afastar do escopo dessa invenção. O canal dedistribuição inferior 61 e a câmara de alta pressão 55, jun-tos, definem amplamente aqui uma trajetória de fluxo dentrodo alojamento 23 ao longo da qual o combustível em altapressão flui da entrada de combustível 57 para os orifíciosde descarga 83 do bocal 27.

Com referência agora às figuras 1 e 3, o suportedo pino 47 compreende um corpo tubular alongado 85 e uma ca-beça 87 formada integralmente com a extremidade superior docorpo tubular e dimensionada em seção transversal maior doque o corpo tubular para localizar o suporte do pino no om-bro 45 do corpo principal 25 dentro do seu furo central 35.Na modalidade ilustrada, o suporte do pino 47 fica alinhadocoaxialmente com o furo axial 35 do corpo principal 25, como corpo tubular 85 do suporte do pino sendo dimensionado pa-ra um engate geralmente de vedação com o corpo principaldentro do furo axial do corpo principal. O corpo tubular 85do suporte do pino 47 define um canal interno que se estendelongitudinalmente 91 do suporte do pino para receber comdeslizamento um pino alongado 93 dentro do suporte de pino.

A cabeça 87 do suporte de pino 47 tem um recessogeralmente côncavo ou em formato de prato 95 formado cen-tralmente na sua superfície superior e um furo 97 que se es-tende longitudinalmente do centro desse recesso para o canalinterno 91 do suporte do pino. Como ilustrado na figura 3,um vão anular 99 é formado entre a parede lateral do suportedo pino 47 e a superfície interna do corpo principal 25 naporção superior do furo 35 do corpo principal. Um canal dealimentação 101 se estende transversalmente através da pare-de lateral do corpo tubular 85 do suporte do pino 47 para ocanal interno 91 geralmente na extremidade superior do ca-nal, com o canal de alimentação 101 ficando aberto na suaextremidade externa transversal para o vão anular 99. O ca-nal de alimentação 101 fica em comunicação de fluido com ocanal de distribuição superior 59 no corpo principal 25 viao vão anular 99 para receber o combustível em alta pressãodentro do canal de alimentação, o canal interno do corpo tu-bular 85 acima do pino 93 e o furo 97 se estendendo longitu-dinalmente dentro da cabeça 87 do suporte do pino 47.

O pino 93 é alongado e adequadamente se estendecoaxialmente dentro do canal do suporte do pino 91 e furoaxial 35 do corpo principal 25. Um segmento superior do pino93 é recebido com deslizamento dentro do canal interno 91 dosuporte do pino 47 em relação estreitamente espaçada com eleenquanto o restante do pino se estende longitudinalmente pa-ra fora do suporte do pino para baixo para dentro da câmarade baixa pressão 49 do furo 35 do corpo principal 25. Comoilustrado na figura 3, uma extremidade superior 103 do pino93 (por exemplo, no topo do canal interno 101 do suporte dopino 47) é afilada para permitir que combustível em altapressão seja recebido dentro do canal interno do suporte dopino acima da extremidade superior do pino.

Também dispostos dentro da câmara de baixa pressão49 do furo do corpo principal 35 estão uma luva tubular 107(figura 4) que circunda o pino 93 logo abaixo do suporte dopino 47 (por exemplo, encostando contra o fundo do suportedo pino) e define uma base de mola, um martelo 109 encostan-do contra a extremidade inferior do pino em relação coaxialcom o pino e tendo uma extremidade superior que define umabase de mola oposta e uma mola espiral 111 retida entre omartelo e a luva de mola com o pino passando longitudinal-mente através da mola.

A agulha de válvula 53 (amplamente, o elemento deválvula) é alongada e se estende coaxialmente dentro do furo35 do corpo principal 25 a partir de uma extremidade superi-or 113 (figura 2) da agulha de válvula em contato com o fun-do do martelo 109, para baixo através do segmento do canalde guia 51 (figura 8) do furo do corpo principal e mais parabaixo através da câmara de alta pressão 55 para uma extremi-dade de terminal 115 da agulha de válvula disposta em proxi-midade com a ponta 81 do bocal 27 dentro da câmara de altapressão. Como ilustrado melhor nas figuras 4 e 8, a agulhade válvula 53 é dimensionada em seção transversal para rela-cionamento estritamente espaçado com o corpo principal 25 nosegmento do canal de guia 51 do furo axial 35 para manter oalinhamento apropriado da agulha de válvula em relação aobocal 27.

Com referência particularmente à figura 7, a ex-tremidade do terminal 115 da agulha de válvula ilustrada 53é geralmente cônica de acordo com a forma cônica da ponta 81do bocal 27 e define uma superfície de fechamento 117 adap-tada para geralmente vedar contra a superfície interna daponta do bocal em uma posição fechada (não mostrada) da agu-lha de válvula. Em particular, na posição fechada da agulhade válvula 53, a superfície de fechamento 117 da agulha deválvula veda contra a superfície interna da ponta do bocal81 sobre os orifícios de descarga 83 para vedar o bocal (emais amplamente o alojamento do injetor de combustível 23)contra o combustível sendo descarregado do bocal via os ori-fícios de descarga. Em uma posição aberta da agulha de vál-vula (ilustrada na figura 7), a superfície de fechamento 117da agulha de válvula 53 é espaçada da superfície interna daponta do bocal 81 para permitir que o combustível na câmarade alta pressão 55 flua entre a agulha de válvula 53 e aponta do bocal 81 para os orifícios de descarga 83 para e-xaustão do injetor de combustível 21.

Em geral, o espaçamento entre a superfície de fe-chamento 117 da extremidade do terminal da agulha de válvula115 e a superfície oposta da ponta do bocal 81 na posiçãoaberta da agulha de válvula é adequadamente na faixa de a-proximadamente 0,051 mm (0,002 polegadas) a aproximadamente0,64 mm (0,025 polegadas). Entretanto, é entendido que o es-pagamento pode ser maior ou menor do que a faixa especifica-da acima sem se afastar do escopo dessa invenção.

É considerado que o bocal 27, e mais particular-mente a ponta 81, pode ser alternativamente configurado talque os orifícios de descarga 83 ficam dispostos diferente doque na superfície interna do bocal que acomoda a superfíciede fechamento 117 da agulha de válvula 53 na posição fechadada agulha de válvula. Por exemplo, os orifícios de descarga83 podem ser dispostos a jusante (na direção na qual o com-bustível flui para os orifícios de descarga) da superfíciedo bocal que acomoda a superfície de fechamento 117 da agu-lha de válvula 53 e permanecer dentro do escopo dessa inven-ção. Um exemplo adequado de uma tal agulha de válvula, daponta de bocal e da organização de orifício de descarga édescrito na Patente U.S. 6.543.700, cuja revelação é incor-porada aqui por referência até a extensão que ela é consis-tente com esta.

Será entendido que o pino 93, o martelo 109 e aagulha de válvula 53 ficam assim conjuntamente móveis longi-tudinalmente em um eixo geométrico comum dentro do alojamen-to do injetor de combustível 23 entre a posição fechada e aposição aberta da agulha de válvula. A mola 111 disposta en-tre a luva 107 e o martelo 109 adequadamente impele o marte-lo e assim a agulha de válvula 53, para a posição fechada daagulha de válvula. É entendido que outras configurações deválvula adequadas são possíveis para controlar o fluxo decombustível do injetor para entrega para o motor sem se a-fastar do escopo dessa invenção. Por exemplo, o bocal 27(amplamente, o alojamento 23) pode ter uma abertura atravésda qual a agulha de válvula 53 se estende para fora do bocale através da qual o combustível sai do bocal para entregapara o motor. Em uma tal modalidade, a extremidade do termi-nal 115 da agulha de válvula 53 vedaria contra o seu exteri-or do bocal 27 na posição fechada da agulha de válvula. Étambém entendido que a operação da agulha de válvula 53 podeser controlada diferentemente por uma válvula de solenóide41 e permanecer dentro do escopo dessa invenção. É tambémentendido que a agulha de válvula 53 ou outra disposição deválvula pode ser omitida completamente do injetor de combus-tível 21 sem se afastar do escopo dessa invenção.

Com referência particular agora às figuras 8 e 9,um guia de onda ultra-sônico 121 é formado separado da agu-lha de válvula 53 e do alojamento do injetor de combustível23 e se estende longitudinalmente dentro da câmara de altapressão 55 do alojamento para uma extremidade de terminal123 do guia de onda disposta logo acima da ponta 81 do bocal27 para energizar de modo ultra-sônico o combustível na câ-mara de combustível um pouco antes do combustível sair doinjetor 21 via os orifícios de descarga 83 formados no bo-cal. O guia de onda ilustrado 121 é adequadamente alongado etubular, tendo uma parede lateral 125 definindo uma passageminterna 127 que se estende ao longo do seu comprimento entreextremidades superior e inferior longitudinalmente opostas(a extremidade superior sendo indicada em 129) do guia deonda. A extremidade inferior do guia de onda 121 define aextremidade do terminal 123 do guia de onda. O guia de ondailustrado 121 tem uma seção transversal geralmente anular(isto é, circular). Entretanto, é entendido que o guia deonda 121 pode ser formado em seção transversal diferente deanular sem se afastar do escopo dessa invenção. É tambémconsiderado que o guia de onda 121 pode ser tubular ao longode menos do que todo o seu comprimento, e pode até mesmo sergeralmente sólido ao longo do seu comprimento. Em outras mo-dalidades, é considerado que a agulha de válvula pode sergeralmente tubular e o guia de onda disposto pelo menos emparte dentro do interior da agulha de válvula.

Em geral, o guia de onda pode ser construído de ummetal tendo propriedades acústicas e mecânicas adequadas.Exemplos de metais adequados para a construção do guia deonda incluem, sem limitação, alumínio, monel, titânio e al-guns aços em liga. É também considerado que todo ou parte doguia de onda pode ser revestido com um outro metal. O guiade onda ultra-sônico 121 é preso dentro do alojamento do in-jetor de combustível 23 e mais adequadamente na câmara dealta pressão 55 como na modalidade ilustrada, pelo elementode montagem 79. O elemento de montagem 79, localizado longi-tudinalmente entre as extremidades 123,129 do guia de onda121, define geralmente um segmento superior 131 do guia deonda que se estende longitudinalmente para cima (na modali-dade ilustrada) a partir do elemento de montagem 79 para aextremidade superior 12 9 do guia de onda e um segmento infe-rior 133 que se estende longitudinalmente para baixo do ele-mento de montagem para a extremidade do terminal 123 do guiade onda.

Embora na modalidade ilustrada o guia de onda 121(isto é, ambos os seus segmentos superior e inferior) sejadisposto inteiramente dentro da câmara de alta pressão 55 doalojamento, é considerado que somente uma porção do guia deonda pode ser disposta dentro da câmara de alta pressão semse afastar do escopo dessa invenção. Por exemplo, somente osegmento inferior 133 do guia de onda 121, incluindo a suaextremidade de terminal 123, pode ser disposto dentro da câ-mara de alta pressão 55 enquanto o segmento superior 131 doguia de onda é disposto exterior à câmara de alta pressão, epode ou não ser submetido ao combustível em alta pressãodentro do alojamento do injetor 23.

A dimensão da seção transversal interna (por exem-plo, diâmetro interno na modalidade ilustrada) do guia deonda 121 (por exemplo, a dimensão da seção transversal dasua passagem interior 127) é geralmente uniforme ao longo docomprimento do guia de onda e é adequadamente dimensionadapara acomodar a agulha de válvula 53, que se estende coaxi-almente dentro da passagem interior do guia de onda ao longode todo o comprimento do guia de onda (e acima do guia deonda para contato com o martelo 109 na modalidade ilustra-da). É entendido, entretanto, que a agulha de válvula 53 po-de se estender somente ao longo de uma porção da passageminterior 127 do guia de onda 121 sem se afastar do escopodessa invenção. É também entendido que a dimensão da seçãotransversal interna do guia de onda 121 pode ser diferentede uniforme ao longo do comprimento do guia de onda. Na mo-dalidade ilustrada, a extremidade de terminal 115 da agulhade válvula 53, e mais adequadamente a superfície de fecha-mento 117 da agulha de válvula, é disposta longitudinalmentepara fora da extremidade do terminal 123 do guia de onda 121em ambas as posições aberta e fechada da agulha de válvula.

É entendido, entretanto, que a superfície de fechamento 117da extremidade do terminal 115 da agulha de válvula 53 pre-cisa somente se estender para fora da extremidade do termi-nal 123 do guia de onda 121 na posição fechada da agulha deválvula e pode ser disposta total ou parcialmente dentro dapassagem interior 127 do guia de onda na posição aberta daagulha de válvula.

Como melhor ilustrado na figura 7, a dimensão daseção transversal (por exemplo, o diâmetro na modalidade i-lustrada) da porção da agulha de válvula 53 que se estendedentro da passagem interior 127 do guia de onda 121 é dimen-sionada ligeiramente menor do que a dimensão da seção trans-versal da passagem interior do guia de onda para definir emparte a trajetória de fluxo para o combustível em alta pres-são dentro do alojamento, e mais adequadamente definir umaparte da trajetória de fluxo que se estende entre a paredelateral do guia de onda 125 e a agulha de válvula ao longodo comprimento da agulha de válvula. Por exemplo, em uma mo-dalidade, a agulha de válvula 53 é transversalmente espaçada(por exemplo, radialmente espaçada na modalidade ilustrada)da parede lateral do guia de onda 125 dentro da passagem in-terior 127 do guia de onda na faixa de aproximadamente 0,013mm (0,0005 polegadas) a aproximadamente 0,064 mm (0,0025 po-legadas).

Ao longo de um par de segmentos longitudinalmenteespaçados (por exemplo, um segmento 137 (figura 7) estandoadjacente à extremidade de terminal 123 do guia de onda 121e o outro segmento 139 (figura 6a) estando adjacente e logoacima do elemento de montagem 79) da agulha de válvula 53dentro da passagem 127, a dimensão da seção transversal daagulha de válvula 53 é aumentada de modo que a agulha deválvula fica em uma relação de contato mais estritamente es-paçado ou até mesmo deslizante com o guia de onda dentro dapassagem para facilitar o alinhamento apropriado nele e paraimpedir o movimento transversal da agulha de válvula dentroda passagem. A superfície externa da agulha de válvula 53nesses segmentos tem um ou mais planos (não mostrados) for-mados nela para em parte definir a porção da trajetória defluxo que se estende dentro da passagem interior 127 do guiade onda 121. Alternativamente, a superfície externa da agu-lha de válvula 53 pode ser longitudinalmente acanalada nes-ses segmentos para permitir que o combustível flua dentro dapassagem interior 127 do guia de onda 121 além de tais seg-mentos.

Com referência particular à figura 7, a superfícieexterna da parede lateral do guia de onda 125 é espaçadatransversalmente do corpo principal 25 e bocal 27 para tam-bém definir a trajetória de fluxo ao longo da qual o combus-tível em alta pressão flui da entrada de combustível 57 paraos orifícios de descarga 83, e mais adequadamente forma umaporção do exterior da trajetória de fluxo ou para fora doguia de onda 121. Em geral, a dimensão da seção transversalexterna (por exemplo, diâmetro externo na modalidade ilus-trada) da parede lateral do guia de onda 125 é uniforme aolongo de um comprimento do mesmo intermediário a uma porçãoalargada 195 do guia de onda disposto longitudinalmente eme/ou adjacente à extremidade do terminal 123 do guia de onda121, e uma outra porção alargada 153 disposta longitudinal-mente adjacente à extremidade superior 12 9 do guia de onda.Como um exemplo, o espaçamento transversal (por exemplo, ra-dial na modalidade ilustrada) entre a parede lateral do guiade onda 125 e o bocal 27 a montante (por exemplo, em relaçãoà direção na qual o combustível flui da extremidade superior33 do bocal para os orifícios de descarga 83) da extremidadedo terminal 123 do guia de onda fica adequadamente na faixade aproximadamente 0,025 mm (0,001 polegadas) a aproximada-mente 0,533 mm (0,021 polegadas). Entretanto, o espaçamentopode ser menor do que ou maior do que esse sem se afastar doescopo dessa invenção.

A dimensão da seção transversal externa da porção195 do segmento inferior 133 do guia de onda 121 aumenta a-dequadamente, e mais adequadamente afila ou alarga-se trans-versalmente para fora adjacente à ou mais adequadamente naextremidade de terminal 123 do guia de onda. Por exemplo, adimensão da seção transversal dessa porção alargada 195 nosegmento inferior 133 do guia de onda 121 é dimensionada pa-ra relacionamento de contato estritamente espaçado ou atémesmo deslizante com o bocal 27 dentro do seu furo central75 para manter o alinhamento axial apropriado do guia de on-da (e, portanto, da agulha de válvula 53) dentro da câmarade alta pressão 55.

Como um resultado, a porção da trajetória de fluxoentre o guia de onda 121 e o bocal 27 é geralmente mais es-treita adjacente à ou na extremidade de terminal 123 do guiade onda em relação à trajetória de fluxo imediatamente amontante da extremidade do terminal do guia de onda para ge-ralmente restringir o fluxo de combustível além da extremi-dade de terminal do guia de onda para os orifícios de des-carga 83. A porção alargada 195 do segmento inferior 133 doguia de onda 121 também provê maior área de superfície exci-tada de modo ultra-sônico à qual o combustível fluindo alémda extremidade do terminal 123 do guia de onda fica exposto.Um ou mais planos 197 (figura 9) são formados na superfícieexterna da porção alargada 195 do segmento inferior 133 parafacilitar o fluxo do combustível ao longo da trajetória defluxo além da extremidade do terminal 123 do guia de onda121 para fluxo para os orifícios de descarga 83 do bocal 27.É entendido que a porção alargada 195 da parede lateral doguia de onda 115 pode ser escalonada para fora ao invés deafilada ou alargada. É também considerado que as superfíciessuperior e inferior da porção alargada 195 possam ser con-tornadas ao invés de retas e permanecer dentro do escopodessa invenção.

Em um exemplo, a porção alargada 195 do segmentoinferior do guia de onda 133, por exemplo, em e/ou adjacenteà extremidade de terminal 123 do guia de onda, tem uma di-mensão de seção transversal externa máxima (por exemplo, di-âmetro externo na modalidade ilustrada) de aproximadamente5,35 mm (0,2105 polegadas), enquanto que a dimensão da seçãotransversal externa máxima do guia de onda imediatamente amontante dessa porção alargada pode ficar na faixa de apro-ximadamente 4,06 mm (0,16 polegadas) a ligeiramente menos doque aproximadamente 5,35 mm (0,2105 polegadas).

O espaçamento transversal entre a extremidade doterminal 123 do guia de onda 121 e o bocal 27 define uma á-rea aberta através da qual o combustível flui ao longo datrajetória de fluxo além da extremidade de terminal do guiade onda. O um ou mais orifícios de descarga 83 definem umaárea aberta através da qual o combustível sai do alojamento23. Por exemplo, onde um orifício de descarga é provido, aárea aberta através da qual o combustível sai do alojamento23 é definida como a área da seção transversal do orifíciode descarga (por exemplo, onde o combustível entra no orifí-cio de descarga) e onde múltiplos orifícios de descarga 83estão presentes, a área aberta através da qual o combustívelsai do alojamento é definida como a soma da área da seçãotransversal de cada orifício de descarga. Em uma modalidade,a razão da área aberta na extremidade do terminal 123 doguia de onda 121 e o bocal 27 para a área aberta através daqual o combustível sai do alojamento 23 (por exemplo, nosorifícios de descarga 83) fica adequadamente na faixa de a-proximadamente 4:1 a aproximadamente 20:1.É entendido que em outras modalidades adequadas, osegmento inferior 133 do guia de onda 121 pode ter uma di-mensão de seção transversal externa geralmente uniforme aolongo de todo o seu comprimento (por exemplo, tal que nenhu-ma porção alargada 195 é formada) ou pode diminuir na dimen-são da seção transversal externa (por exemplo, substancial-mente estreita para sua extremidade de terminal 123) sem seafastar do escopo da invenção.

Com referência novamente às figuras 8 e 9, um dis-positivo de excitação adaptado para energizar o guia de onda121 para mecanicamente vibrar de modo ultra-sônico é adequa-damente disposto inteiramente dentro da câmara de alta pres-são 55 junto com o guia de onda e é geralmente 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 oguia de onda de modo ultra-sônico. Como um exemplo, o dispo-sitivo de excitação 145 pode receber adequadamente a corren-te elétrica de alta freqüência de um sistema de geração ade-quado (não mostrado) que é operável para entregar correntealternada de alta freqüência para o dispositivo de excita-ção. O termo "ultra-sônico" como usado aqui é adotado parasignificar tendo uma freqüência na faixa de aproximadamente15 kHz a aproximadamente 100 kHz. Como um exemplo, em umamodalidade, o sistema de geração pode adequadamente entregarcorrente alternada para o dispositivo de excitação em umafreqüência ultra-sônica na faixa de aproximadamente 15 kHz aaproximadamente 100 kHz, mais adequadamente na faixa de a-proximadamente 15 kHz a aproximadamente 60 kHz e até mesmomais adequadamente na faixa de aproximadamente 20 kHz a a-proximadamente 40 kHz. Tais sistemas de geração são bem co-nhecidos para aqueles versados na técnica e não precisam serdescritos mais aqui.

Na modalidade ilustrada, o dispositivo de excita-ção 145 compreende um dispositivo piezelétrico, e mais ade-quadamente uma pluralidade de anéis piezelétricos empilhados147 (por exemplo, pelo menos dois e na modalidade ilustradaquatro) circundando o segmento superior 131 do guia de onda121 e adaptado em um ombro 14 9 formado pelo elemento de mon-tagem 79. Um colar anular 151 circunda o segmento superior131 do guia de onda 121 acima dos anéis piezelétricos 147 eencosta no ponto inferior contra o anel mais superior. Ade-quadamente, o colar 151 é construído de um material de altadensidade. Por exemplo, um material adequado do qual o colar151 pode ser construído é tungstênio. É entendido, entretan-to, que o colar 151 pode ser construído de outros materiaisadequados e permanecer dentro do escopo dessa invenção. Aporção alargada 153 adjacente à extremidade superior 129 doguia de onda 121 tem uma dimensão de seção transversal ex-terna maior (por exemplo, um diâmetro externo maior na moda-lidade ilustrada) e é rosqueada ao longo desse segmento. Ocolar 151 é internamente rosqueado para firmar de modo ros-queado o colar no guia de onda 121. O colar 151 é adequada-mente apertado para baixo contra a pilha de anéis piezelé-tricos 147 para comprimir os anéis entre o colar e o ombro149 do elemento de montagem 79.O guia de onda 121 e o dispositivo de excitação145 da modalidade ilustrada amplamente definem, juntos, umconjunto de guia de onda, indicado geralmente em 150, paraenergizar de modo ultra-sônico o combustível na câmara dealta pressão 55. Dessa maneira, todo o conjunto de guia deonda 150 é disposto inteiramente dentro da câmara de combus-tível em alta pressão 55 do injetor de combustível 21 e éassim geralmente exposto uniformemente ao ambiente de altapressão dentro do injetor de combustível. Como um exemplo, oconjunto do guia de onda ilustrado é particularmente cons-truído para agir como ambos uma cometa ultra-sônica e umtransdutor para vibrar de modo ultra-sônico a corneta ultra-sônica. Em particular, o segmento inferior 133 do guia deonda 121 como ilustrado na figura 8 geralmente age na manei-ra de uma corneta ultra-sônica enquanto o segmento superior131 do guia de onda, e mais adequadamente a porção do seg-mento superior que se estende geralmente do elemento de mon-tagem 79 para a localização na qual o colar 151 fixa no seg-mento superior do guia de onda junto com o dispositivo deexcitação (por exemplo, os anéis piezelétricos) age na ma-neira de um transdutor.

Com a entrega da corrente elétrica (por exemplo,corrente alternada entregue em uma freqüência ultra-sônica)para os anéis piezelétricos 147 da modalidade ilustrada, osanéis piezelétricos expandem e contraem (particularmente nadireção longitudinal do injetor de combustível 21) na fre-qüência ultra-sônica na qual a corrente é entregue para osanéis. Pelo fato de que os anéis 147 são comprimidos entre ocolar 151 (que está preso no segmento superior 131 do guiade onda 21) e o elemento de montagem 79, a expansão e a con-tração dos anéis fazem com que o segmento superior do guiade onda alongue e contraia de modo ultra-sônico (por exem-pio, geralmente na freqüência que os anéis piezelétricos ex-pandem e contraem), tal como na maneira de um transdutor. Oalongamento e a contração do segmento superior 131 do guiade onda 121 dessa maneira excita a freqüência ressonante doguia de onda, e em particular ao longo do segmento inferior133 do guia de onda, resultando em vibração ultra-sônica doguia de onda ao longo do segmento inferior, por exemplo, namaneira de uma corneta ultra-sônica.

Como um exemplo, em uma modalidade, o deslocamentodo segmento inferior 133 do guia de onda 121 resultante dasua excitação ultra-sônica pode ser até aproximadamente seisvezes o deslocamento dos anéis piezelétricos e segmento su-perior do guia de onda. É entendido, contudo, que o desloca-mento do segmento inferior 133 pode ser amplificado mais doque seis vezes ou ele pode não ser amplificado de forma al-guma, e permanecer dentro do escopo dessa invenção.

É considerado que uma porção do guia de onda 121(por exemplo, uma porção do segmento superior 131 do guia deonda) pode ser construída alternativamente de um materialmagnetostritivo que é responsivo aos campos magnéticos vari-áveis em freqüências ultra-sônicas. Em uma tal modalidade(não mostrada), o dispositivo de excitação pode compreenderum gerador de campo magnético disposto no total ou em partedentro do alojamento 23 e operável em resposta à recepção dacorrente elétrica para aplicar um campo magnético no materi-al magnetostritivo onde o campo magnético muda em freqüên-cias ultra-sônicas (por exemplo, de ligado para desligado,de uma magnitude para outra e/ou uma mudança na direção).

Por exemplo, um gerador adequado pode compreenderuma bobina elétrica conectada no sistema de geração que en-trega corrente para a bobina em freqüências ultra-sônicas. Aporção magnetostritiva do guia de onda e o gerador do campomagnético de uma tal modalidade assim juntos agem como umtransdutor enquanto o segmento inferior 133 do guia de onda121 age novamente como uma corneta ultra-sônica. Um exemplode um material magnetostritivo adequado e gerador de campomagnético é revelado na Patente U.S. 6.543.700, a revelaçãoda qual é incorporada aqui por referência na extensão queela seja consistente com esta.

Embora todo o conjunto do guia de onda 150 sejailustrado como sendo disposto dentro da câmara de alta pres-são 55 do alojamento do injetor de combustível 23, é enten-dido que um ou mais componentes do conjunto do guia de ondapodem ser total ou parcialmente dispostos exteriores à câma-ra de alta pressão, e podem até mesmo ser dispostos exterio-res ao alojamento, sem se afastar do escopo dessa invenção.Por exemplo, onde um material magnetostritivo é usado, o ge-rador do campo magnético (amplamente, o dispositivo de exci-tação) pode ser disposto no corpo principal 25 ou outro com-ponente do alojamento do injetor de combustível 23 e ser so-mente parcialmente exposto a ou completamente isolado da câ-mara de alta pressão 55. Em uma outra modalidade, o segmentosuperior 131 do guia de onda 121 e os anéis piezelétricos147 (e colar 151) podem ficar localizados juntos exterioresà câmara de alta pressão 55 sem se afastar do escopo dessainvenção, contanto que a extremidade do terminal 123 do guiade onda seja disposta dentro da câmara de alta pressão.

Colocando os anéis piezelétricos 147 e o colar 151ao redor do segmento superior 131 do guia de onda 121, todoo conjunto do guia de onda 150 não precisa ser mais longo doque o próprio guia de onda (por exemplo, em oposição ao com-primento de um conjunto no qual um transdutor e corneta ul-tra-sônica são dispostos em uma disposição convencional deextremidade com extremidade ou "empilhada") . Como um exem-plo, o conjunto do guia de onda geral 150 pode ter adequada-mente um comprimento igual a aproximadamente meio comprimen-to de onda ressonante (de outra forma geralmente citado comomeio comprimento de onda) do guia de onda. Em particular, oconjunto do guia de onda 150 é adequadamente configurado pa-ra ressonar em uma freqüência ultra-sônica na faixa de apro-ximadamente 15 kHz a aproximadamente 100 kHz, mais adequada-mente na faixa de aproximadamente 15 kHz a aproximadamente60 kHz e até mesmo mais adequadamente na faixa de aproxima-damente 20 kHz a aproximadamente 40 kHz. 0 conjunto do guiade onda de meio comprimento de onda 150 operando em taisfreqüências tem um comprimento geral respectivo (correspon-dendo com meio comprimento de onda) na faixa de aproximada-mente 133 mm a aproximadamente 20 mm, mais adequadamente nafaixa de aproximadamente 133 mm a aproximadamente 37,5 mm eaté mesmo mais adequadamente na faixa de aproximadamente 100mm a aproximadamente 50 mm. Como um exemplo mais particular,o conjunto do guia de onda 150 ilustrado nas figuras 8 e 9 éconfigurado para operação em uma freqüência de aproximada-mente 40 kHz e tem um comprimento geral de aproximadamente50. É entendido, entretanto, que o alojamento 23 pode sersuficientemente dimensionado para permitir que um conjuntode guia de onda tendo um comprimento de onda total seja dis-posto nele. É também entendido que em uma tal disposição, oconjunto do guia de onda pode compreender uma corneta ultra-sônica e transdutor em uma configuração empilhada.

Uma luva eletricamente não condutora 155 (que écilíndrica na modalidade mostrada, mas pode ser formada deoutra maneira) é acomodada na extremidade superior do colar151 e se estende para cima a partir do colar para a extremi-dade superior da câmara de alta pressão 55. A luva 155 étambém adequadamente construída de um material geralmenteflexível. Como um exemplo, um material adequado do qual aluva 155 pode ser construída é um material de poliéterimidotermoplástico amorfo disponível de General Electric Company,U.S.A., sob o nome comercial ULTEM. Entretanto, outros mate-riais eletricamente não condutores adequados, tal como mate-riais cerâmicos, podem ser usados para construir a luva 155e permanecer dentro do escopo dessa invenção. A extremidadesuperior da luva 155 tem um flange anular integralmente for-mado 157 que se estende radialmente para fora dela e um con-junto de quatro fendas que se estendem longitudinalmente 159definindo quatro abas geralmente flexíveis 161 na extremida-de superior da luva. Um segundo flange anular 163 é formadointegralmente com a luva 155 e se estende radialmente parafora da luva logo abaixo das fendas que se estendem longitu-dinalmente 159, isto é, em relação longitudinalmente espaça-da com o flange anular 157 disposto na extremidade superiorda luva.

Um anel de contato 165 construído de um materialeletricamente condutor circunscreve a luva 155 intermediárioaos flanges anulares longitudinalmente espaçados 157,163 daluva. Em uma modalidade, o anel de contato 165 é adequada-mente construído de latão. É entendido, entretanto, que oanel de contato 165 pode ser construído de outros materiaisadequados eletricamente condutores sem se afastar do escopodessa invenção. É também entendido que um dispositivo decontato diferente de um anel, tal como um dispositivo decontato de ponto único, aba flexível e/ou carregada com molaou outro dispositivo eletricamente condutor adequado, podeser usado sem se afastar do escopo da invenção. Na modalida-de ilustrada, a dimensão da seção transversal interna (porexemplo, o diâmetro) do anel de contato 165 é dimensionadaligeiramente menor do que a dimensão da seção transversalexterna do segmento longitudinal da luva 155 que se estendeentre os flanges anulares 157,163.

O anel de contato 165 é inserido sobre a luva 155impelindo o anel de contato telescopicamente para baixo so-bre a extremidade superior da luva. A força do anel 165 con-tra o flange anular 157 na extremidade superior da luva 155impele as abas 161 para flexionar (por exemplo, curvar) ra-dialmente para dentro para permitir que o anel deslize parabaixo além do flange anular formado na extremidade superiorda luva e acomode o anel no segundo flange anular 163. Asabas 161 elasticamente se movem de volta para fora em dire-ção a sua posição inicial, provendo o engate por atrito en-tre o anel de contato 165 e a luva 155 e retendo o anel decontato entre os flanges anulares 157,163 da luva.

Um anel de guia 167 construído de um material ele-tricamente não condutor circunscreve e eletricamente isola oanel de contato 165. Como um exemplo, o anel de guia 167 po-de ser construído (mas não precisa ser necessariamente) domesmo material que a luva 163. Em uma modalidade, o anel deguia 167 é adequadamente retido na luva e mais adequadamenteno anel de contato 165, por um ajuste de aperto ou atrito doanel de guia no anel de contato. Por exemplo, o anel de guia167 pode ser um anel descontínuo rompido ao longo de umafenda como ilustrado na figura 9. O anel de guia 167 é assimexpansível circunferencialmente na fenda para encaixar o a-nel de guia sobre o anel de contato 165 e com a liberaçãosubseqüente fecha de maneira elástica e segura ao redor doanel de contato.

Em uma modalidade particularmente adequada, um nóde localização anular 169 se estende radialmente para dentrodo anel de guia 167 e é receptível em uma ranhura anular 171formada no anel de contato 165 para localizar apropriadamen-te o anel de guia no anel de contato. É entendido, entretan-to, que o anel de contato 165 e o anel de guia 167 podem sermontados na luva 155 diferente de como ilustrado nas figuras8 e 9 sem se afastar do escopo dessa invenção. Pelo menosuma, e mais adequadamente uma pluralidade de aberturas afi-ladas ou em formato tronco-cônico 173 é formada radialmenteatravés do anel de guia 167 para permitir acesso ao anel decontato 165 para entregar corrente elétrica para o anel decontato.

Como melhor observado na figura 5, uma luva iso-lante 175 construída de um material eletricamente não condu-tor adequado se estende através de uma abertura no lado docorpo principal 2 5 e tem uma extremidade de terminal em for-mato geralmente cônico 177 configurada para se assentar den-tro de uma das aberturas 173 do anel de guia 167. A luva i-solante 175 é mantida no lugar por um ajuste adequado 179que prende com rosqueamento no corpo principal 25 dentro daabertura 173 e tem uma abertura central através da qual aluva isolante se estende. Fiação elétrica adequada 181 seestende através da luva isolante 175 para contato elétricocom o anel de contato 165 em uma extremidade do fio e ficaem comunicação elétrica na sua extremidade oposta (não mos-trada) com uma fonte (não mostrada) de corrente elétrica.

Fiação elétrica adicional 183 se estende do anelde contato 165 para baixo ao longo do exterior da luva 155dentro da câmara de alta pressão 55 e para comunicação elé-trica com um elétrodo (não mostrado) disposto entre o anelpiezelétrico mais superior 147 e o próximo anel piezelétricoinferior. Um fio separado 184 conecta eletricamente o elé-trodo em um outro elétrodo (não mostrado) disposto entre oanel piezelétrico mais inferior 147 e o anel logo acima de-le. O elemento de montagem 79 e/ou o guia de onda 121 provê-em o terra para a corrente entregue para os anéis piezelé-tricos 147. Em particular, um fio de terra 185 é conectadono' elemento de montagem 79 e se estende até entre os doisanéis piezelétricos intermediários 147 para contato com umelétrodo (não mostrado) disposto entre eles. Opcionalmente,um segundo fio de terra (não mostrado) pode se estender deentre os dois anéis piezelétricos intermediários 147 paracontato com um outro elétrodo (não mostrado) entre o anelpiezelétrico mais superior e o colar 151.

Com referência particular agora às figuras 6, 6a,8 e 9, o elemento de montagem 7 9 é adequadamente conectadono guia de onda 121 intermediário às extremidades 123,129 doguia de onda. Mais adequadamente, o elemento de montagem 7 9é conectado no guia de onda 121 em uma região nodal do guiade onda. Como usado aqui, a "região nodal" do guia de onda121 se refere a uma região ou segmento longitudinal do guiade onda ao longo do qual pouco (ou nenhum) deslocamento lon-gitudinal ocorre durante a vibração ultra-sônica do guia deonda e o deslocamento transversal (por exemplo, radial namodalidade ilustrada) é geralmente maximizado. O deslocamen-to transversal do guia de onda 121 compreende adequadamentea expansão transversal do guia de onda, mas pode também in-cluir o movimento transversal (por exemplo, curvatura) doguia de onda.

Na modalidade ilustrada, a configuração do guia deonda 121 é tal que um plano nodal (isto é, um plano trans-versal ao guia de onda no qual nenhum deslocamento longitu-dinal ocorre enquanto o deslocamento transversal é geralmen-te maximizado) não está presente. Ao contrário, a região no-dal do guia de onda ilustrado 121 é geralmente em formato decúpula tal que em qualquer dada localização longitudinaldentro da região nodal, algum deslocamento longitudinal podeainda estar presente enquanto o deslocamento primário doguia de onda é o deslocamento transversal.

É entendido, entretanto, que o guia de onda 121pode ser configurado adequadamente para ter um plano nodal(ou ponto nodal como ele é algumas vezes chamado) e que oplano nodal de um tal guia de onda é considerado como estan-do dentro do significado da região nodal como definida aqui.É também considerado que o elemento de montagem 7 9 pode serdisposto longitudinalmente acima ou abaixo da região nodaldo guia de onda 121 sem se afastar do escopo da invenção.

O elemento de montagem 79 é adequadamente configu-rado e disposto no injetor de combustível 21 para isolar demaneira vibratória o guia de onda 121 do alojamento do inje-tor de combustível 23. Isto é, o elemento de montagem 25 im-pede a transferência da vibração mecânica longitudinal etransversal (por exemplo, radial) do guia de onda 121 para oalojamento do injetor de combustível 23 enquanto mantendo aposição transversal desejada do guia de onda dentro da câma-ra de alta pressão 55 e permitindo o deslocamento longitudi-nal do guia de onda dentro do alojamento do injetor de com-bustível. Como um exemplo, o elemento de montagem 7 9 da mo-dalidade ilustrada geralmente compreende um segmento internoanular 187 se estendendo transversalmente (por exemplo, ra-dialmente na modalidade ilustrada) para fora do guia de onda121, um segmento externo anular 189 se estendendo transver-sal ao guia de onda em relação transversalmente espaçada como segmento interno e uma rede de interligação anular 191 seestendendo transversalmente entre e interligando os segmen-tos interno e externo. Embora os segmentos interno e externo187, 189 e a rede de interligação 191 se estendam continua-mente ao redor da circunferência do guia de onda 121,. é en-tendido que um ou mais desses elementos podem ser descontí-nuos ao redor do guia de onda, tal como na maneira de raiosde roda, sem se afastar do escopo dessa invenção.

Na modalidade ilustrada na figura 6a, o segmentointerno 187 do elemento de montagem 79 tem uma superfíciesuperior geralmente plana que define o ombro 14 9 no qual odispositivo de excitação 145, por exemplo, os anéis piezelé-tricôs 147, é assentado. Uma superfície inferior 193 do seg-mento interno 187 é adequadamente contornada quando ela seestende de adjacente ao guia de onda 121 para sua conexãocom a rede de interligação 191 e mais adequadamente tem umcontorno de raio combinado. Em particular, o contorno da su-perfície inferior 193 na junção da rede 191 e do segmentointerno 187 do elemento de montagem 79 é adequadamente umcontorno de raio menor (por exemplo, um mais pronunciado,menos afilado ou mais semelhante a canto) para facilitar adistorção da rede durante a vibração do guia de onda 121. 0contorno da superfície inferior 193 na junção do segmentointerno 187 do elemento de montagem 79 e do guia de onda 121é adequadamente um contorno de raio relativamente mais largo(por exemplo, um mais afilado ou suave) para reduzir o es-tresse no segmento interno do elemento de montagem com adistorção da rede de interligação 191 durante a vibração doguia de onda.

O segmento externo 189 do elemento de montagem 79é configurado para se acomodar no ponto inferior contra umombro formado pelo bocal 27 geralmente adjacente à extremi-dade superior 33 do bocal. Como melhor observado na figura6, a dimensão da seção transversal interna (por exemplo, di-âmetro interno) do bocal 27 é escalonada para dentro adja-cente à extremidade superior 33 do bocal, por exemplo, lon-gitudinalmente abaixo do elemento de montagem 79, de modoque o bocal fica longitudinalmente espaçado da superfícieinferior contornada 193 do segmento interno 187 e rede deinterligação 191 do elemento de montagem para permitir odeslocamento do elemento de montagem durante a vibração ul-tra-sônica do guia de onda 121. O elemento de montagem 79 éadequadamente dimensionado na seção transversal de modo quepelo menos uma margem da borda externa do segmento externo189 fica disposta longitudinalmente entre o ombro do bocal27 e a extremidade inferior 31 do corpo principal 25 do alo-jamento do injetor de combustível 23 (isto é, a superfíciedo corpo principal que se acomoda contra a extremidade supe-rior 33 do bocal). O elemento de retenção 29 do injetor decombustível 21 impele o bocal 27 e o corpo principal 25 jun-tos para prender a margem de borda do segmento externo doelemento de montagem 189 entre eles.

A rede de interligação 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 onda 121. Como um exemplo, em uma modali-dade, a espessura da rede de interligação 191 do elemento demontagem 7 9 pode ser na faixa de aproximadamente 0,2 mm aaproximadamente 1 mm e mais adequadamente cerca de 0,4 mm. Arede de interligação 191 do elemento de montagem 79 compre-ende adequadamente pelo menos um componente axial 192 e pelomenos um componente transversal (por exemplo, radial na mo-dalidade ilustrada) 194. Na modalidade ilustrada, a rede deinterligação 191 tem um par de componentes axiais transver-salmente espaçados 192 conectados pelo componente transver-sal 194 tal que a rede é geralmente em formato de U na seçãotransversal.

É entendido, entretanto, que outras configuraçõesque têm pelo menos um componente axial 192 e pelo menos umcomponente transversal 194 são adequadas, tais como em for-mato de L, em formato de K, em formato de Y, em formato de Uinvertido, em formato de L invertido e semelhantes, sem seafastar do escopo dessa invenção. Exemplos adicionais deconfigurações de rede de interligação adequada 191 são ilus-trados e descritos na Patente U.S. 6.676.003, a revelação daqual é incorporada aqui por referência até a extensão em queela seja consistente com esta.

Os componentes axiais 192 da rede 191 dependem dossegmentos interno e externo respectivos 187,189 do elementode montagem e ficam geralmente em balanço com o componentetransversal 194. Dessa maneira, o componente axial 192 é ca-paz de dinamicamente curvar e/ou flexionar em relação aosegmento externo 189 do elemento de montagem em resposta aodeslocamento vibratório transversal do segmento interno 187do elemento de montagem para isolar, dessa maneira, o aloja-mento 23 do deslocamento transversal do guia de onda. O com-ponente transversal 194 da rede 191 fica em balanço com oscomponentes axiais 192 tal que o componente transversal écapaz de dinamicamente curvar e flexionar em relação aoscomponentes axiais (e, portanto em relação ao segmento ex-terno 189 do elemento de montagem) em resposta ao desloca-mento vibratório axial do segmento interno 187 para isolar,dessa maneira, o alojamento 23 do deslocamento axial do guiade onda.

Na modalidade ilustrada, o guia de onda 121 expan-de radialmente, bem como desloca ligeiramente no sentido a-xial na região nodal (por exemplo, onde o elemento de monta-gem 79 é conectado no guia de onda) com a excitação ultra-sônica do guia de onda. Em resposta, o elemento de interli-gação em formato de U 191 (por exemplo, os componentes axiale transversal 192,194 do mesmo) geralmente curva e flexionae mais particularmente rola em relação ao segmento externofixo 189 do elemento de montagem 79, por exemplo, similar àmaneira na qual uma cabeça de êmbolo de toalete rola com odeslocamento axial do cabo do êmbolo. Dessa maneira, a redede interligação 79 isola o alojamento do injetor de combus-tível 23 da vibração ultra-sônica do guia de onda 121, e namodalidade ilustrada ela isola mais particularmente o seg-mento externo 18 9 do elemento de montagem do deslocamentovibratório do próprio segmento interno 187. Uma tal configu-ração de elemento de montagem 79 também provê largura debanda suficiente para compensar as trocas da região nodalque podem ocorrer durante a operação ordinária. Em particu-lar, o elemento de montagem 79 pode compensar mudanças nalocalização em tempo real da região nodal que surgem durantea transferência real da energia ultra-sônica através do guiade onda 121. Tais mudanças ou trocas podem ocorrer, por e-xemplo, devido às mudanças na temperatura e/ou outras condi-ções ambientais dentro da câmara de alta pressão 55.

Embora -na modalidade ilustrada os segmentos inter-no e externo 187,189 do elemento de montagem 79 sejam dis-postos geralmente na mesma localização longitudinal relativaao guia de onda, é entendido que os segmentos interno e ex-terno podem ser longitudinalmente deslocados um do outro semse afastar do escopo dessa invenção. É também consideradoque a rede de interligação 191 possa compreender somente umou mais componentes axiais 192 (por exemplo, o componentetransversal 194 pode ser omitido) e permanecer dentro do es-copo dessa invenção. Por exemplo, onde o guia de onda 121tem um plano nodal e o elemento de montagem 79 está locali-zado no plano nodal, o elemento de montagem precisa somenteser configurado para isolar o deslocamento transversal doguia de onda. Em uma modalidade alternativa (não mostrada),é considerado que o elemento de montagem pode ser dispostoem ou adjacente a uma região anti-nodal do guia de onda, talcomo em uma das extremidades opostas 123,129 do guia de on-da. Em uma tal modalidade, a rede de interligação 191 podecompreender somente um ou mais componentes transversais 194para isolar o deslocamento axial do guia de onda (isto é,pouco ou nenhum deslocamento transversal ocorre na regiãoanti-nodal).

Em uma modalidade particularmente adequada, o ele-mento de montagem 79 é de construção de peça única. Até mes-mo mais adequadamente, o elemento de montagem 79 pode serformado integralmente com o guia de onda 121 como ilustradona figura 6. Entretanto, é entendido que o elemento de mon-tagem 79 pode ser construído separado do guia de onda 121 epermanecer dentro do escopo dessa invenção. É também enten-dido que um ou mais componentes do elemento de montagem 7 9podem ser separadamente construídos e adequadamente conecta-dos ou de outra forma montados juntos.

Em uma modalidade adequada, o elemento de montagem79 é também construído para ser geralmente rígido (por exem-plo, resistente ao deslocamento estático sob carga) de modoa manter o guia de onda 121 (e, portanto a agulha de válvula53) em alinhamento apropriado dentro da câmara de alta pres-são 55. Por exemplo, o elemento de montagem rígido em umamodalidade pode ser construído de um material não elastomé-rico, mais adequadamente metal, e até mesmo mais adequada-mente o mesmo metal do qual o guia de onda é construído. 0termo rígido não é, entretanto, planejado para significarque o elemento de montagem é incapaz de flexão dinâmica e/oucurvatura em resposta à vibração ultra-sônica do guia de on-da. Em outras modalidades, o elemento de montagem rígido po-de ser construído de um material elastomérico que é sufici-entemente resistente ao deslocamento estático sob carga, masé de outra forma capaz de flexão dinâmica e/ou curvatura emresposta à vibração ultra-sônica do guia de onda. Embora oelemento de montagem 79 ilustrado na figura 6 seja construí-do de um metal, e mais adequadamente construído do mesmo ma-terial que o guia de onda 121, é considerado que o elementode montagem possa ser construído de outros materiais adequa-dos geralmente rígidos sem se afastar do escopo dessa inven-ção.

Com referência novamente às figuras 6 e 8, a tra-jetória de fluxo ao longo da qual o combustível flui dentroda câmara de alta pressão 55 do alojamento do injetor decombustível 23 é definida em parte pelo espaçamento trans-versal entre a superfície interna do bocal 27 e a superfícieexterna do segmento inferior 133 do guia de onda 121 (porexemplo, abaixo do elemento de montagem 79), e entre a su-perfície interna do corpo principal 25 e as superfícies ex-ternas do dispositivo de excitação 145, do colar 151 e daluva 155 (por exemplo, acima do elemento de montagem) . Atrajetória de fluxo do combustível fica em comunicação defluido com a entrada de combustível 57 do corpo principal 25do alojamento do injetor 23 geralmente na luva 155 tal que ocombustível em alta pressão entrando na trajetória de fluxoa partir da entrada do combustível flui para baixo (na moda-lidade ilustrada) ao longo da trajetória de fluxo para aponta do bocal 81 para exaustão do bocal 27 via os orifíciosde descarga 83. Como descrito previamente, o combustível a-dicional em alta pressão flui dentro da passagem interior127 do guia de onda 121 entre o guia de onda e a agulha deválvula 53.

Pelo fato de que o elemento de montagem 79 se es-tende transversal ao guia de onda 121 dentro da câmara dealta pressão 55, a extremidade inferior 31 do corpo princi-pal 25 e a extremidade superior 33 do bocal 27 são adequada-mente configuradas para permitir que a trajetória de fluxodo combustível se desvie geralmente ao redor do elemento demontagem quando o combustível flui dentro da câmara de altapressão. Por exemplo, como ilustrado melhor na figura 10,canais adequados 199 são formados na extremidade inferior 31do corpo principal 25 em comunicação de fluido com a traje-tória de fluxo a montante do elemento de montagem 7 9 e ficamalinhados com canais respectivos 201 formados na extremidadesuperior 33 do bocal 27 em comunicação de fluido com a tra-jetória de fluxo a jusante do elemento de montagem. Dessamaneira, o combustível em alta pressão fluindo da entrada decombustível 57 para baixo ao longo da trajetória de fluxo amontante do elemento de montagem 7 9 (por exemplo, entre ocorpo principal 25 e a luva 155/colar 151/anéis piezelétri-cos 147) é encaminhado através dos canais 199 no corpo prin-cipal ao redor do elemento de montagem e através dos canais201 no bocal 27 para a trajetória de fluxo a jusante do ele-mento de montagem (por exemplo, entre o bocal e o guia deonda 121).

Em uma modalidade, o injetor de combustível é ope-rado por um sistema de controle adequado (não mostrado) paracontrolar a operação da válvula de solenóide e a operação dodispositivo de excitação 145. Tais sistemas de controle sãoconhecidos para aqueles versados na técnica e não precisamser descritos mais aqui exceto até a extensão necessária. Amenos que uma operação de injeção esteja ocorrendo, a agulhade válvula 53 é impelida pela mola 111 no furo 35 do corpoprincipal 25 para sua posição fechada com a extremidade doterminal 115 da agulha de válvula em contato de vedação coma ponta do bocal 81 para fechar os orifícios de descarga 83.A válvula de solenóide provê um fechamento no recesso 95formado na cabeça 87 do suporte do pino 47 para fechar o fu-ro 97 que se estende longitudinalmente através do suporte dopino. Nenhuma corrente é suprida pelo sistema de controlepara o conjunto do guia de onda na posição fechada da agulhade válvula 53.

O combustível em alta pressão flui de uma fonte decombustível (não mostrada) para dentro do injetor de combus-tível 21 na entrada do combustível 57 do alojamento 23. Sis-temas de entrega de combustível adequados para entregar ocombustível pressurizado da fonte de combustível para o in-jetor de combustível 21 são conhecidos na técnica e não pre-cisam ser descritos mais aqui. Em uma modalidade, o combus-tível em alta pressão pode ser entregue para o injetor decombustível 21 em uma pressão na faixa de aproximadamente562,4 kg/cm2 (8.000 psi (550 bar)) a aproximadamente 2109kg/cm2 (30.000 psi (2070 bar)). O combustível em alta pres-são flui através do canal de distribuição superior 59 docorpo principal 25 para o vão anular 99 entre o corpo prin-cipal e o suporte do pino 47 e através do canal de alimenta-ção 101 do suporte do pino para dentro do canal interno 91do suporte do pino acima do pino 93 e para cima através dofuro 97 no suporte do pino. O combustível em alta pressãotambém flui através da trajetória de fluxo de alta pressão,isto é, através do canal de distribuição inferior 61 do cor-po principal 25 para a câmara de alta pressão 55 para enchera câmara de alta pressão, tanto externo ao guia de onda 121quanto dentro da passagem interior 127 do guia de onda. Nes-sa condição, o combustível em alta pressão acima do pino 93,junto com a orientação da mola 111, inibe o combustível emalta pressão na câmara de alta pressão 55 contra a impulsãoda agulha de válvula 53 para sua posição aberta.

Quando o sistema de controle do injetor determinaque uma injeção de combustível para o motor de combustão énecessária, a válvula de solenóide é energizada pelo sistemade controle para abrir o furo do suporte do pino 97 de modoque o combustível em alta pressão flui para fora do suportedo pino para o canal de retorno do combustível 71 na extre-midade superior 37 do corpo principal 25 como combustível depressão menor, dessa forma diminuindo a pressão do combustí-vel atrás (por exemplo, acima) do pino 93 dentro do suportedo pino. Dessa maneira, o combustível em alta pressão na câ-mara de alta pressão 55 é agora capaz de impelir a agulha deválvula 53 contra a orientação da mola 111 para a posiçãoaberta da agulha de válvula. Na posição aberta da agulha deválvula 53, a extremidade do terminal 115 da agulha de vál-vula fica suficientemente espaçada da ponta do bocal 81 nosorifícios de descarga 83 para permitir que o combustível nacâmara de alta pressão 55 seja descarregado através dos ori-fícios de descarga.

Com a energização da válvula de solenóide parapermitir que a agulha de válvula 53 se mova para a sua posi-ção aberta, tal como aproximadamente de maneira simultâneacom ela, o sistema de controle também direciona o gerador decorrente elétrica de alta freqüência para entregar correntepara o dispositivo de excitação 145, isto é, os anéis pieze-létricos 147 na modalidade ilustrada, através do anel decontato 165 e fiação adequada 183 que eletricamente conectao anel de contato nos anéis piezelétricos. Como descritopreviamente, os anéis piezelétricos 147 são induzidos a ex-pandir e contrair (particularmente na direção longitudinaldo injetor de combustível 21) geralmente na freqüência ul-tra-sônica na qual a corrente é entregue para o dispositivode excitação 145.

A expansão e a contração dos anéis 147 fazem comque o segmento superior 131 do guia de onda 121 alongue econtraia de modo ultra-sônico (por exemplo, geralmente namesma freqüência que os anéis piezelétricos expandem e con-traem). O alongamento e a contração do segmento superior 131do guia de onda 121 dessa maneira excita o guia de onda (porexemplo, adequadamente na freqüência ressonante do guia deonda), e em particular ao longo do segmento inferior 133 doguia de onda, resultando na vibração ultra-sônica do guia deonda ao longo do segmento inferior e em particular na porçãoexpandida 195 do segmento inferior na sua extremidade determinal 123.Com a agulha de 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 do terminal vibrando de modo ultra-sônico 123do guia de onda 121, para os orifícios de descarga 83 daponta do bocal 81. A energia ultra-sônica é aplicada pelaextremidade do terminal 123 do guia de onda 121 no combustí-vel em alta pressão logo a montante (ao longo da trajetóriade fluxo) dos orifícios de descarga 83 para geralmente ato-mizar o combustível (por exemplo, para diminuir o tamanho dagotícula e estreitar a distribuição do tamanho da gotículado combustível que sai do injetor 21). A energização ultra-sônica do combustível antes que ele saia dos orifícios dedescarga 83 produz um borrifo pulsante, geralmente em forma-to de cone do combustível líquido atomizado entregue na câ-mara de combustão servida pelo injetor de combustível 21.

Na modalidade ilustrada das figuras 1-10 e comodescrito previamente aqui, a operação do pino 93 e, portan-to, da agulha de válvula 53, é controlada pela válvula desolenóide (não mostrada). É entendido, entretanto, que ou-tros dispositivos, tal como, sem limitação, dispositivos a-cionados por carne, dispositivos operados piezelétricos oumagnetostritivos, dispositivos hidraulicamente operados ououtros dispositivos mecânicos adequados, ' com ou sem válvulasde amplificação de fluido, podem ser usados para controlar aoperação da agulha de válvula sem se afastar do escopo dessainvenção.

Quando apresentando elementos da presente invençãoou suas modalidades preferidas, os artigos "um", "uma","uns", "umas", "o", "a", "os", "as" e "dito" são planejadospara significar que existem um ou mais dos elementos. Ostermos "compreendendo", "incluindo" e "tendo" são planejadospara serem inclusivos e significam que podem existir elemen-tos adicionais além dos elementos listados.

Como várias mudanças poderiam ser feitas nas cons-truções e métodos acima sem se afastar do escopo da inven-ção, é planejado que toda a matéria contida na descrição a-cima e mostrada nos desenhos acompanhantes seja interpretadacomo ilustrativa e não em um sentido limitador.

Claims (22)

1. Injetor de combustível para entregar combustí-vel para um motor, o injetor de combustível CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:um alojamento tendo uma câmara de combustível in-terna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação defluido com a câmara de combustível, por meio do que o com-bustível sai do injetor de combustível no pelo menos um ori-fício de descarga para entrega para o motor,um elemento de válvula móvel em relação ao aloja-mento entre uma posição fechada na qual o combustível dentroda câmara de combustível é impedido contra a exaustão do a-lojamento via o pelo menos um orifício de descarga, e umaposição aberta na qual o combustível pode ser descarregadodo alojamento via o pelo menos um orifício de descarga eum guia de onda ultra-sônico separado do alojamen-to e elemento de válvula, o guia de onda sendo disposto pelomenos em parte dentro da câmara de combustível para excitarde modo ultra-sônico o combustível dentro da câmara de com-bustível antes do dito combustível sair através do pelo me-nos um orifício de descarga na posição aberta do elemento deválvula eum dispositivo de excitação operável na posiçãoaberta do elemento de válvula para excitar de modo ultra-sônico o dito guia de onda ultra-sônico.

2. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda éalongado e é geralmente tubular ao longo de pelo menos umaporção do mesmo, a dita porção tubular tendo uma extremidadede terminal disposta dentro da câmara de combustível.

3. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção tubulardo guia de onda define uma passagem interior dentro do guiade onda, o dito elemento de válvula sendo alongado e pelomenos em parte se estendendo geralmente no sentido coaxialdentro da passagem interior da porção tubular do guia de on-da.

4. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda e odispositivo de excitação definem juntos um conjunto de guiade onda ultra-sônico, o dito conjunto de guia de onda ultra-sônico tendo um comprimento de aproximadamente meio compri-mento de onda.

5. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a porção tubulardo guia de onda tem uma parede lateral que se estende longi-tudinalmente, a dita parede lateral abrindo-se geralmente nosentido transversal para fora geralmente na extremidade determinal da dita porção tubular.

6. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda éalongado e compreende um segmento de transdutor responsivoao dispositivo de excitação para vibrar de modo ultra-sônico, e um segmento de corneta ultra-sônica, o dito seg-mento de transdutor e dito segmento de corneta ultra-sônicasendo formados integralmente em relação de extremidade comextremidade longitudinalmente.

7. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento ésubstancialmente isolado contra a transferência da energiaultra-sônica do guia de onda para o alojamento.

8. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o injetor de com-bustível tem uma primeira trajetória de fluxo através daqual o combustível pressurizado é recebido pelo- injetor decombustível e direcionado para fluir através dela para o pe-lo menos um orifício de descarga para exaustão do injetor decombustível, a dita primeira trajetória de fluxo sendo defi-nida pelo menos em parte pela câmara de combustível do alo-jamento e uma segunda trajetória de fluxo através da qual ocombustível flui em uma pressão menor do que uma pressão docombustível pressurizado fluindo através da primeira traje-tória de fluxo, o injetor de combustível tendo uma saída emcomunicação de fluido com a segunda trajetória de fluxo paradescarregar o combustível da dita segunda trajetória de fluxo.

9. Injetor de combustível, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de onda temum comprimento total de aproximadamente meio comprimento deonda.

10. Injetor de combustível para entregar o combus-tível para um motor, o injetor de combustível CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:um alojamento tendo uma câmara de combustível in-terna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação defluido com a câmara de combustível por meio do que o combus-tível sai do injetor de combustível no pelo menos um orifí-cio de descarga para entrega para o motor,um elemento de válvula móvel em relação ao aloja-mento entre uma posição fechada na qual o combustível dentroda câmara de combustível é impedido contra exaustão do alo-jamento via o pelo menos um orifício de descarga, e uma po-sição aberta na qual o combustível pode ser descarregado doalojamento via o pelo menos um orifício de descarga,um guia de onda ultra-sônico separado do alojamen-to e elemento de válvula, o dito guia de onda sendo alongadoe tendo uma extremidade de terminal disposta dentro da câma-ra interna do combustível do alojamento, o dito guia de ondatendo uma circunferência, a dita circunferência aumentando àmedida que o guia de onda se estende longitudinalmente doguia de onda para a sua extremidade de terminal eum dispositivo de excitação operável na posiçãoaberta do elemento de válvula para excitar de modo ultra-sônico o dito guia de onda.

11. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondase estende geralmente no sentido longitudinal dentro da câ-mara de combustível do alojamento, o guia de onda sendo es-paçado transversalmente do alojamento dentro da câmara decombustível para definir uma trajetória de fluxo entre oguia de onda e o alojamento ao longo da qual o combustívelflui dentro da câmara de combustível do alojamento para opelo menos um orifício de descarga na posição aberta do ele-mento de válvula, a dita trajetória de fluxo estreitandoquando a dita trajetória de fluxo se estende para a extremi-dade de terminal do guia de onda.

12. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondase estende geralmente no sentido longitudinal dentro da câ-mara de combustível do alojamento, o guia de onda sendo es-paçado transversalmente do alojamento dentro da câmara decombustível, o dito espaçamento transversal estreitando paraa dita extremidade de terminal do guia de onda.

13. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondaé geralmente cilíndrico e se estende no sentido longitudinaldentro da câmara de combustível do alojamento, a extremidadede terminal do guia de onda tendo um primeiro diâmetro ex-terno, um segmento do dito guia de onda adjacente à dita ex-tremidade de terminal do guia de onda tendo um segundo diâ-metro externo substancialmente menor do que o dito primeirodiâmetro externo da extremidade de terminal do guia de onda.

14. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondatem um comprimento e é disposto dentro da câmara de combus-tível ao longo de substancialmente todo o comprimento do di-to guia de onda.

15. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondacompreende um segmento de transdutor responsivo ao disposi-tivo de excitação para vibrar de modo ultra-sônico e um seg-mento de corneta ultra-sônica, o dito segmento do transdutore o dito segmento de corneta ultra-sônica sendo formados in-tegralmente em relação de extremidade com extremidade longi-tudinalmente.

16. Injetor de combustível para entregar o combus-tível para um motor, o injetor de combustível CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:um alojamento tendo uma câmara de combustível in-terna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação defluido com a câmara de combustível, por meio do que o com-bustível sai do injetor de combustível no pelo menos um ori-fício de descarga para entrega para o motor,um elemento de válvula móvel em relação ao aloja-mento entre uma posição fechada na qual o combustível dentroda câmara de combustível é impedido contra a exaustão do a-lojamento via o pelo menos um orifício de descarga, e umaposição aberta na qual o combustível pode ser descarregadodo alojamento via o pelo menos um orifício de descarga eum conjunto de guia de onda ultra-sônico compreen-dendo um guia de onda ultra-sônico separado do alojamento eelemento de válvula e disposto pelo menos em parte dentro dadita câmara de combustível, e um dispositivo de excitaçãooperável na posição aberta do elemento de válvula para exci-tar de modo ultra-sônico o dito guia de onda ultra-sônicodentro da dita câmara de combustível, o dito conjunto doguia de onda sendo alongado e tendo um comprimento total deaproximadamente meio comprimento de onda.

17. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondase estende no sentido longitudinal inteiramente dentro dacâmara de combustível do alojamento, o dito injetor de com-bustível também compreendendo um elemento de montagem paramontagem do guia de onda dentro do dito alojamento, o ditoelemento de montagem estando em contato com o guia de onda epreso no alojamento em uma localização espaçada transversal-mente do dito guia de onda.:

18. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento demontagem é configurado para substancialmente isolar de modovibratório o alojamento do guia de onda.

19. Injetor de combustível para entregar combustí-vel para um motor, o injetor de combustível CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:um alojamento tendo uma câmara de combustível in-terna e pelo menos um orifício de descarga em comunicação defluido com a câmara de combustível por meio do que o combus-tível sai do injetor de combustível no pelo menos um orifí-cio de descarga para entrega para o motor,um sistema de controle para operar o injetor decombustível para direcionar o combustível dentro da câmarade combustível do alojamento para ser descarregado do aloja-mento através do pelo menos um orifício de descarga eum guia de onda ultra-sônico alongado separado doalojamento, pelo menos uma porção do guia de onda se esten-dendo longitudinalmente dentro da câmara de combustível doalojamento e tendo uma extremidade de terminal próxima aopelo menos um orifício de descarga, a dita porção do guia deonda sendo tubular e definindo uma passagem interior da ditaporção, a dita porção tubular do guia de onda sendo abertana sua extremidade de terminal para permitir que o combustí-vel na câmara de combustível flua dentro da passagem interi-or da dita porção tubular do guia de onda eum dispositivo de excitação operável para excitarde modo ultra-sônico o dito guia de onda ultra-sônico.

20. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondaé alongado e tem um comprimento, o dito guia de onda sendotubular ao longo de todo o seu comprimento tal que a passa-gem interior do guia de onda se estende ao longo de todo ocomprimento do guia de onda.

21. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o guia de ondaé disposto inteiramente dentro da câmara de combustível doalojamento e tem uma extremidade oposta à extremidade doterminal, a dita extremidade oposta sendo aberta para permi-tir que o combustível na câmara de combustível flua dentroda passagem interior do guia de onda ao longo de substanci-almente todo o comprimento do dito guia de onda.

22. Injetor de combustível, de acordo com a rei-vindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento ésubstancialmente isolado de modo vibratório do guia de onda.