專利名稱：超聲波液體傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用來傳送霧化的噴射液體的液體傳送裝置，具體地說，本發(fā)明涉及用于控制這種超聲波液體傳送裝置的工作的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超聲波液體傳送裝置被用于激勵液體以使液體霧化而形成液體細霧或噴霧的各 種領(lǐng)域。例如這種裝置可用于噴霧器和其它藥品輸送裝置、模制成型設(shè)備、加濕器、發(fā)動機 燃料噴射器、漆料噴涂裝置、油墨輸送裝置、混合裝置、均勻化裝置等。這種傳送裝置通常包 括殼體，殼體具有流動通道，處于加壓狀態(tài)的液體經(jīng)該流動通道流到殼體的至少一個、有時 是多個的排出孔或排出口。壓力液體在排出孔被迫從殼體流出。在某些結(jié)構(gòu)中，該裝置可 以包括用來控制液體流出該裝置的閥件。在某些常規(guī)的超聲波液體傳送裝置中通常加裝有超聲波激振件，具體地說，激振 件構(gòu)成限定排出孔的殼體部分。當(dāng)液體從排出孔被排出時，激振件將產(chǎn)生超聲振動，從而把 超聲波能量施加給排出液。超聲波能量力圖使液體霧化，從而細小的液滴噴霧從排出孔被 送出。例如，專利號為US5330100 (Malinowski)的美國專利公開一種燃料噴射器，在該裝置 中，燃料噴射器(噴油器)的噴嘴(例如殼體的一部分)本身做成能超聲振動，因此當(dāng)燃料 通過噴射器的排出孔流出時，超聲能量就施加到燃料。但是在這樣的配置中，存在著噴嘴本 身的振動將會引起排出孔處的噴嘴的液流氣泡浸蝕的危險(例如由排出孔內(nèi)的燃料氣蝕 引起)。在其它的超聲波液體傳送裝置中，超聲激振件可以配置在流動通道中，液體 通過流動通道可以在排出孔上游的殼體內(nèi)流動。這種裝置的實例已經(jīng)在相關(guān)的美國 專利 US5803106 (Cohen 等人)、US5868153 (Chen 等人)、US6053424 (Gipson 等人)及 US6380264(Jameson等人)中公開。以上每件專利的公開內(nèi)容通過引用被納入本文。這些 參考文獻總體公開一種通過向壓力液體施加超聲波能量來增大流過小孔的壓力液體的流 速的裝置。具體地說，壓力液體被傳送到具有模制尖端的殼體的腔內(nèi)，模制尖端包括壓力液 體通過其中從該腔排出的一個(或多個)排出孔。超聲變幅桿的一部分在該腔內(nèi)延伸，另一部分在腔外延伸，并且該超聲變幅桿的 直徑朝向設(shè)在排出孔附近的尖端減小，以便在其尖端放大變幅桿的超聲振動。換能器與變 幅桿的外端頭相連接，以使變幅桿超聲振動。這種裝置的潛在缺點是各零件都暴露在高壓 環(huán)境中，從而這些零件承受較大的應(yīng)力。具體地說，由于超聲變幅桿的一部分浸沒在腔內(nèi)而 另一部分沒有，所以就有較大的壓力差作用于變幅桿的不同部分，導(dǎo)致在變幅桿上產(chǎn)生附 加應(yīng)力。此外，這種裝置不易適應(yīng)閥門操作件，在某些超聲波液體傳送裝置中，閥門操作件 常被用來控制該裝置的液體傳送。在另外一些液體傳送裝置中，特別是在那些包括用來控制液體從該裝置流出的閥 門操作件的裝置中，當(dāng)液體排出該裝置時，眾所周知地超聲激振閥門操作件本身。例如，專 利號為US6543700 (Jameson等人)的美國專利公開一種燃料噴射器，其中該噴射器的閥針至少部分地由能對以超聲頻率變化的磁場作出反應(yīng)的磁致伸縮材料制成，該專利的公開內(nèi) 容通過引用被納入本文。當(dāng)閥針位于允許燃料從閥體(即殼體)排出的位置時，以超聲頻 率變化的磁場作用在閥針的磁致伸縮部分上。于是，閥針被超聲激振，從而在燃料通過排出 孔排出噴油器時把超聲波能量賦予燃料。超聲液體傳送裝置一般會在超聲激振件在其固有頻率被激振時最有效地工作。但 是，在某些液體傳送裝置如超聲波燃料噴射器中，超聲激振件遇到會造成超聲激振件的固 有頻率變化的各種各樣的環(huán)境條件。例如，超聲波燃料噴射器在發(fā)動機啟動和隨后運行之 間遇到相當(dāng)大的溫度變化，導(dǎo)致超聲變幅桿中的熱膨脹和材料性能變化，而這又能改變變 幅桿的固有頻率。此外，接觸加載狀況例如變幅桿和噴射器的其它元件如針閥之間的硬碰 硬接觸也可能改變固有頻率(例如因為針閥將具有其自身共振頻率，這會造成超聲變幅桿 的共振頻率變化)。因而，人們需要一種用于超聲液體傳送裝置的控制裝置，尤其是需要一種開路或 反饋式控制系統(tǒng)，它控制該裝置的激振頻率以便在該傳送裝置的超聲波波導(dǎo)的固有頻率或 其附近工作。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，超聲波液體傳送裝置總體包括殼體，該殼體具有內(nèi)腔和至少一 個與殼體內(nèi)腔流體連通以便接納液體進入內(nèi)腔的入口孔、與該內(nèi)腔流體連通的至少一個排 出孔，借此使內(nèi)腔中的液體在所述至少一個排出孔流出殼體。與該殼體分開的超聲波波導(dǎo) 至少部分設(shè)置在殼體的內(nèi)腔中，用來在液體通過至少一個排出孔從殼體流出之前超聲激勵 內(nèi)腔中的液體。激振裝置可操作用來超聲激振超聲波波導(dǎo)，控制系統(tǒng)在激振模式和衰蕩模 式之間控制液體傳送裝置的工作，在激振模式中，使激振裝置在超聲激振頻率下工作，以便 超聲激振該超聲波波導(dǎo)，在衰蕩模式中，激振裝置不進行激振超聲波波導(dǎo)的工作，因而允許 超聲波波導(dǎo)衰蕩。該控制系統(tǒng)可操作用來監(jiān)測衰蕩并對超聲波波導(dǎo)的衰蕩做出反應(yīng)，以便 在其激振模式中調(diào)整該激振裝置的激振頻率。在另一個實施例中，超聲波液體傳送裝置總體包括殼體，該殼體具有內(nèi)腔和與該 殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排出孔，借此使內(nèi)腔中的液體在所述至少一個排出孔流出 殼體。閥件可相對殼體在關(guān)閉位置和打開位置之間移動，在關(guān)閉位置，內(nèi)腔中的液體被禁止 通過所述至少一個排出孔流出殼體，在打開位置，液體可通過所述至少一個排出孔流出。在 液體在閥件的打開位置上通過所述至少一個排出孔流出殼體之前，超聲波波導(dǎo)超聲激勵內(nèi) 腔中的液體。激振裝置可操作用來超聲激振該超聲波波導(dǎo)，控制系統(tǒng)控制閥件的工作以將 閥件從其關(guān)閉位置定位至其打開位置，由此從殼體排出液體。該控制系統(tǒng)還控制激振裝置 的超聲激振該超聲波波導(dǎo)的工作。在閥件的關(guān)閉位置，該控制系統(tǒng)啟動激振裝置的工作，從 而在控制閥件移動至其打開位置之前來超聲激振該超聲波波導(dǎo)。在用來控制超聲波液體傳送裝置的方法的一個實施例中，超聲波波導(dǎo)在超聲頻率 被超聲激振。激振隨后停止了激振超聲波波導(dǎo)，以允許超聲波波導(dǎo)衰蕩。超聲波波導(dǎo)的衰 蕩頻率被定為波導(dǎo)衰蕩。激振頻率隨后響應(yīng)于不同于該超聲波波導(dǎo)的激振頻率的衰蕩頻率 被調(diào)整。在用來控制超聲波液體傳送裝置的方法的另一個實施例中，該超聲波液體傳送裝置的閥件被定位在其關(guān)閉位置上。液體被送入殼體的內(nèi)腔并在閥件處于關(guān)閉位置的情況下被超聲激振。閥件被移位至其打開位置，以允許液體經(jīng)過所述至少一個排出孔流出殼體，其中，在閥件處于關(guān)閉位置的情況下對殼體內(nèi)腔中的液體進行超聲激振的步驟在使閥件移位至其打開位置之前被啟動。


圖1是以用來將燃料傳送到內(nèi)燃機的燃料噴射器形式表現(xiàn)的本發(fā)明超聲波液體傳送裝置的一個實施例的縱向剖面。圖2是采用與圖1的剖面不同的角度位置剖出的圖1的燃料噴射器的縱向剖面。圖3是圖1的剖面的第一部分的放大圖。圖4是圖1的剖面的第二部分的放大圖。圖5是圖2的剖面的第三部分的放大圖。圖6是圖1的剖面的第四部分的放大圖。圖6a是圖1的剖面的中央部分的放大圖。圖7是圖1的剖面的第五部分的放大圖。圖8是圖1的剖面的局部放大圖。圖9是圖1的燃料噴射器的波導(dǎo)組件和其它內(nèi)部零件的透視圖。圖10是圖1的燃料噴射器的一部分燃料噴射器殼體的局部剖面圖，為了顯示該殼 體的結(jié)構(gòu)，燃料噴射器的內(nèi)部零件被省去。圖11是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的超聲波液體傳送裝置的縱向剖面。圖12是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的超聲波液體傳送裝置的縱向剖面。圖13是于圖2相似的視圖，示意表示用于控制圖2的燃料噴射器的工作的控制系統(tǒng)的一個實施例。圖14是圖13的控制系統(tǒng)的示意流程圖。圖15是與圖2相似的視圖，示意表示用于控制圖2的燃料噴射器的工作的控制系統(tǒng)的一個替代實施例。
具體實施例方式現(xiàn)在參看附圖，特別是圖1，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的超聲波液體傳送裝置，該裝置呈與內(nèi)燃機連用的超聲波燃料噴射器的形式并且總體以附圖標(biāo)記21表示。但應(yīng)該理解，本文所公開的、與燃料噴射器21有關(guān)的構(gòu)想也適用于其它超聲波液體傳送裝置，包括(非限制性)噴霧器和其它藥品輸送裝置、模制成型設(shè)備、加濕器、漆料噴涂裝置、油墨輸送裝置、混合裝置、均勻化裝置等。本文所用的術(shù)語“液體”是指物質(zhì)在氣體與固體之間的物質(zhì)無定形(非晶態(tài))形態(tài)，液體中的分子比氣體中的分子更加高度集中，但是遠不如在固體中的分子那樣集中。液體可包含單一組分或由多種組分組成。例如，液體的特性是其因所施加的力而能流動的能力。在力的作用下立即流動且其流動速度與作用力成正比的液體通常被稱為牛頓液體。其它適合的液體在力作用下具有不正常的流動響應(yīng)，并且具有非牛頓流動特性。例如，本發(fā)明的超聲波液體傳送裝置可用來傳送多種液體，例如(但不限于)熔融的浙青、黏性漆料、熱熔膠、熱塑性材料(如天然橡膠、蠟、聚烯烴等，該熱塑性材料受熱軟 化成可流動形態(tài)并在冷卻時返回相對凝固或硬化的狀態(tài))、糖漿、重油、油墨、燃料、液體藥 劑、乳化液、泥漿、懸浮液以及它們的組合物。圖1所示的燃料噴射器21可被用于陸地、空中和海上的運載工具、發(fā)電機以及其 它使用燃料工作式發(fā)動機的裝置。特別是，燃料噴射器21適用于使用柴油的發(fā)動機。但應(yīng) 當(dāng)理解，燃料噴射器也可以用于使用其它類型燃料的發(fā)動機。因此，本文所用的術(shù)語“燃料” 是用來指在發(fā)動機工作中使用的任何燃料，不限于柴油。
燃料噴射器21包括總體用標(biāo)記23表示的殼體，用來容納來自燃料源(未示出)的 壓力燃料并將燃料油滴的噴霧傳送給發(fā)動機，例如傳送到發(fā)動機燃燒室。在所示的實施例 中，殼體23包括長條形的主體25、噴嘴27 (有時也稱為閥體)以及緊固件29 (例如螺母)， 用于將主體、噴嘴和螺母組裝固定在一起。尤其是，主體25下端31壓靠在噴嘴27的上端 33。緊固件29適當(dāng)?shù)鼐o固(例如螺紋緊固)在主體25的外表面上，以將主體與噴嘴27的 配合端面31、33迫緊在一起。本文所用的術(shù)語“上”和“下”是參照在各附圖中示出的燃料噴射器21的豎直取 向而言，它們不打算描述使用中的燃料噴射器的必需的取向。就是說，應(yīng)該理解燃料噴射器 21可以不同于如附圖所示的豎直取向，這仍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本文中，術(shù)語“軸向”和 “縱向”在方向上是指燃料噴射器的長度方向(例如在所示實施例中為豎向)。本文中的術(shù) 語“橫向”、“側(cè)向”和“徑向”是指垂直于軸向(例如縱向)的方向。還使用了術(shù)語“內(nèi)”和 “外”，這參照橫向于燃料噴射器軸向的方向，術(shù)語“內(nèi)”指朝著燃料噴射器內(nèi)部的方向，術(shù)語 “外”指朝著燃料噴射器外部的方向。主體25具有沿其長度縱向延伸的軸向孔35。為了變得更加清楚起見，孔35的橫 向尺寸或橫截面尺寸(例如在圖1中示出的圓孔直徑)沿著該孔的各個縱向部分是變化 的。具體地說，參看圖3，在主體25的上端37，孔35的橫截面尺寸為臺階形，從而形成一個 用來安放傳統(tǒng)的普通電磁閥(未示出)于主體上的支座39，電磁閥的一部分在主體的中心 孔內(nèi)向下延伸。燃料噴射器21和電磁閥在組件內(nèi)通過適合的連接器(未示出)組裝起來。 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，適合的電磁閥的結(jié)構(gòu)和操作是眾所周知的，因而在本文中未 作進一步的描述，除非有必要。適合的電磁閥的例子在題為“用來控制內(nèi)燃機的燃料噴射器 的電磁閥”的美國專利US6688579、題為“電磁閥”的美國專利US6827332和題為“包括插入 /旋轉(zhuǎn)連接的電磁閥”的美國專利US6874706中被公開。也可使用其它適合的電磁閥。隨著中央孔35在電磁閥座下面延伸，該孔的橫截面尺寸進一步向內(nèi)成臺階形變 化，從而限定出臺階45，該臺階安放銷座47，該銷座在中央孔內(nèi)縱向(在所示的實施例中同 軸地)延伸。如圖4所示，主體25的孔35的橫截面尺寸隨著銷座47在其中延伸的孔部分 下面的縱向延伸而進一步縮小，并且至少部分限定出燃料噴射器21的低壓腔49。沿縱向在低壓腔49的下方，主體25的中央孔35進一步縮小而限定出該孔的導(dǎo)向 通道(和高壓密封)部分51 (圖4和圖5)，用來在該孔內(nèi)至少部分地正確定位噴射器21的 閥針53 (從廣義上說是閥件)，如本文下面所描述的那樣。參看圖8，孔35的橫截面尺寸然 后隨著該孔在導(dǎo)向通道部分51的下面縱向延伸到主體25的敞開的下端31而增大，從而部 分地(例如與噴嘴27—起，如下面將要描述的那樣)限定了噴射器殼體23的高壓腔55(廣 義上說是內(nèi)部燃料腔，更廣義地說是內(nèi)部液體腔)。
燃料入口 57(圖1和圖4)在主體25的上端和下端37、31中間形成在主體25側(cè) 壁中，該入口與在該主體內(nèi)延伸的分叉的上和下分配通道59、61相連通。具體地說，上分配 通道59在主體25內(nèi)從燃料入口 57向上延伸并且通到孔35，大體在固定于該孔內(nèi)的銷座 47的附近，更具體地說，正好在銷座所安放的臺階45的下面。下分配通道61在主體25內(nèi) 從燃料入口 57向下延伸，并大體在高壓腔55處通到中央孔35。傳送管63在燃料入口 57 處延伸經(jīng)過主體25，并通過適合的套筒65和螺紋接頭67與該主體組裝在一起。應(yīng)該理解， 燃料入口 57可定位在除圖1和圖4所示位置之外的位置上，這也仍然屬于本發(fā)明的范圍。 還應(yīng)當(dāng)理解，燃料也可被單獨輸送到殼體23的高壓腔55，也仍然屬于本發(fā)明的范圍。主體25還具有在其側(cè)壁上形成的出口 69 (圖1和圖4)，低壓燃料可以通過該出口 從燃料噴射器21排出，以傳送到適合的燃料返回系統(tǒng)(未示出)。第一返回通道71形成在 主體25內(nèi)，該通道在出口 69與該主體的中央孔35的低壓腔49之間構(gòu)成流體連通。第二 返回通道73形成在主體25內(nèi)，以在出口 69與該主體的敞開的上端37之間構(gòu)成流體連通。 但不言而喻的是，從燃料噴射器21中省去返回通道71、73之一或全部也仍然屬于本發(fā)明的 范圍?，F(xiàn)在尤其參見圖6至圖8，所示的噴嘴27總體是細長的并且與燃料噴射器的殼體 23的主體25同軸對齊。具體地說，特別在該主體的下端31，噴嘴27具有與主體25的軸 向孔35同軸對齊的軸向孔75，因此該主體和噴嘴一起限定了燃料噴射器殼體23的高壓腔 55。噴嘴孔75的橫截面尺寸在噴嘴27的上端33處為向外的臺階形，從而限定了用來把安 裝件79固定在燃料噴射器殼體23內(nèi)的臺階77。噴嘴27的下端(也稱為尖端81)大體為 錐形。在噴嘴的尖端81與上端33中間，噴嘴孔75的橫截面尺寸(例如是所示實施例中 的直徑)沿噴嘴長度通常是不變的，如圖8所示。在噴嘴27內(nèi)形成有一個或多個排出孔 83(可以在圖7的橫截面中看見兩個孔，而在圖10的橫截面中看見其它的孔)，如同在所 示實施例中的噴嘴尖端81處那樣，高壓燃料通過這些排出孔流出殼體23，以便傳送給發(fā)動 機。例如，在一個適合的實施例中，噴嘴27可以具有8個排出孔83，每個排出孔的直徑約 為0.006英寸(0.15毫米)。但應(yīng)該理解，排出孔的數(shù)目及其直徑是可以改變的，這沒有超 出本發(fā)明的范圍。在這里，下分配通道61與高壓腔55—起大致限定了殼體23內(nèi)的流動通 道，高壓燃料沿該通道從燃料入口 57流動到噴嘴27的排出孔83?，F(xiàn)在參看圖1和圖3，銷座47包括細長的管狀體85和與該管狀體的上端整體形成 的且其橫截面尺寸大于該管狀體的頭部87，頭部用來把銷座在主體的中央孔35內(nèi)定位在 主體25的臺階45上。在所示的實施例中，銷座47與主體25的軸向孔35同軸對齊，該銷 座的管狀體85的尺寸被制成能在該主體的軸向孔內(nèi)基本實現(xiàn)密封接合。銷座47的管狀體 85限定出銷座的縱向延伸的內(nèi)部通道91，以便可滑動地接納長銷93進入該銷座。銷座47的頭部87在其上表面的中央制有總體為凹形的或者盤形的凹槽95，以及 該頭部具有孔97，該孔沿縱向從該凹槽的中心延伸到該銷座的內(nèi)部通道91。如圖3所示， 在該主體的孔35的上部，在銷座47的側(cè)壁與主體25的內(nèi)表面之間形成環(huán)形空隙99。進 料通道101大體在內(nèi)部通道91的上端橫向穿過銷座47的管狀體85的側(cè)壁，到達該內(nèi)部通 道，進料通道101在其橫向的外端對環(huán)形空隙是敞開的。進料通道101通過環(huán)形空隙99與 在主體25中的上分配通道59流體連通，以接納高壓燃料進入進料通道、在銷93上方的管狀體85的內(nèi)部通道和在銷座47頭部87內(nèi)縱向延伸的孔97。銷93是細長的并且適當(dāng)?shù)卦阡N座通道91和主體25的軸向孔35內(nèi)同軸延伸。銷 93的上部以緊密貼合關(guān)系可滑動地安裝在銷座47的內(nèi)部通道91內(nèi)，而該銷的剩余部分 則縱向伸出銷座外，向下進入主體25的孔35的低壓腔49內(nèi)。如圖3所示，銷93的上端 103(例如在銷座47的內(nèi)部通道101的上部)是錐形的，以允許高壓燃料可以容納于在該銷 的上端上面的銷座的內(nèi)部通道內(nèi)。管狀套筒107 (圖4)、錘形體109和螺旋彈簧111也配置在主體孔35的低壓腔49 內(nèi)，該套筒正好在銷座47下面(例如上頂在銷座47的底面上)環(huán)繞銷93并限定出彈簧座， 錘形體109以與該銷同軸的關(guān)系抵靠在該銷的下端并具有限定出對置的彈簧座的上端，該 螺旋彈簧保持在該錘形體與該彈簧套筒之間，此時銷則沿縱向穿過該彈簧。閥針53 (從廣義上說是閥件)是細長的并且在主體25的孔35內(nèi)同軸延伸，從抵 靠錘形體109底面的閥針上端113 (圖2)起向下經(jīng)過該主體孔的導(dǎo)向通道部分51 (圖8)， 再向下經(jīng)過高壓腔55，一直到閥針的末端115，該末端在高壓腔內(nèi)緊靠噴嘴27的尖端81。 如在圖4和圖8中可以更清楚地看到的，閥針53的橫截面尺寸與在軸向孔35的導(dǎo)向通道 部分51內(nèi)的主體25形成很小間隙，以保持閥針相對噴嘴27的正確對中。尤其參看圖7，所示的閥針53的末端115大體依據(jù)噴嘴27尖端81的錐形而呈錐 形，該末端限定出閉合表面117，其適用于在該閥針的關(guān)閉位置(未示出)基本上密封貼合 在噴嘴尖端的內(nèi)表面。確切地說，在閥針53的關(guān)閉位置，閥針的閉合表面117密封貼合在 排出孔上的噴嘴尖端81的內(nèi)表面，從而封閉該噴嘴(更廣義上說，燃料噴射器殼體23)，阻 止燃料通過排出孔流出噴嘴。在閥針的打開位置(如圖7所示)，閥針53的閉合表面117 與噴嘴尖端81的內(nèi)表面分隔開一個間隙，以允許高壓腔55內(nèi)的燃料在閥針53與噴嘴尖端 81之間流到排出孔83，以便流出燃料噴射器21。通常，在閥針末端115的閉合表面117與噴嘴尖端81的對置表面之間的間隙在閥 針打開位置上適當(dāng)?shù)靥幱诩s0. 002英寸(0. 051毫米)至約0. 025英寸(0. 64毫米)的范 圍。但應(yīng)當(dāng)理解，該間隙可以大于或小于上以上規(guī)定的范圍，這不脫離本發(fā)明的范圍。據(jù)信，噴嘴27且具體地說是尖端81或許可以這樣設(shè)計，即，多個排出孔83可以 設(shè)置在除了噴嘴內(nèi)表面之外的其它地方，所述噴嘴內(nèi)表面在閥針關(guān)閉位置上落坐在閥針53 的閉合表面117上。例如，多個排出孔83可以配置在供閥針53的閉合表面117所就坐的 噴嘴表面的下游(沿燃料流向排出孔的方向)，該方案仍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的閥針、 噴嘴尖端和排出孔配置的一個適合的例子在美國專利US6543700中被公開，其公開內(nèi)容以 與本文一致的程度通過引用被納入本文中。 人們將會理解，銷93、錘形體109和閥針53由此可以在閥針的關(guān)閉位置與打開位 置之間在燃料噴射器殼體23內(nèi)在公共軸線上共同縱向移動。設(shè)置在套筒107與錘形體109 之間的彈簧111適當(dāng)?shù)貙υ撳N形體并進而對閥針53施加朝向閥針關(guān)閉位置的偏壓。應(yīng)當(dāng) 理解，其它何時的閥配置結(jié)構(gòu)可被用來控制燃料流從噴射器傳送到發(fā)動機，這沒有超出本 發(fā)明的范圍。例如，噴嘴27 (從廣義上說是殼體23)可以具有開口，閥針53可以穿過該開 口伸到噴嘴外面并且燃料通過該開口流出噴嘴，以供給發(fā)動機。在這樣的實施例中，在閥針 關(guān)閉位置，閥針53末端115將在噴嘴外面密封貼靠噴嘴27。還應(yīng)當(dāng)理解，閥針53的操作也 可以用除電磁閥之外的機構(gòu)來控制，這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還應(yīng)當(dāng)理解，閥針53或者其它閥裝置可全部從燃料噴射器21中被省去，這沒有超出本發(fā)明的范圍?，F(xiàn)在，尤其參看圖8和圖9，超聲波波導(dǎo)121與閥針53和燃料噴射器殼體23分開制成，該波導(dǎo)在殼體的高壓腔55內(nèi)縱向延伸到波導(dǎo)的末端123，該末端正好設(shè)置在噴嘴27 尖端81的上方，用于就在燃料通過形成于噴嘴中的排出孔83流出噴射器21之前對燃料腔 內(nèi)的燃料進行超聲激勵。所示的波導(dǎo)121合適地為長管狀，它具有限定了內(nèi)部通道127的 側(cè)壁125，該內(nèi)部通道沿其長度在波導(dǎo)的縱向相對的上、下端(上端用標(biāo)記129表示)之間 延伸。波導(dǎo)121的下端限定了波導(dǎo)的末端123。所示的波導(dǎo)121具有總體為環(huán)形(即圓形) 的橫截面。但應(yīng)當(dāng)理解，波導(dǎo)121的橫截面也可以成除環(huán)形之外的其它形狀，這沒有超出本 發(fā)明的范圍。也可以想到，波導(dǎo)121也可以在其部分長度上為管狀，甚至也可以沿其長度基 本為實心的。在其它實施例中，可以想到閥針可以大體為管狀并且波導(dǎo)至少部分設(shè)置在閥 針內(nèi)部。一般，波導(dǎo)可以由具有適合的聲學(xué)特性和機械性能的金屬制成。用來制造波導(dǎo)的 適當(dāng)材料包括，但不限于，鋁、蒙乃爾合金(高強度耐蝕鎳銅合金)鈦和某些合金鋼?？梢韵?至|J，波導(dǎo)全部或部分可涂覆有其它金屬。超聲波波導(dǎo)121被固定在燃料噴射器殼體23內(nèi)， 更適合的是通過安裝件79被固定在高壓腔55內(nèi)，如在所示實施例中那樣。沿縱向位于波 導(dǎo)121的兩端123和129之間的安裝件79總體限定出波導(dǎo)的上部分131和下部分133，該 上部分從安裝件79起沿縱向向上(在所示的實施例中)延伸到波導(dǎo)的上端129，而該下部 分則從安裝件79起沿縱向向下延伸到波導(dǎo)的末端123。雖然在所示的實施例中波導(dǎo)121 (即，其上部分和下部分)都設(shè)置在殼體的高壓腔 55內(nèi)，但可以想到，可以只將波導(dǎo)的一部分設(shè)置在高壓腔內(nèi)，這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例 如，可以只將波導(dǎo)121的下部分133，包括其末端123在內(nèi)，配置在高壓腔55內(nèi)，而將波導(dǎo)的 上部分131配置在高壓腔的外面，以及可以承受或不承受噴射器殼體23內(nèi)的高壓。波導(dǎo)121(例如，其內(nèi)部通道127的橫截面尺寸)的內(nèi)橫截面尺寸(例如是所示實 施例中的內(nèi)徑)沿波導(dǎo)的長度方向通常是不變的，并且其尺寸適當(dāng)選定為能安裝閥針53， 該閥針在波導(dǎo)的內(nèi)部通道中沿波導(dǎo)整個長度同軸延伸(在所示的實施例中，在波導(dǎo)上方接 觸到錘形體109)。但應(yīng)該理解，閥針53也可以只沿波導(dǎo)121內(nèi)部通道127的一部分延伸， 這沒有超出本發(fā)明的范圍。還應(yīng)當(dāng)理解，波導(dǎo)121的內(nèi)橫截面尺寸沿其長度也是可變的。在 所示的實施例中，閥針的末端115，更恰當(dāng)?shù)卣f是閥針的閉合表面117，可以在閥針的打開 位置和關(guān)閉位置上沿縱向配置在波導(dǎo)121末端123的外面。但應(yīng)當(dāng)理解，閥針53末端115 的閉合表面117只需要在閥針關(guān)閉位置上延伸到波導(dǎo)121末端123的外面，而在閥針打開 位置，閉合表面可以全部或部分地配置在波導(dǎo)的內(nèi)部通道127內(nèi)。如圖7最清楚示出的那樣，在波導(dǎo)121內(nèi)部通道127內(nèi)延伸的閥針53部分的橫截 面尺寸(例如在所示實施例中是直徑)稍小于波導(dǎo)內(nèi)部通道的橫截面尺寸，從而部分限定 了在殼體內(nèi)的高壓燃料流動路徑，以及更適當(dāng)?shù)叵薅嗽诓▽?dǎo)側(cè)壁125的內(nèi)表面與閥針之 間沿閥針長度延伸的一部分流動通道的。例如在一個實施例中，閥針53在波導(dǎo)的內(nèi)部通道 127內(nèi)同波導(dǎo)側(cè)壁125的內(nèi)表面橫向間隔一個間隙(例如在所示的實施例中，沿徑向間隔一 個間隙)，該間隙的范圍為約0. 0005英寸(0. 013毫米)至約0. 0025英寸(0. 064毫米)。沿著在通道127內(nèi)的閥針53的、靠近波導(dǎo)121末端123的一對沿縱向隔開的部分 (例如部分137，圖7)以及另一部分139 (與安裝件79相鄰且就在安裝件上方，圖6a)，閥針53的橫截面尺寸被如此增大，即，閥針在通道內(nèi)與波導(dǎo)形成更小的間隙或甚至形成滑動 接觸的關(guān)系，以促成在通道內(nèi)的正確對齊并阻止閥針在通道內(nèi)橫向移動。在這些部分的閥 針53外表面具有形成于其中的一個或多個平面(未示出)，從而部分限定了在波導(dǎo)121的 內(nèi)部通道127內(nèi)延伸的流動通道部?；蛘?，閥針53的外表面可以在這些部分縱向開槽，以 允許在波導(dǎo)121的內(nèi)部通道127內(nèi)的燃料可以流過這些部分。尤其參看圖7，波導(dǎo)側(cè)壁125的外表面沿橫向同主體25和噴嘴27分隔開一個間 隙，以進一步限定高壓燃料從燃料入口 57沿此流至排出孔83的流動路徑，更適當(dāng)?shù)匦纬稍?波導(dǎo)121之外或外面的流動通道的一部分。通常，波導(dǎo)側(cè)壁125的外橫截面尺寸(在所示 實施例中為例如外徑)沿其長度在波導(dǎo)的一個擴大部分195與另一個擴大部分153的中間 是均勻一致的，擴大部分195沿縱向設(shè)置在波導(dǎo)121末端123上和/或末端附近，擴大部分 153沿縱向配置在波導(dǎo)上端129附近。例如，波導(dǎo)側(cè)壁125與在波導(dǎo)末端123上游(例如就 燃料從噴嘴上端33流到排出孔83的方向而言)的噴嘴27之間的橫向(在所示的實施例 中為例如徑向)間隙的適合范圍為約0. 001英寸(0. 025毫米)至約0. 021英寸(0. 533毫 米)。但是，該間隙可以小于或大于上述范圍，這沒有超出本發(fā)明的范圍。在波導(dǎo)末端123附近或者更適當(dāng)?shù)卦谠撃┒耍?波導(dǎo)121下部分133的部分195的 外橫截面尺寸合適地增加，更適合的是沿橫向向外呈錐形或喇叭形增大。例如，波導(dǎo)121下 部分133的擴大部分95的橫截面尺寸被選擇為能在其中央孔75內(nèi)與噴嘴27保持很小的 間隙或甚至滑動接觸，以保持在高壓腔55內(nèi)的波導(dǎo)(進而閥針53)正確軸向?qū)R。結(jié)果，在波導(dǎo)末端123附近或者在末端處，波導(dǎo)121與噴嘴27之間的流動路徑部 分總體比緊接在波導(dǎo)末端上游的流動路徑部分窄，從而基本限制了燃料通過波導(dǎo)末端流向 排出孔83。波導(dǎo)121的下部分133的擴大部分195也提供增大的超聲激振表面積，流過波 導(dǎo)末端123的燃料受到超聲激振表面積的作用。在下部分133的擴大部分195的外表面形 成一個或多個平面197(圖9)，對于向噴嘴27的排出孔83的流動來說，該平面促使燃料沿 流動路徑流過波導(dǎo)121末端123，應(yīng)當(dāng)理解，波導(dǎo)側(cè)壁115的擴大部分195也可以是階梯形， 而不是錐形或喇叭形。還可以想到，擴大部分195的上、下表面可以是異形的，而不是平直 的，這仍落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個實例中，波導(dǎo)下部分133的擴大部分195，例如在波導(dǎo)末端123處和/或末 端附近，具有約0.2105英寸(5. 35毫米)的最大的外橫截面尺寸(在所示實施例中為例如 外徑)，而緊接在擴大部分上游的最大外橫截面尺寸的范圍為約0. 16英寸(4.06毫米)到 略小于約0. 2105英寸(5. 35毫米)。在波導(dǎo)121末端123與噴嘴27之間的橫向間隙限定了開口面積，燃料通過開口面 積沿流動通道流過波導(dǎo)末端。一個或多個排出孔83限定開口面積，燃料通過開口面積流出 殼體23。例如在提供一個排出孔83的場合，燃料借此流出殼體23的開口面積等于排出孔 (例如燃料進入排出孔處)的橫截面積，而在有多個排出孔83 (例如燃料進入該排出孔處) 的場合，燃料借此流出殼體開口面積等于每個排出孔的橫截面積之和。在一個實施例中，在 波導(dǎo)121末端123和噴嘴27處的開口面積與燃料從殼體23排出的開口面積(例如在排出 孔83處)之比的適合范圍為約4 1至約20 1。應(yīng)該理解，在其它適合的實施例中，波導(dǎo)121的下部分33沿其全長可以具有基本 不變的外橫截面尺寸(例如不會形成擴大部分195)，或者也可以減小外橫截面尺寸(例如朝末端123大大縮小該尺寸)，它們?nèi)匀粚儆诒景l(fā)明的范圍。再次參看圖8和圖9，適合用來給波導(dǎo)121功能以產(chǎn)生超聲機械振動的激振裝置與波導(dǎo)一起都適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在高壓腔55內(nèi)，該裝置總體以標(biāo)記145表示。在一個實施例中，激振裝置145適當(dāng)?shù)貙Ω哳l(例如超聲頻率)作出反應(yīng)，以使波導(dǎo)超聲振動。例如，激振裝置145可適當(dāng)?shù)亟邮諄碜赃m當(dāng)?shù)陌l(fā)生裝置(未示出)的高頻電流，該發(fā)生裝置可被操作用來向激振裝置供給高頻交流電。本文所用的術(shù)語“超聲(波)”是指其范圍為約15千赫至約100千赫的頻率。例如在一個實施例中，發(fā)生裝置可以向激振裝置適當(dāng)?shù)毓?yīng)頻率范圍在約15千赫至約100千赫的超聲頻率的交流電，更適合的頻率范圍為約15千赫至約60千赫，最適合的頻率范圍為約20千赫至約40千赫。對本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這樣的發(fā)生裝置是眾所周知的，因而無需在此作進一步的描述。在所示的實施例中，激振裝置145包括包括壓電器件，更適合的是多個層疊壓電環(huán)147 (例如至少兩個，在所示實施例中是四個)，壓電環(huán)圍繞波導(dǎo)121的上部分131并被安放在由安裝件79形成的臺肩149上。環(huán)形套環(huán)151在壓電環(huán)147上面圍繞波導(dǎo)121的上部分131并且下落在最上面的壓電環(huán)上。合適的是，套環(huán)151由高密度材料制成。例如，一 種可以用來制造套環(huán)151的適合材料是鎢。但應(yīng)當(dāng)理解，套環(huán)151也可以由其它適合的材料制成，這沒有超出本發(fā)明的范圍。在波導(dǎo)121上端129附近的擴大部分153具有增大的外橫截面尺寸(例如在所示的實施例中為增大的外徑)，并且在這部分制有螺紋。套環(huán)151上制有內(nèi)螺紋，以便把套環(huán)螺紋連接在波導(dǎo)121上。套環(huán)151被適當(dāng)?shù)叵蛳聰Q緊到層疊的壓電環(huán)147上，從而在套環(huán)與安裝件79的臺肩149之間壓緊該壓電環(huán)。所示實施例的波導(dǎo)121和激振裝置145 —起廣義地限定了總體用標(biāo)記150表示的波導(dǎo)組件，波導(dǎo)組件用于給高壓腔55內(nèi)的燃料超聲功能。因此，整個波導(dǎo)組件150全部配置在燃料噴射器21的高壓燃料腔55內(nèi)，于是，波導(dǎo)組件總體均勻地受到在燃料噴射器內(nèi)的高壓環(huán)境的作用。例如，所示的波導(dǎo)組件被特殊地構(gòu)造成既能充當(dāng)超聲變幅桿，又能充當(dāng)用于使超聲變幅桿振動的換能器。具體地說，如圖8所示的波導(dǎo)121下部分133大體像超聲變幅桿那樣起作用，而波導(dǎo)上部分131，更適合的是上部分的這樣一個部分，即該部分大體從安裝件79延伸到套環(huán)151在此與波導(dǎo)上部分相連接的位置，與該激振裝置(即壓電環(huán))一起像換能器那樣起作用。當(dāng)電流(例如以超聲頻率輸送的交流電)輸送到所示實施例中的壓電環(huán)147時，壓電環(huán)就立即以電流輸送到壓電環(huán)的超聲頻率進行伸縮(特別是在燃料噴射器21的縱向)。由于壓電環(huán)147在套環(huán)151 (它被固定在波導(dǎo)121上部分131上)與安裝件79之間被壓縮，所以壓電環(huán)的伸縮將使波導(dǎo)的上部分超聲伸縮(例如大體以壓電環(huán)伸縮的頻率)，例如按換能器方式。波導(dǎo)121的上部分以這種方式伸縮將激發(fā)波導(dǎo)(具體地說，沿波導(dǎo)的下部分133)的共振頻率，從而引起波導(dǎo)沿下部分超聲振動，例如以超聲變幅桿方式。例如在一個實施例中，波導(dǎo)121下部分133的由超聲激振引起的位移可達到壓電環(huán)和波導(dǎo)上部分的位移的六倍。但應(yīng)該理解，下部分133的位移可被放大超過六倍或根本未被放大，這沒有超出本發(fā)明的范圍?？梢韵氲?，波導(dǎo)121的一部分(例如波導(dǎo)上部分131的一部分)或許可以用對以超聲頻率變化的磁場做出反應(yīng)的磁致伸縮材料制成。在這樣的實施例(未示出)中，激振裝置可以包括磁場發(fā)生器，其整個或部分配置在殼體23內(nèi)并且可響應(yīng)于電流接收地做出反應(yīng)，以對磁致伸縮材料施加磁場，其中該磁場以超聲頻率(例如，從開到關(guān)，從一個量級到另一個量級，和/或方向的改變)變化。例如，適合的發(fā)生器可以包括與所述發(fā)生裝置相連的導(dǎo)電線圈，發(fā)生裝置以超聲 頻率對線圈供應(yīng)電流。該實施例的波導(dǎo)的磁致伸縮材料部分和磁場發(fā)生器于是共同起到換 能器的作用，而波導(dǎo)121的下部分133還起到超聲變幅桿的作用。適合的磁致伸縮材料和 磁場發(fā)生器的一個實例在美國專利US6543700中被公開，其公開內(nèi)容以與本文一致的程度 被引用納入本文。雖然所示的整個波導(dǎo)組件150配置在燃料噴射器殼體23的高壓腔55內(nèi)，但應(yīng)當(dāng) 理解，波導(dǎo)組件的一個或多個零部件可以整個或部分地配置在高壓腔外，甚至可以配置在 殼體外，它們?nèi)匀粚儆诒景l(fā)明的范圍。例如在使用磁致伸縮材料的場合，磁場發(fā)生器(廣義 上說是激振裝置)可以配置在主體25或燃料噴射器殼體23的其它零件內(nèi)，可以僅部分暴 露在高壓腔55內(nèi)或者完全與高壓腔隔絕。在另一個實施例中，波導(dǎo)121的上部分131和壓 電環(huán)147(及套環(huán)151)可以一起設(shè)置在高壓腔55之外，這未超出本發(fā)明的范圍，只要波導(dǎo) 末端123設(shè)置在高壓腔內(nèi)即可。通過把磁致伸縮壓電環(huán)147和套環(huán)151套放在波導(dǎo)121的上部分131上，整個波 導(dǎo)組件150不需要比波導(dǎo)管本身更長(例如與以常規(guī)的頭尾相連或“層疊”放置的方式配 置換能器和超聲變幅桿的組件的長度不同)。例如，整個波導(dǎo)組件150可以適當(dāng)?shù)鼐哂信c約 為波導(dǎo)共振波長的一半(或常稱為半波長)相等的長度。尤其是，把波導(dǎo)組件150適當(dāng)?shù)?構(gòu)造成能以超聲頻率共振，該頻率的范圍為約15千赫至約100千赫，更適合的頻率范圍為 約15千赫至約60千赫，最適合的頻率范圍為約20千赫至約40千赫。在這樣的頻率工作 的半波長波導(dǎo)組件具有各自的全長(對應(yīng)于半波長)，其范圍為約133毫米至約20毫米，更 適合的范圍為約133毫米至約37. 5毫米，最適合的范圍為約100毫米至約50毫米。作為 一個更具體的實例，圖8所示的波導(dǎo)組件150被構(gòu)造成能以約40千赫的頻率工作并且其全 長約為50毫米。但應(yīng)當(dāng)理解，殼體23的尺寸可以大到足以允許具有全波長的波導(dǎo)組件設(shè) 置于其中。還應(yīng)當(dāng)理解，在這種配置中，波導(dǎo)組件可以包括按照層疊結(jié)構(gòu)的超聲變幅桿和換 能器。非導(dǎo)電套筒155 (在所示的實施例中為圓柱形，但也可以呈其它形狀)安裝在套環(huán) 151的上端上并且從套環(huán)起向上一直延伸到高壓腔55的上端。套筒155也可以適當(dāng)?shù)赜煽?體柔性的材料制成。例如，一種適用于制造套筒155的材料是無定形的熱塑性聚醚酰亞胺 材料，該材料可以從美國通用電子公司購得，其商品名稱為ULTEM。但是，其它適合的電絕緣 材料如陶瓷材料也可被用來制造套筒155，這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。套筒155的上端具有 從套筒徑向向外延伸的整體形成的環(huán)形凸緣157，以及一組四個沿縱向延伸的狹槽159，狹 槽在套筒的上端限定了四個總體柔性的突舌161。第二環(huán)形凸緣163與套筒155整體形成， 第二環(huán)形凸緣正好在縱向延伸的狹槽159的下面，即以與設(shè)置在套筒上端的環(huán)形凸緣157 縱向間隔開的關(guān)系，徑向向外從該套筒延伸出來。由導(dǎo)電材料制成的接觸環(huán)165在該套筒的縱向間隔開的環(huán)形凸緣157、163的中間 環(huán)繞套筒155。在一個實施例中，接觸環(huán)165適當(dāng)?shù)赜牲S銅制成。但應(yīng)該理解，接觸環(huán)165也 可以由其它適合的導(dǎo)電材料制成，這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還應(yīng)當(dāng)理解，可以使用除環(huán)之 夕卜的接觸器件，例如單點接觸器件、柔性和/或彈簧加載的突舌或者其它適合的導(dǎo)電器件，這仍然屬于本發(fā)明的范圍。在所示的實施例中，接觸環(huán)165的內(nèi)橫截面尺寸(例如直徑)比在環(huán)形凸緣157和163之間延伸的套筒155的縱向部分的外橫截面尺寸稍小。接觸環(huán)165通過使接觸環(huán)伸縮下移到套筒上端上而被插裝在套筒155上。環(huán)165 的在套筒155上端作用于環(huán)形凸緣157的力迫使突舌161沿徑向向內(nèi)撓曲(例如彎曲)， 從而允許該環(huán)向下滑動經(jīng)過在套筒上端形成的環(huán)形凸緣，并且將該環(huán)安放在第二環(huán)形凸緣 163上。突舌161彈性向外移回至其初始位置，從而在接觸環(huán)165與套筒155之間形成摩擦 接合并且把該接觸環(huán)保持在該套筒的環(huán)形凸緣157和163之間。由非導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)向環(huán)167環(huán)繞并且電絕緣接觸環(huán)165。例如，導(dǎo)向環(huán)167可 以(但不是必須地)由與套筒163相同的材料制成。在一個實施例中，導(dǎo)向環(huán)167被適當(dāng) 地保持在套筒上，更適合的是通過導(dǎo)向環(huán)在接觸環(huán)165上的夾緊或摩擦接合而被保持在接 觸環(huán)上。例如，導(dǎo)向環(huán)167可以是沿圖9所示的狹槽斷開的不連續(xù)的環(huán)。因此，導(dǎo)向環(huán)167 可以在該狹槽處周向脹開，以便把導(dǎo)向環(huán)裝配在接觸環(huán)165上，并且在隨后釋放時彈性而 牢固地套合在接觸環(huán)上。在一個特別適合的實施例中，環(huán)形定位塊169從導(dǎo)向環(huán)167起徑向向內(nèi)延伸并且 可被容納形成于接觸環(huán)165中的環(huán)形槽171內(nèi)，以便把該導(dǎo)向環(huán)正確定位在接觸環(huán)內(nèi)。但 應(yīng)當(dāng)理解，接觸環(huán)165和導(dǎo)向環(huán)167也可以不像圖8和圖9所示的那樣，而是裝在套筒155 上，這沒有超出本發(fā)明的范圍。至少一個且更適合的是多個錐形或截頭圓錐形的開口 173 沿徑向穿過導(dǎo)向環(huán)167形成，允許接近接觸環(huán)165以便把電流輸送給該接觸環(huán)。如在圖5中最清楚看到的那樣，由適合的非導(dǎo)電材料制成的絕緣套筒175經(jīng)過在 主體25側(cè)面上的開口并具有總體呈錐形的末端177，該末端被構(gòu)造成能安放在導(dǎo)向環(huán)167 的多個開口 173中的一個開口內(nèi)。絕緣套筒175通過適合的附件179固定就位，該附件在 開口 173內(nèi)被螺紋連接在主體25上并具有一個中央開口，該絕緣套筒穿過該中央開口。適 合的供電線路181在電線一端穿過絕緣套筒175，而與接觸環(huán)165導(dǎo)電接觸，并且在其相反 端(未示出)與一個電流源導(dǎo)電相連。另外的供電線路183在高壓腔55內(nèi)沿套筒155的外表面從接觸環(huán)165起向下延 伸，并與設(shè)置在最上面的壓電環(huán)147與相鄰的下方壓電環(huán)之間的電極(未示出)導(dǎo)電相連。 一條單獨的電線184將該電極與配置在最下面的壓電環(huán)147與正好在其上面的壓電環(huán)之間 的另一個電極(未示出)導(dǎo)電連接。安裝件79和/或波導(dǎo)121為輸送到壓電環(huán)147的電 流提供地線。具體說，地線185與安裝件79相連并向上延伸到中間兩個壓電環(huán)147之間， 與設(shè)置在其間的電極(未示出)接觸。作為可選措施，第二條地線(未示出)從中間兩個 壓電環(huán)147之間伸出，與在最上面的壓電環(huán)與套環(huán)151之間的另一個電極(未示出)接觸?，F(xiàn)在尤其參看圖6、圖6a、圖8和圖9，安裝件79適當(dāng)?shù)卦诓▽?dǎo)的末端123和129 中間與波導(dǎo)121相連接。更適合的是，安裝件79在波導(dǎo)節(jié)點區(qū)與波導(dǎo)121相連。本文所用 的波導(dǎo)121“節(jié)點區(qū)”是指該波導(dǎo)的一個縱向區(qū)或區(qū)段，在波導(dǎo)超聲振動期間，沿該縱向區(qū)或 區(qū)段很少(或者沒有)發(fā)生縱向位移，而橫向(在所示的實施例中是徑向)位移通常達到 最大。波導(dǎo)121的橫向位移適當(dāng)?shù)匕ú▽?dǎo)橫向伸長，但也可以包括波導(dǎo)的橫向移動(例 如彎曲)。在所示的實施例中，波導(dǎo)121如此配置，即不存在節(jié)點平面(即一個橫向于波導(dǎo)的 平面，在該平面上沒有發(fā)生縱向位移，而橫向位移通常達到最大)。相反，所示的波導(dǎo)121的節(jié)點區(qū)總體呈穹形，從而在該節(jié)點區(qū)內(nèi)的任何給定的縱向位置上，仍可能有一定的縱向位 移，而波導(dǎo)的主要位移是橫向位移。
但應(yīng)當(dāng)理解，波導(dǎo)121可被適當(dāng)?shù)貥?gòu)形成具有一個節(jié)點平面(或有時被稱為的節(jié) 點)，這種波導(dǎo)的節(jié)點平面被認為在本文所限定的節(jié)點區(qū)含義之內(nèi)。還可以想到，安裝件79 可沿縱向設(shè)置在波導(dǎo)121節(jié)點區(qū)之上或之下，這仍然屬于本發(fā)明的范圍。安裝件79適當(dāng)設(shè)計和設(shè)置在燃料噴射器21內(nèi)，以使波導(dǎo)121在振動方面與燃料 噴射器殼體23隔離開。就是說，安裝件79阻止波導(dǎo)121的縱向和橫向(例如徑向)的機 械振動傳遞到燃料噴射器殼體23，同時保持波導(dǎo)在高壓腔55內(nèi)的期望的橫向位置并允許 波導(dǎo)在燃料噴射器殼體內(nèi)縱向位移。例如，所示的實施例的安裝件79通常包括沿橫向(在 所示實施例中為徑向)從波導(dǎo)件121向外伸出的環(huán)形內(nèi)部分187，橫向于該波導(dǎo)且與該內(nèi)部 分橫向間隔開地延伸的環(huán)形外部分189，以及在內(nèi)部分與外部分之間橫向延伸且連接該內(nèi) 部分和該外部分的環(huán)形連接條191。雖然內(nèi)部分和外部分187、189和連接條191都是圍繞 波導(dǎo)121的周邊連續(xù)延伸，但應(yīng)當(dāng)理解，這些零件中的至少一個零件可以在波導(dǎo)周圍是非 連續(xù)的，例如以車輪輻條的方式，這仍然屬于本發(fā)明的范圍。在圖6a所示的實施例中，安裝件79的內(nèi)部分187具有基本平坦的上表面，該上表 面限定出激振裝置145如壓電環(huán)147裝于其上的臺肩149。內(nèi)部分187的下表面193被適 當(dāng)構(gòu)形成從波導(dǎo)121附近延伸到其與連接條相接的接合處，更適合的是具有混合的半徑外 形。具體地說，在連接條191與安裝件79內(nèi)部分187相接的接合處的下表面193的外形適 當(dāng)?shù)鼐哂休^小半徑(例如比較尖，小錐度或更像角部)外形，以便連接條在波導(dǎo)121振動時 變形。在安裝件79內(nèi)部分187與波導(dǎo)121相接的接合處的下表面193的外形適當(dāng)?shù)鼐哂?較大半徑(例如較大錐度或平整的)外形，以便在連接條在波導(dǎo)121振動期間變形時減小 在該安裝件的內(nèi)部分中的應(yīng)力。安裝件79的外部分189被構(gòu)形成能大體在噴嘴27上端33的附近安放在由噴嘴 形成的臺肩上。如在圖6中最清楚看到的，噴嘴27的內(nèi)橫截面尺寸(例如內(nèi)徑)在噴嘴上 端33附近，例如在縱向上在安裝件79的下面，向內(nèi)呈階梯形，從而該噴嘴沿縱向與內(nèi)部分 187的異形下表面193和該安裝件的連接條191都分隔開，以允許安裝件在波導(dǎo)121超聲振 動時位移。安裝件79具有適合的橫向截面尺寸，使得外部分189的至少一個外邊界沿縱向 設(shè)置在噴嘴27的臺肩與燃料噴射器殼體23的主體25的下端31 (即坐靠在噴嘴上端33的 主體表面)之間。燃料噴射器21的緊固件29將噴嘴27和主體25迫緊在一起以將安裝件 外部分189的邊界固定在兩者間。連接條191被構(gòu)造成比安裝件79的內(nèi)部分和外部分187、189更薄，以便于連接條 隨波導(dǎo)121的超聲振動而撓曲和/或彎曲。例如在一個實施例中，安裝件79的連接條191 的厚度范圍為約0. 2毫米至約1毫米，更適當(dāng)?shù)貫榧s0. 4毫米。安裝件79的連接條191適 當(dāng)?shù)匕ㄖ辽僖粋€軸向部分192和至少一個橫向(例如在所示的實施例中為徑向)部分 194。在所示的實施例中，連接條191具有一對橫向隔開的軸向部分192，該對軸向部分由橫 向部分194這樣連接，即，連接條的橫截面基本上為U形。但是應(yīng)當(dāng)理解，具有至少一個軸向部分192和至少一個橫向部分194的其它結(jié)構(gòu) 也是適合的，例如L形、H形、I形、倒U形、倒L形等，它們?nèi)匀粚儆诒景l(fā)明的范圍。適合的 連接條191結(jié)構(gòu)的其它實例在美國專利US6676003中被示出和描述，其公開內(nèi)容以與本文一致的程度被引用納入本文中。連接條191的軸向部分192從安裝件的相應(yīng)內(nèi)部分和外部分187、189起垂下，該軸向部分大體懸臂支承在橫向部分194上。因此，軸向部分192能夠隨該安裝件的內(nèi)部分 187的橫向振動位移相對該安裝件的外部分189動態(tài)地彎曲和/或撓曲，由此把殼體23與 波導(dǎo)橫向位移隔離開。連接條191的橫向部分194如此懸臂支承于軸向部分192，即該橫向 部分能隨內(nèi)部分187的軸向振動位移相對該軸向部分(從而也相對該安裝件的外部分189) 動態(tài)地彎曲和/或撓曲，由此把殼體23與波導(dǎo)軸向位移隔離開。在所示的實施例中，當(dāng)超聲波激振波導(dǎo)時，波導(dǎo)121在節(jié)點區(qū)(例如在安裝件79 與波導(dǎo)相連處)徑向膨脹，以及沿軸向略微位移。作為響應(yīng)，U形連接件191(例如其軸向部 分和橫向部分192、194)通常會彎曲和撓曲，確切地說，相對安裝件79的固定的外部分189 滾動，例如與抽水馬桶的柱塞手柄軸向位移時柱塞頭轉(zhuǎn)動的方式相似。因此，連接條79就 將燃料噴射器殼體23與波導(dǎo)121的超聲振動隔離開，在所示的實施例中，確切地說，它把安 裝件的外部分189同其內(nèi)部分187的振動位移相隔離開。安裝件79的這種結(jié)構(gòu)還提供了 足夠的帶寬來補償節(jié)點區(qū)偏移，這種偏移在日常工作中是可能發(fā)生的。尤其是，安裝件79 可以補償節(jié)點區(qū)實時位置的變化，該變化在超聲波能量經(jīng)波導(dǎo)121實際傳輸時發(fā)生。這種 變化或偏移可能例如由于在高壓腔55內(nèi)的溫度和/或其它環(huán)境條件的變化而發(fā)生。在所示的實施例中，雖然安裝件79的內(nèi)部分和外部分187、189相對波導(dǎo)大致設(shè)置 在相同的縱向位置上，但應(yīng)該理解，內(nèi)部分和外部分可以沿縱向互相錯開，這沒有超出本發(fā) 明的范圍。還可以想到，連接條191可以包括一個或多個軸向部分192(例如橫向部分194 可以省去)，這仍然屬于本發(fā)明的范圍。例如，在波導(dǎo)121具有節(jié)點平面且安裝件79位于節(jié) 點平面上的情況下，安裝件只需要被構(gòu)形成能隔離波導(dǎo)橫向位移即可。在一個可替代實施 例(未示出)中可以想到，該安裝件可以設(shè)置在波導(dǎo)的波腹區(qū)或其附近，例如設(shè)置在該波導(dǎo) 的兩個對置末端123和129之一上。在這樣的實施例中，連接條191可以只包括一個或包 括多個用來隔離波導(dǎo)軸向位移的橫向部分194(即，在波腹區(qū)很少或沒有橫向位移發(fā)生)。在一個特別適合的實施例中，安裝件79是單件結(jié)構(gòu)。更適合的是，安裝件79可以 與波導(dǎo)121整體地制成，如圖6所示。但應(yīng)當(dāng)理解，安裝件79也可以與波導(dǎo)121分開制造， 這仍然屬于本發(fā)明的范圍。還應(yīng)當(dāng)理解，安裝件79的一個或多個組成部分可以單獨地制 造，然后適當(dāng)連接起來或以其它方式組裝在一起。在一個適合的實施例中，安裝件79還被構(gòu)造成基本是剛性的(例如可抵抗力作用 下的靜止位移)，以便在高壓腔55內(nèi)保持波導(dǎo)121 (由此閥針53)的正確對齊。例如在一 個實施例中，剛性安裝件可以由非彈性材料制成，更適當(dāng)?shù)赜山饘僦瞥?，最適當(dāng)?shù)赜膳c波導(dǎo) 相同的金屬制成。但是，術(shù)語“剛性”不打算指該安裝件不能隨波導(dǎo)的超聲振動而動態(tài)地撓 曲和/或彎曲。在其它實施例中，剛性安裝件可以由彈性材料制成，這種彈性材料足以抵抗 在力作用下的靜止位移，但它還能隨著波導(dǎo)的超聲振動而動態(tài)地撓曲和/或彎曲。雖然圖6 所示的安裝件79是由金屬制成的，更適當(dāng)?shù)厥怯膳c波導(dǎo)121相同的材料制成，但可以想到， 安裝件也可以由其它適合的基本剛性的材料制成，這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。再次參看圖6和圖8，燃料在燃料噴射器殼體23的高壓腔55內(nèi)沿其流動的流動路 徑部分由在噴嘴27內(nèi)表面和波導(dǎo)121下部分133的外表面之間的橫向間隙(例如在安裝 件79的下面)、以及在主體25的內(nèi)表面與激振裝置145、套環(huán)151和套筒155的外表面之間的橫向間隙(例如在安裝件的上面)限定。該燃料流動路徑與燃料噴射器殼體23的主 體25的燃料入口 57流體連通，通常在套筒155處，從而使從燃料入口進入流動路徑的高壓 燃料(在所示的實施例中)沿該流動路徑向下流向噴嘴尖端81，以便通過排出口 83流出 噴嘴27。如上所述，另外的高壓燃料在波導(dǎo)和閥針53之間在波導(dǎo)121的內(nèi)部通道27內(nèi)流動。由于安裝件79在高壓腔55內(nèi)沿波導(dǎo)121的橫向延伸，所以主體25的下端31和 噴嘴27的上端被適當(dāng)?shù)貥?gòu)形成可以在燃料在該高壓腔內(nèi)流動時允許燃料路徑基本圍繞該 安裝件轉(zhuǎn)向。例如如圖10最清楚所示，適合的多個通道199形成在主體25的下端31中， 這些通道與安裝件79上游的流體通道流體連通，并且與在噴嘴27上端33形成的并與該安 裝件下游的流動通道流體連通的相應(yīng)的通道201對齊。因此，從燃料入口 57沿著安裝件79 上游的流動通道(例如在主體25與套筒155/套環(huán)151/壓電環(huán)147之間)向下流動的高 壓油料通過在主體25內(nèi)圍繞該安裝件的通道199和在噴嘴27內(nèi)的通道201流向該安裝件 下游的流動通道(例如在該噴嘴與波導(dǎo)121之間)。在一個實施例中，燃料噴射器通過適合的控制裝置(未示出)被操作，用來控制電 磁閥和激振裝置145的工作。這樣的控制裝置對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是眾所周知的， 因而在本文中無需對作進一步的描述，除非有必要。除非噴射操作發(fā)生，否則閥針53由在 主體25孔35內(nèi)的彈簧111偏壓在其關(guān)閉位置，使該閥針的末端115與噴嘴尖端81密封接 觸，從而關(guān)閉了排出孔83。該電磁閥在銷座47的頭部87內(nèi)形成的凹槽95處提供了封閉， 從而關(guān)閉沿縱向延伸穿過該銷座的孔97。在閥針53的該關(guān)閉位置，該控制裝置沒有提供電 流給該波導(dǎo)組件。高壓燃料在殼體23的燃料入口 57從燃料源(未示出)流入燃料噴射器21。用來把壓力燃料從燃料源傳送到燃料噴射器21的適合的燃料傳送裝置在本技術(shù)領(lǐng)域里是眾 所周知的，因而在本文中無需再做進一步的描述。在一個實施例中，高壓燃料可在約5000 磅/平方英寸(340巴)至約30000磅/平方英寸(2070巴)的壓力范圍被傳送給燃料噴 射器21。該高壓燃料通過主體25的上分配通道59流到在該主體與銷座47之間的環(huán)形空 隙99，再通過該銷座的進料通道101進入在銷93上面的該銷座的內(nèi)部通道91，然后再向上 流過在銷座內(nèi)的孔97。高壓燃料還通過高壓流道，即主體25的下分配通道61流入高壓腔 55，從而既從波導(dǎo)121的外部，又從該波導(dǎo)的內(nèi)部通道127充滿高壓腔。在這種情況下，在 銷93上面的高壓燃料與彈簧111的偏壓一起阻止了高壓腔內(nèi)的高壓油推動閥針53到其打 開位置。當(dāng)噴射控制裝置確定需要向內(nèi)燃機中噴射燃料時，電磁閥就被控制裝置通電，從 而打開銷座孔97，高壓燃料從該銷座流出，作為低壓燃料流到在主體25上端37處的燃料返 回通道71，由此降低了銷座內(nèi)的在銷93后面(例如，上面)的燃料壓力。由此，在高壓腔 55內(nèi)的高壓燃料現(xiàn)在又能克服彈簧111的偏壓，把閥針53推動到其打開位置。在閥針53 的打開位置，該閥針的末端115在排出孔83處與噴嘴尖端81間隔足夠遠，以允許高壓腔55 中的燃料通過該排出孔排出。當(dāng)向電磁閥通電以使閥針53移動到其打開位置時，例如與此大約同時，該控制裝 置還操縱高頻電流發(fā)生器把電流體連通過接觸環(huán)165和適合的接線183，該接線使該接觸 環(huán)與該壓電環(huán)導(dǎo)電連接，輸送給激振裝置145，即在該實施例中是壓電環(huán)147。如前所述，將基本上以超聲頻率使壓電環(huán)147伸縮(特別是在燃料噴射器21的縱向上)，電流就是以該 超聲頻率被傳送給激振裝置145。壓電環(huán)147的伸縮引起波導(dǎo)121的上部分131以超聲形式伸長和收縮(例如，基 本上以與壓電環(huán)伸縮相同的頻率)。波導(dǎo)121的上部分131以這種方式伸長和收縮激勵了 波導(dǎo)(例如，適當(dāng)?shù)匾圆▽?dǎo)共振頻率)，特別是沿著波導(dǎo)下部分133，從而導(dǎo)致了該波導(dǎo)在下 部分特別是在其末端123處的下部分的伸展部分195處超聲振動。在閥針53處于其打開位置的情況下，高壓腔55內(nèi)的高壓燃料沿著該流動路徑流動，特別是流過波導(dǎo)121的超聲振動的末端123，流動到噴嘴尖端81的排出孔83。超聲波 能量由波導(dǎo)121的末端123施加給正好在排出孔83上游(沿該流動通道)的高壓燃料，從 而基本上將該燃料霧化(例如，減小液滴尺寸并使流出噴射器21的燃料液滴尺寸分布縮 窄)。在燃料從排出孔83排出以前對燃料的超聲激勵將產(chǎn)生脈動的、通常為錐形的霧化液 體燃料噴射，該燃料由燃料噴射器21傳送到燃燒室中。在圖1-圖10中所示的實施例中并且如前所述，銷93的動作和進而閥針53的動 作是由該電磁閥(未示出)控制的。但應(yīng)當(dāng)理解，其它裝置例如(而不是限制)凸輪驅(qū)動 裝置、壓電操縱裝置或磁致伸縮操縱裝置、液壓操縱裝置或者其它適合的具有或沒有液體 放大閥的機械裝置都可被用來控制該閥針的動作，它們?nèi)匀粚儆诒景l(fā)明的范圍。圖11示出了總體用標(biāo)記421表示的本發(fā)明超聲波液體傳送裝置的第二實施例。在 本文中，參照任何超聲驅(qū)動裝置來概括描述第二實施例的裝置421，在該超聲驅(qū)動裝置中， 加壓噴射液體是由該裝置在將超聲波能量施加給液體以后排出的，可以想到，這種裝置可 應(yīng)用在以下設(shè)備中，例如(而不是限制)噴霧器和其它藥劑輸送裝置、模制成型設(shè)備、加濕 器、發(fā)動機燃料噴射器、漆料噴涂裝置、油墨輸送裝置、混合裝置、均勻化裝置、噴霧干燥裝 置、冷卻裝置以及利用超聲波產(chǎn)生液體噴霧的其它用途等。圖示的裝置421包括總的用標(biāo)號423表示的殼體，該殼體具有用來接納液體進入 殼體的入口 457。該液體適當(dāng)?shù)乇患訅旱缴愿哂诩s0. 0磅/平方英寸(0巴)至約50000磅 /平方英寸(3450巴)的壓力范圍。在所示的實施中，殼體423至少部分由上(就圖11所 示的裝置421豎直取向而言)殼體件425和下殼體件427。上殼體件425的下端431落座 在下殼體件427的上端433上，這兩個殼體件通過適合的螺紋連接機構(gòu)429固定在一起。上 殼體和下殼體件425和427 —起限定出與入口 457流體連通的內(nèi)腔455。下殼體件427具 有軸向延伸的螺紋孔480，該孔在其下部被制成用于通過螺紋如此將插入件482裝在其中， 即插入件還限定裝置421的殼體423。排出孔483沿軸向貫穿插入件482，以大致限定殼體 423的排出孔，液體可以通過該孔從該殼體排出。雖然圖11所示的插入件482具有單個排出孔483，但可以想到，插入件可以包括多 于一個的排出孔。還想到了，也可以完全省略插入件482，并且下殼體件427的底部基本是 封閉的，有一個或多個排出孔形成于其中。所示實施例的殼體423大致為圓柱形，但也可以 適當(dāng)?shù)爻嗜魏涡螤?，殼體尺寸至少部分地取決于傳送前需要安置在其中的液體量、排出孔 的數(shù)量和尺寸以及該裝置的工作頻率。還可以想到，下殼體件427可以被構(gòu)形成與圖1-圖 10中的實施例的噴嘴27相似，有一個或多個在噴嘴尖端81內(nèi)形成的排出孔83。液體入口 457橫向穿過下殼體件427的側(cè)壁552，從而與殼體423的內(nèi)腔455形成 流體連通。但可以想到，液體入口 457實質(zhì)上可設(shè)置在沿下殼體件427側(cè)壁或沿上殼體件425側(cè)壁的任何位置，甚至沿軸向穿過上殼體件的上部，這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，圖 11所示的內(nèi)腔455大致限定處一條液體流道，液體在殼體423內(nèi)沿該液體流道流到排出孔 483，以便把液體從殼體中排出。圖11所示的裝置423缺少閥件(例如，類似于圖1至圖10的實施例的閥針53那 樣的閥件)或設(shè)置在殼體內(nèi)用來控制液體向排出孔483流動的其它構(gòu)件。相反，在第二實 施例中，液體可內(nèi)腔455內(nèi)連續(xù)流向排出孔483。但應(yīng)當(dāng)理解，在殼體423外的適當(dāng)?shù)目刂?裝置(未示出)也可控制液體向殼體入口 457的流動，由此控制液體向排出孔483傳送，這 仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。總體以550表示的超聲長波導(dǎo)組件沿殼體423的軸向(例如沿圖11所示的殼體 縱向或豎向)延伸，并且完全安置在殼體的內(nèi)腔455內(nèi)。具體地說，波導(dǎo)組件550可以適當(dāng) 地按照與圖1至圖10中的實施例的燃料噴射器21的波導(dǎo)組件150大體相同的方式制成。 該組件550的波導(dǎo)521末端523適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在排出孔483附近。在此使用的術(shù)語“附近”在 定性意義上只用來表示正好在液體進入排出孔483之前，超聲波能量由波導(dǎo)521末端523 傳遞給在內(nèi)腔455中的液體，而不打算表示排出孔和波導(dǎo)末端之間的特定間距。如圖11所示，下殼體件427側(cè)壁552的內(nèi)橫截面尺寸在朝向下殼體件的下端481 的方向上減小。因此，在波導(dǎo)521末端523上和/或該末端附近的擴大部分695以很小的 間隙或者甚至以滑動接觸關(guān)系貼近朝向下殼體件427下端481的、例如正好在排出孔上游 (相對于壓力液體在內(nèi)腔455內(nèi)流向排出孔483的方向而言)的側(cè)壁，因此，在殼體內(nèi)的液 體流道在波導(dǎo)末端處和/或末端附近變窄。但應(yīng)當(dāng)理解，波導(dǎo)521 (或它的其它部分)不一定與下殼體件427的側(cè)壁552離得 很近，這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，波導(dǎo)521的外橫截面尺寸也可以沿其長度是基本均 勻一致的，而不是有擴大部分695，或者該尺寸可以朝向波導(dǎo)末端523縮小。作為替代或者 補充，下殼體件427側(cè)壁552的內(nèi)橫截面尺寸也可以朝向下殼體件的下端481不減小。波導(dǎo)521在內(nèi)腔455內(nèi)通過橫向延伸的安裝件479適當(dāng)?shù)嘏c殼體423相連接，安 裝件基本上與圖1至圖10的實施例中的安裝件79相似地構(gòu)成。因此，安裝件479將殼體 423與波導(dǎo)521的機械振動隔離開。安裝件479的外部分689固定在上殼體件425的下端 431與下殼體件427的上端433之間。適合的孔(未示出，但與圖1至圖10的實施例所示 出的孔199和201相似)可以在安裝件479的外部分689在此被固定于其間的上、下殼體 件425和427中形成，以允許液體在該內(nèi)腔中縱向流過安裝件。波導(dǎo)組件還包括激振裝置545 (例如在所示的實施例中為壓電環(huán)547)，它由被螺 紋連接在波導(dǎo)521的上部分531上的套環(huán)551壓緊在安裝件479上。電流體連通過適合的 接線(未示出，但與圖1至圖10的實施例中的接線相似)被供給激振裝置545，接線延伸穿 過殼體423側(cè)壁并與內(nèi)腔455里的接觸環(huán)683導(dǎo)電連接。工作時，液體被傳送到殼體423的液體入口 457，以便沿著流道流動，例如在內(nèi)腔 455內(nèi)流到排出孔483。當(dāng)壓力液體流過波導(dǎo)521末端523而到達排出孔483時，波導(dǎo)組件 450就以基本上與圖1至圖10中的燃料噴射器21的波導(dǎo)組件150相同的方式工作，使波導(dǎo) 末端產(chǎn)生超聲振動，例如以超聲變幅桿的方式。于是，就在液體進入排出孔483之前，波導(dǎo) 521末端523將超聲波能量傳給液體，從而基本上使液體霧化(例如，減小液滴尺寸并使排 出裝置421的燃料液滴的尺寸分布變窄)。在液體從排出孔483排出以前，液體的超聲激勵大體上產(chǎn)生由裝置421送來的霧化液體的大概為錐形的脈動噴射。圖12表示總體以標(biāo)記821表示的本發(fā)明超聲波液體傳送裝置的第三實施例。除 第三實施例的波導(dǎo)組件950如圖所示地配置在殼體823內(nèi)腔855中以外，第三實施例的裝 置821與第二實施例的裝置相似。第三實施例的殼體823包括限定出內(nèi)腔855的殼體件 825和蓋板826 (例如所示實施例中的環(huán)形蓋板)，該蓋板螺紋連接在該殼體件的敞開的上 端837上面，以進一步限定殼體并把安裝件879的外部分1089固定在蓋板與殼體件之間， 由此將安裝件(和波導(dǎo)組件850)固定就位。因此，安裝件879在振動方面將殼體823與波 導(dǎo)921的機械振動隔離開，如同前面結(jié)合第一和第二實施例所描述的那樣。第三實施例的 插入件882如圖所示地有多個排出孔883。在圖12所示的實施例中，波導(dǎo)921的下部分933 完全在內(nèi)腔855中延伸，而該波導(dǎo)的上部分931沿軸向從安裝件879起向上伸出殼體823 夕卜。激振裝置945如壓電環(huán)947也因此同套環(huán)951 —起設(shè)置在殼體823的外面，該套環(huán)把 壓電環(huán)壓緊在安裝件879的上表面上。電流可以通過適合的接線(未示出)被傳送給激振 裝置945，從而不再需要與圖1至圖10所示的燃料噴射器21相關(guān)聯(lián)的套筒155、接觸環(huán)165 和導(dǎo)向環(huán)167。但應(yīng)當(dāng)理解，這種套筒、接觸環(huán)和導(dǎo)向環(huán)可被加入圖12所示的裝置821中， 這仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖13和圖14表示總體以2001表示的用于控制超聲波液體傳送裝置的控制系統(tǒng) 的一個適當(dāng)?shù)膶嵤├?。所示的控制系統(tǒng)2001與具有閥的超聲波液體傳送裝置連用，該閥可 選擇地被打開和關(guān)閉，并且對于描述該實施例更適當(dāng)?shù)氖?，它與圖1至圖10的且如前所述 的燃料噴射器連用。但應(yīng)該理解，在此所示和所述的控制系統(tǒng)2001適合與包括連續(xù)流動超 聲波液體傳送裝置的其它超聲波液體傳送裝置連用，該連續(xù)流動超聲波液體傳送裝置與圖 11和圖12所示且如上所述的裝置相似。控制系統(tǒng)2001包括適當(dāng)?shù)目刂破?003例如(但不限于)控制電路、執(zhí)行控制軟 件的計算機、可編程的邏輯控制器和/或其它適當(dāng)?shù)目刂蒲b置?？刂破?003能對螺線管 2004(或其它適當(dāng)器件)發(fā)出信號，以控制在其關(guān)閉位置和打開位置之間的閥針53定位。 控制器2003也能發(fā)送數(shù)據(jù)和/或其它信號(例如激振頻率2005、工作信號或其它適合信 號)給超聲頻率驅(qū)動信號發(fā)生器2007，以便如上所述地接通或斷開操作激振裝置145的驅(qū) 動信號2007。在燃料噴射器21的激振模式中，例如當(dāng)要發(fā)生燃料噴射事件以將燃料傳送給內(nèi) 燃機時，控制器2003對螺線管2004發(fā)出信號以將閥針53從其關(guān)閉位置移位至其打開位 置?？刂破?003也對驅(qū)動信號發(fā)生器2007發(fā)出信號，以產(chǎn)生以激振頻率驅(qū)動激振裝置的 超聲頻率驅(qū)動信號2009，激振裝置又激振超聲波導(dǎo)，從而在燃料離開殼體之前對殼體功能。 例如，在一個適當(dāng)?shù)膶嵤├?，?qū)動信號2009是超聲頻率交變電流模擬正弦波。在另一個 適當(dāng)?shù)睦又?，?qū)動信號2009是數(shù)字步進正弦波，用于提高波導(dǎo)121增強至其期待動作的 速率。 在一個實施例中，控制器2003在如上所述地對螺線管2004發(fā)出信號的同時或之 后不久對驅(qū)動信號發(fā)生器2007發(fā)出信號?；蛘?，控制器2003可以在對螺線管2004發(fā)出信 號之前不久對驅(qū)動信號發(fā)生器2007發(fā)出信號。例如，當(dāng)控制系統(tǒng)2001決定需要對內(nèi)燃機 噴射燃料時，控制系統(tǒng)通過命令驅(qū)動信號發(fā)生器2007借助接觸環(huán)165和適當(dāng)?shù)慕泳€183傳 送電流(即驅(qū)動信號2009)給激振裝置即在所示實施例中是壓電環(huán)147來啟動對高壓腔55內(nèi)的液體的超聲激勵，該接線導(dǎo)電連接接觸環(huán)和壓電環(huán)。由此使壓電環(huán)147以超聲頻率伸 縮(尤其在燃料噴射器21的縱向上)，電流就是以該超聲頻率被傳送給激振裝置145。環(huán)147的伸縮造成波導(dǎo)121的上部分131超聲伸縮(例如大致以與壓電環(huán)伸縮頻 率相同的頻率)。尤其是，波導(dǎo)121上部分131的如此伸縮激振了波導(dǎo)(例如適當(dāng)?shù)匾圆▽?dǎo) 共振頻率)，尤其是沿波導(dǎo)的下部分133，結(jié)果導(dǎo)致波導(dǎo)沿下部分超聲振動，確切地說，在波 導(dǎo)末端123上的下部分的擴大部分195處。就在命令驅(qū)動信號發(fā)生器2007傳送驅(qū)動信號2009給激振裝置145之后不久(即， 在啟動對高壓腔55內(nèi)的燃料的超聲激勵之后)，螺線管通過控制系統(tǒng)2001被通電，以使閥 針53移位至其打開位置。確切地說，如上所述，銷座孔97被打開，從而高壓燃料流出銷座， 作為低壓燃料到達在主體25上端37的油料返回通道71，由此降低了銷座內(nèi)的在銷93后面 的燃料壓力。因而，高壓腔55內(nèi)的高壓燃料現(xiàn)在能夠克服彈簧111偏壓地推動閥針53至 閥針的打開位置。就在使閥針53移位至其打開位置之前對高壓腔55內(nèi)的燃料超聲激勵促進了閥針 更快速地移向其打開位置。例如，在一個合適的實施例中，在控制系統(tǒng)2001給電磁閥通電 以使閥針53移位至其打開位置前的約0. 1毫秒至約5毫秒范圍且更適當(dāng)?shù)卦谠诩s1毫秒 至約5毫秒范圍內(nèi)，驅(qū)動信號發(fā)生器2007啟動驅(qū)動信號2009至激振裝置的傳送。一旦燃料從燃料噴射器21中被噴出，就允許閥針53關(guān)閉，控制器2003發(fā)出信號 給驅(qū)動信號發(fā)生器2007以停止驅(qū)動激振裝置145，由此停止主動驅(qū)動超聲波導(dǎo)121。在一 個特別適當(dāng)?shù)膶嵤├?，單個噴射事件可以包括一連串短脈沖，在這一連串短脈沖期間內(nèi)， 閥針53反復(fù)開閉，結(jié)果，超聲激振裝置145 (進而波導(dǎo)組件150)在閥針每次打開和隨后關(guān) 閉時被驅(qū)動信號發(fā)生器2007驅(qū)動和隨后未被驅(qū)動(即驅(qū)動信號2009被接通和中斷)。閥 針53于是保持關(guān)閉狀態(tài)(激振裝置145保持未受驅(qū)動信號發(fā)生器2007的激勵)達相當(dāng)長 的一段時間，例如下次噴射事件發(fā)生之前的整個周期的余下時間。如果來自驅(qū)動信號發(fā)生器2007的驅(qū)動信號2009被中斷，超聲波導(dǎo)121，確切地說 在所示實施例中是波導(dǎo)組件151，過渡到在本文中被稱為燃料噴射器21的衰蕩模式的狀 態(tài)。在此衰蕩模式中，波導(dǎo)組件151未被驅(qū)動信號發(fā)生器2007驅(qū)動，而是隨著器動作的衰 減而以一個對應(yīng)于在波導(dǎo)組件中的衰減量的速率繼續(xù)自由振動(即衰蕩)。確切地說，一旦 解除對波導(dǎo)組件150的驅(qū)動力，則組件以其固有頻率衰蕩。在所示實施例的波導(dǎo)組件150 中，超聲波波導(dǎo)121衰蕩并由此驅(qū)動激振裝置145且確切說是被夾緊在安裝件79上的壓電 環(huán)147振動。壓電環(huán)147上的應(yīng)力產(chǎn)生了表示波導(dǎo)組件150的衰蕩頻率的電信號?？刂葡到y(tǒng)2001進一步包括反饋傳感器2011，它連接在激振裝置上并且在所示的 實施例中能夠感測由壓電環(huán)在波導(dǎo)組件衰蕩過程中產(chǎn)生的電信號(例如電壓)。例如，反 饋傳感器2011可以包括傳統(tǒng)的運動等效電路，在一個適當(dāng)?shù)膶嵤├?，包括一個具有大約 1000微微法拉的鉗位電容的運動等小電路。反饋傳感器2011能夠傳送一個表示波導(dǎo)組件 150的衰蕩頻率的信號給控制器2003，控制器能夠接收這樣的信號。在一個特別適當(dāng)?shù)膶?施例中，由反饋傳感器2011確定的衰蕩頻率2013是關(guān)于在傳給激振裝置145的驅(qū)動信號 2009結(jié)束后的預(yù)定周期數(shù)求出的平均衰蕩頻率，例如在大約5至10個周期范圍。但應(yīng)該理 解，衰蕩頻率2013可以關(guān)于超過10周期取平均，或者少于5個周期取平均，這也在本發(fā)明 的范圍內(nèi)。也應(yīng)該理解，衰蕩頻率可以由單個周期例如在驅(qū)動信號結(jié)束后的第一周期或者在這種驅(qū)動信號2009結(jié)束后的某個周期中求出。盡管在圖13所示的實施例中的反饋傳感器2011是在獨立于將來自驅(qū)動信號發(fā)生 器2007的驅(qū)動信號2009發(fā)送給激振裝置145的電路(如接線181)的一條電路上，但可以 想到，反饋傳感器2011可以位于基本上與圖15所示電路相同的電路上。在這樣的實施例 中，驅(qū)動信號發(fā)生器2007在噴射器的激勵模式中被電連接在激振裝置145上，而反饋傳感 器2011與激振裝置分離。當(dāng)過渡至衰蕩模式時，驅(qū)動信號發(fā)生器與激振裝置分離，而反饋 傳感器2011被連接上以監(jiān)視衰蕩響應(yīng)。也可以想到，除了在激振裝置145處外，反饋傳感器2011也可以被連接上和/或 監(jiān)視波導(dǎo)組件150的衰蕩。例如，反饋傳感器可以基本上在沿波導(dǎo)長度的任何一個位置上 監(jiān)視波導(dǎo)組件150的波導(dǎo)121部件的運動，隨后將該運動轉(zhuǎn)化為被送往控制器2003的電信號。
根據(jù)一個燃料噴射器21 (即廣義上講，超聲波液體傳送裝置)的操作控制方法，控 制器2003響應(yīng)于由反饋傳感器2011在之前的衰蕩模式中確定的衰蕩頻率2013地調(diào)整被 送往激振裝置145的驅(qū)動信號2009的激振頻率。更適當(dāng)?shù)氖?，如圖14所示，在比較步驟 2015中，控制器2003比較在先前的衰蕩模式中確定的衰蕩頻率與在先前的激振模式中被 送往驅(qū)動信號發(fā)生器2007的激振頻率2005并求出兩者之差。如果差值超過預(yù)定的公差， 則控制器2003調(diào)整(在圖14的調(diào)整步驟中)在下個脈沖(即在其激振模式中的燃料噴射 器21的下次工作)中被送往驅(qū)動信號發(fā)生器2007的激振頻率2005。例如，公差可以適當(dāng) 地為士50Hz，更適當(dāng)?shù)氖鞘?10H，再適當(dāng)?shù)氖鞘?Hz，更加適當(dāng)?shù)氖鞘?1Hz。尤其是，控制器 2003調(diào)整激振頻率2005以基本匹配波導(dǎo)組件150的衰蕩頻率。在另一個適當(dāng)?shù)膶嵤├校?激振頻率2005相反可以被連續(xù)調(diào)整以匹配衰蕩頻率(例如，不需要與預(yù)定公差進行比較)。為了促成波導(dǎo)組件150的足夠強的衰蕩信號(例如，以便被反饋傳感器2011檢測 到)，在一個實施例中可以想到，由驅(qū)動信號發(fā)生器2007產(chǎn)生的驅(qū)動信號2009在其峰點被 中斷(與跨零或峰點之間相反)。這樣一來，當(dāng)信號結(jié)束時，使激振裝置145 (進而波導(dǎo)121) 盡可能移位(因而有更多能量必須在衰蕩過程中被衰減)。但應(yīng)該理解，驅(qū)動信號2009可 以在除其峰點之外的地方被中斷，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個適當(dāng)?shù)膶嵤├?，控制?003根據(jù)燃料噴射器21被加入其中的發(fā)動機啟 動時的點火(或冷啟動)順序操作。點火順序的目的是近似達到初始激振頻率2005，該初 始激振頻率接近或者處于波導(dǎo)組件150的固有頻率，以獲得有效的發(fā)動機啟動。例如，按照 一個這種點火順序，控制器2003對驅(qū)動信號發(fā)生器2007發(fā)出信號，以產(chǎn)生呈波形式的短的 驅(qū)動信號2009 (例如脈沖)，更適當(dāng)?shù)氖窃谝粋€接近波導(dǎo)組件150最初所針對設(shè)計的范圍內(nèi) 產(chǎn)生方形波，例如在大約IOOOkHz內(nèi)。對于本打算以大約40kHz工作的所示實施例的燃料 噴射器21來說，這樣的方形波可以處于在約39kHz至約41kHz范圍內(nèi)的頻率。這種短波信 號在閥針53處于其關(guān)閉位置時被適當(dāng)傳導(dǎo)，但也可以與閥針打開相關(guān)地被傳導(dǎo)，這沒有超 出本發(fā)明的范圍?；蛘撸梢圆捎檬穷A(yù)期的波周期的一小部分例如大約是預(yù)期周期的1/10 的短脈沖波。也可以想到，其它脈沖或者信號可以被用來啟動波導(dǎo)組件150的衰蕩，這沒有 超出本發(fā)明的范圍。當(dāng)短波信號結(jié)束時，波導(dǎo)組件150的衰蕩響應(yīng)被啟動。在波信號結(jié)束后延遲一段 固定時間以允許噪音在系統(tǒng)中消散之后，由反饋傳感器2011確定衰蕩信號，并且控制器2003隨后如上所述且如圖14所示地操作，初始激振頻率2005是在點火順序中確定的衰蕩頻率。例如，在一個實施例中，固定延遲時間可以是大約100微秒。但應(yīng)該理解，固定延遲 時間可以長于或短于100微秒。在上述的方法中，針對多脈沖噴射事件的每個脈沖確定衰蕩頻率2013和激振頻率2005之差。但應(yīng)該理解，衰蕩頻率2013可以在每個多脈沖噴射時間過程中只確定一次， 例如在這種事件的第一脈沖或最后脈沖中。在這樣的實施例中，激振頻率2005講通過控制 器2003來調(diào)整，如果需要，在每個多脈沖注射事件的第一脈沖中。也可以想到，可以比上述 頻率更低地監(jiān)測衰蕩頻率2013，這沒有超出本發(fā)明的范圍。也可以想到，在某些實施例中，閥針53可以在單個發(fā)動機周期的多個脈沖過程中被打開和關(guān)閉，同時保持波導(dǎo)組件150被激勵(就是說，代替伴隨閥針的每次開閉的接通和 中斷)。在這樣的實施例中，波導(dǎo)組件150在多脈沖發(fā)動機周期中隨著閥針53的打開而被 激勵，激振信號未被中斷，直到閥針要在發(fā)動機周期的脈沖之后被關(guān)閉。激振頻率2005隨 后在下個發(fā)動機周期之前被調(diào)整并且在下個周期的多脈沖期間內(nèi)保持固定不變。應(yīng)該理解，在某些液體傳送裝置中，波導(dǎo)組件150可以在下個激振模式(或者噴射事件)要發(fā)生之前沒有完全衰蕩。為此，在一個實施例中，控制系統(tǒng)2001在衰蕩模式過程 中監(jiān)測衰蕩，并且如果衰蕩在下個脈沖要發(fā)生時仍存在，則控制器2003對驅(qū)動信號發(fā)生器 2007發(fā)出信號，以產(chǎn)生一個與衰蕩信號同相的信號2009。在另一個實施例中，可以對波導(dǎo) 組件150施加阻抗載荷，以便人為逐漸降低該衰蕩。盡管在控制系統(tǒng)2001中的上述激振頻率2005的調(diào)整操作依據(jù)的是求出的激振頻 率和衰蕩頻率2013之差，但可以想到，可以采用其它方式來確定所需的激振頻率調(diào)整。例 如，在一個替代實施例中，控制器2003可以確定驅(qū)動信號2009和由反饋傳感器2011獲得 的衰蕩信號之間的相差。如果需要，控制器隨后確定激振裝置為了與衰蕩信號同相而需要 的頻移。為了確定相差，驅(qū)動信號2009在信號處于其峰點時被適當(dāng)?shù)刂袛?例如以啟動衰 蕩)。當(dāng)介紹本發(fā)明或其最佳實施例的要件時，冠詞“一”、“一個”“該”和“所述”打算表 示有一個或多個元件。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”打算表示是內(nèi)含性的，是指可能有除 所列出的元件之外的其它元件。因為可以在不超出本發(fā)明范圍的情況下對上述的結(jié)構(gòu)和方法做出各種改變，所 以，包含在上述說明書中和如附圖所示的所有內(nèi)容打算都應(yīng)該被解釋為說明性的，而不是 限制意味的。
權(quán)利要求
一種超聲波液體傳送裝置，包括殼體，該殼體具有內(nèi)腔、至少一個與該內(nèi)腔流體連通以接納液體進入該內(nèi)腔的入口和至少一個與該內(nèi)腔流體連通的排出孔，該內(nèi)腔中的液體由此可通過所述至少一個排出孔從該殼體排出；與該殼體分開的超聲波波導(dǎo)，該超聲波波導(dǎo)至少部分地設(shè)置在該殼體的內(nèi)腔中，用來在所述液體通過所述至少一個排出孔從該殼體排出之前超聲激勵該內(nèi)腔中的液體；激振裝置，該激振裝置可操作用來超聲激振該超聲波波導(dǎo)；控制系統(tǒng)，它在激振模式中和衰蕩模式中控制該液體傳送裝置的工作，在該激振模式中，該激振裝置以超聲激振頻率被投入工作以便超聲激振該超聲波波導(dǎo)，在該衰蕩模式中，該激振裝置不起到激振該超聲波波導(dǎo)的作用，從而允許該超聲波波導(dǎo)衰蕩，該控制系統(tǒng)可操作用來監(jiān)視所述衰蕩并且還對所述超聲波波導(dǎo)的衰蕩做出反應(yīng)，以調(diào)整該激振裝置的激振模式中該激振裝置的激振頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體傳送裝置，其特征是，該控制系統(tǒng)可操作用來確定所述 波導(dǎo)在所述衰蕩模式中的衰蕩頻率，該控制系統(tǒng)對所述超聲波波導(dǎo)的衰蕩做出反應(yīng)，以在 該衰蕩頻率的至少大約IOHz左右內(nèi)調(diào)整該激振裝置的激振模式中的激振裝置的激振頻 率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體傳送裝置，其特征是，還包括可相對該殼體在關(guān)閉位置 和打開位置之間移動的閥件，在該關(guān)閉位置，在該內(nèi)腔中的液體被禁止經(jīng)所述至少一個排 出孔離開該殼體，在該打開位置，液體經(jīng)所述至少一個排出孔被排出該殼體，在該閥件的打 開位置，該控制系統(tǒng)在該液體傳送裝置的激振模式中工作，在該閥件的關(guān)閉位置，該控制系 統(tǒng)在該液體傳送裝置的衰蕩模式中工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體傳送裝置，其特征是，該控制系統(tǒng)還可操作用來控制閥 件在其打開位置和關(guān)閉位置之間的運動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體傳送裝置，其特征是，該超聲波波導(dǎo)與該閥件分開并且 可相對該閥件運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體傳送裝置，其特征是，在該液體傳送裝置的激振模式中， 該控制系統(tǒng)對該激振裝置發(fā)出具有激振頻率的超聲頻率驅(qū)動信號，以使激勵該激振裝置在 所述激振頻率超聲振動，在該液體傳送裝置的衰蕩模式中，該控制系統(tǒng)停止對該激振裝置 發(fā)出超聲驅(qū)動信號并接收對應(yīng)于該超聲波波導(dǎo)的衰蕩的、來自該激振裝置的衰蕩信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體傳送裝置，其特征是，該控制系統(tǒng)在該信號的峰點停止 對激振裝置發(fā)出超聲頻率驅(qū)動信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體傳送裝置，其特征是，該超聲頻率驅(qū)動信號包含模擬正 弦波。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體傳送裝置，其特征是，該超聲頻率驅(qū)動信號包含數(shù)字步 進正弦波。
10.一種控制超聲波液體傳送裝置的方法，該超聲波液體傳送裝置包括殼體，該殼體具 有內(nèi)腔、至少一個與該內(nèi)腔流體連通以接納液體進入該內(nèi)腔的入口和至少一個與該內(nèi)腔流 體連通的排出孔，該內(nèi)腔中的液體由此通過所述至少一個排出孔離開該殼體，該超聲波液 體傳送裝置還包括超聲波波導(dǎo)，它與該殼體分開并且至少部分設(shè)置在該殼體的內(nèi)腔中，用于在該液體經(jīng)所述至少一個排出孔從該殼體排出之前超聲激勵在該內(nèi)腔中的液體，所述方 法包括以激振頻率超聲激振該超聲波波導(dǎo)；停止激振該超聲波波導(dǎo)，以允許超聲波波導(dǎo)衰蕩；作為波導(dǎo)衰蕩，確定該超聲波波導(dǎo)的衰蕩頻率；響應(yīng)于與該超聲波波導(dǎo)的激振頻率不同的衰蕩頻率地調(diào)整激振頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征是，該方法還包括在確定該超聲波波導(dǎo)的衰蕩頻率之后，確定該衰蕩頻率和該激振頻率率之差并比較該 差與用于該差的預(yù)定公差范圍，該調(diào)整步驟包括響應(yīng)于該差位于所述公差范圍外地調(diào)整該 激振頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，該調(diào)整步驟包括響應(yīng)于該差大于IOHz地調(diào)整激振頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征是，該超聲波液體傳送裝置還包括可相對該 殼體在關(guān)閉位置和打開位置之間移動的閥件，在該關(guān)閉位置，該內(nèi)腔中的液體被禁止經(jīng)所 述至少一個排出孔離開該殼體，在該打開位置，液體經(jīng)所述至少一個排出孔被排出該殼體， 該方法包括將該閥件定位在其打開位置以允許液體從該殼體排出，以激振頻率超聲激振該超聲波 波導(dǎo)的所述步驟是在該閥件處于其打開位置時進行的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征是，還包括在液體從該殼體排出后將該閥件 定位在其關(guān)閉位置，停止激振該超聲波波導(dǎo)以允許超聲波波導(dǎo)衰蕩的所述步驟至少部分地 在該閥件處于其關(guān)閉位置時進行。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征是，該液體傳送裝置還包括激振裝置，它可操 作用來超聲激振該超聲波波導(dǎo)，以激振頻率超聲激振該超聲波波導(dǎo)的所述步驟包括產(chǎn)生超 聲頻率驅(qū)動信號和傳送該信號給該激振裝置以使該激振裝置在該超聲頻率工作，由此超聲 激振該超聲波波導(dǎo)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是，停止激振該超聲波波導(dǎo)以允許超聲波波 導(dǎo)衰蕩的所述步驟包括停止傳送該超聲頻率驅(qū)動信號給該激振裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是，該波導(dǎo)的衰蕩振動驅(qū)動激振裝置以該波 導(dǎo)的衰蕩頻率振動，確定該波動的衰蕩頻率的所述步驟包括確定在該波導(dǎo)的衰蕩過程中該 激振裝置的振動頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征是，確定在該波導(dǎo)的衰蕩過程中激振裝置的 振動頻率的所述步驟包括產(chǎn)生對應(yīng)于該激振裝置在波導(dǎo)衰蕩過程中的振動的電信號和確 定該電信號的頻率。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是，停止傳送給超聲頻率驅(qū)動信號給該激振 裝置的所述步驟包括在該驅(qū)動信號的峰點進行。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是，該超聲頻率驅(qū)動信號包括模擬正弦波。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征是，該超聲頻率驅(qū)動信號包括數(shù)字步進正弦波。
22.—種超聲波液體傳送裝置，包括殼體，具有內(nèi)腔和至少一個與該殼體的內(nèi)腔流體連通的排出孔，該內(nèi)腔中的液體由此 通過所述至少一個排出孔離開該殼體；可相對該殼體在關(guān)閉位置和打開位置之間移動的閥件，在該關(guān)閉位置，該內(nèi)腔中的液 體被禁止經(jīng)過所述至少一個排出孔排出該殼體，在該打開位置，液體可經(jīng)過所述至少一個 排出孔被排出該殼體；超身波波導(dǎo)，用于在該液體在該閥件的打開位置經(jīng)過所述至少一個排出孔被排出該殼 體之前超聲激勵該內(nèi)腔中的液體；激振裝置，可操作用來超聲激振該超聲波波導(dǎo)；控制系統(tǒng)，控制該閥件的操作以將該閥件從其關(guān)閉位置定位至其打開位置，由此將液 體排出該殼體，該控制系統(tǒng)還控制該激振裝置的超聲激振該超聲波波導(dǎo)的操作，在該閥件 的關(guān)閉位置，在控制該閥件移向其打開位置之前，該控制系統(tǒng)啟動該激振裝置的超聲激振 該超聲波波導(dǎo)的操作。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征是，該超聲波波導(dǎo)與該閥件分開。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征是，該超聲波波導(dǎo)與該殼體分開。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征是，該波導(dǎo)至少部分設(shè)置在該殼體的內(nèi)腔中。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征是，在該閥件的關(guān)閉位置，在控制該閥件移向 其打開位置之前的約0. 1毫秒至約5毫秒的范圍內(nèi)，該控制系統(tǒng)啟動該激振裝置的超聲激 振該超聲波波導(dǎo)的操作。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征是，該液體傳送裝置包括超聲波燃料噴射器。
28.一種操作超聲波液體傳送裝置的方法，該超聲波液體傳送裝置包括具有內(nèi)腔和至 少一個與該內(nèi)腔流體連通的排出孔的殼體，該內(nèi)腔中的液體由此通過所述至少一個排出孔 流出該殼體，該超聲波液體傳送裝置包括閥件，該閥件可相對該殼體在關(guān)閉位置與打開位 置之間移動，在該關(guān)閉位置，該內(nèi)腔中的液體被禁止通過所述至少一個排出孔被排出該殼 體，在該打開位置，液體可通過所述至少一個排出孔被排出該殼體，所述方法包括將該閥件定位在其關(guān)閉位置；傳送液體進入該殼體的內(nèi)腔；在該閥件處于其關(guān)閉位置的情況下超聲激勵該殼體的內(nèi)腔中的液體；使該閥件移位向其打開位置，以允許液體經(jīng)所述至少一個排出孔被排出該殼體，在該 閥件處于其關(guān)閉位置的情況下超聲激勵該殼體的內(nèi)腔中的液體的所述步驟是在使該閥件 移位向其打開位置之前被啟動的。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是，在使該閥件移位向其打開位置之前的約 0. 1毫秒至約5毫秒的范圍內(nèi)，啟動超聲激勵液體的所述步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是，還包括在該閥件處于其打開位置時繼續(xù) 超聲激勵該殼體的內(nèi)腔中的液體。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征是，還包括以下步驟在液體被從該殼體中排 出后，停止超聲激勵該殼體的內(nèi)腔中的液體，和將該閥件回移向其關(guān)閉位置。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是，該液體傳送裝置還包括至少部分設(shè)置在 該殼體的內(nèi)腔中的超聲波波導(dǎo)、可操作用來超聲激振該超聲波波導(dǎo)的激振裝置，在該閥件 處于其關(guān)閉位置的情況下超聲激勵該殼體的內(nèi)腔中的液體的所述步驟包括操作該激振裝置來超聲激振該波導(dǎo)，該激振裝置的工作被在該閥件被移位向其打開位置之前被啟動。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征是，該方法用于根據(jù)單個噴射事件來控制該 裝置的操作，該單個噴射事件包括該閥件從其關(guān)閉位置到其打開位置和隨后回到其關(guān)閉位 置的多次定位，在該閥件處于其關(guān)閉位置的情況下超聲激勵在該殼體的內(nèi)腔中的液體的所 述步驟在該閥件每次從其關(guān)閉位置移位向其打開位置之前被啟動。
全文摘要
在一種用于操作超聲波液體傳送裝置的控制系統(tǒng)和方法中，與殼體分開的超聲波波導(dǎo)至少部分設(shè)置在殼體的內(nèi)腔中，以便在液體經(jīng)排出孔流出殼體之前超聲激勵液體。該激振裝置起到超聲激振波導(dǎo)的作用，并且控制系統(tǒng)在激振模式和衰蕩模式之間控制液體傳送裝置的工作，在激振模式中，該激振裝置以激振頻率投入工作，以激振該超聲波波導(dǎo)，在衰蕩模式中，該激振裝置沒有發(fā)揮激振波導(dǎo)的作用，因而波導(dǎo)衰蕩。控制系統(tǒng)監(jiān)視衰蕩并且對衰蕩做出反應(yīng)，以調(diào)整激振裝置的激振模式中的激振裝置的激振頻率。
文檔編號G05G7/00GK101802745SQ200880108133
公開日2010年8月11日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者D·M·貝克爾, P·S·麥克尼科爾斯, T·D·埃勒特 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司