CN101802740A - 超声波液体传送装置 - Google Patents

Abstract

一种超声波液体传送装置，该装置包括具有内腔的壳体以及至少一个与该内腔相连通的排出孔。在该内腔中的超声波波导管超声激励通过所述排出孔排出以前的腔内液体。该波导管包括可以在关闭该排出孔的关闭位置与打开该排出孔的打开位置之间相对于壳体移动的阀门件。激励装置可用来在该阀门件处于打开位置时超声激励该超声波波导管，从而将从排出孔排出的液体雾化。

Description

超声波液体传送装置

技术领域

本发明总的涉及一种用来传送雾化的喷射液体的液体传送装置，更具体地说，本发明涉及一种超声波液体传送装置，液体在从该装置排出以前，将由该装置将超声波能量施加于该液体。

背景技术

超声波液体传送装置用于激励液体以便使液体雾化而形成液体细雾或喷雾的各种领域。例如，这种装置可用于喷雾器和其他药品传送装置，成型设备，加湿器，发动机的燃料喷射装置，涂料喷雾装置，油墨传送装置，混合装置，均匀化装置等。这种传送装置通常包括壳体，该壳体具有流动通道，处于加压状态的液体通过该流动通道流到壳体的至少一个，有时是多个的排出孔或排出口。压力液体通过该排出孔被迫从壳体排出。在某些结构中，该装置还可以包括用来控制来自该装置的液体流的阀门件。

在某些常规的超声波液体传送装置中通常安装有超声波激励件，更具体地说，该激励件构成限定排出孔的这部分壳体。当液体从排出孔排出时，该激励件将产生超声波振动，从而把超声波能量激励传递给排出液体。该超声波能量力图使液体雾化，因而细小的液滴喷雾就从排出孔输出。作为一个例子，专利号为5,330,100(Malinowski)的美国专利公开了一种燃料喷射装置，在该装置中，燃料喷射器的喷嘴(例如，壳体的一部分)本身做成可以进行超声波振动，因此，当燃料通过喷射装置的排出孔流出时，超声波能量就施加到燃料中。但是在这样一种结构中，存在着喷嘴本身的振动将会引起在排出孔处的喷嘴发生液流气泡浸蚀的危险(例如，由于在排出孔内的燃料的气蚀而引起的)。

在其他的超声波液体传送装置中，超声波激励件可以配置在流动通道中，液体通过该流动通道可以在排出孔上游的壳体内流动。这种装置的实例已经在相关的美国专利5,803,106(Cohen等人的)；5,868,153(Chen等人的)；6,053,424(Gipson等人的)及6,380,264(Jameson等人的)中公开。以上专利中的每个专利的公开内容通过引用结合在本文中。这些参考文献通常都公开了一种通过向压力液体施加超声波能量来增加通过小孔的压力液体的流速的装置。具体地说，压力液体被传送到具有模制尖端的壳体的腔内，该模制尖端包括压力液体通过其中从该腔排出的一个(或多个)排出孔。

超声变幅杆的一部分在该腔内部延伸，另一部分在该腔的外部延伸，该变幅杆具有朝着配置在排出孔附近的尖端减少的直径，以便加强该变幅杆在其尖端的超声振动。转换器与该变幅杆的外部相连接，以便使该变幅杆超声地振动。这种装置的潜在的缺点是各种零件都暴露在高压环境中，从而在这些零件中产生较大的应力。具体地说，由于超声变幅杆一部分浸在该腔内而另一部分在腔外，因而就有较大的压力差给与该变幅杆的不同部分，从而在该变幅杆上产生了附加应力。此外，这种装置不容易适应阀门操作件，在某些超声波液体传送装置中，阀门操作件通常用来控制该装置的液体传送。

在另外一些液体传送装置中，特别是在那些包括用来控制该装置液体流动的阀门操作件的装置中，当液体排出该装置时，如何来超声激励该阀门操作件本身是众所周知的。例如，专利号为6,543,700(Jameson等人的)的美国专利中公开了一种燃料喷射器，其中，该喷射器的阀针至少部分地由能对以超声波频率变化的磁场作出反应的磁致伸缩材料制成，该专利的公开内容通过引用结合在本文中。当阀针位于允许燃料从阀体(即该壳体)排出的位置时，以超声频率变化的磁场就作用在阀针的磁致伸缩部分上。于是，该阀针就受到超声激励，从而在燃料通过排出孔排出喷射器时，把超声波能量给予了该燃料。

发明内容

在一个实施例中，本发明的超声波液体传送装置包括：壳体，该壳体具有内腔和至少一个与该壳体的内腔液体连通的排出孔，由此，该内腔中的液体可通过该至少一个排出孔由该壳体排出；与该壳体分开的超声波波导管，该波导管至少部分地配置在该壳体的内腔中，用来在该液体通过该至少一个排出孔从该壳体排出以前，超声激励该内腔中的液体，该波导管包括阀门件，该阀门件可以相对于该壳体在关闭位置与打开位置之间移动，在该关闭位置，在该内腔中的液体被阻止通过该至少一个排出孔从该壳体排出，在该打开位置，液体适合于通过该至少一个排出孔从该壳体排出；激励装置，该激励装置可用来在该阀门件的打开位置超声激励所述超声波波导管。

本发明还涉及一种用来操纵这类超声波液体传送装置的方法，该类超声波液体传送装置包括具有内腔和至少一个排出孔的壳体和至少部分地配置在该壳体的内腔中的超声波波导管。该波导管包括阀门件，该阀门件可以相对于该壳体在关闭位置与打开位置之间移动，在该关闭位置，在该内腔中的液体被阻止通过该至少一个排出孔从该壳体排出，在该打开位置，液体适合于通过该至少一个排出孔从该壳体排出。该方法包括使液体流入该壳体的内腔中，以便在该液体通过该至少一个排出孔从该壳体排出以前与所述波导管相接触，以及向至少部分地安装在所述壳体内的装置提供驱动信号，以便用来超声激励和致动该波导管。该驱动信号包括超声波激励信号分量和阀致动信号分量。该装置对该阀驱动信号分量作出反应，以便移动该波导管使该阀门件打开，或使该阀门件关闭，或使该阀门件打开和关闭。该装置对超声波激励信号分量作出反应，以便当该阀门件处于该其打开位置时超声激励该波导管，从而把通过该至少一个排出孔排出的液体雾化。

附图说明

图1是以用来将燃料传送到内燃机的燃料喷射器形式的本发明的超声波液体传送装置的一个实施例的纵向剖面；

图2是采用与图1的剖面不同的角度位置所剖出的该燃料喷射器纵向剖面；

图3是图1的剖面的第一部分的放大图；

图4是图1的剖面的第二部分的放大图；

图5是图2的剖面的第三部分的放大图；

图6是图1的剖面的第四部分的放大图；

图6a是图1的剖面的中央部分的放大图；

图7是图1的剖面的第五部分的放大图；

图8是图1的剖面的局部放大图；

图9是图1的燃料喷射器的波导管组件和其他内部零件的透视图；

图10是图1的燃料喷射器的一部分燃料喷射器壳体的局部剖面图；为了显示该壳体的结构，图中将燃料喷射器的内部零件省去；

图11是本发明的超声波液体传送装置的第二个实施例的纵向剖面；

图12是本发明的超声波液体传送装置的第三个实施例的纵向剖面；

图13是本发明的超声波液体传送装置的第四个实施例的纵向剖面；

图14是用来示出第四实施例的结构细节的图13的局部放大图，包括波导管上的用来将波导管与燃料喷射器的壳体相隔离的安装件；

图15是与图14相类似的视图，但图中示出了该壳体中的通道，用于通过该安装件的液体流动；

图16是第四个实施例的各种零件的透视分解图；

图17是本发明的超声波液体传送装置的第五个实施例的纵向剖面；

图18是来自用来操纵图17的液体传送装置的控制装置的示例性的驱动信号的曲线图；

图19是本发明的超声波液体传送装置的第六个实施例的纵向剖面；以及

图20是本发明的超声波液体传送装置的第七个实施例的纵向剖面；

图21是来自用来操纵图20的液体传送装置的控制装置的示例性的驱动信号的曲线图；

对应的标号在所有的附图中都表示对应的零件。

具体实施方式

现在参看附图，特别是图1，该图示出了本发明的一个实施例的超声波液体传送装置，该装置采用内燃机上使用的超声波燃料喷射器的形式，总的以标号21表示。但是，不言而喻，在本文中所公开的与燃料喷射器21有关的基本原理也适用于其他超声波液体传送装置，包括(而不是限制)喷雾器和其他药品传送装置，成型设备，加湿器，涂料喷雾装置，油墨传送装置，混合装置，均匀化装置等。

在本文中所使用的术语“液体”是指物质在气体与固体之间过渡的非晶体(不结晶)形式，液体中的分子比气体中的分子更加高度集中，但是远不如在固体中的分子那样集中。液体可以由单一组分组成，或者由多种组分组成。例如，液体的特征是通过力的作用而能够流动的能力。在力作用下立即流动并且其流动速度与该作用力成正比的液体通常称为牛顿液体。其他适合的液体在力作用下具有不正常的流动响应，并且具有非牛顿流动的特性。

作为实例，本发明的超声波液体传送装置可以用来传送多种材料的液体，例如(而不是限制)溶融的沥清，黏性涂料，热熔胶，热塑性材料(例如天然橡胶，蜡，聚烯烃等，该材料当受到加热时就软化成可流动的形式，而在冷却时就返回到相对地凝固或硬化的状态)，糖浆，重油，各种油墨(水)，燃料，液体药剂，乳化液，泥浆，悬浮液以及它们的组合物。

图1所示出的燃料喷射器21可以与地面，空中和海上的载运装置，电力发电机以及其他使用燃料工作的发动机一起使用。特别是，燃料喷射器21适合用于使用柴油的发动机。但是，不言而喻，该燃料喷射器也可以用于使用其他类型的燃料发动机。因此，在本文中使用的术语“燃料”是用来指在发动机工作中所使用的任何燃料，并不限于柴油。

燃料喷射器21包括一个通常用标号23表示的壳体，该壳体用来容纳来自燃料油源(未示出)的压力油，并且将燃料油滴的雾化的喷雾传送给发动机，例如传送到发动机的燃烧室。在该图示出的实施例中，壳体23包括长主体25，喷嘴27(有时也称为阀体)以及用锁紧件29(例如螺母)来将该主体，喷嘴和螺母互相固定在组件内。具体地说，主体25的下端31坐靠在喷嘴27的上端33上。锁紧件29适合地紧固(例如，螺纹紧固)在主体25的外表面上，以便使该主体与喷嘴27的配合端面31，33靠紧在一起。

在本文中使用的术语“上面的”和“下面的”是与在各个附图中示出的燃料喷射器21的垂直取向相一致的，它们并非用来描述燃料喷射器使用时所需的取向。也就是说，不言而喻，燃料喷射器21可以不同于在附图中所示出的垂直取向，它们仍然属于本发明的范围。在本文中，术语“轴向”和“纵向”的指向是指燃料喷射器的长度方向(例如，在图示实施例中的垂直方向)。在本文中，术语“横向”，“侧向”和“径向”是指垂直于轴向(例如纵向)的方向。在本文中，还使用了与横断燃料喷射器轴向的方向有关的术语“内部的”和“外部的”，术语“内部的”是指朝着燃料喷射器内部的方向，而术语“外部的”是指朝着燃料喷射器外部的方向。

主体25具有沿着其长度纵向延伸的轴向孔35.为了某些很快将明白的目的，孔35的横向或横截面尺寸(例如，在图1中示出的圆孔的直径)沿着该孔的各个纵向部分是变化的。具体地说，参看图3，在主体25的上端37，孔35的横截面尺寸为台阶形，从而形成一个用来安装在主体上的普通电磁阀(未示出)的支座39，该电磁阀的一部分在主体的中心孔内向下延伸。燃料喷射器21和电磁阀在组件内通过适合的连接器(未示出)固定在一起。对于本技术领域的普通技术人员来说，适合的电磁阀是是众所周知的，因而在本文中未对它们作进一步的描述，除非在必要的情况下。适合的电磁阀的实例在题为“用来控制内燃机的燃料喷射器的电磁阀”的美国专利6,688,579，题为“电磁阀”的美国专利6,827,332和题为“包括插入/旋转连接的电磁阀”的美国专利6,874,706中进行了公开。其他适合的电磁阀也可以使用。

随着中央孔35在电磁阀座下面的延伸，该孔的横截面尺寸进一步向内呈台阶形，从而限定了台阶45，该台阶用来安置销座47，该销座在中央孔内纵向地(并且在图示的实施例中还同轴地)延伸。如图4中所示，主体25的孔35的横截面尺寸随着销座47在其中延伸的这部分孔下面的延伸而进一步缩小，并且限定了至少一部分燃料喷射器21的低压腔49。

主体25的中央孔35在低压腔49的下面沿纵向进一步缩小，从而限定了该孔的导向通道(和高压密封)部分51(图4和5)，用来在该孔内至少部分地正确定位喷射器21的阀针53(从广义上说，阀门件)，如本文下面所描述的那样。参看图8，孔35的横截面尺寸然后随着该孔在导向通道部分51下面沿纵向延伸到主体25的敞开的下端31而增加，从而部分地(例如，与喷嘴27一起，如下面将要描述的那样)限定了喷射器壳体23的高压腔55(从广义上说，内部燃料腔，从更广义上说，内部液体腔)。

燃料进口57(图1和4)在主体25的上和下端37，31中间的侧壁中形成，该进口与在该主体内延伸的分叉的上和下分配通道59，61相连通。具体地说，上分配通道59在主体25内从燃料进口57向上延伸，并且通到孔35，基本上与固定在该孔内的销座47相邻近，更具体地说，正好在其上固定有该销座的台阶45的下面。下分配通道61在主体25内从燃料进口57向下延伸，并且基本上在高压腔55处通到中央孔35。传送管63在燃料进口57处通过主体25向内延伸，并且通过适合的套筒65和螺纹接头67与该主体安装成组件。不言而喻，不把燃料进口57定位在图1和4所示的位置上也仍然属于本发明的范围。还应当指出，燃料也可以单独传送到壳体23的高压腔55中，也仍然属于本发明的范围。

主体25还具有在其侧壁上形成的出口69(图1和4)，低压燃料可以通过该出口从燃料喷射器21排出，以便传送到适合的燃料回收装置(未示出)。第一返回通道71在主体25内形成，该通道在出口69与该主体的中央孔35的低压腔49之间构成了液体连通。第二返回通道73在主体25内形成，以便在出口69与该主体的敞开的上端37之间构成了液体连通。但是，不言而喻，从燃料喷射器21中省去返回通道71，73中的一个或两个也仍然属于本发明的范围。

现在详细地参看图6-8，图示的喷嘴27通常是细长的，并且与燃料喷射器壳体23的主体25同轴地对中。具体地说，特别在该主体的下端31，喷嘴27具有与主体25的轴向孔35同轴地对中的轴向孔75，因此，该主体和喷嘴一起限定了燃料喷射器壳体23高压腔55。喷嘴孔75的横截面尺寸在喷嘴27的上端33处为向外的台阶形，从而限定了用来把安装件79固定在燃料喷射器壳体23内的台阶77。喷嘴27的下端(也称为尖端81)通常是锥形的。

在喷嘴的尖端81与上端33的中间，喷嘴孔75的横截面尺寸(例如，在图示实施例中的直径)沿着喷嘴的长度通常是不变的，如图8中所示。在喷嘴27内具有一个或多个排出孔83(两个孔可以在图7的横截面中看见，而其他的孔则在图10的横截面中看见)如同在图示实施例中的喷嘴的尖端81处所见到的那样，高压燃料通过这些排出孔从壳体23中排出，以便传送给发动机。作为一个例子，在一个适合的实施例中，喷嘴27可以具有8个排出孔83，每个排出孔的直径约为0.006英寸(0.15毫米)。但是，不言而喻，排出孔的数目及其直径是可以改变的，它们也仍然属于本发明的范围。下分配通道61与高压腔55一起在该例子中大致限定了壳体23内的流动通道，高压燃料沿着该通道从燃料进口57流动到喷嘴27的排出孔83。

现在参看附图1和3，销座47包括长管状体85和与该管形体的上端整体形成并且其横截面尺寸大于该管状体的头部87，该头部用来把该销座在主体的中央孔35内定位在主体25的台阶45上。在图示的实施例中，销座47与主体25的轴向孔35同轴地对中，并使该销座的管状体85的尺寸制成能在该主体的轴向孔内基本上实现密封接合。销座47的管状体85限定了销座的沿着轴向延伸的内部通道91，以便可滑动地安装长销93进入该销座。

销座47的头部87在其上表面的中央制有基本上凹入的或者盘形的凹槽95以及孔97，该孔沿着纵向从该凹槽的中心延伸到该销座的内部通道91。如图3所示，在该主体的孔35的上部，销座47的侧壁与主体25的内表面之间形成有环形空隙99。进料通道101基本上在内部通道91的上端沿着横向穿过销座47的管状体85的侧壁延伸到该内部通道，并且进料通道101在其横向的外端向着环形空隙是敞开的。进料通道101通过环形空隙99与在主体25中的上分配通道59形成液体连通，以便接受高压燃料进入该进料通道，管状体85的内部通道在销93的上方，孔97则在销座47的头部87内沿着纵向延伸。

销93是细长的，它适合在该销座通道91和主体25的轴向孔35内同轴地延伸。销93的上面部分以很小间隙的关系可滑动地安装在销座47的内部通道91内，而该销的剩余部分则沿纵向向外从该销座向下进入主体25的孔35的低压腔49内。如图3中所示，销93的上端103(例如，在销座47的内部通道101的上部)是锥形的，以便允许在该销的上端上面的高压燃料可以容纳在该销座的内部通道内。

管状套筒107(图4)和螺旋弹簧111也配置在主体孔35的低压腔49内，该套筒正好围绕在销座47的下面(例如，向上紧靠在销座47的底部)，并且限定了弹簧座，即锤形体109，该弹簧座以与该销同轴的关系紧靠在该销的下端，并且具有限定了对置的弹簧座的上端，该螺旋弹簧夹持在该锤形体与该弹簧套筒之间，该销则沿纵向穿过该弹簧。

阀针53(从广义上说，阀门件)是细长的，该阀针在主体25的孔35内同轴地延伸，从紧靠在锤形体109的底部的该阀针的上端113(图2)向下经过该主体孔的导向通道部分51(图8)，再向下经过高压腔55，一直到该阀针的终端115，该终端在高压腔内配置在紧靠喷嘴27的尖端81的位置。如在图4和8中可以更清楚地看到的那样，阀针53的横截面尺寸应根据在轴向孔35的导向通道部分51内与主体25形成很小间隙的关系确定，以便保持该阀针相对于喷嘴27的正确对中。

详细地参看图7，图中示出的阀针53的终端115通常是与喷嘴27的尖端81的锥形相一致的锥形，该终端限定了闭合表面117，该闭合表面适合用于在该阀针的关闭位置(未示出)基本上密封地支靠在该喷嘴尖端的内表面上。具体地说，在阀针53的关闭位置，阀针的闭合表面117支靠在排出孔上面的喷嘴尖端81的内表面上密封，从而关闭了该喷嘴(从更广义上说，燃料喷射器壳体23)，阻止了燃料通过排出孔从喷嘴排出。在阀针的打开位置(在图7中示出)，阀针53的闭合表面117与喷嘴尖端81的内表面隔开一个间隙，从而允许在高压腔55内的燃料在阀针53与喷嘴尖端81之间流到排出孔83，以便从燃料喷射器21排出。

通常，在阀针终端115的闭合表面117与喷嘴尖端81的对置表面之间的间隙在阀针的打开位置的适合的范围约为0.002英寸(0.051毫米)至约0.025英寸(0.64毫米)。但是，应当指出，该间隙可以大于或小于上面所规定的范围而不脱离本发明的范围。

可以预期，喷嘴27，更具体地说，尖端81可以这样变换其结构形式，使得在阀针处于关闭位置时排出孔83不是配置在供阀针53的闭合表面就坐的喷嘴内表面上。例如，排出孔83可以配置在供阀针53的闭合表面117就坐的喷嘴表面的下游(沿着燃料向排出孔流动的方向)，该方案仍然属于本发明的范围。这样的阀针，喷嘴尖端和排出孔配置的一个适合的实例在美国专利6,543,700中进行了公开，其公开内容与本专利相一致的部分通过引用结合在本文中。

不言而喻，销93，锤形体109和阀针53由此可以在阀针的关闭位置与打开位置之间在燃料喷射器壳体23内沿着纵向在公共轴线上共同地移动。配置在套筒107与锤形体109之间的弹簧111适合地对该锤形体，从而对阀针53朝着阀针的关闭位置加偏压。应当指出，用来控制燃料从喷射器传送到发动机的其他适合的阀结构形式也是可允许的，它们仍然属于本发明的范围。例如，喷嘴27(从广义上说，壳体23)可以具有开口，阀针53可以穿过该开口向喷嘴的外面延伸，并且通过该开口燃料也可以从该喷嘴排出，以便传送到发动机。在这样的实施例中，在阀针的关闭位置，阀针53的终端115将紧靠在喷嘴27的外部上密封。还应当指出，阀针53的运行也可以不由电磁阀来操纵，它们仍然属于本发明的范围。还应当指出，阀针53或者其他阀装置可以全部从燃料喷射器21中省去，它们仍然属于本发明的范围。

现在，详细地参看图8和9，超声波波导管121与阀针53和燃料喷射器壳体23分开制成，该波导管在壳体的高压腔55内沿着纵向延伸到该波导管的终端123，该终端正好配置在喷嘴27的尖端81的上方，以便在燃料通过在喷嘴中形成的排出孔83从喷射器21排出以前，利用超声波向燃料腔内的燃料供给能量。图示的波导管121是合适的长管状体，它具有限定了内部通道127的侧壁125，该内部通道沿其长度在波导管的纵向对置的上端(该上端用标号129表示)与下端之间延伸。波导管121的下端限定了波导管的终端123。图示的波导管121具有基本上环形(即，圆形)的横截面。但是，不言而喻，波导管121的横截面也可以不是环形，它们仍然属于本发明的范围。还可以预期，波导管121也可以在其部分长度上是管状的，甚至也可以沿其长度上基本上是实心体。在其他的实施例中，可以预期，阀针可以基本上是管状的，并且该波导管至少部分配置在阀针的内部。

一般说来，该波导管可以由某种具有适合的声学和机械性能的金属制成。用来制造波导管的适合的材料包括(而不是限制)铝，蒙乃尔高强度耐蚀镍铜合金，钛，和某些合金钢。可以预期，波导管的全部或者部分可以覆盖有其他的金属。超声波波导管121固定在燃料喷射器壳体23内，并且更适合地，通过安装件79固定在高压腔55内，如图示实施例中那样。沿纵向位于波导管121的两端123，129之间的安装件79基本上限定了波导管的上面部分131和下面部分133，该上面部分沿纵向向上(在图示实施例中)从安装件79延伸到波导管的上端129，而该下面部分则沿纵向向下从安装件79延伸到波导管的终端123。

虽然在图示的实施例中波导管121(即，其上面部分和下面部分)都全部配置在壳体的高压腔55内，但是可以预期，可以只将波导管的一部分配置在高压腔内，它仍然属于本发明的范围。例如，可以只将波导管121的下面部分133，包括其终端123，配置在高压腔55内，而将波导管该的上面部分131配置在该高压腔的外面，以及在喷射器壳体23内可以承受或不承受高压。

波导管121(例如，其内部通道127的横截面尺寸)的内部横截面尺寸(例如，在图示实施例中的内径)沿着波导管的长度方向通常是不变的，并且其尺寸大小适合用来安装阀针，该阀针在波导管的内部通道中沿着波导管的全部长度同轴地延伸(在图示的实施例中，还在波导管的上方与锤形体109对接)。但是，不言而喻，阀针53也可以只沿波导管121的一部分内部通道127延伸，仍然属于本发明的范围。还应当指出，波导管121的内部横截面尺寸沿其长度也可以变化的。在图示的实施例中，阀针的终端115，更适合地是阀针的闭合表面117，可以在阀针的打开和关闭两个位置上沿纵向配置在波导管121的终端123的外面。但是，应当指出，阀针53的终端115的闭合表面117只需要在阀针的关闭位置上延伸到波导管121终端123的外面，而在阀针的打开位置，该闭合表面可以全部或部分地配置在波导管的内部通道127内。

如在图7中可以清楚地看到的那样，在波导管121的内部通道127内延伸的阀针53的这部分的横截面尺寸(例如在图示实施例中的直径)稍小于波导管的内部通道的横截面尺寸，以便部分地限定高压燃料在壳体内的流动通道，以及更适合地限定了在波导管侧壁125的内表面与阀针之间沿着阀针的长度延伸的一部分流动通道。例如，在一个实施例中，阀针53在波导管的内部通道127内同波导管侧壁125的内表面沿横向隔开一个间隙(例如，在图示的实施例中，沿径向隔开一个间隙)，该间隙的范围为约0.0005英寸(0.013毫米)至约0.0025英寸(0.064毫米)。

通道127内阀针53的一对沿纵向隔开的部分(例如，一个与波导管121的终端123相邻近的部分137(图7)，以及另一个与安装件79相邻近并且正好在其上方的部分139(图6a))，阀针53的横截面尺寸是这样增加的，使得阀针在该通道内与波导管形成很小的间隙或者甚至滑动接触的关系，以便于在该通道内的正确对中，并且阻止了阀针在该通道内的横向移动。阀针53在这些部分的外表面具有一个或多个平面(未示出)，以便部分地限定在波导管121的内部通道127内延伸的流动通道。或者，阀针53的外表面可以在这些部分中沿纵向开槽，以便燃料在波导管121的内部通道127内可以通过这些部分流动。

详细地参看图7，波导管侧壁125的外表面沿横向同主体25和喷嘴27隔开一个间隙，以便进一步限定高压燃料从燃料进口57至排出孔83之间的流动通道，并且更适合地形成了波导管121外部或外面的流动通道的一部分。通常，波导管侧壁125的外部横截面尺寸(在图示实施例中，例如外径)沿其长度在波导管的一个尺寸扩大部分195与另一个尺寸扩大部分153的中间部分是均匀的，扩大部分195沿纵向配置在波导管121的终端123和/或该终端附近，扩大部分153沿纵向配置在波导管的上端129附近。作为一个实例，波导管侧壁125与喷嘴27之间在波导管的终端123上游(例如，相对于燃料从喷嘴的上端33流到排出孔83的方向)处的横向(在图示的实施例中，例如径向)间隙的适合范围为约0.001英寸(0.025毫米)至约0.021英寸(0.533毫米)。但是，该间隙可以小于或大于上述范围，它们仍然属于本发明的范围。

在波导管的终端123附近或者更适合地在该终端，波导管121的下面部分133的部分195的外横截面尺寸合适地增加，以及更适合地沿横向向外做成锥形或者喇叭形。例如，波导管121的下面部分133的扩大部分95的横截面尺寸大小与喷嘴27在其中央孔75内保持很小的间隙或者甚至滑动接触的关系，以便在高压腔55内保持波导管(并由此阀针53)的正确的轴向对中。

因此，在波导管的终端123附近或者在该终端处的波导管121与喷嘴27之间的这部分流动通道相对于波导管的终端的紧接上游处的流动通道通常是较窄的，以便基本上限制燃料通过波导管的终端流向排出孔83。波导管121的下面部分133的扩大部分195也提供了增加的超声激励表面积，流过波导管的终端123的燃料受到该面积的作用。在下面部分133的扩大部分195的外表面上形成了一个或多个平面197(图9)，对于向喷嘴27的排出孔83的流动来说，该平面便于燃料通过波导管121的终端123后沿着该流动通道流动，应当指出，波导管侧壁115的扩大部分195也可以是阶梯形，而不是锥形或喇叭形。还可以预期，扩大部分195的上和下表面可以是成形为不是平直的，这仍落在本发明的范围。

在一个实例中，波导管下面部分133扩大部分195，例如在波导管的终端123处和/或该终端的附近，具有约0.2105英寸(5.35毫米)的最大的外横截面尺寸(在图示的实施例中，例如外径)，而该扩大部分的紧接上游处的最大外横截面尺寸的范围为约0.16英寸(4.06毫米)到略小于约0.2105英寸(5.35毫米)。

在波导管121的终端123与喷嘴27之间的横向间隙限定了通口面积，燃料通过该通口面积沿着流动通道流过波导管的终端。一个或多个排出孔83限定了开口面积，燃料通过该面积从壳体23排出。例如，在提供一个排出孔83的场合，燃料通过它从壳体23排出的该通面积等于该排出孔(例如，燃料进入该排出孔处)的横截面积，而在具有多个排出孔83(例如，燃料进入该排出孔处)的场合，燃料通过它从壳体排出的该通面积等于每个排出孔的横截面积之和。在一个实施例中，在波导管121的终端123和喷嘴27的通口面积与燃料从壳体23排出的开口面积(例如在排出孔83处)之比的适合范围为约4∶1至约20∶1。

不言而喻，在其他适合的实施例中，波导管121的下面部分33沿着其全长可以具有基本上不变的外横截面尺寸(例如，由此不会有扩大部分195形成)，或者，也可以减少外横截面尺寸(例如，朝着终端123大大缩小该尺寸)，它们仍然属于本发明的范围。

再次参看图8和9，适合用来激励波导管121产生超声机械振动的激励装置与波导管一起全部适合地配置在高压腔55内，该装置总的以标号145表示。在一个实施例中，激励装置145适合地对高频(例如，超声波频率)作出反应，以便超声振动该波导管。作为一个实例，激励装置145适合地对来自适合的产生装置(未示出)的高频(例如，超声波频率)电流起反应，该产生装置可用来向该激励装置供给高频交流电。本文中使用的术语“超声波”是指其范围为约15千赫至约100千赫的频率。作为一个实例，在一个实施例中，该产生装置可以向该激励装置适合地供给其频率范围在约15千赫至约100千赫内的超声波频率的交流电，更适合的频率范围为约15千赫至约60千赫，最适合的频率范围为约20千赫至约40千赫。对于本技术领域的普通技术人员来说，这样的产生装置是众所周知的，因而本文就无需对它作进一步的描述。

在图示的实施例中，激励装置145包括包括压电装置，更适合的是多个层叠压电环147(例如，至少两个，而在该图示的实施例中，四个)，该压电环围绕在波导管121的上面部分131周围并且安装在由安装件79所形成的台肩149上。环形套环151在压电环147的上面围绕波导管121的上面部分131，并且向下支靠在最上面的压电环上。合适地，套环151由高密度材料制成。例如，一种可以用来制造套环151的适合的材料是钨。但是，应当指出，套环151也可以由其他适合的材料制成，它们仍然属于本发明的范围。在波导管121的上端129附近的扩大部分153具有增大的外横截面尺寸(例如，在图示的实施例中，增大的外径)，并且在这部分刻有螺纹。套环151上刻有内螺纹，以便把该套环螺纹连接在波导管121上。套环151适合地向下拧紧靠在层叠压电环147上，从而在该套环与安装件79的台肩149之间压紧该压电环。

图示实施例的波导管121和激励装置145一起广义地限定了总的用标号150表示的波导管组件，该组件用来超声激励在高压腔55内的燃料。因此，把整个波导管组件150全部配置在燃料喷射器21的高压燃料腔55内，由此该组件基本上均匀地受到在燃料喷射器内的高压环境的作用。作为一个实例，图示的波导管组件被特别制成既能充当超声变幅杆又能充当超声振动该超声变幅杆的换能器。具体地说，如图8中所示，波导管121的下面部分133通常像一个超声变幅杆那样起作用，而波导管的上面部分131，更适合地是该上面部分的这样的一个部分(该部分通常从安装件79延伸到套环151与波导管的上面部分相连接的位置)与该激励装置(即，压电环)一起，则像换能器那样起作用。

当电流(例如，以超声波频率传送的交流电)传送到图示实施例中的压电环147上时，该压电环就立即以电流传送到该压电环上的超声波频率进行扩展和收缩(特别是在燃料喷射器21的纵向)。由于压电环147在套环151(它被固定在波导管121的上面部分131上)与安装件79之间受到压缩，该压电环的扩展和压缩将使波导管的上面部分超声地(例如，通常以压电环扩展和压缩的频率)伸长和收缩，例如按转换器的方式。波导管121的上面部分以这种方式的伸长和收缩将激励该波导管(具体地说，沿着波导管的下面部分133)的共振频率，从而引起波导管沿该下面部分的超声振动，例如，以超声变幅杆的方式。

作为一个实例，在一个实施例中，波导管121的下面部分133由于超声激励而产生的位移可多达压电环和波导管的上面部分的位移的六倍。但是，不言而喻，下面部分133也可以被放大六倍以上，或者可以完全不放大，它们仍然属于本发明的范围。

可以预期，波导管121的一部分(例如，波导管的上面部分131的一部分)或者可以用对以超声波频率变化的磁场起反应的磁致伸缩材料制成。在这样的实施例(未示出)中，激励装置可以包括磁场发生器，该发生器整个或部分配置在壳体23内，并且可用来对接收到的电流起反应，向磁致伸缩材料作用一个磁场，其中，该磁场以超声波频率(例如，从开到关，从一个量级到另一个量级，和/或方向的改变)变化。

例如，适合的发生器可以包括与所述产生装置相连接的电气线圈，该产生装置以超声波频率向该线圈传送电流。该实施例的波导管的磁致伸缩材料部分和磁场发生器由此一起作为一个换能器起作用，而波导管121的下面部分133还起一个超声变幅杆的作用。适合的磁致伸缩材料和磁场发生器的一个实例在美国专利6,543,700中进行了公开，其公开内容与本专利相一致的部分通过引用结合在本文中。

虽然图示的整个波导管组件150是配置在燃料喷射器壳体23的高压腔55内的，但是，应当指出，该波导管组件的一个或多个零件可以整个或部分地配置在该高压腔的外部，甚至可以配置在该壳体的外部，它们仍然属于本发明的范围。例如，在使用磁致伸缩材料的场合，该磁场发生器(从广义上说，激励装置)可以配置在主体25或者燃料喷射器壳体23的其他零件内，并且也可以只是部分地暴露在该高压腔55内，或者与该高压腔完全密封。在另一个实施例中，波导管121的上面部分131和压电环147(及套环151)可以一起设置在高压腔55的外部，它们仍然属于本发明的范围，只要该波导管的终端123配置在该高压腔内即可。

通过把磁致伸缩的压电环147和套环151围绕波导管121的上面部分131放置，整个波导管组件150不再需要比波导管本身更长(例如，与其中以常规的头尾相连地或者“层叠”放置的方式配置换能器和超声变幅杆的组件的长度不同)。作为一个实例，整个波导管组件150可以适合地具有与约为波导管的共振波长的一半(或者通常称为一半波长)相等的长度。具体地说，把波导管组件150适合地构形成能以超声波频率产生共振，该共振频率的范围为约15千赫至约100千赫，更适合的频率范围为约15千赫至约60千赫，最适合的频率范围为约20千赫至约40千赫。在这些频率下工作的半波长波导管组件具有相应的全长(相当于一半波长)，范围为约133毫米至约20毫米，更适合的范围为约133毫米至约37.5毫米，最适合的范围为约100毫米至约50毫米。作为一个更具体的实例，在图8中示出的波导管组件150构形成能以约40千赫的频率工作，并且其全长约为50毫米。但是，应当指出，壳体23的尺寸足以允许具有全波长的波导管组件配置在其中。还应当指出，在这种配置中，波导管组件可以包括呈层叠结构的超声变幅杆和换能器。

电绝缘套筒155(在图示的实施例中，该套筒为圆柱形，但是也可以是其他的形状)安装在套环151的上端，并且从该套环向上一直延伸到高压腔55的上端。套筒155也可以适合地由基本上柔性的材料制成。作为一个实例，一种可以用来制造套筒155的适合材料是非晶体的热塑性聚醚酰亚胺材料，该材料可以从美国的通用电子公司购得，其商品名称为ULTEM。但是，其他适合的电绝缘材料，例如陶瓷材料，也可以用来制造套筒155，它们仍然属于本发明的范围。套筒155的上端具有从套筒沿径向向外延伸的整体形成的环形凸缘157，以及一组四个沿纵向延伸的狭槽159，该狭槽在该套筒的上端限定了四个基本上柔性的突舌161。第二环形凸缘163与套筒155整体地形成，该凸缘正好在沿纵向延伸的狭槽159下面(即，以与配置在该套筒上端的环形凸缘157沿纵向隔开一个距离的关系)沿径向向外从该套筒伸出。

由导电材料制成的接触环165在该套筒的沿纵向隔开的环形凸缘157，163的中间环绕套筒155。在一个实施例中，接触环165适合地由黄铜制成。当然，不言而喻，接触环165也可以由其他适合的导电材料制成，它们仍然属于本发明的范围。还应当指出，不是环的接触装置，例如单点接触装置，柔性的和/或弹簧加载的突舌，或者其他适合的导电装置也可以使用，它们仍然属于本发明的范围。在图示的实施例中，接触环165的内横截面尺寸(例如，直径)比在环形凸缘157，163之间延伸的套筒155的纵向部分的外横截面尺寸稍小。

接触环165通过在套筒的上端上迫使该接触环套叠地向下而插在套筒155上。接触环165在套筒155上端顶靠在环形凸缘157上的力迫使突舌161沿径向向内挠曲(例如，弯曲)，从而允许该接触环通过在该套筒的上端形成的该环形凸缘向下滑动，并且把该接触环固定在第二环形凸缘163上。突舌161弹性地向外移回它们的初始位置，从而在接触环165与套筒155之间形成了摩擦接合，并且把该接触环保持在该套筒的环形凸缘157，163之间。

由电绝缘材料制成的导向环167环绕接触环165并且与该环电绝缘。作为一个实例，导向环167可以(但不是必须)由与套筒163相同的材料制成。在一个实施例中，导向环167适合地保持在该套筒上，更适合地，通过导向环的夹紧而保持在接触环165上，或者通过导向环的摩擦配合保持在该接触环上。例如，导向环167可以是沿着图9中的狭槽而断开的不连续的环。因此，导向环167可以在该狭槽处沿周向扩展，以便把导向环装配在接触环165上，并且在随后释放时，弹性地和牢固地围绕该接触环闭合。

在一个特别适合的实施例中，环形定位块169沿径向向内从导向环167伸出，并且可以容纳在接触环165中形成的环形槽171内，以便把该导向环正确定位在该接触环内。但是，应当指出，接触环165和导向环167也可以不像图8和9中所示的那样安装在套筒155上，但它们仍然属于本发明的范围。至少一个，更适合地多个，锥形或者截头圆锥形开口173沿径向穿过导向环167形成，从而允许接近接触环165，以便把电流传送给该接触环。

如在图5中可以更清楚地看到的那样，由适合的电绝缘材料制成的绝缘套筒175通过在主体25的侧面上的开口伸出，并且具有通常为锥形的终端177，该终端构形成能安装在导向环167的开口173中的一个开口内。该绝缘套筒175通过适合的附件179固定就位，该附件在开口173内通过螺纹连接在主体25上，并且具有一个该绝缘套筒从其中伸出的中央开口。适合的供电线路181穿过绝缘套筒175在该电线的一端与接触环165实现电接触，并且在其相反端(未示出)与电流源电连通。

另外的供电线路183在高压腔55内沿着套筒155的外侧从接触环165向下伸出，并且与配置在最上面的压电环147与相邻的下面压电环之间的电极(未示出)实现电连通。单独的电线184把该电极与配置在最下面的压电环147与正好在其上面的压电环之间的另一个电极(未示出)实现电连接。安装件79和/或波导管121为传送到压电环147的电流提供了地线。具体地说，地线185与与安装件79相连接，并且向上延伸到中间的两个压电环147之间，与配置在其间的电极(未示出)相接触。可以有的，第二条地线(未示出)从该中间的两个压电环147之间伸出，与在最上面的压电环与套环151之间的另一个电极(未示出)相接触。

现在详细地参看图6，6a，8和9，安装件79适合地与波导管的端部123，129中间的波导管121相连接。更适合地，安装件79与波导管的节点区的波导管121相连接。在本文中所使用的波导管121的“节点区”是指该波导管的纵向区或部分，在波导管的超声振动期间，在该区内很少(或者没有)纵向位移发生，而横向(在图示的实施例中，径向)移动通常是最大的。波导管121的横向位移适合地包括波导管的横向扩展，但也可以包括波导管的横向移动(例如，弯曲)。

在图示的实施例中，波导管121具有这样的结构形式，使得不存在节点平面(即，横断该波导管的一个平面，在该平面上没有纵向位移发生，而横向位移通常是最大的)。相反地，图示波导管121的该节点区通常为这样的穹形，使得在该节点区内任何给定的纵向位置，某些纵向位移仍然可以存在，而波导管的主要位移是横向位移。

但是，应当指出，波导管121可以适合地构形成具有一个节点平面(或者节点，它有时会涉及到)，而这种波导管的节点平面应被认为是在本文中所限定的节点区的含义之内。还可以预期，安装件79可以沿纵向配置在波导管121的节点区的上面或者下面，它们仍然属于本发明的范围。

安装件79在燃料喷射器21内的适合的构形和配置可以使波导管121的振动与燃料喷射器壳体23相隔离。也就是说，安装件79阻止了波导管121的纵向和横向(例如，径向)的机械振动传递到燃料喷射器壳体23上，同时，保持波导管在高压腔55内的预定的横向位置并且允许波导管在燃料喷射器壳体内的纵向位移。作为一个实例，图示的实施例的安装件79通常包括沿横向(在图示实施例中，径向)向外从波导件121伸出的里面部分187，以与该里面部分横向隔开一个距离的关系横向延伸到波导管的环形的外面部分189，以及在里面部分与外面部分之间沿横向伸出并且互相连接的环形互连辐板191。虽然里面和外面部分187，189和互连辐板191都是连续地围绕波导管121的周边延伸，但是，应当指出，这些零件中的一个或多个可以间断的围绕在该波导管的周围，例如以车轮辐条的方式，它们仍然属于本发明的范围。

在图6a中所示的实施例中，安装件79的里面部分187具有基本上平的上表面，该上表面限定了其上安装有激励装置145(例如，压电环147)的台肩149。里面部分187的下表面193(它从波导管121附近延伸到其与互连辐板的接合处)具有适合的外形，更适合地，具有混合的半径外形。具体地说，在辐板191与安装件79的里面部分187的接合处的下表面193的外形适合地具有较小的半径(例如，小锐角，小锥度或者多角状)外形，以便于在波导管121振动时该辐板的变形。在安装件79的里面部分187与波导管121的接合处的下表面193的外形适合地具有较大的半径(例如，较大锥度或者平整的)外形，以便在波导管121振动期间，互连辐板191发生变形时，减少在该安装件的里面部分中的应力。

安装件79的外面部分189构形成能基本上在喷嘴27的上端33附近，向下坐靠在由该喷嘴形成的台肩上。如在图6中可以更清楚地看到的那样，喷嘴27的内横截面尺寸(例如，内径)在该喷嘴的上端33附近，例如沿纵向在安装件79的下面，是向内的阶梯形，因此，该喷嘴与里面部分187的成形下表面193和该安装件的互连辐板191沿纵向都隔开一个距离，以便于波导管121超声波振动时，该安装件的位移。安装件79具有适合的横向截面尺寸，使得外面部分189的至少一个外边缘界限沿纵向配置在喷嘴27的台肩与燃料喷射器壳体23的主体25的下端31之间(即，坐靠在该喷嘴的上端33的主体表面)。燃料喷射器21的锁紧件29促使喷嘴27和主体25一起保证了在它们之间的安装件的外面部分189的边缘界限。

互连辐板191的厚度制成比安装件79的里面和外面部分187，189更薄，以便于该辐板随着波导管121的超声波振动而产生挠曲和/或弯曲。作为一个实例，在一个实施例中，安装件79的互连辐板191的厚度范围为约0.2毫米至约1毫米，更适合地为约0.4毫米。安装件79的互连辐板191适合地包括至少一个轴向件192和至少一个横向(例如，在图示的实施例中，径向)件194。在图示的实施例中，互连辐板191具有一对沿横向隔开的轴向件192，该对轴向件由横向件194这样连接，使得该辐板的横截面基本上为U形。

但是，应当指出，具有至少一个轴向件192和至少一个横向件194的其他结构也是适合的，例如，L形，H形，I形，倒U形，倒L形等，它们仍然属于本发明的范围。适合的互连辐板191结构的其他的实例在美国专利6,676,003中进行了图示和描述，其公开内容以相一致的方式通过引用结合在本文中。

辐板191的轴向件192从该安装件的相应的里面和外面部分187,189上吊下，并且该轴向件对横向件194通常是悬臂的。因此，轴向件192能够随着该安装件的里面部分187的横向振动位移相对于该安装件的外面部分189动态地弯曲和/或挠曲，由此把壳体23与该波导管的横向位移隔开。辐板191的横向件194对轴向件192是这样悬臂的，使得该横向件能够随着里面部分187的轴向振动位移相对于该轴向件(从而也相对于该安装件的外面部分189)动态地弯曲和/或挠曲，由此把壳体23与该波导管的轴向位移隔开。

在图示的实施例中，当超声波激励波导管时，波导管121除在节点区(例如，安装件79与波导管相连接处)沿轴向轻微地位移外，还沿径向扩展。作为反应，该U形互连件191(例如，其轴向和横向件192，194)通常会弯曲和挠曲，更具体地说，相对于安装件79的固定的外面部分189转动，例如，与抽水马桶的柱塞手柄轴向位移时的柱塞头转动的方式相类似。因此，互连辐板79就将燃料喷射器壳体23与波导管121的超声波振动隔离，并且在图示的实施例中，更具体地说，还把该安装件的外面部分189与其里面部分187的振动位移相隔离。安装件79的这种结构还提供了足够的带宽来补偿节点区的偏移，这种偏移在通常工作中是可能发生的。具体地说，安装件79可以补偿节点区的实时位置的变化，该变化在超声波能量通过波导管121实际转移时发生。这种变化或者偏移可以(例如)由于在高压腔55内的温度和/或其他环境条件的变化而发生。

在图示的实施例中，虽然安装件79的里面和外面部分187，189相对于波导管通常配置在相同的纵向位置，但是，不言而喻，该里面和外面部分可以沿纵向互相补偿，它们仍然属于本发明的范围。还可以预期，互连辐板191可以包括一个或多个轴向件192(例如，横向件194可以省去)，它们仍然属于本发明的范围。例如，在波导管121具有节点平面并且安装件79位于该节点平面上时，该安装件只需要构形成能隔离该波导管的横向位移即可。在一个可供选择的实施例中(未示出)，可以预期，该安装件可以配置在该波导管的非节点区或其附近，例如，配置在该波导管的对置的终端123，129中的一个终端上。在这样的实施例中，互连辐板191可以只包括一个或多个用来隔离该波导管的轴向移动的横向件194(即，在非节点区很少或没有横向位移发生)。

在一个特别适合的实施例中，安装件79是单件结构。更适合地，安装件79可以与波导管121整体地制成，如图6中所示。但是，应当指出，安装件79也可以与波导管121分开制造，它们仍然属于本发明的范围。还应当指出，安装件79的一个或多个组成部分可以单独地制造，然后再适合地连接或者装配在一起。

在一个适合的实施例中，安装件79还被制成为基本上是刚性的(例如，可在载荷作用下抵抗静止位移)以便在高压腔55内保持波导管121(由此阀针53)的正确对中。例如，在一个实施例中，该刚性安装件可以由非弹性材料制成，较适合地由金属制成，更适合地由与波导管相同的金属制成。但是，术语“刚性”不是用来指该安装件不能随着该波导管的超声波振动而产生动态挠曲和/或弯曲。在其他的实施例中，该刚性安装件可以由弹性材料制成，这种材料足以抵抗在载荷作用下的静止位移，然而此外它还能随着该波导管的超声波振动而产生动态挠曲和/或弯曲。虽然在图6中示出的安装件79是由金属制成的，更适合地是由与波导管121相同的材料制成的，但是可以预期，该安装件也可以由其他适合的基本上刚性的材料制成，它们仍然属于本发明的范围。

再次参看图6和8，燃料在燃料喷射器壳体23的高压腔55内沿其流动的该流动通道部分地由在喷嘴27的内表面与波导管121的下面部分133的外表面之间的横向间隔(例如，在安装件79的下面)所限定，以及在主体25的内表面与激励装置145，套环151和套筒155的外表面之间的横向间隔(例如，在该安装件的上面)所限定。该流动通道与燃料喷射器壳体23的主体25的燃料进口57通常在套筒155处这样地液体流通，使得从该燃料进口进入该流动通道的高压燃料向下(在图示的实施例中)沿着该流动通道向喷嘴尖端81流动，以便通过排出口83从喷嘴27排出。如前面所描述的的那样，另外的高压燃料在波导管与阀针53之间的波导管121的内部通道27内流动。

由于安装件79在高压腔55内沿波导管121的横向延伸，主体25的下端31和喷嘴27的上端适合地构形成可以当燃料在该高压腔内流动时，允许该燃料通道基本上围绕该安装件分流。例如，如在图10中可以更清楚地看到的那样，适合的通道199在主体25的下端31中形成，这些通道与安装件79的流体通道上游液体流通，并且与在喷嘴27的上端33形成并与该安装件的流动通道下游液体流通的相应的通道201对中。因此，从燃料进口57沿着安装件79的流动通道上游(例如，在主体25与套筒155/套环151/压电环147之间)向下流动的高压油通过在主体25内围绕该安装件的通道199和通过喷嘴27内的通道201向该安装件的流动通道下游(例如，在该喷嘴与波导管121之间)流动。

在一个实施例中，该燃料喷射器通过适合的控制装置(未示出)进行操纵，该控制装置用来控制该电磁阀和激励装置145的工作。这样的控制装置对于本技术领域的普通技术人员来说是众所周知的，因而除非需要，在本文中无需对它们作进一步的描述。除非喷射操作发生，阀针53由在主体25的孔35内的弹簧111偏压在其关闭位置，使该阀针的终端115与喷嘴尖端81密封接触，从而关闭了排出孔83。该电磁阀在销座47的头部87内形成的凹槽95处提供闭合，从而关闭了穿过该销座沿纵向延伸的孔97。在阀针53的该关闭位置，该控制装置没有提供电流给该波导管组件。

高压燃料通过壳体23的燃料进口57，从燃料源(未示出)流入燃料喷射器21。用来把压力燃料从该燃料源传送到燃料喷射器21的适合的燃料传送装置在本技术领域是众所周知的，因而在本文中就不需要再对它做进一步的描述。在一个实施例中，该高压燃料可以将其压力范围为约8,000磅/英寸²(550巴)至约30,000磅/英寸²(2070巴)的压力油传送给燃料喷射器21。该高压燃料通过主体25的上分配通道59流到在该主体与销座47之间的的环形空隙99，再通过该销座的进料通道101进入在销93上面的该销座的内部通道91，然后再向上通过在该销座内的孔97。高压燃料还通过高压流动通道，即，通过主体25的下分配通道61流入高压腔55，从而既从波导管121的外部，又从该波导管的内部通道127充满该该高压腔。在这种情况下，在销93上面的高压燃料与弹簧111的偏压一起阻止了在该高压腔内的高压油推动阀针53到其打开位置。

当喷射控制装置确定了需要向内燃机中喷射燃料时，电磁阀就由该控制装置通电，从而打开了销座孔97，使得高压燃料从该销座流出作为低压燃料流到在主体25的上端37的燃料返回通道71，由此减少了在该销座内的销93背后(例如，上面)的燃料压力。由此，在高压腔55内的高压燃料现在又能克服弹簧111的偏压，把阀针53推动到其打开位置。在阀针53的打开位置，该阀针的终端115在排出孔83处与喷嘴尖端81有足够的空隙，以便允许在高压腔55中的燃料通过该排出孔排出。

当向电磁阀通电以使阀针53移动到其打开位置上时，例如，与此大约同时，该控制装置还操纵高频电流发生器把电流通过接触环165和适合的接线183(该接线使该接触环与该压电环实现电连接)传送给激励装置145，即在该实施例中的压电环147。如前所述，压电环147将基本上以超声波频率(电流就是以该频率传送给激励装置145的)产生扩展和收缩(特别是在燃料喷射器21的纵向)。

压电环147的扩展和收缩引起波导管121的上面部分131的超声地伸长和收缩(例如，基本上以与压电环扩展和收缩的相同频率)。波导管121的上面部分131以这种方式的伸长和收缩激励了该波导管(例如，适合地以波导管的共振频率)，特别是沿着该波导管的下面部分133，从而导致了该波导管在该下面部分，特别是在其终端123处的下面部分的扩展部分195的超声振动。

在阀针53处于其打开位置的情况下，高压腔55内的高压燃料沿着该流动通道，特别是经过波导管121的超声振动的终端123流动到喷嘴尖端81的排出孔83。超声波能量由波导管121的终端123作用在正好在排出孔83的上游(沿该流动通道)的高压燃料上，从而基本上将该燃料雾化(例如，减少液滴尺寸并且使排出喷射器21的该燃料的液滴尺寸分布更狭窄)。燃料在其从排出孔83排出以前，对燃料的超声激励将产生脉动的通常为锥形的雾化液体燃料喷射，该燃料由燃料喷射器21传送到燃烧室中。

在图1-10中所示的实施例中，如本文在前面所描述过的那样，销93的动作，并由此阀针53的动作是由该电磁阀(未示出)所控制的。但是，应当指出，其他装置，例如(而不是限制)凸轮驱动装置，压电或者磁致伸缩的操纵装置，液压操纵装置或者其他适合的具有或没有液体放大阀的机械装置，都可以用来控制该阀针的动作，它们仍然属于本发明的范围。

图11示出了总的用标号421表示的本发明的超声波液体传送装置的第二个实施例。在本文中所概括地描述的第二个实施例的装置421将涉及其中的液体压力喷射是由该装置在将超声波能量作用给该液体以后排出的任何超声驱动装置，可以预期，这种装置可以在以下设备中得到应用，例如(而不是限制)喷雾器和其他药剂传送装置，成型设备，加湿器，发动机的燃料喷射装置，涂料喷射装置，油墨传送装置，混合装置，均匀化装置，喷雾干燥装置，冷却装置以及利用超声波产生液体喷雾的其他用途等。

图示的装置421包括总的用标号423表示的壳体，该壳体具有用来接受液体进入该壳体的进口457。该液体被适合地加压到稍高于约0.0磅/英寸²(0巴)至约50,000磅/英寸²(3，450巴)的压力范围。在图示的实施中，壳体423包括至少部分上(相对于图11中示出的装置421的垂直方向)壳体件425和下壳体件427。上壳体件425的下端431坐靠在下壳体件427的上端433上，并且该两个壳体件通过适合的螺纹连接器429固定在一起。上和下壳体件425，427一起限定了与进口457液体连通的内腔455。下壳体件427具有沿轴向延伸的螺纹孔480，该孔在其下部形成，用来通过螺纹将插头482这样安装在其中，使得该插头还限定了装置421的壳体423。排出孔483沿轴向贯穿插头482，以便广义地限定壳体423的排出孔，液体可以通过该孔从该壳体排出。

虽然在图11中示出的插头482具有单个排出孔483，但是可以预期，该插头可以包括一个以上的排出孔。还可以预期，插头482也可以完全省略，并且下壳体件427的下部基本上关闭，具有一个或多个在其中形成的排出孔。图示实施例的壳体423通常为圆柱形，但是也可以是适合的任何形状，该壳体的尺寸至少部分地取决于传送前需要配置在其中的液体的数量，排出孔的数量和尺寸，以及该装置的工作频率。还可以预期，下壳体件427可以构形成与图1-10中的实施例的喷嘴27相类似，具有一个或多个在该喷嘴的尖端81内形成的排出孔83。

液体进口457沿横向穿过下壳体件427的侧壁552，从而与壳体423的内腔455形成液体连通。但是，可以预期，液体进口457事实上可以配置在下壳体件427侧壁的任何位置，或者甚至沿轴向通过该上壳体件的上部延伸，它们仍然属于本发明的范围。因此，在图11中示出的内腔455广义地限定了一个液体通道，液体在壳体423内沿着该液体通道流动到排出孔483，以便把该液体从该壳体中排出。

在图11中示出的装置423缺少阀门件(例如，类似于图1-10的实施例的阀针53那样的阀门件)或配置在该壳体内用来控制液体向排出孔483流动的其他零件。相反，在该第二个实施例中，液体可以连续地在内腔455内流向排出孔483。但是，应当指出，壳体423外部的适合的控制装置(未示出)也可以控制液体向壳体进口457的流动，由此控制了液体向排出孔483的传送，它们仍然属于本发明的范围。

总的以550示出的超声波长波导管组件沿壳体423的轴向(例如，沿在图11中示出的该壳体的纵向或垂直方向)延伸，并且完全配置在该壳体的内控455内。具体地说，波导管组件550可以适合地以与图1-10中的实施例的燃料喷射器21的波导管组件150大体上相同的方式制成。组件550的波导管521的终端523适合地贴近排出孔483配置。此处使用的术语“贴近”在定性意义上只是用来表示：正好在该液体进入排出孔483以前，超声波能量由波导管521的终端523传给在内腔455内的液体，并不打算专指在排出孔和波导管终端之间的特定空间。

如图11中所示，下壳体件427的侧壁552的内横截面尺寸向该下壳体件的下端481减小。因此，在波导管521的终端523处和/或接近该终端处的扩大部分695以很小的间隙或者甚至以滑动接触的关系朝着下壳体件427的下端481，例如正好在该排出孔的上游(相对于压力液体在内腔455内向排出孔483流动的方向)，因此，在该壳体内液体的流动通道在该波导管的终端处和/或接近该终端处变窄。

但是，应当指出，波导管521(或它的其他部分)不是必须与下壳体件427的侧壁552处于很小的间隙关系，它们仍然属于本发明的范围。例如，波导管521的外横截面尺寸沿其长度也可以是基本上均匀的而不是具有扩大部分695，或者该尺寸可以朝着该波导管的终端523变窄。可选择地，或另外地，下壳体件427的侧壁552的内横截面尺寸也可以向着该下壳体件的下端481不减小。

波导管521在内腔455内通过沿横向延伸的安装件479适合地与壳体423互相连接，该安装件基本上制成与图1-10中的实施例的安装件79相类似。因此，安装件479将壳体423与波导管521的机械振动相隔离。安装件479的外面部分689固定在上壳体件425的下端431与下壳体件427的上端433之间。在固定安装件479的外面部分689的上和下壳体件425，427处形成适合的众孔(未示出，但它们与在图1-10的实施例中所示出的孔199，201相类似)，以便允许液体在该内腔中沿纵向通过该安装件流动。

波导管组件550还包括激励装置545(例如，在图示的实施例中，压电环547)，该装置通过螺纹连接在波导管521的上面部分531上的套环551压紧在安装件479上。电流通过适合的接线(未示出，但与图1-10中的实施例的接线相类似)供给激励装置545，该接线通过壳体423的侧面延伸，并且与内腔455内的接触环683电连接。

在工作时，液体被传送到壳体423的液体进口457，以便沿着该流动通道流动，例如在内腔455内，流动到排出孔483。当压力液体通过波导管521的终端523流到排出孔483时，波导管组件450就以基本上与图1-20中的燃料喷射器21的波导管组件150相同的方式工作，从而使该波导管的该终端产生超声振动，例如以超声变幅杆的方式。由此，正好在该液体进入排出孔483前，超声波能量就通过波导管521的终端523传给该液体，从而基本上使该液体雾化(例如，减少液滴尺寸并且使排出该装置421的燃料的液滴尺寸分布更狭窄)。在该液体从排出孔483排出以前，液体的超声激励对由装置421投送的液体产生脉动的通常为锥形的雾化液体喷射。

图12示出了总的以标号821表示的本发明的超声波液体传送装置的第三个实施例。除了图示的第三实施例的波导管组件950只是部分地配置在壳体823的内腔855中以外，第三实施例的装置821与第二实施例的装置相类似。第三实施例的壳体823包括限定了内腔855的壳体件825和盖板826(例如，图示实施例中的环形盖板)，该盖板螺纹连接在该壳体件的敞开的上端837上面，从而进一步限定了该壳体，并且把安装件879的外面部分1089固定在该盖板与该壳体件之间，由此将该安装件(因而是波导管组件850)固定就位。因此，安装件879将壳体823与波导管921的机械振动相隔离，如同前面联系第一和第二实施例所描述的那样。在图中示出的第三实施例的插头882具有多个排出孔883。

在图12示出的实施例中，波导管921的下面部分933完全在内腔855中延伸，而该波导管的上面部分931则沿着壳体823的轴向向外从安装件879向上延伸。激励装置945，例如压电环947，也因此同套环951一起配置在壳体823的外面，该套环把压电环压紧在安装件879的上表面上。电流可以通过适合的接线(未示出)传送给激励装置945，从而不再需要与图1-10中示出的燃料喷射器21相关联的套筒155，接触环165和导向环167。但是，应当指出，这种套筒，接触环和导向环可以结合到图12中所示的装置821中使用，它们仍然属于本发明的范围。

图13-16示出了总的以标号1021表示的本发明的超声波液体传送装置的第四个实施例。本文中所描述的该实施例的装置1021是作为燃料喷射器使用的。但是，从更广义上说，该装置可以在其中的液体压力喷射是由该装置将超声波能量作用给该液体以后排出的任何用途中使用，可以预期，这种装置可以在以下设备中得到应用，例如(而不是限制)喷雾器和其他药剂传送装置，成型设备，加湿器，发动机的燃料喷射装置，涂料喷射装置，墨水传送装置，混合装置，均匀化装置，喷雾干燥装置，冷却装置以及利用超声波产生液体喷雾的其他用途等。

图示的装置1021与在图1-10中所描述的装置21在许多方面是相类似的。装置1021包括总的以标号1023表示的壳体，该壳体具有进口1025，该进口用于压力液体(例如，燃料)从其液体源进入由该壳体所限定的内腔1031的流动。该压力油以燃料液滴的雾化喷射的形式传送给发动机，例如传送给发动机的燃烧室。在该图示的实施例中，壳体1023包括长主体1033，喷嘴1037(有时称为阀体)和用来把该主体和喷嘴相互固定在组件中的锁紧件1039(例如，螺母)。具体地说，主体1033的下端1041坐靠在喷嘴1037(图13和14)的上端1043上。锁紧件1039适合地固定(例如，螺纹固定)在主体1033的外表面上，以便促使该主体的配合端1041，1043和喷嘴1037在一起。

在本文中使用的术语“上面的”和“下面的”是与在各个附图中示出的燃料喷射器1021的垂直取向相一致的，它们并非用来描述燃料喷射器使用时所需的取向。也就是说，不言而喻，燃料喷射器1021可以不同于在附图中所示出的垂直取向，它们仍然属于本发明的范围。在本文中，术语“轴向”和“纵向”的指向是指燃料喷射器的长度方向(例如，在图示实施例中的垂直方向)。在本文中，术语“横向”，“侧向”和“径向”是指垂直于轴向(例如纵向)的方向。在本文中，还使用了与横断于燃料喷射器轴向的方向有关的术语“内部的”和“外部的”，术语“内部的”是指朝着燃料喷射器内部的方向，而术语“外部的”是指朝着燃料喷射器外部的方向。

在图13的特定实施例中，该壳体的主体1033通常是圆柱形，并且具有上端1047和前述的下端1041。如图所示，主体1033是单件结构，但是它可以适合地制成由多个零件固定在一起而成。轴向孔1049沿纵向穿过该主体延伸，并且限定了该壳体的内腔1031的一个部分(例如，上面部分)。孔1049的上端由孔塞1053所关闭，该孔塞可以具有与主体1033可松开的连接(例如，螺纹连接)。可选择地，孔1049也可以被永久地关闭。

壳体1023的进口1025在主体1033的侧壁上形成，位于该壳体的上和下端1041，1047中间。进口1025与由该壳体限定的内腔1031相连通。进口1025以与第一个实施例(图1-10)的进口57的相同方式制成。应当指出，燃料进口1025可以安装在与图13中的位置不同的位置上，它们仍然属于本发明的范围。此外，该进口可以具有其他的结构形状。

仍然参看图13，图示的喷嘴1037通常是细长的，并且与燃料喷射器壳体1023的主体1033同轴地对中。具体地说，喷嘴1037具有终止于该喷嘴的上端1043的大直径的上面部分1057，以及从该喷嘴上的径向的外部台肩向下延伸的小直径的下面部分1059。当锁紧螺母1039向上螺纹拧紧在壳体1023的主体1033上时，该螺母就紧靠在台肩1061上。喷嘴1037的下面部分1059具有锥形的下端1061，它还被称为喷嘴尖端。轴向孔1075(图14)穿过该喷嘴沿纵向延伸，并且与主体1033的轴向孔1049，特别是在该主体的下端1041，同轴地对中，因此，穿过该主体和喷嘴的孔一起限定了燃料喷射器壳体1033的内腔1031。

一个或多个排出孔1083(四个孔中的一个可以在图13和16中看见)在喷嘴1037中形成，在图示的实施例中例如在该喷嘴的尖端1061，高压燃料通过该排出孔可以从壳体1023中排出，以便传送给发动机。作为一个实例，在一个适合的实施例中，喷嘴1037可以具有八个排出孔1083，每个排出孔的直径为约0.006英寸(0.15毫米)。但是，应当指出，排出孔1083的数量及其直径是可以改变的，它们仍然属于本发明的范围。

液体传送装置1021还包括总的用标号1101表示的波导管组件。该波导管组件包括波导管1103，在壳体1023内安装该波导管的安装件1105以及总的以标号1109表示的激励装置，该激励装置用来激励该波导管。通常，波导管1103包括沿壳体1023的纵向延伸的细长部分1113和阀门件1115，该阀门件可以相对于该壳体在关闭位置与打开位置之间移动，在该关闭位置，在内腔1031内的液体被阻止通过在喷嘴中的排出孔1083从该壳体排出，在该打开位置，液体适合于通过该排出孔从该壳体排出。

在该特定的实施例中，总的用标号1121表示的致动器用来使波导管1103在与阀门件1115的打开和关闭位置相对应的位置之间移动。最好是，当波导管1103的阀门件1115处于其打开位置时使波导管1103受到超声激励，以便把通过排出孔1083排出该壳体的液体雾化。因此，在该实施例中，不需要有如在第一个实施例(图1-10)中所描述的单独的阀针53。

超声波波导管1103与燃料喷射器壳体1023分开制成。该波导管的细长部分1113和阀门件1115沿着壳体1023的内腔1031的纵向延伸。在图示的实施例中，细长部分1113的上端1121与波导管1103的上端相对应，而阀门件的下端1125则与位于喷嘴1037的尖端1061附近的波导管的下面的终端相对应。该波导管的细长部分1113包括通常配置在安装件1105下面的第一部分1113A(在图13的下部)和通常配置在该安装件上面的第二(上面)部分1113B。在图13的实施例中，第一和第二部分1113A和1113B是同轴的，并且制成为包括圆截面的实心圆柱体的整体部件(单件)。但是，应当指出，该两个部分也可以制成为分开的构件，并且导管1103的细长部分1113可以具有其他的实心截面形状，它们仍然属于本发明的范围。细长部分1113也可以沿其全长或者只是沿其部分长度是管状的。

请详细地参看图13，该波导管的细长部分1113的外(外部)表面沿横向与壳体的主体1033和喷嘴1037隔开一个距离，从而限定了一条流动通道，例如一条环形的流动通道，高压燃料沿着该通道从燃料进口1025流到排出孔1083。通常，波导管1103的细长部分1113的外横截面尺寸(例如，图示实施例中的外径)沿其全长基本上是均匀的，但在阀门件1115附近该波导管的下端的扩大部分1141除外。作为一个实例(而不是限制)，在波导管1103细长部分1113的第一部分1113A的侧壁与扩大部分1141的喷嘴1037上游(例如，相对于燃料流向排出孔1083的方向)之间的横向(例如，在图示实施例中的径向)间隙的适合的范围为约0.001英寸(0.025毫米)至约0.021英寸(0.533毫米)。但是，该间隙可以小于或大于上述范围，它们仍然属于本发明的范围。

波导管1103的第一(下面)部分1113A的扩大部分1141的结构形状与第一实施例(图1-10)的波导管的扩大或扩展部分195十分相同。具体地说，将阀门件1115附近的扩大部分1141的外表面适合地构形，并且与喷嘴1037的内表面隔开一个间隙，以便允许液体流向排出孔1083。在一个实例中，该波导管的下面部分的扩大部分1141的横截面尺寸大小与喷嘴1037的中央孔1075形成很小的间隙或者甚至滑动接触的关系，以便在该壳体的内腔1031内保持波导管1103(包括阀门件1115)的正确的轴向对中。波导管1103的下面部分1113A的扩大部分1141还提供了增加的超声激励表面积，流向排出孔1083的燃料就受到该表面积的作用。请参阅第一实施例(图1-10)的波导管的扩大部分195的有关说明，以便进一步了解有关的典型结构和尺寸的细节。

阀门件1115在波导管1103的下端沿纵向延伸，并且基本上与该波导管的细长部分1113的下面部分1113A共轴，不过其他的结构也可能是适合的。在图示的实施例中，阀门件1115具有小于该波导管的细长部分1113的横截面尺寸，并且向下延伸到喷嘴尖端1061的锥形端内。阀门件1115具有渐缩的锥形终端表面1125(图16)，基本上采用在图1-10的实施例中的阀针53的终端适合于支靠在喷嘴尖端81的锥形内表面上密封的同样方式，该表面具有可用来支靠在喷嘴尖端1061的锥形内表面上密封的构形。

通常，波导管1103可以由具有适合的声学和机械性能的金属制成。用来制造波导管1103的适合的金属包括(而不是限制)铝，蒙乃尔高强度耐蚀镍铜合金，钛，和某些合金钢。还可以预期，波导管的全部或者部分可以覆盖有其他的金属。该在一个实施例中，波导管1103是单件结构，并且其全部长度都用同样的材料制成。但是，应当指出，该波导管的某些部分(例如，细长部分1113和阀门件1115)可以由几个相同或不同材料制成的单独零件构成，然后再把它们固定在一起形成该波导管。

安装件1105在燃料喷射器壳体1023内把超声波波导管1103固定。如在图13-15中所示，安装件105适合地在波导管1103的两端的中间与该波导管相连接。更适合地，安装件在波导管1103的节点区与该波导管相连接。在本文中所使用的波导管1103的“节点区”是指该波导管的纵向区或部分，在波导管的超声振动期间，在该区内很少(或者没有)纵向位移发生，而横向(在图示的实施例中，径向)移动通常是最大的。波导管1103的横向位移适合地包括波导管的横向扩展，但也可以包括波导管的其它横向移动(例如，弯曲)。

在图示的实施例(图13)中，波导管1103具有这样的结构形式，使得节点平面(即，横断该波导管的一个平面，在该平面上没有纵向位移发生，而横向位移通常是最大的)不存在。相反地，图示波导管的该节点区通常为这样的穹形，使得在该节点区内的任何给定的纵向位置，某些纵向位移仍然可以存在，而波导管的主要位移是横向位移。但是，应当指出，该波导管可以适合地构形成具有一个节点平面(或者节点，它有时会涉及到)，而这种波导管的节点平面应被认为是在本文中所限定的节点区的含义之内。还可以预期，安装件1105可以沿纵向配置在该波导管的节点区的上面或者下面，它们仍然属于本发明的范围。

安装件1105的适合的构形和配置可以使波导管1103的振动与燃料喷射器壳体1023相隔离。也就是说，安装件1105阻止了该波导管的纵向和横向(例如，径向)的机械振动传递到燃料喷射器壳体1023上，同时，保持波导管在内腔1031内的预定的横向位置，并且使该波导管在燃料喷射器壳体内能纵向位移。此外，安装件1105对波导管1103作用一个纵向力，以便沿纵向朝着喷嘴尖端1061推动波导管(很像弹簧或者弹簧机构)到达一个位置，在该位置上波导管1103的阀门件1115处于其阻止液体通过排出孔1083排出的关闭位置。

作为一个实例，图示(图13)的实施例的安装件1105通常包括沿横向(在图示实施例中，径向)向外从波导管1103伸出的环形的里面部分1151，横断该波导管延伸的环形的外面部分1155以及在里面部分与外面部分1151，1155之间延伸并且互相连接的环形的互连辐板1157。外面部分155沿纵向相对于里面部分1151是偏置的。在该实例中，外面部分1155比里面部分1151安装在更靠近喷嘴1037的位置，但是，这种配置也可以颠倒过来，或者该里面和外面部分可以安装在基本上相同的纵向位置。此外，里面和外面部分1151，1155和互连辐板1157都是连续地围绕波导管1103的周边延伸，但是，应当指出，这些零件中的一个或多个可以间断地围绕在该波导管的周围，例如以车轮辐条的方式，它们仍然属于本发明的范围。

在图13-15所示的实施例中，该安装件的里面部分1151具有基本上平的上表面，该上表面限定了其上安装有激励装置1109的台肩1161。里面部分1151的下表面1167由于从波导管1103附近延伸到其与互连辐板1157的接合处而具有适合的外形。

安装件1105的外面部分1155具有第一(下面的)径向表面1175(图14)和第二(上面的)径向表面1179，该第一径向表面构形成能坐靠在喷嘴1037的上端面1043上，该第二表面坐靠在该壳体的主体的下端内形成的径向的内台肩1181上。径向台肩1181具有这样的纵向位置，使得当拧紧锁紧螺母1039时，安装件1105的外面部分1155就被安装在台肩1181与喷嘴1037的上端面1043之间的固定位置上。其他装置也可以用来把安装件1105固定在该壳体上。

安装件1105的互连辐板1157做得比该安装件的里面和外面部分1151，1155更薄，以便于该辐板随着波导管1103的超声波振动而产生挠曲和/或弯曲，并且还提供了弹簧力，该弹簧力把该波导管推向一个位置，在该位置上阀门件1115处于其关闭位置。作为一个实例，在一个实施例中，该安装件的互连辐板1157的厚度范围为约0.2毫米至约1毫米，更适合地为约0.4毫米。该安装件的互连辐板1157适合地包括至少一个轴向件和至少一个横向(例如，在图示的实施例中，径向)件。在图示的实施例(见图14)中，该互连辐板具有这样的轴向件1157A和横向件1157B，使得该辐板的横截面基本上为L形。但是，应当指出，具有至少一个轴向件和至少一个横向件的其他结构也是适合的，例如，L形，H形，I形，倒U形，倒L形等，它们仍然属于本发明的范围。适合的互连辐板结构的其他的实例在美国专利6,676,003中进行了图示和描述，其公开内容与本专利相一致的部分通过引用结合在本文中。

辐板1157的轴向件1157A从安装件1105的里面部分1151上垂下，并且该轴向件对横向件1157B通常是悬臂的。因此，轴向件1157A能够随着该安装件的里面部分1151的横向振动位移相对于安装件1105的外面部分1155动态地弯曲和/或挠曲，由此把壳体1023与波导管1103的横向位移隔开。辐板1157的横向件1157B在接合处1157C与轴向件1157A这样相连接，使得横向件1157B能够随着里面部分1151的轴向振动位移相对于轴向件1157A(从而也相对于该安装件的外面部分1155)动态地弯曲和/或挠曲，由此把壳体1023与波导管1103的轴向位移隔开。此外，当该波导管未受激励时，横向件1157B适合于呈现一种形状，该形状能朝该波导管的阀门件1115的关闭位置推动该阀门件。

在图示的实施例中，当超声波激励波导管1103时，该波导管沿径向扩展，并且还在节点区(例如，安装件1105与该波导管相连接处)沿轴向轻微地位移。作为反应，L形互连件1157(例如，其轴向和横向件1157A，1157B)通常会弯曲和挠曲，更具体地说，相对于该安装件的固定的外面部分转动，例如，与抽水马桶的柱塞手柄轴向位移时的柱塞头转动的方式相类似。因此，互连辐板1157就将燃料喷射器壳体1023与该波导管的超声波振动隔离，而且在图示的实施例中，更具体地说，还把安装件1105的外面部分1155与其里面部分1151的振动位移相隔离。安装件的这种结构还提供了足够的带宽来补偿节点区的偏移，这种偏移在通常工作中是可能发生的。具体地说，安装件1105可以补偿节点区的实时位置的变化，该变化在超声波能量通过波导管实际转移时发生。这种变化或者偏移可以(例如)由于壳体内腔中的温度和/或其他环境条件的变化而发生。

还可以预期，互连辐板1157可以包括一个或多个轴向件(例如，横向件可以省去)，它们仍然属于本发明的范围。例如，在波导管1103具有节点平面并且安装件1105位于该节点平面上时，该安装件只需要构形成能隔离该波导管的横向位移即可。在一个可选择的实施例中(未示出)，可以预期，该安装件1105可以配置在该波导管的非节点区或其附近，例如，在该波导管的对置的终端中的一个终端上。在这样的实施例中，该互连辐板可以包括一个或多个用来隔离该波导管的轴向移动的横向件(即，在非节点区很少或没有横向位移发生)。

在一个特别适合的实施例中，安装件1105是单件结构。更适合地，该安装件可以与该波导管整体地制成，如图13-15中所示。但是，应当指出，安装件1105可以与波导管1103分开制造，它们仍然属于本发明的范围。还应当指出，安装件1105的一个或多个组成部分可以单独地制造，然后再适合地连接或者装配在一起。

在一个实施例中，安装件1105还被制成为基本上是刚性的(例如，在载荷作用下抵抗静止位移)以便保持波导管1103(包括阀门件1115)在喷射器的内腔1031内的正确对中。例如，在一个实施例中，刚性安装件1105可以由非弹性材料制成，更适合地由金属制成，最适合地由与波导管相同的金属制成。但是，术语“刚性”不是用来指该安装件不能随着该波导管的超声波振动而产生动态挠曲和/或弯曲。在其他的实施例中，该刚性安装件1105可以由弹性材料制成，这种材料足以抵抗在载荷作用下的静止位移，然而此外它还能随着该波导管的超声波振动而产生动态挠曲和/或弯曲。虽然在图13-16中示出的安装件1105是由金属制成的，更适合地是由与该波导管相同的材料制成的，但是可以预期，该安装件也可以由其他适合的基本上刚性的材料制成，它们仍然属于本发明的范围。

再次参看图13，燃料在燃料喷射器壳体1023的内腔1031内沿其流动的该流动通道是由在波导管组件1101与壳体1023的主体1033和喷嘴1037的内表面之间的横向间隔所限定，该流动通道与喷射器壳体1023的主体1033的燃料进口1025这样地液体流通，使得从该燃料进口进入该流动通道的高压燃料向下(在图示的实施例中)沿着该流动通道向喷嘴尖端1061流动，以便通过排出口1083从该喷嘴排出。

由于安装件1105在内腔1031内沿波导管1103的横向延伸，主体1033的下端1141和喷嘴1037的上端1043适合地构形成可以当燃料在该内腔中向喷嘴尖端1061流动时，允许该燃料围绕该安装件分流。例如，如在图14-16中可以更清楚地看到的那样，适合的通道1191在主体1033的下端形成，这些通道与安装件1105的流体通道的上游液体流通，并且与在喷嘴1037的上端中形成的并与该安装件1105的流动通道下游液体流通的相应的通道1195对中。因此，从燃料进口1025沿着安装件1105的流动通道上游向下流动的高压燃料通过在该主体内围绕该安装件的通道1191和通过该喷嘴内的通道1195向该安装件的流动通道下游(例如，在该喷嘴与波导管之间)流动。可选择地，开口可以设置在安装件1105中，以便提供通过该安装件的流动。

在图13中所示的激励装置1109基本上与第一实施例(图1-10)的激励装置145相同。该装置1109包括压电装置，更适合的是多个层叠压电环1201(例如，至少两个，而在该图示的实施例中，四个)，该压电环围绕在波导管1103的上面部分1113B周围并且安装在安装件1105上。环形套环1205在压电环1201的上面围绕该波导管的上面部分1113B，并且向下支靠在最上面的压电环上。适合地，套环1205由高密度材料制成。例如，一种可以用来制造套环1205的适合的材料是钨。但是，应当指出，套环1205也可以由其他适合的材料制成，它们仍然属于本发明的范围。套环1205上刻有内螺纹，以便把该套环连接在波导管1103的螺纹位置上。套环1205适合地向下拧紧在层叠压电环1201上，从而在该套环与安装件1105的台肩1161之间压紧该压电环。有关激励装置1109的更多的细节，请参阅对第一实施例(图1-10)的激励装置145的说明。此外，联系第一实施例的激励装置145所描述的各种可供选择的结构，也可以应用于图13的激励装置。

激励装置1109受控制装置1213的控制，该控制装置在图13中以简图示出。这类控制装置对于本技术领域的普通技术人员来说是众所周知的，因而在本文中无需对它们作进一步的描述，除非在必要的范围内。请参阅美国专利6,543,700，以便了解有关该装置工作的进一步细节，其公开内容与本专利相一致的部分通过引用结合在本文中。

如对图1-10中的第一实施例所描述过的那样，整个波导管组件1101不需要比波导管1103本身更长。作为一个实例，全部波导管组件1101可以适合地具有与约为该波导管的共振波长的一半(或者通常称为一半波长)相等的长度。具体地说，把波导管组件1101适合地构形成能以超声波频率产生共振，该共振频率的范围为约15千赫至约100千赫，较适合的频率范围为约15千赫至约60千赫，更适合的频率范围为约20千赫至约40千赫。在这些频率下工作的半波长波导管组件1101具有相应的全长(相当于一半波长)，其范围为约133毫米至约20毫米，较适合的波长范围为约133毫米至约37.5毫米，更适合的波长范围为约100毫米至约50毫米。作为一个更具体的实例，在图13中示出的波导管组件1101构形成能以约40千赫的频率工作，并且其全长约为50毫米。但是，应当指出，壳体1023的尺寸足以允许具有全波长的波导管组件配置在其中。

再次参看图13，致动器1121位于波导管1103的上端附近，并且可用来对抗安装件1105的偏压使该波导管从一个与阀门件1115的关闭位置相对应的位置移动到与该阀门件的打开位置相对应的位置。致动器1121包括磁场发生器，例如电气线圈，该发生器全部或部分地配置在壳体1023内。该线圈1121可用来对从控制装置接受来的电流作出反应，向连接在波导管1103上端的磁致伸缩材料(例如，Terfenol-D)块1225作用变化的磁场。当承受变化的磁场时，该磁致伸缩材料块1225就产生收缩和扩展，收缩使该波导管沿纵向朝着打开阀门件1115的方向(例如，在图13中，向上)移动，而扩展则使该波导管沿纵向朝着相反方向(例如，在图13中，向下)移动，从而使该阀门件在安装件1105的偏压作用下关闭。由扩展和收缩磁致伸缩材料块1225而引起的波导管的纵向移动的范围通常是相当的小，但是该范围是可以改变的。作为一个实例，在该阀门件的打开位置，阀门件1115的关闭表面与喷嘴尖端1061的对置的内表面之间的适合的间隙范围为约0.002英寸(0.051毫米)至约0.025英寸(0.64毫米)。但是，应当指出，该间隙可以大于或小于上面规定的范围，它们仍然属于本发明的范围。

磁致伸缩材料块1225可以制成与波导管1103分开的零件，然后再适合地与波导管相连接或固定(例如，通过螺纹连接，粘合剂，胶接剂或者其他办法)在组件内。可选择地，村料块1225可以制成为波导管1103的一个组成部分。在某些实施例中，整个波导管1103是由磁致伸缩材料制成的。在另外的实施例中，只有在线圈1221附近的波导管1103的纵向部分是由磁致伸缩材料制成的，该波导管的其他部分则是由不同材料制成的。

线圈1221本身的至少一部分适合地这样安装在壳体1023内，使得该线圈紧密地围绕在与该波导管相连接的磁致伸缩材料1225块上。作为一个实例(而不是限制)，该线圈可以安装在该壳体的主体1033的内表面中形成的环形凹槽(未示出)内。可选择地，该线圈可以通过适合的框架连接或固定在该壳体上，使得该线圈相对于磁致伸缩材料块适合地定位。

一种典型的磁致伸缩材料致动器是Terfenol-D固态式转换器，该转换器由来自控制装置1213的信号进行控制。其他类型的致动器也可以使用。

一个或多个致动器(例如，1121)可以用其他方法来使波导管1103在与阀门件1115的打开位置和关闭位置相对应的位置之间移动。作为一个实例(而不是限制)，波导管1103受到偏压(例如，通过安装件1105或其他弹簧机构)的作用而朝向与阀门件1115的打开位置相对应的位置，而适合地操纵该致动器可以使波导管1103只沿着对抗该偏压的方向移动到与该阀门件的关闭位置相对应的位置。可选择地，单个(只有一个)致动器可以适合地用来使该波导管沿着两个方向移动到与阀门件1115的该打开和关闭位置相对应的位置。在另一个实施例中，第一致动器可以适合地用来使波导管1103沿着一个纵向移动，从而把阀门件1115移动到第一(例如，打开)位置，第二致动器可以适合地用来使该波导管沿着一个相反的纵向移动，从而把该阀门件移动到第二(例如，关闭)位置。

在工作中，液体被传送到该壳体的液体进口1025，以便沿着该流动通道(例如，在内腔1031内)流向排出孔1083。致动器1121由控制装置1213操纵，使波导管1103在与阀门件1115的打开和关闭位置相对应的位置之间移动。该移动的时间将与所涉及的具体的应用相对应。例如，在液体传送装置1021为燃料喷射器的场合，该移动的时间将与该发动机(例如，1-12循环/每缸冲程)的燃料需要相对应。当阀门件1115打开时，压力液体通过安装件1105流过通道1191，1195，然后再通过排出孔1083。同时，波导管组件1101基本上以与图1-10的燃料喷射器的波导管组件相同的方式工作，从而超声振动该波导管，例如以超声变幅杆那样的方式。因此，正好在该液体进入排出孔以前，超声波能量通过波导管1103，特别是包括阀门件1115和就在该阀门件的紧接上游处的扩大部分1141的波导管的终端施加，从而基本上使该液体雾化(例如，减少液滴尺寸并且使排出该装置的液体的液滴尺寸分布更狭窄)。液体在从排出孔1083以前，对由该装置投送的液体的超声激励通常会产生脉动的一般为锥形的雾化液体的喷射。

图17示出了总的以标号1321表示的本发明的超声波液体传送装置的第五个实施例。该实施例与该第四个实施例(图13-16)相类似，因而对应的零件用对应的标号加上单个撇号的标志符(′)表示。

在第五个实施例中，总的用标号1121′表示的激励/致动装置至少部分安装在喷射器1321的壳体1023′内，该装置的功能是既能超声激励波导管1103′，又能使该波导管在与阀门件1115′的打开和关闭位置相对应的位置之间移动。换句话说，装置1121′的功能不仅是能超声激励波导管1103′，而且还能不是打开该阀门件，就是关闭该阀门件，或者打开和关闭该阀门件。

装置1121′包括磁场发生器，例如整个或部分配置在壳体1023′内的电气线圈1221′。线圈1121′可用来对从控制装置1213′接受来的电流作出反应，从而向连接在波导管1103′上端的磁致伸缩材料(例如，Terfenol-D)块1225′作用变化的磁场。由线圈1221′向磁致伸缩材料块1225′作用的变化的磁场将使波导管1103′沿纵向以预定的方式产生收缩和扩展，例如，以选定的频率来超声激励该波导管，从而使从喷嘴1037′的排出孔1083′排出的液体雾化，以及以选定的时间间隔，该间隔适合用来使阀门件1115′在其打开与关闭位置之间移动，该时间间隔可以是规则的或不规则的。

作为一个实例(而不是限制)，该激励和致动装置可以是Terfenol-D固态式转换器，该转换器适合地连接在远离阀门件1115′的波导管1103′的上部终端。这种连接可以是螺纹连接，粘合剂，胶接剂或者其他适合的机构。

由扩展和收缩磁致伸缩材料块1225′而引起的波导管1103′的纵向移动的范围通常是相当的小，但是该范围是可以改变的。作为一个实例，在该阀门件的打开位置，在阀门件1115′的关闭表面与喷嘴尖端1061′的对置的内表面之间的间隙范围为约0.002英寸(0.051毫米)至约0.025英寸(0.64毫米)。但是，应当指出，该间隙可以大于或小于上面规定的范围，它们仍然属于本发明的范围。

线圈1221′的至少一部分适合地这样安装在壳体1023′内，使得该线圈紧密地围绕在磁致伸缩材料块1225′上。作为一个实例(而不是限制)，线圈1221′可以安装在壳体1023′的内表面中形成的环形凹槽(未示出)内。可选择地，线圈1221′可以通过适合的框架这样连接或固定在该壳体1023′上，使得该线圈相对于磁致伸缩材料块1225′适合地定位。

在一个实施例中，操纵燃料喷射器1321′的控制装置1213′可用来(例如，按程序工作)向激励/致动装置1121′送出驱动信号，该驱动信号包括超声波激励信号分量和阀致动信号分量。线圈1221′对用来超声激励该波导管的超声波激励信号分量作出反应，从而把通过排出孔1083′排出该喷射器的的液体雾化。此外，线圈1221′对用来驱动波导管1103′的阀驱动信号分量作出反应，从而使阀门件1115′在其打开与关闭位置之间移动。

图18在描述驱动信号振幅对时间的曲线图上示出了驱动信号1351的的一个实例。在该实例中，该驱动信号是具有超声波激励信号分量1355的调制信号1351，该信号用来以预定频率超声激励波导管1103。具体地说，激励信号分量1355的适合的频率范围在约15千赫至约100千赫内，更适合的频率范围为约15千赫至约60千赫，最适合的频率范围为约20千赫至约40千赫。其他的频率范围也是可以的。调制信号1351还包括阀驱动信号分量1361，该分量构形成能用来在适合地选定的时间间隔(例如，选定的次数/每缸冲程)内打开和关闭阀门件1115′。在该特定的实施例中，阀驱动信号分量1361包括正的直流偏压分量，当波导管超声振动时，该分量从零斜坡上升到足以打开阀门件1105′的峰值电平，该分量先保持该峰值电平(当波导管连续振动时)一个适合的时间间隔，该间隔与阀门件保持在其打开位置上的预定的时间间隔相对应，然后，该分量再斜坡下降到零(当波导管连续振动时)，以便允许阀门件在安装件1105′的推动下关闭。阀门件当它在其打开与关闭位置之间移动时的纵向移动的范围通常是相当的小，但是该范围是可以改变的。作为一个实例，在该阀门件的打开位置，阀门件1115′的关闭表面与喷嘴尖端1061′的对置的内表面之间的适合的间隙范围为约0.002英寸(0.051毫米)至约0.025英寸(0.64毫米)。但是，应当指出，该间隙可以大于或小于上面规定的范围，它们仍然属于本发明的范围。

在图18的实施例中，超声波激励信号分量1361只是在阀门件1115′处于部分或者全部打开位置时才提供，以便壳体1023′在阀门件关闭时不承受大量的振动。但是，应当指出，激励信号分量也可以只有当阀门件1115′全部打开时提供或者甚至关闭一段时间(最好是较短的)时也提供。其他的调制信号也可以适合地用来控制波导管1103′的移动。例如，在图18中示出的直流偏压分量的斜坡上升和斜坡下降时间是可以改变的(即，缩短或延长，根据需要或愿望而定)。此外，超声波激励信号分量1361可以具有与正弦曲线不同的形状。而且，非调制驱动信号也可以使用。该直流偏压信号也可以具有与线性斜坡形状不同的形状，例如，指数形状或其他适合的形状。

正如在前面的实施例(图13-16)中所述的那样，一个或多个致动器(例如，1121′)可以以其他方式进行操纵，以便使波导管1103′在与阀门件1115′打开位置和关闭位置相对应的位置之间移动。作为一个实例(而不是限制)，安装件1105′可以朝其关闭位置推动或偏压阀门件1115′，而激励/致动装置1121′则可以使波导管1103′克服该偏压朝着与阀门件的打开位置相对应的位置移动。可选择地，可以使波导管1103′受到偏压(例如，通过安装件1105′或者其他的弹簧机构所施加)而朝向与阀门件1115′的打开位置相对应的位置，并且可使波导管1103′通过激励/致动装置1121′来克服该偏压而只沿着一个方向移动到与阀门件1115′的关闭位置相对应的位置。可选择地，激励/致动装置1121′可以使波导管1103′沿着沿着两个方向移动到与阀门件1115′的打开和关闭位置相对应的位置，而无需该安装件的帮助。在后一个实施例和其他的实施例中，安装件1105′的作用只是将壳体1023′与波导管的超声振动相隔离，它不再具有提供弹簧力或者偏压力来沿纵向推动波导管的作用。

在工作中，液体被传送到壳体1023′的液体进口1025′，以便沿着该流动通道，例如在内腔1031′内，流到排出孔1083′。激励/致动装置1121′由控制装置1213′进行操纵，用来使波导管1103′在与阀门件1115′的打开和关闭位置相对应的位置之间移动。该移动时间将与所涉及的具体用途相对应。例如，在该液体传送装置为燃料喷射器的场合，该移动时间将选定为与该发动机(例如，1-12循环/每缸冲程)的燃料需要相对应。当阀门件1115′打开时，压力液体流过波导管，然后再从排出孔1083′排出，同时，波导管1103′受到超声激励，例如以超声变幅杆那样的方式。因此，正好在该液体进入排出孔以前，超声波能量通过波导管1103′，特别是包括阀门件1115′的波导管的终端施加，从而基本上使该液体雾化(例如，减少液滴尺寸并且使排出该装置的液体的液滴尺寸分布更狭窄)。液体在从排出孔1083′排出以前，对由装置1321投送的液体的超声激励通常会产生脉动的一般为锥形的雾化液体的喷射。

图19示出了总的以标号1421表示的超声波液体传送装置的第六个实施例。该实施例与该第五个实施例相类似，因而对应的零件用对应的标号加上双撇号标志符(″)表示。在该实施例中，整个波导管1103″用磁致伸缩材料(例如，Terfenol-D)制成，而该磁场发生器则包括线圈1221″，该线圈在该波导管的第二部分(上部)1113B″的上端与下端的中间围绕在该波导管的纵向部分(大部分)上。但是，应当指出，其他结构也是可以的。作为一个实例，也可以将该整个波导管的一部分用磁致伸缩材料制成。

至少一部分线圈1221″适合地这样配置在壳体1023″内，使得该线圈紧密地围绕在波导管1103″的磁致伸缩材料块上。作为一个实例而不是限制，线圈1221″可以安装在壳体1023″的内表面中形成的环形凹槽(未示出)内。可选择地，线圈1221″可以通过适合的框架连接或固定在1023″壳体上，使得该线圈相对于波导管1103″适合地定位。

[00167]在一个实施例中，操纵燃料喷射器1421的控制装置1213″可用来(例如，按程序工作)向激励/致动装置1121″送出驱动信号，该驱动信号包括超声波激励信号分量和阀致动信号分量。线圈1221″对用来超声激励该波导管的超声波激励信号分量作出反应，从而把通过排出孔1083″排出该喷射器的的液体雾化。此外，线圈1221″对用来驱动波导管1103″的阀驱动信号分量作出反应，从而使阀门件1115″在其打开与关闭位置之间移动。

作为一个实例而不是限制，在图18中示出的这种调制驱动信号可以由控制装置1213″送出给激励/致动装置1121″。其他的调制信号也可以适合地用来控制波导管1103″的移动。例如，在图18中示出的直流偏压信号的斜坡上升和斜坡下降时间是可以改变的(即，缩短或延长，根据需要或愿望而定)。此外，超声波激励信号分量1361可以具有与正弦曲线不同的形状。而且，非调制驱动信号也可以用来控制波导管1103″的移动。

正如在上面的(第五个)实施例中所述的那样，各种致动装置可以预期用来使波导管1103″在与阀门件1115″的打开和关闭位置相对应的位置之间移动。例如，安装件1105″可以朝其关闭位置推动或偏压阀门件1115″，而且激励/致动装置1121″也可以使波导管1103″克服该偏压朝着与阀门件的打开位置相对应的位置移动。可选择地，可使波导管1103″受到偏压(例如，通过安装件1105″或者其他的弹簧机构所施加)而朝向与阀门件1115″的打开位置相对应的位置，并且可使波导管1103″通过激励/致动装置1121″来克服该偏压而只沿着一个方向移动到与阀门件1115″的关闭位置相对应的位置。可选择地，激励/致动装置1121″可以使波导管1103″沿着沿着两个方向移动到与阀门件1115″的打开和关闭位置相对应的位置，而无需该安装件的帮助。在后一个实施例和其他的实施例中，安装件1105″的作用只是将壳体1023″与波导管的超声振动相隔离，它不再具有提供弹簧力或者偏压力来沿纵向推动波导管的作用。

第六实施例的喷射器1421的工作基本上与第五实施例(图17)的工作相同。液体被传送到壳体1023″的液体进口1025″，以便沿着该流动通道，例如在内腔1031″内，流到排出孔1083″。激励/致动装置1121″由控制装置1213″进行操纵，用来使波导管1103″在与阀门件1115″的打开和关闭位置相对应的位置之间移动。该移动的正时将与所涉及的具体用途相对应。例如，在该液体传送装置为燃料喷射器的场合，该移动的正时将选定为与该发动机(例如，1-12循环/每缸冲程)的燃料需要相对应。当阀门件1115″打开时，压力液体流过波导管，然后再从排出孔1083″排出，同时，波导管1103″受到超声激励，例如以超声变幅杆那样的方式。因此，正好在该液体进入排出孔以前，超声波能量通过波导管1103″，特别是包括阀门件1115″的波导管的终端施加，从而基本上使该液体雾化(例如，减少液滴尺寸并且使排出该装置的液体的液滴尺寸分布更狭窄)。在液体从排出孔1083″排出以前，对由装置1421投送的液体的超声激励通常会产生脉动的一般为锥形的雾化液体的喷射。

图20示出了总的以标号1521表示的超声波液体传送装置的第七个实施例。该实施例与该第六个实施例相类似，因而对应的零件用对应的标号加上三个撇号的标志符(″′)表示。在该实施例中，整个波导管1103″′用磁致伸缩材料(例如，Terfenol-D)制成，而该磁场发生器则包括线圈1221″′，该线圈在该波导管的上端与下端的中间围绕在该波导管的纵向部分部分(大部分)上。但是，应当指出，其他结构也是可以的。作为一个实例，也可以将该整个波导管的一部分用磁致伸缩材料制成。此外，该线圈和波导管的纵向长度也可以根据需要改变。

至少一部分线圈1221″′适合地这样配置在壳体1023″′内，使得该线圈紧密地围绕在波导管1103″′的磁致伸缩材料块上。作为一个实例而不是限制，线圈1221″′可以安装在壳体1023″′的内表面中形成的环形凹槽(未示出)内。可选择地，线圈1221″′可以通过适合的框架连接或固定在1023″′壳体上，使得该线圈相对于波导管1103″′适合地定位。

在第七实施例中，前面的实施例中的安装件1105，1105′，1105″全部省去，由此简化了该组件，并且使线圈1221″′的长度和或位置显著地变化。作为一个实例，该线圈可以只围绕该波导管的上面部分1113B″′，或者只围绕该波导管的下面部分1113A″′，或者该波导管的上面和下面部分都围绕。此外，线圈1221″′的全长相对于波导管1103″′的全长可以增加。因此，更大百分比的磁致伸缩材料受到该线圈的作用。该波导管的纵向移动由线圈1221″′和在阀门件1115″′附近的波导管的扩大部分1141″′所导引。其他的导引装置也可以使用。

在一个实施例中，操纵燃料喷射器1521的控制装置1213″′可用来(例如，按程序工作)向激励/致动装置1121″′送出驱动信号，该驱动信号包括超声波激励信号分量和阀致动信号分量。线圈1221″′对用来超声激励该波导管的超声波激励信号分量作出反应，从而把通过排出孔1083″′排出该喷射器的的该液体雾化。此外，线圈1221″′对用来驱动波导管1103″′的阀驱动信号分量作出反应，从而使阀门件1115″′在其打开与关闭位置之间移动。

作为一个实例而不是限制，在图21中示出的这种驱动信号1351可以由控制装置1213″′送出给激励/致动装置1121″′。驱动信号1351基本上与图18中的驱动信号1351相同，除去该信号的阀驱动分量1361包括足以在适合的时间间隔内打开阀门件1115″′的正直流偏压和足以关闭阀门件1115″′并且保持它关闭适合的时间间隔的负直流偏压以外。其他的调制信号也可以适合地用来控制波导管1103″′的移动。例如，在图21中示出的正和负偏压的斜坡上升和斜坡下降时间是可以改变的(即，缩短或延长，根据需要或愿望而定)。此外，超声波激励信号分量1361可以具有与正弦曲线不同的形状。而且，非调制驱动信号也可以用来控制波导管1103″′的移动。

第七实施例的喷射器1521的工作基本上与第六实施例(图19)的工作相同。液体被传送到壳体1023″′的液体进口1025″′，以便沿着该流动通道，例如在内腔1031″′内，流到排出孔1083″′。激励/致动装置1121″′由控制装置1213″′进行操纵，用来使波导管1103″′在与阀门件1115″′的打开和关闭位置相对应的位置之间移动。该移动正时将与所涉及的具体用途相对应。例如，在该液体传送装置为燃料喷射器的场合，该移动正时将选定为与该发动机的燃料需要(例如，1-12循环/每缸冲程)相对应。当阀门件1115″′打开时，压力液体流过波导管，然后再从排出孔1083″′排出，同时，波导管1103″′受到超声激励，例如以超声变幅杆那样的方式。因此，正好在该液体进入排出孔以前，超声波能量通过波导管1103″′，特别是包括阀门件1115″′的该波导管的终端施加，从而基本上使该液体雾化(例如，减少液滴尺寸并且使排出该装置的液体的液滴尺寸分布更狭窄)。在液体从排出孔1083″′排出以前，对由装置1521投送的液体的超声激励通常会产生脉动的一般为锥形的雾化液体的喷射。

当介绍本发明或其最佳实施例的零件时，字或词“一”“该”和“所述”只是用来指有一个或多个零件。术语“包括”和“具有”用来表示被包括在内的零件，并且意指可能有列出零件之外的其他的零件。

由以上所述可以看到，本发明达到了几个目的，并且还获得了其他的有利结果。

由于对上述结构和方法可以做出各种改变而仍然属于本发明的范围内，因此应当指出，包含在上述说明书内和在附图中示出的所有内容都应被解释为说明性的，并且没有限制的含义。

Claims (35)

1.一种超声波液体传送装置，包括：

壳体，该壳体具有内腔和至少一个与该壳体的内腔液体连通的排出孔，由此，该内腔中的液体可通过所述至少一个排出孔从该壳体排出；

与该壳体分开的超声波波导管，该波导管至少部分地配置在该壳体的所述内腔中，用来在所述液体通过该至少一个排出孔从该壳体排出以前，超声激励该内腔中的液体；

所述波导管包括阀门件，该阀门件可以相对于该壳体在关闭位置与打开位置之间移动，在该关闭位置，在该内腔中的液体被阻止通过该至少一个排出孔从该壳体排出，在该打开位置，液体适合于通过该至少一个排出孔从该壳体排出；以及

激励装置，该激励装置可用来在该阀门件的打开位置超声激励所述超声波波导管。

2.权利要求1所述的液体传送装置，其中，所述阀门件是该波导管的一个整体组成部分。

3.权利要求1所述的液体传送装置，其中，所述波导管包括沿着该内腔的纵向延伸的细长部分，所述阀门件从该细长部分的一端伸出。

4.权利要求1所述的液体传送装置，其中，所述激励装置还可用来超声激励所述阀门件。

5.权利要求1所述的液体传送装置，还包括致动器，该致动器用来使该波导管移动，从而或者打开该阀门件，或者关闭该阀门件，或者打开和关闭该阀门件。

6.权利要求5所述的液体传送装置，还包括控制装置，该控制装置用来这样协调所述致动器和所述激励装置的工作，使得当阀门件处于其关闭位置时，该激励装置不会激励该波导管。

7.权利要求1所述的液体传送装置，还包括安装件，该安装件用来把该波导管安装在所述壳体内，所述安装件在该壳体的内腔中与该波导管相接触，并且在与所述波导管隔开一个距离的位置上固定到该壳体上。

8.权利要求7所述的液体传送装置，其中，该安装件的至少一部分配置在该壳体的内腔中。

9.权利要求8所述的液体传送装置，其中，该波导管和该激励装置一起限定了波导管组件，基本上该整个波导管组件配置在该壳体的内腔中，该安装件至少一部分配置在该壳体的内腔中，并且在所述内腔中至少部分地支承着该激励装置。

10.权利要求9所述的液体传送装置，其中，该超声波波导管是细长的，并且具有沿纵向对置的终端，所述波导管还具有在该波导管的所述沿纵向对置的终端中间的节点区，从而限定了从所述节点区沿纵向延伸到所述纵向对置终端中的一个的第一波导管部分，和以与所述第一波导管部分呈同轴关系从所述节点区沿纵向延伸到所述纵向对置终端中的另一个的第二波导管部分，所述第一和第二波导管部分完全配置在该壳体的内腔中。

11.权利要求10所述的液体传送装置，其中，该波导管基本上在该壳体的内腔中沿纵向延伸，并且该第一波导管部分比该第二波导管部分沿纵向配置在更靠近该壳体的所述至少一个排出孔的位置，所述阀门件安装在该第一波导管部分上。

12.权利要求11所述的液体传送装置，其中，该激励装置连接在该第二波导管部分上。

13.权利要求12所述的液体传送装置，其中，该第一波导管部分限定了超声变幅杆，而该第二波导管部分和该激励装置一起限定了转换器，该转换器用来在该内腔中超声激励该超声变幅杆。

14.权利要求7所述的液体传送装置，其中，所述安装件构形成能弹性地推动所述波导管朝向与该阀门件的关闭位置相对应的位置。

15.权利要求7所述的液体传送装置，其中，所述安装件至少部分地配置在该壳体内的液体流动通道内，并且构形成能基本上使该壳体与该波导管的振动相隔离。

16.权利要求1所述的液体传送装置，其中，该波导管和该激励装置一起限定了超声波波导管组件，所述超声波波导管组件具有约为一半波长的长度。

17.权利要求1所述的液体传送装置，其中，该激励装置起着或者打开该阀门件，或者关闭该阀门件，或者打开和关闭该阀门件的作用。

18.权利要求17所述的液体传送装置，其中，该激励装置适合用来接受驱动信号，该驱动信号包括超声波激励信号分量和阀致动信号分量，所述激励装置对所述超声波激励信号分量作出反应，以便用来超声激励该波导管，以及对所述阀驱动信号分量作出反应，以便用来操纵该波导管使该阀门件打开，或使该阀门件关闭，或使该阀门件打开和关闭。

19.权利要求18所述的液体传送装置，其中，所述激励装置包括与该波导管相结合的磁致伸缩材料块和磁场发生器，该磁场发生器用来向所述磁致伸缩材料块作用变化的磁场，以便超声激励该波导管。

20.权利要求19所述的液体传送装置，其中，所述磁致伸缩材料块与该波导管是分件的，但是与该波导管相连接。

21.权利要求19所述的液体传送装置，其中，所述磁致伸缩材料块是该波导管的整体组成部分。

22.权利要求21所述的液体传送装置，其中，所述磁场发生器包括在该壳体内围绕该波导管的电气线圈。

23.权利要求17所述的液体传送装置，还包括用来把该波导管安装在所述壳体内的安装件，所述安装件在该壳体的内腔中与该该波导管相接触，并且在与所述波导管隔开一个距离的位置上固定到该壳体上。

24.权利要求23所述的液体传送装置，其中，该安装件的至少一部分配置在该壳体的内腔中。

25.权利要求24所述的液体传送装置，其中，该波导管和该激励装置一起限定了波导管组件，基本上该整个波导管组件配置在该壳体的内腔中，该安装件至少一部分配置在该壳体的内腔中，并且在所述内腔中至少部分地支承着该激励装置。

26.权利要求25所述的液体传送装置，其中，该超声波波导管是细长的，并且具有沿纵向对置的终端，所述波导管还具有在该波导管的所述沿纵向对置的终端中间的节点区，从而限定了从所述节点区沿纵向延伸到所述纵向对置终端中的一个的第一波导管部分，和以与所述第一波导管部分呈同轴关系从所述节点区沿纵向延伸到所述纵向对置终端中的另一个的第二波导管部分，所述第一和第二波导管部分完全配置在该壳体的内腔中。

27.权利要求26所述的液体传送装置，其中，该波导管基本上在该壳体的内腔中沿纵向延伸，并且该第一波导管部分比该第二波导管部分沿纵向配置在更靠近该壳体的所述至少一个排出孔的位置，所述阀门件安装在该第一波导管部分上。

28.权利要求27所述的液体传送装置，其中，该第一波导管部分限定了超声变幅杆，而该第二波导管部分和该激励装置一起限定了转换器，该转换器用来在该内腔中超声激励该超声变幅杆。

29.一种用来操纵这类超声波液体传送装置的方法，该类超声波液体传送装置包括具有内腔和至少一个排出孔的壳体和至少部分地配置在该壳体的内腔中的超声波波导管，所述波导管包括阀门件，该阀门件可以相对于该壳体在关闭位置与打开位置之间移动，在该关闭位置，在该内腔中的液体被阻止通过该至少一个排出孔从该壳体排出，在该打开位置，液体适合于通过该至少一个排出孔从该壳体排出，所述方法包括：

使液体流入该壳体的内腔中，以便在该液体通过所述至少一个排出孔从该壳体排出以前与所述波导管相接触；以及

向至少部分地安装在所述壳体内的装置提供驱动信号，以便用来超声激励和致动该波导管，所述驱动信号包括超声波激励信号分量和阀致动信号分量；

所述装置对所述阀驱动信号分量作出反应，以便移动该波导管使该阀门件打开，或使该阀门件关闭，或使该阀门件打开和关闭；以及

所述装置对所述超声波激励信号分量作出反应，以便当该阀门件处于所述打开位置时超声激励该波导管，从而把通过所述至少一个排出孔排出的液体雾化。

30.权利要求29所述的方法，其中，所述超声波激励信号分量只在该阀门件处于所述打开位置时才提供。

31.权利要求29所述的方法，其中，所述阀致动信号分量包括正偏压，该正偏压用来迫使该阀门件克服促使该阀门件朝着其关闭位置的机械偏压而打开。

32.权利要求31所述的方法，其中，所述阀致动信号分量包括用来迫使该阀门件关闭的负偏压。

33.权利要求29所述的方法，其中，所述阀致动信号分量包括用来迫使该阀门件打开的正偏压和用来迫使该阀门件关闭的负偏压。

34.权利要求29所述的方法，其中，所述装置包括与该波导管相结合的磁致伸缩材料块和磁场发生器，该磁场发生器用来向所述磁致伸缩材料块施加变化的磁场。

35.权利要求29所述的方法，其中，所述磁场发生器包括围绕该波导管的电气线圈，以及其中，所述磁致伸缩材料块是所述波导管的一部分。

Images