УСТРОЙСТВО ВПРЫСКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

1. Устройство впрыска текучей среды (131), имеющее главную ось (АВ) впрыска и содержащее:
сопло (3), содержащее вдоль указанной оси (АВ) отверстие впрыска и седло (5) и соединенное с противоположной стороны с картером (1),
иглу (4), содержащую вдоль указанной оси (АВ) первый конец (6), образующий клапан в зоне контакта с седлом (5), и с противоположной стороны соединенную с приводом (2), установленным с возможностью перемещения в осевом направлении в картере (1) для создания колебаний иглы (4), обеспечивая между ее первым концом (6) и седлом (5) сопла (3) относительное перемещение, поочередно открывающее и закрывающее клапан, при этом привод (2) содержит вдоль оси (АВ) первую (21), вторую (22) и третью (23) части, выполненные с возможностью прохождения через них акустических волн, инициируемых колебаниями второй части (22), при этом первая (21) и третья (23) части расположены в осевом направлении по обе стороны от второй части (22), которая содержит электроактивный материал (221), при этом все три части (21, 22, 23) стянуты между собой, образуя блок, имеющий в осевом направлении две противоположные границы (С), (D), при этом первая часть (21) соединена с иглой (4) в месте одной (D) из указанных границ (С), (D),
средства возбуждения, предназначенные для создания колебаний во второй части (22) привода (2) с заданным периодом τ,
отличающееся тем, что длина (L) между двумя границами (С), (D) блока определена таким образом, чтобы время распространения (Т) акустических волн, инициируемых колебаниями второй части (22) привода (2) и проходящих эту длину (L), удовлетворяло следующему уравнению Т=n·[τ/2] с учетом допуска, где n является целым положительным и не равным нулю множителем.
1
1
1
1
2. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что первая часть (21) привода (2) имеет в осевом направлении первую границу (213), совпадающую с границей (D), где блок соединяется с иглой (4), и вторую противоположную границу (212), прилегающую к электроактивному материалу (221) второй части (22) привода (2), при этом первая длина (L) между первой (213) и второй (212) границами определена таким образом, чтобы время распространения (T) акустических волн, инициируемых колебаниями второй части (22) привода (2) и проходящих эту первую длину (L), удовлетворяло следующему уравнению T=m·[τ/2] с учетом допуска, где m является целым положительным и не равным нулю множителем.
2
2
2
2
3. Устройство впрыска по п.1 или 2, отличающееся тем, что первая часть (21) привода (2) имеет в осевом направлении первую границу (213), совпадающую с границей (D), где блок соединяется с иглой (4), и вторую противоположную границу (212), прилегающую к электроактивному материалу (221) второй части (22) привода (2), при этом вторая длина (L) между второй границей (212) и границей (С) блока, противоположной игле (4), определена таким образом, чтобы время распространения (Т) акустических волн, инициируемых колебаниями второй части (22) привода (2) и проходящих эту вторую длину (L), удовлетворяло следующему уравнению Т=k·[τ/2] с учетом допуска, где k является целым положительным и не равным нулю множителем.
2
4. Устройство впрыска по п.3, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на 90% второй длины (L) привод (2) имеет изменение линейного акустического импеданса меньшее или равное 5%.
A3
A3
A3
A3
5. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что третья (23) и вторая (22) части привода (2) имеют соответственно сечения разной площади в плоскостях, перпендикулярных к оси (АВ), при этом третья часть (23) содержит сегмент (23) сопряжения с второй частью (22), имеющий в осевом направлении такую длину (L), чтобы время распространения (T) акустических волн, инициируемых колебаниями второй части (22) привода (2) и проходящих эту длину (L), удовлетворяло следующему уравнению T<τ/10.
21
21
21
21
21
21
21
21
21
6. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что первая часть (21) выполнена с возможностью смещения любого перпендикулярного оси (АВ) сечения первой части (21) вследствие акустических волн, проходящих через первую часть (21) от ее второй границы (212) к ее первой границе (213), при этом первая часть (21) привода (2) имеет вдоль указанной оси (АВ) изменение линейного акустического импеданса (I), при котором осевое смещение сечения, перпендикулярного к оси (АВ) и находящегося на первой границе (213), превышает смещение любого другого сечения первой части (21), при этом линейный акустический импеданс (I) первой части (21) определен следующим уравнением I=Σ·ρ·c, где Σ - площадь сечения первой части (21), перпендикулярного к оси (АВ), ρ - плотность первой части (21), c - скорость звука в первой части (21).
7. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что первая часть (21) содержит по меньшей мере один сегмент в виде усеченного конуса, который сужается вдоль оси (АВ) к игле (4), при этом расстояние (Н) вдоль оси (АВ) между любым сечением (EF) сегмента в виде усеченного конуса, перпендикулярным к оси (АВ), и воображаемой вершиной (Р) указанного усеченного конуса удовлетворяет следующему неравенству Н>0,22·с·τ.
A2
A2
A2
A2
8. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что первая (21) и вторая (22) части привода (2) выполнены соответственно с сечениями разной площади в плоскостях, перпендикулярных к оси (АВ), при этом первая часть (21) содержит сегмент (211) сопряжения с второй частью (22), имеющий в осевом направлении такую длину (L), чтобы время распространения (T) акустических волн, инициируемых колебаниями второй части (22) привода (2) и проходящих эту длину (L), удовлетворяло следующему соотношению T<τ/10.
A1
A1
A1
A1
9. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что первая (21) часть привода (2) и игла (4) имеют соответственно сечения разной площади в плоскостях, перпендикулярных к оси (АВ), при этом первая часть (21) содержит сегмент (210) сопряжения с иглой (4), имеющий в осевом направлении такую длину (L), чтобы время распространения (T) акустических волн, инициируемых колебаниями второй части (22) привода (2) и проходящих эту длину (L), удовлетворяло следующему соотношению: T<τ/20.
10. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что первая часть (21) привода (2) продолжена вдоль оси (АВ) противоположно игле (4) центральным стержнем (40), при этом вторая (22) и третья (23) части привода (2) насажены на центральный стержень (40).
11. Устройство впрыска по п.10, отличающееся тем, что центральный стержень (40) имеет тепловое расширение, равное тепловому расширению электроактивного материала (221) второй части (22) привода (2).
12. Устройство впрыска по п.10, отличающееся тем, что центральный стержень (40) имеет тепловое расширение, отличное от теплового расширения электроактивного материала (221) второй части (22) привода (2), при этом средство (250) предварительного напряжения, связанное с центральным стержнем (40), выполнено с возможностью стягивания вместе трех частей (21), (22), (23) привода (2) и соединено через упругое средство (251) с концом блока привода (2), противоположным игле (4).
13. Устройство впрыска по п.1, отличающееся тем, что
сопло (3) с картером (1) и игла (4) с приводом (2) образуют соответственно первую и вторую среды распространения акустических волн, при этом каждая среда имеет линейный акустический импеданс (I), определяемый следующим уравнением I=Σ·ρ·c, где Σ - площадь сечения среды, перпендикулярного к оси (АВ), ρ - плотность среды, с - скорость звука в среде,
по меньшей мере, одна первая зона разрыва линейного акустического импеданса находится на расстоянии от зоны контакта седла (5) с первым концом (6) вдоль сопла (3) или картера (1), и, по меньшей мере, одна другая зона разрыва линейного акустического импеданса находится на расстоянии от зоны контакта первого конца (6) с седлом (5) вдоль иглы (4) или привода (2), и
указанные первая и другая зоны разрыва линейного акустического импеданса являются, каждая, первой в порядке, начиная от указанной зоны контакта между первым концом (6) иглы (4) и седлом (5), в направлении распространения акустических волн соответственно к картеру (1) и к приводу (2),
B
B
B
B
B
B
при этом расстояние, называемое первым расстоянием (L), между, с одной стороны, зоной контакта между седлом (5) и первым концом (6) и, с другой стороны, первой зоной разрыва линейного акустического импеданса вдоль сопла (3) или картера (1) определена таким образом, чтобы время распространения (T) акустических волн, инициируемых второй частью (22) привода (2) и проходящих это первое расстояние (L), удовлетворяло следующему уравнению T=n·[τ/2] с учетом допуска, где n - целый положительный и не равный нулю множитель, а
A
A
A
A
A
A
расстояние, называемое вторым расстоянием (L), между, с одной стороны, зоной контакта между первым концом (6) и седлом (5) и, с другой стороны, первой зоной разрыва линейного акустического импеданса вдоль иглы (4) или привода (2) определено таким образом, чтобы время распространения (T) акустических волн, инициируемых второй частью (22) привода (2) и проходящих это второе расстояние (L), удовлетворяло следующему уравнению T=n·[τ/2] с учетом допуска, где n - целый положительный и не равный нулю множитель.
B
301
302
303
301
302
303
14. Устройство впрыска текучей среды по п.13, отличающееся тем, что внутри первой среды распространения акустических волн на указанном первом расстоянии (L) имеется несколько сегментов (301, 302, 303), отличающихся друг от друга, по меньшей мере, по двум критериям из трех следующих критериев, характеризующих сегменты (301, 302, 303): (а) геометрия сегмента; (б) плотность ρ сегмента; (в) скорость с звука в сегменте, при этом сегменты (301, 302, 303) выполнены такими, что их соответствующие линейные акустические импедансы (I), (I), (I) равны: I=I=I.
A
401
402
403
401
402
403
15. Устройство впрыска текучей среды по пп.13 или 14, отличающееся тем, что внутри второй среды распространения акустических волн на указанном втором расстоянии (L) имеется несколько сегментов (401, 402, 403), отличающихся друг от друга, по меньшей мере, по двум критериям из трех следующих критериев, характеризующих сегменты (401, 402, 403): (а) геометрия сегмента; (б) плотность ρ сегмента; (в) скорость с звука в сегменте, при этом сегменты (401, 402, 403) выполнены такими, что их соответствующие линейные акустические импедансы (I), (I), (I) равны: I=I=I.
AC-ZJ
A-ZJ
AC-ZJ
A-ZJ
16. Устройство впрыска текучей среды по п.13, отличающееся тем, что игла (4) и привод (2) соединены между собой зоной соединения (ZJ), которая передает акустические волны, при этом в зоне соединения (ZJ) привод (2) имеет линейный акустический импеданс I, а игла (4) имеет линейный акустический импеданс I, при этом выполняется следующее соотношение: I/I≥2,5.
1-1
4
1-1
17. Устройство впрыска текучей среды по п.16, отличающееся тем, что первая часть (21) привода (2) содержит, по меньшей мере, одно круглое сечение заранее определенного диаметра, называемого диаметром (D) первой части (21), измеренным в плоскости, перпендикулярной к оси (АВ), при этом зона соединения (ZJ) между иглой (4) и приводом (2) образована со стороны привода (2) указанным круглым сечением, причем зона соединения (ZJ) между иглой (4) и приводом (2) образована со стороны иглы (4), по меньшей мере, одним круглым цилиндрическим участком заранее определенного диаметра, называемого диаметром (D) иглы (4), измеренным в плоскости, перпендикулярной к оси (АВ), при этом диаметр (D) первой части (21) привода (2) и диаметр (D4) иглы (4) связаны следующим неравенством
18. Двигатель (151) внутреннего сгорания, характеризующийся тем, что в нем использовано устройство впрыска текучей среды по любому из пп.1-17.