第32卷(2010)第4期智能化与控制
柴油机 Diesel Engine
Vol. 32(2010) No, 4
压电喷射系统执行器驱动仿真及试验研究
宋国民，寇伟，高崴，沈妍
（无锡油泵油嘴研究所，江苏无锡214063）
摘要：在压电共轨喷射系统研究的基础上，对压电执行器不同驱动方式进行分析，并利用 PSPICE软件进行电路仿真分析，最后进行了系统油泵台架试验。结果表明，设计的驱动电路具有
良好适应性，能灵活调整压电执行器驱动特性，为下一步压电式共轨系统应用莫定了基础。关键词：压电执行器；共轨；喷油器；仿真
中图分类号：TK421.4
文献标识码：A
文章编号：10014357(2010)04001004
SimulationandExperimentalStudyofActuatorDriving
forPiezoelectric Injection System Song Guomin, Kou Wei, Gao Wei, Shen Yan
( Wuxi Fuel Injection Equipment Research Institute, JiangsuWuxi214063)
Abstract: Driving modes of piezoelectric injector were analyzed based on the study of common rail sys-tem with piezoelectric actuator, and simulation software of PSPICE was used to analyze driving circuit. Finally fuel test bench experiments were carried out. It was showed by the results that the driving circuit had good adaptability, and driving performance of piezoelectric actuator could be adjusted flexibly
Therefore it lays a foundation for application development of piezoelectric common rail system. Keywords: piezoelectric actuator; common rail; injector; simulation
1前言
自从内燃机诞生以来，对节能和环保的追求就成了推动内燃机不断发展的驱动力。在能源越来越紧张的今天，柴油机由于燃烧效率高，因而应用范围越来越广泛。为解决排放及喷射压力提高后柴油机的振动、噪声问题，多次喷射技术被广泛地应用到直喷式柴油机系统。为提高喷射系统执行器响应速度，压电执行器喷射系统应运而生，相对电磁式执行器具有更高的喷油器开关速度，从而使燃油系统喷射结束及喷射过程得到更高的控制灵活性，为内燃机性能提高奠定了基础[1]。
2
压电执行器驱动
压电晶体执行器是利用材料压电效应进行工作的，压电效应的原理如下：对压电材料施加压力，便会产生电位差（正压电效应）；反之，施加电压则产生机械应力（称为逆压电效应）。压电执行器是利用材料的逆压电效应，将电能转变为机械能或机械运动(2)。主要以聚合物双晶片为基础，包括利用横向效应和纵向效应两种方式，基于聚合物双晶片开展的驱动器应用研究包括显示器件控制、微位移产生系统等。压电执行器采用具有高压电应变常数的压电陶瓷材料，经叠层工艺制作的独有型压电叠层器件。压电执行器在电场的作用下产成形变，
收稿日期：2009-09-23；修回日期：2009-10-26
基金项目：江苏省基础研究计划（自然科学基金）资助项目，项目编号：BK2008535
作者简介：宋国民（1972-），男，高级工程师，主要研究方向为发动机电子控制、故障诊断技术及现场总线通讯，Email：sgm@fieri.com