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压电陶瓷式喷油器驱动系统

更新时间:2019-11-08
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压电陶瓷式喷油器驱动系统

摘  要

随着能源危机的加剧以及排放法规的日益严格,传统的电磁阀式喷油器愈来愈难以满足人们对节能和环保的要求。然而,压电陶瓷式喷油器凭借其响应快、体积小、灵敏度高及位移精度与分辨率高等优势,广泛应用于精密机械、微电子、微机械、精密制造及航空航天等领域,具有较强的应用优势和发展前景,成为喷油器的主流发展方向。因此,对压电陶瓷式喷油器的驱动系统的研究有着十分重要的意义[1-2]
本文首先对压电陶瓷的机理进行了理论的分析与研究,其次,对传统电磁阀式喷油器和压电陶瓷式喷油器的特点做了系统的对比论证,最后,在理论上针对压电陶瓷式执行器控制系统高精确度、响应速度快的要求,做了深入的分析研究,验证了系统的可行性与正确性,从而设计了一款压电陶瓷式喷油器驱动系统。该系统主要由微控制器MCU、DC/DC升压电路、逻辑及驱动电路、电压反馈电路、电流反馈电路组成。其工作原理为:喷油器喷油前,通过MCU控制其升压电路将车载蓄电瓶电压12V升至100V,从而驱动压电陶瓷叠堆发生形变,由MCU产生的脉冲宽度调制PWM信号作用于压电陶瓷驱动电路,通过电流、电压反馈电路将电路实时信息反馈到MCU中。接着MCU进行处理,处理后通过逻辑电路对驱动电路进行充、放电的控制,使得驱动电路的驱动电压大小保持在设定的范围内,提高系统的动态稳定性,从而使喷油系统可以实现主喷、预喷和多次喷射的功能。该驱动器的设计极大的提高了喷油器喷射燃油的燃烧效率,减少了尾气对环境的污染,达到了高标准的排放要求。
    关键词:  压电陶瓷  喷油器  驱动电路  微控制器  脉宽调制