压电喷油器压电堆执行器设计

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1、压电喷油器压电堆执行器设计郑浩栋2015年6月中图分类号：U469.7UDC分类号：629压电喷油器压电堆执行器设计作者姓名郑浩栋学院名称机械与车辆学院指导教师杨青副教授答辩委员会主席马朝臣教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月DesignofPiezoelectricStackActuatorofPiezoelectricFuelInjectorCandidateName：ZhengHaodongSchoolorDepartmeNt:MechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof

2、.YangQingChair,ThesisCommittee：Prof.MaChaochenDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位

3、或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要车用柴油机以其优越的动力性和耐久可靠性，成为各种车辆的主要动力源，特别是高压共轨技术的应用更使得柴油机的优势突显得淋漓尽致。随着高压共轨技术的发展和技术需要，压电晶体开始被用于喷油器中，压电喷油器在国外高压共轨中已经成为关键技术之一。压电堆执行器作为压电喷油器的核心部件，其响应快、输出力大等优点推动高压共轨技术快速向前发展，本文对压电堆执行器的设计对柴油机发展有十分重要的意义。本文以车用压电喷油器为驱

4、动对象，归纳总结理论知识的基础上建立了压电堆执行器的有限元模型，并通过试验进行了模型校验，在此基础上，对压电喷油器压电堆执行器选型和应力特性进行了详细的仿真研究，研究了不同参数对压电堆执行器的特性影响，确定了关键结构参数的取值范围，为压电喷油器执行器匹配和可靠性分析及优化提供了依据，为压电堆执行器的开发试制提供了参考；将仿真分析结果和设计知识库理论相结合，提出了压电堆执行器设计方案，在设计方案的基础上完成了压电堆执行器工艺探索和型号选定。开发了压电堆执行器动态特性测试平台，该系统测试精度高、操作方便，达到了预定的指标，利用该系统研究了压电堆执行器的迟滞特性、刚

5、度特性、蠕变特性，对设计方案的可靠性提供了支持；将压电执行器与相应压电喷油器进行集成，进行了喷油规律实验，研究了喷油规律和响应特性，验证了压电执行器的实用性。关键词：压电堆；仿真；方案设计；试验验证I北京理工大学硕士学位论文AbstractVehicledieselenginehasbeenthemainpowersourceofcarforitsexcellentpowerperformanceanddurabilityandreliability,especiallywiththeapplicationofhighpressurecommonrailwhi

6、chmakestheadvantagesofdieselengineprominent.Withthedevelopmentanddemandsofhighpressurecommonrailtechnology,piezoelectriccrystalbeginstobeusedinthefuelinjector,andthepiezoelectricfuelinjectorhasbeenoneofthekeytechnologies.Asthecorecomponentofpiezoelectricfuelinjector,thepiezoelectric

7、stackactuatorwillpromotetherapiddevelopmentofhighpressurecommonrailwiththeadvantagesoffastresponseandhugeforceoutput.Thepaperhasagreatsignificanceforthedesignofpiezoelectricstackactuator.Thepaperbuildsthefiniteelementmodelonthebasisofconcludingtheoryknowledge,andverifiesthemodelwith

8、testwiththevehiclep