成果信息

压电喷油器的核心部件是由压电陶瓷制成的多层致动器，压电陶瓷在电压作用下可以非常精确、迅速地伸缩，驱动喷油针阀张开闭合，从而实现快速、精确的喷油控制。用于压电喷油器的压电致动器必须工作在高电场下以实现较大的位移输出，而在高电场下，压电致动器的位移-电压关系呈现明显的非线性，同时预应力、温度、加载频率等因素都会影响位移的输出；另一方面，压电致动器在高周循环电压作用下会出现较明显的疲劳效应，输出位移将有所减小。同时由于压电材料具有介电损耗，快速的驱动将产生相当的热量，使得致动器的温度显著上升，从而影响位移控制的精确。因此，要实现压电喷油器精确的喷油量控制，关键要系统地研究压电致动器在真实工作环境下的位移响应，建立致动器电致位移的准确模型，并在产热、疲劳测试的基础上确定其使用寿命并对疲劳和产热效应进行精确补偿。 我们可以完成国产和进口两种压电致动器在一系列温度、预应力、电压、频率、波形下电致位移响应的实验数据（表格和图），压电致动器的致动疲劳曲线，产热曲线，国产和进口两类压电致动器最优的工作参数范围。 )

背景介绍

进入21世纪以来，人们对出行要求的提高、进口汽车关税的降低以及国产汽车工业的日益繁荣使得中国逐渐走向汽车家庭化时代，家庭拥有汽车数量更是每年高速递增，据不权威统计，北京市目前拥有汽车的家庭已经达到1/3以上，每天的上下班时间，大量的汽车同时出现于各条马路，不仅带来了严重的交通阻塞，而且大量汽车尾气的排放，给空气质量和人们的健康带来了极大的危害。从全球的角度来说，大量以温室气体CO2为主的汽车尾气的排放，加速了全球变暖的进程。为抑制此进程，1997年12月，149个国家和地区的代表在日本京都召开《联合国气候变化框架公约》缔约方会议，会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。《议定书》规定，到2010年，所有发达国家排放的二氧化碳等6种温室气体的数量，要比1990年减少5.2％，尽管中国作为发展中国家不承担CO2减排的义务，但随着经济高速发展带来的严重污染，中国正承受越来越大的国际压力，中国目前已经走进“后京都协议时代”，减少CO2等温室气体的排放正成为我国经济增长所必须面对的问题。而对汽车行业来说，低排放、大功率的环保型发动机是解决这一问题的关键。)

应用前景

本项目的结果可直接应用于环保发动机压电喷油器的研发设计，为我国发动机行业的技术进步增砖添瓦。同时，本项目的开展将国产的压电致动器与进口致动器进行直接的性能测试对比，有利于促进国产压电致动器行业的技术革新，在未来的汽车领域占有重大市场，前景可观。)