压电执行器起作用时就将伺服阀打开,从而使控制室中的压力降低,喷嘴开启。若伺服阀关闭,控制室中的压力随之增大,喷嘴针阀也随之关闭。
②压电执行器特性
压电执行器在工作时产生力和调节行程。为了描述其特性,先解释空行程和闭锁力。这两个特性参数分别是充电状态下不产生力时的行程和不产生行程时最大的力。根据结构形式和所使用的压电陶瓷,它们分别处于几毫米和几干牛顿范围内。
应用在喷油阀上,必须达到各种不同的开启位置,也就是各种不同的行程和力的组合。具有传动比i的转换器将压电执行器的行程放大,其结果由于能量的原因会使理论上最大可能的力减小同样的系数i;为顾及到动态运行,还应考虑到系统总刚度也会降低i2。
压电执行器能产生的闭锁力FAB的线性近似值与有效横断面积成正比;空行程较精确的近似值与压电执行器的有效长度即片数成正比。压电执行器的机械特性如图12所示。
压电执行器电压与行程的线性关系具有较精确的近似值。实际上,压电系数取决于电场强度亦即所施加的电压。按照公式(1),压电执行器闭锁力与行程成近似的线性关系。为了尽量减少能量损耗,必须使闭锁力和空行程尽可能最小。此外,所需能量与材料的特性参数有关,因此要求阀接通的行程较小,所需的液压力也尽可能小。
在实际情况下,转换器的刚度cK会降低执行器阀侧可用的闭锁力FVB。公式(2)示出了阀作用力FV与液压传动比i的关系。阀侧闭锁力FVB及其理论上可能的最大值分别可由公式(3)和(4)计算。
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