8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Как отличить пьезо форсунку от электромагнитной


Насос-форсунка (пьезо и электро)

О "победном шествии" систем непосредственного впрыска топлива говорить не будем - наговорились.
Поговорим о небольшой конкретике: о насосе-форсунке, которые уже успешно применяет не только фирма Mitsubishi, но и BOSCH.
Для наглядности посмотрим на фото:

Здесь показаны насос-форсунки разных поколений, если так можно сказать.
Слева - "вчерашний день", это насос-форсунка с электромагнитным клапаном.
Справа "день сегодняшний", насос-форсунка с пьезоэлектрическим клапаном модели PPD 1/1.

Именно о ней и поговорим.
Но для начала приведем сравнительные характеристики этих двух типов форсунок, откуда станет понятным причина перехода на насос-форсунки нового поколения.

За счет применения композитных материалов и уменьшения размеров плунжера повышено быстродействие и точность работы: диаметр плунжера в НФ ( насос-форсунке) с электромагнитным клапаном=8мм, а в НФ с пьезоэлектрическим клапаном диаметр плунжера намного меньше и равняется 6.35мм.
Но не это главное, другое: быстродействие пьезоэлектрического клапана в 3 - 5 раз превосходит быстродействие клапана с электромагнитным управлением.

Как мы знаем, система управления таких насос-форсунок может предусматривать несколько так называемых "дополнительных впрысков". Так вот, НФ электромагнитного типа может осуществлять их до 2 едениц.
НФ пьезоэлектрического типа - тоже, но с таким приятным "нюансиком" - время и количество дополнительных впрысков топлива может варироваться как по числу, так и по времени:

,- то есть, система управления теперь может управлять и количествами дополнительного впрыска топлива и временем между ними, в зависимости от условий работы двигателя.
Если по условиям работы требуется после основного впрыска сделать только один дополнительный впрыск - так и делается. Если больше - это тоже в силах системы управления.
Кроме того, если по тем же условиям работы требуется сократить или удлиннить временной разрыв между дополнительными впрысками - система управления способна это осуществить.

"Пилотный впрыск". 
Насос-форсунка электромагнитного типа в силу своих конструктивных особенностей практически не способна изменить объем топлива для "пилотного" впрыска , он равняется приблизительно от 1 до 3 мм3.
Насос-форсунка пьезоэлектрического типа стала "умнее", и в зависимости от требуемых условий может менять объем "пилотного"впрыска, правда, с одним только ограничением - минимальный объем может составлять не менее 0.5 мм3.
Кроме того, если НФ электромагнитного типа может осуществлять только один "пилотный" впрыск, то НФ пьезоэлектрического типа в зависимости от условий работы может делать их до 2 едениц, и притом - изменяемых по времени и объему.

Точность и, значит, качество работы определяется еще и условиями управления подачей топлива.
НФ электромагнитного типа для этого использует гидромеханику, при помощи компенсанционного поршня, а НФ пьезоэлектрического типа использует электронное управление посредством пьезоэлектрического клапана.

Ну вот, теперь мы подошли к самой конкретике - к самому пьезоэлектрическому клапану.

Греческий язык нам подсказывает, что слово "пьезо" означает "давить, давлю".
Обычно пьезоэлементы применяются в датчиках давления.
При воздействии давления на обкладках пьезоэлемента появляется разность потенциалов, которую можно измерить и использовать при дальнейших расчетах.
В нашем же случае применяется так называемый "обратный пьезоэффект", когда при приложении напряжения к пьезоэлементу изменяются его геометрические размеры:

 (металические обкладки на рисунке не показаны)

При отсутствии напряжения пьезоэлемент имеет один геометрический размер, при подаче на него напряжения - другой.

Приращение (изменение) длины пьезоэлемента прямо пропорционально прилагаемому напряжению:

 

Разбирающийся в электронике человек сразу же задаст такой вопрос: 
- Уважаемый, а насколько произойдет приращение длины пьезоэлемента при подаче на него напряжения? Хватит ли этого приращения для управления чем-либо?
И хитро так улыбнется.
Все правильно, не хватит.
Толщина одного элемента пьезопривода приблизительно равняется 0.08мм, а приращение составит всего около 0.11 - 0.16%.
Этого мало.
И поэтому, например, что бы получить перемещение около 0.05мм требуется делать "наборный блок" из пьезоэлементов.
Такие блоки получили название PIEZO-STACK, где отдельные пьезоэлементы разделены между собой металическими прокладками, служащими для подвода к ним напряжения.

Но и этого - мало!
"Рабочий" ход пьезопривода приблизительно равняется 0.05мм.
Нам же по техническим условиям нужно иметь ход перемещения  около 0.09 - 1.1мм.
Для "выравнивания" этого несоответствия и был придуман так называемый  рычажной мультипликатор со специально подобранным передаточным отношением.
Все, теперь "механическая" задача решена, дело осталось за малым: создать требуемое электронное управление для всего этого придуманного.

На фото: насос-форсунка с пьезоприводом (стрелка).

 

Владимир Петрович

Книги по ремонту автомобилей

Как работают пьезо-форсунки

Сердце пьезо-форсунок (сокращенно от пьезоэлектрического) - это пьезокристалл. Когда электричество подается на кристалл, он быстро расширяется, что делает его пригодным в качестве исполнительного механизма в инжекторе дизельного топлива. По словам компании Bosch, которая представила пьезо-форсунки в отрасли, пьезоэлектрический привод действует до 5 раз быстрее, чем стандартный соленоид форсунки, и его движение происходит без трения. Это приводит к точному измерению количества топлива и позволяет нескольким событиям форсунки происходить за цикл сгорания.

Так как в системах впрыска Common Rail используются пьезо-форсунки, топливо под высоким давлением постоянно подается к кончику форсунки, где игла упирается и блокирует впрыск топлива. Топливо под давлением также подается в верхнюю часть этой иглы, сила которой удерживает иглу закрытой. Когда пьезокристалл находится под напряжением, открывается клапан в верхней части иглы, позволяя топливу под давлением в верхней части иглы возвращаться в бак через возвратную линию. При отсутствии давления в верхней части иглы она открывается пружиной, позволяя впрыскивать топливо в камеру сгорания.Когда пьезопривод обесточен, клапан закрывается, и топливо под высоким давлением заставляет иглу вернуться в закрытое положение. Процесс впрыска происходит очень быстро.

Технологическая схема пьезоэлектрической топливной форсунки

Самым большим преимуществом пьезо-форсунок является скорость и точность подачи топлива, поскольку исполнительный механизм может быть быстро активирован и деактивирован. Пьезо-форсунки также известны своей превосходной надежностью. В результате увеличивается срок службы, долговечность, эффективность и снижается уровень выбросов.

Источник: Изображение предоставлено Renault, renault.com

.

Пьезоинжектор насос-форсунка (VAG PD)

  • Валюта

    Британский фунт стерлингов Доллар США ЕС евро
  • COVID-19
  • Ссылки на веб-сайты Pico Technology
  • Осциллографы и регистраторы данных
  • Автомобильная промышленность
  • Пресс
  • Карьера
  • picotech.com навигация по сайту
  • Дом
  • Продукты
  • Загрузки
  • Форум
  • Поддержка
  • Библиотека
  • Новости
  • Около
  • Дом
  • Библиотека
  • Автомобильные испытания под руководством
  • Пьезо-форсунка с однократным впрыском (VAG PD) - ток
Как проводить тест Пример формы сигнала Примечания к форме сигнала Библиотека сигналов Дополнительные указания Коды диагностики Подходящие аксессуары
.

Professional Cr1000a Электромагнитный тестер Common Rail для пьезо-форсунок

1.Q: Как я могу начать заказ?
A: STEP1, сообщите нам, какая модель вас интересует и в каком количестве;
STEP2, тогда мы сделаем для вас PI, чтобы подтвердить все детали заказа;
STEP3, после того, как вы подтвердили все детали, вы можете организовать оплату;
STEP4, после получения оплаты мы начнем производство и доставку для вас.

2.Q: Какое время доставки?
A: Это зависит от того, какой продукт вам нужен, если вам нужен небольшой тестер или запасные части,
около 2-3 рабочих дней
Для большого продукта, такого как испытательный стенд или балансировочный станок, требуется около 7-10 рабочих дней .

3.Q: Каков срок оплаты?
A: Мы поддерживаем TT / WEST UNION / LC / MONEY GRAM / ALIBABA TRADE ASSURANCE.

4.Q: какое у вас послепродажное обслуживание?
A: Один год гарантии на наш продукт, техническая поддержка в течение всего срока службы.

5.Q: Какой срок доставки вы поддерживаете?
A: Для морских перевозок мы можем использовать термины EXW, FOB, CFR, CIF, DDU и DDP.
Для курьерской службы возможна доставка по DHL TNT, FEDEX, EMS и т. Д.
Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами, и мы предложим вам лучший вариант.

.

PI Piezo Tutorial: Базовые конструкции пьезоэлектрических устройств позиционирования и элементов: приводы, преобразователи

Пьезоэлектрические приводы

не имеют эффекта "прерывистого скольжения" и поэтому предлагают теоретически неограниченное разрешение. Эта особенность важна, поскольку PZT, используемые в атомно-силовых микроскопах, часто требуются для перемещения на расстояния меньше одного атомного диаметра. На практике фактическое разрешение может быть ограничено рядом факторов, таких как пьезоусилитель (электрический шум приводит к нежелательному смещению), сенсорная и управляющая электроника (шум и чувствительность к электромагнитным помехам влияют на разрешение и стабильность положения) и механические параметры (конструкция и монтаж точность датчика, исполнительного механизма и предварительного натяга влияют на микротрение, которое ограничивает разрешение и точность).Пьезоактуаторы с замкнутым контуром PI обеспечивают разрешение и стабильность субнанометров.

Работа пьезоэлектрических устройств с замкнутым и разомкнутым контуром

Пьезоприводы могут работать в разомкнутом и замкнутом контуре. В разомкнутом контуре смещение примерно соответствует напряжению привода. Этот режим идеален, когда абсолютная точность положения не критична или когда положение контролируется данными, полученными от внешнего датчика (интерферометра, ПЗС-матрицы и т. Д.). Пьезоприводы с разомкнутым контуром демонстрируют гистерезис и ползучесть (как и другие системы позиционирования с разомкнутым контуром).

Приводы с замкнутым контуром

идеальны для приложений, требующих высокой линейности, долговременной стабильности положения, повторяемости и точности. Пьезоактюаторы и системы PI с замкнутым контуром оснащены системами измерения положения, обеспечивающими субнанометровое разрешение и полосу пропускания до 10 кГц. Сервоконтроллер (цифровой или аналоговый) определяет выходное напряжение для пьезо, сравнивая опорный сигнал (заданное положение) с фактическим сигналом положения, возвращаемым датчиком.

Компания PI разработала многоосные пьезопозиционеры с замкнутым контуром, которые обеспечивают возможность многократного определения местоположения точки в кубе размером 1 x 1 x 1 нм.Важно помнить, что такая точность достижима только в том случае, если окружающая среда находится под контролем, поскольку изменения температуры и вибрации вызывают изменения положения на нанометровом уровне.

Динамическое поведение

Пьезопривод может достичь своего номинального смещения примерно за 1/3 периода резонансной частоты. Возможны времена нарастания порядка микросекунд и ускорения более 10 000 g. Эта функция позволяет быстро переключать приложения.Клапаны форсунок, гидравлические клапаны, электрические реле, адаптивная оптика и оптические переключатели - вот несколько примеров приложений с быстрым переключением.

Резонансные частоты пьезоприводов промышленной надежности находятся в диапазоне от нескольких десятков кГц для приводов с общим ходом от нескольких микрон до нескольких кГц для приводов с ходом более 100 микрон. Эти цифры действительны для самого пьезо; дополнительная нагрузка уменьшит резонансную частоту как функцию квадратного корня из массы (учетверение массы уменьшит резонансную частоту вдвое).

Пьезоприводы не предназначены для работы на резонансной частоте (с полным ходом и нагрузкой), поскольку возникающие высокие динамические силы могут поставить под угрозу структурную целостность керамического материала.

Механические аспекты работы пьезоуправления

Механическая жесткость

В первом приближении пьезопривод можно рассматривать как систему пружина / масса. Жесткость или постоянная пружины пьезопривода зависит от модуля Юнга керамики (примерно 25% от стали), поперечного сечения и длины активного материала (и ряда других параметров).

Грузоподъемность и создание силы для устройств с пьезодвижением
Пьезокерамика может выдерживать высокие толкающие силы и выдерживать нагрузки до нескольких тонн. Даже при полной загрузке Piezo не потеряет хода, пока не будет превышена максимальная грузоподъемность.

Следует различать грузоподъемность и создание силы. Максимальная сила (сила блокировки), которую может создать пьезоэлектрический элемент, определяется произведением жесткости и общего хода. Пьезопривод (как и большинство других приводов), давящий на нагрузку пружины, не достигает своего номинального смещения.Уменьшение смещения зависит от отношения пьезо-жесткости к жесткости пружины. По мере увеличения жесткости пружины смещение уменьшается, а создаваемая сила увеличивается (для получения дополнительной информации щелкните здесь).

Защита от механических повреждений
Поскольку пьезокерамика хрупкая и не может выдерживать высокие тянущие или сдвигающие силы, конструкция механического привода должна изолировать эти нежелательные силы от керамики. Например, предварительная нагрузка пружины может быть интегрирована в узел механического привода для сжатия керамики внутри и увеличения тяговых свойств керамики для динамических применений толкания / вытягивания.

Требования к питанию

Пьезоприводы работают как емкостные нагрузки. Поскольку ток утечки керамического материала очень низок (сопротивление >> 10 МВт), пьезоприводы почти не потребляют энергию в статическом режиме и, следовательно, практически не выделяют тепла.

В динамических приложениях потребляемая мощность увеличивается линейно с частотой и емкостью привода. Приводы с высокой нагрузкой и большим керамическим поперечным сечением имеют более высокую емкость, чем приводы малых размеров.

Например, для типичного многослойного низковольтного привода LVPZT средней нагрузки с диапазоном движения 15 микрон и грузоподъемностью 10 кг требуется всего пять ватт для работы при частоте 1000 Гц, в то время как высоконагруженный привод, способный выдерживать несколько тонн, может потребовать сотни ватт на той же частоте (для получения дополнительной информации нажмите здесь)

Различные конструкции пьезоприводов для различных применений

Пьезоэлектрические приводы (переводчики)

Самая распространенная форма пьезоприводов представляет собой набор керамических слоев с двумя электрическими выводами.Чтобы защитить керамику от внешних воздействий, вокруг нее часто строят металлический корпус. Этот корпус может также содержать встроенные пружины для сжатия керамики для обеспечения возможности толкания и тяги.

Преобразователь LVPZT с замкнутым контуром P-845 является одним из примеров преобразователя низкого напряжения с предварительной нагрузкой внутренней пружины и встроенным датчиком положения тензодатчика высокого разрешения. Этот переводчик обеспечивает перемещение до 90 мкм и жесткость до 400 Н / мм. Он может выдерживать нагрузки до 300 кг и выдерживать тяговое усилие до 700 Н).Области применения включают гашение вибрации, генерацию ударных волн и позиционирование станков для изготовления несферических поверхностей контактных линз.

PI предлагает преобразователи пьезоэлементов с диапазоном перемещения от нескольких микрон для небольших конструкций до 200 микрон для устройств длиной 200 мм. В некоторых приложениях ограниченное пространство не позволяет использовать такие длинные стопки. В этих случаях можно использовать механические рычажные усилители для уменьшения длины керамического блока.Увеличение хода, полученное с помощью механического усилителя, снижает жесткость привода и максимальную рабочую частоту.

.

Смотрите также