55.Исполнительные устройства. Пьезоактюаторы.

Пьезоактуаторы (пьезоактюаторы) – это специальные сверхпрецизионные короткоходные линейные электроприводы. Они преобразуют электрическое напряжение в небольшое, но крайне точно контролируемое линейное перемещение с высоким развиваемым усилием. В основе принципа их действия лежит обратный пьезоэлектрический эффект, то есть механическая деформация кристалла при воздействии на него электрического поля. При этом осуществляется возвратно-поступательное движение или другие его виды. Наиболее распространенным типом пьезоэлектрических актюаторов является пакетный. Внутри его корпуса находится пакет в виде цилиндрического столбца, набранный из большого количества плоских пьезокерамических элементов, чередующихся с пластинами-электродами. При подаче напряжения (сотни В) высота каждого элемента и, следовательно, всей стопки немного изменяется, примерно на 0,1…0,2%. Таким образом, длину хода пакетного прецизионного пьезоактуатора можно оценить на уровне 1 мкм или чуть больше на 1 мм его высоты. Развиваемое усилие зависит от площади поперечного сечения столбца пьезокерамических элементов и составляет 5-10 кН на 1 см2. Модификацией данного типа являются многослойные пьезоактуаторы, в которых пьезокерамические элементы при изготовлении сплавлены друг с другом в монолитный блок. Это позволяет на порядок увеличить усилие.  К прочим типам пьезоэлектрических актуаторов относятся: 

• Монолитные – цельные прямоугольные бруски;

• Полосковые – изгибающиеся плоские пластины;

• Кольцевые – радиально сжимающиеся полые цилиндры.

Пьезоактуаторы используются в форсунках топливных систем, миниатюрных насосах, быстродействующих клапанах, виброгасителях, и т.д. Значимой областью их применения является оптическая техника: микропривод, подстройка и стабилизация линз, лазерных приборов, узлов оптоволоконных линий связи.  Главным преимуществом пьезоэлектрических актуаторов является беспрецедентная точность позиционирования – сотые и даже тысячные доли нанометра. Кроме того, они надежны, долговечны, обладают отличным быстродействием, развивают высокие ускорения и сочетают большое развиваемое усилие с компактностью. Очень важно и то, что пьезоактюаторы не имеют вращающихся и скользящих частей, не требуют смазывания и обслуживания, способны работать при низких температурах и в вакууме. Их недостатками являются небольшая длина хода, ограничивающая область их использования, и высокая цена. При выборе между различными типами пьезоэлектрических актуаторов следует обращать внимание на исполняемое движение и требуемые характеристики.  С учетом того, что пьезоактуаторы являются довольно специфическими изделиями, убедитесь, что вам нужны именно они. Мы рассмотрим ваш запрос и при необходимости предложим альтернативу. 

56.Электрические клапаны системы двигателей.

Преобразование электрических управляющих сигналов в измерительной площади канала подачи жидкости и газа. Электромагнитные клапаны состоят из электромеханических преобразователей перемещения хотя бы одну из деталей затвора.

Если потоки жидкости или газа имеют высокое давление, то электромех. Преобразователь выносят из полости. В случае высокого давления существует возможность располагать электромех. часть в полости, но при этом необходимо герметизировать выводы.

По характерам действия клапаны бывают:

1. С нормально закрытым затвором.

2. Клапан при отсутствии электрического сигнала закрыт.

3. Клапан при отсутствии электрического сигнала открыт.

Запорная пружина должна удерживать клапан в закрытом положении при избыточном давлении со стороны полости запирания. Избыточные усилия запорного усилия элемента должны быть многократно превышены перестановочными усилиями электромагнита. Альтернативой может стать использование золотниковых устройств, что позволяет сократить габариты, снижать давление упругой среды.

Минусы: не полная герметичность, утечки между плунжером и втулкой, облецирация, появление отложений на поверхности, увеличен ход при перекрытии запорных рамок.