現(xiàn)代發(fā)動機控制系統(tǒng)由綜合控制器、執(zhí)行機構(gòu)和傳感器等組成。其中,控制供油量的執(zhí)行機構(gòu),即燃油調(diào)節(jié)器是主要的執(zhí)行機構(gòu),其性能直接影響到發(fā)動機的工作狀態(tài)。目前,燃油調(diào)節(jié)器大多通過液壓機構(gòu)來控制計量活門運動,但液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高且傳動效率低,因此有必要設(shè)計一種新型動力傳動裝置。
綜述了超聲電機的結(jié)構(gòu)特點、分類以及國內(nèi)外的應(yīng)用情況,介紹了燃油調(diào)節(jié)器及步進電機的發(fā)展;提出了基于TRUM-60型超聲電機的新型燃油調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)模型,運用ADAMS軟件對其進行了運動學(xué)與動力學(xué)仿真計算,確定設(shè)計方案;考慮到超聲電機在燃油調(diào)節(jié)器中的特殊應(yīng)用環(huán)境,提出了TRUM-60型超聲電機的高溫密封改進設(shè)計方案。
詳細介紹了性能改進方法,并通過有限元仿真分析和試驗進行了驗證;提出了新型數(shù)字化超聲電機驅(qū)動控制器的設(shè)計方案。詳細介紹了驅(qū)動器電路設(shè)計原理及電機步進控制流程,并通過UART模塊實現(xiàn)了驅(qū)動器與PC上位機之間的通信,運用LabVIEW虛擬儀器軟件編寫了上位機控制程序,實現(xiàn)指令與數(shù)據(jù)的傳送,做到了燃油調(diào)節(jié)器數(shù)字化控制;對燃油調(diào)節(jié)器的超聲電機驅(qū)動機構(gòu)進行了激光干涉及振動試驗,結(jié)果表明直線驅(qū)動機構(gòu)的位移分辨率達到了6納米。
超聲電機是一種基于壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)和超聲振動原理的新型微電機,其所具有的特點將適合用于燃油調(diào)節(jié)器的驅(qū)動裝置。由超聲電機代替復(fù)雜的液壓機構(gòu),執(zhí)行發(fā)動機供油量調(diào)節(jié),可以取得良好的控制效果。
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