[实用新型]一种压电堆执行器多场耦合加载测试系统

说明书

本实用新型公开了一种压电堆执行器多场耦合加载测试系统，直流电源连接压电堆执行器的电压输入端，包括实验容器，实验容器设有冷凝水套，压电堆执行器设置在实验硅油中；调整螺钉的底面通过弹簧座连接弹性件的顶端，压电堆执行器的顶部从下至上依次设置第一压板、位移片、第二压板和力传感器，力传感器的顶面通过弹簧座连接弹性件的底端；位移片的上方设有通过第二支架支撑的位移传感器；还包括单片机，单片机采集直流电源的电压信号值、电流信号值、位移传感器输出的位移值、力传感器输出的力信号值。本实用新型有效模拟了发动机压电式喷油器中压电堆执行器的实际工作环境，为压电堆执行器的产品性能评估和改进提供参考依据。

技术领域

本实用新型属于船用发动机喷油器技术领域，具体涉及一种用于喷油器中压电堆执行器在热-电-力耦合场下的性能测试系统。

背景技术

高压共轨燃油喷射技术是柴油机新一代燃油喷射技术，是目前降低柴油机油耗，减少柴油机排放最主要、应用最广泛的技术手段，已成为先进柴油机的标志性技术。随着排放法规的日益苛刻和人们对燃油经济性要求的日益提高，高压共轨喷射技术必须满足更高喷射压力和每循环更多次数喷射的新要求。

基于压电材料逆压电效应的压电式喷射技术作为新兴的驱动控制技术，与电磁式喷油器相比，具有驱动力大、响应速度快、功耗低等优势，特别是其更快的动态响应，提高了喷射系统的稳定性和可靠性，更好地实现了灵活多变的高压力燃油喷射。为此，德国BOSCH、西门子VDO及日本DENSO等公司先后着力开发基于压电晶体驱动的压电喷油器，事实证明，压电喷油器是高压共轨喷射技术领域的一次技术飞跃，是实现电控燃油系统高压多次喷射的关键，已成为高压共轨燃油喷射技术新的发展方向和研究热点。迄今为止，我国还没有成型的压电喷油器产品，并且关于压电喷油器方面的研究也才刚刚起步，还需要在基础理论和应用技术两方面进行艰苦的探索。

应用于柴油机电控喷油器的压电晶体叠堆在工作条件和性能要求上显著区别于其它应用领域。为获取大位移和高响应速度，并实现喷油脉宽和喷油频率随工况调节，压电晶体叠堆处于强变脉冲电场中；在强脉冲电场的激励下，由于压电晶体叠堆自生热现象和燃油传热作用，叠堆温度在工作中会发生较大变化；为适应不同的轨压，压电晶体叠堆的载荷也会发生相应的改变。因此，在实际工作中，压电喷油器中的压电晶体叠堆处于变载荷(600bar～2000bar)、变温(0℃～125℃)以及强变电场(＞1.5kV/mm)的热-电-力工作场中，而其精确稳定的高频动态输出特性是压电喷油器性能的重要保证，基于此，亟待对喷油器中压电堆执行器在热-电-力多工作场下的位移特性、响应特性和输出力进行精确测试。

发明内容：

为了克服上述背景技术的缺陷，本实用新型提供一种压电堆执行器多场耦合加载测试系统，能够有效地模拟压电堆执行器所处的热-电-力多工作场环境。

为了解决上述技术问题本实用新型的所采用的技术方案为：

一种压电堆执行器多场耦合加载测试系统，直流电源连接压电堆执行器的电压输入端，包括实验容器，实验容器设有冷凝水套，冷凝水套中间用于盛放实验硅油，压电堆执行器设置在实验硅油中，冷凝水套和实验容器之间设有用于注入冷凝水的间隙；还包括通过第一支架设置的弹性件，第一支架上端设有与压电堆执行器同轴的螺纹孔，调整螺钉设置在螺纹孔内，调整螺钉的底面通过弹簧座连接弹性件的顶端，压电堆执行器的顶部从下至上依次设置第一压板、位移片、第二压板和力传感器，力传感器的顶面通过弹簧座连接弹性件的底端；位移片的上方设有通过第二支架支撑的位移传感器；还包括单片机，单片机采集直流电源的电压信号值、电流信号值、位移传感器输出的位移值、力传感器输出的力信号值。

较佳地，还包括加热装置，加热装置包括设置在冷凝水套中间部位，可伸入实验硅油中的加热丝，加热丝连接加热电源。

较佳地，单片机的信号输出端连接所述加热电源的控制端。