現代發動機控制系統由綜合控制器、執行機構和傳感器等組成。其中,控制供油量的執行機構,即燃油調節器是主要的執行機構,其性能直接影響到發動機的工作狀態。目前,燃油調節器大多通過液壓機構來控制計量活門運動,但液壓系統結構復雜、成本高且傳動效率低,因此有必要設計一種新型動力傳動裝置。
綜述了超聲電機的結構特點、分類以及國內外的應用情況,介紹了燃油調節器及步進電機的發展;提出了基于TRUM-60型超聲電機的新型燃油調節器結構模型,運用ADAMS軟件對其進行了運動學與動力學仿真計算,確定設計方案;考慮到超聲電機在燃油調節器中的特殊應用環境,提出了TRUM-60型超聲電機的高溫密封改進設計方案。
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;提出了新型數字化超聲電機驅動控制器的設計方案。詳細介紹了驅動器電路設計原理及電機步進控制流程,并通過UART模塊實現了驅動器與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,實現指令與數據的傳送,做到了燃油調節器數字化控制;對燃油調節器的超聲電機驅動機構進行了激光干涉及振動試驗,結果表明直線驅動機構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節器的驅動裝置。由超聲電機代替復雜的液壓機構,執行發動機供油量調節,可以取得良好的控制效果。
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