Модель п'єзоелектричного перетворювача клапана подачі газу в судновий дизель-генератор

Підвищення вимог безпеки і забезпечення працездатності суднових двопаливних дизелів, які використовуються на газовозах і утилізують газ, що випаровується з вантажних танків, вимагає застосування пристроїв на нових фізичних принципах. Нині для управління клапаном подачі газу використовується електромагнітний перетворювач – соленоїд, в процесі експлуатації якого спостерігається неповне відкриття / закриття, що призводить до частих відмов і метанового ковзання. У статті розглянуто створення моделі п'єзоелектричного перетворювача переміщення клапана подачі газу в судновий двопаливний дизель-генератор у середовищі електронного моделювання для визначення можливості здійснення переміщення клапана на відстань 0,4 мм за час не більше 2 мс при зусиллі блока притискних пружин 100 Н. Складено модель типового блока п'єзоелектричної шайби з поздовжньою поляризацією в середовищі електронного моделювання SimInTech на основі сегнетожорсткої кераміки, яка дає змогу отримати максимальне переміщення, створено бібліотеку типових блоків. Складено моделі набірних стовпів з трьох і десяти п'єзошайб на основі п'єзокераміки PIC255, SP-4 і ЦТС-19, які внесені в бібліотеку Палітри компонентів середовища електронного моделювання SimInTech, зокрема, групу елементів Актуатор. Середовище електронного моделювання в стислі терміни дало змогу побудувати модель значної кількості елементів, однотипних за структурою, і, іноді, – з однотипними параметрами. Проведено дослідження динаміки поведінки, що дало змогу перевірити процеси в п'єзоелектричному перетворювачі на відповідність вимогам до часу спрацьовування і переміщення клапана. Встановлено, що розміри п'єзоелектричного стовпа для здійснення необхідного переміщення в кілька разів перевершують розміри електромагнітного соленоїда, а час спрацьовування задовольняє вимогам, що висуваються. Для зменшення коливань можливе використання методів корекції динамічних властивостей