薛光明 张培林 何忠波 李冬伟,2 黄英捷 张 磊

(1.军械工程学院车辆与电气工程系， 石家庄 050003； 2.北京理工大学机电学院， 北京 100081;3.军械工程学院火炮工程系， 石家庄 050003)

喷油器用超磁致伸缩致动器设计方法和驱动波形研究

薛光明1张培林1何忠波1李冬伟1,2黄英捷1张 磊3

(1.军械工程学院车辆与电气工程系， 石家庄 050003； 2.北京理工大学机电学院， 北京 100081;3.军械工程学院火炮工程系， 石家庄 050003)

将超磁致伸缩材料的输出特点和喷油器的驱动需求相结合，设计并驱动适用于电控喷油器的超磁致伸缩致动器。针对常闭式电控喷油器仅需要单向和缩短位移的特点，结合超磁致伸缩材料在不同偏置磁场强度输出特性，提出了2种不同偏置磁场的致动器结构并分析了各自适用的电流输入方向；借助实验系统测试了2种致动器的稳态位移和响应时间，并分析了二者输出性能。针对传统直流方波驱动时致动器响应过慢的问题，借鉴电磁铁大电压快速开启的方法，设计了喷油器用超磁致伸缩致动器的驱动波形，并测试了该设计波形对强偏置致动器的驱动性能。研究结果表明，采用所设计的驱动电压，可将超磁致伸缩致动器的响应时间由4 ms降至1 ms，极大地提升了致动器的瞬态响应速度，同时，超磁致伸缩致动器可输出12～33 μm的连续稳态位移，提供了更多的驱动效果。

超磁致伸缩致动器； 喷油器； 偏置磁场； 驱动电压； 性能

引言

超磁致伸缩材料(Giant magnetostrictive material，GMM)是一种机电系统中常用磁性智能材料，具有响应速度快、磁机转换系数大和居里温度高等优良特性[1-3]。……