專(zhuān)利名稱(chēng)：壓電致動(dòng)器、制造壓電致動(dòng)器的方法和具有這種致動(dòng)器的噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種壓電致動(dòng)器，制造壓電致動(dòng)器的方法和具有壓電致 動(dòng)器的噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
噴射系統(tǒng)和尤其是無(wú)油泄露的共軌噴射系統(tǒng)在高壓室中需要控制
部件如壓電致動(dòng)器。為了在直到2000bar的高壓下也保證壓電致動(dòng)器的 工作能力，必需使壓力也可以側(cè)面作用于壓電疊層或壓電陶瓷體上，用 于支持壓電致動(dòng)器的壓電疊層的膨脹能力。
例如在WO 02/061856 Al中描述了這樣的壓電致動(dòng)器。在此這個(gè)壓 電致動(dòng)器的陶瓷體由聚合物或塑料密封圏包裹。但是陶瓷體的密閉密封 相對(duì)于例如2000bar的高壓燃料壓力下的燃料對(duì)于該專(zhuān)利申請(qǐng)申請(qǐng)?jiān)灰?知的燃料幾乎不可能或不能實(shí)現(xiàn)。由于市場(chǎng)上常見(jiàn)燃料的偶爾不可避免 的導(dǎo)電性，例如由于微小的酸含量，在微小的壓電致動(dòng)器浸潤(rùn)時(shí)可能已 經(jīng)導(dǎo)致在壓電致動(dòng)器內(nèi)部電極之間的電壓擊穿。此外在極裂縫上產(chǎn)生塑 料外殼的高膨脹，它們使這個(gè)問(wèn)題更加嚴(yán)重。此外在WO 02/061856中 描述了在壓電疊層與聚合物或塑料密封圈之間使用填充材料。但是所述 的填充材料存在問(wèn)題，在壓電疊層膨脹時(shí)填充材料可能流到產(chǎn)生的中間 空間或接縫里面，并且可能在壓電疊層相反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致?lián)p壞。因此 在壓電致動(dòng)器運(yùn)行持續(xù)期間填充材料耗盡或損壞。但是減少的填充材料 使得從外部施加在壓電致動(dòng)器上的壓力不再有效地傳遞到壓電疊層上。
此外為了使壓力傳遞到壓電致動(dòng)器的壓電疊層上，由申請(qǐng)者已知具 有密閉密封的、金屬套的解決方案，它使流體力通過(guò)液體、例如硅油傳 遞到壓電陶資體的側(cè)面上。但是這種由申請(qǐng)者內(nèi)部已知的解決方案存在 缺陷，硅油的熱膨脹系數(shù)以幾個(gè)數(shù)量級(jí)高于金屬套。
因此在溫度升高時(shí)尤其提高金屬套中的拉應(yīng)力。通過(guò)金屬套或金屬 膜盒在縱向和橫向上的膨脹折疊的適當(dāng)變形可以減小拉應(yīng)力。但是對(duì)于 正方形壓電疊層，它與其它橫截面形狀的壓電疊層相比更經(jīng)濟(jì)，由于相當(dāng)大的液體容積仍然不允許地提高應(yīng)力水平。因?yàn)閴弘娭聞?dòng)器的陶瓷材 料具有非常微小的熱膨脹，由申請(qǐng)者還內(nèi)部已知，使壓電疊層的體積與
填充相比盡可能大地構(gòu)成。為此例如可以使壓電疊層圓柱形地構(gòu)成。但 是圓柱形的壓電疊層結(jié)構(gòu)在加工中明顯更費(fèi)事并因此比正方形壓電疊 層明顯更成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供壓電致動(dòng)器，其中使從外部施加在壓電 致動(dòng)器上的壓力盡可能有效地傳遞且尤其分布在壓電致動(dòng)器的壓電疊 層上。
本發(fā)明的另一目的是，實(shí)現(xiàn)壓電致動(dòng)器，它尤其也在高壓力、例如
超過(guò)2000bar的環(huán)境下免受電壓擊穿。
此外本發(fā)明的目的是，提供壓電致動(dòng)器，其中一個(gè)從外部施加在壓 電致動(dòng)器上的壓力使壓電疊層處于猶如均衡的各向壓力下。
此外本發(fā)明的目的是，提供壓電致動(dòng)器，它具有盡可能長(zhǎng)的使用壽命。
本發(fā)明的目的尤其是，使金屬套或金屬膜盒免受由于高溫、高壓、 動(dòng)器:長(zhǎng)使用^命。' 、^、'' -
按照本發(fā)明所提出的目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的壓電致動(dòng)器和 /或通過(guò)具有權(quán)利要求14特征的制造壓電致動(dòng)器的方法得以實(shí)現(xiàn)。
因此按照本發(fā)明建議用于以給定的燃料壓力噴射燃料的壓電致動(dòng) 器，它具有
-至少側(cè)面界定致動(dòng)器內(nèi)室的外殼，該外殼具有與溫度和/或壓力有 關(guān)的第一容積變化，
-設(shè)置在致動(dòng)器內(nèi)室里面的壓電疊層，該壓電疊層具有與溫度和/ 或壓力有關(guān)的第二容積變化，
-設(shè)置在壓電疊層與外殼之間的傳遞介質(zhì)，用于使從外部施加在外 殼上的燃料壓力傳遞到壓電疊層上，
其中傳遞介質(zhì)具有鈍化液體和多個(gè)預(yù)成形的物體，所述液體具有與 溫度和/或壓力有關(guān)的第三容積變化，所述物體具有與溫度和/或壓力有 關(guān)的第四容積變化，其中這樣調(diào)整鈍化液體與預(yù)成形的物體之間的比例，使外殼的第一容積變化基本相當(dāng)于致動(dòng)器內(nèi)室的整個(gè)容積變化，該 整個(gè)容積變化至少包括第二、第三和第四容積變化。
在本申請(qǐng)的意義上，預(yù)成形意味著，預(yù)成形物體具有可預(yù)定和給定
的形狀。
免壓電致動(dòng)器與那些設(shè)置在傳遞介質(zhì)外部的單元或部件、如壓電致動(dòng)器 外殼之間的電壓擊穿。
按照本發(fā)明的傳遞介質(zhì)的另 一優(yōu)點(diǎn)是，它可以使從外部施加在外殼 上的壓力、尤其是燃料壓力傳遞到且尤其均勻地分布到壓電疊層上。因 此使壓電疊層的膨脹性通過(guò)側(cè)面作用的燃料壓力得到支持，由此明顯改 善壓電致動(dòng)器的運(yùn)行特性。
按照本發(fā)明的壓電致動(dòng)器的另 一優(yōu)點(diǎn)是，使由于溫度和/或壓力變化 引起的外殼容積變化基本相當(dāng)于致動(dòng)器內(nèi)室的容積變化。因此使由于溫 度和/或壓力變化引起的外殼應(yīng)力最小，由此使外殼的使用壽命并因此使 優(yōu)點(diǎn)致動(dòng)器的使用壽命最長(zhǎng)。
按照本發(fā)明的傳遞介質(zhì)的另 一 優(yōu)點(diǎn)是，其在其熱膨脹與其壓力傳遞 性方面的最佳組合。在此鈍化液體用于使燃料壓力均勻地傳遞到壓電疊 層上并且用于減少傳遞介質(zhì)或預(yù)成形物體在外殼與壓電疊層之間的內(nèi) 部摩擦。傳遞介質(zhì)或預(yù)成形物體的通過(guò)液體提供的增加的運(yùn)動(dòng)性用于補(bǔ) 償在外殼中由于外面的燃料壓力和壓電致動(dòng)器的工作行程引起的不同 局部變形。而預(yù)成形的物體用于減少整個(gè)傳遞介質(zhì)的熱膨脹并且還用于 提高傳遞介質(zhì)的剛性。
由從屬權(quán)利要求以及借助于附圖的描述給出本發(fā)明的有利改進(jìn)方
案和改進(jìn)方案。
按照本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案，使致動(dòng)器內(nèi)室通過(guò)端頭板、底板、外 殼并通過(guò)壓電疊層界定。
按照另 一優(yōu)選的改進(jìn)方案，使致動(dòng)器內(nèi)室的整個(gè)容積變化與外殼的 第 一 容積變化之間的差值位于給定的誤差范圍里面。在實(shí)踐中由于加工 條件非常困難的是，使致動(dòng)器內(nèi)室的整個(gè)容積變化通過(guò)調(diào)整鈍化液體與 預(yù)成形物體之間的比例而這樣進(jìn)行調(diào)整，使它精確地相當(dāng)于第一容積變
化。因此給定誤差范圍，在該范圍中允許小于30%、優(yōu)選小于10%、 特別優(yōu)選小于5%的變化。然后根據(jù)這個(gè)給定的誤差范圍調(diào)整鈍化液體與預(yù)成形物體之間的比例。
按照另 一優(yōu)選的改進(jìn)方案使壓電疊層正方形、多角形或圓柱形地構(gòu)成。
按照另 一優(yōu)選的改進(jìn)方案使外殼由波紋管構(gòu)成，它具有多個(gè)N波紋 并且尤其是金屬的。通過(guò)外殼的波紋管式結(jié)構(gòu)按照本發(fā)明改善了相對(duì)運(yùn) 動(dòng)的承受。波紋管尤其是金屬的，并能夠以有利的方式對(duì)于不可避免的 市場(chǎng)常見(jiàn)燃料的導(dǎo)電性也使壓電致動(dòng)器免受電壓擊穿。
-換照另 一優(yōu)選的改進(jìn)方案使鈍化液體由硅油構(gòu)成。
按照另 一優(yōu)選的改進(jìn)方案使預(yù)成形物體由多個(gè)小球構(gòu)成，它們尤其 分別具有最大200)um的直徑和/或由氧化陶瓷組成。氧化陶瓷尤其具有 優(yōu)點(diǎn)，它們具有與陶瓷壓電疊層近似或相等的熱膨脹系數(shù)。為了保證小 球的最佳運(yùn)動(dòng)性使它們具有最大200pm的直徑。
按照另 一 優(yōu)選的改進(jìn)方案使小球以最緊密的球包設(shè)置在鈍化液體 里面。因此以有利的方式防止小球與鈍化液體離析。離析以不利的方式 導(dǎo)致致動(dòng)器內(nèi)室具有明顯的小球不均勻分布，這可能導(dǎo)致不均勻的壓力 傳遞或壓力不均勻分布到壓電疊層上。
按照另 一 優(yōu)選的改進(jìn)方案使預(yù)成形的物體由彈性的傳遞元件構(gòu)成， 其中優(yōu)選在至少一個(gè)波紋里面設(shè)置至少兩個(gè)適配于波紋形狀的彈性的 傳遞元件。本發(fā)明的傳遞元件是預(yù)成形和彈性的并因此只具有微小的粘 滯特性，因此避免傳遞元件流動(dòng)到壓電疊層的接縫里面或者不可能流動(dòng) 到壓電疊層的接縫里面。在本申請(qǐng)的意義上彈性意味著，所述介質(zhì)只具 有非常小的粘度并因此不能使其流到窄的縫隙里面。彈性也意味著基本 上，沒(méi)有粘滯性或者非常小的粘滯性。預(yù)成形意味著，使介質(zhì)具有可預(yù) 定的或給定的形狀。按照本發(fā)明的傳遞元件不能流到壓電疊層的接縫里 面，因此也不會(huì)由于運(yùn)動(dòng)的壓電疊層、尤其是在壓電致動(dòng)器運(yùn)行時(shí)在接 縫之間造成損壞。因此對(duì)于按照本發(fā)明的傳遞元件得到非常明顯更長(zhǎng)的 使用壽命。
按照另一優(yōu)選的改進(jìn)方案使彈性的傳遞元件由鋼和/或陶瓷和/或殷 鋼和/或尼龍(PA66)和/或由彈性體、尤其是特富龍構(gòu)成。
按照另 一 優(yōu)選的改進(jìn)方案使波紋管由能夠縱向和橫向膨脹的波紋
管構(gòu)成。
按照另 一 優(yōu)選的改進(jìn)方案使傳遞元件形狀配合和/或力結(jié)合地設(shè)置在外殼與壓電疊層之間。形狀配合和力結(jié)合的傳遞介質(zhì)尤其有利地適合 于，使從外部施加在外殼上的壓力傳導(dǎo)到非常剛性的壓電陶瓷上，并因 此使在外殼中產(chǎn)生的壓力差盡可能微小。此外彈性的傳遞元件優(yōu)選在到 壓電疊層和到外殼的傳遞范圍上大面積地構(gòu)成，由此使彈性變形性以有 利的方式最大化。
按照另一優(yōu)選的改進(jìn)方案使預(yù)成形物體的熱膨脹系數(shù)以10倍至50 倍、優(yōu)選以20倍至40倍、特別優(yōu)選以25倍至30倍小于鈍化液體的熱 膨脹系數(shù)。


下面借助于附圖中簡(jiǎn)示的實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中
圖1以示意縱向截面圖示出按照本發(fā)明的壓電致動(dòng)器的第一實(shí)施
例，圖2以示意橫截面圖示出按照本發(fā)明的壓電致動(dòng)器的第二實(shí)施例， 圖3以示意橫截面圖示出按照本發(fā)明的壓電致動(dòng)器的第三實(shí)施例， 圖4以示意流程圖示出按照本發(fā)明的制造壓電致動(dòng)器的方法和， 圖5示出產(chǎn)生的最大主法向應(yīng)力與傳遞介質(zhì)的混合比的關(guān)系圖表。 在所有附圖中相同或功能相同的部件和內(nèi)容只要不特別指出就配 有相同的標(biāo)記符號(hào)。
具體實(shí)施例方式
下面描述的按照本發(fā)明的按照?qǐng)D1至3所示的壓電致動(dòng)器1的實(shí)施 例指的是下面的壓電致動(dòng)器
按照本發(fā)明的用于以給定的燃料壓力P噴射燃料的壓電致動(dòng)器1具 有至少側(cè)面界定致動(dòng)器內(nèi)室2的外殼3、設(shè)置在致動(dòng)器內(nèi)室2里面的壓 電疊層4和用于使從外部施加在外殼3上的燃料壓力P傳遞到壓電疊層 4上的傳遞介質(zhì)5、 6、 7-10。該傳遞介質(zhì)5、 6、 7-IO設(shè)置在壓電疊 層4與外殼3之間。
所述外殼3具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第一容積變化AV1。這意味 著，外殼3的容積由于壓力變化和/或溫度變化而改變。此外使致動(dòng)器內(nèi) 室2通過(guò)端頭板11、底板12、外殼3并通過(guò)壓電疊層4界定。外殼3 優(yōu)選由波紋管構(gòu)成，它具有多個(gè)N波紋并且尤其是金屬的。波紋管3尤其能夠縱向和橫向膨脹地構(gòu)成。
設(shè)置在致動(dòng)器內(nèi)室2里面的壓電疊層4具有與溫度和/或壓力有關(guān)的 第二容積變化AV2。壓電疊層4優(yōu)選正方形、多角形或圓柱形地構(gòu)成。
傳遞介質(zhì)5、 6、 7- 10具有鈍化液體5和多個(gè)預(yù)成形的物體6, 7 -10,所迷液體具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第三容積變化AV3,所述物 體具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第四容積變化AV4。鈍化液體5優(yōu)選是硅 油。按照本發(fā)明這樣調(diào)整鈍化液體5與預(yù)成形的物體6, 7-10之間的 比例、尤其是量比，使外殼3的第一容積變化AV1基本相當(dāng)于致動(dòng)器內(nèi) 室2的整個(gè)容積變化AVin。在此整個(gè)容積變化AVin包^^舌所有的位于致 動(dòng)器內(nèi)室2里面的裝置和物體的容積變化。因此致動(dòng)器內(nèi)室2的整個(gè)容 積變化AVm至少包括壓電疊層4的第二容積變化AV2、鈍化液體5的 第三容積變化AV3以及多個(gè)預(yù)成形物體6、7- 10的第四容積變化AV4。
致動(dòng)器內(nèi)室2的整個(gè)容積變化AVm與外殼3的第一容積變化AV1 之間的差值位于給定的誤差范圍里面，其包括小于30%、優(yōu)選小于10 %、特別優(yōu)選小于5%的偏差。只要致動(dòng)器內(nèi)室2的整個(gè)容積變化AVm 與外殼3的第一容積變化AV1之間的差值位于給定的誤差范圍里面，就 可以實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明的功能，即，使由于溫度和/或壓力變化、尤其是燃 料壓力P引起的外殼3應(yīng)力最小化。
在此預(yù)成形物體6、 7-10的熱膨脹系數(shù)尤其以10倍至50倍、優(yōu) 選以20倍至40倍、特別優(yōu)選以25倍至35倍小于鈍化液體5的熱膨脹 系數(shù).
下面詳細(xì)解釋按照?qǐng)D1至3的三個(gè)實(shí)施例的壓電致動(dòng)器1的結(jié)構(gòu)上
的構(gòu)造。
按照本發(fā)明的圖1中的壓電致動(dòng)器1設(shè)置在端頭板11與底板12之 間。外殼3側(cè)面包圍壓電致動(dòng)器1。外殼3優(yōu)選與端頭板11和底板12 連接。在外殼3與壓電疊層4之間存在致動(dòng)器內(nèi)室2。在致動(dòng)器內(nèi)室2 里面在壓電疊層4上設(shè)置第一電極層18a和第二電極層18b,第一電極 層例如與正電源電位連接，第二電極層例如與負(fù)電源電位連接。在電極 層18a、 18b上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)地設(shè)置鈍化層17。在鈍化層17與外殼3之間填 充傳遞介質(zhì)5、 6,它具有鈍化液體5以及陶瓷小球6。
圖2示出按照本發(fā)明的壓電致動(dòng)器1的第二實(shí)施例的橫截面圖。而 按照?qǐng)D2的壓電致動(dòng)器1的結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造與按照?qǐng)D1的致動(dòng)器不同，即沒(méi)有鈍化層17。這個(gè)鈍化層不是必需的，因?yàn)橐后w5本身是鈍化的。以 標(biāo)記符號(hào)21和22表示的元件表示分離元件，它們使兩個(gè)電極層18a和 18b相互電分開(kāi)。
在圖3中示出按照本發(fā)明的壓電致動(dòng)器1的第三實(shí)施例的橫截面 圖。而按照?qǐng)D3的第三實(shí)施例與按照?qǐng)D2的第二實(shí)施例不同，傳遞介質(zhì) 的預(yù)成形物體7- 10由彈性的傳遞元件7-10構(gòu)成。彈性的傳遞元件7 -10例如是襯入件，它們由與波紋和與壓電疊層4形狀適配的盤(pán),史構(gòu) 成。襯入件7-10尤其完全被液體5包圍或環(huán)繞。
下面借助于圖4中的方框圖解釋按照本發(fā)明的制造壓電致動(dòng)器1的 方法。按照本發(fā)明的方法具有下面的方法步驟a至d 。
方法步驟a:
使壓電疊層4設(shè)置在致動(dòng)器內(nèi)室2里面，其中壓電疊層具有與溫度 和/或壓力有關(guān)的第二容積變化AV2。 方法步驟b:
通過(guò)外殼3至少側(cè)面界定致動(dòng)器內(nèi)室2。外殼3具有與溫度和/或壓 力有關(guān)的第 一容積變化AV1 。 方法步驟c:
使壓電疊層4與外殼3之間保留的致動(dòng)器內(nèi)室2通過(guò)鈍化液體5填 充。液體5具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第三容積變化AV3。 方法步驟d:
使包括第二、第三和第四容積變化△ V2 _ AV4的整個(gè)容積變化AVin 通過(guò)打包多個(gè)具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第四容積變化AV4的預(yù)成形 物體6， 7-10這樣設(shè)在鈍化液體5里面，使致動(dòng)器內(nèi)室2的整個(gè)容積 變化AVin基本相當(dāng)于外殼3的第 一容積變化AV1 。
按照?qǐng)D4的方法不局限于所述的順序。因此例如可以交換方法步驟 a和d。
圖5示出在外殼3上產(chǎn)生的最大主法向應(yīng)力與傳遞介質(zhì)的混合比的 關(guān)系圖表。橫坐標(biāo)示出傳遞介質(zhì)的不同混合。按照?qǐng)D5的實(shí)施例傳遞介 質(zhì)由硅油Si-油和陶瓷小球氧化鋁八1203組成的混合物組成。而在縱坐標(biāo) 上以GPa示出應(yīng)力、壓應(yīng)力和拉應(yīng)力。按照?qǐng)D5的圖表是由申請(qǐng)者執(zhí)行
的計(jì)算的結(jié)果，它表示，應(yīng)力隨著Al203含量在傳遞介質(zhì)中的增加而持
續(xù)減少。按照?qǐng)D5的試驗(yàn)結(jié)果表示，液體Si油的含量與Al203含量相比應(yīng)該最低以減少應(yīng)力，其中使液體Si油的含量正好還要這樣多，使得不
產(chǎn)生陶瓷小球八1203與液體Si油的離析。
按照本發(fā)明的壓電致動(dòng)器1優(yōu)選用于汽車(chē)的噴射系統(tǒng)。在此壓電致 動(dòng)器1尤其設(shè)置在噴射系統(tǒng)的高壓室里面。該噴射系統(tǒng)由共軌噴射系統(tǒng) 構(gòu)成。
盡管上面借助于優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是不局限于這個(gè)實(shí) 施例，而是能夠以多種方式和方法變化。例如可以使鈍化層位于傳遞介 質(zhì)與壓電疊層之間，只要鈍化層尤其是附加的鈍化層對(duì)于壓電疊層是有 利的。此外對(duì)于專(zhuān)業(yè)人員顯然的是，根據(jù)對(duì)于外殼使用的材料，也可以 使在圖5中所示的硅油和陶乾小球混合物范圍的所有的中間范圍用于按 照本發(fā)明使外殼應(yīng)力最小化。
權(quán)利要求
1. 用于以給定的燃料壓力(P)噴射燃料的壓電致動(dòng)器(1)，具有a)至少側(cè)面界定致動(dòng)器內(nèi)室(2)的外殼(3)，該外殼具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第一容積變化(ΔV1)；b)設(shè)置在致動(dòng)器內(nèi)室(2)里面的壓電疊層(4)，該壓電疊層具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第二容積變化(ΔV2)；c)設(shè)置在壓電疊層(4)與外殼(3)之間的傳遞介質(zhì)(5；6，7-10)，用于使從外部施加在外殼(3)上的燃料壓力(P)傳遞到壓電疊層(4)上，其中傳遞介質(zhì)(5；6，7-10)具有鈍化液體(5)和多個(gè)預(yù)成形的物體(6，7-10)，其中所述液體(5)具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第三容積變化(ΔV3)，所述物體(6，7-10)具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第四容積變化(ΔV4)，其中這樣調(diào)整鈍化液體(5)與預(yù)成形的物體(6，7-10)之間的比例，使外殼(3)的第一容積變化(ΔV1)基本相當(dāng)于致動(dòng)器內(nèi)室(2)的整個(gè)容積變化(ΔVin)，該整個(gè)容積變化(ΔVin)至少包括第二、第三和第四容積變化(ΔV2-ΔV4)。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓電致動(dòng)器，其特征在于，使致動(dòng)器內(nèi)室(2) 通過(guò)端頭板(11 )、底板(12)、外殼(3)并通過(guò)壓電疊層(4)界定。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的壓電致動(dòng)器，其特征在于，使致動(dòng)器內(nèi) 室(2)的整個(gè)容積變化(AVm)與外殼(3)的第一容積變化(AV1) 之間的差值位于給定的誤差范圍里面。
4. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器，其特征在 于，使壓電疊層(4)正方形、多角形或圓柱形地構(gòu)成。
5. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器，其特征在 于，使外殼(3)由波紋管構(gòu)成，該波紋管具有多個(gè)N波紋并且尤其是 金屬的。
6. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器，其特征在 于，4吏4屯化液體(5)由石圭油構(gòu)成。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器，其特征在 于，使預(yù)成形物體(6, 7-10)由多個(gè)小球(6)構(gòu)成，這些小球尤其 分別具有最大200pm的直徑和/或由氧化陶瓷構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求7所述的壓電致動(dòng)器，其特征在于，使小球(6)以最緊密的球包設(shè)置在鈍化液體(5)里面。
9. 如權(quán)利要求5或6所述的壓電致動(dòng)器，其特征在于，使預(yù)成形的 物體(6, 7-10)由彈性的傳遞元件(7-10)構(gòu)成，其中優(yōu)選在至少 一個(gè)波紋里面設(shè)置至少兩個(gè)適配于波紋形狀的彈性的傳遞元件(7 -10)。
10. 如權(quán)利要求9所述的壓電致動(dòng)器，其特征在于，使彈性的傳遞 元件(7-10)由鋼和/或陶瓷和/或殷鋼和/或尼龍(PA66)和/或由彈性 體、尤其是特富龍構(gòu)成。
11. 如權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器，其特 征在于，使波紋管構(gòu)造成能夠縱向和橫向膨脹的波紋管。
12. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器，其特征在 于，使傳遞介質(zhì)(5; 6， 7-10)形狀配合和/或力結(jié)合地設(shè)置在外殼(3) 與壓電疊層(4)之間。
13. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器，其特征在 于，使預(yù)成形的物體(6, 7-10)的熱膨脹系數(shù)以10倍至50倍、優(yōu)選 以20倍至40倍、特別優(yōu)選以25倍至35倍小于所述鈍化液體(5 )的 熱膨脹系數(shù)。
14. 一種制造如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng) 器(1 )的方法，包括下列步驟a) 使壓電疊層(4)設(shè)置在致動(dòng)器內(nèi)室(2)里面，其中壓電疊層 (4)具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第二容積變化(AV2);b) 通過(guò)外殼(3)至少側(cè)面界定致動(dòng)器內(nèi)室(2),該外殼具有與 溫度和Z或壓力有關(guān)的第一容積變化(AV1);c) 使壓電疊層(4)與外殼(3)之間保留的致動(dòng)器內(nèi)室(2)通過(guò) 鈍化液體(5)填充，用于使施加在外殼(3)上的燃料壓力(P)傳遞 到壓電疊層(4)上，其中液體(5)具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第三容 積變化(AV3);d) 使至少包括笫二、第三和第四容積變化(AV2-AV4)的整個(gè)容 積變化(AVm)通過(guò)打包多個(gè)具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第四容積變 化(AV4 )的預(yù)成形物體(6, 7 - 10 )這樣設(shè)在鈍化液體(5 )里面，使 致動(dòng)器內(nèi)室(2)的整個(gè)容積變化(AVin)基本相當(dāng)于外殼(3)的第一 容積變化(AV1 )。
15. 噴射系統(tǒng)，具有如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的壓電致動(dòng)器(1),其中壓電致動(dòng)器(1)設(shè)置在噴射系統(tǒng)的高壓室里面。
16. 如權(quán)利要求15所述的噴射系統(tǒng)，其特征在于，噴射系統(tǒng)構(gòu)造 成共軌噴射系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提出用于以給定的燃料壓力噴射燃料的壓電致動(dòng)器，它具有至少側(cè)面界定致動(dòng)器內(nèi)室的外殼，它具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第一容積變化；設(shè)置在致動(dòng)器內(nèi)室里面的壓電疊層，它具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第二容積變化；設(shè)置在壓電疊層與外殼之間的傳遞介質(zhì)，用于使從外部施加在外殼上的燃料壓力傳遞到壓電疊層上，其中傳遞介質(zhì)具有鈍化液體和多個(gè)預(yù)成形的物體，所述液體具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第三容積變化，所述物體具有與溫度和/或壓力有關(guān)的第四容積變化，其中這樣調(diào)整鈍化液體與預(yù)成形的物體之間的比例，使外殼的第一容積變化基本相當(dāng)于致動(dòng)器內(nèi)室的整個(gè)容積變化，該整個(gè)容積變化至少包括第二、第三和第四容積變化。
文檔編號(hào)F02M51/06GK101438051SQ200780016611
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者M·克羅伯格 申請(qǐng)人:歐陸汽車(chē)有限責(zé)任公司