ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД Российский патент 2002 года по МПК F16K31/02 F16K31/66 F02M51/06 

Настоящее изобретение относится к пьезоэлектрическому приводу, пригодному для управления распределительными клапанами или клапанными форсунками, установленными на двигателях внутреннего сгорания транспортного средства. Такой пьезоэлектрический привод имеет пьезоэлектрический элемент, прежде всего в виде многослойной структуры (ламината), состоящей из чередующихся слоев пьезоэлектрического, соответственно пьезокерамического материала с прослойкой между ними из металлических, соответственно токопроводящих и служащих в качестве электродов слоев, причем этот элемент при приложении к его электродам импульсной электрической нагрузки совершает аналогично пульсирующее возвратно-поступательное движение с изменением расстояния между его двумя расположенными друг против друга торцами, а также имеет расположенные на торцах пьезоэлектрического элемента жесткие пластины, стянутые друг с другом действующими между ними стяжными элементами с предварительным сжатием пьезоэлектрического элемента.

Пьезоэлектрические приводы могут применяться в транспортных средствах, например для управления клапанными форсунками двигателя, а также в тормозной системе с противоблокировочным устройством и противобуксовочной системой. Управление клапанными форсунками с помощью таких приводов описано, например, в GB 1320057 А.

Такие клапанные форсунки имеют распылитель, открытием и закрытием которого управляет запорный орган, выполненный по типу толкателя. На толкателе со стороны распылителя расположена рабочая поверхность, к которой прикладывается давление подводимого к распылителю топлива, при этом силы давления стремятся сместить толкатель в положение открытия запорного органа. Толкатель своим выполненным по типу плунжера концом, сечение которого больше площади указанной рабочей поверхности, выступает в распределительную камеру. Действующее в этой камере давление стремится переместить толкатель в направлении закрытия запорного органа. Распределительная камера сообщается через входной дроссель с находящимся под высоким давлением подводящим топливопроводом и через, как правило, задросселированный, соответственно объединенный с выходным дросселем выпускной клапан сообщается со сливным топливопроводом, в котором действует лишь небольшое давление. При закрытом выпускном клапане в распределительной камере преобладает высокое давление, под действием которого толкатель перемещается в направлении закрытия запорного органа, соответственно удерживается в закрытом положении против действия давления, приложенного к его обращенной к распылителю рабочей поверхности. При открытии выпускного клапана давление в распределительной камере падает, причем величина такого падения давления определяется размерами входного дросселя и дроссельным сопротивлением открытого выходного клапана, соответственно объединенного с ним выходного дросселя. В результате давление в распределительной камере при открытом выпускном клапане уменьшается настолько, что толкатель под действием сил давления, приложенных к его обращенной к распылителю рабочей поверхности, перемещается в направлении открытия запорного органа, соответственно удерживается в открытом положении.

Управление указанным выпускным клапаном может осуществляться с помощью пьезоэлектрического привода, причем в сравнении с величиной хода запорного органа распылителя для пьезоэлектрического привода достаточно небольшой амплитуды возвратно-поступательного движения.

Из заявки JP-A 7-226514 известен пьезоэлектрический привод, пьезоэлектрический элемент которого выполнен в виде многослойной структуры, образованной набранными в пакет пластинами из пьезоэлектрического материала, электрический контакт с которыми обеспечивается по их коротким торцам. С этой целью в качестве электродов предусмотрены волнистые ленты, которые контактируют с соответствующими пластинами. Эти ленты для обеспечения их надежного контакта с пьезоэлектрическими пластинами должны быть с определенным прижимным усилием прижаты к торцам этих пьезоэлектрических пластин и поэтому практически не пригодны для предварительного сжатия пьезоэлектрического элемента с высоким усилием, которого было бы достаточно для придания всему пьезоэлектрическому приводу необходимой вибростойкости в жестких условиях эксплуатации автотранспортного средства.

Кроме того, из патента US 4460842 известен пьезоэлектрический привод, пьезоэлектрический элемент которого заключен в металлическую гильзу, обладающую благодаря боковым прорезям повышенной способностью упруго деформироваться. При этом предварительное сжатие пьезоэлектрического элемента обеспечивают ввернутые во втулку с ее торцов концевые элементы. Однако в пьезоэлектрическом приводе такой конструкции возникает проблема, связанная с обеспечением электрического контакта между отдельными многослойными структурами, из которых состоит пьезоэлектрический элемент, и проводником, предназначенным для подвода к приводу высокого электрического напряжения. Обусловлено это тем, что такой проводник должен быть изолирован относительно указанных проворачиваемых концевых элементов, сквозь которые он проходит. Подобная конструкция является достаточно трудоемкой в изготовлении и сборке. Помимо этого в приводе такой конструкции возникают также определенные проблемы, связанные с обеспечением необходимой изоляции высоковольтного проводника.

Пьезоэлектрические приводы зарекомендовали себя в качестве надежных регулирующих и приводных устройств. Однако при применении, соответственно при установке пьезоэлектрических приводов необходимо учитывать, что пьезоэлектрические элементы, выполненные в виде ламинатов по технологии изготовления многослойных структур, не должны работать на растяжение, соответственно могут подвергаться лишь незначительным таким растягивающим нагрузкам. В результате конструкция узлов с пьезоэлектрическим приводом может существенно усложниться.

Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача разработать пьезоэлектрический привод, который был бы лишен недостатков известных решений, т.е. имел бы простую конструкцию, был бы недорогим в изготовлении и обладал бы высокой вибростойкостью.

Эта задача в отношении пьезоэлектрического привода указанного в начале описания типа решается благодаря тому, что расположенные на торцах пьезоэлектрического элемента жесткие пластины стянуты друг с другом по меньшей мере одним пружинным хомутом, который с отступом охватывает, соответственно окружает снаружи эти пластины и расположенный между ними пьезоэлектрический элемент.

Преимущество предлагаемого в изобретении пьезоэлектрического привода состоит в том, что использование пружинных хомутов позволяет упростить изготовление пьезоэлектрического привода и вместе с тем обеспечить надежное и вибростойкое скрепление отдельных слоев многослойной структуры пьезоэлектрического элемента, при этом непосредственный контакт пружинных хомутов с пьезоэлектрическим элементом ограничен только осевым взаимодействием с вышеуказанными жесткими пластинами, а сам этот пьезоэлектрический элемент с пружинными хомутами не соприкасается. При этом остается достаточно свободного пространства для размещения электропроводки, которую для обеспечения необходимого электрического контакта со слоями пьезоэлектрического материала, соответственно с расположенными между ними служащими в качестве электродов слоями достаточно просто благодаря этому подвести к пьезоэлектрическому элементу сбоку.

Предлагаемые согласно изобретению пьезоэлектрические приводы допускают также приложение к ним растягивающих нагрузок, поскольку предусмотрена упругая обтяжка пьезоэлектрического элемента, стягивающая его торцы друг с другом с созданием в пьезоэлектрическом элементе предварительного сжатия.

Изобретение основано на общеизвестной идее создания упругого предварительного сжатия в пьезоэлектрическом элементе привода с помощью расположенных, соответственно удерживаемых на нем стяжных элементов, действующих против направления действия заданного растягивающего напряжения, и создания тем самым постоянной сжимающей нагрузки, причем пьезоэлектрический элемент при приложении пульсирующих, соответственно переменных электрических полей раздвигает указанные торцы друг от друга, создавая сжимающее напряжение в пьезоэлектрическом материале и упруго растягивая обтяжку, а затем снова сдвигает указанные торцы в направлении друг к другу с использованием энергии, накопленной в упругой обтяжке, создавая сжимающее напряжение в пьезоэлектрическом элементе, при этом в обоих направлениях движения может совершаться полезная работа, энергия которой передается внешним элементам.

Настоящее изобретение позволяет оптимальным образом использовать тот факт, что торцы, расстояние между которыми при совершении пьезоэлектрическим элементом рабочих ходов изменяется, для передачи усилия на контропоры, соответственно на приводимые элементы, необходимо закрывать жесткими элементами кинематической связи, соответственно торцевыми пластинами, которые конструктивно могут быть очень просто соединены упругими стяжными элементами - пружинными хомутами для создания в пьезоэлектрическом элементе постоянно действующего сжимающего напряжения.

Согласно одному из предпочтительных вариантов предусмотрены два отдельных пружинных хомута, каждый из которых выполнен в основном С-образной формы и внахлестку охватывает своими концами пластины. Помимо этого пружинный хомут может быть выполнен в виде замкнутой по типу кольца детали.

Расположенные сбоку пьезоэлектрического элемента участки пружинного хомута, соответственно пружинных хомутов, предпочтительно имеют волнообразную форму, соответственно один или несколько гофров.

Согласно еще одному варианту пружинные хомуты предпочтительно выполнять в виде расположенных между жесткими пластинами ленточных пружин, соответственно ленточных стяжек, которые могут быть выполнены из материала круглого или плоского сечения. Для крепления этих ленточных пружин, соответственно ленточных стяжек на самих жестких пластинах, предпочтительно предусмотреть боковые пальцы. Предпочтительно далее, чтобы ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки, образовывали петли, охватывающие указанные пальцы. Кроме того, ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки, можно закреплять на пальцах с помощью расположенных на этих ленточных стяжках ушек. Помимо этого ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки, предпочтительно выполнять таким образом, чтобы они одним своим концевым участком охватывали соответствующий палец, а свободным концом были вставлены в выполненную на пальце осевую прорезь. Ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки, могут иметь на участке между пальцами волнообразную форму, соответственно один или несколько гофров.

В другом предпочтительном варианте ленточная стяжка, соответственно ленточная пружина, охватывает торец, соответственно торцевую пластину пьезоэлектрического элемента, и с помощью закрепленных на ее концах подвесных приспособлений или сформованных с ней за одно целое концевых частей подвешена в выемке, соответственно в пазах жесткой пластины, расположенной на другом торце пьезоэлектрического элемента.

Пьезоэлектрический элемент предпочтительно располагать в пружинной втулке, стягивающей две расположенные на ее концах донные части с созданием давления на обращенные к ним торцы пьезоэлектрического элемента. Предпочтительно, чтобы такая пружинная втулка герметично охватывала пьезоэлектрический элемент, защищая его от грязи и влаги.

Создаваемое в пьезоэлектрическом элементе предварительное сжатие составляет предпочтительно от 500 до 2000 Н/см².

Помимо этого пружинные хомуты предпочтительно электроизолировать друг от друга и выполнять в виде контактных выводов для электродов.

Пружинные хомуты целесообразно выполнять с незначительной жесткостью таким образом, что их стягивающие усилия в процессе пульсирующих движений пьезоэлектрического элемента изменялось лишь относительно мало, при этом, в частности, величина изменения усилия должна быть незначительна в сравнении с развиваемым эффективным усилием.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере наиболее предпочтительных вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - первый вариант выполнения предлагаемого согласно изобретению привода с частичным разрезом;
на фиг.2 - сечение плоскостью II-II по фиг. 1;
на фиг.3 - модификация варианта выполнения, соответствующего показанному на фиг. 2 сечению;
на фиг.4 - еще один модифицированный вариант выполнения в разрезе;
на фиг.5 - вариант выполнения, в котором между расположенными на приводе торцевыми пластинами предусмотрены упругие ленточные стяжки;
на фиг.6 - вид по стрелке VI по фиг. 5;
на фиг.7 - различные варианты выполнения упругих ленточных стяжек;
на фиг.8 - разрез одного из вариантов выполнения, в котором между торцевыми пластинами привода расположена упругая втулка;
на фиг. 9 - общий вид клапанной форсунки;
на фиг. 10 - еще один вариант выполнения привода в разрезе;
на фиг.11 - предпочтительный вариант крепления ленточной пружины, служащей в качестве обтяжки пьезоэлектрического элемента.

Согласно фиг.1 и 2 пьезоэлектрический привод 1 имеет пьезоэлектрический элемент 2, который может состоять, например, из множества слоев пьезокерамического материала, между каждым из которых расположены токопроводящие слои, которые попеременно электрически соединены с электрическим контактным выводом 3, соответственно с электрическим контактным выводом 4, благодаря чему пьезоэлектрический элемент 2 при соединении контактных выводов 3 и 4 с не показанным источником импульсного электрического напряжения или источником переменного напряжения известным образом возбуждается, совершая пульсирующие движения, при которых расстояние между верхним и нижним по фиг. 1 торцами пьезоэлектрического элемента 2 изменяется.

Указанные торцы закрыты жесткими пластинами 5, которые в примере по фиг. 1 и 2 имеют по расположенному по центру торцевому пазу 6. При этом паз 6 верхней согласно фиг. 1 и 2 пластины 5 расположен параллельно пазу 6 нижней пластины 5. Пазы 6 служат для размещения и крепления выполненного в виде замкнутого кольца пружинного хомута 7, который по типу рамки охватывает пьезоэлектрический элемент 2 и пластины 5 и поперечные участки которого входят в пазы 6. Пружинный хомут 7 имеет упругие участки 7', которые проходят сбоку пьезоэлектрического элемента 2 и которые предварительно растянуты и в соответствии с этим создают в пьезоэлектрическом элементе 2 между пластинами 5 предварительное сжатие. Для достижения задаваемой жесткости пружины участки 7' имеют один или несколько гофров, соответственно волнообразную форму, причем силы растяжения, действующие между пластинами 5, стремятся распрямить гофры, соответственно волны.

Пример выполнения по фиг. 3 отличается от вышеописанного примера, в частности, тем, что на пьезоэлектрическом элементе 2 расположены два отдельных пружинных хомута 8 С-образной формы, и что в торцевых пластинах 5 на пьезоэлектрическом элементе 2 предусмотрено по одному отверстию 9, в которые вставлены отогнутые концы пружинных хомутов 8.

Отличие показанного на фиг. 4 варианта от варианта по фиг. 1 и 2 также состоит в том, что предусмотрены два пружинных хомута 10. Эти пружинные хомуты 10 также имеют вставленные в пазы 6 пластин 5 концевые участки, которые, однако, выполнены крючковой формы, при этом крючковые концы входят в соответствующее выполненное внутри пазов 6 углубление 11.

Во всех вышеописанных вариантах пружинные хомуты 7, 8, соответственно 10, могут быть выполнены из пружинной стальной проволоки круглого сечения. Однако в принципе пружинные хомуты могут иметь и иное сечение, а для их изготовления можно использовать другие упругие материалы.

Поскольку два отдельных хомута 8, соответственно 10, электроизолированы друг от друга, эти хомуты можно также выполнить в виде электрических контактных выводов и электрически соединить с соответствующими контактными площадками на пьезоэлектрическом элементе 2 путем опрессовки, пайки и т.п.

В показанном на фиг.5 и 6 варианте на каждой из торцевых пластин 5 предусмотрены боковые пальцы 12, служащие для крепления ленточных хомутов, выполненных в виде упругих ленточных стяжек 13. Последние могут быть выполнены согласно фиг. 6 в виде охватывающей пальцы 12 пластин 5 петли, которая на участке между пальцами 12 имеет волнообразную форму, причем силы натяжения, действующие между пальцами 12, стремятся распрямить указанные волны. В зоне пальцев 12 ленточные стяжки 13 могут иметь большую ширину в сравнении с выполненными более узкими гофрированными участками ленточных стяжек.

Благодаря действующим между пальцами 12 растягивающим усилиям ленточных стяжек 13 в пьезоэлектрическом элементе 2 и в этом случае создается постоянно действующее предварительное сжатие.

На фиг. 7 показаны различные модифицированные варианты выполнения ленточных стяжек 13. Согласно варианту А каждая ленточная стяжка 13 может быть снабжена на ее концах ушком 14, которым она может надеваться на один из пальцев 12. Согласно вариантам Б и В пальцы 12 могут иметь осевую прорезь, в которую вставляется конец охватывающего соответствующий палец 12 концевого участка ленточной стяжки 13.

В примере Б ленточная стяжка 13 имеет в зоне пальца 12 S-образный участок 13', который благодаря своей форме обладает определенной упругостью, т. е. сильные растягивающие усилия стремятся растянуть этот участок 13' в прямолинейный.

В примере выполнения по фиг.8 один из торцевых концов пьезоэлектрического элемента 2 снабжен вогнутой в сторону торца пластиной 15, а на его другом конце предусмотрена пластина 16, которая имеет обращенный в противоположную от элемента 2 сторону и выполненный в виде толкателя удлиненный выступ 17. По краю пластину 16 охватывает кольцевой фланец 18, соединенный с кольцевой донной частью 19 пружинной втулки 20, другой конец которой удерживается в донной части 21, которая своим расположенным с внутренней стороны выпуклым участком входит в вогнутый участок на обращенной к ней стороне пластины 15. На пружинную втулку 20 действует большее растягивающее напряжение таким образом, что донные части 19 и 21, воздействуя на пьезоэлектрический элемент 2, создают в нем соответствующее предварительное сжатие.

Пружинная втулка 20 имеет в верхней по фиг.8 части в основном цилиндрическую форму, тогда как ее нижняя часть гофрирована по типу сильфона, при этом каждый из гофров предпочтительно образует полукруглую дугу, как это показано на фиг.8.

Толщина стенки втулки, выполненной предпочтительно из пружинной стали, может составлять от 0,1 до 0,6 мм, предпочтительно примерно 0,3 мм. Максимальное растягивающее напряжение в гофрированной зоне не должно превышать 800-900 Н/мм². Благодаря большому числу гофров общее растягивающее напряжение пружинной втулки 20 может составлять примерно от 500 до 1500 Н. При поперечном сечении пьезоэлектрического элемента порядка 1 см² усилие предварительного сжатия может составлять приблизительно от 500 до 2000 Н/см².

На донной части 21 расположена несущая пластина 22, которая в свою очередь закреплена в стаканообразной крышке 23. Донная часть 21, несущая пластина 22 и крышка 23 имеют взаимно соосные отверстия, через которые пропущены контактные выводы 3 и 4, причем в этих отверстиях расположены выполненные в виде пробок заглушки 25, которые необязательно могут быть образованы заливкой уплотнительного материала. На заглушках 25 предусмотрены присоединительные контакты 26, через которые к пьезоэлектрическому элементу 2 может быть приложено электрическое напряжение.

Крышка 23 соединена с цилиндром 27, который охватывает с радиальным зазором пружинную втулку 20 и нижний конец которого снабжен внутренней резьбой, позволяющей, как это описано ниже, навинчивать этот цилиндр на корпус клапанной форсунки.

Согласно фиг. 9 на составном корпусе 28 изображенного узла клапанной форсунки расположен управляемый иглой 29 распылитель 30, к которому через предусмотренное в корпусе отверстие 31, в которое вставлена игла 29, может подводиться топливо под высоким давлением. Отверстие 31 в корпусе расширяется вверх, переходя в цилиндрическую рабочую камеру 32 для жестко соединенного с иглой 29 и выполненного по типу плунжера толкателя 33, который расположен внутри рабочей камеры 32 с возможностью возвратно-поступательного движения. Нижняя по фиг. 9 расширенная концевая зона рабочей камеры 32 сообщается через невидимое на фиг. 9 отверстие в корпусе с поперечным отверстием 34, которое через щелевой фильтр 35 соединено с не показанным на чертеже подводящим топливопроводом. Поперечное отверстие 34 оканчивается в кольцевой полости 36, сообщающейся через входной дроссель 37 с верхней по фиг. 9 концевой зоной рабочей камеры 32. Далее к верхней концевой зоне рабочей камеры 32 примыкает снабженное выходным дросселем 38 и расположенное соосно рабочей камере 32 отверстие 39. Это отверстие 39 оканчивается в примыкающем к нему соосном отверстии 40, соединенным с разгрузочной полостью 41, а также с компенсационным отверстием 42, которое расположено параллельно отверстию 40 и соединяет его концы друг с другом. В отверстии 40 установлен распределительный клапан 43, который управляет обращенным к нему концом отверстия 39 и тем самым соединением отверстия 39 с разгрузочной полостью 41. Приводом распределительного клапана 43 служит установленный в отверстии 40 толкатель 44, управление которым в свою очередь осуществляется пьезоэлектрическим приводом 1. Этот пьезоэлектрический привод 1 установлен в цилиндре 27, внутренняя полость которого уплотнена мембраной 46, закрепленной между примыкающей к ней корпусной деталью 45 и цилиндром 27, предотвращая попадание в эту полость топлива.

Показанное на чертеже устройство работает следующим образом. При приложении к пьезоэлектрическому приводу 1 электрического переменного напряжения или импульсного электрического напряжения пьезоэлектрический элемент 2 начинает совершать пульсирующие движения, которые через выполненный в виде толкателя удлиненный выступ 17 на пьезоэлектрическом элементе 2, соответственно на расположенной на нем торцевой пластине 5 передаются толкателю 44, в результате чего последний открывает, соответственно закрывает, распределительный клапан 43. При закрытом распределительном клапане 43 давление топлива, подводимого по поперечному отверстию 34, действует на оба конца выполненного по типу плунжера толкателя 33. Поскольку в сравнении с верхним концом поперечное сечение нижнего конца уменьшено на величину поперечного сечения иглы 29, толкатель 33 под действием давления топлива выталкивается вниз, в результате чего игла 29 закрывает распылитель 30. Как только распределительный клапан 43 откроется, давление у верхнего конца толкателя 33 начнет падать, причем величина такого падения давления определяется соотношением сопротивлений входного дросселя 37 и выходного дросселя 38. В результате давление топлива, действующее тем самым на нижний конец толкателя 33, приподнимает толкатель 33, а игла 29 таким образом открывает распылитель 30.

Показанный на фиг. 10 вариант выполнения отличается от варианта по фиг. 8 прежде всего тем, что вместо пружинной втулки 20 согласно фиг. 8 предусмотрена волнообразная ленточная пружина 48, которая охватывает противоположную от пьезоэлектрического элемента 2 сторону кольцевого фланца 18 и имеет в этом месте отверстие под удлиненный выступ 17 пластины 16.

Оба конца ленточной пружины 48 закреплены с помощью высокотемпературной пайки (пайка медным припоем) в выполненном по типу ниппеля подвесном приспособлении 49, установленном на дискообразном опорном компенсаторе 50, который в свою очередь прилегает к торцевой пластине 51 пьезоэлектрического элемента 2. В опорном компенсаторе 50, равно как и в торцовой пластине 51, предусмотрены открытые наружу пазы, через которые пропущена ленточная пружина 48.

Вместо подвесных приспособлений 49, жестко соединенных с ленточной пружиной 48, на последней согласно варианту А по фиг. 11 за одно целое с ней могут быть сформованы также анкерные концевые части 52. Последние в показанном на фиг. 11 варианте выполнены в виде в основном квадратных лапок с центральным отверстием под захват инструментом. При этом размеры каждой концевой части 52, соответственно образующей ее лапки, выбираются такими, что эта лапка перекрывает в поперечном направлении паз, который расположен в торцевой пластине 51, соответственно в контактирующим с ним опорном компенсаторе 50, и через который пропущена ленточная пружина 48, и опирается угловыми участками 52' с обеих сторон указанного паза на торцевую сторону опорного компенсатора 50 или торцевой пластины 51.

Переходы между угловыми участками 52' и пропущенной через прорезь относительно узкой частью ленточной пружины 48 выполнены в виде выемки U-образной формы или предпочтительно в форме замочной скважины таким образом, что угловые участки 52' образуют короткие язычки на концевой части 52, направленные к обращенной к ним торцевой стороне опорного компенсатора 50, соответственно торцевой пластины 51, и такая форма препятствует образованию трещин на переходах.

Согласно варианту Б по фиг. 11, где показан первый пример выполнения концевой части 52 в виде сбоку по стрелке Р, изображенной в варианте А по фиг.11, угловые участки 52' могут быть выполнены в основном плоскими и лежать примерно в той же плоскости, что и остальная концевая часть 52.

Вместо этого в другом примере, который является предпочтительным, концы угловых участков 52' согласно варианту В по фиг.11 также можно отогнуть относительно плоскости концевой части 52 таким образом, чтобы каждая из отогнутых частей углового участка 52' по плоскости опиралась на обращенную к нему торцевую сторону опорного компенсатора 50.

Пьезоэлектрический привод предназначен для управления распределительными клапанами или клапанными форсунками, установленными на двигателях внутреннего сгорания транспортного средства. Пьезоэлектрический привод содержит пьезоэлектрический элемент, прежде всего в виде многослойной структуры. Указанная структура состоит из чередующихся слоев пьезоэлектрического, соответственно пьезокерамического, материала с прослойкой между ними из металлических, соответственно токопроводящих и служащих в качестве электродов слоев. Причем этот элемент при приложении к его электродам импульсной электрической нагрузки совершает аналогично пульсирующее возвратно-поступательное движение с изменением расстояния между его двумя расположенными друг напротив друга торцами. Привод также имеет расположенные на торцах пьезоэлектрического элемента жесткие пластины, стянутые друг с другом действующими между ними стяжными элементами с предварительным сжатием пьезоэлектрического элемента. Указанные пластины стянуты друг с другом по меньшей мере одним пружинным хомутом. Причем последний с отступом охватывает, соответственно окружает, снаружи пластины и расположенный между ними пьезоэлектрический элемент. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства и повысить его надежность. 14 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. Пьезоэлектрический привод, пригодный для управления распределительными клапанами или клапанными форсунками, установленными на двигателях внутреннего сгорания транспортного средства, имеющий пьезоэлектрический элемент (2), прежде всего в виде многослойной структуры, состоящей из чередующихся слоев пьезоэлектрического, соответственно пьезокерамического, материала с прослойкой между ними из металлических, соответственно токопроводящих, и служащих в качестве электродов слоев, причем этот элемент при приложении к его электродам импульсной электрической нагрузки совершает аналогично пульсирующее возвратно-поступательное движение с изменением расстояния между его двумя расположенными друг против друга торцами, а также имеющий расположенные на торцах пьезоэлектрического элемента (2) жесткие пластины (5, 15, 16), стянутые друг с другом действующими между ними стяжными элементами (7, 8, 10, 13, 20) с предварительным сжатием пьезоэлектрического элемента (2), отличающийся тем, что указанные пластины (5) стянуты друг с другом по меньшей мере одним пружинным хомутом (7, 8, 10), который с отступом охватывает, соответственно окружает снаружи пластины и расположенный между ними пьезоэлектрический элемент (2). 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что предусмотрены два отдельных пружинных хомута (8, 10), каждый из которых выполнен в основном С-образной формы и внахлестку охватывает своими концами пластины (5). 3. Привод по п.1, отличающийся тем, что пружинный хомут (7) выполнен в виде замкнутой по типу кольца детали. 4. Привод по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что расположенные сбоку пьезоэлектрического элемента (2) участки пружинного хомута, соответственно пружинных хомутов (7,8,10), имеют волнообразную форму, соответственно один или несколько гофров. 5. Привод по п. 1, отличающийся тем, что пружинные хомуты выполнены в виде ленточных пружин, соответственно ленточных стяжек (13), расположенных между жесткими пластинами. 6. Привод по п.5, отличающийся тем, что на пластинах (5) предусмотрены боковые пальцы (12) для крепления ленточных пружин, соответственно ленточных стяжек (13). 7. Привод по п.6, отличающийся тем, что ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки (13), образуют петли, охватывающие пальцы (12). 8. Привод по п.6, отличающийся тем, что ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки (13), закреплены на пальцах (12) с помощью расположенных на ленточных стяжках ушек (14). 9. Привод по п.6, отличающийся тем, что ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки (13), одним своим концевым участком охватывают соответствующий палец (12) и вставлены свободным концом в выполненную на пальце осевую прорезь. 10. Привод по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что ленточные пружины, соответственно ленточные стяжки (13), имеют на участке между пальцами (12) волнообразную форму, соответственно один или несколько гофров. 11. Привод по п.1 или 5, отличающийся тем, что ленточная стяжка, соответственно ленточная пружина (48), охватывает торец, соответственно торцевую пластину (16, 18), пьезоэлектрического элемента (2) и с помощью закрепленных на ее концах подвесных приспособлений (49) или сформованных с ней за одно целое концевых частей (52) подвешена в выемке, соответственно в пазах пластины (51), расположенной на другом торце пьезоэлектрического элемента (2). 12. Привод по п.1, отличающийся тем, что пьезоэлектрический элемент (2) расположен в пружинной втулке (20), стягивающей две расположенные на ее концах донные части (19, 21) с созданием давления на обращенные к ним торцы пьезоэлектрического элемента (2). 13. Привод по п.12, отличающийся тем, что пружинная втулка (20) герметично охватывает пьезоэлектрический элемент (2), защищая его от грязи и влаги. 14. Привод по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что создаваемое в пьезоэлектрическом элементе (2) предварительное сжатие составляет 500-2000 Н/см². 15. Привод по п. 2, отличающийся тем, что пружинные хомуты (8, 10) электроизолированы друг от друга и выполнены в виде контактных выводов для электродов.