圧電セラミックスの自動車分野への応用研究

ビュー: 2 著者: サイト編集者公開時間: 2018-12-13 起源: サイト

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圧電セラミックス振動センサは、強誘電体セラミックスに直流強電界を印加して分極処理を行ったものです。これは、電気エネルギーと機械エネルギーを相互に変換できる特殊な圧電セラミック材料です。圧電セラミックが機械的応力を受けると分極が発生し、分極値は応力に比例します。逆に、ピエゾセラミックに電界がかかると、電界の強さに比例した歪み（変形）も発生します。前者の効果を正の圧電効果、後者の効果を逆圧電効果と呼び、これらを総称して圧電効果と呼びます。正の圧電効果において、圧電セラミックは非常に敏感であり、非常に弱い機械振動を電気信号に変換することができ、ソナーシステム、気象探知、テレメトリ環境保護、家庭用電化製品などに使用できます。逆圧電効果では、圧電セラミックは、電界の作用下で、そのサイズの最大 100 万分の 1 までの少量の変形を生成します。この機能は、精密機器や機械制御、マイクロエレクトロニクスに使用できます。ピエゾトランスデューサーサウンドディスク.は、バイオエンジニアリングやその他の分野の技術です。このようなユニークな機能を持つ圧電セラミックスだからこそ、自動車分野への幅広い応用が期待されています。本研究では、まず自動車のセンシング、駆動、防振、騒音低減などの分野における圧電セラミックスの応用を検討し、次に圧電発電機の圧電セラミックスの発電特性を利用した自動車タイヤの圧力検出システムを設計・製作する。

の開発自動車分野における圧電円板素子は、近年、中国における自動車の急速な増加に伴い、安全性と快適性への要求がますます高まっています。圧電セラミックスの圧電効果を利用することで、自動車分野におけるセンシング、駆動、防振、静音化などの機能を実現し、自動車の安全性や快適性の要求に応えます。

自動車センシング分野での応用:

自動車電子制御システムの情報源として、電気モデル圧電ディスクは自動車電子制御システムの重要なコンポーネントです。自動車の自動化・自動化の度合いが高くなるほど、センサーへの依存度は大きくなります。一般的な家庭用自動車には数十個から100個近くのセンサーが搭載されており、高級車では200個にも及ぶ場合があります。圧電セラミックスタイプのセンサーとしては、ノッキングセンサーや超音波センサー、加速度センサーなどに使用される圧電セラミックスが一般的です。ノックセンサ用圧電セラミックスは、圧電セラミックス振動子、金属片、ガスケット、金属ケースなどから構成される。圧電振動子が発生する電荷はエンジンシリンダーが発生する振動に比例し、発生した電圧はシールド線を介して電子制御ユニットに入り、約7kHzの振動によって発生する電圧を検出し、電子制御ユニットは電圧の大きさで判断します。デトネーションの強さ、タイムリーな補正、または対応する点火の遅れで、ノッキングを事前に排除します。エンジンはノッキングに近い点火タイミング、最高の熱効率、最小の燃料消費量で運転され、ノッキングのない運転状態を達成することで、エンジンが可能な限り最大の出力と経済指標で動作することが保証されます。

超音波センサーは自動車の後退時衝突防止警報装置として使用され、アルミニウム合金ケース、PZT圧電セラミック結晶振動子、吸音材、リード電極で構成されています。圧電セラミックスに電気信号を加えると機械振動が発生し、超音波が放射されます。超音波が空気伝播中に障害物に当たると、すぐに反射されます。圧電セラミックスに印加すると、データ処理により電気信号が出力されます。時間差距離計測により、車両と障害物との距離を算出し、危険な衝突が発生した場合に警報を発します。車の後部にある小さな障害物やドライバーの視点の死角を正確に検出できます。超音波センサーは、自動車の電子制御サスペンションシステムでも使用され、シャーシと路面の間の距離を直接監視します。円錐形の圧電トランスデューサ加速度計は、自動車のエアバッグシステムで使用できます。２枚の圧電セラミックスシートは内部共通電極を介して貼り合わされて２極構造を形成し、移動方向に取り付けられて片持ち梁を形成し、周辺回路厚膜と一体化されている。自動車の低速・高速時の瞬間的な衝突強度を検知し、電気信号に変換して出力する装置です。衝突強度が大きい場合、エアバッグが時間内に正確に開き、車の安全性能が向上します。