ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР
PIEZOELECTRIC GENERATOR

Изобретение относится к системам зажигания для двигателя внутреннего сгорания, в частности к конструкции пьезоэлектрических генераторов.
Известен пьезоэлектрический генератор для системы зажигания двигателя внутреннего сгорания (Авторское свидетельство СССР №648748, кл. F02P 3/12, опубл. 1979), состоящий из корпуса, в котором размещены пьезоэлементы, контактирующие с рычагом, взаимодействующие с эксцентриком приводного вала.
Также известен пьезоэлектрический генератор, служащий источником высокого напряжения для пьезоэлектрической системы зажигания (Авторское свидетельство СССР №714038, кл. F02P 3/12, опубл. 1980), состоящий из двух пьезоэлементов, периодически деформируемых механизмом нагружения через промежуточный элемент - рычаг, шарнирно укрепленный на неподвижной оси.
Недостатками вышеназванных пьезогенераторов является то, что, во-первых, деформация пьезоэлементов осуществляется посредством промежуточного элемента - рычага, во-вторых, приводное устройство выполнено в виде эксцентрика. Это приводит к появлению вибраций в пьезогенераторе из-за неравномерности распределения осевых нагрузок на нагружающее устройство, что является причиной постепеннего разрушения пьезоэлементов. Вследствие этого снижается надежность и срок службы пьезогенератора.
Наиболее близким техническим решением является пьезоэлектрический генератор (Авторское свидетельство СССР №663877, кл. F02P 3/12, опубл. 1979), содержащий корпус, пьезоэлементы, толкатель и устройство с приводным валом для их нагружения.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и то, что устройства нагружения закреплено в корпусе при помощи периферийных роликов, которые при вращении катятся по его внутренней поверхности. Это снижает надежность работы пьезогенератора при высоких частотах вращения.
Задачей изобретения является повышение надежности и срока службы пьезоэлектрического генератора.
Задача достигается тем, что пьезоэлектрический генератор, содержащий корпус, пьезоэлементы, толкатель и устройство нагружения с приводным валом, в отличие от прототипа, содержит четыре пары пьезоэлементов, расположенных симметрично относительно друг друга, а устройство нагружения и приводной вал выполнены одной деталью, причем на поверхности приводного вала выполнены полукруглые выступы, число которых соответствует числу пар пьезоэлементов, и толкатель дополнительно содержит ролик.
Существо изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 и 2 представлены соответственно виды спереди и сбоку пьезоэлектрического генератора.
Пьезоэлектрический генератор содержит корпус 1, в котором установлены пьезоэлементы 2, изолированные от корпуса изоляционной прокладкой 3, между которыми расположена токосъемная металлическая пластина 4, толкатель 5 с роликом 6, металлическую пластину 7 приводного вала с нагружающим устройством 8. Пьезоэлементы 2 в корпусе 1 зажаты болтом 9 посредством металлической пластины 7. Приводный вал с нагружающим устройством 8 закреплен в корпусе 1 при помощи подшипников 10 и 11 и механически соединен с валом двигателя внутреннего сгорания (не показан). Подшипники 10 и 11 зафиксированы в корпусе 1 при помощи подшипниковых щитов 12 и 13.
Пьезоэлектрический генератор работает следующим образом.
При вращении коленвала двигателя внутреннего сгорания синхронно с ним начинает вращаться приводный вал с нагружающим устройством 8.
Полукруглые выступы набегают на ролик 6, который в свою очередь действует на толкатель 5, сжимающий пьезоэлементы 2.
В результате деформации пьезоэлементов вследствие прямого пьезоэффекта на токосъемной металлической пластине 4 появляется высокое напряжение относительно корпуса 1, которое подается на свечу зажигания двигателя внутреннего сгорания. В остальных трех парах пьезоэлементов происходят аналогичные процессы.
Каждый из полукруглых выступов в определенный момент времени находится напротив пары пьезоэлементов, что обеспечивает одновременное сжатие всех четырех пар пьезоэлементов. При необходимости число пар пьезоэлементов может быть увеличено до восьми, а его дальнейшее увеличение ограничено прочностью и массогабаритными показателями корпуса.
Благодаря тому, что передача усилия, деформирующего пьезоэлементы, осуществляется через вращающиеся элементы - ролики и приводной вал, сводится к минимуму трение контакта и исключается радиальное биение приводного вала с нагружающим устройством вследствие вибрации корпуса и что самое важное, пьезоэлементов. Это повышает надежность устройства и увеличивает его срок службы.