Posibles aplicaciones en automocion de los materiales piezoeléctricos

• J. Álvarez ^[2] ; R. Bosch ^[2] ; E. Benet ^[2] ; E. Carreras ^[2] ; A. Comas ^[2] ; C. Moure ^[1] ; P. Durán Martín
  1. [1] Instituto de Cerámica y Vidrio

     Instituto de Cerámica y Vidrio

     Madrid, España

     
  2. [2] UPC, Dpto. de Máquinas y Motores Térmicos. Barcelona
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 30, Nº. 5, 1991, págs. 386-391
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Some automative applications of piezoelectric ceramic materials
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• Resumen
  • español

    El presente trabajo trata de poner de manifiesto, partiendo de las propiedades de los materiales cerámicos piezoeléctricos, las posibilidades de ignición de una mezcla aire-combustible en general, y su aplicación al encendido de los motores Otto en particular.

    La aportación se basa en la consecución de un sistema consistente en un generador de alta tensión, cuyo elemento activo es un disco piezoeléctrico polarizado axialmente, y sobre el que se han diseñado un electrodo de entrada, uno de salida, y un tercero de realimentación. Esta configuración constituye un transformador piezocerámico que a la fi*ecuencia de resonancia proporciona una alta ganancia en tensión entre el primario y el secundario, así como una óptima transferencia energética.

    El efecto elevador de tensión eléctrica se produce mediante la combinación simultánea de los efectos piezoeléctricos directo e inverso, por lo que el disco está sometido a un estado vibracional mecánico extremo. La excitación eléctrica se consigue mediante un circuito oscilador auxiliar con realimentación.

    Esta configuración insensibiliza al sistema de las variaciones de temperatura.

    Este nuevo sistema de encendido proporciona descargas de muy corta duración y alto nivel energético, lo cual comporta ventajas en el proceso de combustión de motores Otto. Los prototipos obtenidos confirman la posibilidad de sustituir la bobina de encendido por un sistema piezocerámico más simple.

    Las ventajas pueden resumirse en los siguientes puntos: a) menor coste, b) posibilidad de miniaturización, c) mayor energía y menor tiempo de chispa, d) posibilidad de multichispa, e) mayor rendimiento en la transferencia de energía de chispa al volumen crítico de mezcla

  • English

    The procedure for fabricating a high-voltage generator device, based on a piezoelectric disk adequately electroded and poled, is described. The device can be used for igniting air-fuel mixtures in Otto motors.

    The voltage gain is attained by means of the combination of direct and inverse piezoelectric effects. The electrical exciting is caused by an external oscillating circuit with feedback, which makes the system independent of the temperature variations inherent to the typical applications.

    The ignition system produces very short-time sparks, with high energetic level, which lead to an advantageous combustion process in ignition-induced motors. The obtained prototypes corroborate the possibility of the substituting ignition coils by a simpler piezoelectric devices with the following advantages: a) Lower cost, b) Miniaturing possibility; c) Higher energy and lower time for the spark; d) Multispark feasibility; e) Higher yielding for transferring spark energy to critical mixture volume