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更加严格的排放标准和石油的不可再生特性，导致现代柴油发动机必须满足许多与油耗、排放、噪音和振动有关的性能标准。燃烧控制对柴油机经济性和排放有很大影响，而柴油喷射系统是燃烧控制的关键因素之一，喷油控制阀又是控制喷油器喷油的关键器件。因此研制高性能的喷油控制用压电阀对船用低速机非常重要，具有相当重要的工程应用价值，有助于推动我国船用柴油机电控喷油技术的发展。
本文以国内某公司自主开发的船用低速机燃油喷射系统为对象，首先设计了喷油控制用压电阀的结构和尺寸，并完成样件试制。然后通过AMESim系统建模仿真平台，对初步设计的喷油控制用压电阀工作性能进行仿真分析。最后研制了压电阀性能测试试验台，测试了说研制压电阀的响应特性和流量特性。论文已完成的研究工作和取得的主要结论如下：
（1）分析了喷油控制用压电阀的关键技术指标要求，结合课题组现有技术基础，完成了压电阀的初步设计。主要包括压电阀主要性能与结构参数设计、压电阀的驱动器件选型设计、阀体结构设计、驱动电路设计、复位弹簧设计等。该压电阀采用两位三通球阀式结构，球阀芯直径8mm、行程0.35mm、阀口通径6mm；压电阀的驱动器件选用CTS公司的NAC2643型压电执行器。
（2）建立了压电执行器AMESim仿真模型，分析了压电叠堆基本参数对输出位移的影响。完成了压电阀的驱动器设计，研制了压电执行器性能试验装置；测试并分析了控制电压对压电执行器位移影响，以及弹簧预紧力对压电执行器位移的影响。试验结果表明，压电执行器的最大输出力250N、最大位移0.625mm、响应速度0.7ms，压电执行器性能能够满足压电阀的驱动要求。
（3）建立了喷油控制用压电阀的AMESim仿真模型，分析了压电阀工作过程中流体运动（流场）特性和动态响应特性；比较了不同阀芯的结构尺寸对压电阀开启响应速度的影响。综合分析后阀芯的结构尺寸仍取初步设计值，阀芯半径4mm，阀芯行程0.35mm。
（4）研制了压电阀性能试验台，对试制的压电阀样件进行了试验研究，测量了压电阀的开关响应时间和流量。试验结果表明，压电阀开启响应时间为0.72ms，关闭响应时间为0.65ms，其高速响应性能远远超过传统的电磁式喷油控制阀；压电阀在压差为30MPa时，流量可以达到42L/min，能够满足喷油控制阀的实际要求。
本文以国内某公司自主开发的船用低速机燃油喷射系统为对象，首先设计了喷油控制用压电阀的结构和尺寸，并完成样件试制。然后通过AMESim系统建模仿真平台，对初步设计的喷油控制用压电阀工作性能进行仿真分析。最后研制了压电阀性能测试试验台，测试了说研制压电阀的响应特性和流量特性。论文已完成的研究工作和取得的主要结论如下：
（1）分析了喷油控制用压电阀的关键技术指标要求，结合课题组现有技术基础，完成了压电阀的初步设计。主要包括压电阀主要性能与结构参数设计、压电阀的驱动器件选型设计、阀体结构设计、驱动电路设计、复位弹簧设计等。该压电阀采用两位三通球阀式结构，球阀芯直径8mm、行程0.35mm、阀口通径6mm；压电阀的驱动器件选用CTS公司的NAC2643型压电执行器。
（2）建立了压电执行器AMESim仿真模型，分析了压电叠堆基本参数对输出位移的影响。完成了压电阀的驱动器设计，研制了压电执行器性能试验装置；测试并分析了控制电压对压电执行器位移影响，以及弹簧预紧力对压电执行器位移的影响。试验结果表明，压电执行器的最大输出力250N、最大位移0.625mm、响应速度0.7ms，压电执行器性能能够满足压电阀的驱动要求。
（3）建立了喷油控制用压电阀的AMESim仿真模型，分析了压电阀工作过程中流体运动（流场）特性和动态响应特性；比较了不同阀芯的结构尺寸对压电阀开启响应速度的影响。综合分析后阀芯的结构尺寸仍取初步设计值，阀芯半径4mm，阀芯行程0.35mm。
（4）研制了压电阀性能试验台，对试制的压电阀样件进行了试验研究，测量了压电阀的开关响应时间和流量。试验结果表明，压电阀开启响应时间为0.72ms，关闭响应时间为0.65ms，其高速响应性能远远超过传统的电磁式喷油控制阀；压电阀在压差为30MPa时，流量可以达到42L/min，能够满足喷油控制阀的实际要求。