陶瓷是天然或人工合成的粉狀化合物，經過成形和高溫燒結制成的，由金屬和非金屬元素的無機化合物構成的多晶固體材料。壓電陶瓷是在一定的工藝下，將壓電材料經過高溫燒結，然后進行機械加工，按照需要的方式燒上銀電極，并用直流電壓電場進行極化處理后得到的多晶體材料就是一種具有壓電效應的功能型材料，因為它的生產工藝與陶瓷生產工藝相似，所以稱其為壓電陶瓷.壓電學是上個世紀四十年代時的一個晶體物理學的分支。一開始時，壓電材料只是指的石英和電氣石等一些單晶體材料。1947年，美國的Roberts發現了　

鈦酸鋇(BaTi03)的壓電性能，使多晶體壓電材料得到了很大的發展，并迅速得到了初步的應用。鈦酸鋇(Bam03)的發現是壓電陶瓷材料的一個飛躍，因而壓電陶瓷材料分為兩大類：一個是壓電單晶體陶瓷材料，1954年，在美國出現的PzT壓電陶瓷(Pb(Zr，Ti)03壓電陶瓷)獲得了專利權，PzT作為二元系的壓電陶瓷擁有比鈦酸鋇陶瓷更好的壓電性能，它的出現迅速擴展了壓電陶瓷的應用領域；而另一大類壓電陶瓷出現在1965年，日本松下電氣公司的研究人員在原有的PZT中加入了Pb(Mgv3Nb2／3)03后，制成了三元系的壓電陶瓷，并取名為PCM。PCM是一種透明的壓電陶瓷，其壓電性能可與PZT相媲美，它的出現也使新型壓電陶瓷的研究進入到了一個非常活躍的階段。　

我國對壓電陶瓷的研究開始于上個世紀六十年代，1966年至1969年，在壓電與聲光技術研究所里，張福學、劉一聲等人也是在二元系PZT的基礎上，研究制成了三元的壓電陶瓷材料PMS，它的研制成功擴大了我們國家對壓電陶瓷的應用領域，并用它先后研制成了多種壓電器件。之后，在科研人員的努力下，以不同種化合物作為第三成分或第四成分的三元系以及四元系的壓電陶瓷相繼出現14J。在壓電陶瓷的使用領域中，最常見的壓電陶瓷材料就是利用金屬鋯、鈦、鉛等的氧化物燒結制成的壓電陶瓷片。壓電陶瓷驅動器是利用其壓電效應近年來研制和應用的一種新型微位移器件，它已經廣泛應用于電子、航天航空、光，學、生物工程、機械制造、機器人等領域。由于用壓電材料設計成的驅動器響應快、低能耗、承載力高和價格低廉等特點受各國學者的重視，所以它廣泛的應用在制造換能器、濾波器、變壓器、超聲延遲線和引燃引爆裝置等壓電器件。1．2壓電陶瓷噴油器的發展現狀。

壓電陶瓷噴油器柴油機系統是迄今為止柴油機電控噴油技術中，結構最完善、性能最先進、技術難度最大、最有發展前途的電控噴射系統它具有以下特征：高壓的產生和噴油控制是分別獨立進行的，噴油壓力可以根據發動機的運行工況，在較寬范圍內進行調節；它還能實現預噴射、主噴射以及多次噴射等；可以自由地改變噴油參數和噴油形態可以高自由度地控制燃油噴射，大大提高柴油機的燃燒效率、降低排放水平、提高發動機的性能。　

目前，各燃油系統方案提供商都已對壓電陶瓷電控噴油系統進行了全面的研究，并推出了各自的產品：

德國公司到目前為止共設計了3代高壓共軌系統。　

第一代于1977年7月批量投放市場，噴射壓力達135MPa，主要應用于轎車。　

第二代2000年開始批量生產，最大系統壓力提高到160MPa，并開始使用具有油量調節功能的高壓油泵、經改進的電磁閥噴油器，噴射循環由預噴射、主噴射和多級噴射等多次噴射組成，采用降噪新技術。第三代產品于2003年5月推出，最高壓力可達160MPa2005年末推出的第三代共軌系統的改進型采用了壓電陶瓷執行器，其運動部件由原來的4個減少為1個，運動質量減少75％，開關時間比電磁閥少50％。該系統的噴射壓力為160MPa，噴油器響應時間為0．1ms，每次循環可實現5次噴射。目前正在開發的第四代共軌噴射系統，最高噴射壓力可達250MPa，并允許噴油壓力逐步上升。日本電裝公司：其典型代表是它的ECU．U2系統。該系統由高壓油泵、共軌、噴油器、和ECU各種傳感器組成。高壓油泵上有一個泵控制閥PCV，共軌壓力，由高壓油泵的供油量來控制。安裝在共軌上的壓力傳感器對油壓進行反饋控制，使之維持在由發動機轉速和負荷確定的目標值。噴油量取決于施加在三通閥上的噴油脈寬，噴油正時取決于噴油脈沖施加于三通閥的時刻。ECU．U2系統能實現對噴油量、噴油正時、噴油速率和噴射壓力這燃油噴射四大要素的獨立控制。　

它可實現三種噴油率：三角形型噴射，靴型噴射和預噴射。日本電裝公司目前的壓電式共軌系統的噴射壓力為180MPa，并預計在2010年提高到200MPa。　

意大利菲亞特集團：與上世紀80年代在世界上首次設計成功壓電陶瓷噴油器，將它應用于Unijet高壓共軌系統。Unijct高壓共軌系統主要由噴油泵、傳感器、電液控制噴油器和ECU組成。與傳統凸輪驅動的噴油系統相比，系統對降低和顆粒排放量具有最佳的噴油壓力匹配能力，并且能提高最大扭矩。系統能靈活的控制預噴射定時和預噴油量，有效的協調燃燒噪聲和煙霧控制之間的關系。

2003年，菲亞特研制成功第二代JTDl6氣門多重噴射共軌式柴油發動機，其特點在于：多次噴射系統在發動機的每一個循環中能夠進行更多次數的噴射，它們可以產生一系列間隔非常小的噴射。由于柴油被分配得更細，從而得到更平順的燃燒效果。同時，發動機的主要部件和控制程序都進行了徹底改進。這些技術降低了發動機的運轉噪聲，特別是降低了發動機冷態時的噪聲，提高了功率和扭矩，油耗減少，降低了尾氣排放，提前滿足了嚴格的歐排放法規的要求。

美國德爾福公司的Multec　DCR系統：該系統的主要部件有共用高壓油軌、高壓燃油調壓器、高壓燃油泵、燃油噴油器、電控單元、燃油濾清器和傳感器等。它的噴射壓力與發動機轉速和負荷無關，即使在低速運行時，系統仍可保持足夠壓力的高壓燃油噴射。可實現多次噴射，能滿足歐III排放法規要求。MultecDCR主要采用了帶有平衡控制和反饋控制策略的電控電磁閥結構的燃油噴油器，它能提供極快的動作響應并精確地進行燃油流量的計量。這種響應迅速、結構緊湊、小巧玲瓏的電磁閥控制的噴油器只需常規12V汽車蓄電池驅動就能正常工作，比世界上現生產的任何一種柴油機共軌噴射系統都節能，大大降低汽車電子系統設計的系統生產成本和復雜程度。整個系統采用積木式設計，便于應用于不同形式和不同種類的發動機。在2007年上海發動機及制造技術展上，德爾福展出了它最新的共軌系統。該系統采用電磁閥執行器，但其響應速度可以和壓電式噴油器相媲美。在第29屆維也納汽車討論會上舉辦的講座中，德爾福展示了設計中的直動式共軌系統，它采用壓電執行器直接驅動噴油器針閥，為柴油機燃油噴射技術帶來了一種創新勝的概念。