高速强力电磁阀及其测试台架的优化研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文高速强力电磁阀及其测试台架的优化研究姓名：汪志刚申请学位级别：硕士专业：轮机工程指导教师：张敬国2003.5.1高速强力电磁阀及其测试台架的优化研究摘要在采用时间控制式的柴油机电控燃油喷射系统中，电磁阀是关键的执行器件之一。在这类系统中，高压油路中利用一个或两个高速电磁阀的启闭来控制喷油泵和喷油器的喷油过程，可实现对喷油量、喷油定时和喷油速率的柔性控制和一体控制，这对提高柴油机的动力性和经济性无疑将会起到重大的作用，时间控制方式也因此而成为柴油机电子控制的发展方向。武汉理工大学能源与

2、动力工程学院为其所配系统开发研制的一种二位三通大流量高速电磁阀，具有响应快、流量大等特点，能较好的实现对喷油过程的柔性控制，同时，该院还开发了电磁阀专用的测试装置，本文的研究工作即是针对电磁阀及其测试装置的进一步优化而展开的，分别如下。首先，为了克服电磁阀测试装置在对电磁力进行测量时容易出现的不正常现象，对测力装置进行了改进设计。在传力活塞上施加一反方向的力来平衡弹簧预紧力，提高了电磁力的测量精度。同时对测试台架的测量精度进行了分析。其次，由于在前期设计中，电磁阀在工作过程中泄漏较严重，在优化研究中，采用有

3、限元分析的方法对电磁阀研配部件间的泄漏情况进行了研究，对机加工精度、研配长度对密封可靠性的影响进行了分析，找出了泄漏最严重的部位，并提出了改进措施。第三，在深入解析电磁阀工作过程的基础上，为了解决那些在现有条件下难以用试验方法分析的某些因素对电磁阀性能的影响，建立了电磁阀的物理模型，采用MatlabSimulink仿真技术对其进行了仿真研究，分析了诸如弹簧刚度、铁芯材料等对电磁阀性能的影响，进一步揭示了电磁阀的工作机理。．．同时，还采用试验研究的手段深入分析了电磁阀工作间隙与电磁吸力之间的关系，明确了吸力公

4、式的应用范围，同时，在不同材料的对比试验中，分析了磁性能较好的铁氧体和铁铬合金以及工业纯铁对电磁阀工作性能的影响，对合理确定电磁阀铁芯的制作材料进行了初步的探讨。最后，针对研究工作中存在的问题，提出了不足之处以及今后有待开展的工作。。关键词：柴油机，电子控制，电磁阀，有限元，仿真，试验研究高速强力电磁阀及其测试台架的优化研究AbstractThesolenoidvalveisoneofthekeyactuatorsintheelectronicallycontrolledinjectionsystembas

5、edontimingcontrolmethod．Inthiskindofsystem，oneortwosolenoidvalvesarefixedinthehigh—pressurepipetocontroltheactionoftheinjectionpumpandtheiniectionnozzle．Insuchsituation，thequantityofinjection，thetimingofinjectionandtherateofinjectionCanbeflexiblyandcontrol

6、led，whichwillcontributegreatlytotheperformanceofbothpowerandrueleconomy．Thusthetimingcontrolmethodhasbecomethetendencyoftheelectricallycontrolleddieselengine．Recently,anewkind．two．positionandthree．waysolenoidvalvewithgreatrateofflowandhighspeedaswellasitst

7、estbedhasbeendevelopedbyschoolofenergyandpowerengineering，WuhanUniversityofTechnology．Resultshaveshownthatitcancontroltheinjecfionofthedieselenginepreferably．Theresearchworkinthispaperhasbeendoneconcerningonthesolenoidvalveanditstestbed，whichislistedasfoll

8、owing．Firstofa11．someimprovementshavebeencarriedoutonthetestequipmentinordertovoidthesingularitieswhenthemagneticforceistested．Anoppositeforceislocatedinthepistontobalancetheonecausedbypressingthespringbefore