乙醇汽油数字式比例流量控制阀的设计和控制策略

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第158期)机械工程与自动化No．I2010年2月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NFeb．文章编号：1672—6413(2010)01—0161—03乙醇汽油数字式比例流量控制阀的设计和控制策略陈尊跃，毛汉领，黄振峰(1．广西大学机械工程学院，广西南宁530004；2．广西广播电视大学，广西南宁530022)摘要：介绍了一种用于乙醇汽油随车调和的数字式比例流量控制阀，详细论述了闯的结构组成、工作原理和设计过程。该阀采用三角槽节流口实现流量控制，利用基于单片机的步进电机来驱动

2、阀芯的移动，从而调控阀的两个节流口的通流面积，实现通流量比例调节，达到两种燃料按比例调和的精确控制。关键词：流量控制阀；控制；数字式中图分类号：THI37．522文献标识码：A0引言将旋转角度转变为轴向位移，推动阀芯3移动，阀芯随着世界经济的快速发展，石油资源的日益紧张，的两端开有轴向的双三角槽节流口。阀芯移动时，一乙醇汽油逐渐成为汽车燃料的主导。但是，乙醇汽油端的节流El逐渐地增大或减小，另一端就相应地减小在使用过程中，逐渐暴露出一些问题，在解决这些问或增大，这样，阀芯两端节流口的流量比例就逐渐增题时，一种随车调和乙醇石油的方法可以作为众多解大或者

3、减小。该阀可以实现燃料中乙醇含量在O～决方案之一。这种随车调和需要两个独立的供油管路100之间的调节。供给汽油和乙醇，经过比例流量控制阀调和出最优比图1中，两种燃料的流人口为P1、P2，流出口为例的乙醇汽油，供给发动机燃烧，使发动机的动力性、P3。经济性和排放性更加优化。本文涉及的就是这种数字2阀的设计式比例流量控制阀的设计和控制策略。2．1节流口形式的选择1数字式比例流量控制阀结构和工作原理不同节流口的流量特性可用下面的公式表示：1．1数字式比例流量控制阀的结构q=K·A·△户。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)数字式比例流量控制阀的结构见图1，主要由步式

4、中：——孔口或缝隙的过流面积；进电机、机械式转换机构、比例阀3部分组成。△孔口或缝隙的前后压差；K——节流系数，由节流口几何形状及流体性P3▲质等因素决定；88J——由节流口形状和结构决定的指数，一般_Lz冗一0．5≤7≤1。一／4．．_LJl／由式(1)可知，对于一个节流口来说，当压差Ap一定时，改变节流口的过流面积就可以改变节流口的1234567过流量。节流口是流量控制阀的关键，节流口的形式和其具体尺寸在很大程度上决定了流量控制阀的性能1一弹簧；2一阀体；3一阀芯；4～推杆；5～机械式转换机构；6一连轴器；7一步进电机和效果。图1数字式比例流量控

5、制阀的结构该数字式比例流量控制阀采用轴向双三角槽式节1．2数字式比例流量控制阀的工作原理流口，这种节流口水力半径较大，小流量时稳定性较步进电机7作为驱动源，通过机械式转换机构5好，节流口不易堵塞，可实现微量控制，而且对称的收稿日期：2009—05—11；修回日期：2009—08—21作者简介：陈尊跃(1980一)，男，江苏徐州人，在读硕士研究生，主要研究方向：机电控制及其自动化。学兔兔www.xuetutu.com·162·机械工程与自动化2010年第1期三角槽布置可平衡液压径向力。调和比例。双三角槽式节流口的过流面积计算公式为：由于理论计算和加工装

6、配过程中也存在误差，所A一·。·sin口·tanT。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)以，最后要通过实验来准确地确定阀芯运动到不同位式中：——三角槽式阀口的个数；置时两种燃料的调和比例，并记录其数据，以便进行——三角槽式阀口的开启量；准确的调和比例的控制。a——三角槽轴向角；q％——三角槽径向角。2．2阀的调和比例的实现lO()％在阀芯左右移动时，通过阀芯两端节流口的流量9(成比例变化来实现调和比例。该阀的流量控制是在阀芯两端均开一对对称的、形状和大小相同的三角槽节流口，两端节流口的、、三值都相等。l(如图2所示，当阀芯位于阀体的最右端时，阀芯O左端的节流口完全截

7、止，流量为O，此时阀芯右端节流口的过流面积最大，过流量也最大，这时，左端的流图3一种液流百分比随节流口开启量变化曲线量与右端的流量比值为0：100。接着，让阀芯向左移2．3主要几何尺寸的确定动位移5F，则阀芯左端的节流口开启量为z，设三角槽(1)进、出油口直径d。(ram)的计算公式为：阀口的最大开启量为，则右端节流口开启量为L一3S，这时，左端的过流面积为：。≥4．63√。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·(4)A1·37·sin。OC·tan。式中：——公称流量，I／min右端的过流面积为：——进、出油口直径d。处油液流速，一般取A，一，z·(--x)·sin·t

8、anrp。g一6m／s。(2)阀芯台肩大直径D(mm)和小直径d(mm)取广=：]值为：L．：一jD≥2．2