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1、《机床与液压》20011No12·7·高速电磁开关阀的研究与应用施光林,钟廷修(上海交通大学机电控制研究所,200030)摘要:本文介绍了高速电磁开关阀的研究现状和两个典型的应用实例,并对高速电磁开关阀今后的研究与开发前景进行了展望。关键词:高速电磁开关阀;研究现状;响应时间;电控燃油喷射;防抱制动装置0引言1982年,美国FordMotor公司的专家们开发了一【5】进入二十世纪八十年代以来,由于人们对高频响、种环状多极高速电磁开关阀,阀的响应时间为2ms。抗污染能力强、成本低廉的电液控制系统的日益新需美国BKM公司则于1984年推出了一种三通球
2、形插装【6】求,特别是由于汽车工业的蓬勃发展,包括汽车发动式高速电磁开关阀。据文献【6】报道,该阀的响应机电控燃油喷射、车身悬架控制、车轮防抱制动装置、时间为:开启时间3ms;关闭时间2ms,工作压力为以及离合器自动操纵等在内的众多新技术,都是采用10MPa。这种阀主要被用在柴油机中压共轨电控燃油高速电磁开关阀这一数字式控制元件作为电子计算机喷射系统中。而在日本,DieselKiKi公司研制出名为与被控对象间的联系桥梁,从而使得人们能够直接利“DISOLE”,电磁铁呈盘状结构的高速、强力电磁开关用电子计算机来完成对被控对象的控制任务。正因为阀,当
3、阀中衔铁达最大行程014mm时的响应时间为【7】如此,近二十多年来对高速电磁开关阀的理论与应用0174ms。不过此阀的结构也相对偏大。研究也就越来越得到人们的重视,并首先在少数工业另外,日本的田中裕久等人于1984年前后研制了发达国家得到了优先开展。两种高速电磁开关阀,其中的二通阀在工作压力为顾名思义,高速电磁开关阀是借助于控制电磁铁15MPa时,阀的响应时间为:开启时间313ms;关闭时【8,9】所产生的吸力,使得阀芯高速正、反向运动,从而实间218ms;三通阀在工作压力为7MPa时,阀的响【10,11】现液流在阀口处的交替通、断功能的电液控制
4、元件。应时间不足3ms。还有日本的川崎忠幸也提出了高速响应能力是高速电磁开关阀应具备的最重要的特一种球形阀芯结构的高速电磁开关阀,当该阀工作压【12】性。目前大多数高速电磁开关阀的响应时间一般在几力为419MPa时,其开启与关闭时间均为215ms。ms和几十ms之间,而响应时间小于1ms的高速电磁到了二十世纪八十年代中期,由于柴油机电控燃开关阀产品还只在日本、美国、德国和英国等少数国油喷射技术的迫切需要,响应时间小于1ms的超高压家有报道。在我国有关高速电磁开关阀的研究始于二高速电磁开关阀是人们竟相研究的一大热点。据文献十世纪八十年代后期,到目前
5、为止,还不曾有响应时【13,14】报道,日本的宫本正彦等人成功地研制出工间不大于1ms的高速电磁开关阀产品的报道。作压力为120MPa,开启和关闭时间分别为0135ms和本文旨在介绍高速电磁开关阀的国内外研究现状014ms的三通型超高压高速电磁开关阀。德国Bosch公和两个典型的应用实例,并对我国高速电磁开关阀今司也成功地开发出一种适用于超高压下工作的高速电后的研究与开发前景进行展望。磁开关阀,该阀的开启时间为013ms,关闭时间为【15】1国内外研究现状0165ms。日本川崎重工的鹿宗等人撰文介绍了他自二十世纪七十年代末起,英国Lucas公司的
6、A.们所研制的高速电磁开关阀,此阀为三位四通滑阀结【16,17】H.Seilly率先开始了高速电磁开关阀的研究,并开发构,最高工作压力为50MPa,响应时间为1ms,【1】出两种特殊结构的高速电磁开关阀,即Helenoid阀它也是用于柴油机的电控燃油喷射,旨在降低柴油机【2】和Colenoid阀。Helenoid阀的电磁铁为螺管形结构,的污染排放量、噪声和节能。另据文献【18】介绍,而Colenoid阀的电磁铁则为圆锥形结构。这两种高速德国Daimler-Benz公司与其它三家公司合作,为其开电磁开关阀的共同特点就是通过采用特殊结构形状的发的柴油
7、机新型高压共轨式喷油系统研制出了响应时电磁铁,克服了传统电磁开关阀“电磁作用力越大衔间为012ms,工作压力为135MPa的超高压高速电磁开铁加速度反而越小”的矛盾,使得当阀芯行程小于关阀。值得注意的是,上述几种超高压高速电磁开关1mm时,阀的响应时间不大于1ms。然而,Helenoid阀阀的工作流量都甚小。和Colenoid阀的结构都相当复杂,加工与制造难度大与国外相比,我国的高速电磁开关阀的开发研究且成本高。因此,这也就限制了这两种阀在以后的实工作则起步相对较晚,所开展的工作大致可以分为两际应用。个方面,即一方面是跟踪国外的研究,探索电磁开关
8、【3】【19—27】与此同时,德国的G.Mansfeld、J.Tersteegen和阀实现高速响应能力的基础理论研究;另一方面【4】K.
