德国Mahle马勒高速电磁阀性能分析
随着微电子技术的迅猛发展,人们对快速响应,抗污染力强,并且成本低廉的电、液、气控制系统的需求越来越大。特别是汽车工业的发展更加加速了这种需求,包括汽车发动机的燃油喷射系统,车轮的防抱死系统,离合器的自动操控系统等众多的技术都要用到高速电磁阀。高速电磁阀作为一种数字控制元件,能够与计算机对接,这大大的提高了操控的便捷,使高速电磁阀的应用更加的广泛,因此发展这种电子元件是工业现代化发展的迫切需要。

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电磁铁是高速电磁阀的核心部分,电磁铁的结构、材料等对高速电磁阀的性能有着根本的影响。本课题对电磁铁的结构进行了分析,对应于不同结构,在麦克斯韦公式的基础上建立了数学模型,由磁路的基尔霍夫定律做出了相应的磁路分析,并进行了初步的设计。 2.分磁环是交流电磁铁设计的关键环节,本课题从获得zui小的脉震率及zui大的磁感应强度和交变吸力的zui小值极大化两个思路出发,得到了设计分磁环的两种方案。 3.在此基础上,对高速高速电磁阀的基本结构,工作原理,磁场分布等进行分析,并构建了数学模型。 4.运用构建的数学模型对高速电磁阀的结构参数进行了初算。然后把数学模型转化成了仿真模型。 5.利用CST电磁工作室对模型进行了建模及仿真,运用六面体网格求解器得到了高速电磁阀的3D结构模型。 6.对模型结构进行了参数化,得到了影响高速电磁阀速度的关键因素。通过仿真的结果,分析了这些参数对高速电磁阀速度的影响. 7.通过CST建立的模型的磁感应强度分布图,可以看出衔铁的中心部分和外围部分对电磁吸力的贡献不大,从而得出改进模型结构的方案。 8.通过对衔铁内外径变化得到了电磁吸力与体积的变化曲线。利用MATLAB对CST导出的一百组关于电磁吸力和体积数据进行了参数优化,得到了电磁吸力与体积比值的zui大值,这个值与加速度成正相关的关系,由此得到zui大加速度所对应的高速电磁阀衔铁内外径的*尺寸参数。在此基础上开发和研制出新型的高速高速电磁阀。
为研究航空发动机矢量喷管作动器高速电磁阀在不通油工况达到可耐受zui高温度的时间(超温时间),采用集总参数法对高速电磁阀进行非稳态热分析。分别以整个作动器壳体和高速电磁阀部件为研究对象,考虑了高速电磁阀与环境的对流换热与辐射换热,建立了高速电磁阀温度与时间的数学模型,研究了环境温度T_(wai)、冷媒初始温度T0两个参数对高速电磁阀温度随时间变化关系的影响。结果表明:高速电磁阀温度随着环境温度的升高而升高;超温(T*℃)时间随着环境温度的升高而缩短。在环境温度与加热时间相同的条件下,高速电磁阀部件的温度远高于壳体的整体温度。在T_(wai)为250℃的不通油工况下,当T_0为70℃时,高速电磁阀部件的超温时间为17 min,高速电磁阀壳体的超温时间为59分钟,当T_0为93.76℃时,高速电磁阀部件的超温时间为15 min,高速电磁阀壳体的超温时间为50 min。

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高速电磁阀是工业控制系统中重要的执行元件,其性能的好坏直接关系到整个系统的安全性及可靠性。鉴于我国目前尚没有功能完备且技术先进的高速电磁阀自动检测设备,本论文以某高速电磁阀生产企业的项目为背景研发了一套多功能和智能化的高速电磁阀检测系统。该检测系统的研发对推动高速电磁阀企业的生产及高速电磁阀行业的发展起着重要的作用。