美國MAC電磁閥性能改進研究

在自動控制系統(tǒng)中，方向控制閥所占比例zui高，其中又以電磁換向閥占*。特別是自動化程度較高的系統(tǒng)，MAC電磁閥是用量很大的關(guān)鍵元件，其耗電量十分可觀。故近年來國內(nèi)外許多生產(chǎn)廠家均從節(jié)能的角度來改造老產(chǎn)品和開發(fā)節(jié)電型或小功率MAC電磁閥。

美國MAC電磁閥是決定所有電控燃油噴射系統(tǒng)性能的關(guān)鍵部件，其阻尼系統(tǒng)參數(shù)影響MAC電磁閥的動態(tài)響應(yīng)特性。為此運用平行平板間縫隙流動基本理論對存在于MAC電磁閥銜鐵和電磁鐵之間的阻尼油膜進行了簡化分析。計算結(jié)果與有限元方法對比，兩者的相對誤差只有2%。在此基礎(chǔ)上進行了仿真分析，研究了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對銜鐵阻尼特性的影響，為銜鐵的設(shè)計和參數(shù)的匹配提供了依據(jù)。

電控單體泵高速MAC電磁閥電磁力決定了MAC電磁閥的快速響應(yīng)。利用Ansoft軟件建立了高速MAC電磁閥數(shù)值仿真模型，通過與試驗數(shù)據(jù)對比得出電磁力zui大偏差為9%,驗證了仿真模型的準(zhǔn)確性。應(yīng)用仿真模型研究了鐵芯、勵磁線圈、銜鐵、工作氣隙和驅(qū)動電流等參數(shù)的變化對電磁力的影響，得出了勵磁線圈匝數(shù)、工作氣隙、驅(qū)動電流和銜鐵厚度是電磁力的主要影響因素。應(yīng)用試驗設(shè)計的方法，進行了相關(guān)性分析，得出各種因素和電磁力之間的相關(guān)系數(shù)。

結(jié)果表明，不但參數(shù)的單因素和電磁力有相關(guān)性，參數(shù)交互作用因素和電磁力也有相關(guān)性。分析了彈簧制動缸的力學(xué)性能，對MAC電磁閥的快速充放氣特性進行了研究，并與傳統(tǒng)手動閥做了比較。分析了脈沖寬度調(diào)制（Pulse width modulation,PWM）的控制方法，研究了駐車制動系統(tǒng)控制閥在PWM控制下占空比與充氣速率的關(guān)系。實驗結(jié)果證明MAC電磁閥可按需求保壓并且可通過改變PWM信號占空比調(diào)節(jié)MAC電磁閥充氣速率。

對MAC電磁閥試驗臺流體系統(tǒng)產(chǎn)生脈動的原因作了分析與探討，并應(yīng)用頻率特性分析法對主測試管路的頻率特性進行了計算和仿真；在此研究基礎(chǔ)上選取*的結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)以及采取相應(yīng)的消振和濾波措施，可有效地減少和消除流體系統(tǒng)可能出現(xiàn)的壓力脈動并避開諧振現(xiàn)象發(fā)生。該研究對相關(guān)流體控制和測試系統(tǒng)研發(fā)中如何避免測試管路諧振現(xiàn)象的發(fā)生及消減流體壓力脈動和沖擊具有一定的工程應(yīng)用價值。

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