美國(guó)MAC電磁閥性能改進(jìn)研究

在自動(dòng)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(dòng)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(guó)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(guó)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(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。為此運(yùn)用平行平板間縫隙流動(dòng)基本理論對(duì)存在于MAC電磁閥銜鐵和電磁鐵之間的阻尼油膜進(jìn)行了簡(jiǎn)化分析。計(jì)算結(jié)果與有限元方法對(duì)比，兩者的相對(duì)誤差只有2%。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真分析，研究了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)銜鐵阻尼特性的影響，為銜鐵的設(shè)計(jì)和參數(shù)的匹配提供了依據(jù)。

電控單體泵高速M(fèi)AC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M(fèi)AC電磁閥數(shù)值仿真模型，通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比得出電磁力zui大偏差為9%,驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。應(yīng)用仿真模型研究了鐵芯、勵(lì)磁線圈、銜鐵、工作氣隙和驅(qū)動(dòng)電流等參數(shù)的變化對(duì)電磁力的影響，得出了勵(lì)磁線圈匝數(shù)、工作氣隙、驅(qū)動(dòng)電流和銜鐵厚度是電磁力的主要影響因素。應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)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(dòng)缸的力學(xué)性能，對(duì)MAC電磁閥的快速充放氣特性進(jìn)行了研究，并與傳統(tǒng)手動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)控制閥在PWM控制下占空比與充氣速率的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)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(hào)占空比調(diào)節(jié)MAC電磁閥充氣速率。

對(duì)MAC電磁閥試驗(yàn)臺(tái)流體系統(tǒng)產(chǎn)生脈動(dòng)的原因作了分析與探討，并應(yīng)用頻率特性分析法對(duì)主測(cè)試管路的頻率特性進(jìn)行了計(jì)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(dòng)并避開諧振現(xiàn)象發(fā)生。該研究對(duì)相關(guān)流體控制和測(cè)試系統(tǒng)研發(fā)中如何避免測(cè)試管路諧振現(xiàn)象的發(fā)生及消減流體壓力脈動(dòng)和沖擊具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。

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