基于Maxwell电磁阀的开关动态响应研究

针对电磁阀开启和关闭响应时间相互影响的问题,基于Maxwell建立了电磁阀瞬态场三维模型,对影响电磁阀性能的关键因素进行仿真研究。根据力学方程、电路方程和磁路方程搭建了电磁阀运动模型,并分析了电磁阀材料的选择。仿真结果表明,增大弹簧刚度会使电磁阀上升时间和关闭响应时间延长;弹簧预紧力会使开启延迟减少的同时使关闭延迟增大;工作气隙越小的电磁阀开启响应越快且关闭响应减慢;磁感应强度在B-H曲线“膝点”附近会有更好的响应特性。通过仿真分析,为电磁阀设计参数的选择提供了新的思路和解决方案。     

基于TRIZ理论的深海水液压电磁阀

水深压力直接影响着海洋机电装备的性能及可靠性。以深海水液压电磁阀为例,运用TRIZ理论的物质-场模型及冲突矩阵,阐述水深压力补偿方式,提出水深压力硬补偿的方法。建立硬补偿式深海水液压电磁阀的模型,研制初试样机及试验平台,对其性能及影响因素进行研究。结果表明:(1)硬补偿式深海水液压电磁阀性能良好:仿真及试验结果基本一致;电磁阀开启压力小,约为0.3 MPa;密封性能优异,关闭状态下,阀的泄漏量为零;阀口全开时压力损失小,额定流量(7 L/min)下的压力损失约为0.25 MPa;动态响应特性良好,开启时间t_1≤30 ms,关闭时间t_2≤63 ms。(2)硬补偿方法能有效补偿水深压力:水下(2 km以浅)工作时,电磁阀的相对启闭压力、响应时间等与系统工作压力有关,而与水深无关。可为海洋机电装备的水深压力补偿系统的设计提供新方法。     

一种用于自动变速器的比例电磁阀研究

介绍一种用于自动变速器的比例电磁阀结构,研究比例电磁阀的分析、设计方法及其稳态和动态特性。在结构分析的基础上,分析其工作原理,将比例电磁阀分为电场、磁场、机械和流体四部分,分析这四部分的内在耦合关系。建立各个部分的动态特性数学模型并进行耦合仿真分析,对比例电磁阀电磁特性进行研究,通过与试验结果对比,初步验证耦合仿真模型的正确性。 通过计算分析电磁阀内部参量的动态变化特性,为优化电磁阀设计奠定基础。在液压部分中,进油口采用球阀,排油口采用喷嘴挡板阀,通过控制排油口的开度可以进行流量控制,间接控制油压输出。在比例电磁阀开启时,电磁力与弹簧力的总和与球阀的液压力相平衡的工作模式,使该比例电磁阀具有开关响应快、输入电流与输出油压线性关系好的特点。研究结果表明,该比例电磁阀阀芯位移0.2 mm ,开启响应时间在2 ms以内,油压建立在4 ms以内,适用于自动变速器换挡执行回路中。     

对置式液压自由活塞发动机电磁阀动态响应的影响因素分析

根据对置式液压自由活塞发动机的需求,开发了大流量快速响应电磁阀,并对其动态响应影响因素进行了研究和分析。利用Ansoft Maxwell建立了电磁阀的三维有限元仿真模型,搭建了电磁阀响应速度实验测量装置,通过仿真数据与实验数据的对比得出开启时间最大偏差为0.38 ms,关闭时间最大偏差为0.67 ms,验证了该模型的准确性。仿真结果表明:隔磁垫、铁磁材料、弹簧预紧力是低压电磁阀动态响应的主要影响因素,自由升程对开启响应影响较大,而与关闭响应无关联,运动件质量的影响最小。     

直动型气动电磁阀综合性能测试系统研究

针对目前国内对直动式气动电磁阀测试存在的不足问题,采用高速数据采集系统,应用计算机控制技术,设计了电磁阀综合性能检测系统.测试项目主要有动态特性检测、密封性检测、疲劳寿命测试,并首次引入了最低先导压力的测试,突破了以往只针对单个参数测试的局限.为验证系统的准确性,设计完善了一种基于MATLAB/Simulink的电磁阀动态仿真模型,可应用于电磁阀设计时的多参数仿真和优化设计.运用仿真模型和测试系统,测试、分析了气路压力条件对电磁阀性能的影响,确定了电磁阀测试或使用时的最佳气路压力条件.实验结果表明:该系统能很好地对电磁阀的综合性能进行评判,系统时间分辨率达到0.1ms,压力分辨率0.1 kPa.     

基于磁场分析的电控柴油机喷油器电磁阀结构参数设计

采用虚功原理得到了针阀开启所需电磁力的计算模型,根据针阀开启所需电磁力大小对电磁线圈匝数、针阀材料、磁轭材料进行了选择.通过Maxwell3D/2D软件对电控柴油机喷油器电磁阀进行了二维电磁场分析,得到了系统磁感应强度与磁力线分布图以及针阀受到的电磁力大小.根据所得结果,证明了计算模型具有较高的精度,提出的喷油器电磁阀结构参数合理,研究方法可用于开发电控柴油机用高性能电磁阀.     

基于Maxwell的电磁阀衔铁受力特性分析

气动控制阀因其结构简单、成本低等优点，在航空航天领域中具有重要应用。为了研究气动控制阀中异性隔磁机构最优位置，介绍了液体导弹发动机油箱用电磁阀的结构及工作原理，利用电磁场有限元分析软件Maxwell建立电磁阀二维仿真模型，对电磁阀中一体化异型隔磁结构在不同位置的模型进行了仿真计算，得到了衔铁在全行程下的电磁力特性曲线。通过曲线可以看到此异性隔磁机构在线圈中间偏下一点的位置时，受到的电磁力随着阀芯开度的变化较为稳定，且线圈受到的电流激励越大，衔铁所受电磁力越大。搭建了试验平台，进一步验证了仿真分析的准确性，研究结论可为气动控制阀的设计提供参考。     

霍尔传感器在柴油机低温起动中的应用

基于霍尔传感器工作原理,设计了柴油机低温起动系统的霍尔型起动电压、电流、转速传感器及其信号处理电路;利用新型的柴油机低温起动试验方案,进行了低温起动电压、起动电流、起动转速的性能试验,结果表明：最大低温起动电流达到680 A,起动电压大于8.6 V,起动平均转速为280 rad/min,性能完全满足柴油机低温起动系统要求。同时也验证了霍尔传感器能够准确测试柴油机低温起动系统的起动电压、电流和转速信号。     

气动电磁阀响应特性参数的综合测试系统研究

针对气动电磁阀响应特性参数测量问题,对检测原理进行了介绍,设计了一套综合测试系统。参照《专用检测设备评定方法指南》计算得到的系统测量能力指数Cg、Cgk均为1.33,满足设备验收要求,可以测量工作压力在0～1 MPa,响应时间在ms级别的气动电磁阀的响应时间、泄漏、最大切换频率、启动气压等参数。     

快速锻造液压机组蓄能器回程系统特性研究

针对快速锻造液压机组回程系统中蓄能器选用缺乏理论支持的问题,以10 MN快速锻造液压机组回程系统为例,运用AMESim软件分别对含气囊式蓄能器和含活塞式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统进行仿真分析和试验研究。仿真结果表明：含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统比含气囊式蓄能器的快锻压机回程系统的锻造频次高1.2倍;含气囊式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统在回程缸回程时,其响应时间比含活塞式蓄能器回程系统的响应时间少20 ms,但在主机下压时,结束时间比含活塞式蓄能器回程系统响应时间滞后100 ms;含气囊式蓄能器的回程系统回程缸进口流量波动幅较大。在满足压机回程压力的前提下,通过不同初始充气压力、不同蓄能器容积对含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统的试验,结果表明仿真与实测结果基本一致。     

某型燃油电控调节器结构改进设计研究

某型燃油电控调节器是用于某型发动机燃油数控系统的执行装置，在厂内调试时，空中起动点火供油量性能调试困难；在进行交付试验时出现了空中起动点火供油量变小，即性能不稳定的问题。针对上述不足，对该调节器的组成、功能、工作原理进行详细分析，从而对其压差回油装置进行结构改进设计及静差分析，利用AMESim仿真软件建立数学模型并给出性能仿真结果。改进后的试验结果表明，空中起动点火供油量指标已达到要求，保证了发动机的正常工作。     

间歇性大流量用气工况下空压机群控制方法的优化

针对间歇性大流量用气设备引起的气动系统管网压力大范围波动的问题,对传统空气压缩机群控制方法进行优化,提出一种适用于间歇性大流量用气工况的空气压缩机群控制方法;该方法把大流量用气设备的开启信号作为备用空气压缩机的启动信号之一,当某支路大流量用气设备开启时迅速启动备用空气压缩机,以补偿整个气动系统的压力损失;最后搭建试验台进行试验对比研究。试验结果表明:在间歇性大流量用气工况下,该方法能够有效的缩短备用空气压缩机的响应时间,提高气动管网的最低压力,减小气动管网的压力波动范围。     

转矩传感器在柴油机低温阻力矩中的应用

基于转矩传感器的工作原理,设计了转矩传感器的温度和相位差补偿电路;构造了新型的柴油机低温起动阻力矩的测试方案,进行了转矩传感器的性能试验和不同低温和转速下的柴油机阻力矩测试试验.结果表明:转矩传感器用来测试低温起动阻力矩和转速的准确度分别达到0.6%、0.5%,满足柴油机低温起动系统测试指标的要求;准确地测得了在不同转速和不同温度下的阻力矩性能曲线,同时也能判断出柴油机的起动转速和起动功率等性能参数的变化趋势及规律.为柴油机、电动机和蓄电池等低温起动部件的优化匹配提供了理论依据.     

船用柴油机关键件铣削加工参数优化的研究

柴油机是船舶的核心设备,提高柴油机的加工制造水平是提升柴油机性能和增强我国船舶竞争力的重要筹码。针对船用柴油机制造企业重设备、轻工艺、低效率、高消耗的现况,通过对金属切削加工理论的研究,建立了船用柴油机关键件铣削加工过程中的单目标及多目标参数优化的数学模型,运用惩罚函数法在机床性能约束限制的可行域内进行求解,并运用有限元切削仿真软件Deform对优化结果进行切削仿真,与经验切削参数的仿真结果进行了对比。     

电控喷油器关键结构参数的匹配优化研究

针对电控喷油器动态响应性能需要改善的问题,运用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件建立了喷油器的计算模型,对包括轭铁厚度、铁芯外径、衔铁长度、工作气隙、线圈匝数和线圈电阻在内的关键结构参数对其动态响应性能的影响规律进行了研究,在此基础上以各关键结构参数作为设计变量,开启滞后时间和落座滞后时间作为目标函数建立了相应的优化模型,通过遗传算法对这些结构参数进行了匹配优化,并通过仿真和试验的方法对该优化方案的有效性进行了验证。研究结果表明,经过优化后电控喷油器的开启滞后时间和落座滞后时间分别缩短了33.1%和37.1%,其动态响应性能得到了提高。     

6V150柴油机燃油系统性能仿真与试验验证

采用AVL公司Hydsim仿真计算软件对6V150柴油机燃油系统建立仿真模型,对其性能进行仿真计算;同时在喷油泵试验台上进行了台架试验验证.仿真结果与试验结果吻合很好,说明仿真模型具有较好的准确性与可靠性.     

船舶柴油机燃油系统的建模与仿真研究

对船舶柴油机燃油系统的建模与仿真研究,能提高船舶柴油机模拟器的仿真精度和逼真度。本文以5250系列装箱船舶的柴油机作为研究对象,首先对柴油机燃油系统原理进行了分析,建立船舶燃油系统的数学模型,采用稀疏矩阵运算方法,开发船舶燃油仿真软件。采用VC++6.0和应用仿真支撑系统PROSIMS进行仿真分析,仿真结果表明,本文采用的稀疏矩阵求解计算复杂管网的方法节省了计算时间,提高了轮机模拟器仿真系统的逼真度和仿真精度,适合实时仿真计算。     

基于Maxwell方程的电磁阀开启过程动态特性仿真研究

利用电磁有限元软件Ansoft Maxwell的参数化计算功能,对不同主工作气隙、不同驱动电压条件下的模型进行计算,得到开启过程的各种动态特性曲线。通过开启过程的电流变化曲线判断出电磁阀完全开启所需时间,并且进行相应的实验测试,对数值仿真计算结果进行验证。     

新型高压水压数字溢流阀的单片机控制及其特性

数字溢流阀采用单片机控制，可以改善控制性能，提高开启率和闭合率，并可以方便地与计算机控制系统相连接。文中主要介绍了单片机控制数字溢流阀的基本方法，包括控制原理、驱动接口和软件控制逻辑。最后通过计算机仿真和试验，其仿真和试验结果与一般的直动式溢流阀和先导式溢流阀相比较，数字溢流阀的系统压力超调量、开启率、闭合率、动态响应时间等都比一般先导式溢流阀的好。     

基于PWM高速开关阀的温室气动开窗系统模糊控制研究

为研制一种快捷、准确、低成本的温室智能气动开窗控制系统,该文对自行设计的气动天窗机构进行运动分析,建立天窗运动控制的数学模型,应用脉宽调制方式和模糊控制技术,对基于高速开关阀的电气动天窗位置控制系统进行了仿真和试验研究。结果表明:系统对位移为300 mm的阶跃信号响应时间为150 ms,超调较小,不存在稳态误差,具有很强的鲁棒性;经反复试验,本系统PWM周期选取80 ms;运行实验表明系统基本误差小于3 mm,能够满足温室温度控制精度要求;通过改变天窗机构运动方程,系统可用于其他连栋塑料温室和玻璃温室气动天窗位置控制。