高速电磁阀电磁铁的研究与开发

针对高速电磁阀快速响应的关键因素电磁铁电磁力大小与线圈驱动两方面的问题。对电磁铁铁芯形状、工作气隙相对于线圈位置、工作气隙大小、安匝数、圆形铁芯面积等因素影响电磁力进行了分析研究;提出了3种驱动电路,对3种线圈驱动电路影响电磁铁响应特性进行了对比,并运用Ansoft Maxwell软件对各因素与电磁力大小的关系、3种线圈驱动电路与电磁铁响应特性进行了模拟仿真计算,最后对电磁铁的开发提出了一种优化方案。研究结果表明,该优化方案对高速电磁阀的快速响应有一定的提升。     

基于Ansoft的永磁式电磁阀优化设计

利用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell对永磁式电磁阀进行二维仿真建模。从电磁阀的结构出发,对影响电磁阀高速响应特性的线圈匝数、铁芯宽度、气隙等各种关键参数进行静态、动态仿真分析计算,通过结果对比选出合适的参数,大大提高电磁阀的制造经济性以及快速响应性。     

超洁净电磁阀动态特性仿真与优化

为了满足半导体和化工领域等对超洁净流体控制的新需求,针对一种新型超洁净电磁阀开展动态特性仿真与优化。首先介绍其工作原理,并利用COMSOL_Mutiphysics软件对其进行有限元仿真,得到其动态响应特性曲线。然后分析了电磁阀的线圈匝数、工作间隙和衔铁厚度对其响应特性的影响。最后利用遗传算法对电磁阀进行动态响应的多目标优化,可以得到其优化后电磁阀的吸合时间由原来的10.4 ms缩短至9.2 ms,降低了11.5%;释放时间由9.5 ms缩短至8.0 ms,降低了15.7%。超洁净电磁阀的响应特性得到一定改善,为以后的优化设计提供指导。     

基于电流调制的电磁开关阀开关特性研究

电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控原件，其开关特性决定系统整体性能。传统驱动方式下，阀芯位移响应滞后于励磁驱动电流，阻碍频响的提高。提出通过建立位移反馈提升阀芯在阶跃励磁电流作用下的电磁力的响应特性，进而提升电磁阀位移频响的方法。对二位二通电磁开关阀建立了动力学与电磁学方程，搭建了阀芯电磁-动力学关键参数测量装置。试验验证了试验装置可行性并获得了阀芯位移响应的开环传递函数。结合试验数据，在Simulink中搭建了反馈对电磁开关阀开关特性影响的验证系统。仿真结果表明，通过利用电磁阀位移反馈，阀芯位移对励磁线圈的阶跃响应改善显著，响应时间相比开环阀芯驱动缩短了近53%。     

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AMESim的高速大流量电磁阀动态特性仿真研究

在对电磁阀的结构以及工作机理进行分析的基础之上,采用AMESim仿真软件建立电磁阀的动力学模型进行,进而研究出线圈驱动电压、匝数、主工作间隙、气源压力、活塞直径、排气阀座直径以及反力因素等对电磁阀响应特性的影响,从控制角度提出改善电磁阀动态特性的思路。     

共轨式柴油机用高速电磁阀特性研究

高速电磁阀是柴油机共轨式喷油系统的的电磁静态吸力与线圈电流和线圈与电磁阀衔铁之间间隙的关系.通过自主开发电磁阀特性测试系统,对多种共轨式喷油器用电磁阀的特性进行测试,并对测试结果进行了分析.     

汽车变速箱换挡比例电磁阀的磁场仿真研究

双离合(DCT)变速箱换挡比例电磁阀通电磁化铁芯,使其在电磁吸力的作用下推动阀芯使阀口实现不同开度,以此来对应不同的换挡油路进而实现换挡。通过理论分析了静态电磁力特性曲线、动态电流特性曲线与电磁阀换挡精度和开启时间的关系。采用有限元法对电磁阀建立磁场分析的静态和动态数值模型,并利用Ansoft Maxwell软件进行仿真,研究电磁阀的线圈匝数、隔磁槽位置以及动铁芯厚度等结构参数分别对静态电磁力特性和动态电流特性的影响,为此类电磁阀的设计与研究提供参考。     

影响高速开关阀响应特性的主要设计参数分析

为研究影响数字比例阀先导级高速开关阀响应特性的主要因素,以常闭高速开关阀为研究对象,阐述了该阀结构特征及工作原理,分析了数学机理,运用ANSYS电磁仿真软件建立高速开关阀轴对称二维瞬态电磁模型。通过对高速开关阀电磁特性分析及实验测试,验证了所建模型的正确性。基于该模型在不同线圈匝数、阀芯质量、线圈内阻、复位弹簧刚度、衔铁与挡铁吸合接触面积时,对高速开关阀阀芯运动各阶段进行动态模拟,分析了影响高速开关阀响应特性的主要设计参数。结果表明:线圈匝数对高速开关阀响应速度的影响最大,当线圈匝数增加67%时,高速开关阀开启时间延长27.8%,关闭时间延长11.6%,总响应时间延长21.6%;线圈内阻、阀芯质量与复位弹簧刚度3个因素对高速开关阀响应速度的影响次之,环形接触面积对高速开关阀总响应时间影响较小,磁轭壁厚对高速开关阀运动各阶段响应时间基本没有影响。     

船用柴油机电磁阀响应特性的优化设计

高压气动电磁阀在船舶柴油机起动系统中有着至关重要的作用，其响应特性是保障柴油机可靠和迅速起动的关键因素之一。首先，基于电磁有限元仿真软件ANSYS Maxwell对船用柴油机起动电磁阀的响应时间进行仿真分析；其次，采用国际标准ISO 12238和电磁阀阀芯位移试验验证优化前后仿真模型的精确度。结果表明，电磁阀在工作电压24 V和气隙1.1 mm时，开启和关闭响应时间分别为31.3 ms和43.3 ms。最后，通过Maxwell软件自带的参数化等功能进行了性能优化设计，研制了气动电磁阀专用试验系统并开展了性能试验；结果表明电磁阀在工作电压为28.8 V时，电磁阀开启响应时间加快5.9 ms;在5个500匝线圈并联时，电磁阀开启响应时间加快16.3 ms,满足船舶柴油机起动系统要求。     

矿用电磁先导阀驱动策略

针对液压支架矿用电磁先导阀存在动态响应速度慢、维持阶段功率损耗大等问题,在不改变电磁铁机械结构的情况下,对驱动策略进行了研究。在分析了电磁铁工作原理的基础上,通过Ansoft Maxwell软件搭建电磁铁的仿真模型进行静态特性仿真,把得到的电磁仿真数据结果导入AMESim仿真模型中进行动态分析,并通过实验验证了仿真模型的正确性;分别研究了双极性电压控制、三电压控制和PWM维持占空比控制方式下的电磁先导阀动态特性,并对仿真结果进行了分析。结果表明:双极性电压的控制方式可以明显提升电磁先导阀的动态响应,而三电压和PWM维持占空比的控制方式在提升动态特性的基础上,还有效降低了功耗。     

变速箱中比例电磁阀P-I控制算法的研究

在分析比例电磁阀工作原理的基础上,建立比例电磁阀电流控制模型进行仿真。仿真表明,电磁阀控制频率过低会使比例阀占空比与输出电流间的比例性变差,产生控制误差,因此要选取合适的PWM频率减小控制误差;根据感性负载的电流响应特性,以及混合动力汽车变速箱中比例电磁阀的工作频率要求,提出P-I控制算法并进行实验验证,试验结果表明该算法可以根据比例电磁阀电流动态响应要求计算出相应参数值,且满足控制需求。     

考虑电磁特性的电磁开关阀动静态性能仿真研究

为研究电磁特性下电磁阀的动静态性能,针对设计中使用到的电磁开关阀,首先分析了电磁铁的结构参数和电磁开关阀动力学模型,然后应用Ansoft Maxwell和AMESim建立了电磁开关阀仿真模型,对不同占空比以及不同频率下的脉宽调制(PWM)输入控制信号进行了仿真,分析了其动态响应过程及静态性能(空载流量、空载压力等),最...     

基于响应面近似建模方法的换挡电磁阀模型构建

针对换挡开关电磁阀宽温域工况下可靠性不高的技术问题，以较高精度的多场耦合仿真模型实现参数优化为基础，开展换挡开关电磁阀的结构参数优化研究。构建了换挡电磁阀电磁场-结构场-温度场-流场多场耦合有限元仿真模型，通过电磁力测试、温度测试和流量测试分别校验了电磁场模型、温度场和多场耦合模型精度，满足优化设计所需模型精度要求；为了提高优化效率，基于响应面近似建模（RSM）方法完成了宽温域换挡电磁阀电磁力和应力近似模型构建。结果表明构建的电磁力响应面模型R2的值为0.987，最大应力响应面模型的R2值为0.992均大于0.9，近似模型满足设计要求可用于后续换挡电磁阀结构参数优选设计研究。     

基于深度强化学习的混合动力汽车智能跟车控制与能量管理策略研究

以研究智能混合动力汽车控制技术与深度强化学习算法为目标,首先,在两辆混合动力汽车的跟驰环境中,针对领航车提出一种基于深度值网络算法的能量管理策略,实现深度强化学习对发动机与机械式无级变速器的多目标协同控制;其次,针对跟随车建立基于深度强化学习的分层控制模型,实现面向智能混合动力汽车的上层跟车控制与下层能量管理;最后,仿真验证分层控制模型的有效性。结果表明,基于深度强化学习的跟车控制策略具有理想的跟踪性能;同时,基于深度强化学习的能量管理策略在领航车与跟随车中均实现了较好的燃油经济性;此外,基于深度强化学习的能量管理策略输出每组控制动作的平均时间为1.66 ms,保证了实时应用的潜力。     

ABS高速开关阀液压力影响因素研究

高频小流量高速开关阀用于汽车防抱死制动系统 (ABS)增压与减压的控制,在不同温度环境下,其可靠的动态特性是ABS正常工作的重要指标。高速开关阀阀芯高频运动过程中,主要受到电磁力、液压力等因素的影响。针对液压力,建立高速开关阀不同温度、阀口两端压差、阀口开度的有限元仿真模型,分析温度、阀口两端压差和阀口开度不同时,高速开关阀液压力的变化规律。仿真结果得知,在相同的阀口开度和压差下,液压力随温度的升高而减小;阀口开度越大,液压力受温度的影响越大;同一压差和温度下,液压力随阀口开度的增大而减小。通过探寻温度、阀口两端压差及阀口开度大小对高速开关阀液压力的影响,为准确研究高速开关阀动态特性提供理论依据,从而为提高汽车ABS响应特性奠定理论基础。     

双自由度电磁阀测试平台研究

为了对行程0～4 mm、双向输出力各0～10 N的双自由度电磁阀的动态及静态特性进行准确测试,建立了相对应的新型电磁阀动静态特性测试平台。利用该平台,在对双自由度电磁阀内外推杆同时输入激励时,可以准确地测量双自由度电磁阀的内推杆与外推杆的动、静态特性,并通过LabVIEW对数据进行精准大量采集。利用Ansoft仿真软件对电磁阀的静态特性进行仿真,利用测试平台对电磁阀开启与关闭时的静态特性进行测量,对仿真数据与静态实验数据进行比对,并测量电磁阀动态特性。结果证明双自由度电磁阀测试平台工作精确并稳定。     

高压气动大流量电磁阀设计和仿真

针对有限容积减压对控制元件的要求,设计了高压气动大流量电磁开关阀,并根据其结构,运用电磁学、热力学、流体机械力学原理,建立了电磁-气热-机械耦合的数学模型。通过电磁阀的数学模型进行了计算机仿真,结果表明:电磁阀在运动过程中分为四个阶段:先导阀触动、先导阀运动、主阀运动、主阀保持。通过分析各个电磁阀参数发现,对响应时间影响较大的是前三个阶段。采用遗传算法对主要的电磁阀结构参数和控制参数进行多参数优化,取得了较好的优化效果。     

电磁脉冲阀动态性能的AMESim仿真及双压控制改进

以某型号电磁脉冲阀为研究对象,分析其机械结构及工作原理并建立了物理运动模型。利用AMESim仿真软件建立了电磁脉冲阀的系统仿真模型。通过仿真分析与实验验证得到双压控制改进方案对电磁脉冲阀出口气压动态性能的影响。结果表明,双压控制方案能够有效地减少出口气压的响应时间并节省关闭时间。仿真分析与实验验证结合的方法可用于先导式电磁阀的设计分析和性能改进。