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。     

DN80二通插装式伺服阀动态特性优化研究

针对国产DN80二通插装式伺服阀阶跃响应时间长的问题，提出先导控制腔优化方法以提高动态特性。首先建立先导控制腔三维数模，利用Fluent软件详细分析了主阀芯不同开口度的液动力分布情况，将先导控制腔的直径优化为90 mm;然后结合仿真软件AMESim对DN80二通插装式伺服阀进行动态特性研究。仿真结果表明：先导腔结构参数优化后减小了液动力，提高了动态响应特性。最后对优化后的DN80二通插装式伺服阀进行实验测试，其阶跃响应时间由40 ms缩短至23 ms,显著提高的了动态特性，验证仿真与优化的准确性。     

燃油喷射器电控性能的改进设计研究

在电控喷油器电磁动态工作性能研究基础上,分析了影响电磁动态特性的主要因素。通过测量驱动电路中串联小电阻的电压变化,得到电磁线圈电流响应特性。线圈安匝数和磁极气隙是影响电磁动态特性的主要因素。结合实验结果提出喷油器结构改进设计原则,对结构改进后的喷油器电磁响应特性进行了实验验证。结果证明电磁响应特性得到了提高,开启响应时间由原来的1.4 ms提高到1.1 ms,关闭响应时间缩短1.4 ms。     

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。     

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。     

杆式风洞应变天平动态解耦-补偿

采用串行动态解耦-补偿网络实现多维力/力矩传感器的动态解耦-补偿,对已有的设计方法进行了改进。基于单通道加载实验数据,通过系统辨识方法设计网络的各个环节。具体针对六维杆式风洞应变天平,采用负阶跃单元加载法进行动态标定实验。对力矩加载实验数据进行预处理。采用OE模型描述串行动态解耦-补偿网络中的各个环节,通过基于预报误差的系统辨识方法确定其参数。对实验数据处理的结果表明,所设计的杆式风洞应变天平动态解耦-补偿网络能将杆式天平的维间动态耦合误差由高至88.85%降低至6%以内,主通道阶跃响应调节时间缩短至30 ms以内且超调量降低至5%以下,从而大幅度改善了杆式风洞应变天平的动态性能。     

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。     

电控喷油器的一种新型磁路结构

为提高喷油器的动态响应性能,以某款电控喷油器为研究对象,通过在其铁芯与导向管之间增加由不导磁材料制成的隔磁环开发了一种新型磁路结构。通过电磁场仿真分析了改进前后喷油器电磁性能的变化特点以及轭铁厚度对电磁性能的影响规律。结果表明：增加隔磁环能加快电磁力的上升速度,有效缩短喷油器的开启滞后时间,但饱和电磁力增大,造成落座滞后时间延长;适当减小轭铁厚度基本不影响电磁力的上升速度,但减小轭铁厚度会使磁阻增大,饱和电磁力降低,这样可有效缩短落座滞后时间。根据以上分析结果对喷油器进行了综合优化,并通过实验对其改进效果进行了验证,结果表明：优化后与优化前相比,喷油器的开启滞后时间缩短了0.25ms,落座滞后时间缩短了0.3ms。     

高速强力电磁阀挤压油膜阻尼的研究

新型电控燃油喷射系统有利于降低柴油发动机的排放和油耗。高速强力电磁阀是决定电控燃油喷射系统性能的关键部件,其动态响应特性直接影响燃油喷射特性。在电磁阀的衔铁和电磁铁之间存在很薄的油膜,影响电磁阀的动态响应特性。运用层流基本理论进行理论简化分析,并在此基础上进行了仿真计算,结果与实际试验吻合良好,并探索出了各参数对衔铁阻尼特性的影响,为参数的匹配提供了依据。     

基于时频域的汽车变速器试验台动态特性分析及优化

动态特性是汽车变速器动态模拟试验台最重要的性能之一。结合CATIA、ADAMS和MATLAB等工具,建立了变速器试验台多体动力学方程及动力学模型;在此基础上,提出了变速器试验台时域动态响应评价指标,以上升时间、稳定时间、超调量等评价指标建立了变速器试验台动态响应多目标优化模型,并进行了仿真分析及优化;同时,建立了变速器试验台频域动态响应模型,并在频域内进行了动态响应分析及优化。结果表明,在优化范围内转动惯量小、刚度大、阻尼比大,有利于系统动态特性;优化后较优化前超调量减小19.1%,上升时间减小5.56%,峰值时间减小17%,稳定时间减小40.7%,较大地提高了系统的动态特性。     

基于MOSA算法的电控喷油器磁路结构优化设计

以车用电控汽油喷油器为对象,从电磁学、机械动力学的基本原理出发建立了电控汽油喷油器工作过程的计算模型,依据通电后线圈电流的变化特点得出了动态响应特性与磁路结构参数的函数关系。以提高动态响应特性为目标,采用多目标模拟退火算法（MOSA）对磁路结构参数进行了优化。电磁场仿真结果表明,优化后的磁力线和磁感应强度分布更加合理。实验测试结果表明,优化后的汽油喷油器的开启延迟时间和关闭延迟时间分别比优化前缩短29.41%和29.23%。仿真和实验结果均验证了优化算法的有效性。     

永磁体内嵌式超洁净阀及其优化设计方法

面向半导体、生物医药、电子级化工等领域的超洁净流控需求,提出了一种新的永磁体内嵌式超洁净阀结构.将永磁体嵌入超洁净材料(如超纯全氟树脂)所制的阀芯内,通过阀腔外部的永磁体驱动阀芯启闭,从而实现液体介质的超洁净控制.阐述了该超洁净阀的工作原理及优势,对其流量-压损特性进行了仿真计算,并通过不同开口下流体介质对阀芯作用力与...     

Φ6mm通径2D数字伺服阀的实验研究

针对2D数字伺服阀静动态特性可能存在的不稳定问题,分析了2D数字伺服阀的结构、工作原理及抗污染能力。并在此基础上,设计并搭建了测试实验平台,在额定压力21MPa时,对5只额定流量为50L/min的通径6mm的2D数字伺服阀进行了静动态特性实验研究。研究结果表明:5只2D数字伺服阀滞环都小于5.7%,-3dB处幅频宽至少可达70Hz(25%额定流量),阶跃响应上升时间至少可达8.8ms;5只6mm通径2D数字伺服阀均具有较理想的静动态特性和良好的加工一致性,不存在静动态特性不稳定的问题。     

涡轮增压系统用高速开关阀的响应特性研究

高速开关阀是涡轮增压系统的重要部件,响应的快速性直接影响增压器的压比。根据高速开关阀的结构及工作原理,建立其数学方程。运用AMESim建立动态模型并进行了电流、阀芯位移、控制口的压力仿真分析,结合示波器测量的实际响应时间,证实仿真结果的可靠性。由于高速开关阀响应时间具有滞后性,研究分析改变阀芯质量、驱动电压、弹簧预紧力对响应特性的影响,并根据仿真提出了优化调整建议。     

自动变速器液压系统动态响应特性试验研究

为满足不断提高的车辆换挡品质的控制要求,以某6挡液力机械自动变速器的液压系统为研究对象,在分析其工作原理的基础上试制了其中的核心部件--换挡控制回路,通过搭建液压系统测试平台对其进行动态响应特性试验,得到了换挡过程中各离合器换挡控制回路输出压力的动态响应特性曲线。试验结果表明,液压系统中各电磁阀控制的换挡控制回路的压力响应时间能满足实际换挡品质控制的要求,并得到油温变化对换挡控制回路的稳态压力和动态响应的影响。研究结果可以为自动变速器换挡品质控制的设计和优化提供有效依据。     

插装式2D电液比例流量阀的特性研究

电液控制元件的插装化是目前移动式液压控制系统的主流发展趋势。现有的2D比例阀面向传统工业液压领域,其受到液压桥路以及压扭联轴节结构限制,无法实现插装化。提出一种新型插装式2D电液比例流量阀的结构原理,在电-机械转换器与半桥式2D阀本体之间引入双向滚子联轴节,以此实现力传递、阀芯位置反馈和阀芯直线-旋转运动的转换功能。基于线性理论推导了阀的特性方程,并利用Nyquist判据判定了阀的工作稳定性;为实现优化设计,建立基于AMESim、ADAMS和Matlab/Simulink平台的联合仿真模型,研究诸关键结构参数对动态特性的影响。最后设计并制造了样机,搭建了滚子联轴节和插装式2D阀的试验台架,研究联轴节的静动态特性及阀样机的空载流量特性、负载流量特性、泄漏特性以及频响和阶跃特性等。试验结果表明样机具有良好的工作性能。当预载荷为40 N时,联轴节的最大输出扭矩为2.3 N·m,输出角位移为0.42°,滞环为5.25%,响应时间为32.5 ms;当供油压力为12 MPa时,阀样机的空载流量为61.5 L/min,滞环为6.32%,阶跃时间为68.5 ms,幅频频宽为19.7 Hz,相频频宽为22.1 Hz。研究表明,插装式2D阀具有较好的静动态特性,是移动式电液控制系统流量控制阀的一种较理想解决方案。     

水压插装式三位四通电磁换向阀动态性能分析

介绍了一种水压插装式三位四通电磁换向阀的工作原理,建立了水介质条件下插装式电磁换向阀的AMESim仿真模型,通过仿真优化得到插装式电磁换向阀的最优结构参数及其动态特性曲线,并加工出原理样机进行了试验研究。试验与仿真结果基本相符,证明该水压换向阀具有高压、大流量、响应速度快等特点,可广泛应用于海洋探索、海洋开发、海水淡化等领域。     

三芯随动式水基比例阀位置跟随特性

高压大流量水基比例方向阀是煤矿液压支架实现智能化的核心控制元件，关系到整个工作面的精准控制效果和支护安全性。提出一种新型三芯随动式水基比例阀，解决现有水基比例阀难以满足液压支架高压大流量工况及难控制的问题。通过理论分析、AMESim建模仿真及试验对比的综合分析方法，验证三芯随动原理的可行性，探索该阀的位置跟随特性。结果表明：新型水基比例阀具备快速响应能力，额定工作条件下的全行程阶跃响应开启时间为84 ms，关闭时间约为35 ms；斜坡连续控制时，摩擦效应导致三芯随动机构位置跟随效果不佳，小阶跃步进控制能较好克服摩擦效应，使比例阀展示良好的位置跟随特性。研究成果为液压支架高压大流量水基比例阀设计提供参考，同时丰富了水基比例阀类型。