本文選題：高壓氣動　切入點：先導(dǎo)式高壓電磁閥　出處：《浙江理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：先導(dǎo)式氣動高壓電磁閥是一種以高壓氣體為工作介質(zhì),以電磁鐵為執(zhí)行機構(gòu),實現(xiàn)控制高壓氣動系統(tǒng)通斷的氣動元件。它具有尺寸小、功耗低、安全可靠等特點,被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的高壓系統(tǒng)中,成為目前高壓氣動技術(shù)重要的研究方向之一。目前國內(nèi)對先導(dǎo)式高壓電磁閥的報道較少,特別是針對CNG汽車的高壓電磁閥。本文以應(yīng)用在CNG汽車瓶口的先導(dǎo)式高壓電磁閥為研究對象,采用原理分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)學(xué)建模、仿真研究、試驗驗證等方法對該類電磁閥進(jìn)行深入研究。主要開展了以下內(nèi)容的研究:(1)電磁閥結(jié)構(gòu)和動態(tài)工作過程研究:提出一種低功耗、小尺寸的先導(dǎo)式高壓電磁閥結(jié)構(gòu),然后結(jié)合電磁閥工作環(huán)境,對其結(jié)構(gòu)和動態(tài)工作過程進(jìn)行分析,并確定了電磁鐵的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。(2)電磁鐵靜態(tài)特性和電磁閥動態(tài)特性研究:為研究電磁鐵靜態(tài)特性,建立了電磁鐵的三維參數(shù)化有限元仿真模型;同時,為研究電磁閥的動態(tài)特性,建立了電磁閥的運動、彈簧力、氣壓差力等微分方程,在以上微分方程的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁鐵的三維模型,運用Simulink建立了有限元集總參數(shù)仿真模型。(3)電磁鐵的瞬態(tài)溫升特性:建立了電磁鐵的瞬態(tài)溫升仿真模型,分析電磁鐵的溫升特性;(4)電磁鐵的靜態(tài)特性和電磁閥的動態(tài)特性試驗研究:改裝了電磁鐵靜態(tài)吸力試驗平臺,并對電磁鐵的靜態(tài)特性進(jìn)行了試驗研究;設(shè)計和開發(fā)了電磁閥動態(tài)特性試驗平臺,并在不同的氣源壓力下進(jìn)行了動態(tài)響應(yīng)試驗。試驗結(jié)果表明:參數(shù)化有限元模型和集總參數(shù)仿真模型是正確的。仿真結(jié)果表明:對電磁閥的動態(tài)過程分析是合理的。同時,仿真和試驗結(jié)果都表明,所研究的先導(dǎo)式高壓電磁閥在20MPa的氣源壓力下,先導(dǎo)小孔打開的時間為8ms,整個電磁閥打開的時間為1.378s。
[Abstract]:The pilot pneumatic high pressure solenoid valve is a pneumatic element which uses high pressure gas as working medium and electromagnet as actuating mechanism to control the opening and breaking of high pressure pneumatic system. It has the characteristics of small size, low power consumption, safety and reliability, etc. It has been widely used in the high pressure system of modern industry, and has become one of the important research directions of high pressure pneumatic technology. At present, there are few reports on the pilot high pressure solenoid valve in our country. Especially for the high pressure solenoid valve of CNG automobile. This paper takes the pilot high pressure solenoid valve which is applied at the end of CNG automobile bottle as the research object, adopts the principle analysis, the structure design, the mathematics modeling, the simulation research, The structure and dynamic working process of the solenoid valve are studied as follows: a low power consumption, small size pilot high pressure solenoid valve structure is proposed. Then the structure and dynamic working process of solenoid valve are analyzed, and the initial structure parameter of electromagnet is determined. The static characteristic of electromagnet and the dynamic characteristic of solenoid valve are studied: in order to study the static characteristic of electromagnet, In order to study the dynamic characteristics of solenoid valve, the differential equations such as motion, spring force, pressure difference force and so on are established. On the basis of the above differential equations, combined with the three-dimensional model of the electromagnet, the transient temperature rise characteristics of the electromagnet are established by using Simulink, the finite element lumped parameter simulation model is established, and the transient temperature rise simulation model of the electromagnet is established. The static characteristic of electromagnet and the dynamic characteristic of solenoid valve are analyzed. The static suction test platform of electromagnet is modified, and the static characteristic of electromagnet is studied. The test platform for the dynamic characteristics of solenoid valve is designed and developed. The experimental results show that the parameterized finite element model and lumped parameter simulation model are correct. The simulation results show that the dynamic process analysis of solenoid valve is reasonable. The simulation and test results show that the pilot high pressure solenoid valve has a opening time of 8msunder the pressure of 20MPa, and the opening time of the whole solenoid valve is 1.378s.
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH134

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本文編號：1591135