本文關(guān)鍵詞：船用柴油機(jī)電控噴油器電磁閥設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 電磁閥 噴油控制 流通能力 響應(yīng)速度 有限元 動態(tài)仿真

【摘要】：共軌式電控燃油噴射技術(shù)是提高柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、降低NOx和碳煙排放的關(guān)鍵技術(shù)。共軌式燃油系統(tǒng)中電磁閥由電子控制單元（ECU）發(fā)出控制信號控制噴油器針閥的動作，實(shí)現(xiàn)燃油噴射的柔性控制。電磁閥的高速響應(yīng)特性是精確控制噴油正時、噴油持續(xù)期以及實(shí)現(xiàn)多次噴射規(guī)律的關(guān)鍵；電磁閥流通能力是保證柴油機(jī)不同工況循環(huán)噴油量的關(guān)鍵。然而電磁閥的流通能力和響應(yīng)速度往往是相互矛盾，提高流通能力需要增大閥口中徑或閥芯行程，這將導(dǎo)致響應(yīng)速度的降低。為滿足電控噴油器燃油噴射控制要求，電磁閥設(shè)計相關(guān)的主要研究工作及結(jié)論如下： 1．以低速二沖程柴油機(jī)電控液力增壓式噴油器的燃油噴射控制為目標(biāo)，通過電磁閥的流通能力計算，確定了電磁閥的閥口中徑和行程；通過電磁閥的響應(yīng)速度計算，，確定了電磁閥電磁力的大��；根據(jù)行程及電磁力需求，通過磁路計算確定了電磁鐵的結(jié)構(gòu)參數(shù)，完成了電磁閥的初步設(shè)計。 2．運(yùn)用Maxwell電磁有限元分析軟件，建立了電磁鐵的有限元模型；通過靜磁場參數(shù)化分析，研究了電磁鐵鐵心材料、極柱數(shù)、外徑、磁軛厚度和銜鐵厚度等參數(shù)對電磁力的影響，優(yōu)化了電磁鐵的各結(jié)構(gòu)參數(shù)；設(shè)置了電磁鐵的激勵電路和負(fù)載，以柴油機(jī)單次循環(huán)噴油的脈寬對電磁鐵進(jìn)行了瞬態(tài)磁場仿真，研究電磁鐵的開關(guān)響應(yīng)特性，分析了鐵心渦流效應(yīng)對磁感應(yīng)強(qiáng)度分布的影響。 3．在AMESim軟件平臺建立了電磁閥的動態(tài)仿真模型，實(shí)現(xiàn)了電磁鐵、H橋驅(qū)動電路和閥芯的動態(tài)耦合；通過電磁閥動態(tài)仿真，分析了電磁閥工作過程中驅(qū)動電流、電磁力、閥芯位移、閥口液體流動、控制腔壓力及泄漏流量的耦合關(guān)系；以電磁閥響應(yīng)速度為目標(biāo)，通過動態(tài)仿真，優(yōu)化了閥芯結(jié)構(gòu)尺寸。 4．通過電磁閥的動態(tài)特性分析，確定了開啟電流值為50A和維持電流值為4A，在200bar~300bar工作壓力內(nèi)電磁閥開啟響應(yīng)時間小于1ms，關(guān)閉響應(yīng)時間小于2ms，電磁閥單次開啟的最小脈寬小于1ms，多次開啟的最小時間間隔小于2ms。電磁閥動態(tài)響應(yīng)和工作頻率均滿足燃油噴射控制要求。
【關(guān)鍵詞】：電磁閥 噴油控制 流通能力 響應(yīng)速度 有限元 動態(tài)仿真
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.121
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 電控噴油執(zhí)行器研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 電磁鐵11-12
• 1.2.2 壓電執(zhí)行器12
• 1.2.3 超磁致伸縮執(zhí)行器12-13
• 1.3 高速大流量電磁閥研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 高速強(qiáng)力電磁鐵13-15
• 1.3.2 高速大流量電磁閥15-17
• 1.4 電磁閥設(shè)計計算方法17-18
• 1.5 本文的主要內(nèi)容18-20
• 第2章 電磁閥初步設(shè)計20-32
• 2.1 電磁閥設(shè)計技術(shù)指標(biāo)20-21
• 2.2 電磁閥選型21-22
• 2.3 閥芯初步設(shè)計22-24
• 2.3.1 閥芯中徑及行程設(shè)計22-23
• 2.3.2 外閥芯受力設(shè)計23-24
• 2.4 電磁鐵初步設(shè)計24-31
• 2.4.1 電磁鐵工作點(diǎn)設(shè)計24-25
• 2.4.2 鐵心材料選擇25-27
• 2.4.3 電磁鐵結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計27-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 電磁鐵有限元分析32-47
• 3.1 Ansys Maxwell 電磁場計算原理32-34
• 3.1.1 Maxwell 3D 靜磁場32-33
• 3.1.2 Maxwell 3D 瞬態(tài)磁場33-34
• 3.2 有限元模型的建立及簡化34-37
• 3.3 電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化37-44
• 3.3.1 鐵心材料和極柱數(shù)對電磁力的影響37-38
• 3.3.2 外徑極柱高度對電磁力的影響38-40
• 3.3.3 磁軛厚度對電磁力的影響40-41
• 3.3.4 銜鐵厚度對電磁力的影響41-42
• 3.3.5 1J22 電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化42-43
• 3.3.6 電磁鐵多參數(shù)優(yōu)化43-44
• 3.4 電磁鐵工作范圍參數(shù)化分析44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 電磁閥動態(tài)仿真47-62
• 4.1 LMS AMESim 軟件介紹47-48
• 4.2 AMESim 電磁鐵仿真模型48-51
• 4.2.1 AMESim 電磁鐵數(shù)據(jù)查詢模型48-49
• 4.2.2 AMESim 電磁鐵磁路仿真模型49-50
• 4.2.3 兩種電磁鐵模型仿真結(jié)果對比50-51
• 4.3 驅(qū)動電路設(shè)計51-53
• 4.3.1 H 橋驅(qū)動電路原理52
• 4.3.2 電磁鐵與驅(qū)動電路耦合仿真52-53
• 4.4 電磁閥動態(tài)仿真模型53-56
• 4.4.1 內(nèi)錐閥芯及外閥芯53-54
• 4.4.2 外閥芯承壓面受力54-55
• 4.4.3 配合面液壓油泄漏55-56
• 4.4.4 電磁閥動態(tài)仿真模型56
• 4.5 電磁閥動態(tài)仿真研究56-60
• 4.5.1 電磁閥動作57-58
• 4.5.2 液體流動及壓力變化58-60
• 4.6 閥芯結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化60-61
• 4.7 本章小結(jié)61-62
• 第5章 結(jié)論與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目68-69
• 附錄A 1J22 電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化69-71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 汪志剛,張敬國;高速強(qiáng)力電磁閥的研究現(xiàn)狀[J];車用發(fā)動機(jī);2003年01期

2 施光林,鐘廷修;高速電磁開關(guān)閥的研究與應(yīng)用[J];機(jī)床與液壓;2001年02期

3 王揚(yáng)彬;徐兵;劉英杰;;基于Ansoft及AMESim的電磁鐵動態(tài)特性仿真分析[J];機(jī)床與液壓;2008年09期

4 胡竟湘;李建軍;鐘定清;;高速開關(guān)閥及其發(fā)展趨勢[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2009年02期

5 袁海軍;;基于Ansoft Maxwell仿真的電磁閥關(guān)閉過程動態(tài)特性研究[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2011年05期

6 孫建彬;岑豫皖;王剛;;考慮電磁特性的電磁開關(guān)閥動靜態(tài)性能仿真研究[J];機(jī)電工程;2011年10期

7 鄒開鳳,李育學(xué);共軌噴油器高速電磁閥的材料選擇研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2005年05期

8 張榛;;電磁閥動態(tài)響應(yīng)特性的有限元仿真與優(yōu)化設(shè)計[J];空間控制技術(shù)與應(yīng)用;2008年05期

9 范立云;高明春;馬修真;李文輝;石勇;;電控單體泵高速電磁閥電磁力關(guān)鍵影響因素[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報;2012年04期

10 錢人一;西門子公司帶壓電執(zhí)行器的轎車柴油機(jī)新型共軌噴射系統(tǒng)[J];汽車與配件;2003年25期

本文編號：857390