【摘要】：提出了一種永磁自鎖型電磁氣門驅(qū)動裝置,它是在傳統(tǒng)雙彈簧、雙電磁鐵電磁氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的原理上引入了永磁體。該裝置在氣門完全關(guān)閉或完全開啟的狀態(tài)下,線圈不通電,利用永磁體產(chǎn)生的電磁吸力實(shí)現(xiàn)自鎖,氣門保持在全開或全閉的位置;氣門解鎖時(shí),線圈通入起去磁作用的電流削弱銜鐵氣隙處永磁磁場,在雙彈簧作用下銜鐵釋放,并向另一側(cè)自鎖位置運(yùn)動,運(yùn)動時(shí)通電線圈與動子上的永磁體之間形成一臺直線電動機(jī),電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,補(bǔ)充運(yùn)動過程中的機(jī)械損耗;整個(gè)運(yùn)動過程,動子近似做簡諧振蕩運(yùn)動,振蕩頻率與彈簧的固有振蕩頻率相近。與傳統(tǒng)的由凸輪軸驅(qū)動的內(nèi)燃機(jī)氣門控制系統(tǒng)相比,電磁氣門控制系統(tǒng)省去了效率低下的機(jī)械傳動裝置,降低了附加損耗,同時(shí)提高了氣門正時(shí)控制的靈活性,有效地提高了內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率,降低了廢氣排放。 首先,針對現(xiàn)有電磁氣門驅(qū)動裝置存在的優(yōu)缺點(diǎn),建立起全新的永磁自鎖型電磁氣門模型。其基本思想是不僅使氣門運(yùn)動時(shí)具有較快的響應(yīng)速度,而且在氣門開啟或關(guān)閉時(shí),電磁線圈無需通入電流能保持自鎖,降低能量損耗。 其次,分別對新型永磁自鎖型電磁氣門模型進(jìn)行有限元分析分析和計(jì)算。通過對各種模型的仿真,確定了機(jī)構(gòu)中彈簧的剛度系數(shù)、內(nèi)外鐵心的厚度、永磁體的長度、附加氣隙的大小等結(jié)構(gòu)參數(shù),并闡述了這些參數(shù)選取的原則。 最后,通過電磁場分析,運(yùn)用能量攝動等相關(guān)算法,分別根據(jù)仿真得到的數(shù)據(jù)對永磁自鎖型電磁氣門的電磁力、電感、感應(yīng)反電動勢等重要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,并與目前現(xiàn)有電磁氣門的參數(shù)做對比,結(jié)果表明所提出的永磁型電磁氣門方案的正確和可行。
【圖文】：

第一章 緒 論，單彈簧的缺點(diǎn)是響應(yīng)速度比較慢，的上述問題，雙彈簧結(jié)構(gòu)被提了出來。蕩周期減小為原來的1 2 ，，既提高了來更加靈活。目前，這種雙彈簧、雙線人的認(rèn)可。由此可見，電磁氣門從最開多數(shù)人所接受的雙彈簧、雙磁鐵結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)是由 FEV Motorentechnik 公司的工意圖如圖 1-1 所示[11]。這種線性電磁求，而且成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，因了各自的電磁氣門裝置。

圖 1-1 最早的電磁氣門結(jié)構(gòu)示意圖目前，對于電磁氣門的模型研究的比較深入的主要有兩種設(shè)計(jì)方案。第一種設(shè)計(jì)方案包含兩組電磁線圈和兩組預(yù)壓縮彈簧，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-2 所示。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般具有兩組電磁線圈，兩組彈簧和一個(gè)與氣門相連的可運(yùn)動銜鐵。電磁線圈被纏繞在鐵磁材料上，并串接在由 PWM 電壓斬波控制的電力電子電路中。通常，氣門工作在彈簧的固有振蕩頻率附近。當(dāng)兩邊線圈都不通入電流，銜鐵將靜止在運(yùn)動行程的中間位置。一旦某個(gè)線圈被加上電壓，銜鐵將開始運(yùn)動。由線圈內(nèi)電流產(chǎn)生的電磁力將克服彈簧力和摩擦力做功。為加快響應(yīng)速度、減少線圈電能消耗，兩組彈簧被預(yù)先壓縮。當(dāng)氣門需要啟動時(shí)，通過初始化程序?qū)€曡F吸引至一端，并通入保持電流使得銜鐵保持靜止。當(dāng)氣門需要打開時(shí)
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH139

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本文編號：2537484