高压共轨系统高压泵进油计量阀仿真研究.pdf

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1、2015年10月姜伟，等：高压共轨系统高压泵进油计量阀仿真研究种的材料为冷轧钢时，电磁吸力均小于两零件均不为冷轧钢时；而衔铁和定铁材料相同时小于材料不基同时的电磁吸力；衔铁为电工纯铁且衔铁和定铁材瞬料不同时，电磁吸力均大于衔铁不为电工纯铁时。锁龆通过上述比较，比例电磁铁关键部件材料的选择可按如下方案：1)衔铁采用电工纯铁(软磁材料)为优；2)衔铁和定铁尽量不要采用冷轧钢类的材图7电工纯铁DT4A的BH曲线料；3)外壳宜选用电工纯铁(软磁材料)。3．2衔铁工作气隙对电磁吸力的影响图1O示出电磁铁在1．5A激励电流作用下电毫磁吸力随

2、衔铁气隙的变化规律。从图中可见，当衔憩餐铁和定铁轴向间隙很小时(

3、N图1O比例电磁铁电磁吸力随气隙长度的变化通过多种方案计算可知，为达到比例电磁铁的比例特性，最小工作气隙设计值应大于0．5Film，而表3外壳采用10号钢时的电磁吸力N且电磁铁理想工作气隙不能无限延伸，需控制在特定范围内。3．3激励电流对电磁吸力的影响图11示出不同激励电流下的电磁吸力随气隙长度的变化。从图中可见，不同激励电流下，各条曲表4外壳采用冷轧钢时的电磁吸力N苣擅删综合所有的计算结果可见：衔铁和定铁其中一图¨不同激励电流下电磁吸力随气隙长度的变化车用发动机2015年第5期线没有相交，衔铁受到的电磁吸力随着激励电流的作为比

4、例电磁铁内唯一可运动部件，衔铁对电增大而增大。另外，各条曲线所示的力一位移特性的磁吸力的影响很大，由以上分析可知衔铁越长电磁变化趋势相同，均呈现出水平特性。吸力越大，但在有限的运动空间内过度增加衔铁的3．4衔铁长度对电磁吸力的影响长度不仅影响电磁铁的理想工作气隙的长度，还会图12示出激励电流1．5A、气隙1mm时，衔铁增加衔铁质量而延长电磁阀的响应时间，设计时要受到的电磁吸力随衔铁长度的变化。从图中可见，综合权衡。总体上电磁吸力随衔铁长度增加而增大，而电磁吸3．5定铁结构对电磁吸力的影响力的增长幅度变缓。3．5．1锥面角为研究定

5、铁端部的锥形角(见图15)对衔铁所受电磁吸力的影响，将定铁端部的形状从尖形(L===0ram)变化为完全平齐(L一1．75mm)，形成了L分别为0mm，0．25mm，0．5mm，0．75mm，1mm，1．25mm，1．5mm，1．75mm的不同锥角。幽l2电磁吸力随衔铁长度的变化曲线产生这种现象的原因，主要是衔铁长度的变化引起了整体磁路闭合路径的变化，由图13所示的衔铁长度为24mm和图14所示的衔铁长度为29mm磁力线分布仿真结果可以说明。长的衔铁留在电磁铁尾部的面积更大，更多的磁力线能从这相对小的间隙中进入外壳，形成闭合回路

6、，从而使漏磁(穿过衔铁的磁力线)更少，电磁吸力因而增大。图15锥角划分不意2．34l7e-o05图16示出激励电流1．5A、长度L为4mm2．1856e-oo520294e-o05时，不同锥角下电磁吸力随气隙长度的变化。从图黑1．8733e-0051．7172e-005中可见，定铁端部的L越大(即平齐的长度越长)，l_561le—oo51．4O50e-o05电磁吸力一位移曲线的变化越大，水平特性越差，因章1．2489e-oo5气此，锥形的定铁端部有利于提升比例电磁铁吸力的1．0928e-oo59．3666e-oo6挺7．8055

7、e-oo6水平特性，有利于增加电磁铁的理想工作气隙，故在6-2444e-oo6结构允许范围内，定铁的端部要尽量尖锐。4．6833e-0063．1222e-oo65O1．56l1e—oo640图13衔铁长度为24mm的磁力线分布委30馨20lO0气隙8／mm图16不同锥角下电磁吸力随气隙长度的变化3．5．2锥面长度为研究定铁端部的锥面长度(见图17)对衔铁所受电磁吸力的影响，定铁端部的锥面长度z分别图14衔铁长度为29mm的磁力线分布取2．5mm，3．5mm，4．5mm，5mm和5．5mm进2O15年lO月姜伟，等：高压共轨系统高

8、压泵进油计量阀仿真研究行仿真分析。1．8A时，计算值为lON)，根据比例电磁铁结构，设定衔铁的最大位移为3．8mm，弹簧预压缩量为0．5mm，所以衔铁位移最大时弹簧压缩量为4．3mm，由胡克定律可知弹簧刚度K：K一÷===2．3N／ram。(1)由弹簧弹性系数经