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可变气门正时控制电磁阀理论建模及性能仿真分析
| 论文题名： | 可变气门正时控制电磁阀理论建模及性能仿真分析 |
| 关键词： | 汽车发动机;可变气门正时;OCV电磁阀;仿真建模;有限元分析 |
| 摘要： | 可变气门正时控制电磁阀又称为OCV电磁阀（Oil Control Valve）,是可变气门正时系统内的关键元件，也是基于比例电磁阀原理的一种电-液控制装置。可变气门正时系统由于有显著的节能减排效果，正越来越广泛的运用并集成于各类轿车发动机系统中。而电磁阀作为可变气门正时系统内的重要控制元件，其性能会直接影响到整个系统的工作状态，因此对电磁阀的研究尤显意义。 本文基于查阅比例电磁阀的相关资料以及实际工作中的经验积累，以可变气门正时控制系统的结构与工作原理的介绍为基础，详细阐述了OCV电磁阀的典型结构、工作原理以及在可变正时控制系统内的工作状态。 对OCV电磁阀的结构介绍，主要着重于关键零部件的功能与属性介绍，包括阀芯、阀套以及它们工作状态分析；绕线槽的设计与电磁力计算；磁动势的的计算等内容。 通过分析研究OCV机油控制阀的典型结构，并结合比例电磁阀的理论知识，介绍了麦克斯韦方程组；电磁场中的边界条件等内容。结合有限元的分析方法与ANSYS在电磁场计算中的应用介绍，详细阐述了电磁宏的种类与应用以及基于ANSYS的二维电磁场分析步骤，包括创建物理环境、建立模型、划分网格、针对模型上的不同区域的特性定义边界条件,载荷的加载与求解、后处理计算结果的查看等基本步骤与内容。 基于OCV电磁阀中马达（Motor）部分的结构，通过ANSYS的二维电磁场分析模块创建实体模型，基于预设的材料属性与线圈参数，计算获得衔铁（Armature）上的虚功力值。 借助ANSYS的电磁力计算分析方法，参数化研究在改变特定条件的情况下，包括研究衔铁位移、线圈匝数、隔磁环长度等条件对虚功力的影响。通过对位移-力特性仿真分析数值与试验结果进行对比，显示仿真曲线与实际测量曲线趋势大致相一致。这说明采用ANSYS二维电磁场建模分析来计算研究OCV电磁阀内电磁力的方法是正确的，仿真结果基本上反映了OCV电磁阀的输出特性。 |
| 作者： | 金祖斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 鲁统利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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