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内燃机用动磁式电磁驱动气门的研究
| 论文题名： | 内燃机用动磁式电磁驱动气门的研究 |
| 关键词： | 汽车内燃机;电磁气门;内置永磁体;磁路分析;控制策略 |
| 摘要： | 目前，节能、高效、低排放成为现代汽车内燃机的发展方向。配气相位直接影响内燃机性能。传统的内燃机受制于机械凸轮连杆机构，并不能达到高自由度配气相位调节。电磁气门驱动执行机构直接驱动气门，取消了凸轮轴及其附属动件，实现了气门可控的最大自由度。 论文对传统电磁气门进行了深入分析，认识到传统电磁气门固有的缺点。提出了一种新型内置永磁体动磁式电磁气门。新型电磁气门动子在极限位置处能够依靠永磁体产生的磁场力保持住，实现自锁，减少了机构能量消耗。由于自身结构的特点，当气门运行时，它相当于永磁直流直线电机，仍能够快速调节电磁力，控制气门运动。从而克服了传统电磁气门能量消耗大，而且衔铁远离电磁铁后气隙增大，无法有效控制气门运动等缺点。 对包含电磁气门控制单元的发动机电控单元系统做了说明，明确了电磁气门控制单元的作用。分析了新型电磁气门的设计原则，给出了新型电磁气门关键部分的设计方案。动磁式电磁气门中磁场由永磁体和线圈电枢共同产生，磁路复杂。本文对电磁气门运行周期内的磁场变化做了定性分析。利用专业的有限元软件，对电磁气门运行过程中的静态磁场进行了分析，计算出了磁场、电磁力和电感量变化规律，为电磁气门的控制策略提供基础。 对机械、电路、磁路子系统模型进行了深入分析，搭建了电磁气门运行的数学模型。根据电磁气门运行中的永磁直流直线电机特性，设计了主电路和控制器各部分硬件电路。电磁气门解锁后，运动中采用外环能量环，内环电流环的双闭环控制策略。并对控制系统进行了仿真。仿真结果表明新型内置永磁体动磁式电磁气门总体结构合适和控制策略可行。 |
| 作者： | 张明灿 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 陈益广;唐明龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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