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柴油机电控单体泵高速电磁阀特性研究
| 论文题名： | 柴油机电控单体泵高速电磁阀特性研究 |
| 关键词： | 柴油机;电控单体泵;高速电磁阀;静态特性;动态响应特性 |
| 摘要： | 电控单体泵是应用于柴油机上，能够满足排放法规和改善燃油经济性的时间控制式燃油喷射系统，高速电磁阀是其核心部件之一，它的强电磁力和快速响应等性能决定了电控燃油喷射系统的柔性喷油规律，利用它的闭合时刻和闭合时间控制喷油定时和喷油量，实现了对燃油喷射过程的数字控制。因此，开展高速电磁阀特性研究工作，获得各因素对其特性的影响规律，对于高速电磁阀的优化设计和加快柴油机电喷技术的自主开发具有重要的意义。本文针对电控单体泵上的高速电磁阀，深入进行了静态电磁力和动态响应特性的研究，主要完成了以下工作： 首先，在Ansoft Maxwell环境下建立了电控单体泵高速电磁阀三维静态和瞬态磁场求解有限元模型，通过与试验数据对比得出电磁力最大偏差为9％，关闭阶段响应时间最大偏差为0.06ms，开启阶段响应时间最大偏差为0.14ms，验证了仿真模型的准确性。 其次，利用静态仿真模型研究了铁芯、绕组、衔铁、装配、控制等参数的变化对电磁力的影响，得出了铁芯材料、铁芯主副磁极截面积比例、励磁线圈匝数、衔铁厚度、工作气隙和驱动电流是电磁力的主要影响因素，并且通过量化分析，得出了在全工况平面内磁极长度、线圈匝数、线圈位置、衔铁厚度、阻尼孔位置和阻尼孔大小等参数对电磁力影响的百分比量化指标及其变化规律。 另外，为了进一步研究各因素对电磁力的影响，基于实验设计方法，采用偏最小二乘方法拟合出电磁力的回归模型，得出了非交互和交互作用下各因素与电磁力的相关系数，结果表明不但参数的单因素和电磁力有相关性，参数交互作用因素和电磁力也有相关性。在全工况平面内对电磁力进行相关性分析，得出了不同工况点下磁极长度、线圈匝数、线圈位置、衔铁厚度、阻尼孔位置和阻尼孔大小等参数交互作用时与电磁力的相关性。 最后，利用瞬态仿真模型研究了驱动电压、运动件质量、残余气隙、衔铁复位弹簧预紧力和刚度等参数对电磁阀关闭过程的影响，得出电磁阀关闭时间受驱动电压影响最大，弹簧预紧力、残余气隙、运动件质量次之，弹簧刚度影响最小。基于实验设计方法，采用偏最小二乘方法拟合出关闭过程的吸合触动时间、吸合运动时间和整个关闭时间的回归模型，得出了各影响因素与吸合触动时间、吸合运动时间和整个关闭时间的相关性。 |
| 作者： | 高明春 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 马修真 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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