车用亚毫秒级高速开关阀电磁铁及驱动技术研究
发布时间：2021-02-15 19:40
伴随国家对工程车辆变速制动系统的高性能需求,电液换挡技术的发展已受到业界广泛关注。高速开关阀作为新一代工程车辆换挡技术研究的核心部件,能直接与计算机接口连接,抗污染能力强,成本仅为伺服阀和比例阀的1/10左右。目前我国高响应开关阀成品贫瘠,其动态响应时间均为数毫秒,对于亚毫秒级高速开关阀的研究论文较少。本文对车用高速开关阀内部电磁铁、阀体和驱动技术进行了设计、理论分析、仿真优化和试验研究,将阀的响应时间缩短至亚毫秒级。首先,结合工作环境与设计要求,确定了高速开关阀基本结构形式。基于电磁铁设计理论,考虑“膝点”法、结构因数、工作制和温升等因素,对电磁铁结构参数进行理论初算与校验。确定了阀体关键参数,考虑电磁铁和阀体的耦合关系,运用磁路分割法得到电路环节、磁路环节和运动环节关系式。基于MATLAB/Simulink与AMESim两种软件搭建了高速开关阀的理论模型,得到不考虑磁化过程和涡流作用时的动态特性。其次,针对高速开关阀电磁铁建立基于ANSYS Electronics的静态磁场模型,考虑有无隔磁环、隔磁环位置、隔磁角度等因素,基于提升电磁吸力特性对电磁铁结构参数（衔铁直径、磁轭厚度、衔...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环状多级式E型电磁铁[20]
图 1-2 环状多级式 E 型电磁铁[20]图 1-3 Disole 电磁铁[21]图 1-4 叠片式电磁铁[23]高速开关阀阀体的改进1993 年，美国某公司发明了一种应用在汽油发动机系统的电磁阀，如图 1-5。芯制作成中空形式而降低了负载力，从而阀响应时间小于 1ms。由于结构自身性导致部件彼此对中的困难度加大，因此应用范围被限制[23]。2003 年，日本某电子企业开发的高速开关阀响应时间小于 1ms，其由里外阀而成的常闭阀，里阀可以在外阀套的限制范围内上下移动，如图 1-6。电流流圈时，外阀受电磁力驱动向上产生位移，控制口的压力为零；线圈断电后，控压力上升[25]。
图 1-4 叠片式电磁铁[23]改进司发明了一种应用在汽油发动机而降低了负载力，从而阀响应时间中的困难度加大，因此应用范围被子企业开发的高速开关阀响应时可以在外阀套的限制范围内上下驱动向上产生位移，控制口的压
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属软磁复合材料研究进展[J]. 吴琛,严密. 中国材料进展. 2018(08)
[2]基于双电压驱动下高速开关阀的特性研究[J]. 李派霞,张小军,刘科明. 液压与气动. 2018(07)
[3]高速开关数字阀的静动态特性[J]. 赵劲松,张传笔,赵子宁,王志鹏,姚静. 中国机械工程. 2018(02)
[4]基于电流反馈的高速开关阀3电压激励控制策略[J]. 钟麒,张斌,洪昊岑,杨华勇. 浙江大学学报(工学版). 2018(01)
[5]弛豫型铁电（PMNT）大流量高速开关阀设计与仿真[J]. 宋敏,朱建公. 西南科技大学学报. 2017(02)
[6]水压直驱式高速开关阀动态特性[J]. 刘向阳,聂松林,李光辉. 北京工业大学学报. 2017(07)
[7]电-液制动系统高速开关电磁阀的建模与动态特性仿真[J]. 初亮,赵迪,李文惠. 汽车工程. 2017(01)
[8]基于PWM控制的ESP高速开关阀动力学特性研究与仿真[J]. 王冬良,陈南,刘远伟. 机械设计与制造. 2015(12)
[9]某高速电磁开关阀电磁力影响因素的研究[J]. 张晋,孔祥东,李腾,王丽娟. 机床与液压. 2015(05)
[10]汽车ESP液压控制单元关键部件建模与系统仿真[J]. 孟爱红,王治中,宋健,潘宁. 农业机械学报. 2013(02)
博士论文
[1]工程车辆自动变速器建模与换挡控制[D]. 赵鑫鑫.北京科技大学 2015
[2]耐高压高速开关电—机械转换器关键技术研究[D]. 满军.浙江大学 2011
[3]气动高速开关阀关键技术研究[D]. 向忠.浙江大学 2010
[4]大流量高响应电液比例阀的设计及关键技术研究[D]. 傅林坚.浙江大学 2010
硕士论文
[1]工程车辆变速器电液换挡控制系统研究[D]. 王硕.江苏大学 2017
[2]球阀式高速开关阀用电磁铁设计[D]. 李彬杰.兰州理工大学 2017
[3]新型永磁高速电磁铁设计与性能研究[D]. 周伟.哈尔滨工程大学 2017
[4]低功耗、大流量高速开关阀的仿真分析与优化设计[D]. 汝晶炜.浙江理工大学 2015
[5]基于PWM的液压高速开关阀结构设计与特性分析[D]. 尚世卓.兰州理工大学 2014
[6]螺管式电磁铁设计与仿真分析[D]. 王强.湖南科技大学 2013
[7]本质安全型电磁铁的关键性能分析[D]. 马飞.太原理工大学 2012
[8]一种新型脉宽调制式高速开关阀的研究[D]. 胡少波.武汉理工大学 2012
[9]高速强力电磁铁的设计与仿真[D]. 李扬.清华大学 2012
[10]共轨系统高压变量泵用高速比例电磁铁的研究[D]. 郑羽强.浙江大学 2008
本文编号：3035430
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环状多级式E型电磁铁[20]
图 1-2 环状多级式 E 型电磁铁[20]图 1-3 Disole 电磁铁[21]图 1-4 叠片式电磁铁[23]高速开关阀阀体的改进1993 年，美国某公司发明了一种应用在汽油发动机系统的电磁阀，如图 1-5。芯制作成中空形式而降低了负载力，从而阀响应时间小于 1ms。由于结构自身性导致部件彼此对中的困难度加大，因此应用范围被限制[23]。2003 年，日本某电子企业开发的高速开关阀响应时间小于 1ms，其由里外阀而成的常闭阀，里阀可以在外阀套的限制范围内上下移动，如图 1-6。电流流圈时，外阀受电磁力驱动向上产生位移，控制口的压力为零；线圈断电后，控压力上升[25]。
图 1-4 叠片式电磁铁[23]改进司发明了一种应用在汽油发动机而降低了负载力，从而阀响应时间中的困难度加大，因此应用范围被子企业开发的高速开关阀响应时可以在外阀套的限制范围内上下驱动向上产生位移，控制口的压
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属软磁复合材料研究进展[J]. 吴琛,严密. 中国材料进展. 2018(08)
[2]基于双电压驱动下高速开关阀的特性研究[J]. 李派霞,张小军,刘科明. 液压与气动. 2018(07)
[3]高速开关数字阀的静动态特性[J]. 赵劲松,张传笔,赵子宁,王志鹏,姚静. 中国机械工程. 2018(02)
[4]基于电流反馈的高速开关阀3电压激励控制策略[J]. 钟麒,张斌,洪昊岑,杨华勇. 浙江大学学报(工学版). 2018(01)
[5]弛豫型铁电（PMNT）大流量高速开关阀设计与仿真[J]. 宋敏,朱建公. 西南科技大学学报. 2017(02)
[6]水压直驱式高速开关阀动态特性[J]. 刘向阳,聂松林,李光辉. 北京工业大学学报. 2017(07)
[7]电-液制动系统高速开关电磁阀的建模与动态特性仿真[J]. 初亮,赵迪,李文惠. 汽车工程. 2017(01)
[8]基于PWM控制的ESP高速开关阀动力学特性研究与仿真[J]. 王冬良,陈南,刘远伟. 机械设计与制造. 2015(12)
[9]某高速电磁开关阀电磁力影响因素的研究[J]. 张晋,孔祥东,李腾,王丽娟. 机床与液压. 2015(05)
[10]汽车ESP液压控制单元关键部件建模与系统仿真[J]. 孟爱红,王治中,宋健,潘宁. 农业机械学报. 2013(02)
博士论文
[1]工程车辆自动变速器建模与换挡控制[D]. 赵鑫鑫.北京科技大学 2015
[2]耐高压高速开关电—机械转换器关键技术研究[D]. 满军.浙江大学 2011
[3]气动高速开关阀关键技术研究[D]. 向忠.浙江大学 2010
[4]大流量高响应电液比例阀的设计及关键技术研究[D]. 傅林坚.浙江大学 2010
硕士论文
[1]工程车辆变速器电液换挡控制系统研究[D]. 王硕.江苏大学 2017
[2]球阀式高速开关阀用电磁铁设计[D]. 李彬杰.兰州理工大学 2017
[3]新型永磁高速电磁铁设计与性能研究[D]. 周伟.哈尔滨工程大学 2017
[4]低功耗、大流量高速开关阀的仿真分析与优化设计[D]. 汝晶炜.浙江理工大学 2015
[5]基于PWM的液压高速开关阀结构设计与特性分析[D]. 尚世卓.兰州理工大学 2014
[6]螺管式电磁铁设计与仿真分析[D]. 王强.湖南科技大学 2013
[7]本质安全型电磁铁的关键性能分析[D]. 马飞.太原理工大学 2012
[8]一种新型脉宽调制式高速开关阀的研究[D]. 胡少波.武汉理工大学 2012
[9]高速强力电磁铁的设计与仿真[D]. 李扬.清华大学 2012
[10]共轨系统高压变量泵用高速比例电磁铁的研究[D]. 郑羽强.浙江大学 2008
本文编号：3035430
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