先导式气动高压电磁阀性能分析与设计
本文选题:高压气动 切入点:先导式高压电磁阀 出处:《浙江理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:先导式气动高压电磁阀是一种以高压气体为工作介质,以电磁铁为执行机构,实现控制高压气动系统通断的气动元件。它具有尺寸小、功耗低、安全可靠等特点,被广泛应用于现代工业的高压系统中,成为目前高压气动技术重要的研究方向之一。目前国内对先导式高压电磁阀的报道较少,特别是针对CNG汽车的高压电磁阀。本文以应用在CNG汽车瓶口的先导式高压电磁阀为研究对象,采用原理分析、结构设计、数学建模、仿真研究、试验验证等方法对该类电磁阀进行深入研究。主要开展了以下内容的研究:(1)电磁阀结构和动态工作过程研究:提出一种低功耗、小尺寸的先导式高压电磁阀结构,然后结合电磁阀工作环境,对其结构和动态工作过程进行分析,并确定了电磁铁的初始结构参数。(2)电磁铁静态特性和电磁阀动态特性研究:为研究电磁铁静态特性,建立了电磁铁的三维参数化有限元仿真模型;同时,为研究电磁阀的动态特性,建立了电磁阀的运动、弹簧力、气压差力等微分方程,在以上微分方程的基础上结合电磁铁的三维模型,运用Simulink建立了有限元集总参数仿真模型。(3)电磁铁的瞬态温升特性:建立了电磁铁的瞬态温升仿真模型,分析电磁铁的温升特性;(4)电磁铁的静态特性和电磁阀的动态特性试验研究:改装了电磁铁静态吸力试验平台,并对电磁铁的静态特性进行了试验研究;设计和开发了电磁阀动态特性试验平台,并在不同的气源压力下进行了动态响应试验。试验结果表明:参数化有限元模型和集总参数仿真模型是正确的。仿真结果表明:对电磁阀的动态过程分析是合理的。同时,仿真和试验结果都表明,所研究的先导式高压电磁阀在20MPa的气源压力下,先导小孔打开的时间为8ms,整个电磁阀打开的时间为1.378s。
[Abstract]:The pilot pneumatic high pressure solenoid valve is a pneumatic element which uses high pressure gas as working medium and electromagnet as actuating mechanism to control the opening and breaking of high pressure pneumatic system. It has the characteristics of small size, low power consumption, safety and reliability, etc. It has been widely used in the high pressure system of modern industry, and has become one of the important research directions of high pressure pneumatic technology. At present, there are few reports on the pilot high pressure solenoid valve in our country. Especially for the high pressure solenoid valve of CNG automobile. This paper takes the pilot high pressure solenoid valve which is applied at the end of CNG automobile bottle as the research object, adopts the principle analysis, the structure design, the mathematics modeling, the simulation research, The structure and dynamic working process of the solenoid valve are studied as follows: a low power consumption, small size pilot high pressure solenoid valve structure is proposed. Then the structure and dynamic working process of solenoid valve are analyzed, and the initial structure parameter of electromagnet is determined. The static characteristic of electromagnet and the dynamic characteristic of solenoid valve are studied: in order to study the static characteristic of electromagnet, In order to study the dynamic characteristics of solenoid valve, the differential equations such as motion, spring force, pressure difference force and so on are established. On the basis of the above differential equations, combined with the three-dimensional model of the electromagnet, the transient temperature rise characteristics of the electromagnet are established by using Simulink, the finite element lumped parameter simulation model is established, and the transient temperature rise simulation model of the electromagnet is established. The static characteristic of electromagnet and the dynamic characteristic of solenoid valve are analyzed. The static suction test platform of electromagnet is modified, and the static characteristic of electromagnet is studied. The test platform for the dynamic characteristics of solenoid valve is designed and developed. The experimental results show that the parameterized finite element model and lumped parameter simulation model are correct. The simulation results show that the dynamic process analysis of solenoid valve is reasonable. The simulation and test results show that the pilot high pressure solenoid valve has a opening time of 8msunder the pressure of 20MPa, and the opening time of the whole solenoid valve is 1.378s.
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH134
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,本文编号:1591135
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