磁性材料对高速电磁开关阀动静态特性影响的仿真研究

基于AMESim中建立的高速电磁开关阀的动态模型,在不同饱和磁感应强度、无磁滞磁化强度形状系数、可逆性系数、涡流系数情况下,对高速电磁开关阀的电流、阀芯位移特性、空载流量特性和空载压力特性进行了仿真。根据仿真结果,分析了磁性材料对高速电磁开关阀动静态特性的影响,提出了根据B-H曲线选择电磁高速开关阀磁性材料的原则。     

基于高速开关阀控制的液压制动伺服系统研制

研制了一种基于高速开关阀对混合动力车辆传动实验台制动系统实施压力控制的系统.制动器制动性能取决于对制动目标压力的响应特性.分析了高速开关阀的开关特性和制动液压缸的压力变化特性,并针对高速开关阀的开启响应滞后和液压缸压力变化的的非线线的特点,设计了PI控制器.应用dSPACE公司开发的AutoBox快速控制原型系统编制了系统的控制算法和模型,并进行了实验,实验结果表明,液压制动伺服系统能够满足制动性能的要求.     

高速开关阀在高频PWM控制下的比例功能

在现代汽车制动系统(如制动防抱死系统(ABS)、电子稳定程序(ESP))中,为了控制制动压力,一般采用电子控制单元(ECU)控制的二位二通的高速开关电磁阀来实现制动轮缸的压力增压、保压和减压的控制。由于传统高速开关阀只能实现开或关两种状态,为了提高系统的控制精度,对高速开关阀的开关比例功能也要求越来越高。该文在MATLAB的Simulink中建立了高速开关阀的脉冲宽度调制(PWM)控制仿真模型,研究了在2～4 kHz的调制频率下,通过改变PWM控制下的占空比,来实现高速开关阀的比例开关功能。并进一步分析了不同参数对高速开关阀PWM控制的比例开关功能的影响。通过本研究,拓宽了高速开关阀的功能应用范围,达到了精密控制制动压力的效果,对汽车ABS和ESP中的高速开关阀的控制提供了参考,从而使得制动压力的增加过程能够更加平稳有度。     

新型高速数字开关阀为导阀的多路换向阀

为了改善工程机械工作装置的操纵性,对传统的电液比例多路换向阀进行了数字化改造.采用高速数字开关阀取代传统电磁比例减压阀作为压力先导控制部分,研究分析了对高速数字开关阀直接进行控制的脉宽调制(PWM)控制方式,验证了该改造原理的可行性,提高了工程机械工作装置液压系统的可靠性,增加了系统的抗干扰能力.     

一种高速开关阀控的油门伺服系统

研究用于遥控履带车辆的高速开关阀控油门伺服系统．遥控履带车辆的车速性能指标由油门伺服系统控制油门开度实现．油门伺服系统的执行机构选用高速开关阀控液压油缸，由电控单元通过调节脉宽控制．对油缸的运动特性以及高速开关阀的开关性能进行分析，针对油缸运动的非对称性和高速开关阀的开启响应滞后的特点，设计了具有非对称控制参数和时间滞后补偿的静态积分PD控制器．实验结果表明油门伺服系统的性能优良，能够实现遥控履带车辆的车速控制要求．     

气动脉宽调制开关位置伺服系统驱动模式的研究

为了提高气动脉宽调制（PWM）开关位置伺服系统的控制性能，以及降低稳态纹波，提出了采用2个由PWM驱动的两位两通高速开关阀控制单作用气缸工作腔的充-排气构成系统。考虑到由PWM驱动的开关阀的动、静态特性及充-排气特性的不对称性，因此提出由稳态压力 来确定阀的最大过流面积、差动PWM及同步驱动的驱动模式，理论分析和仿真实验表明，系统能够避开阀的非线性工作区，有效抵消稳态谐波，从而提高了控制性能，降低了稳态纹波。     

基于快响应CAD方法的高速电磁开关阀设计

针对高速电磁开关阀电，磁，机，液的耦合特性及铁磁材料磁化过程的非线性，提出了一种新的耦合计算模型，其中非线性电磁子模型用等效电路和内插函数重新表示，并用迭代方法进行同步计算，可较好地解决各子系统之间的耦合问题和非线性问题，用该方法预测的高速电磁开关阀的性能与实验结果吻合良好，实现了高速电磁驱动元件的快响应设计。     

数字配流与调速式液压马达的建模与实现

研究了一种采用高速电磁开关阀组实现配流与调速的新型液压马达.介绍了液压马达的工作机理及结构特点;建立数学模型,并对液压马达不同负载下的调速特性和换向特性进行了仿真.结果表明,新型液压马达不仅可以通过改变高速电磁开关阀控制信号占空比来调节液压马达的转速,而且可以通过切换配流状态表实现换向.最后,通过新型液压马达样机上的实验研究,证明了该新型液压马达数学模型是合理和有效的.     

数字开关液压系统中流体惯性效应分析与实验

以数字开关液压系统中的流体惯性效应为研究对象,基于高速开关阀动力学模型与动态管路传输模型,结合管路中压力波传播特性,构建两位两通高速开关阀匹配惯性管的阀控缸液压系统分析模型,实现高速开关阀输出特性与惯性管内流体动态压力变化的实时耦合,分析了两者之间的耦合作用,并通过实验验证了流体惯性效应的存在.实验结果与分析模型Ⅱ(包含阀芯动力学模型与流体惯性效应)结果一致性较好,表明分析模型Ⅱ下的压力波传播过程可以表征惯性管内的流体惯性效应与寄生液感效应,高速开关阀的动态特性直接影响惯性管内压力波传播特性,可为数字开关惯性液压系统的设计提供依据.     

基于Fluent的压电高速开关阀动态流场分析

选用常见的锥阀作为控制阀对压电高速开关阀进行研究,利用Fluent中的三维动网格技术对高速开关阀进行动态流场分析,得到了动态高速开关阀的压力云图和流线图,并分别与静态锥阀、带尾锥结构的动态高速开关锥阀的压力云图和流线图进行对比分析。结果表明,高速开关阀所产生的涡流面积以及负压区远小于同一开口度下的静态锥阀,同时在高速开关锥阀尾部加上尾锥可消除开口处的涡旋,减小负压区的面积。研究结果可为高速开关阀内部阀芯结构的优化提供参考。     

芯套双动高速开关阀的设计与液动力分析

高速电磁开关阀存在大流量与高速响应之间的矛盾。通过对锥阀特性的分析,设计了一种阀芯、阀套同时运动的芯套双动高速开关阀,该阀增大了高速开关阀的开口度,提高了响应速度和流量。同时对阀进行了液动力分析,得出在给定压差的条件下液动力与阀的位移基本呈线性关系的结论。     

基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制研究

本文使用一种五点开关PWM控制算法对高速开关阀控气动执行器进行位置伺服控制。分析了开关阀的启闭滞后现象,并提出了一种修正方法,该方法可有效地消除系统的静态误差。实验结果表明,用高速开关阀可以实现快速、精确的气动执行器位置伺服控制。     

一种新型的双电磁阀燃油系统

结合常规电控单体泵和电控共轨喷油器构建了一种双电磁阀燃油系统,以实现供油和喷油的独立控制.分析了双阀燃油系统的原理,进行了不同供油电磁阀控制参数及喷油电磁阀控制参数的实验,完成了相同目标油量下不同供油特性的调节实验以及低速下高压供油的实验.结果表明,该双电磁阀方案通过不同的供油和喷油控制组合,能够在低转速下实现高压喷射,实现灵活可调的喷射规律.     

柴油机电控蓄压式喷油系统的开发与应用

开发和应用电控蓄压式喷油系统。采用蓄压式泵－喷嘴系统及高速电磁阀来实现燃油增压过程和燃油喷射过程;采用电液比例溢流阀实现共轨燃油压力的调节过程;确定喷油量、喷油压力和喷油定时的电控实现途径;开发实验监控系统以满足喷油系统与柴油机匹配的需要。实现了喷油量、喷油压力和喷油始点的柔性（电子）控制,而且最高喷油压力已达１１３．５ＭＰａ,初步进行了喷油系统与１１５０Ｇ柴油机的匹配实验。在喷油压力与柔性控制方     

高速开关阀控液压缸的位置控制半实物仿真研究

为研究基于高速开关阀的液压缸位置控制问题,设计了基于高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的回路,并采用PWM驱动高速开关阀.建立了控制系统的Simulink离线仿真模型,采用基于卡尔曼滤波的PID控制算法完成液压缸的位置跟踪仿真.最后借助Matlab/xPC Target搭建了高速开关阀控液压位置系统的半实物仿真测试平台,仿真与实验结果表明所设计系统结构的正确性,以及采用卡尔曼滤波的PID控制算法可有效提高液压缸的位置控制精度,借助半实物仿真技术可以提高高速开关阀控位置系统的设计效率.      

汽车无级变速器底层驱动系统设计与开发

提出用于驱动步进电机和高速数字开关阀的无级变速器底层驱动系统.详细介绍此系统的底层驱动原理和系统中使用的电子元器件,设计了关键元器件的驱动原理图,以及变速箱接口单元与发动机管理系统之间的控制器局域网通信协议.进行硬件在环仿真,成功驱动步进电机和高速数字开关阀,精确快速地实现速比控制,夹紧力控制和离合器控制,验证了无级变速器底层驱动系统.     

脉宽调制流体位置控制系统稳定性的研究

在分析自然采样、双沿调制模拟式脉宽调制器的基础上,找出了由其组成的脉宽调制流体位置控制系统的特殊性,提出了系统稳定的必要条件.在由三通气动高速开关阀和差动气缸组成的脉宽调制高压气动位置控制系统上进行了实验研究。     

弛豫型铁电(PMNT)大流量高速开关阀设计与仿真

针对高速开关阀响应不够高、流量输出小的问题,利用新型压电晶体—弛豫型铁电(PMNT)的逆压电效应原理,将PMNT制作成大流量高速开关阀的驱动器,以此提高开关阀的响应速度。分析了PMNT驱动器的结构和工作原理,采用AMESim对PMNT驱动器进行建模并研究了PMNT的逆压电效应,同时采用类似并联阀的双阀芯结构增大出口流量,运用AMESim平台对其整个液压系统进行研究,比较了不同占空比下PWM脉冲信号及压力源对高速开关阀出口流量和压力变化的影响。该新型高速开关阀能够满足高速、大流量要求。     

先导式开关阀的结构参数设计

本文分析了一种先导式电磁开关阀的启闭力、控制压力及启闭速度等性能,提出确定其主要结构参数,如阀芯直径、先导阀节流孔面积的指导性原则,可作为设计此类阀时参考。     

考虑电磁铁线圈构型的高速开关阀动态特性分析

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高速开关阀二维瞬态仿真模型,分析了单一、叠加式、嵌套式3种线圈构型对电磁铁吸合以及高速开关阀启、闭两个动态过程的影响。仿真结果表明：在不改变其他结构参数与电气参数的情况下,与单一线圈构型相比,叠加与嵌套两种并联线圈构型能够有效缩短电磁铁空载吸合时间,减幅分别为35.1%、34.7%;叠加式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.79 ms,减幅达55.4%;嵌套式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.77 ms,减幅达55.2%。综合响应特性与能耗特性参数来看,采用叠加式线圈构型的高速开关阀具有相对更优的动态特性。该研究可为高速开关阀电磁铁的设计提供参考。