電控燃油噴射系統(tǒng)高速電磁閥建模仿真與特性研究.pdf

1、高速電磁閥是應用于電控燃油噴射系統(tǒng)中調(diào)節(jié)系統(tǒng)噴油定時、噴油量以及噴油率的關鍵執(zhí)行器，其電—機械能轉(zhuǎn)換所能產(chǎn)生的靜態(tài)電磁力是其可靠工作與快速響應的保障，而高速電磁閥在電流信號激勵下的動態(tài)特性對燃油系統(tǒng)噴油的精確控制至關重要。因此，利用建模仿真技術對高速電磁閥的靜、動態(tài)特性進行研究，更加全面地揭示各關鍵參數(shù)對其靜、動態(tài)特性的影響規(guī)律。
　　首先，利用Ansys Maxwell軟件建立了高速電磁閥的靜、瞬態(tài)有限元仿真模型，利用Ansys

2、 Simplorer軟件建立了高速電磁閥的機械、電路子模塊模型，將瞬態(tài)仿真模型與Simplorer機械以及電路子模塊模型聯(lián)合，得到系統(tǒng)的動態(tài)聯(lián)合仿真模型。
　　接下來，對兩個難以實際測量的參數(shù)—靜鐵芯材料硅鋼片的疊加系數(shù)和機械子模塊中的阻尼系數(shù)進行參數(shù)辨識，并對辨識結(jié)果進行驗證，得到經(jīng)辨識標定后的有限元仿真模型的靜態(tài)電磁力最大誤差為6％，分別對峰值電流開始時刻、維持電流開始時刻、閥桿升程位移最大值開始時刻、閥桿開始落座時刻以及閥桿

3、落座時刻等五個關鍵時刻進行標定驗證，得到各時刻的最大誤差為5%，證明了靜、動態(tài)仿真模型的精確性。
　　針對高速電磁閥的靜態(tài)特性進行全工況平面下參數(shù)交互作用機理研究，得到了靜鐵芯磁極長度、勵磁線圈匝數(shù)及位置、動銜鐵厚度、阻尼孔大小及位置等六個參數(shù)交互作用形成的6個一次因素以及21個二次因素對電磁力的影響在全工況平面的變化情況。得出一次因素中動銜鐵厚度與勵磁線圈匝數(shù)對電磁力影響顯著，而二次因素中的參數(shù)自身交互作用因子與各自對應的一次因

4、素對電磁力的影響規(guī)律不同，而參數(shù)間交互作用形成的二次因素中銜鐵厚度與線圈匝數(shù)、銜鐵厚度與阻尼孔位置、阻尼孔位置與阻尼孔大小對電磁力影響顯著，并進一步揭示了這三組參數(shù)間交互作用機理。
　　最后，針對高速電磁閥的動態(tài)特性以開啟延遲時間、關閉延遲時間為目標，并選定維持階段電磁力進行約束，利用動態(tài)聯(lián)合仿真模型，并結(jié)合試驗設計與遺傳算法方法，對靜鐵芯的副磁極內(nèi)徑、勵磁線圈匝數(shù)、動銜鐵厚度、殘余氣隙以及彈簧預緊力等參數(shù)進行優(yōu)化。得到關閉延遲時