高速强力电磁阀的研究现状.pdfVIP

第 1期 (总第 143期) 车 用 发 动 机 No．1(SerialNo．143) 2003年 2月 VEHICLEENGINE Feb．猁 · 综合评述 · 高速强力电磁阀的研究现状 汪志刚．张敬 国 (武汉理工大学能源与动力工程学院，湖北 武汉 430063) 摘要：介绍了4种 “E”型电磁铁的优缺点，比较 了滑阀式阀芯等4种阀芯结构，以响应速度和流量作为 目标参 数，分析了几种典型的电磁阀结构，结论是环状多极式 “E”型电磁铁和锥阀式阀芯为电控喷油系统用高速强力大流 量电磁阀较理想的结构形式。 关键词 ：柴油机；电控燃油喷射系统；电磁阀 中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1001—2222(2003)01—001l一05 电控柴油喷射系统是现代柴油机燃油系统的发 铁，其结构简单、紧凑，电磁线圈一般绕制在阀中心 展方向，其 中发展最快的是采用高速强力电磁 阀控 部分的凹槽中，具有磁路集中及作用力大等特点，其 制喷油过程的直接数字式电控柴油喷射系统，在这 典型结构见图 1。 类系统中，高速电磁阀不仅能直接控制喷油量和喷 油正时，还能实现对喷油率的调节，这样仅用一个电 磁阀就可以完成 3个项 目的控制，整个 电控系统的 硬、软件都大大简化；另外，由于开关式 电磁阀结构 简单 。驱动控制部分也 比步进 电机和 比例 电磁铁等 作行程 执行器容易实现，因此，高速开关式电磁阀执行器成 为柴油机电控系统发展的一个重要方向。 柴油机 电控燃油喷射系统用电磁阀大致可分为 线圈 静铁芯 二位二通式和二位三通式两类。对于二位二通式电 图 1 常规 “E．’型电磁铁 磁阀来说，因其阀芯、阀体结构简单，研究重点一般 放在 电磁阀的电磁部分(电磁铁和电磁线圈)以及功 有关研究表明，由于 自身结构设计的局限性，这 率驱动电路的设计上；而对于二位三通式 电磁阀来 类电磁铁会产生 电磁作用力与响应速度之间的矛 说，不仅要考虑电磁阀的电磁部分和驱动电路部分， 盾，即电磁作用力的提高会导致开关响应速度的降 还要考虑阀芯和阀体的结构，以实现电磁阀的高速 低，因此设计中存在着两者折衷的问题。为了克服 动态响应特性和大流量特性 。本文着重探讨 了国内 常规 “E”型电磁铁的这种不足，国内外在单 E型电 外内燃机工作者在 电磁阀结构设计方面所作的工 磁铁的基础上开发了几种复杂的 “E”型电磁铁 ，但 作，同时对几种较典型的结构进行了分析。 实际上都是常规 “E”型电磁铁在某种程度的延伸和 扩展。 1 电磁铁的研究状况 1．2 伸长式E型电磁铁 按照产生 电磁力的原理，高速强力电磁 阀电磁 为了获得较大的电磁作用力，将常规 “E”型电 铁的结构大体可分为拍合式、吸入式和旋转式 3种。 磁铁伸长以增大有效吸合面积。由于电磁力随吸合 电控喷油系统用的电磁阀一般采用拍合式。从结构 面积的增大而增加，尽管衔铁质量有 了一定的增加， 设计的先后顺序来讲，国内外高速 电磁阀电磁铁结 但由于电磁力也同比例增大，衔铁 的响应速度不会 构的发展经历了4个阶段。 因此有所改变，这样既可保证有较高的响应速度 ，又 1．1 常规 “E”型电磁铁