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高速電磁閥
閱讀�15662時間�2010-11-17 09:17:50

  高�電磁�也叫高�開關(guān)�、高�電磁開關(guān)閥。是很多控制系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行元�, 例如在汽車制動防抱死 系統(tǒng)(ABS) ,電控柴油噴射系統(tǒng),無凸輪電控液壓驅(qū)動氣門系統(tǒng)上都需要具有大流量,快速響�(yīng)的開�(guān)電磁�.它通過接受電子控制單元的控制信號實�(xiàn)� 速的啟閉,額定流量和動作時間是衡量電磁閥的重要指標(biāo),其直接影響系�(tǒng)的穩(wěn)定性和可控�,電磁閥的額定流量越大,響應(yīng)時間越快,系統(tǒng)的控制精度和�(wěn)定性越�.

�(fā)展概�

  國外早在50年代末就開始了數(shù)字閥的研制工�,但�1975年以前只限于實驗室研究。高速電磁開�(guān)閥自二十世紀(jì)七十年代問世以來,國�(nèi)外許多廠�、公�,競相研制出不少的型式結(jié)�(gòu),對高速開�(guān)閥的研究和應(yīng)用已�(jīng)成為液壓界的一個重要課��

  英國開展高速開�(guān)閥研�,開�(fā)出兩種特殊結(jié)�(gòu)的高速開�(guān)�,分別采用筒狀、錐狀的結(jié)�(gòu)�(shè)計從而提高了閥體�(jié)�(gòu)剛度,克服了傳統(tǒng)電磁開關(guān)閥電磁作用力越大銜鐵加速度越小的矛盾,使得�(dāng)閥芯行程小于1mm�,閥的響�(yīng)時間不大�1ms�

  美國公司則于1984年推出了一種三通球形高速電磁開�(guān)�,該閥的響應(yīng)時間為:開啟時間3ms,關(guān)閉時�2ms,工作壓�10Mpa�

  德國一公司成功地開�(fā)出一種適用于超高壓下工作的高速電磁開�(guān)�,該閥的開啟時間�0.3ms,關(guān)閉時間為0.65ms。德國另一公司研制響應(yīng)時間�0.2ms,工作壓力為135MPa的超高壓高速電磁開�(guān)��

  日本一公司研制的高速電磁開�(guān)閥,為三位四通滑閥結(jié)�(gòu),工作壓力為 50MPa,響�(yīng)時間�1ms�� 此類型高速開�(guān)閥的工作流量都甚�,需要的額定電磁力就較小� 各有特點,各有不同的實用范圍,需要根�(jù)系統(tǒng)對電磁閥的性能、安裝尺寸的具體要求選擇合適的電磁閥�(jié)�(gòu)�(shè)計�

  與國外相�,我國的高速電磁開�(guān)閥的開發(fā)研究工作起步相對較晚,有�(guān)高速電磁開�(guān)閥的研究始于二十世紀(jì)八十年代后期,所開展的工作大致可以分為兩個方�,即一方面是跟蹤國外的研究,探索電磁開�(guān)閥實�(xiàn)快速響�(yīng)的基�(chǔ)理論;另一方面則是自主或合作開�(fā)高速電磁開�(guān)閥樣機及與之配套的驅(qū)動控制裝��

  國內(nèi)某廠研制成功了HSV系列高速電磁開�(guān)閥,該閥為螺紋插裝式�(jié)�(gòu),閥的開啟時間為3ms,關(guān)閉時間為2ms,額定工作壓力為20MPa,額定流量為 2-9L/min�

分類

  1、按照閥芯的運動形式,可分為:滑�、球閥、錐�、平板閥��

  球閥式結(jié)�(gòu)簡單密封可靠,工藝性好,行程短,動作靈敏,具有較大的面積梯度和較小的運動摩擦力,因而動�(tài)特性也較好,是一種普遍使用的閥芯�(jié)�(gòu)。但�,球閥式�(jié)�(gòu)作用在鋼球上的液壓力不平�。參考文獻中,對二位三通球閥的液動力進行了仿真研�。受液動力影響,只能做成小通徑�。在流量要求較大的場�,常用它做先�(dǎo)閥構(gòu)成二級開�(guān)閥結(jié)�(gòu),這就降低了開�(guān)閥的動態(tài)響應(yīng)速度�

  錐閥式結(jié)�(gòu)通過高低壓平衡設(shè)計,可以消除液動力的影響,克服球閥式�(jié)�(gòu)液壓力不平衡問題,是高速開�(guān)閥的一種較理想的閥芯結(jié)�(gòu)形式。但�,由于受工藝性能的限制, 一般只做成二位二通式高速開�(guān)�,而做成二位三通式高速開�(guān)閥的則較為少見,為了二位三通式錐閥兩個錐面處能可靠密�,要求前后兩個閥座具有嚴(yán)格的同軸�,這對于一些工作在高壓、高頻特殊環(huán)境中的高速開�(guān)閥來說,為了保證可靠的密封和閥芯不被卡死,加工精度要求非常高,加工難度大,制造成本高,而且,開�(guān)閥工作間隙調(diào)整困��

  平板閥不容易實現(xiàn)靜態(tài)力平�,一般只用于小通徑或低壓的場合�

  2、按工作時制不同,可分為:直接驅(qū)動方�,電磁閥的驅(qū)動電流與閥口開啟波形相同,閥芯靠彈簧�(fù)�,一般用于普通的電磁元件;沖擊電壓驅(qū)動方式,為了提高閥動作的快速�,在閥動作的瞬間加一沖擊電流使其快速換�,當(dāng)閥動作后,電流穩(wěn)定在一較小的值,使閥芯定�;脈沖驅(qū)動方�,在閥動作的瞬間通強電流,一旦閥動作完畢,閥芯自動處于定位狀�(tài),這種�(jié)�(gòu)的閥具有雙穩(wěn)的工作特性即具有記憶功能,這種閥對于閥芯的位置為脈寬調(diào)�,而對電流信號為脈頻調(diào)制,從減少發(fā)熱及快速性的角度而言,脈沖驅(qū)動方式最為有利�

特點

  �(jié)�(gòu)簡單緊湊:球閥組件中的鋼球為普通鋼�,閥座有兩個同軸階梯孔,鋼球放在大孔內(nèi),限制鋼球的徑向運動,大孔周圍開了四個對稱槽,作為流體通道,大孔與小孔的臺階處有一個寬度約�0.1mm 的均勻密封環(huán)�,球閥開度通過選配分離銷長度來保證。與普通滑閥相�,具有閥芯質(zhì)量小、結(jié)�(gòu)簡單緊湊、便于加工等�(yōu)��

  響應(yīng)速度快:開關(guān)式高速電磁閥的小�(zhì)量球閥為提高其響�(yīng)速度�(chuàng)造了條件。除此之�,通過銜鐵獲得較大的電磁推力來提高響應(yīng)速度。該閥在提高其推力方面采取了下述措施:采用軟磁材�;減小銜鐵與極靴間的氣隙;增加線圈的安匝�(shù)�

  重復(fù)性好:高速電磁閥為開�(guān)工作,重�(fù)性肯定好�

  抗污染能力強:與普通滑閥相比,高速開�(guān)閥配合偶件的徑向間隙較大,偶件的配合段兩端不存在壓差,且球閥開度較大,因此具有較強的抗污染能力�

  壽命長:高速開�(guān)閥借助供油口與控制口間的壓差作用使球閥回位,取代了普通閥中回位彈�,使閥的壽命大幅度提�。該閥設(shè)計壽命為l億次,試驗壽命達2 億多��

�(shè)計考慮

  (1) 具有高飽和磁通密�,高磁�(dǎo)率的軟磁材料更適合高速電磁閥

  (2) 適度的高電壓激勵有利于提高電磁閥的響應(yīng)時間,但因考慮軟磁� 料的飽和磁通密度限�,電路�(shè)計的成本以及高電壓激勵帶來的�(fā) 熱問�.

  (3) 不應(yīng)單純的依靠減輕載荷的�(zhì)量提高性能,而應(yīng)考慮低密度高強度 的材�,并用合適的結(jié)�(gòu),如閥芯可采用鋁合金材�,并設(shè)計成� 心結(jié)�(gòu)等方�.

  (4) 為提高閥的流�,除提高閥芯尺寸外,可適�(dāng)提高閥的行程.

  (5) 線圈匝數(shù)是較為敏感的�(shè)計因�,合適的線圈匝�(shù)有利于提供足� 的電磁力,提高電能�(zhuǎn)化為磁能的速度,可考慮采用線圈并聯(lián)方式 繞制線圈.

  (6) 還有很多因素可以考慮,如電源驅(qū)動方�,剩磁的影響等,模型� 身還有很多地方需要進一步改進和�(yōu)�.

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