高速电磁阀
高速电磁阀也叫高速开关阀、高速电磁开关阀。是很多控制系统的关键执行元件, 例如在汽车制动防抱死系统(ABS) ,电控柴油喷射系统,无凸轮电控液压驱动气门系统上都需要具有大流量,快速响应的开关电磁阀。它通过接受电子控制单元的控制信号实现快 速的启闭,额定流量和动作时间是衡量电磁阀的重要指标,其直接影响系统的稳定性和可控性,电磁阀的额定流量越大,响应时间越快,系统的控制精度和稳定性越好。
1、按照阀芯的运动形式，可分为：滑阀、球阀、锥阀、平板阀等。
球阀式结构简单密封可靠，工艺性好，行程短，动作灵敏，具有较大的面积梯度和较小的运动摩擦力，因而动态特性也较好，是一种普遍使用的阀芯结构。但是，球阀式结构作用在钢球上的液压力不平衡。参考文献中，对二位三通球阀的液动力进行了仿真研究。受液动力影响，只能做成小通径阀。在流量要求较大的场合，常用它做先导阀构成二级开关阀结构，这就降低了开关阀的动态响应速度。
锥阀式结构通过高低压平衡设计，可以消除液动力的影响，克服球阀式结构液压力不平衡问题，是高速开关阀的一种较理想的阀芯结构形式。但是，由于受工艺性能的限制， 一般只做成二位二通式高速开关阀，而做成二位三通式高速开关阀的则较为少见，为了二位三通式锥阀两个锥面处能可靠密封，要求前后两个阀座具有严格的同轴度，这对于一些工作在高压、高频特殊环境中的高速开关阀来说，为了保证可靠的密封和阀芯不被卡死，加工精度要求非常高，加工难度大，制造成本高，而且，开关阀工作间隙调整困难。
平板阀不容易实现静态力平衡，一般只用于小通径或低压的场合。
2、按工作时制不同，可分为：直接驱动方式，电磁阀的驱动电流与阀口开启波形相同，阀芯靠弹簧复位，一般用于普通的电磁元件；冲击电压驱动方式，为了提高阀动作的快速性，在阀动作的瞬间加一冲击电流使其快速换向，当阀动作后，电流稳定在一较小的值，使阀芯定位；脉冲驱动方式，在阀动作的瞬间通强电流，一旦阀动作完毕，阀芯自动处于定位状态，这种结构的阀具有双稳的工作特性即具有记忆功能，这种阀对于阀芯的位置为脉宽调制，而对电流信号为脉频调制，从减少发热及快速性的角度而言，脉冲驱动方式最为有利。
结构简单紧凑：球阀组件中的钢球为普通钢球，阀座有两个同轴阶梯孔，钢球放在大孔内，限制钢球的径向运动，大孔周围开了四个对称槽，作为流体通道，大孔与小孔的台阶处有一个宽度约为0.1mm 的均匀密封环带，球阀开度通过选配分离销长度来保证。与普通滑阀相比，具有阀芯质量小、结构简单紧凑、便于加工等优点。
响应速度快：开关式的小质量球阀为提高其响应速度创造了条件。除此之外，通过衔铁获得较大的电磁推力来提高响应速度。该阀在提高其推力方面采取了下述措施：采用材料；减小衔铁与极靴间的气隙；增加线圈的安匝数。
重复性好：高速电磁阀为开关工作，重复性肯定好。
抗污染能力强：与普通滑阀相比，高速开关阀配合偶件的径向间隙较大，偶件的配合段两端不存在压差，且球阀开度较大，因此具有较强的抗污染能力。
寿命长：高速开关阀借助供油口与控制口间的压差作用使球阀回位，取代了普通阀中回位弹簧，使阀的寿命大幅度提高。该阀设计寿命为l亿次，试验寿命达2亿多次。
(1) 具有高饱和磁通密度,高磁导率的软磁材料更适合高速电磁阀。
(2) 适度的高电压激励有利于提高电磁阀的响应时间,但因考虑软磁材 料的饱和磁通密度限制,电路设计的成本以及高电压激励带来的发 热问题。
(3) 不应单纯的依靠减轻载荷的质量提高性能,而应考虑低密度高强度 的材料,并用合适的结构,如阀芯可采用铝合金材料,并设计成空 心结构等方法。
(4) 为提高阀的流量,除提高阀芯尺寸外,可适当提高阀的行程。
(5) 线圈匝数是较为敏感的设计因素,合适的线圈匝数有利于提供足够 的电磁力,提高电能转化为磁能的速度,可考虑采用线圈并联方式 绕制线圈。
(6) 还有很多因素可以考虑,如驱动方式,剩磁的影响等,模型本 身还有很多地方需要进一步改进和优化。
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