本安型電磁閥動靜態特性分析及影響參數優化研究

摘要：針對在驅動功率和電磁閥體積約束下存在的電磁鐵驅動力不足、電磁閥響應速度慢的問題，分析了電磁閥的動靜態特性，通過仿真分析和樣機試驗驗證了提高本安型電磁鐵電磁力可明顯改善電磁閥的響應特性，確定了通過優化電磁力改善電磁閥響應特性的方案。提出了本安型電磁鐵特性評價指標：有效行程指標、平均電磁力指標和靜態綜合性能指標，解決了因電磁鐵行程不同而造成的電磁鐵性能評價困難的問題。利用Maxwell 電磁仿真軟件分析了導向筒深度變化量δa、銜鐵半徑變化量δb、非工作氣隙變化量δc1、非工作氣隙變化量δc2、盆口高度變化量δd 對電磁鐵靜態特性的影響，得到不同參數對靜態特性的敏感度，為參數優化中尺寸控制范圍的選擇提供參考依據。通過正交試驗結果構建了鐵芯結構參數對電磁鐵綜合特性評價指標的二階響應面模型，利用遺傳算法對鐵芯參數進行優化。樣機試驗結果表明：優化后電磁鐵水平段電磁力提升了50%，有效行程提高了26%，本安型電磁閥的開啟響應時間縮短了52.5%。

關鍵詞：本安型電磁閥；本安型電磁鐵；電磁力；動靜態特性；響應特性；遺傳算法；鐵芯參數優化

中圖分類號：TD421 文獻標志碼：A