利用Ansoft軟件建立了電控單體泵高速電磁閥三維有限元模型，通過與試驗數(shù)據(jù)對比得出電磁力最大偏差為9%，驗證了仿真模型的準確性。應用仿真模型研究了全工況平面內(nèi)磁極長度、線圈匝數(shù)、線圈位置、銜鐵厚度、阻尼孔位置和阻尼孔大小等關(guān)鍵參數(shù)對電磁力的影響。通過量化分析，得出全工況平面內(nèi)各參數(shù)對電磁力影響的百分比量化指標及其變化規(guī)律，磁極長度變化占0.03%～1.26%，線圈匝數(shù)變化占20.6%～80.9%，線圈位置變化占1.9%～15.5%，銜鐵厚度變化占11.5%～55.6%，阻尼孔位置變化占3.5%～8.6%，阻尼孔大小變化占1.6%～7.8%，其中線圈匝數(shù)和銜鐵厚度2個關(guān)鍵參數(shù)對電磁力影響最大。

概述

　　電控單體泵應用于柴油機上，是可滿足排放法規(guī)和改善燃油經(jīng)濟性的時間控制式燃油噴射系統(tǒng)。高速電磁閥是其關(guān)鍵部件之一，它的快速響應直接影響了噴油系統(tǒng)的噴油量、噴油定時等關(guān)鍵特性。電磁閥的電磁力大小決定了其快速響應性能。目前研究只限于對電磁閥電磁力的單因素影響分析，未分析全工況平面內(nèi)各種因素變化對電磁力的影響和對電磁力的貢獻程度。本文在Ansoft軟件環(huán)境下建立電控單體泵高速電磁閥三維有限元仿真計算模型，并試驗驗證了仿真模型的準確性，然后應用仿真模型研究了電控單體泵高速電磁閥全工況平面內(nèi)鐵芯磁極長度、線圈匝數(shù)、線圈位置、銜鐵厚度、阻尼孔位置和大小等參數(shù)變化對電磁力的影響，并對電磁力的變化進行量化分析，得出各參數(shù)對電磁力影響的百分比量化指標，從而得到全工況平面內(nèi)影響電磁力的關(guān)鍵參數(shù)，為電磁閥的優(yōu)化設(shè)計提供理論指導。

1、電磁閥結(jié)構(gòu)組成和工作原理

　　電控單體泵電磁閥主要包括電磁鐵、銜鐵、控制閥桿、銜鐵復位彈簧、出油堵頭等零部件，如圖1所示。其中，電磁鐵主要由鐵芯、勵磁線圈、封裝外殼等組成。通電后，電磁鐵吸合銜鐵，拉動控制閥桿，關(guān)閉密封錐面，切斷燃油回路，從而在泵腔內(nèi)建立起燃油噴射所需的高壓;斷電后，復位彈簧迫使銜鐵推動控制閥桿復位，密封錐面被開啟，卸載泵腔內(nèi)的高壓燃油，停止燃油噴射。該方式實現(xiàn)了對燃油噴射過程的數(shù)字控制，改變了傳統(tǒng)噴油泵的機械控制方式，對噴油量和噴油定時的控制通過調(diào)節(jié)控制閥桿的閉合時間長度和閉合時刻來實現(xiàn)。

圖1　電控單體泵及其電磁閥結(jié)構(gòu)圖

5、結(jié)論

　　(1)驗證了Ansoft建立的高速電磁閥三維有限元模型的準確性，利用仿真模型得到了電控單體泵電磁閥全工況平面內(nèi)各參數(shù)對電磁力的影響規(guī)律。

　　(2)通過量化分析，揭示了全工況平面內(nèi)各參數(shù)對電磁力影響的百分比量化指標及其變化規(guī)律。在全工況平面內(nèi)，磁極長度對電磁力影響百分比為0.03%～1.26%，線圈匝數(shù)對電磁力影響百分比為20.6%～80.9%，線圈位置對電磁力影響百分比為1.9%15.5%，銜鐵厚度對電磁力影響百分比為11.5%～55.6%，阻尼孔位置對電磁力影響百分比為3.5%～8.6%，阻尼孔大小對電磁力影響百分比為1.6%～7.8%。

　　(3)全工況平面內(nèi)對電磁力影響最大的2個關(guān)鍵參數(shù)是勵磁線圈匝數(shù)和銜鐵厚度。其余參數(shù)對電磁力的影響由大到小依次為線圈位置、阻尼孔位置、阻尼孔大小、磁極長度。