高速開(kāi)關(guān)閥自20世紀(jì)80年代發(fā)展以來(lái)越來(lái)越受到各發(fā)達(dá)國(guó)家的重視并投入了大量資金進(jìn)行相關(guān)的研究,因此各國(guó)在高速開(kāi)關(guān)閥的研究方面也取得了突出的成果,現(xiàn)已發(fā)展為較成熟的液壓技術(shù)且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代航空航天、汽車(chē)燃油噴射系統(tǒng)、船舶等重要領(lǐng)域。相對(duì)于國(guó)內(nèi)外的液壓元件,國(guó)內(nèi)阮健教授團(tuán)隊(duì)采用的伺服螺旋機(jī)構(gòu)的液壓閥獨(dú)樹(shù)一幟,其閥芯的驅(qū)動(dòng)采用液壓放大的二級(jí)驅(qū)動(dòng)方式,主要的實(shí)現(xiàn)原理是閥體內(nèi)部具有敏感腔、高低壓孔和感受通道,敏感腔與工作腔壓力相等下保持平衡,感受通道通過(guò)高低壓孔連接敏感腔和工作腔,當(dāng)閥芯在外力驅(qū)動(dòng)下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)改變高低壓孔與感受通道的溝通面積,敏感腔和工作腔的壓力不相等并發(fā)生軸向移動(dòng)。具有體積小、流量大、抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本論文以伺服機(jī)構(gòu)原理為基礎(chǔ),閥體的小型化為研究對(duì)象,總結(jié)過(guò)去二維電磁開(kāi)關(guān)閥的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了兩款插裝式小型2D電磁開(kāi)關(guān)閥并對(duì)兩種方案進(jìn)行了以下幾點(diǎn)研究。（1）根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)要求設(shè)計(jì)了兩種機(jī)載二維（2D）電液換向閥,提出了兩種不同工作原理的電液換向閥設(shè)計(jì)方案,并完成了其閥體結(jié)構(gòu)及電機(jī)械轉(zhuǎn)換器等模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（2）其中一款在電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器上創(chuàng)新地采用六齒型旋轉(zhuǎn)電磁... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高速開(kāi)關(guān)閥結(jié)構(gòu)[5]

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4按照電-機(jī)轉(zhuǎn)換器不同又可分為盤(pán)式電磁鐵、壓電晶體、磁致伸縮材料等，其中盤(pán)式和螺管式輸出力大，而響應(yīng)延遲長(zhǎng)，力矩馬達(dá)響應(yīng)快，但價(jià)格昂貴，壓電晶體式具有良好的響應(yīng)速度和較高的輸出力，但閥芯位移小，油口開(kāi)度不大。表1-2展示了目前國(guó)外數(shù)字閥的主要性能指標(biāo)。表1-2液壓數(shù)字閥的性能指標(biāo)[8]Table1-2.Hydraulicdigitalvalveperformanceindicators結(jié)構(gòu)形式壓力/MP流量(L/MIN)切換時(shí)間/MS耗電功率/W電磁鐵球閥102.5~3.51~515~300力馬達(dá)球閥201.20.8140電磁鐵錐閥3~204~202~3.415電磁鐵滑閥7~2010~133~515壓電晶體滑閥50.650.5400此外還可根據(jù)工作時(shí)制方式分為先導(dǎo)式與直動(dòng)式兩種，先導(dǎo)式大多以高速開(kāi)關(guān)閥作為先導(dǎo)機(jī)構(gòu)，再通過(guò)錐閥結(jié)構(gòu)放大閥體中流量，優(yōu)點(diǎn)是體積小，功耗低，但受限與介質(zhì)的壓差范圍。直動(dòng)式開(kāi)關(guān)閥的閥芯受磁場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)，靠彈簧力復(fù)位，此種閥穩(wěn)定性好，但體積大。1.2.2開(kāi)關(guān)閥的應(yīng)用（1）汽車(chē)ABS控制系統(tǒng)高速開(kāi)關(guān)閥的應(yīng)用集中在汽車(chē)電子領(lǐng)域，如汽車(chē)防抱死和高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)等。如圖1-4為ABS控制系統(tǒng)，其中輪速傳感器接受到車(chē)輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)后，電子控制器會(huì)根據(jù)傳感器的信息判斷車(chē)輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律并輸出PWM脈寬信號(hào)，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)增大（或減小）管路中油液壓力以保證汽車(chē)在急剎車(chē)下不抱死而側(cè)翻。1-油箱2-油泵3-電機(jī)4-單向閥5-安全閥6-踏板7-主缸8-高速開(kāi)關(guān)閥9-電子控制器10-速傳感器11-制動(dòng)盤(pán)12-制動(dòng)缸13-車(chē)輪14-地面圖1-4ABS控制系統(tǒng)[9]1-tank2-oilpump3-motor4-checkvalve5-safetyvalve6-pedal7-mastercylinder8-highspeedswitchvalve9-electroniccontroller10-speedsensor11-brakedisc12-brakecylinder13-wheel14-groundFigure1-4.ABScontrolsystem

插裝式小型二維（2D）電磁開(kāi)關(guān)閥的設(shè)計(jì)研究5（2）共軌燃油噴射技術(shù)在柴油機(jī)上使用的共軌燃油噴射技術(shù)能有效減少有害尾氣排放和降低噪音的效果，如圖1-5是Bosch公司汽車(chē)上使用的高壓共軌系統(tǒng)，其工作原理是油泵中噴出的高壓油進(jìn)入到共軌油管中，按照ECU指令控制油路啟閉對(duì)壓力進(jìn)行精細(xì)控制，讓部分進(jìn)入燃料室燃油最大效率的轉(zhuǎn)換為汽車(chē)所需機(jī)械能，剩余部分流回油箱。EDU：Electronicdriveunit(電子驅(qū)動(dòng)單元)ECU：Electroniccontrolunit（電子控制單元）圖1-5Bosch高壓共軌系統(tǒng)[10]Figure1-5.Boschhighpressurecommonrailsystem1.2.3開(kāi)關(guān)閥的發(fā)展趨勢(shì)高速開(kāi)關(guān)閥作為采用全新控制方式的數(shù)字閥，應(yīng)用領(lǐng)域眾多，對(duì)系統(tǒng)流體控制精度具有重大影響，目前，高速閥主要在兩個(gè)方面存在不足，一方面是控制大流量與閥芯啟閉快慢之間的矛盾，另一方面是控制精度不理想[11]，依據(jù)以上存在的缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者目前的研究方向趨向于以下幾個(gè)方面：（1）高壓、高頻、大流量。（2）改善控制方式減少控制誤差。（3）采用新型驅(qū)動(dòng)器材料加快響應(yīng)頻率。（4）閥體小型化與流體微量化，滿足閥芯運(yùn)動(dòng)的快速性。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀高速開(kāi)關(guān)閥是液壓數(shù)字閥的一種，而數(shù)字閥的研究在國(guó)外已有半個(gè)多世紀(jì)。主要集中在汽車(chē)、大型機(jī)械、航空航天領(lǐng)域等方面的研究。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3096532