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１３６农业工程学报２０１０焦１．加压髑２．减压阀３．蓄能器４．回流泵注：１７一—输入电压；卜＿阀体内压力；Ｃｈ一联结处容积；Ｍｏ卜一电机图２ＡＢＳ液压调节器模型Ｆｉｇ．２ＭｏｄｅｌｏｆＡＢＳ（ａｎｔｉ—ｌｏｃｋｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）ｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ２．Ｉ．１电磁阀模型电磁阀是液压系统中受力最复杂的元件，由加压阀和减压阀构成，其中加压阀主要由动铁、阀芯、静铁、回位弹簧、隔磁管、阀座等零件组成，如图３ａ所示，图３ｂ是阀Ｕ的局部放大图。
ａ．加压阀的结构ｂ．加压阀阀口结构注：玉一节流孔直径；如——球头直径；如一阀芯推杆直径；ｐｌ——进油孔油压；Ｐ广出油孔油压图３ＡＢＳ加压阀模型与阀口示意图Ｆｉｇ．３ＭｏｄｅｌｏｆＡＢＳｓｏｌｅｎｏｉｄｖａｌｖｅａｎｄｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｐｏｐｐｅｔｖａｌｖｅ动铁和阀芯受电磁力、弹簧力、液压力、冲击力和黏滞力等作用，二者同步运动，其最大位移０．３ｉｎｌｎ，加压阀不通电时，动铁和阀芯在同位弹簧的作用下上移，打开进油口；反之，则会在电磁力的作用下下移，关闭进油口，加压阀是常开阀。
加压阀动铁和阀芯的动力学方程为式中：Ⅻ——动铁的位移：ｆ——时间；’，——动铁的速度；胁——动铁和阔芯的质量和；凡——电磁力；ｊ——线幽电流；ｋ叫１位弹簧刚度：ｒ回位弹簧预压缩量；Ｅ广一液压力；Ｅ——冲击力；ｃ——黏滞系数。
其中，电磁力的大小随动铁位移而变化，为了实时准确计算电磁力的大小，利用有限元法仿真在不同的动铁位移址下，电流ｉ和电磁力Ｒ的关系，得到ｆ＿粕ｆ－矗关系表【川，如图４所示，在ＡＭＥＳｉｍ仿真中调用。
图４电流．动铁位移一电磁力关系图Ｆｉｇ．４Ｒｅｌａｔｉｏｎｓａｍｏｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅ线圈电流ｉ的微分方程为，．Ｕ－ｉ．Ｒ－ｉ．ｖ．—ａＬ（ｘ—ａｆ，ｉ）坐：亟（２）一＝－＿＿＿－－＿＿＿＿’＿＿＿＿＿＿＿－・＿＿－—＿＿－—＿＝－———－－一ｔ，，ｄｔＬ（ｈ，ｆ）＋ｆ．攀望“’式中：（卜线圈电压；尺——线圈电阻；三——线圈电感。
液压电磁阀的故障分析与排除-烧电磁铁（交流）1、液压电磁阀电磁铁线圈漆包线没有使用规定等级的绝缘漆，因绝缘不良而使线圈烧坏。
2、绝缘漆剥落或因线圈漆包线碰伤，或者因电磁铁引出线的塑料包皮老化，造成漏电短路，或因电磁铁加工质量方面的原因而烧坏线圈。
此时需更换电磁铁或重绕电磁铁线圈。
3、电压过低或过高；过低，电磁铁吸力降低，不能克服负载阻力（如复位弹簧力、滑阀摩擦力及液动力等），电磁铁因过载发热严重而烧坏；过高，电磁铁吸力大，铁心极易闭合，过高的电压产生过大的吸持电流，该电流使线圈逐渐过热而烧毁。
电磁铁最低使用电压不能低于额定电压的15％，如220V额定电压的电磁铁最低使用电压不得低于180V。
4、电源设计选择错误，如交直流电源混淆、超出了许用电压的变动范围等。
在工厂自行发电（柴油机发电）和电网电压经常不稳定的单位，电路最好有稳压电源。
5、环境温度过高：直射阳光、油温、室温过高、通风散热不良等原因往往造成线圈提早老化。
6、环境水蒸气、腐蚀性气体以及其他破坏绝缘的气体、导电尘埃等进入电磁铁内，造成线圈受潮生锈，这时要采用湿热带型电磁铁。
7、电磁铁的换向频率过快，热量的堆积比失散快，电磁铁很快变得吸力量不够、不能彻底闭合而存在气隙磁阻。
当换向频率还在连续过快，连续高频启动产生的电流将电磁铁烧坏。
8、液压回路设计有差错，如回路背压过高、长时间在超过许用背压下的工况下使用，出现过载，烧坏电磁铁。
9、液压电磁阀加工精度不好，阀芯、阀体孔有毛刺，造成阀芯卡紧，阀芯与阀体孔配合间隙过小，而阀安装螺钉又压得过紧、温升导致阀体孔变形，或电磁铁装配清洗不干净，电磁铁强行推动阀芯而出现过载，最后烧坏电磁铁。
10、增大了阀芯滑动副运动方向上的摩擦力；或者油液夹有杂物，阀芯卡死等原因，导致电磁铁过载而烧坏。
11、复位弹簧错装成刚度大的，很可能出现弹簧力大于电磁铁吸力的相反情况，电磁铁硬顶过载而烧坏。
12、由于安装在阀体上的电磁铁别劲，使电磁铁吸力方向与阀芯移动方向不一致而烧坏。
液压自由活塞发动机大流量快速响应电磁阀电磁仿真作者：李欢来源：《科技视界》 2015年第20期李欢（天津中德职业技术学院，中国天津 300350）【摘要】从结构和原理方面设计仿真了一种大流量快速响应电磁阀。
结合大流量快速响应电磁阀的工作过程，基于电磁有限元理论，建立了电磁阀的三维电磁动态响应过程的计算模型，并对其进行仿真。
【关键词】液压自由活塞发动机；大流量快速响应电磁阀；电磁仿真液压自由活塞发动机(Hydraulic free piston engine，简称HFPE)集液压泵与内燃机于一体，从结构上看可分为液压泵和内燃机两大组成部分。
根据其中内燃机部分活塞组及燃烧室数目的不同，可将其分为三种基本类型：单活塞式、双活塞式和对置活塞式。
本文以双活塞式液压自由活塞发动机作为对象，其与传统内燃机相比，压缩比可以实现瞬变和逐循环改变。
如果压缩能得不到精确的控制，就会影响到压缩比。
而大流量快速响应电磁阀正是直接控制压缩能的关键，通过控制此阀的开启过程和开启时间，达到控制压缩能的目的。
而且电磁阀必须具有快速响应的能力，根据指令快速产生满足要求的流通面积，避免较大的压力损失。
本文提出的大流量快速响应电磁阀要达到的要求是：内部无偶件、足够的驱动力、能够快速开启以及一定条件下有大流量供给液压油能力。
大流量快速响应电磁阀由起衔铁作用的圆柱型块和顶针（两者构成动铁）、小阀片，大阀片和复位弹簧等构成，原理图如图1所示。
在小阀片和顶针之间存在自由间隙h，称为自由升程。
动铁通过电磁力获得初速度，此时在弹簧复位力和液压力作用下大、小阀片处于关闭状态；当h=0时，顶针撞击打开小阀片，高压液压油开始进入液压腔；动铁带动小阀片一起向上运动，撞击打开大阀片，液压油开始大量流入液压腔，动铁、小阀片和大阀片继续一起向上运动，直到两个阀片开启过程结束，即大流量快速响应电磁阀的开启过程结束。
断电后，大、小阀片在小弹簧复位弹簧力作用下带动动铁一起向下运动，同时动铁受到大弹簧复位弹簧力，直到大、小阀片落座，供油停止；然后，动铁在惯性和大弹簧复位弹簧力的作用下与小阀片分离并继续向下运动，直到与大流量快速响应电磁阀体内部的止口接触，大流量快速响应电磁阀回到复位状态。
技术与应用A PPLICATION177ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2014 06摘 要：液压系统在煤矿机械化设备中得到广泛应用，为现代化的煤矿开采装备提供了可靠的技术保障，同时由于液压系统的复杂结构和煤矿井下的特殊工作环境，液压系统会不可避免地发生各式各样的故障。
本文主要介绍如何通过对液压系统故障特征与诊断方法的分析来保证液压设备的安全运行。
关键词：液压系统 故障特征 诊断方法 液压系统的故障原因分析和故障特征及诊断文/张洪喜在液压系统中，有许多故障具有扩散性，即系统中某一元件发生故障往往会导致一系列元件发生故障。
如何能对液压系统进行有效检测、可靠维护，及时发现和排除潜在故障，对保证液压系统运行的稳定性具有十分重要的意义。
一、液压系统在各阶段易产生的故障特征液压系统故障形式和原因较多。
要正确地诊断液压系统的故障应熟练掌握液压设备及其系统的工作原理，了解常见液压系统的典型故障及其原因，这既有助于选择简便而有效的诊断方法，又利于获得准确的诊断结论。
液压系统在不同的运行阶段其产生的故障特征也不尽相同，大致分为如下物种类型。
1.新研制的液压设备的系统在调试阶段时所产生的故障 新研制设备的液压系统在调试阶段所暴露出来的问题较多且较为复杂，造成故障率较高。
其主要是在设计、制造、装配以及管理等各个环节存在诸多问题交织在一起所致。
一般表现为以下六点。
（1）液压油管接头处或液压油缸等执行元件端盖处漏油，渗油严重；（2）各执行元件动作不一致，或时快时慢；（3）由于制造和装配时液压油管或液压油箱内没有清理干净，导致污染物进入各阀块的阀芯卡死或动作不灵活，造成液压油缸或马达等动作失灵；（4）在装配各种阀类元件时易造成漏装弹簧或密封元件等，甚至在接油管时将进油管和回油管接错导致系统动作混乱；（5）阀块的阻尼孔被污染物堵塞，易造成整个液压系统压力不稳定或压力调整无效；（6）整个设计存在缺陷，各液压元件选择不当，使整个系统连接起来不匹配，造成系统发热，各部件动作不协调等。
液压阀异常工作原因分析及处理摘要：液压阀作为液压系统的重要组成部分，在系统的正常运行中发挥着关键的作用。
然而，在实际应用中，液压阀可能会出现异常工作的情况，导致系统性能下降甚至无法正常工作。
液压阀异常工作原因可能多种多样，例如密封失效、阀芯卡阻、阀芯漏油、阀芯磨损、阀座磨损、油液污染等。
本文以“液压阀异常工作原因分析及处理”为题进行深入探究，旨在分析液压阀异常的原因，并提出相应的解决措施，以期解决液压阀异常工作问题，有效提高液压系统的可靠性、稳定性和工作效率。
关键词：液压阀；异常工作；原因；处理前言：液压系统是现代工业生产中的重要组成部分，其应用范围广泛，包括机械制造、石油化工、冶金、航空航天等领域。
然而，由于各种因素的影响，如温度变化、压力波动、磨损等因素都会导致液压系统的故障发生。
其中，液压阀的失效是最常见的问题之一。
因此，对液压阀异常的工作进行深入的研究具有重要的理论价值和社会实践意义。
一、液压阀异常工作原因分析（一）泵后供油不正常在泵后供油系统中，由于各种因素的影响，如压力波动、温度变化、管道阻塞等因素，可能会导致泵后供油系统的运行出现问题。
其中，泵后供油不正常是比较常见的一种故障现象。
泵后供油不正常主要表现为以下几种情况：首先，泵后供油流量过低或过高；其次，泵后供油的温度偏高或者偏低；第三，泵后供油的压力不稳定；第四，泵后供油的泄漏量增加等等。
这些故障现象都会对整个系统的稳定性和可靠性造成影响，甚至可能危及到设备安全[1]。
因此，对于泵后供油不正常的故障现象进行及时发现和处理是非常重要的。
（二）供油指标不合格在实际应用过程中，可以通过对液压阀的内部结构和工作原理进行分析来确定其正常运转所需要的供油指标。
例如，液压缸内的压力值、流量值以及温度值都需要保持在一个合理的范围内才能保证液压阀正常的运作。
同时，还需要注意液体的质量和粘度等因素也会影响到液压阀的正常工作。
然而，由于各种因素的影响，如设备老化、环境变化等等，有时会出现供油指标不合格的现象。
电磁阀的工作原理及故障排除电磁阀电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压或气动，用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，所以就会用到电磁阀。
工作原理电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。
这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。
上图为2YDFW-10电磁阀结构示意图，这是一种插装式两位三通阀。
主要由外壳、阀体、阀芯、阀座、压盖、衔铁、线圈和电插针等组成。
工作原理为：当线圈不通电时，在弹簧力的作用下，阀芯与阀体上的密封面密封，切断供应口和控制口之间的通道，同时控制口与排泄口接通。
当线圈通电时，在电磁力的作用下，衔铁带动阀芯克服弹簧力和摩擦力，使阀芯与阀座密封，从而切断控制口与排泄口之间的通道，并接通供应口和控制口之间的通道。
当给线圈施加的电压为脉宽调制信号时，阀芯在弹簧力与电磁力等的共同作用下快速开关运动，并根据给定的占空比来调节开启的时间,由此对进入或流出控制腔的液体流量进行控制，从而达到对控制腔内的压力控制。
电磁阀的最高工作频率取决于电磁阀的响应时间，响应时间包括电磁阀的吸合时间和释放时间。
分类直动式电磁阀：原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。
分布直动式电磁阀：原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。
当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。
考虑电磁特性的电磁开关阀动静态性能仿真研究孙建彬;岑豫皖;王刚【摘要】为研究电磁特性下电磁阀的动静态性能,针对设计中使用到的电磁开关阀,首先分析了电磁铁的结构参数和电磁开关阀动力学模型,然后应用Ansoft Maxwell 和AMESim建立了电磁开关阀仿真模型,对不同占空比以及不同频率下的脉宽调制(PWM)输入控制信号进行了仿真,分析了其动态响应过程及静态性能(空载流量、空载压力等),最后提出了提高电磁开关阀控制效率和控制精度的设计方法和思路,并进行了对比仿真验证.研究结果表明,该研究获得了较准确的电磁阀动静态性能仿真结果,提高了其控制效率和控制精度.%In order to research the dynamic and static performance of the solenoid valve consider electromagnetic characteristics, for the solenoid valve used in the design, the simulation model based on the application of AMESim and Ansoft Maxwell was established on the analysis of the structural parameters of solenoid and the dynamics of the solenoid valve. And pulse width modulation (PWM) input control signals were simulated under different duty cycle and frequency. Also the dynamic response and static performances such as no-load flow and deadhead pressure were analyzed. Finally, the design methods and ideas of improving the efficiency and control precision of solenoid valve were put forward,and the simulation validation was done. The research results show that the study obtains more precise dynamic and static performance simulation results of the solenoid valve,and improves the efficiency and control precision.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2011(028)010【总页数】5页(P1180-1184)【关键词】电磁开关阀;Ansoft;AMESim;电磁特性;脉宽调制【作者】孙建彬;岑豫皖;王刚【作者单位】安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243002【正文语种】中文【中图分类】TH137;TH122电磁开关阀是电液控制技术中常用的组成器件，电磁铁作为电磁阀的核心部件，是其“电—机—液”转换过程中的关键执行器，电磁铁的动静态性能直接影响电磁阀的性能，进而影响系统特性。
液压系统电磁换向阀动力学特性仿真液压系统电磁换向阀是一种常用的工业控制元件，在工业自动化控制系统中广泛应用。
它的主要功能是控制液压油的流向，实现机器设备的运动控制和工艺参数的调节。
在液压系统中，电磁换向阀的动力学特性对其性能和稳定性有着重要的影响。
因此，进行电磁换向阀动力学特性仿真是必要的。
电磁换向阀的动力学特性受到很多因素的影响，包括电磁力、阀芯惯性、液压力等。
在仿真过程中，需要考虑这些因素的相互作用对系统动态响应的影响。
首先需要建立电磁换向阀的数学模型，该模型可以描述阀芯运动过程中的动力学特性。
该模型基于质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，通过偏微分方程组描述液压力的变化和阀芯运动的动力学特性。
在建立数学模型时需要考虑液压油的特性，如黏度、压力等参数。
根据电磁换向阀的动力学特性模型，进行仿真计算。
在仿真过程中，需要考虑以下几个方面：1. 电磁力对阀芯的影响：电磁力是控制阀芯运动的关键因素，它对阀芯的加速度和速度具有重要影响。
在仿真中需要考虑电磁力的大小和方向。
2. 阀芯惯性对系统响应的影响：阀芯的惯性决定了它在运动中的能量变化和运动速度。
在仿真中需要考虑阀芯的质量、形状等因素。
3. 液压力对阀芯的影响：液压力是阀芯运动的推动力，它对阀芯的加速度和速度具有重要影响。
在仿真中需要考虑液压油的流速、黏度、压力等影响因素。
4. 系统稳定性的影响：在仿真过程中需要考虑系统的稳定性，如何保证系统的响应速度和稳定性是重要的问题。
通过对电磁换向阀动力学特性的仿真，可以预测其在实际工作中的性能。
在设计和优化液压控制系统时，可以根据仿真结果进行参数调整和优化，最终实现系统的性能和稳定性的提升。
总之，液压系统电磁换向阀动力学特性仿真是理解其控制原理和性能的重要方法。
在工业自动化控制系统中，它具有广泛的应用，可以优化系统的控制效果和稳定性。
为了进行数据分析，需要先确定数据的来源和类型。
以下以销售数据为例，共有100个数据，每个数据包括产品名称、销售日期、销售数量和销售金额。
Vol 120 No 12公 路 交 通 科 技2003年4月JOURNAL OF HIGHWAY AND TRANSPORTATION RESE ARCH AND DE VELOPMENT文章编号:1002O 0268(2003)02O 0124O 04收稿日期:2004O 04O 09汽车液压ABS 电磁阀电磁场动态特性的研究宋 健,崔华锐,王会义(清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084)摘要:汽车液压ABS 电磁阀的动态特性对AB S 的性能起着非常重要的作用。
采用有限元方法,以ANSYS 软件为平台,建立典型电磁阀的电磁场有限元模型,模型中,考虑了材料非线性磁特性和主工作气隙结构的影响。
采用不完全乔累斯基共轭梯度(ICCG)算法对模型进行求解,研究不同的线圈电流和动铁开度状态下电磁阀磁场的磁矢势和磁场强度,以及动铁所受的电磁力和线圈电感的动态响应特性。
仿真分析结果得到了实验结果验证。
关键词:电磁阀;电磁场;有限元分析中图分类号:U4631521 文献标识码:ADynamic R esponse Analysis of Electromagnetic Field of ABS Soleno id ValveSONG Jian ,CU I H ua O rui ,W ANG H ui O yi(Departmen t of Automotive Engineering,State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy,Tsinghua Universi ty,Beijing 100084,China)Abstract :Dynamic response of solenoid valve is very important to the performance of ABS 1Based on ANSYS,fini te element analysis is used to develop a typical ABS solenoid valve model,in which magnetic flu x density (B )being nonlinearly proportional to magnetic field in tensity (H )and the structure of the gap are take into account 1The Incomplete Cholesky Conjugate Gradient (ICCG)Solver is select -ed to solve the system of equations 1As function of the coil curren t and plunger position,the magnetic force,coil inductance as well as magnetic flux density,magnetic field intensity and magnetic vector potential are studied 1The result is veri fied by test 1Key words :Solenoid actuator;Electromagnetic field;Fini te element analysis0 前言汽车防抱制动系统(Anti O lock Braking System )))ABS)可防止汽车在制动过程中的车轮抱死,以达到充分利用地面附着力,缩短制动距离,提高车辆方向稳定性和转向操纵性的目的。
2008年第2期车辆与动力技术Vehicle &Power Technol ogy总第110期收稿日期:2007211210作者简介:高涵文(1980-),女,博士生1文章编号:100924687(2008)022*******基于AM ES im 与M a tl ab /S im ulink 的汽车ESP 液压电磁阀动态响应联合仿真研究高涵文, 黄 蕾, 王国林, 杨 建(江苏大学汽车与交通工程学院,镇江 212013)摘 要:为研究ESP 液压控制系统的电磁阀在系统增减压时的动态响应及其主要参数对控制效果的影响,基于AMESi m 建立了ESP 液压系统模型,运用M atlab /Si m ulink 对系统中的电磁阀进行控制.仿真结果表明,电磁阀频率和P WM 占空比都会影响电磁阀的响应,为ESP 液压控制系统的设计和匹配提供了依据.关键词:ESP;P WM;液压控制系统;AMESi m 中图分类号:U46312 文献标识码:ASimul ati on of Dynam i c Response on Automobile ESP Solenoid Valve Based on AM ESim and Matl ab /Simuli n kG AO Han 2wen, HUANG Lei, WANG Guo 2lin, Y ANG J ian(School of Aut omobile and Traffic Engineering,J iangsu University,Zhenjiang 212013,Cnina )Abstract:The ESP hydraulic contr ol syste m is the most i m portant actuat or f or the stability of driving ve 2hicle .I n order t o study the dynam ic res ponse of the s olenoid valve when p ressurizing or decomp ressing and the influence of its main parameters on contr ol effects,the model of a part of hydraulic contr ol syste m is built on the AMESi m p latfor m and Matlab /Si m ulink p r ogra m contr ols the s olenoid valve .Si m ulati on re 2sults show that the res ponse of s olenoid valve may be affected by the valve nature frequency and als o the duty cycle of P WM ,which p r ovides a basis for the design and matching of the ESP hydraulic contr ol sys 2te m.Key words:ESP;P WM;hydraulic contr ol syste m;AMESi m ESP (Electr onic Stability Pr ogra m )以ABS 制动防抱死系统为基础,通过传感器收集方向盘的转动角度、侧向加速度、车身横摆角速度等信息,这些信息经过ECU 加工,再由液压调节器向车轮制动器发出制动指令,来实现对侧滑的纠正.ESP 的液压控制单元由多个液压元件组成,在电子控制单元的驱动下协调工作,根据汽车的不同行驶工况对不同的车轮施加相应的液压制动力[1].液压调节器主要是通过控制电磁阀的开关来改变压力的.电磁比例阀控制的主要核心是电磁阀的电流.模拟式控制功率输出极到电磁阀线圈的电流是连续的,电子功率器件功耗大,需加散热装置,而P WM 控制为开关型结构,功耗小.调节占空比可得到不同的控制电流,采用数控形式,与计算机车辆与动力技术2008年 相连,可实现程序控制.通常,电磁阀的传递函数可用二阶环节来表示,改变阀的频率和阻尼比可以得到不同的阀特性.对于频率低于50Hz 的比例阀,其传递函数可以用一阶环节来表示,此时阀的特性主要是由频率决定的.因此可知,调节不同的阀频率可以得到不同的控制效果.1 模型建立和工作原理图1为模拟单轮ESP 液压控制系统,4个电磁阀接受电子S 控制单元的控制信号,根据各传感器的采集信号分析整车的运动状态,并通过内部算法对相应车轮进行制动力控制.在系统进入ESP 工作模式后,限压阀4从常开状态转变为限压状态,吸入阀5打开,此时制动液在预压泵3的作用下通过吸入阀5和回油泵7进入阻尼器6,通过增压阀9进入轮缸11,推动轮缸中的活塞,压紧摩擦片进行制动;当制动达到一定的强度时,增压阀9和吸入阀5关闭,减压阀10打开,轮缸中的高压制动液通过减压阀10进入蓄能器8,此时的蓄能器成为下一次增压的油源;在新的增压过程中,制动液在回油泵7的作用下从蓄能器8出发,通过阻尼器6,增压阀9再次进入轮缸.通过增压减压,系统实现ESP 模式[2].1-制动主缸;2―压力传感器;3-预压泵;4-限压阀;5-吸入阀;6-阻尼器;7-回油泵;8-蓄能器;9―增压阀;10―减压阀;11-轮缸图1 ESP 液压控制系统AMESi m 是法国I M AGI N E 公司自1995年开始推出的一种新型的高级建模和仿真软件,是包括流体、机械、热分析、电磁以及控制等复杂系统建模和仿真的优选平台[3].本文利用该平台构建ESP 的液压系统模型,讨论系统参数对响应的影响.利用AMESi m 的建模步骤如下:①在Sketch mode 模式下应用库目录中的元件模块,按照原理图搭建系统方案;②在Sub model 模式下为每个元件选择所需要的数学模型;③在Parameter 模式下定义全局性液压参数,设置子模型的参数;④运算模型并进行结果分析[3].步骤③和④循环进行,直到得到满意的仿真结果为止.在ESP 控制系统中,制动压力的增加和减少主要是通过轮缸处的两个比例电磁阀实现的,如图1中的9、10所示.比例电磁阀的动态响应特性在很大程度上决定了ESP 系统的控制效果,为了着重研究这两个电磁阀的特性,将图1所示的原理图简化为图2所示的模型.图2中的3、4为两位两通比例电磁阀,2为电磁阀控制器,1为制动轮缸(其中包括一个液压缸,一个接触示弹簧阻尼系统,其模型如图3所示),5为一个恒压源[4].1-制动轮缸;2-控制单元;3、4-电磁阀;5-恒压源;6-油箱图2 系统模型组成2 主要模块数学模型的建立211 电磁阀模型两位两通比例电磁阀的输入为压力(bar ),输出为相应的流量(L /m in ).其数学模型为:Q =C qmax A2|Δp |ρtanh8Axηλc 2|Δp |ρ,(1)式中 Q 为制动液流量,m 3/s ;C qmax 为最大流量系・2・ 第2期高涵文等:基于AM ESi m 与Matlab /Si m ulink 的汽车ESP 液压电磁阀动态响应联合仿真研究数;ρ为制动液密度,kg/m 3;ΔP 为两端压力差,Pa ;A 为节流孔截面积,m 2;λc 为制动液流动雷诺数;x 为节流孔湿周长度,m ;η为制动液动力粘度,mm 2/s .212 制动轮缸模型在AMESi m 中有系统自带的轮缸模块,如图3所示.液压缸的输入为制动压力(ba r ),输出为流量(L /m in ).其数学模型为:Q =-V π4(d p 2-d r 2)ρ(p 1)ρ(0),(2)式中 Q 未进油口流量,m 3/s ;V 为活塞移动速度,m /s ;d p 为活塞直径,m ;d r 为活塞杆直径,m ;ρ(p 1)、ρ(0)分别为不同压力下制动液密度,kg/m 3.图3 制动轮缸模型3 电磁阀控制311 脉宽调制(P WM )控制P WM 脉宽调制是利用相当于基波分量的信号波对三角载波进行调制,达到调节输出脉冲宽度的一种方法[5].比例电磁阀控制的核心是控制电磁阀的电流.P WM 控制器在输出电路上产生可变的开关电压,电磁阀只有“开”、“关”两种工作状态,用改变导通时间T on 与采样时间T 之比(即脉宽占空比)的方法来获取所需的电流或电压值.图4 P WM 电路的基本形式P WM 电路的基本形式(见图4)是电磁阀等效线圈加等效电阻,并联续流二极管,经大功率三极管加到电源[6].312 电磁阀控制器如图2所示,比例电磁阀控制器的输入为轮缸处的压力(bar ),输出为电磁阀的控制信号.控制器的控制程序由Matlab /Si m ulink 编程得到,其框图如图5所示.由AMESi m 得到的轮缸压力与预设的压力输入进行比较,比较结果输入给P WM 控制器来控制图2中的电磁阀3、4的开关,以达到增压、减压和保压的效果.图5 电磁阀控制器4 结果分析调整比例电磁阀的特征参数以及P WM 控制器的占空比,可得到不同的制动压力和制动液流量曲线,从而了解各参数对ESP 液压阀工作压力动态响应和制动液流量的影响.在同样的占空比下,修改3组不同的增压阀和减压阀的频率,进行仿真计算,结果如图6所示.图中3条曲线1、2、3分别是电磁阀在频率为50Hz 、30Hz 和20Hz 时得到的.可见不同频率的电磁阀对制动压力及流量曲线具有显著的影响.由图6a 可以看出,频率越高,系统升压越快,到达指定压力后曲线波动也较小.由图6b 同样可以看出,频率越高,流量增加越快,曲线波动较小.在同样的频率下,选用不同的占空比进行仿真计算,结果如图7所示.图中3条曲线1、2、3分别是占空比为40%、45%和50%时制动压力和制动液流量曲线.由图7a 可以看出,较大的占空比有利于系统升压,占空比越大,系统升压越快.对于制动液流量,由图7b 可以看出,占空比越大,流量在升压过程中达到最大值的速度越快,但是较大的占空比,在达到预定压力后,曲线波动比较大.故设计者要根据不同的控制需要来选择适当的占空比,以求达到最佳效果.・3・车辆与动力技术2008年(a )制动压力曲线(b )制动液流量曲线图6 相同占空比,不同频率下的制动压力曲线和制动液流量曲线(a )制动压力曲线(b )制动液流量曲线图7 相同的频率,不同的占空比下的制动压力曲线和制动液流量曲线但是占空比的选择并不是越大越好,图8为同一频率下,占空比为50%和60%时的制动力和流量曲线,可以看出,两条曲线几乎是重合的,所以,当占空比大于50%以后,增大占空比已经不能加快增压的速度.(a )制动压力曲线(b )制动液流量曲线图8 大占空比下的制动压力和流量曲线5 结 论为了能较快且较稳定的给轮胎施加制动力,可选用固有频率相对较高的比例电磁阀;在控制电磁阀时,P WM 的占空比可设置在50%左右,从而电磁阀的响应时间较短,流量较平稳,对系统的冲击较小.参考文献:[1] 祁雪乐,宋 健,王会义.基于AMESi m 的汽车ESP液压控制系统建模与分析[J ].机床与液压,2005(8):115-116.[2] Ant on T .Van Zanten .VDC System s Devel opment andPers pective [C ].Robert Bosch G mbH.S AE paper,980235.[3] 付永领,祁晓野.AM ESi m 系统建模和仿真-从入门到精通[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2006.[4] Anne Roussel .AMESi m U ser Manual[M ].I M AGI N ES . A.2003.[5] 李锡雄,陈婉儿.脉宽调制技术[M ].武汉:华中理工大学出版社,1996.[6] 李光彬,张雪梅.基于P WM 控制技术的电液比例阀的研究[J ].煤矿机械,2006,27(11):114-116.・4・。
液压站电磁阀的常见故障分析
液压阀故障会对整个液压系统产生巨大的影响，我们从液压阀故障原因进行了简要的总结，希望可以给大家提供一定的参考。
一、机械性失效
（1）磨损：液压阀芯、阀套、阀体等机械零件的运动副间，在使用时不断产生摩擦，使得零件尺寸形状和表面质量发生变化而失效。
（2）疲劳：在长期变载荷下工作，液压阀中的弹簧会因疲劳造成弹簧变软、弹簧长度缩短或整个折断；阀芯、阀座也会因疲劳，产生裂纹、剥落或其它损坏。
这些都有可能使阀失效。
（3）变形：液压阀零件在加工过程中的残留应力和使用过程中的外载荷应力超过零件材料的屈服强度时，零件产生变形，不能完成正常功能而失效。
（4）腐蚀：液压油中混有过多的水分或酸性物质，长时间使用后，会腐蚀液压阀中的有关零件，破坏了其应有的精度而失效。
二、液压卡紧
压力油液流经液压阀圆柱形滑阀结构时，作用在阀芯上的径向不平衡力使阀芯卡住，称为“液压卡紧”。
三、液压冲击
液压系统由于迅速换向或关闭油道，使系统内流动的油液突然换向或停止流动，而引起压力急剧上升，形成一个很大的压力峰值，即为液压冲击。
四、气穴现象
在液压系统中，因液体流速变化引起压力下降而产生气泡的现象叫做“气穴”。
气穴和气蚀使液压系统工作性能恶化，可靠性降低。
综上分析：液压阀的机械性失效除加工制造因素外，主要与管理有关，因此不要等到液压系统无法正常工作时才重视。
我们在平时要更多地预判断、预处理，将液压阀失效产生的设备故障消除在萌芽状态。
END
来源：液压站液压系统。
液压系统失效原因及故障分析张学平(淮北矿业集团公司铁运处,淮北 235025) 液压传动系统有许多独特优点,已广泛应用于实现各种机械的复杂运动和控制,但如液压系统设计或使用不当,经常会出现各种故障和控制失效。
现对液压系统失效及故障原因做简要分析。
1 液压系统失效原因1.1 流体污染 流体污染是液压系统失效的主要根源。
据统计,液压系统故障约70%是由流体污染引起的,污染的主要原因有:(1)油液中进入空气。
因管接头、液压泵控制元件、执行元件等密封不好,油箱中有气泡或油质质量差(消泡性能不好)等原因引起的。
(2)油液中混入水份,会使油液变成乳白色。
一般是由潮湿空气进入油箱或冷却水泄漏引起的。
(3)固体杂质的混入,会严重影响液压系统的工作性能,降低元件的使用寿命。
流体污染会加快液压元件磨损,导致其性能下降,为了减少因流体污染造成的故障和失效,必须使流体污染度控制在关键元件污染耐受范围内。
1.2 泄漏。
泄漏是液压系统普遍存在的问题。
主要由于密封件的磨损、损坏,管件的松动而引起的,对液压系统危害较大。
外泄漏发生在液压元件结合面、管接头等处;内泄漏发生在液压元件内部运动副间隙处。
过量的泄漏会使泵的容积效率降低,液压缸“爬行”,马达转速降低等。
合理选择密封结构和密封材料是保证流体稳定的重要因素。
控制流体温升、污染和过大的振动,可有效减少流体泄漏。
1.3 流体化学性能发生变化。
为了改进流体的性能,以满足液压系统的工作要求,在工作液体中加有各种化学添加剂。
但在工作过程中,由于受高压及不良环境的影响,流体的化学性能会逐渐发生变经,使流体氧化性和污染程度加剧。
因此,保持流体化学稳定性是保证液压系统工作可靠和延长元件使用寿命的重要条件。
1.4 流体物理性能发生变化。
流体与液压系统工作有关的物理性能主要有粘度、粘度指数、剪切强度、体积强度模量、吸气性和含水量等。
其变化超过允许范围会对液压系统和元件造成危害,因此,对流体物理性能稳定性应定期检测。
