基于Simulink的高速电磁阀动态响应分析
项勇兵1 ，黄加亮1，2
【摘 要】[摘要]利用MATLAB/Simulink软件建立了由磁场强度模型、电磁作用力模型、阀芯运动阻
力模型以及回位弹簧作用力模型组成高速电磁阀仿真模型.分析了驱动电压、电磁力、阀芯质量和线
圈匝数等参数对电磁阀动态响应特性的影响.仿真结果表明:在一定条件下增加驱动电压，采用质量小
的阀芯，选取小的回位弹簧预紧量，减少线圈匝数和降低弹簧刚度，有利于加快电磁阀开启响应速
度，而降低维持电压，适当减小工作气隙、增大弹簧刚度，有利于加快关闭响应速度.
【期刊名称】集美大学学 (自然科学版)
【年(卷),期】2014(019)004
【总页数】7
【关键词】[关键词]高速电磁阀;建模;仿真;动态响应特性
0 引言
采用电子控制技术是当前柴油机技术发展的重要方向之一.电控燃油喷射系统是柴油机电控技术的核
心组成部分，而高速电磁阀又是电控燃油喷射系统核心部分[1-3].目前最新的电控共轨大型船舶柴油
机燃油系统均采用高速电磁阀，直接控制燃油喷射过程，因此其快速响应直接影响了燃油喷射系统
的喷油量、喷油定时等关键特性.为确保燃油喷射系统控制精度及响应速度，要求高速电磁阀具有快
电磁力等参数的动态仿真分析，并研究其驱动电压、阀芯质量与线圈匝数等参数对电磁阀动态响应
特性的影响.
1 高速电磁阀数学模型的建立
成.电磁阀的初始状态是常开的，当喷油开始时，电磁阀通电，电磁铁产生的电磁力克服回位弹簧产
生的阻力，从而阀芯向上运动关闭旁通卸油口，然后高压燃油就从出口进入喷油器喷油.当喷油完成
时，由于线圈断电，电磁力消失，阀芯在回位弹簧的作用下向下运动回到初始位置，高压燃油从卸
油口流出.电磁阀工作过程是一个电产生磁，磁产生力，力又产生运动的过程.通常电磁阀模型由电模
型、磁模型和机械模型三个不同但又紧密联系在一起的子系统组成.电磁阀数学模型包括电路模型、
磁路模型和机械运动模型.
1.1 电路方程
根据电路实际工作情况，用简化等效的方式进行处理得出电路方程:
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