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可变气门正时控制电磁阀理论建模及性能仿真分析

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答辩决议书

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 国内外发展介绍及研究水平

1.3 本文研究内容

第二章 有限元分析方法运用于电磁场的理论依据

2.1 电磁场理论中的麦克斯韦方程

2.2 电磁场中的边界条件

2.3 有限元的三种分析方法与特点

2.4 ANSYS在电磁场计算中的应用

2.5 电磁宏的种类与应用

2.6 二维静磁场分析步骤简介

2.7 本章小结

第三章 VVT系统整体组成及关键部件分析

3.1 VVT原理与相位器的结构

3.2 相位器的结构

3.3 机油控制阀的结构与安装位置

3.4 VVT系统的工作原理

3.5 本章小结

第四章 机油控制阀结构及工作机理分析

4.1 OCV的基本结构与工作原理

4.2 OCV主要部件功能与属性

4.3 本章小结

第五章 二维静态磁场分析在电磁阀中的运用与分析

5.1 创建物理环境

5.2 建立模型、网格划分、材料属性定义方法

5.3 加载边界条件和载荷

5.4 求解

5.5 后处理、查看计算结果

5.6 本章小结

第六章 基于流量控制阀的电磁力影响因素分析

6.1 电磁阀电磁力的影响因素

6.2 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

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摘要

可变气门正时控制电磁阀又称为OCV电磁阀(Oil Control Valve),是可变气门正时系统内的关键元件,也是基于比例电磁阀原理的一种电-液控制装置。可变气门正时系统由于有显著的节能减排效果,正越来越广泛的运用并集成于各类轿车发动机系统中。而电磁阀作为可变气门正时系统内的重要控制元件,其性能会直接影响到整个系统的工作状态,因此对电磁阀的研究尤显意义。
  本文基于查阅比例电磁阀的相关资料以及实际工作中的经验积累,以可变气门正时控制系统的结构与工作原理的介绍为基础,详细阐述了OCV电磁阀的典型结构、工作原理以及在可变正时控制系统内的工作状态。
  对OCV电磁阀的结构介绍,主要着重于关键零部件的功能与属性介绍,包括阀芯、阀套以及它们工作状态分析;绕线槽的设计与电磁力计算;磁动势的的计算等内容。
  通过分析研究OCV机油控制阀的典型结构,并结合比例电磁阀的理论知识,介绍了麦克斯韦方程组;电磁场中的边界条件等内容。结合有限元的分析方法与ANSYS在电磁场计算中的应用介绍,详细阐述了电磁宏的种类与应用以及基于ANSYS的二维电磁场分析步骤,包括创建物理环境、建立模型、划分网格、针对模型上的不同区域的特性定义边界条件,载荷的加载与求解、后处理计算结果的查看等基本步骤与内容。
  基于OCV电磁阀中马达(Motor)部分的结构,通过ANSYS的二维电磁场分析模块创建实体模型,基于预设的材料属性与线圈参数,计算获得衔铁(Armature)上的虚功力值。
  借助ANSYS的电磁力计算分析方法,参数化研究在改变特定条件的情况下,包括研究衔铁位移、线圈匝数、隔磁环长度等条件对虚功力的影响。通过对位移-力特性仿真分析数值与试验结果进行对比,显示仿真曲线与实际测量曲线趋势大致相一致。这说明采用ANSYS二维电磁场建模分析来计算研究OCV电磁阀内电磁力的方法是正确的,仿真结果基本上反映了OCV电磁阀的输出特性。

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