外置电磁阀用比例电磁铁结构参数优化分析

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2025.09.014

现代制造工程 ›› 2025, Vol. 540 ›› Issue (9): 105-112.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2025.09.014

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外置电磁阀用比例电磁铁结构参数优化分析

吕高伟¹, 赵文涛², 丛建臣^1,3, 张广世³, 张华东³

1 山东理工大学机械工程学院,淄博 255000;
2 中国重型汽车集团有限公司汽车研究总院,济南 250000;
3 天润工业技术股份有限公司,威海 264400

收稿日期:2024-10-22 出版日期:2025-09-18 发布日期:2025-09-23
通讯作者: 丛建臣,本科,教授,主要研究方向为金属材料及金属零件的研究与应用。E-mail:jchcong@tianrun.com。
作者简介:吕高伟,硕士研究生,主要研究方向为汽车减振器设计。赵文涛,本科,高级工程师,主要研究方向为车辆悬架及液压伺服技术。张广世,博士,高级工程师,主要研究方向为汽车智能悬架系统动力学。张华东,本科,工程师,主要研究方向为CDC减振器的研发和设计。E-mail:18763251735@163.com。
基金资助:
山东省重点研发计划项目(2023CXGC010211)

Optimization analysis of structural parameters of proportional electromagnet for external solenoid valve

LÜ Gaowei¹, ZHAO Wentao², CONG Jianchen^1,3, ZHANG Guangshi³, ZHANG Huadong³

1 School of Mechanical Engineering,Shandong University of Technology,Zibo 255000,China;
2 General Institute of Automotive Research,China Heavy Duty Automobile Group Co.,Ltd.,Jinan 250000,China;
3 Tianrun Industrial Technology Co.,Ltd.,Weihai 264400,China

Received:2024-10-22 Online:2025-09-18 Published:2025-09-23

摘要/Abstract

摘要： 针对外置电磁阀用比例电磁铁恒力特性要求,在Maxwell软件2D模块中建立了比例电磁铁参数化模型。通过比例电磁铁实验台验证了仿真的正确性,根据仿真结果验证材料及磁路分割法使用的正确性,并确定了衔铁工作行程。在此基础上使用单因素参数分析法,分别对结构参数隔磁环高度L₂、径向间隙δ₄、限位片直径D₀和径向间隙δ₂在衔铁工作行程内的变化对电磁铁恒力特性的影响情况进行了分析,并根据分析结果利用正交试验法对所选用参数进行优化分析,获得较优的参数组合。仿真表明,当L₂=4.1 mm、δ₄=0.30 mm和δ₂=0.05 mm时比例电磁铁有较优的恒力特性,通过仿真验证该最优组合参数,电磁力方差值相比原结构下降了12.96 %,恒力特性得到明显提高。

关键词: 电磁力, 比例电磁铁, 正交试验, 优化分析

Abstract: Aiming at the requirement of constant force characteristics of proportional electromagnet for external solenoid valve,a parametric model of proportional electromagnet was established in the 2D module of Maxwell software. The correctness of the simulation was verified by the proportional electromagnet test bench. The correctness of the material and the magnetic circuit segmentation method was verified from the simulation results and the armature working stroke was determined. On this basis,the single factor parameter analysis method was used to analyze the influence of the structural parameters of the magnetic isolation ring height L₂,the radial clearance δ₄,the diameter of the limit piece D₀ and the radial clearance δ₂ on the constant force characteristics of the electromagnet in the working stroke of the armature. According to the analysis results,the orthogonal test method was used to optimize the selected parameters to obtain a better parameter combination. The simulation shows that the proportional electromagnet has better constant force characteristics when L₂ =4.1 mm,δ₄ = 0.30 mm,and δ₂ =0.05 mm. The optimal combination parameters are verified by simulation. The electromagnetic force variance is 12.96 % lower than the original structure,and the constant force characteristics are significantly improved.

Key words: electromagnetic force, proportional electromagnet, orthogonal test, optimization analysis

中图分类号:

TH122

吕高伟, 赵文涛, 丛建臣, 张广世, 张华东. 外置电磁阀用比例电磁铁结构参数优化分析[J]. 现代制造工程, 2025, 540(9): 105-112.

LÜ Gaowei, ZHAO Wentao, CONG Jianchen, ZHANG Guangshi, ZHANG Huadong. Optimization analysis of structural parameters of proportional electromagnet for external solenoid valve[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2025, 540(9): 105-112.

参考文献

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Optimization analysis of structural parameters of proportional electromagnet for external solenoid valve

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