先导式节流阀比例电磁铁参数设计及优化

邵明玺1，张秀梅1，李伟2

(1.潍坊科技学院，山东寿光，262700；2.国家开放大学，北京市，100039)

摘要：保证丘陵山地拖拉机在起伏山地或土质较硬地块作业时的牵引力和耕深之间的最佳匹配状态是丘陵山地拖拉机悬挂系统设计的重要指标。比例电磁铁作为节流阀电—机转换的主要元件，其性能优劣对控制节流口开度、实现流量的比例调节具有重要意义。针对丘陵山地拖拉机悬挂系统作业需求和电液比例阀设计要求，设计一种用于悬挂液压系统姿态调整的先导式节流阀比例电磁铁，对其关键结构参数进行设计，建立比例电磁铁数学模型，通过Maxwell对阀组流量特性的影响进行仿真分析。同时利用遗传算法对隔磁导向套厚度、隔磁环角度、隔磁环宽度和定子铁心深度等参数进行匹配优化，通过Maxwell对优化前后的比例电磁铁进行有限元分析。仿真结果表明：优化后的比例电磁铁在1~3 mm时电磁力几乎与X轴平行，具有更好的位移—力特性。建立先导式节流阀数学模型，通过Simulink对其进行动态特性和静态特性仿真，验证所设计的比例电磁铁参数的合理性。