利用Ansoft軟件建立了電控單體泵高速電磁閥三維有限元模型，通過與試驗數據對比得出電磁力最大偏差為9%，驗證了仿真模型的準確性。應用仿真模型研究了全工況平面內磁極長度、線圈匝數、線圈位置、銜鐵厚度、阻尼孔位置和阻尼孔大小等關鍵參數對電磁力的影響。通過量化分析，得出全工況平面內各參數對電磁力影響的百分比量化指標及其變化規律，磁極長度變化占0.03%～1.26%，線圈匝數變化占20.6%～80.9%，線圈位置變化占1.9%～15.5%，銜鐵厚度變化占11.5%～55.6%，阻尼孔位置變化占3.5%～8.6%，阻尼孔大小變化占1.6%～7.8%，其中線圈匝數和銜鐵厚度2個關鍵參數對電磁力影響最大。

概述

　　電控單體泵應用于柴油機上，是可滿足排放法規和改善燃油經濟性的時間控制式燃油噴射系統。高速電磁閥是其關鍵部件之一，它的快速響應直接影響了噴油系統的噴油量、噴油定時等關鍵特性。電磁閥的電磁力大小決定了其快速響應性能。目前研究只限于對電磁閥電磁力的單因素影響分析，未分析全工況平面內各種因素變化對電磁力的影響和對電磁力的貢獻程度。本文在Ansoft軟件環境下建立電控單體泵高速電磁閥三維有限元仿真計算模型，并試驗驗證了仿真模型的準確性，然后應用仿真模型研究了電控單體泵高速電磁閥全工況平面內鐵芯磁極長度、線圈匝數、線圈位置、銜鐵厚度、阻尼孔位置和大小等參數變化對電磁力的影響，并對電磁力的變化進行量化分析，得出各參數對電磁力影響的百分比量化指標，從而得到全工況平面內影響電磁力的關鍵參數，為電磁閥的優化設計提供理論指導。

1、電磁閥結構組成和工作原理

　　電控單體泵電磁閥主要包括電磁鐵、銜鐵、控制閥桿、銜鐵復位彈簧、出油堵頭等零部件，如圖1所示。其中，電磁鐵主要由鐵芯、勵磁線圈、封裝外殼等組成。通電后，電磁鐵吸合銜鐵，拉動控制閥桿，關閉密封錐面，切斷燃油回路，從而在泵腔內建立起燃油噴射所需的高壓;斷電后，復位彈簧迫使銜鐵推動控制閥桿復位，密封錐面被開啟，卸載泵腔內的高壓燃油，停止燃油噴射。該方式實現了對燃油噴射過程的數字控制，改變了傳統噴油泵的機械控制方式，對噴油量和噴油定時的控制通過調節控制閥桿的閉合時間長度和閉合時刻來實現。

圖1　電控單體泵及其電磁閥結構圖

5、結論

　　(1)驗證了Ansoft建立的高速電磁閥三維有限元模型的準確性，利用仿真模型得到了電控單體泵電磁閥全工況平面內各參數對電磁力的影響規律。

　　(2)通過量化分析，揭示了全工況平面內各參數對電磁力影響的百分比量化指標及其變化規律。在全工況平面內，磁極長度對電磁力影響百分比為0.03%～1.26%，線圈匝數對電磁力影響百分比為20.6%～80.9%，線圈位置對電磁力影響百分比為1.9%15.5%，銜鐵厚度對電磁力影響百分比為11.5%～55.6%，阻尼孔位置對電磁力影響百分比為3.5%～8.6%，阻尼孔大小對電磁力影響百分比為1.6%～7.8%。

　　(3)全工況平面內對電磁力影響最大的2個關鍵參數是勵磁線圈匝數和銜鐵厚度。其余參數對電磁力的影響由大到小依次為線圈位置、阻尼孔位置、阻尼孔大小、磁極長度。