摘 要

目前国产高速电磁阀存在的主要缺陷包括动态响应速度慢、电磁力不足、寿命短等等。我校研究设计的常开式两位三通电磁阀，需用到电磁阀测控系统进行测试。国外现有比较成熟的电磁阀测试装置，可准确测试不同型号电磁阀的各项性能参数。但缺陷是这类测试设备的设备后期保养比较困难且价钱不菲。所以研发国产基于虚拟仪器的测控系统有十分重要的现实意义。本文主要介绍该测控系统的测试内容，实验台架，设计思路和通过本测控系统得到的电磁阀综合性能的评价。

关键词：电磁阀；测控系统；综合性能

Abstract

At present, domestic high-speed solenoid valve have defects such as low dynamic response,insufficient electromagnetic force and short life.Therefore, it is of great significance to study the performance of high-speed solenoid valve. Our school study and design the normally open two-way three-way solenoid valve.It needs to use the solenoid valve measurement and control system for testing.There is advanced solenoid valve testing equipment in foreign.It can automatically tests various types of solenoid valves with precision and efficiency.But the downside is that the price of these detection devices are expensive and difficult post-maintenance equipment. Therefore, research and development based on virtual instrument measurement and control system has a very important practical significance.This paper mainly introduces the test content of the monitoring and control system, the experimental platform, the design idea and the comprehensive performance analysis of the solenoid valve tested by the system.

Key words:solenoid valve;measurement and control system; comprehensive performance

目 录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2课题研究的意义 1

1.3国内外电磁阀测试技术的发展现状 1

1.4 数据采集理论 2

1.4.1概述 2

1.4.2数据采集系统的基本构成 2

1.4.3采样定理的应用 2

第二章 电磁阀实验台架简介 4

2.1电磁铁性能试验装置的设计及测试原理 4

2.1.1电磁铁性能试验装置的设计 4

2.1.2测试装置的测量原理 6

2.2电磁阀性能测试装置简介 6

第三章 传感器的选型 11

3.1几个物理量的测试原理与传感器的选型 11

3.1.1流量的检测 11

3.1.2温度的检测 12

3.1.3油压的检测 13

3.1.4阀芯位移的检测 13

3.1.5电磁阀驱动电流检测 14

3.1.6采集卡的选择 14

第四章 设计思想 15

4.1各物理量的测量 15

4.2电磁阀测控系统软件的功能设计 15

第五章 电磁阀结构及实验 18

5.1自制电磁阀结构和评价电磁阀性能的指标 18

5.2电磁阀特性试验研究 19

5.2.1开启电流对开启响应的影响 19

5.2.2维持电流对关闭响应的影响 20

5.2.3工作压力对开关响应的影响 21

5.2.4电磁阀控制边压差对电磁阀流量的影响 21

第六章 总结 23

参考文献 24

致谢 25

第一章 绪论

1.1引言

电磁阀是通过电磁控制流体的重要自动化部件，其主要作用是调节介质的速度、流量、方向以及其他性能参数。本文研究对象是高压共轨喷油系统中用于控制喷油的关键部件——高速电磁阀。其性能直接影响了高压共轨喷油系统的性能,通过对高速电磁阀的精确控制,可以灵活控制喷油压力、喷油量、喷油定时和喷油速率等控制参数,实现对柴油机的柔性控制，从而改善发动机的燃烧过程,提升柴油机的各项性能。

近年来，随着发动机电子控制技术的发展，电控燃油喷射技术在满足越来越严格的排放法规方面显示出越来越明显的优势。而电控喷射技术中，高速电磁阀作为电喷系统的核心控制部件，是保证电喷系统正常工作的关键。这主要是由于，高速电磁阀一方面改变开关时刻控制喷油量和喷油定时，另一方面通过改变开关方式，达到预喷、后喷等多种喷油规律，突破了喷油泵的机械约束的控制方式，从而实现了柴油喷射过程的参数化柔性控制，提高了发动机各项性能。因此，开展柴油机电喷系统高速电磁阀的研究既具有重要的理论意义和实用价值。

1.2课题研究的意义

研究开发国产电磁阀测控系统有以下三方面原因：第一，电磁阀作为高压共轨系统中关键的组成部分，其性能将直接影响燃油喷射系统好坏，最终直接影响整机的性能，国内外，因为电磁阀的故障造成的事故较多。第二国外现有比较成熟的电磁阀测试装置，可以快捷准确地对电磁阀各项性能参数进行测试。但缺陷是这类测试设备的设备后期保养比较困难且价钱不菲。第三而随着技术的进步，对电磁阀性能参数的要求日趋严格，电磁阀创新速度越来越快，所以制造高性能产品的要求及研究和创造时间的减短，使得使用计算机软件测试电磁阀性能成为研发和制造部门的选择。

1.3国内外电磁阀测试技术的发展现状

随着嵌入式技术和微电子技术的巨大发展,电磁阀测控系统朝着微机化和智能化的方向进步,它已经成为一套集传感技术,通信理论,控制理论等学科于一身的多学科综合测控系统,这在实现电磁阀控制系统微型化的同时极大提高了电磁阀控制系统的准确性。在国外,电器试验参数采集与处理系统己形成产品，它也可称为瞬态波形记录仪,其中有荷兰BAKK公司的产品以及美国NICOLEI公司的BE456系列,但其价格昂贵(15-20万美元)。美国HR公司利用先进的检测技术生产的伺服阀测试台是具有世界领先水平的智能化检测设备。该产品采用VXI-BUS技术实现了传统检测装置的虚拟化，继而实现了检测过程的虚拟化，体现了软件技术的优越性，并且达到了检测过程的智能化。

与国外相比,我国在测试技术方面仍然存在一定差距有些测试系统仍全部用硬件组成的电子电路来进行测试,甚至有些系统还维持半人工半智能化的形式。宝钢综合液压试验台比例阀测试系统被北京理工大学用C 语言研究出来。电磁阀智能检测仪图被中山市烨禧电子科技有限公司制造,该产品可以完成电磁阀动作电压、动作电流、释放电压和释放电流等参数的测试和显示。杭州液压件厂比例阀测试系统被浙江大学用Turbo C语言研制出来。现在我国流行的电磁阀检测系统大都是应用C语言编写的测试软件，用户能够依据软件中事先预定的项目进行测试。

1.4 数据采集理论

数据采集是Labview信号采集系统和自动检测控制系统的重要模块，虽然数据采集的原理并不复杂，但在构建一个高效可靠而且自动化程度高的数据采集系统时，依然有许多实际问题需要解决。

1.4.1概述

数据采集是指将系统外部信号转换成系统内部信号的过程。当代的数据采集系统往往需要基于计算机实现其功能，由于数据信号一般为模拟信号，而计算机处理的信号是数字信号，所以在计算机处理信号前需要将外部的模拟信号转换为数字信号，这种转变方式称为模数转换；此外，部分数据采集系统也能够实现模拟输出功能，将计算机的数字信号以模拟信号的方式输出。

1.4.2数据采集系统的基本构成

数据采集硬件部分：传感器，信号调理设备，数据采集设备和计算机