4.12电磁直线执行器材料的改进 27

4.2改进方案下的变形量、应力分析 31

结 论 33

致 谢 34

参 考 文 献 35

附 录 

1 绪论

1.1研究的目的与意义

众所周知，当今社会能源形势趋于紧张，环境污染问题也日益加重，全球的能源问题和汽车排放问题越来越受到国际社会的广泛关注。在如此严峻的能源环保形势下，发动机技术的改革和创新被人们提上了研究日程。研究人员们一方面积极寻求常规发动机的技术改进，希望通过改善发动机性能来提高其热效率并且降低有害物的排放，以适应能源结构的变化，满足日益严格的排放标准。另一方面，新燃料、新能源和新动力的研发也得到了重视，通过努力开发新型发动机来达到节能、环保的目的。

汽车发动机的进排气性能受到发动机的配气相位的影响。另外，发动机的配气相位对燃烧过程的好坏也起着至关重要的作用。配气相位的选择[1]要考虑到发动机的高速功率、低速扭矩、怠速油耗、部分负荷下的燃油经济性、低速平稳和废气排放问题。为了改进发动机的性能，配气相位应随着转速和负荷的变化而变化。可变配气相位可以在发动机整个工作范围内的转速和负荷下，为其提供合适的气门开启关闭时刻，从而改善了发动机的进气和排气性能，较好的满足发动机在高转速与低转速、大负荷与小负荷时动力性、经济性和低排放的要求[2][3]。因此可变气门驱动技术以其能够提高发动机的综合性能的显著特点，已成为发动机研究重点方向之一。

常规发动机采用凸轮机构驱动进排气门运动实现配气功能,其配气定时和气门升程都不同程度地受到凸轮型线的限制,只能在部分工况下达到最佳燃油经济性和排放性能[4]。无凸轮发动机(camless engine) 取消了传统的凸轮机构,采用专门的驱动机构分别独立驱动进排气门，从而实现配气功能。这种机构的优点是可以柔性地调节配气定时和气门升程,从而提高发动机的动力性和经济性,并有效地降低有害物的排放。目前主要采用电液、电磁等方式驱动气门运动。

电磁驱动气门是一个全新的机构，它是内燃-直线发电集成动力系统中自由活塞发动机的重要组成部分，发动机应用电磁驱动气门可以灵活地调节配气定时和气门升程，减小泵气损失，全面提升自身性能。目前针对电磁驱动气门的研究大都基于双弹簧、双电磁铁结构，此类电磁驱动气门响应迅速，但电磁铁的电磁力随着与衔铁间的气隙减小呈非线性迅速增大，给落座速度的控制带来了一定的困难。另外，气门开启和关闭状态的保持力由电磁铁吸住衔铁提供，因此气门升程在设计中就已确定而不可变，在某些特殊工况下不利于发动机最佳性能的实现。

动圈式电磁驱动气门时电磁驱动气门的一种，它是基于永磁直线电机的工作原理，相比于其他气门，它能够实现高精度的位移控制、灵活的调节配气定时和气门的升程，其结构如图1.2所示。

图1.1 动圈式电磁驱动气门结构原理图

本课题研究的电磁直线执行器通过销与电磁驱动气门相连接，是动圈式电磁驱动气门的重要组成部分，它的尺寸优化非常重要。而本课题研究的内容便是对电磁驱动气门的线圈骨架进行有限元分析，这项研究可以为电磁驱动气门结构的进一步优化打下重要的基础，解决电磁驱动气门设计过程中的实际问题，从而推动电磁驱动气门的应用。 SolidWorks+ANSYS电磁直线执行器动圈的有限元分析(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_69243.html