(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111397841.7 (22)申请日 2021.11.19 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市前进大街269 9 号 (72)发明人 曾小华　高皓铭　赵子亮　钱琦锋　 段朝胜　杨建森　白建凌　宋大凤　 (74)专利代理 机构 长春市恒誉 专利代理事务所 (普通合伙) 22212 代理人 李荣武 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) B60T 15/02(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高速开关阀的参数调节方法 (57)摘要 本发明旨在解决现有汽车电子稳定控制 (ESC)的液压控制单元中的高速开关阀的PWM波 有效占有比范围过窄及容易出现阀芯全开或全 闭等问题， 提出了一种高速开关阀的参数调节方 法， 属于电磁阀设计领域。 本方法通对高速开关 阀的结构组成及受力分析情况， 通过参数的调节 与计算， 保证了高速开关阀模型不会 出现全开及 全闭现象， 同时保证了有效占空比范围尽可能拓 宽。 本发明提供的方法在实现了高速开关阀的基 本功能需求的同时， 能够降低了高速开关阀的出 现问题的可能， 拓宽了高速开关阀的有效占空比 范围， 满足了 ESC的实际工程需求。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114036684 A 2022.02.11 CN 114036684 A 1.一种高速开关阀的参数调节方法， 其特 征在于包括下列步骤： 第一步， 电磁力与阀芯位移关系曲线的确立 首先确定 阀芯悬停位置的规律为： 液动力与电磁力是决定 阀芯悬停位置的主要因素， 二者数值大小都受到阀芯位移的影响， 当阀芯所 受液动力 及电磁力相平衡时， 阀芯悬停； 然 后基于工程经验及试验数据的曲线拟合法， 确 立电磁力与阀芯位移关系曲线， 进而确定电 磁力在阀芯抵 达止点处的大小； 第二步， 确定液动力的最大值 为了减少阀芯常闭或常开的问题出现， 需要保证最大电磁力情况， 即占空比为1时， 电 磁力曲线与液动力曲线相交于液动力曲线的最大值点， 此时高速开关阀处于全关状态； 如 果交点在该点之下， 适用占空比范围会变小， 即出现大范围占空比阀芯全开； 反之， 将会出 现大范围占空比阀芯全关， 需要保证该交点 位置； 根据实际工程需求， 确定阀芯止点位置， 即阀芯最大位移； 利用上一步所求的曲线， 确 定阀芯抵 达止点位置时电磁力的数值大小， 即阀芯最大位移所对应的电磁力数值大小； 为了保证交点位置， 需要保证液动力最大值与电磁力占空比为1时曲线对应的最大电 磁力数值 等于液动力， 根据电磁力大小确定高速开关阀所需的最大 液动力数值； 第三步， 确定球型阀芯部分参数 球型阀芯参数对高速开关阀影响程度较高， 忽略弹簧力输入、 阀芯两边杆径等影响较 小的因素， 高速开关阀符合数 学公式如下： fjet＝2·Cq·A·dp·cosθ·Kjet                      (2) 式中， f4——液动力 fjet——喷射力 dp——高速开关阀两端压 差 da——球阀有效直径， 其数值 等于球径与阀座半锥角余弦的乘积 Cq——流量系数 A——入口面积 θ ——阀座半锥角 Kjet——喷射力系数， 一般取1 根据公式(1)以及公式(2)得到结论， 液动力最大值等于 且液动力最小值与 最大值之间的差值等于fjet； 在第二步中已经通过电磁力的大小确定了液动力的最大值， 即 确定了 的数值大小； 式中， dp为高速开 关阀两端压差， 根据实际工况与工程需求可 以确定其数值， da为球阀有效直径， 其数值等于球径与阀座半锥角余弦的乘积； 根据第二步 所求的液动力最大值可以确定 部分高速开关阀参数， 即球径和阀座半锥角的参数； 第四步， 扩大 液动力取值范围 在前三步的过程中已经确定了液动力最大值的大小， 为了能够让有效占空比范围大， 即保证液动力曲线与不同条件占空比下电磁力曲线有 更多交点， 应该让液动力最大值与最 小值之间的差值， 即fjet数值较大； 根据公 式(2)， 尚未确定的流量系数以及入口孔径 直接影权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114036684 A 2响fjet大小， 故在合理取值范围内增大这两个参数能够拓 宽占空比有效范围。 2.按照权利要求1所述的一种高速开关阀的参数调节方法， 其特征在于： 第二步， 确定 液动力的最大值是指： 阀芯平衡时的受力状态， 是指电磁力与液动力大小相等方向相反； 由于电磁力及液动 力与阀芯位移之间基本呈正相关， 如果阀芯能够在止点平衡， 则此时相互平衡的液动力与 电磁力都属于对应最大值； 根据第一步确定的最大电磁力大小， 可以确定其对应最大液动 力大小， 根据该 数值确定高速开关阀部分参数， 保证参数合理。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114036684 A 3