基于Fluent的电磁阀内部流场的三维仿真与分析
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图 １ 所示 。 １ ． ２ 进 出 口流场模 型 建立
作 。所 以 ， 为使 研究 结果 较为全 面 ， 分 别建 立 了电磁 阀
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ４ — １ ７ 作者简介 ： 李荣 （ １ ９ ８ ９ 一 ） ， 男， 湖 南 临澧 人 ， 存读 研究 生 ， 主
引 言
阀芯朝 一方 移动 时 的情 况 进 行 分析 即可 ， 本 研 究 假 设
阀芯往 Ｂ 口方 向移动 ， 即 阀芯往右 方 向移 动 。
表１ 电磁 阀 的主 要 性 能 指 标 和 尺 寸 参数
１ ２ ３ 工 作 压 力／ Ｍ Ｐ ａ 最 大 流 量／ Ｌ・ ａｉ ｒ ｎ 工 作 电源 ／ Ｖ ２ １ ． Ｏ ０ ５ Ｏ ． ０ ０ ２ ４ ． ０ ０
李 荣 ， 冯永保 ， 刘 杰 ，张 安 ， 李西康
Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｆ ｌ ｏ ｗ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ
如 张静一 等通过 Ａ ｎ ｓ ｏ ｌ软件 建立 的 电磁 阀电磁 场仿 真 ｆ 模型＿ ２ ｊ ， 宋 睿智 等利 用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｘ软 件 计 算分 析 不 同 电磁 阀电磁线 圈工作 特性 Ｊ ， 刘 忠等 运用 磁 路 分 析法 建 立 高 速开关 电磁 阀 的 瞬 时 响应 仿 真 模 型 等 。作 为 一
ｆ ｏ ｒ Ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ Ｖａ ｌ ｖ ｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ
ＬＩ Ｒｏ ｎ ｇ’ Ｆ ＥＮ Ｇ Ｙ ｏ ｎ ｇ ． ｂ ａ ｏ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ｅ ，Ｚ ＨＡＮ Ｇ Ａ ｎ ，Ｌ Ｉ Ｘｉ ． ｋ ａ ｎ ｇ
动不 同距 离时 内部 流场 的三 维建模 与仿 真计 算 ， 分析 了 阀芯在 不 同位 移 下 阀体 内部 的流场特 性 ， 对研 究阀体 内部流 场和优 化 阀体 内部 结构 具有 重要 意 义 。 关键 词 ： Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ； 三 维建模 ； 流场特 性 中 图分 类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ 文献标 志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ － ０ ０ ９ ６ ￣ ３
６ ６． ００
电磁 阀 ， 即电磁换 向阀 ， 它是借 助 电磁 铁通 电时产
生 的推力使 阀芯 在 阀体 内作 相 对 运 动实 现 换 向 ， 在工 业 生产 中应 用相 当广泛 … 。 目前 ， 关 于 电磁 阀 的研 究 有很 多 ， 但 大部 分都 只是从 电磁线 圈 的 电磁特 性 出发 ，
本 研究 以型号 是 Ｄ Ｓ Ｄ — Ｃ ０ ２ － ６ Ｃ的电磁 阀作 为研 究 对象 ， 其 相关 性能 和尺 寸参数 如表 １ 所示。 为方便 对流场 区 域 的观 察 和仿 真 结 果 的分 析 ， 利 用 表 １的数据 借 助 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ软件 画出 阀 的物理 外 形 ， 如
，
（ １ ． 第二炮兵． ３ ２ 程 大 学 二 系 ，陕西 西 安
７ １ ０ ０ ２ ５ ； ２ ． 航 天 科 工 集 团 机 电研 究 所 ． 陕西 西安
７ １ ０ ０ ８ ３ ）
摘
要： 为提 高 电磁 阀的设 计水 平 ， 缩短研 发 周期 ， 运 用计 算流体 学软件 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 完成 了电磁 阀在 阀芯 移
该电磁 阀是一个 对称 结构 的元 件 ， 所 以只需 选取
要研究 电液系统控制与故障诊断。
９ ６
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ２ ５
液 压 与 气动
２ ０ １ ３年 第 １ ０期
基于 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 的 电磁 阀 内部 流 场 的 三 维 仿 真 与 分 析
１ 模型 建立 １ ． １ 电磁 阀物理模 型 建立
０ ０ Biblioteka 当阀芯往 Ｂ 口方 向移 动 至 一定 距 离 后 ， Ｐ口与 Ｂ 口相通 ， Ｔ 口与 Ａ 口相 通 。根据本 阀的工作特 性 ， 当 阀 芯移动 ３ ｍ ｍ后 ， 阀 口开始导 通 并实 现换 向功 能 ； 当 阀 芯移动 至 ５ ｍ ｍ时， 达 到 阀芯 的最大 行程 ， 完成换 向操
更 形象 的认识 ， 同时 也 为今 后 针 对 电磁 阀的 内部 结 构
５
阀芯 的 长／ ａ ｒ ｍ
６ ４ ． ５ Ｏ
８． Ｏ ０
６ ７
阀芯半径 、 凸 台半 径／ ａｍ ｒ 衔铁长 、 半径 ／ ａ ｒ ｍ
１ ３
．
Ｏ Ｏ
９ ０． ０ ０
２ ０
．
设 计 和改进方 面提供 了借 鉴和 指导 。
个 液压元 件 ， 仅 仅从 电磁角 度进行 分析 ， 其结论 必 然不
４
阀体的长 、 宽、 高／ ａｍ ｒ
４ ７ ． ０ ０
５ ０． ５ ０
够 全面 。所 以 ， 我们 选取 电磁 阀的 内部 流场 为研究 点 ，
运用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软 件来分 析 它 的 内部 流 场 特性 ， 这有 助 于 液 压 工作 者对 电磁 阀 的 内部 工作 状 态 有一 个 更 深 入 ，
作 。所 以 ， 为使 研究 结果 较为全 面 ， 分 别建 立 了电磁 阀
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ４ — １ ７ 作者简介 ： 李荣 （ １ ９ ８ ９ 一 ） ， 男， 湖 南 临澧 人 ， 存读 研究 生 ， 主
引 言
阀芯朝 一方 移动 时 的情 况 进 行 分析 即可 ， 本 研 究 假 设
阀芯往 Ｂ 口方 向移动 ， 即 阀芯往右 方 向移 动 。
表１ 电磁 阀 的主 要 性 能 指 标 和 尺 寸 参数
１ ２ ３ 工 作 压 力／ Ｍ Ｐ ａ 最 大 流 量／ Ｌ・ ａｉ ｒ ｎ 工 作 电源 ／ Ｖ ２ １ ． Ｏ ０ ５ Ｏ ． ０ ０ ２ ４ ． ０ ０
李 荣 ， 冯永保 ， 刘 杰 ，张 安 ， 李西康
Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｆ ｌ ｏ ｗ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ
如 张静一 等通过 Ａ ｎ ｓ ｏ ｌ软件 建立 的 电磁 阀电磁 场仿 真 ｆ 模型＿ ２ ｊ ， 宋 睿智 等利 用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｘ软 件 计 算分 析 不 同 电磁 阀电磁线 圈工作 特性 Ｊ ， 刘 忠等 运用 磁 路 分 析法 建 立 高 速开关 电磁 阀 的 瞬 时 响应 仿 真 模 型 等 。作 为 一
ｆ ｏ ｒ Ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ Ｖａ ｌ ｖ ｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ
ＬＩ Ｒｏ ｎ ｇ’ Ｆ ＥＮ Ｇ Ｙ ｏ ｎ ｇ ． ｂ ａ ｏ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ｅ ，Ｚ ＨＡＮ Ｇ Ａ ｎ ，Ｌ Ｉ Ｘｉ ． ｋ ａ ｎ ｇ
动不 同距 离时 内部 流场 的三 维建模 与仿 真计 算 ， 分析 了 阀芯在 不 同位 移 下 阀体 内部 的流场特 性 ， 对研 究阀体 内部流 场和优 化 阀体 内部 结构 具有 重要 意 义 。 关键 词 ： Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ； 三 维建模 ； 流场特 性 中 图分 类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ 文献标 志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ － ０ ０ ９ ６ ￣ ３
６ ６． ００
电磁 阀 ， 即电磁换 向阀 ， 它是借 助 电磁 铁通 电时产
生 的推力使 阀芯 在 阀体 内作 相 对 运 动实 现 换 向 ， 在工 业 生产 中应 用相 当广泛 … 。 目前 ， 关 于 电磁 阀 的研 究 有很 多 ， 但 大部 分都 只是从 电磁线 圈 的 电磁特 性 出发 ，
本 研究 以型号 是 Ｄ Ｓ Ｄ — Ｃ ０ ２ － ６ Ｃ的电磁 阀作 为研 究 对象 ， 其 相关 性能 和尺 寸参数 如表 １ 所示。 为方便 对流场 区 域 的观 察 和仿 真 结 果 的分 析 ， 利 用 表 １的数据 借 助 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ软件 画出 阀 的物理 外 形 ， 如
，
（ １ ． 第二炮兵． ３ ２ 程 大 学 二 系 ，陕西 西 安
７ １ ０ ０ ２ ５ ； ２ ． 航 天 科 工 集 团 机 电研 究 所 ． 陕西 西安
７ １ ０ ０ ８ ３ ）
摘
要： 为提 高 电磁 阀的设 计水 平 ， 缩短研 发 周期 ， 运 用计 算流体 学软件 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 完成 了电磁 阀在 阀芯 移
该电磁 阀是一个 对称 结构 的元 件 ， 所 以只需 选取
要研究 电液系统控制与故障诊断。
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ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ２ ５
液 压 与 气动
２ ０ １ ３年 第 １ ０期
基于 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 的 电磁 阀 内部 流 场 的 三 维 仿 真 与 分 析
１ 模型 建立 １ ． １ 电磁 阀物理模 型 建立
０ ０ Biblioteka 当阀芯往 Ｂ 口方 向移 动 至 一定 距 离 后 ， Ｐ口与 Ｂ 口相通 ， Ｔ 口与 Ａ 口相 通 。根据本 阀的工作特 性 ， 当 阀 芯移动 ３ ｍ ｍ后 ， 阀 口开始导 通 并实 现换 向功 能 ； 当 阀 芯移动 至 ５ ｍ ｍ时， 达 到 阀芯 的最大 行程 ， 完成换 向操
更 形象 的认识 ， 同时 也 为今 后 针 对 电磁 阀的 内部 结 构
５
阀芯 的 长／ ａ ｒ ｍ
６ ４ ． ５ Ｏ
８． Ｏ ０
６ ７
阀芯半径 、 凸 台半 径／ ａｍ ｒ 衔铁长 、 半径 ／ ａ ｒ ｍ
１ ３
．
Ｏ Ｏ
９ ０． ０ ０
２ ０
．
设 计 和改进方 面提供 了借 鉴和 指导 。
个 液压元 件 ， 仅 仅从 电磁角 度进行 分析 ， 其结论 必 然不
４
阀体的长 、 宽、 高／ ａｍ ｒ
４ ７ ． ０ ０
５ ０． ５ ０
够 全面 。所 以 ， 我们 选取 电磁 阀的 内部 流场 为研究 点 ，
运用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软 件来分 析 它 的 内部 流 场 特性 ， 这有 助 于 液 压 工作 者对 电磁 阀 的 内部 工作 状 态 有一 个 更 深 入 ，