以流量控制阀为研究对象,针对流量控制阀负载控制稳定性差、流量变化大、易泄露的问题,基于Valvistor节流阀的原理,设计了一种电比例控制位移-流量反馈式控制阀,主要阐述了该流量控制阀的阀体结构和液压桥路原理。通过AMESim建立该流量控制阀的阀体和比例电磁铁模型,对其进行分析研究,分析结果表明,该流量控制阀在恒定电信号输入下,出口流量几乎不随负载变化,具有良好的稳定性和可控性,使系统对负载变化不敏感。

比例电磁铁是比例阀的核心部件,它与普通电磁铁的重要区别在于前者具有水平的位移-力特性。围绕此特性,用ANSYS对多种比例电磁铁结构方案进行了电磁学仿真,在此基础上总结出影响位移-力特性及电磁力大小的几个重要因素,给出了优化后的比例电磁铁结构模型。

颤振有助于改善比例阀响应特性,其频率及幅度参数与比例阀结构参数直接相关。基于开环比例控制阀仿真模型,研究功率级阀芯的颤振响应、颤振信号降低摩擦滞环的机制并确定最优参数范围。建立仿真模型,颤振信号通过双占空比高频PWM形式引入,基于电磁场有限元方法构建比例电磁铁,采用Karnopp摩擦模型建立衔铁及功率级阀芯动力学方程。仿真结果表明:摩擦模型能够较好地表征电磁铁力滞环及阀芯流量滞环现象;在颤振信号激励下,阀芯产生颤振运动,摩擦力状态在静摩擦与动摩擦间切换,进而影响其响应特性;颤振频率和幅度参数存在最优区间,且由比例阀的结构参数决定。

本文首先对ＭＦＥ１－５５ＹＣ液压阀用比例电磁铁进行故障模式与影响分析（ＦＭＥＡ），找到了影响其可靠性的重要零件。通过对重要零件分别进行可靠性试验和试验数据的统计分析，确定了比例电磁铁失效分布规律和固有可靠性指标，建立了其加速寿命试验方程，并且提供了比例电磁铁失效原因和改善其可靠性的方法。

比例电磁铁作为连接微电子与大功率控制对象之间的桥梁，其性能的好坏将决定产品的性能，因此对比例电磁铁的研究是非常必要的。基于有限元分析方法，分别研究了主工作气隙、侧向工作气隙、前锥面形状及宽度对电磁力及电磁铁吸合特性的影响；采用正交试验法进行了因素的权重分析，得出了主要影响因素和次要影响因素。

REXROTH公司推出了一种低阻抗比例电磁铁阻抗值由原来的19.5Ω降到5.4Ω为适应比例电磁铁的不同阻抗比例放大器也不同.本文主要阐述不同阻抗的比例放大器的特性.

为了获得比例电磁铁在不同位置的电磁力特性，以带隔磁环的比例电磁铁为例，采用有限元的方法，研究了不同安匝数对比例电磁铁静态特性的影响，并阐述了电磁铁衔铁在不同位置时的静磁场分布规律。结果表明，当安匝数从200A增加到800A时，电磁铁的有效电磁力和有效工作行程均有所提升；当安匝数超过800A后，增加输入安匝数，能够提高电磁铁的有效电磁力，但其有效工作行程变得越来越短；衔铁的附加轴向力与衔铁在y方向的磁感应强度分布有关；电磁铁在正常工作时，衔铁会受到径向力，其大小随着衔铁和极靴的距离的减小而迅速增大。

比例电磁阀是自动变速器换挡回路的重要组成部件，它的特性影响到整个换挡回路的特性。采用Ansys Maxwell软件对比例电磁铁的磁场强度和电磁力特性进行仿真计算，并利用磁路分割法将比例电磁铁整体的磁路简化提高计算速度，以提高电磁力．电流特性曲线比例线性阶段的线性度为目标对该比例电磁铁进行结构优化。通过仿真验证对比，优化后比例电磁铁电磁力一电流特性曲线比例线性段线性度的方差较优化前有明显降低。

建立了比例电磁铁有限元仿真模型，在考虑衔铁尾部端面位置的情况下，利用Ansoft Maxwell 2D电磁场有限元仿真软件，分析了吸合面位置对比例电磁铁行程．力特性的影响。仿真结果表明：衔铁尾部端面位置不变时，吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响较小。衔铁长度不变时，随着吸合面位置的前移，比例电磁铁行程-力特性水平程度变差，工作行程内电磁力减小，且衔铁越短，工作行程内电磁力的减小程度越显著。

依据电磁学理论以及电磁铁磁力产生的相关原理改变比例电磁铁元件的结构参数进行仿真分析获得不同参数下的电磁铁磁力.仿真的结果对比例电磁铁磁力和结构的改善有一定的参考意义有利于电磁铁的优化设计.