EGR电子真空调节器综合性能测试系统的研究与实现

摘要

电子真空调节器（Electronic Vacuum Regulator），简称EVR阀，是汽车发动机EGR（废气再循环）系统的核心零部件之一。该系统主要通过EVR阀控制EGR阀的开合度，进而实现发动机EGR率的精细调节，最终达到减少氮氧化合物排放的目的。本文研究的EVR阀由于具有响应快速、调节精度高等特点，使其在排放控制领域受到越来越多的关注。在这种背景下，开发研制EVR阀综合性能测试系统，既能为汽车厂家提供稳定可靠的阀质量检测设备，同时也能为EVR阀的性能改进提供科学依据。
　　本文针对EVR阀的结构、工作原理以及材料特性选择进行了详细分析，同时重点说明了EVR阀真空输出特性、流量特性、响应特性和寿命特性的定义及其测试方法。在此基础上，论文根据系统测试要求提出了EVR阀综合性能测试系统的整体设计方案。按照功能模块划分，EVR阀测试系统可分为真空稳压源、测试控制模块以及数据处理模块三个部分：其中真空稳压源主要为整个测试系统提供气压稳定的真空气源；测试控制模块则设计了EVR阀的驱动电源、数据采集电路、相应的控制程序以及上下位机之间进行数据收发的通信协议；上位机模块则主要负责实现数据的接收、处理、分析和存储等功能。
　　在完成EVR阀综合性能测试系统的软硬件设计后，为进一步分析EVR阀在不同结构参数和和不同激励下的动静态性能，本文根据麦克斯韦基础理论，结合EVR阀的内部结构和工作原理，将电磁阀划分为―电-磁-机械-流体‖四个模块，并建立了相应的数学模型。然后，文章利用电磁仿真软件Ansoft Maxwell和系统高级建模仿真平台AMESim对电磁阀模型进行联合仿真，得到了EVR阀的相关性能曲线：主要包括电磁铁部分的磁场分布，电磁力、线圈电感与铁芯气隙的关系曲线，以及EVR阀在不同结构参数下的动态输出性能等。
　　本文最后通过测试数据，分析了不同激励信号和温度对EVR阀输出性能的影响，并利用仿真模型分析了不同结构参数对EVR阀输出性能的影响。同时对EVR阀的真空输出特性进行了仿真数据和测试数据的对比分析。分析结果表明：电磁阀仿真数据和实际测试数据在关键性能参数上的表现一致，符合预期目标。另外，测试结果验证了系统方案的可行性和有效性。

目录

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第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 本文研究背景及意义

1.3 国内外发展现状

1.4 本文的主要研究内容和工作安排

第2章 系统分析与方案设计

2.1 EGR系统组成和工作原理

2.2 EVR阀结构组成及其功能特性

2.3 测试系统的方案设计

2.4 本章小结

第3章 测试系统具体设计与实现

3.1 系统功能结构

3.2 测试台硬件设计与实现

3.3 上位机软件设计与实现

3.4 本章小结

第4章 EVR阀建模仿真研究

4.1 概述

4.2 基于Ansoft Maxwell 3D的电磁铁磁场分析

4.3 基于AMESim的EVR阀仿真模型

4.4 本章小结

第5章 结果与分析

5.1 EVR阀综合性能测试平台实现

5.2 测试结果分析

第6章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献