液壓電磁閥是借助電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生的推力使閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)換向的液壓閥，其工作性能的優(yōu)劣直接影響裝備的工作與安全?，F(xiàn)有的電磁閥檢測(cè)技術(shù)通常采用離線方式，將待測(cè)電磁閥安裝接入到專用測(cè)試系統(tǒng)中進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法對(duì)運(yùn)行中的電磁閥的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和診斷

［1］;有的在線監(jiān)測(cè)方法需要對(duì)電磁閥的控制電路或油路進(jìn)行分解，再裝入測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，這些方法需要分解原有電路或油路，改變了設(shè)備的工作狀態(tài)，增加了安全隱患

［2］;有的監(jiān)測(cè)方法僅靠定性的感官診斷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測(cè)

［3］。本文提出了一種基于磁場(chǎng)和振動(dòng)敏感的電磁閥非介入式測(cè)診斷技術(shù)

［4］，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)大量電磁閥的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)診斷，其可靠性依賴于所建立的電磁閥仿真模型的準(zhǔn)確性。以電磁換向閥為例，其閥芯運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于電磁線圈通電產(chǎn)生的電磁力，電磁鐵本身或電氣回路故障都有可能影響電磁力大小。此外，油液中的雜質(zhì)有可能堵塞閥口或阻礙閥芯運(yùn)動(dòng);同樣，內(nèi)泄漏、彈簧失效都可能引起閥芯卡滯，而電磁閥內(nèi)部磨損也有可能導(dǎo)致其工作不正常。本文以 4WE6E6X /EG24N9K4 型電磁換向閥為例，對(duì)液壓電磁閥幾種常見故障的機(jī)理、電磁閥換向過程中的受力情況和電磁閥的瞬態(tài)特性進(jìn)行了深入分析。

2電磁閥常見故障及可測(cè)性分析

2． 1電磁閥的常見故障電磁閥在使用過程中常見的故障現(xiàn)象主要有以下幾種

1) 閥芯不運(yùn)動(dòng):導(dǎo)致閥芯不運(yùn)動(dòng)的原因主要有電磁

鐵故障、閥芯卡緊、油液變化和復(fù)位彈簧故障等;

2) 泄漏:主要包括內(nèi)漏和外漏;

3) 壓力損失大:主要是由于實(shí)際流量過大、閥芯臺(tái)肩或閥體沉割槽尺寸誤差以及閥芯移不到位等原因?qū)е碌?

4) 漏磁:電磁線圈表面有缺陷，從而導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化;

5) 沖擊和振動(dòng):閥芯運(yùn)動(dòng)速度過大或固定電磁閥的螺釘松動(dòng)，導(dǎo)致沖擊和振動(dòng)。

2． 2各類故障的可測(cè)性分析如前所述，本文的研究目標(biāo)是為基于磁場(chǎng)和振動(dòng)敏感的電磁閥非介入式測(cè)試診斷技術(shù)提供理論支持，下面針對(duì)各類常見故障與振動(dòng)、磁場(chǎng) 2 類特征信號(hào)進(jìn)行可測(cè)性分析，如所示。由仿真曲線和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出:

1) 由于彈簧力和摩擦阻力的存在，當(dāng)電磁鐵剛通電時(shí)，閥芯并沒有開始運(yùn)動(dòng)。隨著電磁鐵所產(chǎn)生的電磁吸

力的逐漸增大，閥芯所受合力逐漸增大，加速度逐漸增大，閥芯開始運(yùn)動(dòng)，速度與摩擦力逐漸增大，此時(shí)彈簧力隨著位移的增大也逐漸增大。

2) 當(dāng)電磁吸力達(dá)到一定值時(shí)，合力達(dá)到最大值，加速度隨之達(dá)到最大值;由于彈簧力與摩擦力隨著位移和速度的增大而增大，兩者之和開始大于電磁吸力，而后合力開始逐漸減小，加速度越來(lái)越接近零，而閥芯運(yùn)動(dòng)速度則繼續(xù)增大，直到加速度變?yōu)榱銜r(shí)，閥芯速度達(dá)到最大值;而后合力與閥芯加速度朝反方向增大，速度及摩擦力開始下降直至為零，這時(shí)位移和彈簧力達(dá)到最大值，相應(yīng)磁鐵的電感和電磁吸力也保持不變，合力和加速度均為零，瞬態(tài)過程結(jié)束，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。本文深入分析了電磁閥常見故障的故障機(jī)理，通過受力分析和磁路分析方法對(duì) 4WE6E6X /EG24N9K4 型電磁換向閥的瞬態(tài)特性進(jìn)行了建模，并用 MATLAB /Simu-link 軟件進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果在磁場(chǎng)信號(hào)上吻合性較好，證明了模型的可行性;但在振動(dòng)信號(hào)上還存在一定的瞬態(tài)特性差異，這主要是由于振動(dòng)由閥芯向閥體表面?zhèn)鬟f時(shí)所引起的，此差異為后續(xù)的研究工作指明了方向。