閥芯對中狀態對磁自鎖閥靜態吸力的影響

陳 銘，王春民，趙雙龍

(西安航天動力研究所，陜西 西安 710100)

0 引言

自鎖閥廣泛應用于液體火箭發動機、長期在軌航天器和深空探測器等，具有良好的節能效果。自鎖閥根據自鎖原理分為機械式自鎖閥、介質力自鎖閥和永磁式自鎖閥。永磁式自鎖閥(簡稱磁自鎖閥)相較于前兩種自鎖閥具有結構簡單緊湊、響應快等優點而應用最為廣泛。

永磁自鎖電磁鐵是磁自鎖閥的核心組件，其設計水平直接決定了磁自鎖閥的性能，永磁自鎖電磁鐵的研究將對設計具有重要指導作用。潘英朋、高蕾娜等給出了磁性雙工位自鎖電磁鐵的磁路建模方法及磁路磁導的計算方法。柳珊等的研究表明熱變形納米晶Nd—Fe—B磁體具有更加良好的磁性能，使用此材料制成的永磁環可有效降低閥門的質量與尺寸。任志彬等研究認為軟磁材料的磁感應強度飽和是自鎖電磁鐵的電磁吸力與電壓的非單調關系的主要原因。此外，安匝數、氣隙寬度、驅動電壓和吸合面積比等參數均是影響自鎖電磁鐵靜、動態特性的重要參數。文獻[11-12]根據各參數對靜、動態特性的影響程度分別開發了針對磁自鎖閥的結構優化方法。

研究試驗表明，磁自鎖閥動作壽命一般不超過1萬次，而直動螺管電磁閥動作壽命約為幾萬次，無摩擦電磁閥的壽命可達百萬次，具有明顯的壽命差距。在壽命試驗中，動作數千次后便出現明顯的動作延遲或無法開關的動作故障，試驗后檢查發現閥芯表面及導向面有明顯磨損和刮擦痕跡。……