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美国Caterpillar公司研发了一款锥阀式高速开关阀，如图5所示。该阀的阀芯设计为中空结构，降低了运动质量，提高了响应速度与加速度。其将复位弹簧从衔铁位置移动至阀芯中间部位，使得阀芯在尾部受到电磁力，中间部位受到弹簧回复力，在运动过程中更加稳定。但是此设计使得阀芯前后座有较高的同轴度要求，初始气隙与阀芯行程调节较难，加工难度高，制造成本大。该阀开启、关闭时间为1ms左右，目前已经在电控燃油喷射系统中得到运用。美国Sturman Industries公司开发了基于数字阀的电喷系统，其系统所用高速开关阀最小响应时间可达0.15ms。
图4 贵州红林HSV高速开关阀Fig.4 HSV high-speed on/off valve
图5 Caterpillar公司的锥阀式高速开关阀Fig.5 Poppet high-speed on/off valve of Caterpillar
除了采用传统结构的高速开关阀，新型的数字阀结构也是研究的重点。明尼苏达大学(University of Minnesota)设计了一种通过PWM信号控制的高速开关转阀，如图6所示。该阀的阀芯表面呈螺旋形，PWM信号与阀芯的转速成比例。传统直线运动阀芯运动需要克服阀芯惯性而造成的电机械转换器功率较大，而该阀的驱动功率与阀芯行程无关。从实验结果可知，在试验压力小于10 MPa的情况下，该阀流量可以达到40L/min，频响100Hz，驱动功率30 W。
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