陳 銘，王春民，趙雙龍

(西安航天動(dòng)力研究所，陜西 西安 710100)

0 引言

自鎖閥廣泛應(yīng)用于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、長期在軌航天器和深空探測器等，具有良好的節(jié)能效果。自鎖閥根據(jù)自鎖原理分為機(jī)械式自鎖閥、介質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單緊湊、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用最為廣泛。

永磁自鎖電磁鐵是磁自鎖閥的核心組件，其設(shè)計(jì)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(duì)設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)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(dǎo)的計(jì)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(huán)可有效降低閥門的質(zhì)量與尺寸。任志彬等研究認(rèn)為軟磁材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度飽和是自鎖電磁鐵的電磁吸力與電壓的非單調(diào)關(guān)系的主要原因。此外，安匝數(shù)、氣隙寬度、驅(qū)動(dòng)電壓和吸合面積比等參數(shù)均是影響自鎖電磁鐵靜、動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)。文獻(xiàn)[11-12]根據(jù)各參數(shù)對(duì)靜、動(dòng)態(tài)特性的影響程度分別開發(fā)了針對(duì)磁自鎖閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

研究試驗(yàn)表明，磁自鎖閥動(dòng)作壽命一般不超過1萬次，而直動(dòng)螺管電磁閥動(dòng)作壽命約為幾萬次，無摩擦電磁閥的壽命可達(dá)百萬次，具有明顯的壽命差距。在壽命試驗(yàn)中，動(dòng)作數(shù)千次后便出現(xiàn)明顯的動(dòng)作延遲或無法開關(guān)的動(dòng)作故障，試驗(yàn)后檢查發(fā)現(xiàn)閥芯表面及導(dǎo)向面有明顯磨損和刮擦痕跡。本文認(rèn)為造成該現(xiàn)象的原因?yàn)榇抛枣i閥閥芯在配合間隙內(nèi)受側(cè)向磁力處于偏心狀態(tài)，在動(dòng)作時(shí)的摩擦力較大，從而加速了表面的磨損。目前未見針對(duì)磁自鎖閥閥芯處于偏心狀態(tài)的靜態(tài)吸力研究。

本文主要通過仿真對(duì)比分析磁自鎖閥閥芯在完全對(duì)中狀態(tài)和偏心狀態(tài)下受到的靜態(tài)吸力，研究偏心狀態(tài)的閥芯受到的磁力以及偏心量對(duì)側(cè)向磁力的影響。

1 磁自鎖閥工作原理

圖1為磁自鎖閥在各種狀態(tài)下的磁路示意圖，其采用雙線圈控制，永磁體置于兩線圈之間形成恒定永磁場，提供自鎖力，打開線圈或關(guān)閉線圈瞬時(shí)通電可產(chǎn)生控制磁場，控制閥門開啟與關(guān)閉。

圖1 磁自鎖閥工作原理圖Fig.1 Operation principle of magnetic latching valve

圖1(a)為磁自鎖閥在關(guān)閉時(shí)的磁路，穿過下氣隙的永磁通大于穿過上氣隙的永磁通,閥芯受到向下的永磁吸力，使閥芯保持關(guān)閉狀態(tài)。圖1(b)為閥門開啟過程，打開線圈通電，產(chǎn)生控制磁通與在下氣隙處永磁通方向相反，相互抵消，與上氣隙處永磁通方向相同，相互疊加，形成電磁合力，隨電流逐漸增大，克服阻力，閥芯向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)，閥門開啟，打開線圈斷電；圖1(c)為開啟狀態(tài)，上氣隙永磁通′大于下氣隙永磁通′1,永磁吸力方向向上，使閥芯自保持在開啟位置。閥門關(guān)閉過程[見圖1(d)]與開啟過程同理，關(guān)閉線圈通電，電磁合力向下，閥芯向下運(yùn)動(dòng)至關(guān)閉位置，閥門關(guān)閉，永磁吸力將閥芯緊緊壓在閥座上。

2 閥芯完全對(duì)中狀態(tài)下的靜態(tài)電磁吸力

自鎖電磁鐵的靜態(tài)電磁吸力一般指工作氣隙固定且閥芯靜止時(shí)，永磁體單獨(dú)作用下的永磁吸力或線圈在恒定激勵(lì)下輸出的電磁吸力。在設(shè)計(jì)計(jì)算電磁吸力時(shí)不考慮閥芯存在偏心的理想情況，常用集中參數(shù)的磁路分割法進(jìn)行初步的永磁力和電磁力估算，再通過磁場有限元法按實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)建模確定自鎖電磁鐵的電磁性能。

2.1 磁路分割法及其數(shù)學(xué)模型

自鎖電磁鐵的磁路屬于“動(dòng)態(tài)式”磁路，主要表現(xiàn)為磁阻隨工作氣隙變化而變化，開/關(guān)線圈產(chǎn)生的瞬時(shí)外加磁場也影響著永磁體的工作點(diǎn)?，F(xiàn)代稀土永磁體的退磁曲線為一條直線，且回復(fù)曲線與之重合，不必考慮非線性問題，在磁路計(jì)算時(shí)可以將永磁體處理為一個(gè)恒定的等效磁勢和一個(gè)線性的磁阻的串聯(lián)；線圈磁勢由激勵(lì)電流及匝數(shù)確定；工作氣隙磁阻可按磁極形狀分割圓柱體磁阻和圓筒形磁阻，非工作氣隙磁阻可按圓筒形磁阻計(jì)算；導(dǎo)磁環(huán)、殼體等導(dǎo)磁零件的磁阻可按線性即類似非工作氣隙磁阻處理，結(jié)合閥門結(jié)構(gòu)示意圖和工作原理，根據(jù)磁阻分布和串并聯(lián)關(guān)系簡化得到自鎖電磁鐵的等效磁路圖，如圖2所示。

圖2 等效磁路圖Fig.2 The magnetic circuit diagram

磁路中上、下兩個(gè)控制線圈的磁勢分別為和，和分別為上、下磁路的等效磁阻，為干路等效磁阻。根據(jù)磁路基爾霍夫二定理：閉合磁路的磁動(dòng)勢等于各段磁路上磁勢降落之和，采用疊加原理求解上、下磁路的磁通得

(1)

(2)

式中：為磁路通過工作氣隙的磁通，Wb；為磁路通過工作氣隙的磁通，Wb。

假設(shè)工作氣隙中的磁通密度是均勻的，由麥克斯韋電磁吸力基本公式可得到電磁合力為

(3)

當(dāng)式(1)和式(2)中線圈磁勢、均為0時(shí)，即磁路中只有永磁鐵作用，電磁合力轉(zhuǎn)化為永磁吸力。

2.2 磁場有限元法及其仿真模型

自鎖電磁鐵是一個(gè)同軸套管式結(jié)構(gòu)，二維軸對(duì)稱仿真模型能夠完整反映其三維情況，考慮到后續(xù)研究中偏置閥芯，其為非軸對(duì)稱模型，故采取三維建模仿真，圖3為在低頻電磁仿真軟件MagNet中建立的自鎖電磁鐵三維模型的縱截面，使用軟件提供的自適應(yīng)網(wǎng)格劃分工具對(duì)模型進(jìn)行自動(dòng)網(wǎng)格生成，在保證計(jì)算精度的同時(shí)減小計(jì)算量，對(duì)閥芯區(qū)域局部劃分精細(xì)網(wǎng)格。

圖3 磁場有限元仿真模型Fig.3 Finite element simulation model

模型中永磁鐵使用高性能銣鐵硼永磁鐵，牌號(hào)為NdFeB 300/160，磁極內(nèi)弧“N”，外弧“S”；閥芯、殼體、導(dǎo)磁環(huán)均使用高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金B(yǎng)YR1，磁導(dǎo)率由-曲線定義；密封塊、隔磁環(huán)和隔磁墊片的磁導(dǎo)率都很小，因此按真空材料處理。各模塊的具體材料屬性如表 1所示。在MagNet軟件中創(chuàng)建并自定義上述材料，將材料屬性分別賦予對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的物理模型。仿真模型中不設(shè)置特殊邊界條件，即考慮磁路中的漏磁，將求解區(qū)域外邊界設(shè)置為氣球邊界。勵(lì)磁源設(shè)置為控制線圈910安匝。

表1 組件材料及屬性

2.3 計(jì)算結(jié)果分析

使用磁路分割法數(shù)學(xué)模型和磁場有限元方法計(jì)算4種典型工況，即閥芯分別處于關(guān)閉和開啟位置時(shí)，斷電狀態(tài)下的自鎖力和通電狀態(tài)下的電磁吸力。4種工況分別代表磁自鎖閥在斷電狀態(tài)下自保持開啟、關(guān)閉狀態(tài)和通電狀態(tài)下開啟、關(guān)閉瞬間，仿真計(jì)算結(jié)果如下。

選取11臺(tái)產(chǎn)品進(jìn)行吸力試驗(yàn)，利用微機(jī)控制彈簧拉壓試驗(yàn)機(jī)測量上述4種工況的自鎖力或電磁合力，測試結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對(duì)比情況如表 2所示。

表2 4種工況下電磁吸力計(jì)算結(jié)果

對(duì)比兩種計(jì)算方法結(jié)果及試驗(yàn)測量數(shù)據(jù)可得，磁路分割法較為保守，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大，主要是因?yàn)樵谟?jì)算時(shí)將鐵磁阻線性化考慮以及對(duì)漏磁的估計(jì)不準(zhǔn)。準(zhǔn)確預(yù)測磁路構(gòu)造分布與估算導(dǎo)磁體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁阻對(duì)磁路分割法的計(jì)算精度具有很大影響，在一定精度范圍內(nèi)，采用磁路分割法的計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度可以滿足工程計(jì)算要求。磁場有限元法計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較接近。磁場有限元法將磁自鎖閥離散單元化，得到其磁場分布情況，磁力線分布示出磁路結(jié)構(gòu)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分布示出磁路工作原理。

圖4為閥芯分別位于關(guān)位和開位時(shí)的表面磁感應(yīng)強(qiáng)度，從圖中可以看出磁感應(yīng)強(qiáng)度呈上下高、中部低的層狀分布；由磁路結(jié)構(gòu)確定，磁通從閥芯中部進(jìn)入，再從上下兩端離開，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度在閥芯上下端面集中而高于中部；在關(guān)位時(shí)下側(cè)氣隙小于上側(cè)，導(dǎo)致磁感應(yīng)強(qiáng)度在小氣隙側(cè)更大；此外在導(dǎo)磁環(huán)與隔磁環(huán)交界處，磁感應(yīng)強(qiáng)度由于散磁通的影響而有所增加。開位時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與關(guān)位時(shí)的正好相反，這是由于上側(cè)工作氣隙小于下側(cè)氣隙。

圖4 閥芯完全對(duì)中時(shí)的表面磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖Fig.4 Magnetic induction intensity on the surface of armature

圖5為通過磁場有限元法得到的4種工況的磁力線分布與磁感應(yīng)強(qiáng)度分布。磁力線分布明確反映了磁路結(jié)構(gòu)，圖5(a)、圖5(b)中，永磁場通過殼體與導(dǎo)磁環(huán)形成上下兩個(gè)包圍隔磁環(huán)與線圈的環(huán)形閉合磁路，且更多地穿過氣隙較小的一側(cè)。永磁體位置布置合理，磁路內(nèi)沒有明顯磁飽和的情況，磁力線較好地被約束在磁路內(nèi)。圖5(c)、圖5(d)中磁力線包圍激勵(lì)線圈分別形成對(duì)應(yīng)的關(guān)閉磁回路和開啟磁回路，磁路內(nèi)磁力線數(shù)量明顯增加，由于控制磁場與極化磁場相互疊加，磁路并不穩(wěn)定，而有部分磁力線逸出磁路，產(chǎn)生一定漏磁。磁感應(yīng)強(qiáng)度主要集中在磁通面積較小的軟磁合金殼體外部和最小工作氣隙處。在斷電狀態(tài)下，永磁體作為唯一的勵(lì)磁源，磁感應(yīng)強(qiáng)度在小工作氣隙處大于大工作氣隙處，由此形成自鎖力。同時(shí)，主磁路中磁感應(yīng)強(qiáng)度基本處于0.6～1 T，在此范圍內(nèi)軟磁合金B(yǎng)YR1具有較大磁導(dǎo)率，從而可獲得較大的自鎖力。在通電狀態(tài)下，磁路中的工作氣隙和殼體外部出現(xiàn)明顯磁飽和，在磁路轉(zhuǎn)角過渡處亦存在局部磁飽和，隔磁角度對(duì)吸力存在重要影響。磁場有限元法的仿真結(jié)果中，由磁力線分布驗(yàn)證了磁路分割法中對(duì)磁路結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確建模；由磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布情況驗(yàn)證了計(jì)算鐵磁導(dǎo)時(shí)按線性處理的合理性。

圖5 有限元法計(jì)算的磁力線分布及磁感應(yīng)強(qiáng)度分布Fig.5 Simulation results of static electromagnetic field simulation

3 閥芯偏心狀態(tài)下的靜態(tài)電磁吸力

閥芯的偏心狀態(tài)如圖6所示，閥芯與導(dǎo)向面間的裝配關(guān)系為間隙配合，單邊間隙大小在0.03～0.035 mm之間。閥芯在裝配入閥體內(nèi)便會(huì)整體偏移至一側(cè)，與導(dǎo)向面相互接觸，導(dǎo)致偏心側(cè)的氣隙減小，背離偏心側(cè)氣隙增大。

圖6 閥芯偏心示意圖Fig.6 The schematic diagram of eccentric armature

定義偏心距為閥芯橫截面圓心至導(dǎo)向面圓心的距離。根據(jù)上文中的仿真結(jié)果，磁自鎖閥在關(guān)位和開位的磁場基本一致，僅方向相反，因此下面以關(guān)位為研究狀態(tài)。

3.1 閥芯偏心狀態(tài)下的永磁吸力

閥芯在偏心狀態(tài)下會(huì)與導(dǎo)向面直接接觸，但是在MagNet軟件中，所有導(dǎo)體不得接觸且必須完全包圍在空氣域內(nèi)，因此模型中閥芯與導(dǎo)向面的接觸位置留有0.001 mm的間隙，并在導(dǎo)向面內(nèi)建立包圍閥芯的圓柱體InnerAir區(qū)域，同時(shí)賦予該空氣域表面向內(nèi)生成的2層總厚度為0.001 mm的邊界層網(wǎng)格以保證閥芯完全包圍于空氣域內(nèi)。材料參數(shù)設(shè)置與表 1相同，建立閥芯在偏心狀態(tài)下的三維仿真模型。

研究配合間隙的影響時(shí)，分別調(diào)整單邊間隙為0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08 mm，偏心距等于單邊間隙寬度，采用磁場有限元法對(duì)不同偏心距下閥芯所受永磁吸力進(jìn)行仿真計(jì)算。永磁吸力計(jì)算如圖7所示，閥芯表面磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖8所示。

圖7 不同偏心距下的永磁吸力變化Fig.7 Electromagnetic force with different eccentricity

圖8 關(guān)閉狀態(tài)時(shí)不同偏心距下的閥芯表面磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖Fig.8 Magnetic induction intensity on the surface of armature with different eccentricity in the closed state

由圖7可知，磁自鎖閥閥芯處于偏心狀態(tài)且僅有永磁鐵作用時(shí)，閥芯所受永磁吸力為沿軸向的自鎖力和沿閥芯徑向的側(cè)向永磁力，側(cè)向永磁力是由于閥芯偏心后，兩側(cè)氣隙寬度不同而形成的。其中自鎖力受偏心量的影響較小，隨偏心量的增加有小幅降低，其原因?yàn)榕浜祥g隙增大，磁阻增大。側(cè)向永磁力受偏心量影響較大，在單邊配合間隙僅為0.03 mm時(shí)，側(cè)向永磁力便有24.5 N，與自鎖力相當(dāng)，且在所選研究的配合間隙范圍內(nèi)基本按對(duì)數(shù)規(guī)律增大，在配合間隙小于0.06 mm時(shí)，側(cè)向永磁力隨偏心量增加快速增大；大于0.06 mm后，增加幅度減小，并逐漸趨于平緩。根據(jù)許闖等研究，閥芯上下受力不均還將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩使閥芯傾斜。

從圖8中分析磁感應(yīng)強(qiáng)度得出：閥芯偏心后，由于導(dǎo)磁環(huán)與隔磁環(huán)交接處的散磁通，將閥芯表面磁感應(yīng)強(qiáng)度分為上中下3個(gè)部分。被導(dǎo)磁環(huán)包圍的閥芯中部，磁感應(yīng)強(qiáng)度在偏心側(cè)的比例增加，在背離偏心側(cè)的比例減小，兩側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度分布不均，產(chǎn)生側(cè)向電磁力。此外，閥芯在工作氣隙處的端面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度也顯現(xiàn)出偏心側(cè)高、背離側(cè)低的分布，使閥芯受力更加復(fù)雜。隨著閥芯偏心量的增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度在偏心側(cè)逐漸增加，背離偏心側(cè)逐漸減少，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度差的增加，閥芯側(cè)向電磁力逐漸增加，使閥芯趨向偏心側(cè)運(yùn)動(dòng)，并與導(dǎo)向面緊密貼合，增大偏心接觸位置壓強(qiáng)是導(dǎo)致閥芯卡滯的重要原因。

3.2 閥芯偏心狀態(tài)下的電磁吸力

閥芯磨損過程發(fā)生在控制線圈通電，閥芯在電磁合力作用下運(yùn)動(dòng)的過程中。仿真模型為關(guān)閉狀態(tài)，因此給開線圈設(shè)置激勵(lì)電流分別為0、70、140、210、280 A，模擬電流不斷增加的準(zhǔn)靜態(tài)開啟過程中，閥芯所受線圈電磁力始終小于自鎖力，閥芯始終保持在關(guān)閉位置上。針對(duì)上文中不同配合間隙的情況，仿真得到側(cè)向電磁力隨電流的變化如圖9所示。

圖9 側(cè)向電磁力隨電流的變化曲線Fig.9 Lateral electromagnetic force with different current

圖9中側(cè)向電磁力曲線表明：配合間隙在0.03～0.08 mm 之間變化時(shí)，側(cè)向電磁力變化趨勢基本相同。在任意配合間隙內(nèi)，側(cè)向電磁力隨安匝數(shù)的增加而增加。在安匝數(shù)為280 A時(shí)，線圈電磁吸力與自鎖力基本相同，磁自鎖閥響應(yīng)時(shí)間很短，閥芯在一瞬間完成位置轉(zhuǎn)變，閥芯在運(yùn)動(dòng)過程中始終受到側(cè)向電磁力作用。

3.3 側(cè)向電磁力控制與偏心距控制方法

偏心狀態(tài)的閥芯會(huì)受到側(cè)向電磁力作用，使閥芯擠壓導(dǎo)向面，加劇表面的磨損，是降低閥門壽命的重要原因。為提高磁自鎖閥的動(dòng)作壽命，必須減小側(cè)向電磁力，減小摩擦。從前面的仿真中可以知道，側(cè)向電磁力受偏心量的影響較大，減小偏心程度從而減小側(cè)向電磁力是最直接有效的方法。如圖10所示，在閥芯表面沉積非金屬膜層后，偏心距有所減??；同時(shí)，鍍膜填補(bǔ)了一定的氣隙空間，使偏心兩側(cè)的氣隙差減小。非金屬鍍膜的磁導(dǎo)率很小，可將其視作空氣域。

圖10 非金屬鍍膜示意圖Fig.10 Schematic diagram of non-metallic coating

本文仿真了閥芯與導(dǎo)向面單邊配合間隙為0.05 mm的狀態(tài)情況，設(shè)置偏心距分別為0.01、0.02、0.03、0.04 mm，通過仿真得到側(cè)向永磁力和自鎖力如表 3所示，閥芯表面磁感應(yīng)強(qiáng)度分布如圖11所示。

表3 不同偏心距下電磁吸力計(jì)算結(jié)果

圖11 關(guān)閉狀態(tài)時(shí)閥芯表面磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖Fig.11 Magnetic induction intensity on the surface of armature in the closed state

從表 3中可以看出，通過減小閥芯的偏心距可以顯著減小側(cè)向電磁力，從最大偏心度0.05 mm開始，每減小0.01 mm的偏心量，約減小50%側(cè)向電磁力。從磁感應(yīng)強(qiáng)度分布看出閥芯在偏心側(cè)和背離側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸趨于均勻，呈現(xiàn)閥芯完全對(duì)中狀態(tài)時(shí)的層狀分布結(jié)構(gòu)，因此側(cè)向電磁力減小。

控制閥芯偏心量的幾種方法如下。

1)通過提高加工精度，減小裝配間隙，可直接控制偏心量，但受加工經(jīng)驗(yàn)限制，無法完全保證效果。此外，根據(jù)仿真結(jié)果，配合間隙較小的情況下，依舊有較大的側(cè)向電磁力。

2)調(diào)整電磁閥磁路，減小隔磁環(huán)尺寸，增加殼體導(dǎo)磁部分的尺寸，可使磁通更為均勻，減小銜鐵扭轉(zhuǎn)力矩。

3)使用撓性支撐片定位閥芯位置，實(shí)現(xiàn)閥芯無摩擦運(yùn)動(dòng)，此類閥門稱為銜鐵懸空式電磁閥，具有動(dòng)作壽命長的特點(diǎn)，但銜鐵懸空式磁自鎖閥的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

4)通過在閥芯表面沉積非金屬膜層，可利用膜層補(bǔ)償一部分配合間隙和隔離閥芯與導(dǎo)向面，使導(dǎo)向面金屬表面—閥芯金屬表面摩擦副轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)向面金屬表面—膜層非金屬摩擦副，削弱摩擦作用帶來的機(jī)械損傷，可有效提高閥門動(dòng)作壽命。

本文中所研究的磁自鎖閥已實(shí)現(xiàn)此工藝的成功應(yīng)用，并通過1萬次壽命試驗(yàn)考核，壽命試驗(yàn)后產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足技術(shù)指標(biāo)要求。

4 結(jié)論

本文利用電磁場有限元軟件，分別對(duì)閥芯處于完全對(duì)中和偏心兩種情況下的磁自鎖閥進(jìn)行了靜態(tài)吸力仿真，研究了偏心距以及激勵(lì)電流對(duì)側(cè)向磁力的影響，得到了以下結(jié)論。

1)自鎖力幾乎不受閥芯的偏心而變化，因此采用軸對(duì)稱模型完全滿足仿真設(shè)計(jì)要求。閥芯處于偏心狀態(tài)時(shí)，永磁體和通電激勵(lì)線圈均會(huì)對(duì)閥芯產(chǎn)生沿徑向的側(cè)向磁力，其方向指向偏心側(cè)，會(huì)增加接觸壓強(qiáng)，加劇閥芯和導(dǎo)向面的磨損。

2)側(cè)向磁力受配合間隙的影響較大，隨著磁自鎖閥閥芯偏心量的增加，磁通向偏心側(cè)集中，閥芯兩側(cè)的磁通差逐漸變大，側(cè)向磁力逐漸增大。

3)閥芯摩擦表面沉積非金屬鍍膜工藝可減小摩擦，并補(bǔ)償配合間隙，減小偏心量。該工藝已成功應(yīng)用于多種磁自鎖閥并有效增加閥門動(dòng)作壽命。