摘　要：介绍适用于大气式燃烧方式的动磁式燃气比例阀组组成及控制原理。针对配置动磁式燃气比例阀组的燃气热水器，对点火性能的影响因素(点火电流型式、阀开启顺序)进行了理论分析及试验研究。

关键词：动磁式燃气比例阀组；  燃气热水器；  点火性能

Study on Ignition Performance of Gas Water Heater Equipped with Moving Magnet-type Gas Proportional Valve Group

Abstract：The composition and control principle of moving magnet gas proportional valve group suitable for atmospheric combustion are introduced．The factors including ignition current type and valve opening sequence which affect the ignition performance of gas water heater equipped with moving magnet-type gas proportional valve group are theoretically analyzed and experimentally researched．

Keywords：moving magnet-type gas proportional valve group；gas water heater；ignition performance.

燃气进入千家万户，给人民的生活带来了很大便利，燃气热水器、燃气采暖热水炉也得到了，“泛的应用。生活水平不断提高，使得人们对燃具的性能要求也越来越高。随着电子技术和燃气比例控制技术成熟，出现了水控型自动点火燃气热水器，点火方式也从手动点火发展为自动点火。本文对配置动磁式燃气比例阀组燃气热水器的点火性能进行研究。

1　动磁式燃气比例阀组组成及控制原理

动磁式燃气比例阀组(适用于大气式燃烧方式)组成见图l，由两级安全截止阀、动磁式燃气比例阀(由电磁比例调节器、压力调节器构成，以下简称比例阀)组成。当燃气进入阀组时，先经过滤器、两级安全截止阀，再进入比例阀。比例阀前后设有进出l5压力测点。

比例阀结构见图2。当燃气热水器的控制器给电磁比例调节器上的比例线圈施加电流时，电磁比例调节器产生一个磁场方向与永磁体方向相反的磁场，永磁体带动压力调节器的阀芯向上运动，产生一定的相对开度，电流大小不同产生的排斥力不同，压力调节器阀芯的相对开度不同，从而实现燃气流量的调节。

比例阀还具有稳定燃气压力作用，当作用在压力调节器膜片上的燃气压力增大时，膜片带动阀芯向下运动减小相对开度，保证出口压力的稳定；反之，当作用在压力调节器膜片上的燃气压力减小时，膜片带动阀芯向上运动增大相对开度，保证出口压力的稳定。

2　点火性能影响因素

点火性能是指燃具在点火时是否有爆燃、回火及点火困难等现象的发生，点火性能优良的燃气热水器在点火时，不应有爆燃、回火以及数次点火不成功等不良现象出现。影响燃气热水器点火性能的因素很多，本文主要从以下两方面对点火性能的影响因素进行分析：点火电流型式：固定电流点火、渐变电流点火；阀开启顺序。

2.1　点火电流型式

固定电流点火是在点火期间，对比例线圈施加一个恒定电流。渐变电流点火是在点火期间，施加在比例线圈上的是在一个固定范围内由小变大的电流，直到点火成功为止。

采用固定电流点火时，由于电流为固定值，在点火时燃气流量从零突然增加到一个固定值，流量变化较快，不利于顺利点火。采用渐变电流点火时，由于电流由小变大，因此在点火期间燃气流量也是逐渐增大，有利于提高点火性能。

2.2　阀开启顺序

对于燃气热水器点火过程，可采用两种阀开启顺序：开启顺序1：先给比例线圈施加电流，再依次打开安全截止阀Vl、V2；开启顺序2：先依次打开安全截止阀Vl、V2，再给比例线圈施加电流。下面基于固定电流点火方式，针对配置动磁式燃气比例阀组的燃气热水器，研究阀开启顺序对点火性能的影响。

①试验研究

a．开启顺序1

在不同的进口压力P，(分别为1、2、3、4、5kPa)下进行试验，并记录出口压力p1的变化情况，见图3，图中横坐标表示时间，纵坐标表示p2。图3、4中右侧较高红线为参照线。由图2可知，采用开启顺序1时，出口压力p2发生过冲现象，且随着进气压力p1升高，过冲现象越来越明显。

在不同进气压力p1(1、2、3、4、5kPa)下进行试验，并记录出口压力p2的变化情况，见图4，横坐标表示时间，纵坐标表示p2。由图4可知，采用开启顺序2时，出口压力p2比较稳定，随着进口压力p1升高，出口压力p2仍然比较稳定，没有出现过冲现象。

②理论分析

压力调节器阀芯的受力见图5。当比例线圈未施加电流时，线圈产生的电磁力Fd，为0，在阀芯重力G、弹簧作用力Ft、燃气对膜片的作用力Fp共同作用下阀芯处于关闭状态。

F＝Fd-(Fp+G+Ft)

式中F——阀芯受到的合力，N

Fd——比例线圈产生的电磁力，N

Fp——燃气对膜片的作用力，N

G——阀芯重力，N

Ft——弹簧作用力，N

当采用开启顺序1时，比例线圈通电时由于安全截止阀没有开启，这时燃气对膜片的作用力Fp为0，因此有：

F1＝Fd-(G+Ft) 　     　   (1)

式中F1——采用开启顺序1，比例线圈通电时阀芯受到的合力，N

当采用开启顺序2时，比例线圈通电时由于安全截止阀已经打开，这时燃气对膜片的作用力Fp为接近进口压力产生的作用力，因此有：

F2＝Fd-(Fp+G+F1)　　　    (2)

Fp＝p1(A1-A2)

式中F2——采用开启顺序2，比例线圈通电时阀芯受到的合力，N

p1——进口压力，Pa

A1——膜片的投影面积，m²

A2——阀芯的投影面积，m²

由式(1)、(2)可知，F1>F2。当采用开启顺序1时，在燃气还没有流进压力调节器腔内时，阀芯已经达到一定的相对开度，当安全截止阀打开后，燃气流入压力调节器腔，并以较高压力冲出比例阀到达燃烧器，然后在燃气对膜片的作用力下，阀芯的相对开度逐渐减小，最终达到稳定状态。当采用开启顺序2时，在阀芯尚未开启前，安全截止阀已经打开，燃气对膜片已形成一定作用力，因此比例线圈通电后阀芯的相对开度较小，出口压力比较平缓。

3　结论

对于配置动磁式燃气比例阀组的燃气热水器，为提高点火性能，宜采用渐变电流点火方式。当采用固定电流点火方式时，宜采用先依次打开安全截止阀，再给比例线圈施加电流的阀开启顺序。

本文作者：姚占朋  李景祺  庞智勇

作者单位：广州市精鼎电器科技有限公司

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