一種氣動比例閥門的驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種氣動比例閥門的驅(qū)動裝置。適用于內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中為了使比例閥門停留在任意一個中間位置常采用控制閥芯電磁鐵輸入電流的方法，或者通過電磁閥組調(diào)整進(jìn)氣壓力的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0003]例如:CN201310010367.7氣動比例壓力閥，一種氣動比例壓力閥，包括上殼體、下殼體，上殼體的內(nèi)孔設(shè)置有主閥芯，主閥芯的右端連接上閥芯的左端；上閥芯的右端連接比例電磁鐵；主閥芯的左端固定設(shè)置有閥口組件，主閥芯的閥口組件通過主閥芯復(fù)位彈簧連接主閥芯彈簧座，主閥芯彈簧座通過孔用彈性擋圈固定連接上殼體；下殼體內(nèi)設(shè)置有皮碗，皮碗的右側(cè)與上殼體的左側(cè)之間形成氣壓控制腔；位于皮碗左側(cè)的下殼體上開有工作孔、排氣孔和溢流孔；溢流孔分別與排氣孔和工作孔連通；工作孔與負(fù)載直接相通，排氣孔直接通大氣，溢流孔中設(shè)置有溢流閥組件。氣動比例壓力閥的閥芯通過電磁鐵驅(qū)動，比例電磁鐵接收來自控制器的輸入電流信號，轉(zhuǎn)化為輸出力；當(dāng)輸入電流增加時，比例電磁鐵的輸出力增大，克服主閥芯復(fù)位彈簧和上閥芯復(fù)位彈簧的彈簧力，推動主閥芯和上閥芯一起向左移動，使得閥口打開；當(dāng)輸入電流減小時，比例電磁鐵輸出力減小，上閥芯被上閥芯復(fù)位彈簧頂推先向右移，與主閥芯分離，將控制腔中氣體經(jīng)所述上殼體的小腔排入大氣，而由于力的減小，主閥芯的閥口開度變小，節(jié)流效應(yīng)加強(qiáng)，使得控制腔壓力下降，而皮碗左側(cè)壓力保持為電流減小前壓力值，使得兩側(cè)存在壓力差，推動皮碗向右移動，皮碗不再密封出氣孔；由于皮碗的單向作用，在向右移動的過程中，唇口在左側(cè)壓力的作用一直處于漲緊狀態(tài)，隔絕控制腔與工作孔，而由于皮碗右移，使得排氣孔和工作孔連通，負(fù)載中氣體快速排向大氣；當(dāng)負(fù)載孔的氣體壓力下降到一定值時，皮碗左右兩側(cè)即負(fù)載與工作腔氣體壓力重新達(dá)到平衡，皮碗回到初始位置，排氣孔與工作孔不再連通，氣體不再排出。該方案是壓縮空氣通過一個比例電磁閥與一個空腔相連，比例電磁閥能線性的控制空腔的壓力，當(dāng)該空腔的壓力大于負(fù)載端壓力時，空腔中的壓縮空氣將進(jìn)入負(fù)載端，從而使負(fù)載端的壓力上升，直至兩者間的壓力平衡，當(dāng)該空腔的壓力小于負(fù)載端時，負(fù)載端的空氣將排入大氣，從而使負(fù)載端的壓力下降，直至兩者間的壓力平衡，負(fù)載端的壓力是間接控制的，響應(yīng)比較慢，而且氣動比例閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大、價格高昂。
[0004]又如:CN201110205797.5 —種基于電磁閥陣的氣動比例調(diào)節(jié)裝置，其包括主閥體、上端蓋、下端蓋、進(jìn)氣電磁閥陣和出氣電磁閥陣，主閥體內(nèi)設(shè)有互相分隔獨(dú)立的氣腔、進(jìn)氣氣路和排氣氣路，主閥體頂部安裝有壓力傳感器和電路板，且上端蓋安裝于主閥體頂部將壓力傳感器、電路板容納于其中；主閥體底部安裝下端蓋；主閥體左、右側(cè)分別安裝進(jìn)氣電磁閥陣和出氣電磁閥陣；主閥體前側(cè)設(shè)有與進(jìn)氣氣路和氣腔各自分別連通的第一接口、第二接口。進(jìn)氣電磁閥陣包括至少兩種通徑的電磁閥，每個電磁閥與主閥體左側(cè)開設(shè)的兩個氣口連接安裝，其中一個氣口與氣腔相連通，另一個氣口與進(jìn)氣氣路相連通；排氣電磁閥陣包括至少兩種通徑的電磁閥，每個電磁閥與主閥體右側(cè)開設(shè)的兩個氣口連接安裝，其中一個氣口與氣腔相連通，另一個氣口與排氣氣路相連通。該方案是通過進(jìn)氣電磁閥組和排氣電磁閥組打開的電磁閥個數(shù)的組合來實(shí)現(xiàn)壓力腔的壓力調(diào)節(jié)的，進(jìn)氣電磁閥組打開的閥數(shù)量增多則氣壓增大，排氣電磁閥組打開的閥數(shù)量增多則氣壓減小，這種方式需要用到很多個電磁閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且對氣壓控制的線性度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種結(jié)構(gòu)簡單、線性度好、響應(yīng)速度快的氣動比例閥門的驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
一種氣動比例閥門的驅(qū)動裝置，其特征在于:該裝置包括壓縮空氣源、電磁閥、控制器和氣缸；所述氣缸內(nèi)具有活塞，所述活塞受到活塞兩端的壓差驅(qū)動上下活動，上下兩端受力平衡，活塞定位停留；所述壓縮空氣源通過電磁閥通斷向氣缸活塞的上端腔體和/或下端腔體提供壓力；所述控制器提供PWM信號控制所述電磁閥通斷。
[0007]—種方式:所述活塞下方設(shè)置有壓縮彈簧，向活塞提供向上的力；所述電磁閥為二位三通電磁閥，具有1、II兩種工作狀態(tài)，在控制器PWM信號控制下進(jìn)行狀態(tài)切換；工作狀態(tài)I時，壓縮空氣源提供的壓縮空氣經(jīng)電磁閥后進(jìn)入氣缸活塞的上端腔體，驅(qū)動活塞克服壓縮彈簧彈力下行；工作狀態(tài)II時，氣缸活塞的上端腔體內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)電磁閥后進(jìn)入氣缸活塞的下端腔體和排入大氣，所述壓縮彈簧彈力驅(qū)動活塞上行。
[0008]優(yōu)選的:所述壓縮空氣源的壓縮空氣經(jīng)單向閥后再經(jīng)電磁閥進(jìn)入氣缸活塞的上端腔體；所述氣缸活塞的上端腔體內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)電磁閥再經(jīng)單向閥后分成兩路，一路經(jīng)節(jié)流閥后進(jìn)入氣缸活塞的下端腔體，另一路經(jīng)單向閥后排入大氣。
[0009]另一種形式:所述電磁閥為兩位五通電磁閥，具有1、II兩種工作狀態(tài)，在控制器PffM信號控制下進(jìn)行狀態(tài)切換；工作狀態(tài)I時，壓縮空氣源提供的壓縮空氣經(jīng)電磁閥后進(jìn)入氣缸活塞的上端腔體，氣缸活塞的下端腔體內(nèi)的空氣經(jīng)電磁閥后排入大氣，活塞兩端的壓差驅(qū)動活塞下行；工作狀態(tài)II時，壓縮空氣源提供的壓縮空氣經(jīng)電磁閥后進(jìn)入氣缸活塞的下端腔體，氣缸活塞的上端腔體內(nèi)的空氣經(jīng)電磁閥后排入大氣，活塞兩端的壓差驅(qū)動活塞上行。
[0010]優(yōu)選的:所述壓縮空氣源提供的壓縮空氣經(jīng)單向閥后再經(jīng)電磁閥進(jìn)入氣缸活塞的上端腔體或下端腔體；所述氣缸活塞的上端腔體和下端腔體內(nèi)壓縮空氣經(jīng)電磁閥再經(jīng)單向閥后和節(jié)流閥后排入大氣。
[0011]上述控制器的PffM信號的占空比值通過PID調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行控制。
[0012]上述氣缸的活塞上固定有感應(yīng)體，所述氣缸的外殼上固定有位置傳感器，所述位置傳感器根據(jù)感應(yīng)體的位置輸出相應(yīng)的信號給控制器，控制器根據(jù)獲得的位置信號以及目標(biāo)位置信號制定控制策略控制所述電磁閥。
[0013]本發(fā)明的積極效果在于:通過電磁閥的通斷，能將閥門精確穩(wěn)定的控制在工作行程的任何位置，線性度好；所用的元件數(shù)量少結(jié)構(gòu)簡單，而且所用元件全是常規(guī)氣動元件，成本低。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)I示意圖。
[0016]圖3為圖1結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)II示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為圖4結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)I示意圖。
[0019]圖6為圖4結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)II示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:
如圖1-3所示，所述電磁閥13有1、II兩種工作狀態(tài)，有P、A、T三個通道，其中通道A與通道17相連，通道P與單向閥15相連，通道T與單向閥2相連，單向閥15在壓縮空氣源I下游，單向閥2在通道T下游、單向閥14在單向閥2下游，節(jié)流閥3在單向閥2下游單向閥14上游，所述電磁閥13可以是雙線圈式也可以是單線圈式，雙線圈式每個線圈控制一個工作狀態(tài)，如果用雙線圈式則兩個線圈采用互補(bǔ)的信號控制，控制信號直接控制其中一個線圈，反向處理后控制另外一個線圈，單線圈式線圈通電只控制從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)，而回到原來的狀態(tài)則線圈斷電通過彈簧實(shí)現(xiàn)，如果用單線圈式則控制信號直接控制該線圈。氣缸19為單作用氣缸，活塞20的下行是通過氣壓的作用力驅(qū)動的，上行是通過彈簧力驅(qū)動的。所述氣缸19的活塞20上固定有感應(yīng)體29，所述氣缸19的外殼上固定有位置傳感器30，所述位置傳感器30能根據(jù)感應(yīng)體29的位置輸出相應(yīng)的信號給控制器4，控制器4根據(jù)獲得的位置信號以及目標(biāo)位置信號制定控制策略控制所述電磁閥13，使所述活塞9快速精確地移動至目標(biāo)位置并穩(wěn)定在目標(biāo)位置。所述彈簧23除了具備驅(qū)動作用還具備系統(tǒng)停止工作時閥門的回零位作用。
[0021]圖2、3為電磁閥13的兩種工作狀態(tài)的示意圖。如圖2所示，當(dāng)所述電磁閥13工作于工作狀態(tài)I時，所述單向閥15開啟，通道P與通道A相通，空氣通過單向閥15、通道P、通道A、通道17進(jìn)入空腔18中；空腔18中的氣壓使活塞20克服彈簧23的彈簧力向下移動，空腔21中的空氣在活塞20的作用下將產(chǎn)生一定的氣壓，單向閥14在氣壓作用下開啟，空腔21中的空氣通過節(jié)流閥3、單向閥14排入大氣中。如圖3所示，當(dāng)所述電磁閥13工作于工作狀態(tài)II時，通道T與通道A相通，活塞20在彈簧23的彈簧力作用下向上移動，空腔21中形成負(fù)壓，同時空腔18中的氣壓使單向閥2開啟，空腔18中的一部分空氣通過通道17、通道A、通道T、單向閥2、節(jié)流閥3、通道24進(jìn)入空腔21中；由于在工作狀態(tài)I時空腔18是通的高壓空氣，切換至工作狀態(tài)II后，空腔18中的空氣會進(jìn)入到單向閥14正端的管道里，使正端的氣壓高于負(fù)端，單向閥14將開啟，空腔18中的一部分空氣將通過通道17、通道A、通道T、單向閥2、單向閥14排入大氣中。
[0022]以PffM信號控制電磁閥13快速在