一种气动比例阀门的驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种气动比例阀门的驱动装置。适用于内燃机领域。
【背景技术】
[0002]现有技术中为了使比例阀门停留在任意一个中间位置常采用控制阀芯电磁铁输入电流的方法，或者通过电磁阀组调整进气压力的方式来实现。
[0003]例如:CN201310010367.7气动比例压力阀，一种气动比例压力阀，包括上壳体、下壳体，上壳体的内孔设置有主阀芯，主阀芯的右端连接上阀芯的左端；上阀芯的右端连接比例电磁铁；主阀芯的左端固定设置有阀口组件，主阀芯的阀口组件通过主阀芯复位弹簧连接主阀芯弹簧座，主阀芯弹簧座通过孔用弹性挡圈固定连接上壳体；下壳体内设置有皮碗，皮碗的右侧与上壳体的左侧之间形成气压控制腔；位于皮碗左侧的下壳体上开有工作孔、排气孔和溢流孔；溢流孔分别与排气孔和工作孔连通；工作孔与负载直接相通，排气孔直接通大气，溢流孔中设置有溢流阀组件。气动比例压力阀的阀芯通过电磁铁驱动，比例电磁铁接收来自控制器的输入电流信号，转化为输出力；当输入电流增加时，比例电磁铁的输出力增大，克服主阀芯复位弹簧和上阀芯复位弹簧的弹簧力，推动主阀芯和上阀芯一起向左移动，使得阀口打开；当输入电流减小时，比例电磁铁输出力减小，上阀芯被上阀芯复位弹簧顶推先向右移，与主阀芯分离，将控制腔中气体经所述上壳体的小腔排入大气，而由于力的减小，主阀芯的阀口开度变小，节流效应加强，使得控制腔压力下降，而皮碗左侧压力保持为电流减小前压力值，使得两侧存在压力差，推动皮碗向右移动，皮碗不再密封出气孔；由于皮碗的单向作用，在向右移动的过程中，唇口在左侧压力的作用一直处于涨紧状态，隔绝控制腔与工作孔，而由于皮碗右移，使得排气孔和工作孔连通，负载中气体快速排向大气；当负载孔的气体压力下降到一定值时，皮碗左右两侧即负载与工作腔气体压力重新达到平衡，皮碗回到初始位置，排气孔与工作孔不再连通，气体不再排出。该方案是压缩空气通过一个比例电磁阀与一个空腔相连，比例电磁阀能线性的控制空腔的压力，当该空腔的压力大于负载端压力时，空腔中的压缩空气将进入负载端，从而使负载端的压力上升，直至两者间的压力平衡，当该空腔的压力小于负载端时，负载端的空气将排入大气，从而使负载端的压力下降，直至两者间的压力平衡，负载端的压力是间接控制的，响应比较慢，而且气动比例阀结构复杂、加工难度大、价格高昂。
[0004]又如:CN201110205797.5 —种基于电磁阀阵的气动比例调节装置，其包括主阀体、上端盖、下端盖、进气电磁阀阵和出气电磁阀阵，主阀体内设有互相分隔独立的气腔、进气气路和排气气路，主阀体顶部安装有压力传感器和电路板，且上端盖安装于主阀体顶部将压力传感器、电路板容纳于其中；主阀体底部安装下端盖；主阀体左、右侧分别安装进气电磁阀阵和出气电磁阀阵；主阀体前侧设有与进气气路和气腔各自分别连通的第一接口、第二接口。进气电磁阀阵包括至少两种通径的电磁阀，每个电磁阀与主阀体左侧开设的两个气口连接安装，其中一个气口与气腔相连通，另一个气口与进气气路相连通；排气电磁阀阵包括至少两种通径的电磁阀，每个电磁阀与主阀体右侧开设的两个气口连接安装，其中一个气口与气腔相连通，另一个气口与排气气路相连通。该方案是通过进气电磁阀组和排气电磁阀组打开的电磁阀个数的组合来实现压力腔的压力调节的，进气电磁阀组打开的阀数量增多则气压增大，排气电磁阀组打开的阀数量增多则气压减小，这种方式需要用到很多个电磁阀结构复杂，而且对气压控制的线性度差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷提供一种结构简单、线性度好、响应速度快的气动比例阀门的驱动装置及驱动方法。
[0006]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
一种气动比例阀门的驱动装置，其特征在于:该装置包括压缩空气源、电磁阀、控制器和气缸；所述气缸内具有活塞，所述活塞受到活塞两端的压差驱动上下活动，上下两端受力平衡，活塞定位停留；所述压缩空气源通过电磁阀通断向气缸活塞的上端腔体和/或下端腔体提供压力；所述控制器提供PWM信号控制所述电磁阀通断。
[0007]—种方式:所述活塞下方设置有压缩弹簧，向活塞提供向上的力；所述电磁阀为二位三通电磁阀，具有1、II两种工作状态，在控制器PWM信号控制下进行状态切换；工作状态I时，压缩空气源提供的压缩空气经电磁阀后进入气缸活塞的上端腔体，驱动活塞克服压缩弹簧弹力下行；工作状态II时，气缸活塞的上端腔体内的压缩空气经电磁阀后进入气缸活塞的下端腔体和排入大气，所述压缩弹簧弹力驱动活塞上行。
[0008]优选的:所述压缩空气源的压缩空气经单向阀后再经电磁阀进入气缸活塞的上端腔体；所述气缸活塞的上端腔体内的压缩空气经电磁阀再经单向阀后分成两路，一路经节流阀后进入气缸活塞的下端腔体，另一路经单向阀后排入大气。
[0009]另一种形式:所述电磁阀为两位五通电磁阀，具有1、II两种工作状态，在控制器PffM信号控制下进行状态切换；工作状态I时，压缩空气源提供的压缩空气经电磁阀后进入气缸活塞的上端腔体，气缸活塞的下端腔体内的空气经电磁阀后排入大气，活塞两端的压差驱动活塞下行；工作状态II时，压缩空气源提供的压缩空气经电磁阀后进入气缸活塞的下端腔体，气缸活塞的上端腔体内的空气经电磁阀后排入大气，活塞两端的压差驱动活塞上行。
[0010]优选的:所述压缩空气源提供的压缩空气经单向阀后再经电磁阀进入气缸活塞的上端腔体或下端腔体；所述气缸活塞的上端腔体和下端腔体内压缩空气经电磁阀再经单向阀后和节流阀后排入大气。
[0011]上述控制器的PffM信号的占空比值通过PID调节的方法进行控制。
[0012]上述气缸的活塞上固定有感应体，所述气缸的外壳上固定有位置传感器，所述位置传感器根据感应体的位置输出相应的信号给控制器，控制器根据获得的位置信号以及目标位置信号制定控制策略控制所述电磁阀。
[0013]本发明的积极效果在于:通过电磁阀的通断，能将阀门精确稳定的控制在工作行程的任何位置，线性度好；所用的元件数量少结构简单，而且所用元件全是常规气动元件，成本低。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
[0015]图2为图1结构工作状态I示意图。
[0016]图3为图1结构工作状态II示意图。
[0017]图4为本发明另一种实施方式的结构示意图。
[0018]图5为图4结构工作状态I示意图。
[0019]图6为图4结构工作状态II示意图。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
如图1-3所示，所述电磁阀13有1、II两种工作状态，有P、A、T三个通道，其中通道A与通道17相连，通道P与单向阀15相连，通道T与单向阀2相连，单向阀15在压缩空气源I下游，单向阀2在通道T下游、单向阀14在单向阀2下游，节流阀3在单向阀2下游单向阀14上游，所述电磁阀13可以是双线圈式也可以是单线圈式，双线圈式每个线圈控制一个工作状态，如果用双线圈式则两个线圈采用互补的信号控制，控制信号直接控制其中一个线圈，反向处理后控制另外一个线圈，单线圈式线圈通电只控制从一个状态到另一个状态，而回到原来的状态则线圈断电通过弹簧实现，如果用单线圈式则控制信号直接控制该线圈。气缸19为单作用气缸，活塞20的下行是通过气压的作用力驱动的，上行是通过弹簧力驱动的。所述气缸19的活塞20上固定有感应体29，所述气缸19的外壳上固定有位置传感器30，所述位置传感器30能根据感应体29的位置输出相应的信号给控制器4，控制器4根据获得的位置信号以及目标位置信号制定控制策略控制所述电磁阀13，使所述活塞9快速精确地移动至目标位置并稳定在目标位置。所述弹簧23除了具备驱动作用还具备系统停止工作时阀门的回零位作用。
[0021]图2、3为电磁阀13的两种工作状态的示意图。如图2所示，当所述电磁阀13工作于工作状态I时，所述单向阀15开启，通道P与通道A相通，空气通过单向阀15、通道P、通道A、通道17进入空腔18中；空腔18中的气压使活塞20克服弹簧23的弹簧力向下移动，空腔21中的空气在活塞20的作用下将产生一定的气压，单向阀14在气压作用下开启，空腔21中的空气通过节流阀3、单向阀14排入大气中。如图3所示，当所述电磁阀13工作于工作状态II时，通道T与通道A相通，活塞20在弹簧23的弹簧力作用下向上移动，空腔21中形成负压，同时空腔18中的气压使单向阀2开启，空腔18中的一部分空气通过通道17、通道A、通道T、单向阀2、节流阀3、通道24进入空腔21中；由于在工作状态I时空腔18是通的高压空气，切换至工作状态II后，空腔18中的空气会进入到单向阀14正端的管道里，使正端的气压高于负端，单向阀14将开启，空腔18中的一部分空气将通过通道17、通道A、通道T、单向阀2、单向阀14排入大气中。
[0022]以PffM信号控制电磁阀13快速在