[发明专利]一种全可变配气执行装置及其控制方法

权利要求书

1.一种全可变配气执行装置，其特征是：包括液压系统、液压缸、气阀、三位四通比例阀，所述三位四通比例阀包括P口、T口、A口和B口，所述液压系统包括油箱、高压管路、低压回油管路，油箱通过高压管路连接P口，油箱通过低压回油管路连接T口，所述液压缸包括壳体，壳体上方安装上端盖，壳体下方安装下端盖，壳体内部为直径不同的上部柱腔和下部柱腔，上部柱腔里安装LVDT线轴，LVDT线轴缠绕线圈绕组，LVDT线轴的中心为空心圆柱且上端封闭的结构，空心圆柱里设置LVDT铁芯，下部柱腔里安装活塞组件，活塞组件的活塞上方为上油腔，活塞组件的活塞下方为下油腔，壳体上设置上腔油口和下腔油口，上腔油口位于上油腔处并连接A口，下腔油口位于下油腔处并连接B口，活塞组件的活塞杆伸出下端盖外部并连接气阀。

2.根据权利要求1所述的一种全可变配气执行装置，其特征是：下腔油口上方的下部柱腔设置下限位凸台，防止活塞堵塞下腔油口，活塞组件顶部加工有突出的圆台，圆台顶部开有用于固定LVDT铁芯的螺纹孔，圆台直径大于LVDT线轴空心圆柱直径，从而形成活塞运动的上限位结构，防止活塞堵塞上腔油口。

3.根据权利要求1所述的一种全可变配气执行装置，其特征是：线圈绕组包括一个初级线圈、两个对置的次级线圈，初级线圈通高频正弦信号，作为LVDT的激励信号，两个对置的次级线圈对称分布于初级线圈的上下两侧，通过两个次级线圈之间的压差反应出铁芯的位置。

4.根据权利要求1所述的一种全可变配气执行装置，其特征是：活塞组件活塞侧壁面与壳体下部柱腔壁面之间为配合面，从而构成间隙密封结构，活塞侧壁开有等距的窄槽，用于减弱泵油效应，增强间隙密封的密封效果。

5.根据权利要求1所述的一种全可变配气执行装置，其特征是：高压管路、低压回油管路通过溢流管路连接，溢流管路上设置逆流阀，高压管路上设置滤清器、液压泵、蓄能器。

6.根据权利要求1所述的一种全可变配气执行装置，其特征是：LVDT线轴为截面呈工字形。

7.根据权利要求1所述的一种全可变配气执行装置，其特征是：下端盖与活塞组件之间安装有平衡弹簧，平衡弹簧平衡活塞组件以及气阀的质量，使液压缸上部柱腔、下部柱腔均未通高压油时气阀处于关闭状态而不会自行开启，同时，为活塞组件向下运动过程中提供阻尼，以减小重力及惯性对活塞组件运动的干扰。

8.一种全可变配气控制方法，其特征是：三位四通比例阀包括a位、0位、b位三个不同的状态位，不同位置时的连接方式以及流向为：a位时A口流向T口，P口流向B口；0位时切断所有通路；b位时P口流向A口，B口流向T口；三位四通比例阀处于a位时液压缸的上油腔接通低压回油管路，同时下油腔接通高压管路；0位时上油腔与下油腔同时被封闭；b位时上油腔接通高压管路，同时下油腔接通低压回油管路；

三位四通比例阀受电压范围为正、负10伏的输入信号控制，正向电压时比例阀处于b位，负向电压时处于a位，0伏时处于0位；电压值非零时，比例阀的阀口开度受电压绝对值的大小控制；

初始状态时气阀在平衡弹簧的推动下保持坐落状态，此时三位四通比例阀的控制信号保持0伏，当控制信号变为正向电压时，当上油腔的压力升高至克服平衡弹簧推力时，气阀向下运动实现气阀的开启，通过控制该正向电压的大小调节高压油进入上油腔的速度，即可改变气阀的运动速度实现气阀开启速度可变；

当气阀开启到预定升程后，将控制信号的电压变为0伏，此时比例阀切换到0位，使得上油腔与下油腔同时封闭，活塞组件与气阀处于静止状态，即气阀处于升程维持阶段；

在达到气阀关闭时刻后，将控制信号转变为负向电压，比例阀随即切换至a位，高压油冲入下油腔并推动气阀向上运动，气阀升程减小，通过改变负向电压的绝对值大小改变气阀的关闭速度。

9.根据权利要求8所述的一种全可变配气控制方法，其特征是：气阀落座缓冲控制方式为，气阀落座之前，将负向电压设置成接近于0的电压值，将三位四通比例阀的阀口开度降至很小，即可控制气阀的落座速度使其满足缓冲要求。