CN109944640A - 一种活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于制冷/热泵技术领域，公开了一种活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，该系统包括光电控制模块和电磁气阀模块。光电控制模块包括发光管、计数盘、接收器、运算放大器；输出受光信号控制的进、排气阀电流控制信号。进、排气阀电流控制信号控制电磁气阀模块的进、排气电磁阀的开启和关闭，进而控制进、排气阀杆在阀体内上下运动。进、排气阀杆上具有与活塞式膨胀机气缸盖内、外部可控连通的气流通道。本发明的涉及的电磁控制系统，结构简单、控制精确、灵活，适用于应用CO₂的活塞式膨胀机，尤其适用于各活塞连杆共用曲轴的多缸活塞式膨胀‑压缩一体机，实现膨胀‑压缩机进、排气过程与膨胀、压缩过程各阶段的良好同步。

Description

一种活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统

技术领域

本发明属于制冷/热泵技术领域，具体涉及一种活塞式膨胀机的进、排气电磁式控制系统。

背景技术

在制冷技术的发展过程中，制冷剂的更新换代始终是非常重要的技术提升手段。制冷剂的发展也伴随着臭氧破坏以及温室效应问题的困扰。在1992年《蒙特利尔议定书》第四次会议以及2007年《蒙特利尔议定书》第19次成员国会议上，环保议题尤为抢眼，逐步淘汰高GWP(全球变暖潜能)和高ODP(臭氧衰减潜能)制冷剂的呼声很高。

在其它行业生产和日常生活中，制冷剂也是不可或缺的存在。这些需求促使对制冷剂的研究不断深化。近年来，以自然工质和近自然工质为代表的第四代制冷剂得到较快发展。

第四代制冷剂，比如近自然工质(HFOs类工质)，其合成制造成本很高。这也就意味着生产过程会带来高能耗、高排放，次生温室效应也随之而来。而CO₂作为自然工质，具有许多优势，比如环境友好(ODP＝0，GWP＝1)、安全无毒、不易燃、传热性能好、流动性好、容积制冷量大、与普通润滑剂和结构材料相兼容、价格便宜、维护费用低，等等。CO₂也因此成为了优质制冷剂工质。

由于CO₂的沸点低，如果应用于制冷/热泵循环中，可使系统跨临界循环(压缩机的吸气压力低于临界压力，且排气压力高于临界压力)。但是，CO₂热泵系统也存在一些技术壁垒，最主要问题是：由于制冷系统内压力很高，节流损失大。CO₂跨临界循环的效率通常低于普通工质的亚临界循环(压缩机的吸排气压力均低于临界压力)。为了减少跨临界循环的节流损失，有必要采用一种装置来代替节流阀，从而提高系统节流效率。

膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功，使气体温度和压力降低的原理以获得能量的机械，在低温装置中已有广泛应用。在各类膨胀机中，活塞式膨胀机由于具有结构简单，密封性、可靠性好等特性，具有较大的开发潜力。然而，膨胀机的进、排气特性与压缩机有所不同，其排气过程应该较长且进气过程应较为迅速，才能减少节流损失并延长膨胀过程。但是，膨胀机的进、排气过程与膨胀机活塞的运行周期应紧密保持一致，否则，将会导致膨胀比下降，从而影响膨胀机的节能效果。传统的阀门以及主动周期性控制系统会因结构缝隙而在关闭时产生泄漏问题，同时对于变工况的适应力有限。因此，设计一个高效可控的进、排气控制系统，确保膨胀机进、排气周期与活塞运行周期的一致性，从而减少泄漏以及余隙损失，对于CO2膨胀机的开发研究和利用具有很大的价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有膨胀机技术中进、排气周期与膨胀过程不一致，从而导致泄漏以及余隙损失，从而影响系统运行效率的问题，提出了一种适用于多种工况的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，以减少膨胀机的节流损失并优化膨胀过程。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，用于控制所述活塞式膨胀机进、排气阀的开启和关闭；所述进排气电磁控制系统包括置于所述活塞式膨胀机内部的光电控制模块，和嵌入于所述活塞式膨胀机气缸盖处的电磁气阀模块；所述光电控制模块包括固定于所述活塞式膨胀机的曲轴上一端部附近的布设有规则性间隔透光结构的计数盘、固定于所述活塞式膨胀机内壳上的发光器和接收器；所述发光器、接收器布设于所述计数盘的两侧，安装位置与所述规则性间隔透光结构匹配，使得所述发光器发出的信号光的光路正好通过所述规则性间隔透光结构的空隙处，在所述计数盘随所述曲轴旋转时产生规则性透光信号和遮光信号，被所述接收器接收；所述接收器连接有运算放大器；所述运算放大器由所述规则性透光信号和遮光信号控制，输出进气阀电流控制信号和排气阀电流控制信号；所述电磁气阀模块包括嵌入所述活塞式膨胀机气缸盖处的阀体；所述阀体中有并行布设的、由所述进气阀电流控制信号控制的进气控制装置，和由所述排气阀电流控制信号控制的排气控制装置。

所述阀体中有并行布设的进气控制装置和排气控制装置。

所述进气控制装置包括安装在所述阀体上的、由所述进气阀电流控制信号控制的进气电磁阀；所述进气电磁阀下的所述阀体上布设有阶梯状的进气阀杆通道，在所述阀体侧壁上布设有垂直连通所述进气阀杆通道阶梯小头端、并与所述活塞式膨胀机外环境连通的外进气道；在所述进气阀杆通道阶梯大头端处内布设有具有铁磁性的进气阀杆顶板；所述进气阀杆顶板固设有与所述进气阀杆通道阶梯小头端滑动匹配的进气阀杆；在所述进气阀杆顶板与阶梯状的所述进气阀杆通道台阶之间，布设有环套在所述进气阀杆上的进气阀弹簧，且所述进气阀杆顶板与阶梯状的所述进气阀杆通道大头端密闭配合；所述进气阀杆与阶梯状的所述进气阀杆通道小头端密闭配合，且下端布设有与所述活塞式膨胀机气缸盖内部D向相通的主进气阀道,所述主进气阀道的侧壁垂直布设有侧进气阀道，和所述外进气道匹配，在所述进气阀杆于进气阀杆通道上、下运动时，在连通时刻，形成进气道，分别沿D向和C向连通所述膨胀机内、外。

所述进气阀杆的有效行程为所述外进气道直径的1.5倍以上。

所述排气控制装置包括安装在所述阀体上的、由所述排气阀电流控制信号控制的排气电磁阀；所述排气电磁阀下的所述阀体上布设有阶梯状的排气阀杆通道，在所述阀体侧壁上布设有垂直连通所述排气阀杆通道阶梯小头端、并与所述活塞式膨胀机外环境连通的外排气道；在所述排气阀杆通道内布设有带有排气阀杆顶板的排气阀杆，所述排气阀杆顶板与所述排气阀杆连接，且具有铁磁性；在所述排气阀杆顶板与阶梯状的所述排气阀杆通道台阶之间，布设有环套在所述排气阀杆上的排气阀弹簧，且所述排气阀杆顶板与阶梯状的所述排气阀杆通道大头端密闭配合；所述排气阀杆与阶梯状的所述排气阀杆通道小头端密闭配合，且下端布设有与所述活塞式膨胀机气缸盖内部D向相通的主排气阀道，所述主排气阀道的侧壁垂直布设有侧排气阀道，和所述外排气道匹配，在所述排气阀杆于排气阀杆通道上、下运动时，在连通时刻，形成排气道，分别沿E向和F向连通所述膨胀机内、外。

所述排气阀杆的有效行程为所述外排气道直径的1.5倍以上。

所述计数盘2边缘处布设的规则性间隔透光结构为孔形或齿形。

相邻两个所述孔形或齿形结构间隔1⁰，在所述计数盘外缘周边处均匀布设360个。

所述发光器与所述接收器的安装位置，使得所述光信号的光路通过所述规则性间隔透光结构的中心位置附近，并与所述曲轴的旋转轴线平行。

同一所述阀体上的所述进气控制装置和排气控制装置主体结构相对于所述活塞式膨胀机缸体轴心线与所述曲轴旋转轴心线构成的平面对称布设。

本发明的有益效果是：

(1)通过将进、排气过程的周期与活塞式膨胀机的运转周期同步，来提升膨胀机运行过程的一致性，提高系统总体运行效率。

(2)采用阀杆直角阀道结构，有效减少进/排气阀关闭时产生的工质泄漏问题。

(3)采用可编程的运算放大器，可以简单实现在不同工况下对进、排气时段的设置调节。

附图说明

附图1为本发明进排气电磁控制系统的示意图

附图2为本发明计数盘上规则性间隔透光结构为孔形的结构示意图

附图3为本发明计数盘上规则性间隔透光结构为齿形的结构示意图

其中：1-曲轴2-计数盘3-发光管4-接收器5-运算放大器6A-外进气道6B-侧进气阀道6C-主进气阀道7-进气阀杆8-进气阀杆顶板9-进气阀弹簧10-进气电磁阀11A-外排气道11B-侧排气阀道11C-主排气阀道12-排气阀杆13-排气阀杆顶板14-排气阀弹簧15-排气电磁阀16-阀体17-进气阀电流控制信号18-排气阀电流控制信号19-进气控制装置20-排气控制装置21-进气阀杆通道22-排气阀杆通道

具体实施方案

为进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，用以下具体实施例，详细说明如下：

一种活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，用于控制所述活塞式膨胀机进、排气阀的开启和关闭；进排气电磁控制系统包括置于活塞式膨胀机内部的光电控制模块，和嵌入于活塞式膨胀机气缸盖处的电磁气阀模块；光电控制模块包括固定于活塞式膨胀机的曲轴1上一端部附近的布设有规则性间隔透光结构的计数盘2、固定于活塞式膨胀机内壳上的发光器3和接收器4；发光器3、接收器4布设于计数盘2的两侧，安装位置与规则性间隔透光结构匹配，使得发光器3发出的信号光的光路正好通过规则性间隔透光结构的空隙处，在计数盘2随曲轴1旋转时产生规则性透光信号和遮光信号，被接收器4接收；接收器4连接有运算放大器5；运算放大器5由规则性透光信号和遮光信号控制，输出进气阀电流控制信号17和排气阀电流控制信号18；电磁气阀模块包括嵌入活塞式膨胀机气缸盖处的阀体16；阀体16中有并行布设的、由进气阀电流控制信号17控制的进气控制装置19，和由排气阀电流控制信号18控制的排气控制装置20。

进气控制装置19包括安装在阀体16上的、由进气阀电流控制信号17控制的进气电磁阀10；进气电磁阀10下的所述阀体16上布设有阶梯状的进气阀杆通道21，在阀体16侧壁上布设有垂直连通进气阀杆通道21阶梯小头端、并与活塞式膨胀机外环境连通的外进气道6A；在进气阀杆通道21阶梯大头端处内布设有具有铁磁性的进气阀杆顶板8；进气阀杆顶板8固设有与进气阀杆通道21阶梯小头端滑动匹配的进气阀杆7；在进气阀杆顶板8与阶梯状的进气阀杆通道21台阶之间，布设有环套在进气阀杆7上的进气阀弹簧9，且进气阀杆顶板8与阶梯状的进气阀杆通道21大头端密闭配合；进气阀杆7与阶梯状的进气阀杆通道21小头端密闭配合，且下端布设有与活塞式膨胀机气缸盖内部D向相通的主进气阀道6C，主进气阀道6C的侧壁垂直布设有侧进气阀道6B，和外进气道6A匹配，在进气阀杆7于进气阀杆通道21上、下运动时，在连通时刻，形成进气道6，分别沿D向和C向连通所述膨胀机内、外；

进气阀杆7的有效行程为外进气道6A直径的1.5倍以上。

排气控制装置20包括安装在阀体16上的、由排气阀电流控制信号18控制的排气电磁阀15；排气电磁阀15下的所述阀体16上布设有阶梯状的排气阀杆通道22，在阀体16侧壁上布设有垂直连通排气阀杆通道22阶梯小头端、并与活塞式膨胀机外环境连通的外排气道11A；在排气阀杆通道22内布设有带有排气阀杆顶板13的排气阀杆12，排气阀杆顶板13与排气阀杆12连接，且具有铁磁性；在排气阀杆顶板13与阶梯状的排气阀杆通道22台阶之间，布设有环套在排气阀杆12上的排气阀弹簧14，且排气阀杆顶板13与阶梯状的排气阀杆通道22大头端密闭配合；排气阀杆12与阶梯状的排气阀杆通道22小头端密闭配合，且下端布设有与活塞式膨胀机气缸盖内部D向相通的主排气阀道11C，主排气阀道11C的侧壁垂直布设有侧排气阀道11B，和外排气道11A匹配，在排气阀杆12于排气阀杆通道22上、下运动时，在连通时刻，形成排气道11，分别沿E向和F向连通膨胀机内、外。

排气阀杆12的有效行程为外排气道11A直径的1.5倍以上。

计数盘2边缘处布设的规则性间隔透光结构为孔形或齿形。。

相邻两个孔形或齿形结构间隔1⁰，在计数盘2外缘周边处均匀布设360个。

发光器3与接收器4的安装位置，使得光信号的光路通过规则性间隔透光结构的中心位置附近，并与曲轴1的旋转轴线平行。

同一阀体16上的进气控制装置19和排气控制装置20主体结构相对于活塞式膨胀机缸体轴心线与曲轴1旋转轴心线构成的平面对称布设。

下边结合附图1、2，进一步用具体实施例说明本发明的技术方案：

一台活塞式膨胀机，其曲轴1上固定有边缘带有规则齿形的计数盘2，在机体内壳一个侧面上固定有发光器3，在相对侧面上固定有接收器4，且二者的发光源和接受光线的接受装置之间的连线，恰好位于计数盘上齿形的分度圆附近，使光线能在齿形分度圆附近被间隔断开和通过，保证光路的可靠性；并且，该连线也与曲轴1的连线平行。接收器4连接着运算放大器5；运算放大器5由接收器4的规则性透光信号和遮光信号控制，获得计数信息,并经过两个不同的运算过程，同时输出进气阀电流控制信号17和排气阀电流控制信号18,分别通过各自的线路控制活塞式膨胀机进气电磁阀10和排气电磁阀15的开启和关闭。

活塞式膨胀机进气电磁阀10和排气电磁阀15并行集成在嵌入于活塞式膨胀机气缸盖的阀体16上，进气电磁阀10和排气电磁阀15下分别具有贯通阀体16的阶梯状进气阀杆通道21和排气阀杆通道22。进气电磁阀10和排气电磁阀15对应地分别连接具有铁磁性的进气阀杆顶板8、排气阀杆顶板13；进气阀杆顶板8、排气阀杆顶板13下固定连接进气阀杆7、排气阀杆12；进气阀杆7、排气阀杆12分别在阀体16上的进气阀杆通道21、排气阀杆通道22内滑动配合安装；其中，进气阀杆通道21、排气阀杆通道22均为阶梯状通腔；上部较大直径的腔体，能够和进气阀杆顶板8、排气阀杆顶板13密闭配合，供进气阀杆顶板8、排气阀杆顶板13上、下运动，并在进气阀杆顶板8、排气阀杆顶板13与台阶之间，分别安装有进气阀弹簧9和排气阀弹簧14，分别用于在对应的进气电磁阀10或排气电磁阀15关闭时，将所连接的进气阀杆顶板8、排气阀杆顶板13及进气阀杆7、排气阀杆12恢复至默认位置。具体到本实施例，进气阀弹簧9和排气阀弹簧14均选用可拉伸弹簧；进气阀杆通道21和排气阀杆通道22下部直径较小的腔体，能够和进气阀杆7、排气阀杆12密闭配合，供其上、下运动。进气阀杆7、排气阀杆12在该直径较小的腔体的一端，分别开有通向活塞式膨胀机气缸盖内的主进气阀道6C、主排气阀道11C，以及通向阀杆侧向的侧进阀道6B、侧排气阀道11B；对应的，在阀体16上，开有外进气道6A、外排气道11A，与阀体16外部(气缸体外部)连通；在气阀电流信号17和排气阀电流控制信号18的激励下，进气电磁阀10和排气电磁阀15的开启和关闭，吸引进气阀杆顶板8、排气阀杆顶板13分别在进气阀杆通道21、排气阀杆通道22的较大直径的部分内运动，从而带动进气阀杆7、排气阀杆12上下移动，使进气道6与排气道11分别在不同时间段连通或切断，从而达到对缸体内、外气流交换过程的控制。

更具体的：

运算放大器5得到的接收器4的计数后，当计数处于一个已设定的区间时(以进气角度区间为例)，运算放大器5向进气电磁阀10发送高位电流，即开启信号，此时进气电磁阀10将吸引进气阀杆顶板8，使进气阀杆7被提升到特定高度，同时使进气弹簧9被拉伸。此时侧进气阀道6B与外进气道6A连通，与主进气阀道6C共同形成完整的进气通路，开启进气过程。当运算放大器5得到的计数处于脱离进气角度区间时，则运算放大器5向进气电磁阀10发送低位电流，即关闭信号，此时进气电磁阀10将关闭，进气弹簧9将收缩拉动进气阀杆顶板8，使得进气阀杆7回到原高度，此时侧进气阀道6B与外进气道6A不再连通，关闭进气过程。排气过程与进气过程同理。运算放大器5所采用的计算方式和开闭区间可以根据工作环境进行编辑调整，或通过添加传感器等输入设备并纳入算法的方式来实现对不同动态工况的灵活适应。

计数盘2的(小孔或)齿的大小和数量应该适中，避免由于光线通路过于狭窄导致的衍射，或由于通道数过低导致系统精度太差等问题。同时计数盘2对于光路的开放与阻断部分的长度应该相等，从而减小计数误差。本具体实施例里的齿数为360个，齿间隔1°。如果采用孔形，优选两个小孔布设的间隔角度为1°，小孔为360个。

进气阀杆7和排气阀杆12的有效行程分别至少达到外进气道6A和外排气道11A直径的1.5倍，考虑实际应用情况，则建议不宜高于外进气道6A和外排气道11A直径的4倍。这样可以使得当进气电磁阀10、排气电磁阀15关闭时，外进气道6A、外排气道11A可以与侧进气阀道6B、侧排气阀道11B完全错开而关闭进气道、排气道，从而减少相关的泄露损失和控制误差；同时，由于限定了进气阀杆7、排气阀杆12行程不必过长，从而降低了进气电磁阀10、排气电磁阀15对吸引能力的要求，解决了进气阀杆7、排气阀杆12的运动时间过长而影响控制精度的问题。

由于膨胀前工质压力较大，进气过程需要相对快速，以防止进入过多高压工质使得工质无法充分膨胀。因此每个周期的进气阀电流控制信号17的高位电流部分应占据进气阀电流控制信号17的较小部分。由于膨胀后工质压力较小，排气过程需要被动实现，从而使得每个周期的排气阀电流控制信号18的高位电流部分明显长于进气阀电流控制信号17，应占据每个周期的排气阀电流控制信号18的一半左右。系统的外排气道11A直径应大于外进气道6A；相应的，排气阀杆12和排气阀杆通道22的直径应大于进气阀杆7和进气阀杆通道21。这是因为膨胀后工质体积增大，需要更大的空间快速流出，同时减小排气阻力，避免产生额外的节流损失。

以上为对本发明的优选实施例进行的描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式。上述的优选实施例仅是示意性的，并不是限制性的。本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明实质，还可以做出很多形式的具体变换。这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，用于控制所述活塞式膨胀机进、排气阀的开启和关闭；

其特征在于：

包括置于所述活塞式膨胀机内部的光电控制模块，和嵌入于所述活塞式膨胀机气缸盖处的电磁气阀模块；

所述光电控制模块包括固定于所述活塞式膨胀机的曲轴(1)上一端部附近的布设有规则性间隔透光结构的计数盘(2)、固定于所述活塞式膨胀机内壳上的发光器(3)和接收器(4)；所述发光器(3)、接收器(4)布设于所述计数盘(2)的两侧，安装位置与所述计数盘(2)的规则性间隔透光结构匹配，使得所述发光器(3)发出的信号光的光路正好通过所述计数盘(2)的规则性间隔透光结构的空隙处，在所述计数盘(2)随所述曲轴(1)旋转时产生规则性透光信号和遮光信号，被所述接收器(4)接收；所述接收器(4)连接有运算放大器(5)；所述运算放大器(5)由所述规则性透光信号和遮光信号控制，输出进气阀电流控制信号(17)和排气阀电流控制信号(18)；

所述电磁气阀模块包括嵌入所述活塞式膨胀机气缸盖处的阀体(16)；所述阀体(16)中有并行布设的、由所述进气阀电流控制信号(17)控制的进气控制装置(19)，和由所述排气阀电流控制信号(18)控制的排气控制装置(20)。

2.根据权利要求1所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于：所述进气控制装置(19)包括安装在所述阀体(16)上的、由所述进气阀电流控制信号(17)控制的进气电磁阀(10)；所述阀体(16)上布设有阶梯状的进气阀杆通道(21)，在所述阀体(16)侧壁上布设有垂直连通所述进气阀杆通道(21)阶梯小头端、并与所述活塞式膨胀机外环境连通的外进气道(6A)；在所述进气阀杆通道(21)阶梯大头端处内布设有具有铁磁性的进气阀杆顶板(8)；所述进气阀杆顶板(8)固设有与所述进气阀杆通道(21)阶梯小头端滑动匹配的进气阀杆(7)；在所述进气阀杆顶板(8)与所述进气阀杆通道(21)的台阶之间，布设有环套在所述进气阀杆(7)上的进气阀弹簧(9)，且所述进气阀杆顶板(8)与所述进气阀杆通道(21)的阶梯大头端可滑动密闭配合；所述进气阀杆(7)与所述进气阀杆通道(21)的阶梯小头端可滑动密闭配合；所述进气阀杆(7)下端布设有与所述活塞式膨胀机气缸盖内部D向相通的主进气阀道(6C)，所述主进气阀道(6C)的侧壁垂直布设有和所述外进气道(6A)匹配的侧进气阀道(6B)，在所述进气阀杆(7)于进气阀杆通道(21)上、下运动时，在所述外进气道(6A)、侧进气阀道(6B)和主进气阀道(6C)连通阶段，分别沿(D)向和(C)向形成可调整的进气阀气道，连通所述膨胀机内、外。

3.根据权利要求2所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于:所述进气阀杆(7)的有效行程为所述外进气道(6A)直径的1.5倍以上。

4.根据权利要求1所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于：

所述排气控制装置(20)包括安装在所述阀体(16)上的、由所述排气阀电流控制信号(18)控制的排气电磁阀(15)；所述排气电磁阀(15)下的所述阀体(16)上布设有阶梯状的排气阀杆通道(22)，在所述阀体(16)侧壁上布设有垂直连通所述排气阀杆通道(22)阶梯小头端、并与所述活塞式膨胀机外环境连通的外排气道(11A)；在所述排气阀杆通道(22)内布设有带有排气阀杆顶板(13)的排气阀杆(12)，所述排气阀杆顶板(13)与所述排气阀杆(12)连接，且具有铁磁性；在所述排气阀杆顶板(13)与所述排气阀杆通道(22)的台阶之间，布设有环套在所述排气阀杆(12)上的排气阀弹簧(14)，且所述排气阀杆顶板(13)与所述排气阀杆通道(22)的阶梯大头端可滑动密闭配合；所述排气阀杆(12)与所述排气阀杆通道(22)的阶梯小头端密闭配合，且下端布设有与所述活塞式膨胀机气缸盖内部D向相通的主排气阀道(11C)，所述主排气阀道(11C)的侧壁垂直布设有与所述外排气道(11A)匹配侧排气阀道(11B)，在所述排气阀杆(12)于排气阀杆通道(22)上、下运动时、所述外排气道(11A)、侧排气阀道(11B)和主排气阀道(11C)连通时段，分别沿(E)向和(F)向形成可调整的进气阀气道，连通所述膨胀机内、外。

5.根据权利要求4所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于:所述排气阀杆(12)的有效行程为所述外排气道(11A)直径的1.5倍以上。

6.根据权利要求1所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于：所述计数盘(2)边缘处布设的规则性间隔透光结构为孔形或齿形。

7.根据权利要求6所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于：

相邻两个所述孔形或齿形结构间隔1⁰，在所述计数盘(2)外缘周边处均匀布设360个。

8.根据权利要求1所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于:

所述发光器(3)与所述接收器(4)的安装位置，使得所述光信号的光路位于所述规则性间隔透光结构的中心位置附近，并与所述曲轴(1)的旋转轴线平行。

9.根据权利要求1所述的活塞式膨胀机的进排气电磁控制系统，其特征在于:

同一所述阀体(16)上的所述进气控制装置(19)和排气控制装置(20)主体结构相对于所述活塞式膨胀机缸体轴心线与所述曲轴(1)旋转轴心线构成的平面对称布设。