BR112016025935B1 - ARRANGEMENT AND METHOD OF COOLING THE CRANKCASE OF AN OIL-FREE COMPRESSOR FOR A RAILWAY VEHICLE - Google Patents

ARRANGEMENT AND METHOD OF COOLING THE CRANKCASE OF AN OIL-FREE COMPRESSOR FOR A RAILWAY VEHICLE Download PDF

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Abstract

ARRANJO E MÉTODO DE ARREFECIMENTO DO CÁRTER DE UM COMPRESSOR LIVRE DE ÓLEO PARA UM VEÍCULO FERROVIÁRIO. A presente invenção se refere a um arranjo de arrefecimento do cárter de um compressor livre de óleo que inclui um compressor tendo um cárter, pelo menos um cilindro do pistão suportado no compressor tendo um cárter, um conjunto de cárter suportado pelo compressor tendo um cárter e ligado a um pistão do pelo menos um cilindro do pistão por uma haste de conexão, pelo menos uma válvula de entrada suportada em e em comunicação de fluido com o compressor tendo um cárter, e pelo menos uma válvula de saída suportada em e em comunicação de fluido com o compressor tendo um cárter. Um fluxo cruzado de arrefecimento de ar é estabelecido entre a pelo menos uma válvula de entrada e a pelo menos uma válvula de saída para resfriar o compressor tendo um cárter. A pelo menos uma válvula de entrada e a pelo menos uma válvula de saída include válvulas de segurança. Um primeiro bocal é posicionado na pelo menos uma válvula de entrada, e um segundo bocal é posicionado na pelo menos uma válvula de saída.ARRANGEMENT AND METHOD OF COOLING THE CRANKCASE OF AN OIL-FREE COMPRESSOR FOR A RAILWAY VEHICLE. The present invention relates to an oil-free compressor crankcase cooling arrangement comprising a compressor having a crankcase, at least one piston cylinder supported on the compressor having a crankcase, a crankcase assembly supported by the compressor having a crankcase and connected to a piston of the at least one piston cylinder by a connecting rod, at least one inlet valve supported in and in fluid communication with the compressor having a crankcase, and at least one outlet valve supported in and in fluid communication fluid with the compressor having a crankcase. An air cooling cross flow is established between the at least one inlet valve and the at least one outlet valve to cool the compressor having a crankcase. The at least one inlet valve and the at least one outlet valve include safety valves. A first nozzle is positioned on the at least one inlet valve, and a second nozzle is positioned on the at least one outlet valve.

Description

Referência cruzada a pedido relacionadoCross reference to related order

[001] O presente pedido reivindica o benefício do pedido de patente norte-americana provisório No. 61/990,934, depositado em 9 de maio de 2014, e o pedido de patente norte-americana No. 14/705,319, depositado em 6 de maio de 2015, cujos relatórios descritivos se encontram aqui incorporadas a título de referência em sua integridade.[001] This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61/990,934, filed May 9, 2014, and U.S. Patent Application No. 14/705,319, filed on May 6, 2015, whose descriptive reports are incorporated herein by way of reference in their entirety.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention Campo da InvençãoField of Invention

[002] A presente descrição se refere ao campo de compressores de ar adaptados para uso em veículos ferroviários para fornecer ar comprimido a unidades pneumáticas associadas com o veículo ferroviário e, em particular, a um arranjo de arrefecimento do cárter de um compressor livre de óleo para manter uma temperatura operacional segura dentro do cárter.[002] The present description refers to the field of air compressors adapted for use in railway vehicles to supply compressed air to pneumatic units associated with the railway vehicle, and in particular to a crankcase cooling arrangement of an oil-free compressor to maintain a safe operating temperature inside the crankcase.

Descrição da Técnica RelacionadaDescription of the Related Technique

[003] Por desenho, um compressor livre de óleo utiliza mancais e materiais de vedação de compósito especialmente projetados para permitir que o compressor de ar opere sem lubrificação. Um exemplo de um referido compressor de ar livre de óleo para um veículo ferroviário é descrito no pedido de patente norte-americana No. No. 14/030,588 em nome de Kapadia et al. depositado em 18 de setembro de 2013, o qual se encontra aqui incorporado em sua totalidade. Embora os componentes e materiais especializados permitam que as superfícies do mancal sobrevivam a uma carga interna dentro do compressor de ar sem lubrificações, eles não se beneficiam a partir dos efeitos de arrefecimento que são proporcionados por um grande reservatório de óleo incluído em um compressor de ar inundado de óleo. Portanto, o arrefecimento interno deve ser proporcionado por um meio alternativo.[003] By design, an oil-free compressor uses specially designed composite bearings and sealing materials to allow the air compressor to operate without lubrication. An example of such an oil-free air compressor for a rail vehicle is described in U.S. Patent Application No. At the. 14/030,588 in the name of Kapadia et al. deposited on September 18, 2013, which is hereby incorporated in its entirety. Although the specialized components and materials allow the bearing surfaces to survive an internal load within the air compressor without lubrication, they do not benefit from the cooling effects that are provided by the large oil sump included in an air compressor. flooded with oil. Therefore, internal cooling must be provided by an alternative means.

[004] Há dois métodos comuns pré-existentes para alcançar o arrefecimento aprimorado dentro do cárter de um compressor de ar livre de óleo. O primeiro método é de não vedar o cárter e permitir que o ar se mova naturalmente para dentro e para fora do cárter. O segundo método é extrair o ar da entrada do compressor através do cárter antes de ser introduzido nos cilindros de baixa pressão para compressão.[004] There are two pre-existing common methods to achieve improved cooling within the crankcase of an oil-free air compressor. The first method is to unseal the crankcase and allow air to naturally move in and out of the crankcase. The second method is to draw air from the compressor inlet through the crankcase before it is introduced into the low pressure cylinders for compression.

[005] Há diversas deficiências de usar o primeiro método de permitindo que o ar se mova naturalmente para dentro e para fora do cárter. Por deixar o cárter aberto para atmosfera, contaminação e resíduos a partir do ambiente circundante é facilmente puxado para dentro do cárter e aumenta o desgaste das superfícies do mancal, especialmente o anel de pistão e a superfície do cilindro que são mais propensos a contaminação. Ademais, o cárter aberto não cria um fluxo de arrefecimento através do cárter mas, em vez disso, cria um efeito semelhante a flutuação onde o mesmo ar é puxado para dentro e empurrado para fora do cárter. Isso falha no arrefecimento dos componentes internos do compressor de ar o mais eficientemente possível uma vez que o ar quente empurrado para fora do compressor de ar não é movido em afastamento a partir do cárter.[005] There are several shortcomings of using the first method of allowing air to naturally move in and out of the crankcase. By leaving the crankcase open to atmosphere, contamination and debris from the surrounding environment is easily drawn into the crankcase and increases wear on the bearing surfaces, especially the piston ring and cylinder surface which are more prone to contamination. Furthermore, the open crankcase does not create a flow of coolant through the crankcase but instead creates a float-like effect where the same air is drawn into and pushed out of the crankcase. This fails to cool the internal components of the air compressor as efficiently as possible since the hot air pushed out of the air compressor is not moved away from the crankcase.

[006] Há também diversas deficiências ao se usar o segundo método de extrair o ar da entrada do compressor através do cárter antes de ser introduzido nos cilindros de baixa pressão para compressão. Por puxar todo o ar da entrada através do cárter antes de entrar no primeiro estágio de compressão, o segundo método cria um fluxo positivo de ar fresco através do cárter que pode ser direcionado a partir de um único ponto de entrada a um único ponto de descarga. Entretanto, quando o ar é encaminhado através do cárter antes de entrar no cilindro do primeiro estágio, a temperatura do ar que entra no compressor é mais alta do que seria se puxado diretamente dentro do cilindro. Isso tem pelo menos dois efeitos no compressor de ar. Primeiramente, qualquer calor retirado do cárter é posto de volta dentro do compressor dentro do trajeto de fluxo de compressão primário o que resulta em uma temperatura do componente do primeiro estágio mais alta. Isso irá ainda levar a uma reduzida expectativa de vida para os componentes internos do compressor de ar. Adicionalmente, a maior temperatura na entrada do compressor irá resultar em uma eficiência mais baixa do compressor na medida em que a temperatura do ar de entrada é inversamente proporcional à eficiência do compressor. Segundo, outra deficiência se torna aparente se o compressor de ar utiliza descarregadores de cabeça que são um meio comum de operar um compressor de ar em um modo inativo (não comprimindo ar). No referido ciclo, os descarregadores de cabeça tipicamente agem para mecanicamente manter abertas as válvulas de entrada. Por manter as válvulas de entrada abertas, o compressor de ar continua a girar mas não irá comprimir o ar, na medida em que o ar atmosférico puxado para dentro durante o curso de admissão é empurrado de volta para a atmosfera através das válvulas de entrada durante o que é normalmente o curso de compressão. Na medida em que o mesmo ar é ciclado para dentro e para fora do cilindro, a temperatura do ar aumenta durante o ciclo descarregado. Se o ar que entra no cilindro é encaminhado através do cárter antes da conexão atmosférica, então o ar no cárter será puxado para dentro do cilindro do primeiro estágio e então empurrado de volta para dentro da caixa durante o ciclo descarregado. Portanto, a temperatura do ar dentro da caixa irá aumentar em temperatura durante o ciclo descarregado similar ao ar na entrada do cilindro que aumenta durante o ciclo descarregado em qualquer compressor de ar alternado comum com descarregadores de cabeça. Por último, puxar o ar de entrada através do cárter antes de introduzir o ar dentro do cilindro do primeiro estágio pode resultar em contaminação a partir do cárter sendo espalhado dentro do cilindro do primeiro estágio. Isso inclui resíduos de desgaste a partir dos anéis de pistão e excesso de gordura liberada a partir dos mancais selados que são ambas típicas ocorrências em um compressor livre de óleo. A referida contaminação irá desgastar as válvulas do compressor de ar e reduzir a expectativa de vida das válvulas.[006] There are also several shortcomings in using the second method of drawing air from the compressor inlet through the crankcase before it is introduced into the low-pressure cylinders for compression. By pulling all intake air through the crankcase before entering the first stage of compression, the second method creates a positive flow of fresh air through the crankcase that can be directed from a single point of entry to a single point of discharge. . However, when air is routed through the crankcase before entering the first stage cylinder, the temperature of the air entering the compressor is higher than it would be if drawn directly into the cylinder. This has at least two effects on the air compressor. First, any heat removed from the crankcase is put back into the compressor within the primary compression flow path which results in a higher first stage component temperature. This will further lead to reduced life expectancy for the internal components of the air compressor. Additionally, higher compressor inlet temperature will result in lower compressor efficiency as inlet air temperature is inversely proportional to compressor efficiency. Second, another deficiency becomes apparent if the air compressor uses overhead unloaders which are a common means of running an air compressor in an idle mode (not compressing air). In said cycle, the overhead unloaders typically act to mechanically keep the inlet valves open. By keeping the inlet valves open, the air compressor continues to turn but will not compress air as atmospheric air drawn in during the intake stroke is pushed back into atmosphere through the inlet valves during the intake stroke. which is normally the compression stroke. As the same air is cycled in and out of the cylinder, the air temperature increases during the unload cycle. If the air entering the cylinder is routed through the crankcase before the atmospheric connection, then the air in the crankcase will be drawn into the first stage cylinder and then pushed back into the case during the unload cycle. Therefore, the temperature of the air inside the case will rise in temperature during the unload cycle similar to the air inlet to the cylinder that rises during the unload cycle in any reciprocating air compressor common with overhead unloaders. Lastly, drawing inlet air through the crankcase before introducing air into the first stage cylinder can result in contamination from the crankcase being blown into the first stage cylinder. This includes wear debris from piston rings and excess grease released from sealed bearings which are both typical occurrences in an oil free compressor. Such contamination will wear out the air compressor valves and reduce the life expectancy of the valves.

[007] Há uma necessidade atual para um arranjo de arrefecimento do compressor de ar livre de óleo cárter que aumenta o arrefecimento do cárter sem aumentar a contaminação dos componentes internos do cárter. Há também uma necessidade atual para um arranjo de arrefecimento do compressor de ar livre de óleo cárter que maximiza a vida dos componentes dinâmicos internos ao mesmo tempo em que mantém o cárter em uma temperatura operacional segura.[007] There is a current need for an oil-free crankcase air compressor cooling arrangement that increases crankcase cooling without increasing contamination of the crankcase's internal components. There is also a current need for an oil-free crankcase air compressor cooling arrangement that maximizes the life of internal dynamic components while maintaining the crankcase at a safe operating temperature.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

[008] Em uma modalidade, um arranjo de arrefecimento do cárter de um compressor livre de óleo para um veículo ferroviário inclui um compressor de cárter, pelo menos um cilindro do pistão suportado no compressor de cárter, um conjunto de cárter suportado pelo compressor de cárter e ligado a um pistão do pelo menos um cilindro do pistão por uma haste de conexão, pelo menos uma válvula de entrada suportada em e em comunicação de fluido com o compressor de cárter, e pelo menos uma válvula de saída suportada em e em comunicação de fluido com o compressor de cárter. Um fluxo cruzado de arrefecimento de ar é estabelecido entre a pelo menos uma válvula de entrada e a pelo menos uma válvula de saída para resfriar o compressor de cárter.[008] In one embodiment, an oil-free compressor crankcase cooling arrangement for a rail vehicle includes a crankcase compressor, at least one piston cylinder supported on the crankcase compressor, a crankcase assembly supported by the crankcase compressor and connected to a piston of the at least one piston cylinder by a connecting rod, at least one inlet valve supported in and in fluid communication with the crankcase compressor, and at least one outlet valve supported in and in fluid communication fluid with the crankcase compressor. An air cooling cross flow is established between the at least one inlet valve and the at least one outlet valve to cool the crankcase compressor.

[009] A pelo menos uma válvula de entrada e a pelo menos uma válvula de saída podem incluir válvulas de segurança. Um primeiro bocal pode ser posicionado na pelo menos uma válvula de entrada, e um segundo bocal pode ser posicionado na pelo menos uma válvula de saída. Um filtro de ar de entrada pode ser posicionado na pelo menos uma válvula de entrada. O filtro de ar de entrada pode proteger o compressor de cárter contra contaminação e resíduos. Um filtro de ar de entrada pode ser posicionado no primeiro bocal da pelo menos uma válvula de entrada. O filtro de ar de entrada pode proteger o compressor de cárter contra contaminação e resíduos. O compressor de cárter pode definir uma cavidade para alojar o conjunto de cárter. O fluxo cruzado de arrefecimento de ar pode ser direcionado através da cavidade do compressor de cárter a partir de um primeiro lado do compressor de cárter a um segundo lado oposto do compressor de cárter. A pelo menos uma válvula de entrada pode ser suportada em um primeiro lado do compressor de cárter e a pelo menos uma válvula de saída pode ser suportada em um segundo lado oposto do compressor de cárter. A pelo menos uma válvula de entrada pode ser aberta na medida em que o ar é puxado para dentro do compressor de cárter durante um movimento ascendente do pelo menos um cilindro do pistão. A pelo menos uma válvula de saída pode ser aberta na medida em que o ar é empurrado para fora do compressor de cárter durante um movimento descendente do pelo menos um cilindro do pistão. Um conjunto de válvula de descarga pode ser posicionado no pelo menos um cilindro do pistão e pode ser configurado para o esgotamento de fluido pressurizado a partir do pelo menos um cilindro do pistão.[009] The at least one inlet valve and the at least one outlet valve may include safety valves. A first nozzle can be positioned on the at least one inlet valve, and a second nozzle can be positioned on the at least one outlet valve. An inlet air filter may be positioned on the at least one inlet valve. The inlet air filter can protect the crankcase compressor from contamination and debris. An inlet air filter may be positioned in the first mouth of the at least one inlet valve. The inlet air filter can protect the crankcase compressor from contamination and debris. The crankcase compressor may define a cavity to house the crankcase assembly. The cross flow of cooling air may be directed through the crankcase compressor cavity from a first side of the crankcase compressor to an opposite second side of the crankcase compressor. The at least one inlet valve can be supported on a first side of the crankcase compressor and the at least one outlet valve can be supported on a second opposite side of the crankcase compressor. The at least one inlet valve is openable as air is drawn into the crankcase compressor during an upward movement of the at least one piston cylinder. The at least one outlet valve is openable as air is forced out of the crankcase compressor during a downward movement of the at least one piston cylinder. A dump valve assembly may be positioned in the at least one piston cylinder and may be configured to exhaust pressurized fluid from the at least one piston cylinder.

[010] Em outra modalidade, um método de arrefecimento de um compressor livre de óleo cárter de um veículo ferroviário inclui as etapas de proporcionar um compressor livre de óleo que inclui um compressor de cárter, pelo menos um cilindro do pistão suportado no compressor de cárter, um conjunto de cárter suportado pelo compressor de cárter e ligado a um pistão do pelo menos um cilindro do pistão por uma haste de conexão, pelo menos uma válvula de entrada suportada em e em comunicação de fluido com o compressor de cárter, e pelo menos uma válvula de saída suportada em e em comunicação de fluido com o compressor de cárter; puxar ar dentro do compressor de cárter por meio da pelo menos uma válvula de entrada; orientar o ar através do compressor de cárter; e empurrar o ar para fora do compressor de cárter por meio da pelo menos uma válvula de saída.[010] In another embodiment, a method of cooling a crankcase oil-free compressor of a rail vehicle includes the steps of providing an oil-free compressor that includes a crankcase compressor, at least one piston cylinder supported on the crankcase compressor , a crankcase assembly supported by the crankcase compressor and connected to a piston of the at least one piston cylinder by a connecting rod, at least one inlet valve supported in and in fluid communication with the crankcase compressor, and at least one an outlet valve supported in and in fluid communication with the crankcase compressor; drawing air into the crankcase compressor via the at least one inlet valve; guide air through the crankcase compressor; and pushing air out of the crankcase compressor through the at least one outlet valve.

[011] Uma etapa adicional do método pode incluir abrir a pelo menos uma válvula de entrada durante um movimento ascendente do pelo menos um cilindro do pistão. O ar pode ser puxado para dentro do compressor de cárter através da válvula de entrada aberta. Uma etapa adicional do método pode incluir abrir a pelo menos uma válvula de saída durante um movimento descendente do pelo menos um cilindro do pistão. O ar pode ser empurrado para fora do compressor de cárter através da válvula de saída aberta. Uma etapa adicional do método pode incluir estabelecer um fluxo cruzado de arrefecimento de ar que é direcionado a partir de um primeiro lado do compressor de cárter, sobre o conjunto de cárter, e para fora de um segundo lado oposto do compressor de cárter. A pelo menos uma válvula de entrada pode ser suportada no primeiro lado do compressor de cárter. A pelo menos uma válvula de saída pode ser suportada no segundo lado oposto do compressor de cárter. Um primeiro bocal pode ser posicionado na pelo menos uma válvula de entrada e um segundo bocal pode ser posicionado na pelo menos uma válvula de saída. Ainda etapas adicionais do método podem incluir proporcionar um filtro de ar de entrada na pelo menos uma válvula de entrada; e filtrar o ar que é puxado para dentro do compressor de cárter por meio da pelo menos uma válvula de entrada usando o filtro de ar de entrada. Etapas adicionais do método podem incluir proporcionar um filtro de ar de entrada no primeiro bocal da pelo menos uma válvula de entrada; e filtrar o ar que é puxado para dentro do compressor de cárter por meio da pelo menos uma válvula de entrada usando o filtro de ar de entrada. A pelo menos uma válvula de entrada e a pelo menos uma válvula de saída podem incluir válvulas de segurança. A pelo menos uma válvula de entrada pode ser suportada no compressor de cárter em um primeiro lado do pelo menos um cilindro do pistão. A pelo menos uma válvula de saída pode ser suportada no compressor de cárter em um segundo lado oposto do pelo menos um cilindro do pistão. Uma etapa adicional do método pode incluir proporcionar um conjunto de válvula de descarga no pelo menos um cilindro do pistão. Ainda uma etapa adicional do método pode incluir esgotar o fluido a partir do pelo menos um cilindro do pistão por meio do conjunto de válvula de descarga.[011] An additional step of the method may include opening the at least one inlet valve during an upward movement of the at least one piston cylinder. Air can be drawn into the crankcase compressor through the open inlet valve. An additional step of the method may include opening the at least one outlet valve during downward movement of the at least one piston cylinder. Air can be pushed out of the crankcase compressor through the open outlet valve. An additional method step may include establishing a cross flow of cooling air that is directed from a first side of the crankcase compressor, over the crankcase assembly, and out of a second opposite side of the crankcase compressor. The at least one inlet valve may be supported on the first side of the crankcase compressor. The at least one outlet valve can be supported on the second opposite side of the crankcase compressor. A first nozzle can be positioned on the at least one inlet valve and a second nozzle can be positioned on the at least one outlet valve. Still further steps of the method may include providing an inlet air filter at the at least one inlet valve; and filtering the air that is drawn into the crankcase compressor through the at least one inlet valve using the inlet air filter. Additional method steps may include providing an inlet air filter in the first mouth of the at least one inlet valve; and filtering the air that is drawn into the crankcase compressor through the at least one inlet valve using the inlet air filter. The at least one inlet valve and the at least one outlet valve may include safety valves. The at least one inlet valve may be supported in the crankcase compressor on a first side of the at least one piston cylinder. The at least one outlet valve may be supported in the crankcase compressor on a second opposite side of the at least one piston cylinder. An additional step of the method may include providing a wastegate assembly in the at least one piston cylinder. A still further step of the method may include exhausting the fluid from the at least one piston cylinder via the wastegate assembly.

[012] Detalhes e vantagens adicionais serão entendidos a partir da descrição detalhada a seguir lida em conjunto com os desenhos em anexo.[012] Additional details and advantages will be understood from the following detailed description read in conjunction with the attached drawings.

Breve Descrição dos DesenhosBrief Description of the Drawings

[013] A Figura 1 é uma vista em perspectiva dianteira de um compressor de ar livre de óleo que inclui um arranjo de arrefecimento do cárter de acordo com a presente descrição.[013] Figure 1 is a front perspective view of an oil-free air compressor including a crankcase cooling arrangement in accordance with the present disclosure.

[014] A Figura 2 é uma vista em perspectiva traseira do compressor de ar livre de óleo da Figura 1.[014] Figure 2 is a rear perspective view of the oil-free air compressor of Figure 1.

[015] A Figura 3 é uma vista em seção transversal de um compressor de ar livre de óleo que inclui um arranjo de arrefecimento do cárter de acordo com outra modalidade da presente descrição.[015] Figure 3 is a cross-sectional view of an oil-free air compressor including a crankcase cooling arrangement according to another embodiment of the present description.

[016] A Figura 4 é outra vista em seção transversal do compressor de ar livre de óleo da Figura 3 na qual um cilindro do pistão é em um movimento descendente. Descrição Detalhada da Realização Preferida[016] Figure 4 is another cross-sectional view of the oil-free air compressor of Figure 3 in which a piston cylinder is in a downward motion. Detailed Description of Preferred Achievement

[017] Para fins da descrição daqui em diante, os termos de orientação especial, como usados, devem se referir à modalidade referenciada como a mesma é orientada nos desenhos em anexo, Figuras, ou de outro modo descritos na descrição detalhada a seguir. Entretanto, deve ser entendido que as modalidades descritas daqui em diante podem assumir muitas variações e configurações alternativas. Deve também ser entendido que os componentes, dispositivos, características, e sequências operacionais específicas ilustradas nos desenhos em anexo, Figuras, ou de outro modo descritos aqui são simplesmente exemplificativos e não devem ser considerados como limitantes.[017] For purposes of description hereinafter, special guidance terms, as used, shall refer to the referenced embodiment as it is oriented in the accompanying drawings, Figures, or otherwise described in the detailed description below. However, it should be understood that the embodiments described hereinafter can take on many variations and alternative configurations. It is also to be understood that the specific components, devices, features, and operational sequences illustrated in the accompanying drawings, Figures, or otherwise described herein are merely exemplary and are not to be construed as limiting.

[018] A presente descrição é direcionada, em geral, a um arranjo de arrefecimento do cárter de um compressor livre de óleo e, em particular, a um arranjo de arrefecimento do cárter de um compressor livre de óleo que inclui pelo menos duas válvulas usadas para criar um fluxo transversal de ar de arrefecimento ar através do compressor de cárter. Determinadas modalidades preferidas e não limitantes dos componentes do arranjo de arrefecimento são ilustradas nas Figuras 1-4.[018] The present description is directed, in general, to a crankcase cooling arrangement of an oil-free compressor and, in particular, to a crankcase cooling arrangement of an oil-free compressor that includes at least two used valves to create a transverse flow of cooling air through the crankcase compressor. Certain preferred and non-limiting embodiments of cooling arrangement components are illustrated in Figures 1-4.

[019] Com referência às Figuras 1-4, um compressor de ar 10 de acordo com uma modalidade da presente descrição é mostrado. Como mostrado, o compressor de ar 10 é um compressor de ar de múltiplos cilindros 10 que inclui um primeiro cilindro do pistão 20, um segundo cilindro do pistão 30, um terceiro cilindro do pistão 40, e um quarto cilindro do pistão 50. Em uma modalidade, o compressor de ar 10 é um compressor de ar livre de óleo para um veículo ferroviário (não mostrado). O primeiro cilindro do pistão 20, o segundo cilindro do pistão 30, o terceiro cilindro do pistão 40, e o quarto cilindro do pistão 50 são suportados por um alojamento do compressor ou cárter 12 e cada um dos quais são orientados por um conjunto de cárter 60 disposto dentro do compressor de cárter 12 e suportado de modo rotacional pelo compressor de cárter 12. O compressor de cárter 12 pode definir uma cavidade 14 no mesmo para alojar o conjunto de cárter 60. Os componentes anteriores do compressor de ar 10 são descritos em detalhes aqui. Um método de arrefecimento o compressor de cárter 12 é descrito em detalhes adicionais aqui abaixo. O compressor de ar 10 pode ter uma seção transversal de formato pentagonal. Um membro de suporte 13 pode ser fixado à superfície de fundo do compressor de ar 10. O membro de suporte 13 pode ser usado para montar o compressor de ar 10 em uma locomotiva ou veículo ferroviário (não mostrado).[019] With reference to Figures 1-4, an air compressor 10 according to an embodiment of the present description is shown. As shown, the air compressor 10 is a multi-cylinder air compressor 10 that includes a first piston cylinder 20, a second piston cylinder 30, a third piston cylinder 40, and a fourth piston cylinder 50. In this embodiment, the air compressor 10 is an oil-free air compressor for a rail vehicle (not shown). The first piston cylinder 20, the second piston cylinder 30, the third piston cylinder 40, and the fourth piston cylinder 50 are supported by a compressor housing or crankcase 12 and each of which are guided by a crankcase assembly. 60 disposed within the crankcase compressor 12 and rotationally supported by the crankcase compressor 12. The crankcase compressor 12 may define a cavity 14 therein for housing the crankcase assembly 60. The front components of the air compressor 10 are described in details here. A method of cooling crankcase compressor 12 is described in further detail here below. The air compressor 10 may have a pentagonal cross-section. A support member 13 can be attached to the bottom surface of the air compressor 10. The support member 13 can be used to mount the air compressor 10 on a locomotive or rail vehicle (not shown).

[020] O primeiro cilindro do pistão 20, o segundo cilindro do pistão 30, o terceiro cilindro do pistão 40, e o quarto cilindro do pistão 50 podem ser de construção substancialmente similar com o primeiro cilindro do pistão 20 que opera como o primeiro cilindro, o segundo cilindro do pistão 30 que opera como o segundo cilindro, o terceiro cilindro do pistão 40 que opera como o terceiro cilindro, e o quarto cilindro do pistão 50 que opera como o quarto cilindro no compressor de ar de múltiplos cilindros 10. Em uma modalidade, o primeiro cilindro do pistão 20, o segundo cilindro do pistão 30, o terceiro cilindro do pistão 40, e o quarto cilindro do pistão 50 pode ser radialmente configurado sobre um eixo longitudinal do compressor de ar 10. Os cilindros do pistão 20, 30, 40, 50 podem interfacear com uma circunferência externa do compressor de ar 10.[020] The first cylinder of the piston 20, the second cylinder of the piston 30, the third cylinder of the piston 40, and the fourth cylinder of the piston 50 may be of substantially similar construction with the first cylinder of the piston 20 operating as the first cylinder , the second cylinder of piston 30 operating as the second cylinder, the third cylinder of piston 40 operating as the third cylinder, and the fourth cylinder of piston 50 operating as the fourth cylinder in the multi-cylinder air compressor 10. In one embodiment, the first piston cylinder 20, the second piston cylinder 30, the third piston cylinder 40, and the fourth piston cylinder 50 may be radially configured about a longitudinal axis of the air compressor 10. The piston cylinders 20 , 30, 40, 50 can interface with an outer circumference of the air compressor 10.

[021] Como mostrado nas Figuras 3 e 4, o primeiro cilindro do pistão 20 inclui um alojamento cilíndrico 21 que tem uma primeira extremidade 22a adaptada para ser inserida em uma abertura correspondente, como descrito aqui, no compressor de cárter 12 e uma segunda extremidade 22b. O alojamento cilíndrico 21 é formado com um flange 23 localizado proximal à primeira extremidade 22a para interfacear com o lado externo do compressor de cárter 12. Aletas de dissipação de calor 24 podem ser proporcionadas sobre o alojamento cilíndrico 21, e o alojamento cilíndrico 21 pode ser formado de qualquer material adequado para proporcionar suficiente resistência e características de dissipação de calor tal como alumínio.[021] As shown in Figures 3 and 4, the first piston cylinder 20 includes a cylindrical housing 21 having a first end 22a adapted to be inserted into a corresponding opening, as described here, in the crankcase compressor 12 and a second end 22b. The cylindrical housing 21 is formed with a flange 23 located proximal to the first end 22a to interface with the outside of the crankcase compressor 12. Heat dissipation fins 24 may be provided on the cylindrical housing 21, and the cylindrical housing 21 may be formed from any suitable material to provide sufficient strength and heat dissipation characteristics such as aluminum.

[022] Uma cabeça cilíndrica 25 é fixada à segunda extremidade 22b do alojamento cilíndrico 21. A cabeça cilíndrica 25 em geral compreende uma unidade de conexão de ar 26 e uma tampa de descarga 29 fixada por meio mecânico a uma superfície de topo da unidade de conexão de ar 26. A unidade de conexão de ar 26 inclui um primeiro canal de ar 27 e um segundo canal de ar 28. A unidade de conexão de ar 26 pode ser formada de qualquer material adequado para proporcionar suficiente resistência e características de transferência de calor tal como alumínio. A tampa de descarga 29 aloja um pistão de descarga (não mostrado) que mecanicamente mantém o lado da entrada do conjunto de válvula (não mostrado) aberto quando um sinal pneumático é pilotado para o conjunto de válvula. Deve também ser entendido que um sinal elétrico pode ser usado para pilotar o conjunto de válvula. Quando ativado, o compressor de ar 10 irá continuar a operar sem ar comprimido, desse modo arrefecimento a cavidade 14 do compressor de ar 10.[022] A cylindrical head 25 is attached to the second end 22b of the cylindrical housing 21. The cylindrical head 25 generally comprises an air connection unit 26 and a discharge cap 29 mechanically attached to a top surface of the air unit. air connection unit 26. The air connection unit 26 includes a first air channel 27 and a second air channel 28. The air connection unit 26 may be formed of any suitable material to provide sufficient strength and heat transfer characteristics. heat such as aluminum. Discharge cap 29 houses a discharge piston (not shown) which mechanically holds the inlet side of the valve assembly (not shown) open when a pneumatic signal is piloted to the valve assembly. It should also be understood that an electrical signal can be used to pilot the valve assembly. When activated, the air compressor 10 will continue to operate without compressed air, thereby cooling the cavity 14 of the air compressor 10.

[023] O primeiro cilindro do pistão 20 pode adicionalmente incluir um primeiro pistão 70 que é que pode ser operado reciprocamente dentro do alojamento cilíndrico 21. O pistão 70 inclui uma primeira extremidade 72a e uma segunda extremidade 72b, e é produzido de qualquer material adequado para proporcionar suficiente resistência e características de transferência de calor tal como alumínio. O pistão 70 é conectado em modo de operação ao conjunto de cárter 60 por meio de uma haste de conexão 74. Uma cavidade 76 pode ser definida no alojamento cilíndrico 21 para manter o pistão 70. Em operação, o pistão 70 opera em um movimento recíproco que é gerado por meio de rotação do conjunto de cárter 60. O ar é arrastado para dentro da cavidade 76 do alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20 por meio de um dos canais de ar 27, 28 como um resultado do movimento para baixo do pistão 70. Um conjunto de válvula (não mostrado) pode ser associado com a cabeça cilíndrica 25 e inclui uma porção que é aberta durante o movimento para baixo do pistão 70, arrastando o ar para dentro do alojamento cilíndrico 21, e se fecha durante o movimento para cima. Adicionalmente, o conjunto de válvula pode incluir outra porção que se fecha durante o movimento para baixo do pistão 70 e se abre durante o movimento para cima do pistão 70, com o que o ar no alojamento cilíndrico 21 é comprimido e é guiado para fora do alojamento cilíndrico 21.[023] The first piston cylinder 20 may additionally include a first piston 70 which is reciprocally operable within the cylindrical housing 21. The piston 70 includes a first end 72a and a second end 72b, and is produced from any suitable material to provide sufficient strength and heat transfer characteristics like aluminum. The piston 70 is connected in operating mode to the crankcase assembly 60 via a connecting rod 74. A cavity 76 may be defined in the cylindrical housing 21 to hold the piston 70. In operation, the piston 70 operates in a reciprocal motion which is generated by means of rotation of the crankcase assembly 60. Air is drawn into the cavity 76 of the cylindrical housing 21 of the first cylinder of the piston 20 through one of the air channels 27, 28 as a result of the downward movement of the piston 70. A valve assembly (not shown) may be associated with the cylindrical head 25 and includes a portion that opens during the downward movement of the piston 70, drawing air into the cylindrical housing 21, and closes during the upward movement. Additionally, the valve assembly may include another portion which closes during the downward movement of the piston 70 and opens during the upward movement of the piston 70, whereby the air in the cylindrical housing 21 is compressed and guided out of the cylindrical housing 21.

[024] Como observado anteriormente, o segundo cilindro do pistão 30, o terceiro cilindro do pistão 40, e o quarto cilindro do pistão 50 têm uma construção substancialmente similar à do primeiro cilindro do pistão 20.[024] As noted earlier, the second piston cylinder 30, the third piston cylinder 40, and the fourth piston cylinder 50 have a construction substantially similar to that of the first piston cylinder 20.

[025] Com referência as Figuras 1 e 2, uma primeira válvula de entrada 80 e uma segunda válvula de entrada 82 são suportadas em um primeiro lado do compressor de cárter 12. Uma primeira válvula de saída 90 e uma segunda válvula de saída 92 podem ser suportadas em um segundo lado oposto do compressor de cárter 12. A primeira válvula de entrada 80, a segunda válvula de entrada 82, a primeira válvula de saída 90, e a segunda válvula de saída 92 podem estar em comunicação de fluido com o compressor de cárter 12. Em uma modalidade, a primeira válvula de entrada 80, a segunda válvula de entrada 82, a primeira válvula de saída 90, e a segunda válvula de saída 92 podem ser válvulas de segurança. Em uma modalidade, a primeira válvula de entrada 80, a segunda válvula de entrada 82, a primeira válvula de saída 90, e a segunda válvula de saída 92 podem ser válvulas de segurança do tipo de esfera. Em outra modalidade, a primeira válvula de entrada 80, a segunda válvula de entrada 82, a primeira válvula de saída 90, e a segunda válvula de saída 92 podem incluir um elemento de válvula de elastômero (não mostrado) posicionado entre uma base (não mostrada) e um membro guia (não mostrado). O referido tipo de válvula de segurança é comumente conhecido como uma válvula de segurança do estilo “de abas”. Deve ser entendido, entretanto, que o uso de tipos alternativos de válvulas de segurança é contemplado, tal como uma válvula de segurança do tipo de diafragma, uma válvula de segurança do tipo de oscilação, e uma válvula de segurança do tipo de elevação, entre outros. Em uma modalidade, a primeira válvula de entrada 80, a segunda válvula de entrada 82, a primeira válvula de saída 90, e a segunda válvula de saída 92 podem ser usadas para estabelecer um fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 entre um outro para resfriar o compressor de cárter 12. Embora apenas duas válvulas de entrada e duas válvulas de saída são mostradas nos desenhos, é contemplado que menos ou válvulas de entrada e válvulas de saída adicionais podem ser suportadas no compressor de cárter 12 para proporcionar uma quantidade reduzida ou maior de ar para o fluxo cruzado de arrefecimento 16 através do compressor de cárter 12. Como mostrado nas Figuras 1 e 2, a primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82 podem ser posicionadas paralelas uma à outra, e a primeira válvula de saída 90 e a segunda válvula de saída 90 podem ser posicionadas uma paralela a outra. Deve também ser entendido, entretanto, que a primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82 podem ser posicionadas em série uma com a outra, e a primeira válvula de saída 90 e a segunda válvula de saída 92 podem ser posicionadas em série uma com a outra. A configuração das válvulas pode ser usada de acordo com a capacidade necessária no compressor de ar 10 e para proporcionar redundância.[025] With reference to Figures 1 and 2, a first inlet valve 80 and a second inlet valve 82 are supported on a first side of the crankcase compressor 12. A first outlet valve 90 and a second outlet valve 92 can be supported on a second opposite side of crankcase compressor 12. The first inlet valve 80, the second inlet valve 82, the first outlet valve 90, and the second outlet valve 92 may be in fluid communication with the compressor crankcase 12. In one embodiment, the first inlet valve 80, the second inlet valve 82, the first outlet valve 90, and the second outlet valve 92 can be safety valves. In one embodiment, the first inlet valve 80, the second inlet valve 82, the first outlet valve 90, and the second outlet valve 92 may be ball type safety valves. In another embodiment, the first inlet valve 80, the second inlet valve 82, the first outlet valve 90, and the second outlet valve 92 may include an elastomer valve member (not shown) positioned between a base (not shown) and a guide member (not shown). Said type of safety valve is commonly known as a “flap” style safety valve. It should be understood, however, that the use of alternative types of safety valves is contemplated, such as a diaphragm-type safety valve, a swing-type safety valve, and a lift-type safety valve, among others. others. In one embodiment, the first inlet valve 80, the second inlet valve 82, the first outlet valve 90, and the second outlet valve 92 can be used to establish a cross flow of cooling air 16 between one another to cool the crankcase compressor 12. Although only two inlet valves and two outlet valves are shown in the drawings, it is contemplated that fewer or additional inlet valves and outlet valves can be supported on the crankcase compressor 12 to provide a reduced or greater amount of of air to the cooling cross flow 16 through the crankcase compressor 12. As shown in Figures 1 and 2, the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82 can be positioned parallel to each other, and the first inlet valve outlet 90 and the second outlet valve 90 can be positioned parallel to each other. It should also be understood, however, that the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82 can be positioned in series with each other, and the first outlet valve 90 and the second outlet valve 92 can be positioned in series. with each other. The configuration of the valves can be used according to the required capacity in the air compressor 10 and to provide redundancy.

[026] Em uma modalidade, a primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82 podem ser suportadas em uma porção inferior do compressor de cárter 12. A primeira válvula de saída 90 e a segunda válvula de saída 92 podem ser suportadas em uma porção inferior oposta do compressor de cárter 12. Em uma modalidade, a primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82 podem ser suportadas no compressor de cárter 12 adjacente ao primeiro cilindro do pistão 20. A primeira válvula de saída 90 e a segunda válvula de saída 92 podem ser suportadas no compressor de cárter 12 adjacente ao quarto cilindro do pistão 50. Usando o referido arranjo da primeira válvula de entrada 80, a segunda válvula de entrada 82, a primeira válvula de saída 90, e a segunda válvula de saída 92, o fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 pode ser direcionado através da cavidade 14 do compressor de cárter 12 a partir do primeiro lado do compressor de cárter 12 para o segundo lado oposto do compressor de cárter 12. O fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 é direcionado sobre o conjunto de cárter 60 para proporcionar arrefecimento para os componentes do conjunto de cárter 60 e o compressor de cárter 12. Para estabelecer o referido fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 no compressor de cárter 12, o ar é puxado para dentro do compressor de cárter 12 por meio da primeira válvula de entrada 80 e da segunda válvula de entrada 82. Durante um movimento ascendente do pistão 70 no alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20, a primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82 são abertas pelo ar que é puxado para dentro do compressor de cárter 12. A primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82 podem ser selecionadas e/ou ajustadas de acordo com a quantidade desejada de pressão de ar que é necessária para abrir a primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82. Durante o movimento ascendente do pistão 70 no alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20, a primeira válvula de saída 90 e a segunda válvula de saída 92 são mantidas fechadas. Em uma modalidade, o fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 é então direcionado diagonalmente através da cavidade 14 do conjunto do cárter 12 em direção da primeira válvula de saída 90 e da segunda válvula de saída 92. Durante um movimento descendente do pistão 70 no alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20, o fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 é empurrado para fora da primeira válvula de saída 90 e da segunda válvula de saída 92 to atmosfera. Durante o movimento descendente do pistão 70 no alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20, a primeira válvula de entrada 80 e a segunda válvula de entrada 82 são mantidas fechadas. A primeira válvula de saída 90 e a segunda válvula de saída 92 podem ser selecionadas e/ou ajustadas de acordo com a quantidade desejada de pressão de ar que é necessária para abrir a primeira válvula de saída 90 e a segunda válvula de saída 92. A mudança total de volume no compressor de ar 10 é a soma de todos os movimentos do pistão dentro do compressor de ar 10. Portanto, é o volume total mudado pelo movimento recíproco do primeiro cilindro do pistão 20, o segundo cilindro do pistão 30, o terceiro cilindro do pistão 40, e o quarto cilindro do pistão 50, combinados. As referidas configuração e operação do compressor de ar 10 garantem que a quantidade máxima de mudança de volume do cárter seja alcançada sem sacrificar outras características do compressor de ar 10. Por combinar a mudança em volume de todos os cilindros do pistão 20, 30, 40, 50, durante a rotação do conjunto de cárter 60, um volume máximo de ar pode ser usado para resfriar o compressor de ar 10.[026] In one embodiment, the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82 can be supported in a lower portion of the crankcase compressor 12. The first outlet valve 90 and the second outlet valve 92 can be supported in an opposing lower portion of the crankcase compressor 12. In one embodiment, the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82 may be supported on the crankcase compressor 12 adjacent the first piston cylinder 20. The first outlet valve 90 and the second outlet valve 92 may be supported on crankcase compressor 12 adjacent the fourth piston cylinder 50. Using said arrangement of the first inlet valve 80, the second inlet valve 82, the first outlet valve 90, and the second outlet valve 92, cross flow of cooling air 16 can be routed through cavity 14 of crankcase compressor 12 from the first side of crankcase compressor 12 to the opposite second side of the compressor crankcase cooler 12. Air cooling cross flow 16 is directed over crankcase assembly 60 to provide cooling for crankcase assembly components 60 and crankcase compressor 12. To establish said air cooling cross flow 16 in the crankcase compressor 12, air is drawn into the crankcase compressor 12 via the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82. During an upward movement of the piston 70 in the cylindrical housing 21 of the first piston cylinder 20 , the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82 are opened by air being drawn into the crankcase compressor 12. The first inlet valve 80 and the second inlet valve 82 can be selected and/or adjusted accordingly. according to the desired amount of air pressure that is required to open the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82. During the upward movement of the piston 70 in the housing c cylinder 21 of the first cylinder of the piston 20, the first outlet valve 90 and the second outlet valve 92 are kept closed. In one embodiment, the cross flow of cooling air 16 is then directed diagonally through the cavity 14 of the crankcase assembly 12 towards the first outlet valve 90 and the second outlet valve 92. During a downward movement of the piston 70 in the housing cylinder 21 of the first piston cylinder 20, the cross flow of cooling air 16 is pushed out of the first outlet valve 90 and the second outlet valve 92 to atmosphere. During the downward movement of the piston 70 in the cylindrical housing 21 of the first cylinder of the piston 20, the first inlet valve 80 and the second inlet valve 82 are kept closed. The first outlet valve 90 and the second outlet valve 92 can be selected and/or adjusted according to the desired amount of air pressure that is required to open the first outlet valve 90 and the second outlet valve 92. total volume change in the air compressor 10 is the sum of all piston movements inside the air compressor 10. Therefore, it is the total volume changed by the reciprocal movement of the first cylinder piston 20, the second cylinder piston 30, the third piston cylinder 40, and fourth piston cylinder 50, combined. Said configuration and operation of the air compressor 10 ensures that the maximum amount of crankcase volume change is achieved without sacrificing other characteristics of the air compressor 10. By combining the change in volume of all piston cylinders 20, 30, 40 , 50, during rotation of the crankcase assembly 60, a maximum volume of air can be used to cool the air compressor 10.

[027] Embora as Figuras 1 e 2 ilustrem o uso de duas válvulas de entrada 80, 82 e duas válvulas de saída 90, 92, deve também ser entendido que apenas uma válvula de entrada 80 e uma válvula de saída 90 pode ser usado, como mostrado nas Figuras 3 e 4.[027] Although Figures 1 and 2 illustrate the use of two inlet valves 80, 82 and two outlet valves 90, 92, it should also be understood that only one inlet valve 80 and one outlet valve 90 can be used, as shown in Figures 3 and 4.

[028] Com referência agora às Figuras 3 e 4, um primeiro bocal 100 pode ser posicionado na primeira válvula de entrada 80 e/ou na segunda válvula de entrada 82. O primeiro bocal 100 pode ser usado para orientar o fluxo de ar dentro da primeira válvula de entrada 80 e/ou da segunda válvula de entrada 82 durante o movimento ascendente do pistão 70 no alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20. Um segundo bocal 110 pode ser posicionado na primeira válvula de saída 90 e/ou na segunda válvula de saída 92. O segundo bocal 110 pode ser usado para orientar o fluxo em afastamento a partir do compressor de cárter 12 para evitar a orientação do ar quente de esgotamento de volta em direção do compressor de cárter 12. Deve ser entendido que diferentes tipos de bocais podem ser usados em lugar do primeiro bocal 100 e do segundo bocal 110, tal como os bocais com uma entrada maior ou mais estreita ou bocais com um diferente formato de seção transversal. Adicionalmente, embora as Figuras 3 e 4 ilustrem apenas o uso da primeira válvula de entrada 80 e da primeira válvula de saída 90, deve ser entendido que a segunda válvula de entrada 82 e a segunda válvula de saída 92 podem ser usadas também. Os bocais podem também ser posicionados também nas referidas válvulas.[028] Referring now to Figures 3 and 4, a first nozzle 100 can be positioned on the first inlet valve 80 and/or on the second inlet valve 82. The first nozzle 100 can be used to direct the air flow within the first inlet valve 80 and/or the second inlet valve 82 during the upward movement of the piston 70 in the cylindrical housing 21 of the first cylinder of the piston 20. A second nozzle 110 can be positioned on the first outlet valve 90 and/or on the second outlet valve 92. The second nozzle 110 can be used to direct flow away from the crankcase compressor 12 to prevent directing hot exhaust air back towards the crankcase compressor 12. It should be understood that different types of nozzles can be used in place of the first nozzle 100 and the second nozzle 110, such as nozzles with a larger or narrower inlet or nozzles with a different cross-sectional shape. Additionally, although Figures 3 and 4 only illustrate the use of the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90, it should be understood that the second inlet valve 82 and the second outlet valve 92 can be used as well. The nozzles can also be positioned on said valves as well.

[029] Ainda com referência às Figuras 3 e 4, um filtro de ar de entrada 120 pode ser conectado em modo de operação à primeira válvula de entrada 80 e/ou à segunda válvula de entrada 82. O filtro de ar de entrada 120 pode ser qualquer filtro de ar de entrada padrão oferecido no comércio que proporciona uma função de triagem para remover contaminação e resíduos a partir do ar que é puxado para dentro do compressor de cárter 12 através da primeira válvula de entrada 80 e/ou da segunda válvula de entrada 82. O filtro de ar de entrada 120 proporciona capacidade de filtragem ao compressor de ar 10 por remover os resíduos e outra contaminação que pode criar desgaste no conjunto de cárter 60 e componentes dos cilindros do pistão 20, 30, 40, 50. Em uma modalidade, o filtro de ar de entrada 120 pode ser posicionado em uma extremidade do primeiro bocal 100. Durante o uso do compressor de ar 10, o ar é puxado para dentro da cavidade 14 do compressor de cárter 12 primeiro através do filtro de ar de entrada 120, e então através do primeiro bocal 100, e finalmente através da primeira válvula de entrada 80 e/ou da segunda válvula de entrada 82.[029] Still referring to Figures 3 and 4, an inlet air filter 120 can be connected in operating mode to the first inlet valve 80 and/or to the second inlet valve 82. The inlet air filter 120 can be any standard commercially available inlet air filter that provides a screening function to remove contamination and debris from the air that is drawn into the crankcase compressor 12 through the first inlet valve 80 and/or the second inlet valve. inlet 82. Inlet air filter 120 provides filtering capability to air compressor 10 by removing debris and other contamination that can create wear on crankcase assembly 60 and piston cylinder components 20, 30, 40, 50. In one embodiment, the inlet air filter 120 can be positioned at one end of the first nozzle 100. During use of the air compressor 10, air is drawn into the cavity 14 of the crankcase compressor 12 first through the air filter. in inlet 120, then through the first nozzle 100, and finally through the first inlet valve 80 and/or the second inlet valve 82.

[030] Embora a descrição da primeira válvula de entrada 80 e da primeira válvula de saída 90 sendo posicionadas em modo operacional com o primeiro cilindro do pistão 20 seja proporcionada, aqueles versados na técnica podem observar que a primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 podem também ser posicionadas em modo operacional em diferentes posições no compressor de cárter 12. A primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 podem ser posicionadas em modo operacional com outro cilindro do pistão 30, 40, 50. Adicionalmente, a primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 podem ser posicionadas adjacentes ao primeiro cilindro do pistão 20 e ao quarto cilindro do pistão 50, respectivamente. O arranjo da válvula de entrada 80 e da válvula de saída 90 será substancialmente similar ao arranjo descrito acima em conexão com o primeiro cilindro do pistão 20.[030] Although the description of the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 being positioned in operational mode with the first piston cylinder 20 is provided, those skilled in the art can observe that the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 can also be positioned in operational mode in different positions on the crankcase compressor 12. The first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 can be positioned in operational mode with another piston cylinder 30, 40, 50. Additionally, the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 may be positioned adjacent the first piston cylinder 20 and the fourth piston cylinder 50, respectively. The arrangement of inlet valve 80 and outlet valve 90 will be substantially similar to the arrangement described above in connection with the first piston cylinder 20.

[031] Um método de arrefecimento do compressor de cárter 12 é também descrito aqui com referência às Figuras 3 e 4. Em uma modalidade, o referido método inclui a etapa de proporcionar um compressor de ar 10 como descrito aqui acima. Durante o uso do método de arrefecimento, o ar a partir de atmosfera é puxado para dentro da cavidade 14 do compressor de cárter 12 por meio da primeira válvula de entrada 80. O ar é usado como um fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 que é direcionado a partir da primeira válvula de entrada 80 para a primeira válvula de saída 90. O fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 é direcionado através da cavidade 14 do compressor de cárter 12, desse modo fluindo sobre os componentes do conjunto de cárter 60 e os cilindros do pistão 20, 30, 40, 50. Após o fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 ser direcionado através da cavidade 14 do compressor de cárter 12, o ar é empurrado para fora do compressor de cárter 12 por meio da primeira válvula de saída 90. Na medida em que o ar é direcionado sobre o conjunto de cárter 60 e os componentes de os cilindros do pistão 20, 30, 40, 50, os componentes são resfriados pelo ar. O calor gerado pelos componentes é transferido ao fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 e levado para fora do compressor de cárter 12. Em uma modalidade, a primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 podem ser válvulas de segurança, como descrito aqui acima. A primeira válvula de entrada 80 pode ser suportada em um primeiro lado do compressor de cárter 12. A primeira válvula de saída 90 pode ser suportada em um segundo lado oposto do compressor de cárter 12.[031] A method of cooling the crankcase compressor 12 is also described here with reference to Figures 3 and 4. In one embodiment, said method includes the step of providing an air compressor 10 as described hereinabove. During use of the cooling method, air from atmosphere is drawn into the cavity 14 of the crankcase compressor 12 through the first inlet valve 80. The air is used as a cooling cross flow of air 16 which is directed from the first inlet valve 80 to the first outlet valve 90. The cross flow of cooling air 16 is directed through the cavity 14 of the crankcase compressor 12, thereby flowing over the crankcase assembly components 60 and the piston cylinders 20, 30, 40, 50. After the cross flow of cooling air 16 is directed through cavity 14 of crankcase compressor 12, air is pushed out of crankcase compressor 12 through the first outlet valve 90. As air is directed over the crankcase assembly 60 and piston cylinder components 20, 30, 40, 50, the components are cooled by the air. The heat generated by the components is transferred to the air cooling cross flow 16 and carried out of the crankcase compressor 12. In one embodiment, the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 can be safety valves, as described. up here. The first inlet valve 80 can be supported on a first side of the crankcase compressor 12. The first outlet valve 90 can be supported on a second opposite side of the crankcase compressor 12.

[032] Na medida em que os pistões 20, 30, 40, 50 do compressor de ar 10 se movem para dentro e para fora de seus respectivos cilindros do pistão, o volume total dentro do compressor de cárter 12 muda através de uma única rotação do conjunto de cárter 60 desde que os cilindros 20, 30, 40, 50 não estejam perfeitamente fora de fase e de mesmo diâmetro. Em uma modalidade, a primeira válvula de entrada 80 é aberta durante um movimento ascendente do pistão 70 no alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20. A pressão exercida pelo ar que é puxado para dentro do compressor de cárter 12 empurra aberta a primeira válvula de entrada 80. Em uma modalidade, o ar pode ser puxado para dentro do compressor de cárter 12 por meio da primeira válvula de entrada 80 até que um volume máximo do compressor de cárter 12 seja preenchido. Em uma modalidade, a primeira válvula de saída 90 pode ser aberta durante um movimento descendente do pistão 70 no alojamento cilíndrico 21 do primeiro cilindro do pistão 20. A pressão exercida pelo ar que é empurrado para dentro e para fora da cavidade 14 do compressor de cárter 12 empurra para abrir a primeira válvula de saída 90, desse modo permitindo que o ar ventile para a atmosfera. Em uma modalidade, o ar é empurrado para fora do compressor de cárter 12 por meio da primeira válvula de saída 90 até que um volume mínimo do compressor de cárter 12 permaneça. Usando o método descrito, o fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16 pode ser direcionado a partir de um primeiro lado do compressor de cárter 12, sobre o conjunto de cárter 60, e para fora de um segundo lado oposto do compressor de cárter 12. Na referida modalidade, a primeira válvula de entrada 80 é suportada no primeiro lado do compressor de cárter 12 e a primeira válvula de saída 90 é suportada no segundo lado oposto do compressor de cárter 12. Embora a operação do método de arrefecimento do compressor de ar 10 seja descrita em relação ao primeiro cilindro do pistão 20, deve ser entendido que o método de arrefecimento é um efeito cumulativo do movimento recíproco de todos os cilindros do pistão 20, 30, 40, 50 que criam o fluxo cruzado de arrefecimento de ar 16. O segundo cilindro do pistão 30, o terceiro cilindro do pistão 40, e o quarto cilindro do pistão 50 operam em um modo similar ao primeiro cilindro do pistão 20 para criar o fluxo transversal de ar 16. Deve também ser entendido que a primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 podem ser posicionadas próximas ao segundo cilindro do pistão 30, ao terceiro cilindro do pistão 40, ou ao quarto cilindro do pistão 50 para proporcionar o mesmo efeito de arrefecimento no compressor de ar 10.[032] As the pistons 20, 30, 40, 50 of the air compressor 10 move in and out of their respective piston cylinders, the total volume inside the crankcase compressor 12 changes through a single rotation of crankcase assembly 60 provided that cylinders 20, 30, 40, 50 are not perfectly out of phase and of the same diameter. In one embodiment, the first inlet valve 80 is opened during an upward movement of the piston 70 in the cylindrical housing 21 of the first cylinder of the piston 20. The pressure exerted by the air that is drawn into the crankcase compressor 12 pushes open the first valve inlet 80. In one embodiment, air may be drawn into the crankcase compressor 12 through the first inlet valve 80 until a maximum volume of the crankcase compressor 12 is filled. In one embodiment, the first outlet valve 90 can be opened during downward movement of the piston 70 in the cylindrical housing 21 of the first cylinder of the piston 20. The pressure exerted by the air that is pushed in and out of the cavity 14 of the air compressor crankcase 12 pushes open the first outlet valve 90, thereby allowing air to vent to atmosphere. In one embodiment, air is forced out of the crankcase compressor 12 through the first outlet valve 90 until a minimum volume of the crankcase compressor 12 remains. Using the described method, the cross flow of cooling air 16 can be directed from a first side of crankcase compressor 12, over crankcase assembly 60, and out of a second opposite side of crankcase compressor 12. In said embodiment, the first inlet valve 80 is supported on the first side of the crankcase compressor 12 and the first outlet valve 90 is supported on the opposite second side of the crankcase compressor 12. Although the operation of the cooling method of the air compressor 10 is described in relation to the first cylinder of the piston 20, it should be understood that the method of cooling is a cumulative effect of the reciprocal movement of all the cylinders of the piston 20, 30, 40, 50 which create the cross flow of cooling air 16. The second cylinder of piston 30, the third cylinder of piston 40, and the fourth cylinder of piston 50 operate in a similar manner to the first cylinder of piston 20 to create transverse flow of air 16. It should also be understood o First inlet valve 80 and first outlet valve 90 can be positioned next to the second cylinder of piston 30, the third cylinder of piston 40, or the fourth cylinder of piston 50 to provide the same cooling effect in the compressor of air 10.

[033] Em uma modalidade do método, o primeiro bocal 100 pode ser posicionado na primeira válvula de entrada 80 e o segundo bocal 110 pode ser posicionado na primeira válvula de saída 90. O primeiro bocal 100 pode ser configurado para orientar o ar a partir da atmosfera para dentro da primeira válvula de entrada 80. O segundo bocal 110 pode ser configurado para orientar o ar a partir da primeira válvula de saída 90 para a atmosfera. O segundo bocal 110 direciona o ar, cuja temperatura se elevou em virtude do calor transferido a partir dos componentes de compressor de cárter 12, em afastamento a partir do compressor de cárter 12 para a atmosfera.[033] In one embodiment of the method, the first nozzle 100 can be positioned on the first inlet valve 80 and the second nozzle 110 can be positioned on the first outlet valve 90. The first nozzle 100 can be configured to direct air from from the atmosphere into the first inlet valve 80. The second nozzle 110 may be configured to direct air from the first outlet valve 90 to atmosphere. The second nozzle 110 directs air, whose temperature has risen as a result of heat transferred from the crankcase compressor components 12, away from the crankcase compressor 12 to atmosphere.

[034] Em outra modalidade do método, o filtro de ar de entrada 120 pode ser conectado em modo de operação à primeira válvula de entrada 80. O ar que é puxado para dentro da primeira válvula de entrada 80 pode ser filtrado pelo filtro de ar de entrada 120 para remover qualquer contaminação ou resíduos a partir do ar, de modo a não contaminar ou desgastar os componentes internos do compressor de ar 10. O filtro de ar de entrada 120 pode também ser posicionado em uma extremidade do primeiro bocal 100 conectada à primeira válvula de entrada 80.[034] In another embodiment of the method, the inlet air filter 120 can be connected in operating mode to the first inlet valve 80. The air that is drawn into the first inlet valve 80 can be filtered by the air filter inlet 120 to remove any contamination or debris from the air so as not to contaminate or wear out the internal components of the air compressor 10. The inlet air filter 120 may also be positioned at one end of the first nozzle 100 connected to the first inlet valve 80.

[035] Como explicado aqui acima, embora a descrição de um método de usar a primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 com o primeiro cilindro do pistão 20 para resfriar os componentes internos do compressor de cárter 12 seja proporcionada, aqueles versados na técnica podem observar que o método pode também ser realizado em diferentes posições no compressor de cárter 12. A primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 podem ser posicionadas em modo operacional com outro cilindro do pistão 30, 40, 50. Alternativamente, a primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 podem ser posicionadas adjacentes ao primeiro cilindro do pistão 20 e ao quarto cilindro do pistão 50, respectivamente. Deve também ser entendido que a segunda válvula de entrada 82 e a segunda válvula de saída 92 podem ser usadas para criar um fluxo cruzado de arrefecimento de ar maior 16 através do compressor de cárter 12. O arranjo e a operação da válvula de entrada 80 e da válvula de saída 90 será substancialmente similar ao arranjo descrito acima em conexão com o primeiro cilindro do pistão 20.[035] As explained hereinabove, although the description of a method of using the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 with the first piston cylinder 20 to cool the internal components of the crankcase compressor 12 is provided, those Those skilled in the art can observe that the method can also be carried out in different positions on the crankcase compressor 12. The first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 can be positioned in operational mode with another piston cylinder 30, 40, 50 Alternatively, the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 may be positioned adjacent the first piston cylinder 20 and the fourth piston cylinder 50, respectively. It should also be understood that the second inlet valve 82 and the second outlet valve 92 can be used to create a greater cross flow of cooling air 16 through the crankcase compressor 12. The arrangement and operation of the inlet valve 80 and of the outlet valve 90 will be substantially similar to the arrangement described above in connection with the first piston cylinder 20.

[036] Por usar o método descrito aqui acima, não há efeito nas temperaturas do ar de entrada que seja proporcionado. Portanto, a primeira válvula de entrada 80 e a primeira válvula de saída 90 são capazes de proporcionar um fluxo positivo direcionado através do compressor de cárter 12 sem reduzir a eficiência de modo geral do compressor de ar 10, diferente de se o ar de entrada fosse primeiro encaminhado através do compressor de cárter 12. Adicionalmente, o ar na primeira válvula de entrada 80 não será pré-aquecido com a entrada no compressor de cárter 12, o que resulta em temperaturas do primeiro estágio mais baixas. O compressor de ar 10 descrito aqui acima inclui um arranjo de múltiplos cilindros que maximiza a mudança total no volume do compressor de cárter 12 por revolução do conjunto de cárter 60, sem sacrificar o equilíbrio dinâmico do compressor de ar 10. Ademais, o conjunto total do pulso do torque do cárter 60 por cada revolução é reduzido, ao mesmo tempo em que ainda mantém um pequeno tamanho geral do envelope para o compressor de ar 10.[036] By using the method described here above, there is no effect on inlet air temperatures that is provided. Therefore, the first inlet valve 80 and the first outlet valve 90 are capable of providing directed positive flow through the crankcase compressor 12 without reducing the overall efficiency of the air compressor 10, unlike if the inlet air were first routed through crankcase compressor 12. Additionally, the air at first inlet valve 80 will not be preheated as it enters crankcase compressor 12, which results in lower first stage temperatures. The air compressor 10 described hereinabove includes a multi-cylinder arrangement that maximizes the total change in volume of the crankcase compressor 12 per revolution of the crankcase assembly 60, without sacrificing the dynamic balance of the air compressor 10. Furthermore, the total assembly of crankcase torque pulse 60 per revolution is reduced while still maintaining a small overall envelope size for air compressor 10.

[037] Embora uma modalidade de um arranjo de arrefecimento do cárter de um compressor livre de óleo seja mostrado nas Figuras em anexo e descritas aqui acima em detalhes, outras modalidades serão aparentes para, e prontamente produzidas por, aqueles versados na técnica sem se desviar a partir do âmbito e espirito da presente invenção. Assim sendo, a descrição anterior pretende ser ilustrativa em vez de restritiva. A presente invenção descrita aqui acima é definida pelas reivindicações em anexo e todas as mudanças na presente invenção que se insiram dentro do significado e na faixa de equivalência das reivindicações devem ser englobadas dentro de seu âmbito.[037] Although one embodiment of an oil-free compressor crankcase cooling arrangement is shown in the accompanying Figures and described hereinabove in detail, other embodiments will be apparent to, and readily produced by, those skilled in the art without deviating from the scope and spirit of the present invention. Accordingly, the foregoing description is intended to be illustrative rather than restrictive. The present invention described hereinabove is defined by the appended claims and all changes in the present invention that fall within the meaning and range of equivalence of the claims must be encompassed within their scope.

Claims (18)

1. Arranjo de arrefecimento de cárter para um compressor livre de óleo para um veículo ferroviário, caracterizado pelo fato que compreende: um compressor de cárter (12) que define uma cavidade (14); múltiplos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) acoplados a e suportados pelo compressor de cárter (12), em que os cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) estão radialmente configurados em torno de um eixo longitudinal do compressor de cárter (12) e estão em comunicação de fluido com a cavidade (14); um conjunto de virabrequim (60) suportado pelo compressor de cárter (12) e se estendendo através da cavidade (14), o conjunto de virabrequim (60) ligado a um respectivo pistão de cada um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) por diferentes e correspondentes hastes de conexão (74); pelo menos uma primeira válvula de entrada (80) suportada sobre um primeiro lado do compressor de cárter (12) em uma localização totalmente abaixo do conjunto de virabrequim (60), a pelo menos uma segunda válvula de entrada (82) em comunicação de fluido direta com a cavidade (14); e pelo menos uma primeira válvula de saída (90) suportada sobre um segundo lado do compressor de cárter (12) em uma localização totalmente acima do conjunto de virabrequim (60), a pelo menos uma válvula de saída (90) em comunicação de fluido com a cavidade (14), em que um fluxo cruzado de arrefecimento de ar é estabelecido através da cavidade (14) do compressor de cárter (12) e diagonalmente direcionado em um sentido para cima por todo o conjunto de virabrequim (60) a partir de pelo menos uma primeira válvula de entrada (80) para a primeira válvula de saída (90) para resfriar o compressor de cárter (12).1. Crankcase cooling arrangement for an oil-free compressor for a railway vehicle, characterized in that it comprises: a crankcase compressor (12) defining a cavity (14); multiple piston cylinders (20, 30, 40, 50) coupled to and supported by the crankcase compressor (12), wherein the piston cylinders (20, 30, 40, 50) are radially configured around a longitudinal axis of the compressor crankcase (12) and are in fluid communication with the cavity (14); a crankshaft assembly (60) supported by the crankcase compressor (12) and extending through the cavity (14), the crankshaft assembly (60) connected to a respective piston of each of the piston cylinders (20, 30, 40 , 50) by different and corresponding connecting rods (74); at least one first inlet valve (80) supported on a first side of the crankcase compressor (12) at a location fully below the crankshaft assembly (60), the at least one second inlet valve (82) in fluid communication direct with the cavity (14); and at least one first outlet valve (90) supported on a second side of the crankcase compressor (12) at a location fully above the crankshaft assembly (60), the at least one outlet valve (90) in fluid communication with the cavity (14), wherein a cross flow of cooling air is established through the cavity (14) of the crankcase compressor (12) and diagonally directed in an upward direction through the entire crankshaft assembly (60) from from at least one first inlet valve (80) to the first outlet valve (90) for cooling the crankcase compressor (12). 2. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma primeira válvula de entrada (80) e a pelo menos uma primeira válvula de saída (90) compreende válvulas de retenção.2. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the at least one first inlet valve (80) and the at least one first outlet valve (90) comprise check valves. 3. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende um primeiro bocal (100) posicionado sobre pelo menos uma válvula de entrada (80), e um segundo bocal (110) posicionado sobre a pelo menos uma válvula de saída (90).3. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that it additionally comprises a first nozzle (100) positioned on at least one inlet valve (80), and a second nozzle (110) positioned on at least one an outlet valve (90). 4. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende um filtro de entrada de ar (120) operacionalmente conectado a pelo menos uma válvula de entrada (80), em que o filtro de entrada de ar (120) protege o compressor de cárter (12) a partir de contaminação e de detritos.4. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that it additionally comprises an air inlet filter (120) operatively connected to at least one inlet valve (80), wherein the air inlet filter (120) protects the crankcase compressor (12) from contamination and debris. 5. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende um filtro de entrada de ar (120) sobre o primeiro bocal (100) da pelo menos uma válvula de entrada (80), em que o filtro de entrada (120) protege o compressor de cárter (12) a partir de contaminação e de detritos.5. Crankcase cooling arrangement according to claim 3, characterized in that it additionally comprises an air inlet filter (120) on the first nozzle (100) of the at least one inlet valve (80), in which the Inlet filter (120) protects crankcase compressor (12) from contamination and debris. 6. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma válvula de entrada (80) é aberta conforme o ar é puxado na cavidade (14) do compressor de cárter (12) durante um deslocamento no sentido para cima de cada um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50).6. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the at least one inlet valve (80) is opened as air is drawn into the cavity (14) of the crankcase compressor (12) during a shift upwards from each of the piston cylinders (20, 30, 40, 50). 7. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma válvula de saída (90) é aberta conforme ar é empurrado para fora da cavidade (14) do compressor de cárter (12) durante um deslocamento no sentido para baixo de cada um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50).7. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the at least one outlet valve (90) is opened as air is pushed out of the cavity (14) of the crankcase compressor (12) during a downward displacement of each of the piston cylinders (20, 30, 40, 50). 8. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende um conjunto de válvula do descarregador posicionado sobre pelo menos um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) e configurado para esgotar fluido pressurizado a partir de pelo menos um cilindro de pistão.8. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that it additionally comprises an unloader valve assembly positioned on at least one of the piston cylinders (20, 30, 40, 50) and configured to exhaust pressurized fluid from at least one piston cylinder. 9. Método de arrefecimento de cárter para um cárter sem compressor de óleo para um veículo ferroviário, caracterizado pelo fato que compreende as etapas de: a) proporcionar um compressor livre de óleo, compreendendo: um compressor de cárter (12) que define uma cavidade (14); múltiplos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) acoplado a e suportados pelo compressor de cárter (12), no qual os cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) são radialmente configurado acerca de um eixo longitudinal do compressor de cárter (12) e estão em comunicação de fluido com a cavidade (14); um conjunto de virabrequim (60) suportado pelo compressor de cárter (12) e se estendendo através da cavidade (14), o conjunto de virabrequim (60) ligado a um respectivo pistão de cada um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) pele diferentes e correspondentes bielas; pelo menos uma válvula de entrada suportada sobre um primeiro lado do compressor de cárter (12) em uma localização totalmente abaixo do conjunto de virabrequim (60), a pelo menos uma válvula de entrada em comunicação de fluido direta com a cavidade (14); e pelo menos uma válvula de saída suportada sobre um segundo lado do compressor de cárter (12) em uma localização totalmente acima do conjunto de virabrequim (60), a pelo menos uma válvula de saída em comunicação de fluido com a cavidade (14); b) aspirar o ar na cavidade (14) do compressor de cárter (12) através da pelo menos uma válvula de entrada; c) estabelecer um fluxo cruzado de arrefecimento de ar através da cavidade (14) do compressor de cárter (12) e diagonalmente direcionado em um sentido para cima por todo o conjunto de virabrequim (60) a partir de pelo menos uma válvula de entrada para a válvula de saída para resfriar o compressor de cárter (12); e d) descarregar ar para fora da cavidade (14) do compressor de cárter (12) através da pelo menos uma válvula de saída.9. A crankcase cooling method for a crankcase without oil compressor for a railway vehicle, characterized in that it comprises the steps of: a) providing an oil-free compressor, comprising: a crankcase compressor (12) defining a cavity (14); multiple piston cylinders (20, 30, 40, 50) coupled to and supported by the crankcase compressor (12), in which the piston cylinders (20, 30, 40, 50) are radially configured about a longitudinal axis of the crankcase compressor (20, 30, 40, 50) sump (12) and are in fluid communication with the cavity (14); a crankshaft assembly (60) supported by the crankcase compressor (12) and extending through the cavity (14), the crankshaft assembly (60) connected to a respective piston of each of the piston cylinders (20, 30, 40 , 50) different skin and corresponding connecting rods; at least one inlet valve supported on a first side of the crankcase compressor (12) at a location fully below the crankshaft assembly (60), the at least one inlet valve in direct fluid communication with the cavity (14); and at least one outlet valve supported on a second side of the crankcase compressor (12) at a location fully above the crankshaft assembly (60), the at least one outlet valve in fluid communication with the cavity (14); b) sucking in the air in the cavity (14) of the crankcase compressor (12) through the at least one inlet valve; c) establishing a cross flow of cooling air through the cavity (14) of the crankcase compressor (12) and diagonally directed in an upward direction through the entire crankshaft assembly (60) from at least one inlet valve to the outlet valve for cooling the crankcase compressor (12); and d) discharging air out of the cavity (14) of the crankcase compressor (12) through the at least one outlet valve. 10. Método de arrefecimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que a etapa de aspirar ar na cavidade (14) ocorre durante um deslocamento no sentido para cima de cada um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50).10. Cooling method according to claim 9, characterized in that the step of sucking air into the cavity (14) occurs during an upward displacement of each of the piston cylinders (20, 30, 40, 50) . 11. Método de arrefecimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que a etapa de descarregar ar para fora da cavidade (14) ocorre durante um percurso para baixo de cada um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50).11. Cooling method according to claim 9, characterized in that the step of discharging air out of the cavity (14) occurs during a downward stroke of each of the piston cylinders (20, 30, 40, 50) . 12. Método de arrefecimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que o compressor livre de óleo adicionalmente compreende um primeiro bocal (100) posicionado sobre a pelo menos uma válvula de entrada (80) e um segundo bocal (110) posicionado sobre a pelo menos uma válvula de saída (90).12. Cooling method according to claim 9, characterized in that the oil-free compressor additionally comprises a first nozzle (100) positioned on the at least one inlet valve (80) and a second nozzle (110) positioned on to at least one outlet valve (90). 13. Método de arrefecimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende as etapas de: proporcionar um filtro de entrada de ar (120) operacionalmente conectado a pelo menos uma válvula de entrada de ar (80) e filtrar o ar que é aspirado no compressor de cárter (12) através da pelo menos uma válvula de entrada (80) usando o filtro de ar de entrada (120).13. Cooling method according to claim 9, characterized in that it additionally comprises the steps of: providing an air inlet filter (120) operatively connected to at least one air inlet valve (80) and filtering the air which is drawn into the crankcase compressor (12) through the at least one inlet valve (80) using the inlet air filter (120). 14. Método de arrefecimento de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende as etapas de: proporcionar um filtro de entrada de ar (120) no primeiro bocal (100) da pelo menos uma válvula de entrada (80) e filtrar o ar que é aspirado no compressor de cárter (12) através da pelo menos uma válvula de entrada (80) usando o filtro de ar de entrada.14. Cooling method according to claim 12, characterized in that it additionally comprises the steps of: providing an air inlet filter (120) in the first mouth (100) of the at least one inlet valve (80) and filtering the air that is drawn into the crankcase compressor (12) through the at least one inlet valve (80) using the inlet air filter. 15. Método de arrefecimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que a pelo menos uma válvula de entrada (80) e a pelo menos uma válvula de saída (90) compreende uma válvula de retenção.15. Cooling method according to claim 9, characterized in that the at least one inlet valve (80) and the at least one outlet valve (90) comprise a non-return valve. 16. Método de arrefecimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende as etapas de: proporcionar um conjunto de válvula do descarga sobre pelo menos um dos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50), e esgotar fluido pressurizado a partir de pelo menos um cilindro de pistão através do conjunto de válvula de descarga.16. Cooling method according to claim 9, characterized in that it additionally comprises the steps of: providing a discharge valve assembly on at least one of the piston cylinders (20, 30, 40, 50), and exhausting fluid pressurized from at least one piston cylinder through the wastegate assembly. 17. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o compressor de cárter (12) tem uma seção transversal pentagonal definida pelo primeiro lado, do segundo lado, um terceiro lado, um quarto lado, e um quinto lado, e os múltiplos cilindros de pistão (20, 30, 40, 50) incluem um primeiro cilindro de pistão acoplado ao primeiro lado, um segundo cilindro de pistão acoplado ao segundo lado, um terceiro cilindro de pistão acoplado ao terceiro lado, e um quarto cilindro de pistão acoplado ao quarto lado.17. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the crankcase compressor (12) has a pentagonal cross section defined by the first side, the second side, a third side, a fourth side, and a fifth side, and the multiple piston cylinders (20, 30, 40, 50) include a first piston cylinder coupled to the first side, a second piston cylinder coupled to the second side, a third piston cylinder coupled to the third side, and a fourth piston cylinder coupled to the fourth side. 18. Arranjo de arrefecimento de cárter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o quinto lado do compressor de cárter (12) representa uma parte debaixo do compressor de cárter (12) e é acoplado a um membro de suporte para a montagem do compressor de cárter (12).18. Crankcase cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the fifth side of the crankcase compressor (12) represents a part underneath the crankcase compressor (12) and is coupled to a support member for mounting crankcase compressor (12).
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