CN101103203A - 用于在车辆中移动式使用的紧凑的螺旋式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆中移动式使用的紧凑的螺旋式压缩机(1、2)，包括一个由马达单元驱动的螺旋式压缩单元(1)，其中单独配属于螺旋式压缩单元(1)的马达单元的转速可以按照一个调节单元(8)来调节，使得螺旋式压缩单元(1)独立于车辆动力总成(6)地产生预先确定的压缩空气的输送能力。

Description

用于在车辆中移动式使用的紧凑的螺旋式压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆中移动式使用的紧凑的螺旋式压缩机，包括一个由马达单元驱动的螺旋式压缩单元。
背景技术
在车辆技术中常常使用螺旋式压缩机，在那里尽管狭小的空间情况也必须产生用于供给压缩空气-车辆网络(Druckluft-Bordnetz)的压缩空气。螺旋式压缩机的已知结构原理本来具有一种特别紧凑的结构方式。
由一般的现有技术已知的是，在车辆如商用车辆或轨道车辆中使用的螺旋式压缩机由车辆的动力总成如柴油发动机驱动。这或者可以通过把螺旋式压缩单元直接耦联到该马达单元上进行；然而取而代之也可能的是，在作为马达单元的车辆动力总成与螺旋式压缩单元之间设有一个带有固定传动比的传动机构。通常一种这样的传动机构构成为三角皮带传动机构。
现有技术的缺点在于，由螺旋式压缩单元产生的压缩空气的输送能力依赖于车辆动力总成的转速。因此在动力总成转速降低时也就是例如当车辆制动时，螺旋式压缩单元的输送能力下降。相反随着动力总成转速的升高例如当车辆加速时螺旋式压缩单元的输送能力也升高。所述情况的后果是可能出现下述问题，即在车辆存在较大压缩空气需求的工作点上(例如在制动时)只有较小的用于产生相应压缩空气输送量的动力总成的输出转速可供使用，该输送量不能保证提供符合需求的压缩空气。
为了解决该问题到目前为止尝试给车辆的压缩空气网络装备足够大的压缩空气储存罐，在需求峰值时从储存罐内使用必需的压缩空气。然而该解决方案的缺点是，这样的压缩空气罐在车辆中需要一个相应较大的结构体积，这与尽可能整体上紧凑地构成压缩空气设备的目的相违背。
发明内容
因此本发明的目的是，建立一种用于在车辆中移动式使用的紧凑的螺旋式压缩机，该螺旋式压缩机的压缩空气输送能力尽可能独立于动力总成的波动的转速。
所述目的从一种按权利要求1的前序部分的紧凑的螺旋式压缩机出发结合其特征部分的特征来解决。随后的从属权利要求描述本发明的有利的进一步拓展。
本发明包含的技术教导在于，单独配属于螺旋式压缩单元的马达单元的转速可以按照一个调节单元来调节，使得螺旋式压缩单元独立于车辆的动力总产产生预先规定的压缩空气的输送能力。
螺旋式压缩机的按本发明符合需求地可调节的驱动装置的优点在于，在较大压缩空气需求而只有较小的车辆动力总成的输出转速可供使用的工作点时也可以产生足够的压缩空气的输送能力。尽可能地可以放弃大型的附加的压缩空气罐。
通过使用按本发明的调节单元，按本发明的螺旋式压缩机的输送能力并且从而功率消耗可以精确调节到一个合适的马达单元的要求，并且随时在运行中在不另外补充装备机械构件的情况下适配到变化的要求上，例如这在公共车辆在公开的城市或郊区交通中变换使用时是必需的。
独自驱动螺旋式压缩单元的马达单元可以按液压马达的类型或按电动机的类型构成。在本发明框架内在选择马达单元时决定性的是，该马达单元作为调节机构在在此实际应用中面向需求的转速调节的框架内是合适的。
使用可调节的液压驱动装置允许按本发明的螺旋式压缩机节约能量地停机，而没有易受磨损的(Verschleiβbehaft)耦联元件，仅仅通过由调节单元引起的液压驱动装置的液压泵的回转角的改变。
可调节的液压驱动装置优选包括一个直接法兰连接到螺旋式压缩单元上的液压马达，一个可调节的液压泵给该液压马达供给对于运行必需的压力介质，其中可调节的液压泵的控制通过调节单元进行。当有持续存在的回路可供使用时，取代在螺旋式压缩单元上的不可调节的液压泵也可以设有一个可调节的液压马达。
此外也可以想像的是，液压马达可选地由一个电动机取代。当车辆按混合动力车辆的类型构成时，一个电动机例如可以以优选的方式作为马达单元使用。在一种这样的混合动力车辆中车辆的驱动首先通过一个电动机进行，借助于一个柴油发动机驱动的发电机产生电流用于该电动机。多余的电流在此可以储存在蓄电池内。因此在一种这样的混合动力车辆中本来已经存在电流，以便对此也能给螺旋式压缩机的单独的电动机供给必需的工作能量。优选单独的电动机构成为三相交流电动机，该三相交流电动机以由发电机产生的直流电压为出发点通过一个逆变器获得其工作能量。
按另一种改进本发明的措施，螺旋式压缩单元包括优选三个外壳件，所述的外壳件通过互相装配无外管线地(auβenleitungsfrei)互相连接，并且整体上构成螺旋式压缩单元。各外壳件优选由浇铸金属制成。在外壳件内部可以节省空间地安置很多功能部。此外通过该结构方式取消压缩机功能部的所有外部管道(Auβenverrohrung)。
多件式外壳的第一外壳件有利地包括至少一个抽吸止回阀，带有后置的压缩机螺旋结构、带有后置的包含带有悬浮减震器(Schwabdmpfung)的油底壳的油预分离单元、带有后置的压力卸载单元(在断开时)。螺旋式压缩单元的所有这些功能件能有效地集成在一个共同的第一外壳件内。
在一个配属于所述的第一外壳件的第二外壳件中优选成形螺旋式压缩单元的出口轮廓，以及存在用于从油底壳回油的器件、至少一个带有优选的油调温器的油滤清器和至少一个油注入管接头。
一个第三外壳件有利地可以与上述两个外壳件组合，该第三外壳件优选包含用于容纳一个油精滤清器的器件、用于排油的器件、稳压阀器件以及止回阀器件。
在优选包括三个上述的带有相应集成构件的外壳件的螺旋式压缩单元中可以取消所有的外部管道和内部管道(Innenverrohrung)，这些管道否则通常特别是用于在断开时的压力卸载、从精分离器回油等。
按另一种改进本发明的措施规定，液压马达借助于一个传动盘耦联到螺旋式压缩单元上，液压马达和螺旋式压缩单元的轴端嵌入到该传动盘内，其中传动盘通过一个油回路或一个长期脂润滑装置(Dauerfettschmierung)减震和润滑。通过使用一种这样减震的传动盘确保液压马达特别无磨损地耦联在螺旋式压缩单元上。只要不通过三角皮带或传动机构进行传动地驱动，通常为此使用弹性耦联器或刚性耦联器。所有这些耦联件都受到磨损或者只允许在液压马达与螺旋式压缩单元的各组件之间建立刚性连接。
按另一种改进本发明的措施，油回路可以通过一个换热器与车辆的一个调温地调节的冷却回路耦联，该油回路对于冷却螺旋式压缩单元是必需的。通过所述的措施可以彻底放弃用于冷却螺旋式压缩单元的油回路的自己的调温装置。用于润滑车轴、差速器等的冷却回路或发动机的冷却回路可以用作为车辆的冷却回路。因此按情况而定也可能出现换热器直接连接到螺旋式压缩单元上或取而代之连接在车辆的动力总成上。
附图说明
其他改进本发明的措施下面与对本发明的优选的实施例的描述一起借助于附图详细给出。其中：
图1带有外围组件的螺旋式压缩机的方块线路图，
图2紧凑的螺旋式压缩机的外透视图，
图3通过相应的调节适配符合需求的压缩空气输送能力的图表。
具体实施方式
按图1螺旋式压缩机包括一个螺旋式压缩单元1，该螺旋式压缩单元由一个液压马达2驱动。在此液压马达2借助于一个传动盘3耦联到螺旋式压缩单元1上。液压马达2或螺旋式压缩单元1的两个轴端嵌入到传动盘3内。传动盘3通过一个在此未进一步示出的油回路减震和润滑。液压马达2直接法兰连接到螺旋式压缩单元1上。
液压马达2通过一根分成输出和回流的油管4供给对于运行必需的压力介质。为此使用一个向油管4进行供给的可调节的液压泵5。液压泵的驱动通过一个带有一个中间连接的传动机构7的车辆的动力总成6的辅助驱动装置进行，该传动机构在此根据一个齿轮传动机构的类型构成。可调节的液压泵5的控制也就是驱动部分的用于此目的的角度调节按照一个电子调节单元8进行。通过该布置实现由螺旋式压缩单元1产生的压缩空气输送能力独立于车辆动力总成6的转速。
螺旋式压缩单元1在此通过未进一步示出的车辆的冷却回路9冷却。为了该目的用于冷却螺旋式压缩单元1必需的油回路10通过一个换热器11与车辆的调温地调节的冷却回路9耦联。
图2示出带有法兰连接在螺旋式压缩单元1上的液压马达2的紧凑的螺旋式压缩机。螺旋式压缩单元1包括一个多件式外壳，其中一个第一外壳件12包括一个抽吸止回阀13，带有后置的在此不可见的位于内部的压缩机螺旋结构、带有后置的位于内部的油预分离单元(包含带有悬浮减震器的油底壳)、带有后置的压力卸载单元。螺旋式压缩单元1的一个第二外壳件14表现出螺旋式压缩单元1的出口轮廓并且具有用于从第一外壳件12的油底壳回油的器件以及一个油滤清器头15。与油滤清器头15相邻，一个油注入管接头16设置在第二外壳件14上。一个第三外壳件17装有用于容纳一个油精滤清器18的器件。在第三外壳件17上同样设置一个稳压阀19以及一个止回阀20。(所有这些功能件都是螺旋式压缩机已知的功能单元，并且从而不必在此逐个描述其相互作用。)
在按图3的图表中示出上述类型的紧凑的螺旋式压缩机以1/min为单位的关于车辆动力总成以1/min为单位的转速的输送能力。可见的是，对于两个主需求区域A和B可以独立于动力总成的转速地产生压缩空气的输送能力。调节单元如上面详细描述的那样能实现这一点，该调节单元用于符合需求地调节可调节的液压驱动装置。
附图标记列表
1 螺旋式压缩单元
2 液压马达
3 传动盘
4 油管
5 液压泵
6 动力总成
7 传动机构
8 调节单元
9 冷却回路
10 油回路
11 换热器
12 第一外壳件
13 抽吸止回阀
14 第二外壳件
15 油滤清器头
16 注入管接头
17 第三外壳件
18 油精滤清器
19 稳压阀
20 止回阀

Claims (10)

1.用于在车辆中移动式使用的紧凑的螺旋式压缩机(1、2)，包括一个由马达单元驱动的螺旋式压缩单元(1)，其特征在于：单独配属于螺旋式压缩单元(1)的马达单元的转速可以按照一个调节单元(8)来调节，使得螺旋式压缩单元(1)独立于车辆动力总成(6)地产生预先确定的压缩空气的输送能力。
2.根据权利要求1所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：马达单元按电动机的形式构成。
3.根据权利要求1所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：马达单元按可调节的液压驱动装置(2、5)的形式构成。
4.根据权利要求3所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：可调节的液压驱动装置(2、5)包括一个直接法兰连接到螺旋式压缩单元(1)上的液压马达(2)，一个可调节的液压泵(5)通过一根油管(4)给该液压马达供给对于运行必需的压力介质，其中通过调节单元(8)控制可调节的液压泵(5)。
5.根据权利要求1所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：螺旋式压缩单元(1)包括一个多件式的外壳，该外壳的第一外壳件(12)包含至少一个抽吸止回阀(13)，带有后置的压缩机螺旋结构、带有后置的包含带有悬浮减震器的油底壳的油预分离单元、带有后置的在断开时的压力卸载单元。
6.根据权利要求1所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：螺旋式压缩单元(1)包括一个多件式的外壳，该外壳的第二外壳件(14)包含螺旋式压缩单元(1)的出口轮廓、以及用于从油底壳回油的器件、至少一个油滤清器头(15)以及至少一个油注入管接头(16)。
7.根据权利要求1所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：螺旋式压缩单元(1)包括一个多件式的外壳，该外壳的第三外壳件(17)包含用于容纳一个油精滤清器(18)的器件、用于排油的器件、稳压阀(19)以及止回阀(20)。
8.根据权利要求5至7所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：所述三个外壳件(12、14、17)通过互相装配无外管线地互相连接，以便构成螺旋式压缩单元(1)。
9.根据权利要求2或3所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：液压马达(2)或电动机借助于一个传动盘(3)直接耦联到螺旋式压缩单元(1)上，液压马达(2)和螺旋式压缩单元(1)的轴端嵌入到该传动盘内，其中传动盘(3)通过一个油回路或一个长期脂润滑装置减震和润滑。
10.根据上述任何一项权利要求所述的紧凑的螺旋式压缩机，其特征在于：一个用于冷却螺旋式压缩单元(1)的油回路(10)通过一个换热器(11)与车辆的一个调温地调节的冷却回路(9)耦联。
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