CN101331319B - 水冷却的活塞式压气机 - Google Patents

Abstract

带有至少一个活塞、用于压缩空气的水冷却活塞式压气机，该活塞可用产生一个直线往复的驱动力的器件驱动，该活塞是轴向可活动地装在一个经过一个气缸盖(3)在端面封闭的气缸壳体(1)中的，该气缸壳体是用水冷却器件配备的，其包括一个双层壁地原始成形的气缸壳体，在气缸壳体朝向气缸盖的端面(6)上配置有多个冷却孔(7)，经过这些冷却孔冷却水与气缸盖的区域接触，该区域由一个贴靠在气缸壳体端面上的阀门板组成，在该阀门板上配置的是气缸盖。阀门板具有入口用于继续引导冷却水进入到气缸盖的区域内，在气缸壳体的外面配置至少一个冷却剂接头作为冷却剂的入口，另一个冷却剂接头作为冷却剂的出口配置在气缸盖上，阀门板具有冷却剂通路。

Description

水冷却的活塞式压气机

技术领域

本发明涉及一种带有至少一个活塞、用于压缩空气的水冷却的活塞式压气机，该活塞可用产生一个直线往复驱动力的器件开动，并且该活塞是轴向可活动地装在一个经过一个气缸盖在端面封闭的气缸壳体中的，该气缸壳体没有用于水冷却的器件。

背景技术

在此所关注类型的活塞式压气机，主要是用在汽车技术中。尤其在有轨车辆制造中，活塞式压气积用作为产生压缩空气的机组。在有轨车辆时，将如此产生的压缩空气应用于驱动制动设备，应用于主动的减震或类似的事。在活塞式压气机的活塞-气缸-偶对之内压缩空气也产生热量，该热量是要向外排除的。否则活塞式压气机在持续运行时剧烈发热，可以使它的部件-尤其是密封件-受损。如果由于结构上的边缘条件的原因不可能去应用空气冷却的活塞式压气机时，则需要一种在此要关注的水冷却活塞式压气机。在水冷却的活塞式压气机时，活塞-气缸-偶对的区域经过一个本身公知的冷却剂回路冷却。在此要关注类型的水冷却活塞式压气机，可以经过曲柄机构、斜轴轮盘传动机构或类似的传动机构来开动。

由DE 103 08 430 A1得知一种带有斜轴轮盘传动的水冷却活塞式压气机。两个活塞-气缸-偶对经过一个斜轴轮盘传动机构驱动。斜轴轮盘传动机构将一个输入侧的旋转运动转换成为活塞在气缸之内的往复的直线运动，致使周围环境的空气可经过入口阀和出口阀的共同作用而压缩成压缩空气。

在这个公知的活塞式压气机时，为了水冷却在气缸区域设置一个室，该室由冷却剂流过。该室是由一些气缸套和一个环绕这些气缸套的气缸壳体构成的。气缸套总是钵状成形的，致使冷却剂在气缸的周面和端面区域作用。在此时的缺点是，只有通过将在内部的气缸套相应地变形，端面的冷却才可达到。此外，既在端面区域也在下面的周面区域都需要密封，以便将内部的气缸套相对于环绕这些气缸套的气缸壳体以及相对于在端面贴靠在气缸套上的阀门板进行密封。这些密封的一处泄露要造成冷却水渗入到活塞式压气机的空气区域中的后果。

发明内容

因此，本发明的任务是创造一种水冷却的活塞式压气机，该活塞式压气机以制造技术上简单可行的方式确保包括气缸盖在内的气缸区域的有效的冷却。

本发明提出一种带有至少一个活塞、用于压缩空气的水冷却的活塞式压气机，该活塞可用产生一个直线往复的驱动力的器件驱动，并且该活塞是轴向可活动地装在一个经过一个气缸盖在端面封闭的气缸壳体中的，该气缸壳体设有用于水冷却的器件，用于水冷却的器件包括一个双层壁地原始成形的气缸壳体，在气缸壳体的朝向气缸盖的端面上配置有多个冷却孔，流过双层壁的气缸壳体的冷却剂经过这些冷却孔与气缸盖的区域接触，气缸盖的区域由一个贴靠在气缸壳体的端面上的阀门板组成，在该阀门板上配置气缸盖，阀门板具有至少一个与气缸壳体的冷却孔之一对应的入口，用于继续引导冷却水进入到气缸盖的区域内，其特征在于，在气缸壳体的外面配置至少一个冷却剂接头作为冷却剂的入口，此时另一个冷却剂接头作为冷却剂的出口配置在气缸盖上，使得冷却剂从形成入口的冷却剂接头开始两侧环流气缸壳体，以便达到均匀的冷却效应，阀门板具有与阀门板的入口连接的冷却剂通路，用于冷却入口阀和出口阀区域。

本发明包含有技术教导，即用于水冷却的器件包括一个双层壁地原始成形的气缸壳体，在气缸壳体的朝向气缸盖的端面中配置有多个冷却孔，经过这些冷却孔流过双层壁气缸壳体的冷却水与气缸盖区域接触。

本发明解决办法的优点尤其在于，端面侧的冷却孔不用较大制造技术上的工作量可以完成，因为在铸造双层壁气缸壳体时本来在适当位置就设置有这些冷却孔。因为去除制造双层壁的砂芯经过冷却孔实现。这些由于铸造技术而形成的孔，根据本发明按照气缸壳体制造过程将它们配置在可以用于冷却目的的位置上。对此，只要求将由于铸造技术而形成的孔在大小或彼此间上这样定位在气缸壳体的端面上，使所希望的冷却效应也到达其它的应用。

气缸盖的区域由一个贴靠在气缸端面上的阀门板组成，在阀门板上又配置气缸盖。因此，阀门板以夹层形式位于气缸壳体与气缸盖之间。在这种配置时，阀门板与冷却剂直接接触。因为阀门板由于在其中装有入口阀和出口阀是高热负荷的构件，本发明的解决办法使经过气缸壳体的邻接的冷却孔的直接冷却成为可能。

阀门板具有至少一个与气缸壳体冷却孔之一对应的入口，用于继续引导冷却水进入到气缸盖区域。对此就有可能，将冷却剂经过这个入口和与这个入口连接的阀门板冷却剂通路，应用于阀门板入口阀和出口阀区域的局部邻近的冷却。此外，阀门板可以具有一个用于将冷却水继续引入到气缸盖中去的引导出口。在这种情况，邻近于阀门板配置的气缸盖可以用冷却剂通路作为冷却水的管路通过。特别有利的是，冷却剂通路的导向是围绕着活塞式压气机的压缩空气出口的区域，因此通过压缩过程加热的压缩空气在离开气缸盖之前直接被冷却。

此外，建议在气缸壳体的外面配置至少一个冷却剂接头作为冷却剂的入口。作为被加热冷却剂的出口所要求的冷却剂接头，要么可以同样配置在气缸壳体中，要么可以配置在气缸盖上。如果冷却剂除了冷却气缸壳体还要对阀门板和/或气缸盖进行冷却，就出现后一种提到的配置。考虑到最大的冷却效率，按照另一个改进本发明的措施建议，使冷却剂从形成入口的冷却剂接头开始两侧环流气缸壳体，以便达到一个均匀的冷却效应。此外，也有可能的是，使冷却剂也只从一个方向环流气缸壳体。在铸造技术上可以在双壁的气缸壳体中制造相应的通道和闭锁壁。对此例如也有可能的是，使冷却剂流在气缸壳体的轴向延伸方向看曲折形地在气缸壳体中流动。

在一个优选的实施形式中，气缸壳体具有多于四个的基本上是环段形的冷却孔，其中在这中间为了固定气缸盖配置有至少四个彼此对称布置的螺丝孔。通过这种措施，既确保气缸盖在气缸壳体的端面上的均匀固定，又将通过冷却孔产生的冷却面积最大化。

附图说明

下面用图与本发明一个优选实施例的说明一起详细描述其它改进本发明的措施。展示的有：

图1一个单缸水冷却活塞式压气机的立体的外观图，

图2按照图1活塞式压气机的气缸壳体的立体的外观图，

图3按照图1活塞式压气机的带有阀门板的气缸盖的立体外观图，

图4阀门板的立体剖面图，

图5气缸盖的立体内部视图。

具体实施方式

按照图1，水冷却的活塞式压气机主要由一个气缸壳体1构成，该气缸壳体是旋紧在一个包含有一个曲柄机构的曲轴箱2上的。在与曲轴箱2相对的气缸壳体1一侧上，配置的是一个气缸盖3。气缸盖3包括有一个阀门板4，该阀门板是夹层式地定位在气缸壳体1与气缸盖3之间。在气缸壳体1之内，有一个-在此是通过虚线画的-用于压缩空气的活塞5。

按照图2，气缸壳体1是一个双层壁式原始成形的部件，在此是由铝合金构成。气缸壳体1在朝向-在此未进一步示出的-气缸盖3的端面6上具有多个冷却孔7。冷却孔7是环段形造型的。流过双层壁的气缸壳体1的冷却剂经过冷却孔7与气缸盖3的区域接触。此外，在气缸壳体1的端面6上为了固定气缸盖3，配置有多个彼此对称布置的螺丝孔8。冷却剂通过一个作为入口形成的冷却剂接头9达到双层壁气缸壳体1的中间区域中。

按照图3，在此示出的带有阀门板4的气缸盖3具有多个通孔10，这些通孔用于接受-未进一步示出的-螺钉，这些螺栓可以旋入上面提到的螺丝孔8内。此外，在气缸盖3上有一个空气入口11，由大气吸入的和之前过滤的空气通过该空气入口达到活塞式压气机中。通过活塞式压气机产生的压缩空气又经过压缩空气出口12离开这个活塞式压气机。

按照图4，经过-在此未进一步示出的-本身是公知的入口阀和出口阀产生活塞式压气机的压缩空气流。这些入口阀和出口阀是配置在阀门板4的一个入口阀和出口阀区域13中的。冷却剂通路14围绕着阀门板4的这个入口和出口区域13延伸。冷却剂通路14在输入端与阀门板4的一个入口15连接。阀门板4的入口15与气缸壳体1的一个上述冷却孔7对应。此外，阀门板4也具有一个出口16，经过该出口将冷却剂继续引导到气缸盖3中。

按照图5，如此继续引导的冷却剂，在气缸盖3之内到达同样在其中形成的冷却剂通路17。气缸盖3的冷却剂通路17特别是围绕压缩空气出口12的区域布置的，以便将通过压缩过程加热的压缩空气在离开气缸盖3之前进行冷却。此外，在气缸盖3上有另一个冷却剂接头18，该冷却剂接头在这个实施例中用作为冷却剂的出口。

本发明不局限于上述优选的实施例。相反一些变型方案在这里面也是可以设想的，这些变型方案包括在下面权利要求的保护区域内。上述发明区域中的水冷却的活塞式压气机，也可以是作为多气缸活塞式压气机设计的。此外，也可设想的是，将冷却剂流动单独限制在双层壁的气缸壳体上。在这种情况，在气缸壳体上配置另一个冷却剂接头作为使用过的冷却剂的出口。

此外，也更指出，本发明的解决办法特别适用于无油运行的活塞式压气机，因为特别在气缸区域足够冷却的问题在这里处于中心地位。

标号清单

1气缸壳体

2曲轴箱

3气缸壳体

4阀门板

5活塞

6端面

7冷却孔

8螺丝孔

9冷却剂接头(入口)

10通孔

11空气入口

12压缩空气出口

13入口阀和出口阀区域

14冷却剂通路

15入口

16出口

17冷却剂通路

18冷却剂接头(出口)

Claims (5)

1.带有至少一个活塞(5)、用于压缩空气的水冷却的活塞式压气机，该活塞可用产生一个直线往复的驱动力的器件驱动，并且该活塞是轴向可活动地装在一个经过一个气缸盖(3)在端面封闭的气缸壳体(1)中的，该气缸壳体设有用于水冷却的器件，用于水冷却的器件包括一个双层壁地原始成形的气缸壳体(1)，在气缸壳体的朝向气缸盖(3)的端面(6)上配置有多个冷却孔(7)，流过双层壁的气缸壳体(1)的冷却剂经过这些冷却孔与气缸盖(3)的区域接触，气缸盖(3)的区域由一个贴靠在气缸壳体(1)的端面(6)上的阀门板(4)组成，在该阀门板上配置气缸盖(3)，阀门板(4)具有至少一个与气缸壳体(1)的冷却孔(7)之一对应的入口(15)，用于继续引导冷却水进入到气缸盖(3)的区域内，其特征在于，在气缸壳体(1)的外面配置至少一个冷却剂接头(9)作为冷却剂的入口，此时另一个冷却剂接头(18)作为冷却剂的出口配置在气缸盖(3)上，使得冷却剂从形成入口的冷却剂接头(9)开始两侧环流气缸壳体(1)，以便达到均匀的冷却效应，阀门板(4)具有与阀门板的入口(15)连接的冷却剂通路(14)，用于冷却入口阀和出口阀区域(13)。

2.如权利要求1的水冷却的活塞式压气机，其特征在于，阀门板(4)具有至少一个用于将冷却水继续引入到气缸盖(3)内的出口(16)。

3.如权利要求2的水冷却的活塞式压气机，其特征在于，气缸盖(3)由用于引导冷却水通过气缸盖(3)的冷却剂通路(17)穿过。

4.如权利要求3的水冷却的活塞式压气机，其特征在于，冷却剂通路(17)也围绕压缩空气出口(12)的区域配置，以便将通过压缩过程加热的压缩空气在离开气缸盖(3)之前进行冷却。

5.如权利要求1至4之一的水冷却的活塞式压气机，其特征在于，气缸壳体(1)设计有多于四个的基本上环段形的冷却孔(7)，其中为了固定气缸盖(3)在冷却孔之间配置有至少四个彼此对称布置的螺丝孔(8)。

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