CN102418683B - 电动机驱动空气压缩机和液压泵组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其可以根据空气压缩机的运行状况来调节空气压缩机的运行速度，并且通过使用连续可变传递装置来防止从电动机传递到空气压缩机的转矩的突然连接/断开，从而防止震动和在连接到空气压缩机的空气管内产生水分，由此提高电动机和空气压缩机的耐用性。

Description

电动机驱动空气压缩机和液压泵组件

相关申请的交叉引用

本发明申请要求于2010年09月27日提交的韩国专利申请10-2010-0093072号的优先权，该申请的全部内容引入本文作为参考。

技术领域

本发明总的来说涉及一种用于车辆的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，更特别地涉及一种在每种操作状况下可以利用一台电动机操作空气压缩机和液压泵的机械装置。

背景技术

图1显示电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其被配置为使用一台电动机500操作用于动力转向系统的液压泵502和压缩空气的空气压缩机504。

如图所示，液压泵502被直接连接到电动机500的转动轴，并且空气压缩机504通过离合器506、皮带轮508和皮带510被连接到电动机500。

这样，通过离合器506的连接/断开，来自电动机500的转矩通过皮带510被传递到空气压缩机504。

因此，空气压缩机504作如下动作，当空气压缩机504不需要运行时，通过断开离合器506来切断电动机500到皮带510的动力，而当空气压缩机504需要运行的时候，通过操作或连接离合器506将来自电动机500的动力传递到皮带510。

然而，在如上所述的结构中，离合器506和皮带轮508的传动比被固定为预定值，从而不能够调节空气压缩机504的转动速度，而仅仅能够提供开/关状态。

此外，根据这种结构，由于传递到空气压缩机504的转矩由离合器506控制，空气压缩机504因此突然与/从在负载情况下高速旋转的电动机500连接/断开。这样，电动机500和空气压缩机504都很有可能由于转矩的突然改变而遭到破坏。

此外，当空气压缩机504的转矩突然被离合器506改变，如上所述，由于压力的突然改变，连接到空气压缩机504的管道内可能产生水分。

本发明背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明一般背景技术的理解，因此，不应该被认定为表明或暗示该信息构成对本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其能够根据空气压缩机的运行状况调节空气压缩机的运行速度，并且通过防止从电动机传递到空气压缩机的转矩的突然连接/断开来防止震动和在连接到空气压缩机的空气管内产生水分，从而提高电动机和空气压缩机的耐用性。

本发明的典型实施方式提供了一种电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其包括电动机，由从电动机传送的转矩驱动的液压泵，由从电动机传送的转矩驱动的空气压缩机，以及设置在电动机和空气压缩机之间，特别是电动机的转动轴和空气压缩机的转动轴之间以便连续地改变传到空气压缩机的电动机的转动并且将该电动机的转动传递到空气压缩机的传动装置。

根据本发明优选的实施方式，可以根据空气压缩机的运行状况调节空气压缩机的运行速度。进一步地可以通过防止从电动机传递到空气压缩机的转矩的突然连接/断开来防止震动和在连接到空气压缩机的空气管内产生水分，从而避免损坏电动机和空气压缩机。

应当理解本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括，诸如一般包括运动用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客汽车的机动车辆；包括各种船和艇的水运工具船；航行器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合电动车辆、氢动力车辆和其它可选的燃料车辆(例如从除了石油以外的资源中获得的燃料)。参照本文所述，混合动力车辆为具有两个或更多动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。

本发明的方法和装置具有的其他特性和优点将从附图和以下具体实施方式中变得明显或在其中更详细地说明，附图结合在此说明书中与以下具体实施方式一起用来说明本发明的原理。

附图说明

图1是表示根据现有技术的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件的结构示意图。

图2是表示根据本发明的典型实施方式的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件的结构示意图。

图3是表示根据本发明的典型实施方式的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件的操作过程的流程图。

图4是根据本发明的典型实施方式和现有技术，比较空气压缩机的工作压力随时间的改变的图表。

应该理解的是，附图不必按比例绘制，仅简化示出说明本发明基本原理的各种优选特征。如本文所公开的包括例如具体尺寸、方向、位置和形状的本发明的具体设计特征，部分地由特定应用和使用环境确定。

在附图中，附图标记在附图的几幅图中始终指代本发明的相同或等效部分。

具体实施方式

现在将在下文中详细参考本发明的各种实施方式，其实施例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合示例性实施方式来描述本发明，但应理解的是，本说明并非旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖这些示例性实施方式，而且涵盖可包括在所附权利要求所限定的本发明的思想和范围内的各种替代形式、修改形式、等效形式和其它实施方式。

参考图2，本发明的典型实施方式包括：电动机1；由从电动机1传递过来的转矩驱动的液压泵3；由从电动机1传递过来的转矩驱动的空气压缩机5；以及设置在电动机1的转动轴和空气压缩机5的转动轴之间的传动装置。根据优选的实施方式，传动装置被配置和设置成连续地改变传到空气压缩机的电动机1的转动并且将该电动机的转动传递到空气压缩机5。

该传动装置可以是根据任何已知的传动装置，并优选为连续可变传动装置。特别地，空气压缩机5被配置为：相对于电动机1的转动速度以不同的速度运行，以及通过连续可变的传动装置在预定的范围内运行。这样，当转矩从电动机传递出来而运行空气压缩机5时，空气压缩机5的运行可被控制，该控制可通过改变电动机1和空气压缩机5的速率比而被平稳和连续地改变。

如图2所示，液压泵3被直接连接到电动机1的转动轴。这样，液压泵直接接收来自电动机1的转矩，从而电动机1基本上按照作为操作对象的液压泵3运行。

根据如图2所示的实施方式，连续可变传动装置包括皮带7和可变皮带轮单元9。如图所示，皮带7被设置在电动机1的转动轴和空气压缩机5的转动轴之间，而可变皮带轮单元9被配置在电动机1和空气压缩机5中至少一个的转动轴上。在本实施方式中，可变皮带轮单元9被配置和设置以改变与皮带7的接触半径。

如图2进一步所示，可变皮带轮单元9可以由固定皮带轮11，可移动皮带轮13和皮带轮驱动器(pulleyactuator)(未图示)组成。固定皮带轮11和可移动皮带轮13的间距可以通过移动可移动皮带轮13来调节(例如沿转动轴的方向平直地移动)。在优选的实施方式中，皮带轮驱动器使可移动皮带轮13相对于固定皮带轮11平直地移动，以便调节固定和可移动皮带轮11/13的间距。在本典型实施方式中，固定皮带轮11被固定到电动机1的转动轴。然而，固定皮带轮能够根据已知方法用别的方法被固定。皮带轮驱动器15可以是根据任何已知的皮带轮驱动器，并且在优选的实施方式中，皮带轮驱动器1是与可移动皮带轮13连接的步进式电动机1。

如在图2的实施方式中所示，空气压缩机5例如通过空气管线17与空气箱19连接，并产生和排出压缩空气。控制器21可被进一步设置为，对应于空气箱19的压力状况来控制电动机1。

如图2所示，连续可变传动装置被安装到电动机1的转动轴上，并且简易皮带轮23(例如，其中一个缠绕皮带7的接触半径不会改变)被进一步地安装在空气压缩机5的转动轴上。在优选的实施方式中，皮带7是具有易于确保与固定皮带轮11和可移动皮带轮13的足够的接触面积的V字形截面，以便即使固定皮带轮11和可移动皮带轮13的间距改变也能传送动力的V型皮带。

在本实施方式中，优选地，通过如上所述的可移动皮带轮13的移动来改变皮带7的张力，该张力能够被设置在皮带7周围的张紧器来维持。通过使用也在空气压缩机5中的、与电动机1中的可变皮带轮单元9互补运行的可变皮带机械装置(例如，类似于所描述的与电动机1连接的可变皮带轮单元9)，皮带7的张力能够进一步地被连续维持在预定值。

下面参考图3和4，进一步描述根据本发明的具有上述结构的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件的操作过程。

例如，假定空气箱19的合适压力是在8.5bar至9.5bar的范围，当空气箱19的压力变得小于8.5bar时，控制器21测出压力并且对皮带轮驱动器进行操作(在一些优选的实施方式中可以是步进式电动机1)，从而可移动皮带轮13与固定皮带轮11分开。

随着可移动皮带轮13和固定皮带轮11的间距增加，皮带7与可移动皮带轮13和固定皮带轮11的接触面积减小，而配置在空气压缩机5的转动轴上的皮带轮23的接触半径保持固定，从而传动比改变并且空气压缩机5高速运行。因此，空气箱19的压力增加。

在这个操作过程中，空气箱19的压力的增加与可移动皮带轮13的位移成比例。因而，可以通过不断增加地移动可移动皮带轮13来快速地提高空气箱19的压力。因此，如图4所示例的，相对于使用简易离合器的常规结构，可以更快速地增加压力。

如图3进一步所示，当通过上述操作空气箱19的压力超过9.5bar时，控制器21对皮带轮驱动器进行操作(例如，步进式电动机1)并且可移动皮带轮13开始朝固定皮带轮11移动。

因此，从电动机1传送到空气压缩机5的动力的传动比改变，并且空气压缩机5开始以较低的速度转动。

随着这种情况出现，空气箱19的压力慢慢地下降，如图4中所示，从而与传送到空气压缩机的动力是突然和完全切断的常规系统相比，水分的凝结显著地减少。进一步地，根据本系统和方法，防止震动被传递到电动机1或者空气压缩机5。进一步地，由于控制器21控制可移动皮带轮13朝固定皮带轮11缓慢地移动，空气箱19的压力缓慢地下降，并且不需要经常性地操作可移动皮带轮13。

如图4中所示，空气箱19的压力通过重复上述控制步骤被维持在预定值。因此，根据本发明，相对于在原先系统中离合器必须被连接/断开的次数，可以显著地减少可移动皮带轮13必须被操作的次数。进一步地，根据现有系统和方法，动力并没有完全被切断或连接，并且因此可以在防止震动被传递到电动机1和空气压缩机5的同时提高耐用性。

为了阐释和说明，已经呈现了本发明的特定典型实施方式的上述描述。它们并不是为了穷举或者将本发明限制在所公开的精确的形式中，并且显然许多修改和改变方式在上述的教导下是可能的。为了解释本发明的一些原理和它们的实际应用，选择和描述了典型实施方式，从而能够使本领域技术人员实现和利用本发明的各种典型实施方式，还有其中的各种替代方式和修改形式。本发明的范围在所附权利要求及其等价形式中限定。

Claims (4)

1.一种电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其特征在于，

包括：

电动机；

由从所述电动机传递而来的转矩驱动的液压泵；

由从所述电动机传递而来的转矩驱动的空气压缩机；以及

设置在所述电动机的转动轴和所述空气压缩机的转动轴之间的连续可变传动装置，其中，所述连续可变传动装置被配置和设置成连续地改变传到所述空气压缩机的所述电动机的转动，并且将所述电动机的转动传递到所述空气压缩机，

其特征在于，

所述连续可变传动装置包括：

皮带，保持在所述电动机的转动轴和所述空气压缩机的转动轴之间；以及

可变皮带轮单元，安装在所述电动机和所述空气压缩机中至少一个的转动轴上，用于改变与所述皮带的接触半径，

所述可变皮带轮单元包括：

固定皮带轮；

可移动皮带轮；以及

皮带轮驱动器；其中，

所述皮带轮驱动器被配置和设置为使所述可移动皮带轮相对于固定皮带轮平直地移动，以调节所述固定皮带轮和所述可移动皮带轮之间的间距，

所述固定皮带轮被固定到所述电动机的转动轴，并且所述皮带轮驱动器是与所述可移动皮带轮连接的步进式电动机。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其特征在于，

所述液压泵被直接连接到所述电动机的转动轴以接收来自所述电动机的转矩。

3.根据权利要求1所述的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其特征在于，

所述空气压缩机通过空气管线与空气箱连接，

所述空气压缩机被配置为产生和排出压缩空气到所述空气箱，

所述空气箱具备有控制器，该控制器被配置和设置为响应于所述空气箱的压力状况而控制所述步进式电动机。

4.根据权利要求3所述的电动机驱动空气压缩机和液压泵组件，其特征在于，

简易皮带轮被配置在所述空气压缩机的转动轴上，

所述简易皮带轮被配置和设置为所述皮带的接触半径不会改变，

所述皮带是V型皮带。