CN102859193A - 其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的双作用活塞式压缩机(1)包括:至少一个其内有双作用活塞(4)移动的汽缸(3);由所述汽缸(3)和所述活塞(4)共同限定且各自有至少一个进入管道(7)和至少一个输出管道(8)的上闸室上气室(5)和下气室(6),其中每一所述管道包括至少一个阀(90、91);以及连接所述双作用活塞(4)与传动件(11)的连接杆(10),所述传动件一方面与导辊(12)合作而另一方面又与小齿轮(15)合作;与所述小齿轮(15)合作的至少一个锚定件(22);通过枢销(26)与所述小齿轮(15)连杆铰接的连杆(25),所述连杆(25)与在所述压缩机机壳(2)中成形的轴承内容纳的曲轴(27)的曲柄(28)连接。

Description

其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种双作用活塞式压缩机,其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动。背景技术
[0002] 往复活塞式压缩机一般配备由连杆-曲柄组件驱动的单作用活塞,该连杆-曲柄组件与往复式内燃机所用的相似,然而,某些往复活塞式压缩机会配备一或多个双作用活塞。
[0003] 这类汽缸和活塞共同限定上气室和下气室,所述活塞具有下杆,其向活塞传递其直移运动并为活塞的定向起一份作用,所述下杆本身则连接十字头或筒状活塞,其向所述下杆提供直移导引并通过枢轴节将所述下杆与连杆连接联杆器。 [0004] 双作用活塞式压缩机提供优秀的极高的效率,原因是气体被同一活塞同时地吸入及排出,其中活塞的上面和下侧面均能起作用。从而可以限制汽缸的数量、减低该压缩机进行相同工作的操作速度以及通过相对地降低的摩擦损耗而提高该压缩机的机械效率。
[0005] 双作用活塞式压缩机所包含的十字头或筒状活塞可排除在单作用活塞式压缩机中的一般由连杆向活塞施加的径向力,因为由连杆产生的横向力由所述十字头与其导向器之间的连接或由所述筒状活塞与其汽缸之间的连接所承受。
[0006] 然而,这个构造未有处理的是消除在所述十字头与其导向器之间或在所述筒状活塞与其汽缸之间的摩擦。再者,双作用往复活塞式压缩机的弊处在于它们具有相当大的垂直高度与往复运动质量。
[0007] 这些缺点成为单作用活塞式压缩机与双作用活塞式压缩机没用于为汽车内燃机增压的主因。业已尝试的往复式内燃机的主要应用被认为是“Berliet”进行的,其起始于二十世纪初。
[0008] 现今用于汽车引擎内燃机的增压的正位移压缩机主要为“Roots”型叶轮压缩机、“Lysholm”型螺杆式压缩机、使用“Wankel”原理的回转活塞式压缩机、“Zoller”或“Cozette”型叶片及偏心转子式(vane plus eccentric rotor type)压缩机或如大众Volkswagen生产的某些型号所用的“G_Lader”型润旋式压缩机。
[0009] 支配汽车内燃机市场的增压装置为离心式涡轮压缩机,原因是其安装简易,且其使用气体膨胀尾来供能,该气体尾一般会流失至配备有用以分离曲轴的机械压缩机的增压式内燃机的废气中。
[0010] 相对照地,涡轮压缩机或涡轮增压器的缺点为令驾驶者讨厌的响应时间、在未有提供若干涡轮增压器时不能于整个速度范围内产生高扭矩,以及对于废气的温度极为敏感,所述温度不可超出涡轮所容许之限度。
[0011] 涡轮压缩机的另一个缺点是排气背压的增加,限制了消除引擎燃烧室内的充气的可能性,亦使废气再循环装置的设计与发展变得复杂。
[0012] 此外,涡轮压缩机的另一个缺点是在引擎排气口与对产生自引擎的污染物进行后处理的催化转化器之间要插入涡轮和其外壳,该插入物令所述催化转化器因升温较慢而使其点燃时间增长。
[0013] 使用双作用活塞式压缩机对往复式内燃机增压会在多方面有利,虽然这在现今还未有人做到。
[0014] 具体而言,正如所有正位移压缩机,活塞式压缩机较离心式涡轮压缩机优胜之处在于实际上没有响应时间,这源于正位移压缩机能即时为内燃机提供大于大气压力的进气压力进气压力。
[0015] 此外,双作用活塞每半周期产生一股压缩空气:在所述压缩空气受到进气压力通风系统和/或加增的体积容量而衰减与过滤时,这项特点容许内燃机的进气口获得接近固定的压力。
[0016] 这项特点容许一个双作用活塞式压缩机可通过额外的曲柄而直接安装于内燃机 的曲轴上,从而免除对任何其他传动装置的需要。
[0017] 这项配置可能特别适用于短的直列式二汽缸、三汽缸或四汽缸且加入具有专用汽缸排量的双作用活塞式压缩机汽缸的内燃机,所述汽缸排量在多数情况下大于所述内燃机的内燃机汽缸的汽缸排量,致使在整个速度范围内能达到想要的进气压力。
[0018] 使用直接安装于内燃机的曲轴上的双作用活塞式压缩机来替所述内燃机增压的另一个优点是降低成本与空间。
[0019] 具体而言,所述双作用活塞式压缩机可完全或部分地取代由额外的正位移压缩机和/或涡轮压缩机产生的增压效果。
[0020] 由于事实上再无任何额外设备安装在所述内燃机上,车辆的引擎间隔便能节省可观的空间,即使考虑到在内燃机因增长而要结合至少一个压缩机的情况下仍如是。
[0021] 安装于内燃机的曲轴上的双作用活塞式压缩机的这种配置亦令所述压缩机的垂直高度下降而机械效率增至最大。
[0022] 此外,需要将气体压缩的无数应用都可通过使用紧凑、轻巧而具有低的摩擦损耗的双作用活塞式压缩机而获益。
发明内容
[0023] 因此,为了要限制双作用活塞式压缩机的垂直高度、为了要提升其机械效率及降低其总质量,本发明的目标是以与导辊合作的齿条和小齿轮传动装置来取代所述双作用活塞式压缩机普遍设置的十字头或筒状活塞。
[0024] 根据本发明的双作用活塞式压缩机亦提议使曲轴的轴相对于所述汽缸而偏置,令所述连杆的垂直移动的幅度可以,例如,变成仅相等于所述活塞的垂直移动的幅度的一半。
[0025] 相对于相同的活塞冲程,这项措施可令连杆-曲柄组件的高度大大降低,亦因此可大大降低所述双作用活塞式压缩机的垂直高度。
[0026] 此外,曲轴的轴的偏置让通常连接所述活塞和一个十字头或筒状活塞的杆可大体在所述连杆之侧而非之上移动,这是根据本发明的第二个降低所述双作用活塞式压缩机的垂直高度的方法。
[0027] 再者,根据本发明的双作用活塞式压缩机容许所述十字头或筒状活塞的滑动由导辊的转动来取替,令所述双作用活塞式压缩机的机械磨擦损耗大大地降低。[0028] 根据本发明的双作用活塞式压缩机令施向所述双作用活塞的径向力为零或极低值的优点得以保持。
[0029] 所以,按照一个特定的实施例,根据本发明其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机与现有技术相异之处在于:
[0030] •可排除在单作用活塞式压缩机中的活塞普遍所承受的径向力,让所述活塞和汽缸即使在没有润滑油的情况下也可更持久地操作;
[0031] •即使存在着如双作用活塞所分隔的两个气压室,所述压缩机的垂直高度仍有限,这令双作用活塞式压缩机的应用层面更广,特别是在汽车引擎的增压作用方面的应用;
[0032] •所述双作用活塞式压缩机的机械摩擦降低,其机械效率则上升。
[0033] 根据本发明的其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机适用于任何应用,包括内燃机的增压。
[0034] 根据本发明的其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机包括:
[0035] •至少一个汽缸,双作用活塞在所述汽缸内移动,所述汽缸由压缩机机壳支承以及所述汽缸的每一端由气缸盖闭合,所述汽缸和所述活塞共同限定上气室和下气室,每一所述气室设有至少一个进入管道和至少一个输出管道,以及每一所述管道包括至少一个阀;
[0036] •连接杆,所述连接杆将所述双作用活塞与传动件连接,所述传动件在一方面通过至少一个跑合面和至少一个小型同步齿条与导辊合作,并在另一方面通过至少一个大型传动齿条和靠近所述大型传动齿条的节圆来定位的至少一个跑道条与小齿轮配合作;
[0037] •至少一个跑道条,所述跑道条固定在所述小齿轮上或在所述小齿轮上成形,所述跑道条靠近所述小齿轮的节圆来定位;
[0038] •至少一个制导跑道轨,所述制导跑道轨固定于所述压缩机机壳且与所述小齿轮相齐,所述导辊沿着所述制导跑道轨滚动;
[0039] •至少两个小型小齿轮,所述小型小齿轮分别位于所述导辊的两端的每一端,所述小型小齿轮与分别位于固定在所述压缩机机壳上的所述制导跑道轨每边的小型齿条合作,所述两个小型小齿轮的其中一个至少还与所述传动件所包含的小型同步齿条合作;
[0040] •至少一个锚定件,所述锚定件固定于所述压缩机机壳,所述锚定件通过至少一个大型锚定齿条和靠近所述大型锚定齿条的节圆来定位的至少一个跑道条与所述小齿轮合作;
[0041] •连杆,所述连杆的小端与所述小齿轮通过枢销铰接,所述连杆的大端则与在所述压缩机机壳中成形的轴承内容纳的曲轴的曲柄连接。
[0042] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括其与所述汽缸接触的部分具有球形轮廓的活塞,所述球形轮廓容许所述活塞在所述汽缸内定位。
[0043] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞具有使所述双作用活塞相对于所述汽缸密封的至少一个活塞环或密封件。
[0044] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞具有在该活塞的圆柱形部分上产生压降的凸纹。[0045] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括汽缸,该汽缸内表面具有产生压降的凸纹。
[0046] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞通过球窝接头固定于所述连接杆的杆端。
[0047] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括连接杆,该连接杆具有与压缩机下气室的所述气缸盖密封的至少一个环形件或密封件。
[0048] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括连接杆,该连接杆具有与压缩机机壳密封的至少一个环形件或密封件。
[0049] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括锚定件,该锚定件具有上或下锚定杆,其端固定于压缩机机壳上。
·[0050] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括锚定件,该锚定件通过球窝接头固定于压缩机机壳上。
[0051] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括球窝接头,该球窝接头位于所述锚定件之上或下。
[0052] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括锚定件,该锚定件又包括其大型锚定齿条每边的加强筋。
[0053] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括锚定件,该锚定件通过具有两个正交枢销的万向节型接头固定于压缩机机壳。
[0054] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括锚定件,该锚定件通过具有两个偏置正交枢销的部件固定于压缩机机壳,第一枢销与所述锚定件铰接,第二枢销则与所述压缩机机壳铰接。
[0055] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括具有两个偏置正交枢销的部件,其中第二枢销又包括可调校所述锚定件的垂直度的限制器。
[0056] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括限制器,该限制器可调校所述锚定件的垂直度,并用螺丝拧紧在压缩机机壳上以通过锁定装置防止该限制器转动。
[0057] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括锚定件,该锚定件又包括相对于所述压缩机机壳调节所述锚定件的垂直位置的装置。
[0058] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括所述锚定件的跑道条,该跑道条通过压力保持装置与所述小齿轮的跑道条保持接触。
[0059] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括含有弹簧的压力保持装置。
[0060] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括含有与蓄压器连接的压力致动器的压力保持装置。
[0061] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括小齿轮,其具有限定两个齿形部分的截顶轮廓。
[0062] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括具有重量减轻槽与加强肋的小齿轮。
[0063] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括枢销,其用于使所述小齿轮与所述连杆的小端铰接,所述枢销容纳在于所述小齿轮内的凹进处的每一边形成的孔中,所述凹进处容纳所述连杆的小端。
[0064] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括枢销,其用于使所述小齿轮与所述连杆的小端铰接,所述枢销容纳在于叉形件中形成的孔中,所述叉形件构成所述连杆的小端,所述小齿轮容纳在所述叉形件的弯曲部之内。
[0065] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括传动件,该传动件又包括其大型传动齿条的每一边之上的加强筋。
[0066] 根据本发明的双作用活塞式压缩机由制导跑道轨和位于包括固定于压缩机机壳的一块同步板所承托的所述跑道条每边的小型齿条。
[0067] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括在所述同 步板与所述压缩机机壳之间插入的至少一块调整垫片。
[0068] 根据本发明的双作用活塞式压缩机安装在固定压缩比或可变压缩比内燃机上。
[0069] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括所述压缩机的曲轴,该曲轴朝内燃机的曲轴的延伸部分的方向延伸并构成所述内燃机的主要部分。
[0070] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括所述压缩机的输出管道,这些输出管道与所述内燃机的进入管道连接。
[0071] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括附加于所述内燃机的曲轴箱的压缩机机壳。
[0072] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括构成所述内燃机的曲轴箱的主要部分的压缩机机壳。
[0073] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括汽缸、气缸盖和与所述内燃机的气缸盖完全或部分合并的进入管道和输出管道。
[0074] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括汽缸、气缸盖和与所述内燃机的曲轴箱完全或部分合并的进入管道和输出管道。
[0075] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括压缩机机壳,该压缩机机壳又包括与所述内燃机的冷却水系统连接的冷却水系统。
[0076] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括输出管道,这些输出管道又包括使它们全体地或部分地与压缩空气存储器联的转向阀。
[0077] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括压缩空气存储器,该存储器包含汽车车体的结构元件,所述结构元件做成为密封。
[0078] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括压缩空气存储器,该存储器藉着可通过大孔径隔离阀开启或关闭的大直径管道与所述内燃机的进气口连接。
[0079] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括包含压缩空气开孔的压缩空气存储器。
[0080] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括所述压缩机的输出管道,这些输出管道又包括使它们全体地或部分地与压降外壳联的转向阀。
[0081] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括所述压缩机的进入管道,这些进入管道又包括至少一个节流蝴蝶。
[0082] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括含有至少一个节流蝴蝶的输出管道。
[0083] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括含有缓冲器和/或限制器的阀。
[0084] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括缓冲器和/或限制器,所述缓冲器和/或限制器包含在所述的阀的阀体与轴承面之间的弹性连接,阀节气门通过所述轴承面靠在阀节气门的基座上。[0085] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括连接所述压缩机的每个汽缸的双作用活塞的活塞间连接杆,邻接的双作用活塞通过它的汽缸、进入管道、输出管道和阀限定新的压缩机级,所述新的压缩机级以与之前的压缩机级串联或并联的方式安装。
[0086] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括含有设置在所述阀的上游并与所述阀相隔一定距离的至少一个升压阀的进入管道。
[0087] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括与离心式或回转式压缩机的出口连接的进入管道。
[0088] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括由电动机驱动的离心式压缩机。
[0089] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括由涡轮驱动的离心式压缩机,该涡轮由来自内燃机的废气所驱动。
[0090] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞又包括以径向 地未固定的方式安装在至少两个法兰之间的密封轮圈。
[0091] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的密封轮圈具有在其圆柱形外部上产生压降的凸纹。
[0092] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的密封轮圈又包括至少一个上密封件和/或下密封件,所述上密封件和/或下密封件在所述轮圈与所述法兰之间产生密封,所述密封轮圈安装在此所述法兰之间。
[0093] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括包含一堆密封垫圈的双作用活塞,所述垫圈以径向地未固定的方式安装在至少两个法兰之间。
[0094] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的密封垫圈具有在其圆柱形外部上产生压降的凸纹。
[0095] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的第一个和/或最后一个密封垫圈包括在所述垫圈与所述法兰之间产生密封的至少一个密封件,所述密封件与所述法兰接触。
[0096] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞包含在其外围的至少一个动态密封件,所述动态密封件与所述汽缸的距离从属于上气室或下气室内取得的压力,在待密封的所述气室之内的压力够大时,所述动态密封件可与所述汽缸接触。
[0097] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的动态密封件又包括通过至少一个管道与所述气室的其中一个连接的空气室,所述空气室可向压缩环的内圆柱面施压,所述压缩环然后可将唇形密封件推向所述汽缸的表面,直至所述唇形密封件与所述汽缸确实接触。
[0098] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的压缩环或动态密封件具有包含限制器的切口,所述限制器限制所述压缩环的最大直径。
[0099] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的动态密封件包含由弹性材料制成的设于凹槽内的环件,所述环件的上表面和下表面可形成密封,在凹槽后部与所述环件之间的空间或环件内的空间通过至少一个管道与所述气室的其中一个连接,所述环件可将唇形密封件推向所述汽缸的表面,直至所述唇形密封件与所述汽缸确实接触。
[0100] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的动态密封件包含由弹性材料制成的设于凹槽内的环形囊件,所述囊件通过至少一个管道与所述气室的其中一个连接,以致于所述囊件可在压力效应下膨胀,以便与所述汽缸接触。
[0101] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的动态密封件的所述环形囊件的外围的外部包含可让受压空气逸出的小孔,以构成可防止所述囊件与所述汽缸直接接触的空气垫。
[0102] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的连接杆与位于用来关闭所述汽缸下端的气缸盖之内和/或之下的导向装置合作,所述导向装置提供所述连接杆的径向定位和沿轴取向。
[0103] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的连接杆通过球窝接头与所述传动件连接。
[0104] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括小齿轮,该小齿轮的枢销又包括可让所述 小齿轮绕着标准正交的笛卡儿空间坐标中的三个轴的任何一个自由地自我定向的球窝接头。
[0105] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括汽缸,所述汽缸包括温度平衡室,该温度平衡室包含位于筒件与外壳之间的空间,所述双作用活塞在所述筒件内移动,以及所述空间含有传热物质。
[0106] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括一些输出管道,这些输出管道通过包含至少一个含有至少一个止回阀的镇静容积的镇静装置与所述内燃机的进入管道连接。
[0107] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括小齿轮、传动件、锚定件、导辊和连杆,它们从所述曲轴正好相反地设于所述双作用活塞、所述汽缸和所述气缸盖的相对侧,尽管这种构造导致了较长的距离,所述连接杆的长度仍足以使所述传动件与所述活塞连接。
[0108] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括在所述双作用活塞式压缩机与所述内燃机之间的传动,所述传动由包含至少一个链和/或至少一个带和/或至少两个小齿轮或链轮的回转传动装置提供。
[0109] 根据本发明的双作用活塞式压缩机可通过位于所述回转传动装置之前或后的离合器与所述内燃机暂时分离。
[0110] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括至少一个平衡轴。
[0111] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括通过至少一个平衡杆与所述曲轴连接的至少一个平衡锤,所述平衡杆通过曲柄与所述曲轴铰接,所述曲柄相对于与所述压缩机的连杆铰接的曲柄偏置180度。
[0112] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括平衡锤,该平衡锤通过至少一个小锚杆与所述压缩机的机壳连接,以保持所述平衡锤的运动大致与所述压缩机的汽缸的轴平行。
[0113] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括容许所述进入管道和输出管道分别通向的进气道(E)和排气道(S)之间的连接的至少一个旁通阀。
[0114] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括容许所述上气室的输出管道与所述下气室的进入管道之间的连接的至少一个旁通阀。
[0115] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括容许所述下气室的输出管道与所述上气室的进入管道之间的连接的至少一个旁通阀。
[0116] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括容许所述下气室的输出管道与所述下气室的进入管道之间的连接的至少一个旁通阀。
[0117] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括容许所述上气室的输出管道与所述上气室的进入管道之间的连接的至少一个旁通阀。
[0118] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括容许所述上气室和/或所述下气室的进入管道关闭的至少一个隔离阀。
[0119] 根据本发明的双作用活塞式压缩机包括双作用活塞,该双作用活塞的连接杆与迷宫密封件合作,所述迷宫密封件在所述下气室与所述下气室的进入管道之间或在所述下气室与所述压缩机机壳的内部之间提供密封。
附图说明
[0120] 下面参照以非限制方式提供的附图所进行的描述,将有助较佳地理解本发明、所·提出的特征及本发明可给予的优点。
[0121] 图I为根据本发明其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机的主要部件的截面图。
[0122] 图2和图3为描绘根据本发明安装在内燃机上、其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机的示意图。
[0123] 图4为描绘根据本发明所述的双作用活塞式压缩机的另一种形式的截面图,在该形式中所述活塞不再由所述汽缸导引而是由所述连接杆导引。
[0124] 图5至图9展示根据本发明的双作用活塞式压缩机的密封装置的不同实施形式。
[0125] 图10为描绘根据本发明的双作用活塞式压缩机的另一种形式的示意图,在该形式中所有所述传动构件从曲轴(27)正好相反地设于所述双作用活塞(4)、所述汽缸(3)和所述气缸盖(32、33)的相对侧。
[0126] 图11为展示根据本发明设于所述双作用活塞式压缩机的出口一边并通过止回阀相互连接的镇静容积的示意图。
[0127] 图12至图16为展示根据本发明用以装配所述双作用活塞式压缩机的旁通阀的不同配置的示意图。
[0128] 图17为描绘根据本发明通过其平衡杆与所述双作用活塞式压缩机的曲轴连接的平衡锤的透视图。
具体实施方式
[0129] 图I描绘包括压缩机机壳2的双作用活塞式压缩机1,该机壳提供内有双作用活塞4移动的至少一个汽缸3。
[0130] 所述汽缸3每端分别由气缸盖32、33关闭以致所述汽缸3和所述活塞4共同限定上气室5和下气室6,所述气室每个均设有至少一个进入管道7和至少一个输出管道8,其中所述管道每个包括至少一个阀90、91。
[0131] 根据其他实施例,每个阀90、91可由提升阀、滑阀或容许进入管道7和输出管道8循环开启与关闭的任何其他装置取代。
[0132] 所述的阀90、91包括缓冲器和/或限制器,所述缓冲器和/或限制器举例来说包含在所述的阀的阀体与轴承面之间的弹性连接,阀节气门通过所述轴承面靠在阀节气门的基座上。
[0133] 所述活塞4的与所述汽缸3接触的部分具有容许所述活塞在所述汽缸内定向的球形轮廓40。
[0134] 所述双作用活塞4具有将所述活塞相对于所述汽缸3密封的至少一个活塞环或密封件(未不出)。
[0135] 所述双作用活塞4包括在该活塞圆柱形部分上产生压降的凸纹47(图4)。
[0136] 所述汽缸的内表面30具有产生压降的凸纹。
[0137] 所述双作用活塞4通过连接杆10与传动件11连接,所述双作用活塞4可通过球窝接头(未示出)固定于所述连接杆10的端部。 [0138] 所述连接杆10包括至少一个环形件或密封件(未示出),将所述连接杆相对于所述压缩机机壳2和/或所述压缩机I下气室6的气缸盖33密封。
[0139] 根据一个特定的实施例,可以知道所述密封件可能与内燃机阀的芯轴密封件相似,这情况防止所述压缩机机壳2所盛载的油在所述压缩机I下气缸盖33所包含的进气阀盒34内上移。
[0140] 可以知道所述密封件可能与封环(未示出)合作,以防止所述压缩机I下气室6内的气体漏入所述进气阀盒34。
[0141] 所述传动件11 一方面通过至少一个跑合面13和至少一个小型同步齿条14与导辊12合作,并在另一方面又通过至少一个大型传动齿条16和靠近所述大型传动齿条16的节圆来定位的至少一个跑道条17与小齿轮15合作。
[0142] 所述小齿轮15包括靠近所述小齿轮的节圆来定位的至少一个跑道条18,所述跑道条18可固定在所述小齿轮15上或在所述小齿轮15上成形。
[0143] 所述压缩机机壳2包括与所述小齿轮15相齐的至少一个制导跑道轨19,所述导辊12沿着所述制导跑道轨19滚动。
[0144] 所述导辊12包括至少两个小型小齿轮20,所述小型小齿轮分别位于所述导辊的两端的每一端,所述小型小齿轮与分别位于固定在所述压缩机机壳2上的所述制导跑道轨19每边的小型齿条21合作。
[0145] 所述导辊12的两个小型小齿轮20的其中一个至少还与所述传动件11所包含的小型同步齿条14合作。
[0146] 所述传动件11包括位于其大型传动齿条16的每一边之上的加强筋。(未不出)。
[0147] 可以知道由所述活塞4、所述连接杆10和所述传动件11构成的组件的重心须尽量靠近所述大型传动齿条16的节圆。
[0148] 所述制导跑道轨19和位于所述跑道轨的每一边的小型齿条21由固定于所述压缩机机壳2的同步板70支承。
[0149] 可以知道在所述同步板70与所述压缩机机壳2之间可插入至少一块调整垫片以容许对所述传动件11的垂直度作出调校,并藉此限制所述传动件相对于所述压缩机I的汽缸3的偏置。
[0150] 位于所述传动件11的大型传动齿条16对面的所述小齿轮15与固定于所述压缩机机壳2的至少一个锚定件22合作。
[0151 ] 所述锚定件22通过至少一个大型锚定齿条23和靠近所述大型锚定齿条的节圆来定位的至少一个跑道条24与所述小齿轮15合作。
[0152] 所述锚定件22包括在其大型锚定齿条23每边之上的加强筋。
[0153] 所述小齿轮15通过枢销26与连杆25的小端铰接,所述连杆的大端则与设在所述压缩机机壳2内轴承的曲轴27的曲柄28连接。
[0154] 所述枢销26用于使所述小齿轮15与所述连杆25的小端铰接,该枢销可容纳在于所述小齿轮内的凹进处的每一边形成的孔中,所述凹进处容纳所述连杆25的小端。
[0155] 所述枢销26用于使所述小齿轮与所述连杆25的小端铰接,该枢销容纳在于叉形件(未示出)中形成的孔中,所述叉形件构成所述连杆的小端,所述小齿轮容纳在所述叉形件的弯曲部之内。
[0156] 所述小齿轮15具有限定两个齿形部分150、151的截顶轮廓,该两个齿形部分分别 与所述传动件11的大型传动齿条16及所述锚定件22的大型锚定齿条23合作。
[0157] 所述小齿轮15包括重量减轻槽152与加强肋(未示出)。
[0158] 所述锚定件22包括上或下锚定杆29,该锚定杆的端部通过位于所述锚定件之上或下的球窝接头或具有两个正交枢销的万向节型接头固定于所述压缩机机壳2。
[0159] 在我们的示范实施例中,所述锚定件22通过具有两个偏置正交枢销的部件50固定于压缩机机壳2,其中第一枢销51与所述锚定件22铰接,而第二枢销52则与所述压缩机机壳2铰接。
[0160] 具有两个偏置正交枢销的所述部件50的第二枢销52包括可调校所述锚定件22的垂直度的限制器53。
[0161 ] 可调校所述锚定件22的垂直度的所述限制器53被拧入所述压缩机机壳2,并通过锁定装置54来防止被转动。
[0162] 所述锚定件22包括相对于所述压缩机机壳2调节所述锚定件的垂直位置的装置(未示出)。
[0163] 所述锚定件22的大型锚定齿条23的跑道条24通过压力保持装置60与所述小齿轮15的跑道条18保持接触。
[0164] 举例来说,所述压力保持装置60可能包括弹簧或与蓄压器连接的压力致动器61。
[0165] 图2和图3描绘根据本发明安装在固定压缩比或可变压缩比内燃机100上的双作用活塞式压缩机I。
[0166] 在这项配置中,所述压缩机机壳2可附加于所述固定压缩比或可变压缩比内燃机100的曲轴箱110,或与所述曲轴箱110合并。
[0167] 可以知道所述压缩机I的所述汽缸3、所述气缸盖32、33和所述进入管道7和输出管道8的全体或一部分构成所述内燃机100的气缸盖的主要部分。
[0168] 根据另一实施例,所述压缩机I的所述汽缸3、所述气缸盖32、33和所述进入管道7和输出管道8的全体或一部分构成所述内燃机100的曲轴箱110的主要部分。
[0169] 除此之外,所述双作用活塞式压缩机I的曲轴27朝所述内燃机100的曲轴的延伸部分的方向延伸并构成所述内燃机的主要部分。
[0170] 所述双作用活塞式压缩机I的输出管道8与所述内燃机100的进入管道111连接。
[0171] 可以知道所述内燃机100的进入管道111可能包括用来冷却从所述内燃机放出的空气的热交换器,以及可能包括用来限制存在于所述进入管道的压力波振幅的镇静室或有源或无源滤波器。
[0172] 可以知道位于所述内燃机100的每个汽缸120进气口一边的节流装置可供使所述汽缸的充填水平均等之考虑,所述节流装置共同或独立操作。
[0173] 所述压缩机机壳2包括与所述内燃机100的冷却水系统连接的冷却水系统。
[0174] 所述双作用活塞式压缩机I的输出管道8包括使这些输出管道全体地或部分地与压缩空气存储器联的转向阀(未示出)。
[0175] 所述压缩空气存储器举例来说包含汽车车体结构元件,所述结构元件做成为密封。
[0176] 所述压缩空气存储器可用于在所述内燃机100接收到转矩的要求时使所述压缩机I的启动流畅,或用于提供由压缩空气推动的功能的动力,例如汽车上的加力制动或任何其他供驾驶者和/或乘客使用的设备。
[0177] 所述压缩空气存储器藉着可通过大孔径隔离阀开启或关闭的大直径管道与所述内燃机100的进气口连接。
[0178] 根据一个特定的实施例,所述压缩空气存储器包含限制由所述双作用活塞式压缩机I和所述内燃机100的汽缸120导致的压力变化的掁幅的镇静室。
[0179] 所述压缩空气存储器包括压缩空气开孔,举例来说可容许驾车者使用接有压强计和适当接插件的挠性喉管替轮胎再充气。
[0180] 所述双作用活塞式压缩机I的输出管道8包括使这些输出管道全体地或部分地与压降外壳联的转向阀(未不出)。
[0181] 所述压降外壳容许所述内燃机100用于汽车时建立额外的发动机的制动,以及容许所述汽车的催化转化器通过加增所述发动机工作负荷所带来废气温度的上升而令所述催化转化器更快变暖。
[0182] 所述双作用活塞式压缩机I的进入管道7和/或输出管道8包括至少一个节流蝴蝶 112。
[0183] 可以知道所述双作用活塞式压缩机I的进入管道7可与所述内燃机100的废气循环装置连接,此属本身公知。
[0184] 同样地,所述进入管道7可包括清洁液喷射器,该喷射器可以间歇地喷出水、已加入添加剂的水或任何可用来清洗所述压缩机I的内部如所述阀90和91、所述进入管道7和输出管道8、所述双作用活塞4及所述汽缸3的液体。
[0185] 作为另一选择,所述双作用活塞式压缩机I可包括几个压缩机台,所述压缩机I的每个汽缸3的双作用活塞4通过活塞间连接杆连接,以致邻接的双作用活塞4可通过它的汽缸3、进入管道7、输出管道8和阀90、91限定新的压缩机级,所述新的压缩机级以与之前的压缩机级串联或并联的方式安装。
[0186] 所述双作用活塞式压缩机I的进入管道7包括至少一个设置在所述阀90的上游并与所述阀相隔一定距离的升压阀(未示出)。
[0187] 所述双作用活塞式压缩机I的进入管道7与由电动机驱动的离心式或回转式压缩机的出口连接(未示出)。
[0188] 所述离心式压缩机可由受内燃机排出的废气所驱动的涡轮驱动。
[0189] 所述双作用活塞式压缩机I的双作用活塞4包括以径向地未固定的方式安装在至少两个法兰42、43之间的密封轮圈41 (图5)。
[0190] 所述密封轮圈41举例来说可由一种复合材料造成,所述复合材料可使本身与所述汽缸的几何形状一致,所述方法是通过所述复合材料靠贴所述汽缸向外穿展至所述材料成了具有补充所述汽缸形状的形状,以展示所述材料对所述汽缸的最低操作障碍。
[0191] 所述双作用活塞4的密封轮圈41具有在其圆柱形外部上产生压降的凸纹47 (图5)。
[0192] 所述密封轮圈41包括至少一个上密封件44和/或一个下密封件45,所述上密封件和/或下密封件在所述轮圈41与所述法兰42、43之间产生密封,所述密封轮圈安装在所述法兰之间(图5)。
[0193] 所述双作用活塞式压缩机I的双作用活塞4包括一堆密封垫圈46,所述垫 圈以径向地未固定的方式安装在至少两个法兰42、43之间(图6)。
[0194] 所述双作用活塞4的密封垫圈46具有在其圆柱形外部上产生压降的凸纹47 (图6)。
[0195] 所述双作用活塞4的第一个和/或最后一个密封垫圈46包括在所述垫圈46与所述法兰42、43之间产生密封的至少一个密封件44、45,所述密封件与所述法兰接触。(图6)。
[0196] 所述双作用活塞式压缩机I的双作用活塞4包括在所述双作用活塞的外围的至少一个动态密封件80,所述动态密封件与所述汽缸3的距离从属于上气室5或下气室6内取得的压力,在待密封的所述气室5、6之内的压力够大时,所述动态密封件80可与所述汽缸3接触(图7)。
[0197] 所述双作用活塞4的动态密封件80包括通过至少一个管道82与所述气室5、6的其中一个连接的空气室81,所述空气室81可向压缩环83的内圆柱面施压,所述压缩环然后可将唇形密封件84推向所述汽缸3的表面,直至所述唇形密封件84与所述汽缸3确实接触。
[0198] 可以知道所述唇形密封件84可由O形环、复合物密封件或任何其他种类的金属或非金属密封件取代。
[0199] 所述动态密封件80的压缩环83具有包含限制器的切口,该限制器可限制所述压缩环的最大直径。
[0200] 所述动态密封件80包含由弹性材料制成的设于凹槽86内的环件85,所述环件的上表面和下表面可形成密封,在凹槽86后部与所述环件85之间的空间或环件85内的空间通过至少一个管道87与所述气室5、6的其中一个连接,所述环件85可将唇形密封件84推向所述汽缸3的表面,直至所述唇形密封件84与所述汽缸3确实接触(图8)。
[0201] 所述动态密封件80包含由弹性材料制成的设于凹槽181内的环形囊件180,所述囊件180通过至少一个管道182与所述气室5、6的其中一个连接,以致于所述囊件可在压力效应下膨胀,以便与所述汽缸3接触(图9)。
[0202] 所述囊件180的外围的外部包含可让受压空气逸出的小孔183,以构成可防止所述囊件180与所述汽缸3直接接触的空气垫(图9)。
[0203] 所述双作用活塞式压缩机I的连接杆10与位于用来关闭所述汽缸3下端的气缸盖33之内和/或之下的导向装置101合作,所述导向装置101提供所述连接杆10的径向定位和沿轴取向(图4)。
[0204] 根据此实施例,所述双作用活塞4的外圆柱形面对所述活塞的定位和定向不再起作用。
[0205] 在此情况下,所述活塞4没有与所述汽缸3接触,带来的影响包括限制根据本发明的所述双作用活塞式压缩机I因摩擦导致的损失,以及避免所述活塞4与所述汽缸3卡住的情况。
[0206] 所述双作用活塞式压缩机I的连接杆10通过球窝接头102与所述传动件11连接(图 4)。
[0207] 所述球窝接头102可举例来说以万向节或任何在x、y和z三轴上均能防止直移运动而又同时提供角度自由的装置取代。
·[0208] 所述双作用活塞式压缩机I的小齿轮15的枢销26包括可让所述小齿轮15绕着标准正交的笛卡儿空间坐标中的三个轴的任何一个自由地自我定向的球窝接头。
[0209] 所述双作用活塞式压缩机I的汽缸3包括温度平衡室,该温度平衡室包含位于筒件与外壳之间的空间,所述双作用活塞4在所述筒件内移动,以及所述空间含有传热物质。
[0210] 所述传热物质可举例来说包含存有空气的油、一种如氮或二氧化碳的非氧化性与中性的气体、水和二醇的混合物或钠盐。
[0211] 根据本发明,所述空间须够大以容许所述传热物质实现有利于将所述汽缸的温度平均分散至整个高度与整个圆周的对流运动。
[0212] 所述双作用活塞式压缩机I的输出管道8通过镇静装置130与所述内燃机100的进入管道111连接,所述镇静装置包含连续至少一个由至少一个止回阀131连接的镇静容积 132 (图 11)。
[0213] 根据本发明的所述双作用活塞式压缩机I的连接杆25安装在具有三个汽缸的所述内燃机100的曲轴上而所述压缩机用于对所述内燃机增压时,所述镇静装置130发挥特别的好处。
[0214] 在这情况下,所述双作用活塞式压缩机I在所述曲轴的每两周期下产生四股压缩空气,所述内燃机100则在同一时段内只接收其中三阵所述压缩空气。
[0215] 所述镇静装置130故此用来避免所述内燃机100的汽缸之间在充填上过多的差异,可以知道体积的连续性与阀的连续性可以为对此项艺术熟练的人士所认识的一或多个亥姆霍兹共振器取代或与其合作。
[0216] 所述双作用活塞式压缩机I的小齿轮15、传动件11、锚定件22、导辊12和连杆25可从所述曲轴27正好相反地设于所述双作用活塞4、所述汽缸3和所述气缸盖32、33的相对侧,尽管这种构造导致了较长的距离,所述连接杆10的长度仍足以使所述传动件11与所述活塞4连接(图10)。
[0217] 所述双作用活塞式压缩机I与所述内燃机100的传动由包含至少一个链和/或至少一个带和/或至少两个小齿轮或链轮的回转传动装置提供。
[0218] 根据本发明的双作用活塞式压缩机I可通过位于所述回转传动装置之前或后的离合器与所述内燃机100暂时分离。
[0219] 根据本发明的双作用活塞式压缩机I包括至少一个平衡轴。
[0220] 根据本发明的双作用活塞式压缩机I包括通过至少一个平衡杆251与所述曲轴27连接的至少一个平衡锤250,所述平衡杆251通过曲柄252与所述曲轴27铰接,所述曲柄252相对于与所述压缩机的连杆25铰接的曲柄偏置180度。
[0221] 所述平衡锤250通过至少一个小锚杆253与所述压缩机机壳110连接,以保持所述平衡锤的运动大致与所述双作用活塞式压缩机I的汽缸3的轴平行。
[0222] 所述双作用活塞式压缩机I包括容许所述进入7道和输出管道8分别通向的进气道(E)和排气道⑶之间的连接的至少一个旁通阀140 (图12)。
[0223] 所述双作用活塞式压缩机I包括容许所述上气室5的输出管道8与所述下气室6的进入管道7连接的至少一个旁通阀141 (图13)。
[0224] 所述双作用活塞式压缩机I包括容许所述下气室6的输出管道8与所述上气室5的进入管道7连接的至少一个旁通阀142 (图14)。
[0225] 所述双作用活塞式压缩机I包括容许所述下气室6的输出管道8与所述下气室6的进入管道7连接的至少一个旁通阀143 (图16)。
[0226] 所述双作用活塞式压缩机I包括容许所述上气室5的输出管道8与所述上气室5的进入管道7连接的至少一个旁通阀144 (图15)。
[0227] 可以知道几个旁通阀140、141、142、143、144可共同加设或互相结合。
[0228] 所述双作用活塞式压缩机I包括容许所述上气室5和/或所述下气室6的进入管道7关闭的至少一个隔离阀(未示出)。
[0229] 所述双作用活塞式压缩机I的连接杆10与迷宫密封件(未示出)合作,该迷宫密封件提供所述下气室6与所述下气室6的进入管道7之间或所述下气室6与所述压缩机机壳2内之间的密封。
[0230] Μϋ
[0231] 根据本发明的双作用活塞式压缩机I的操作如下:
[0232] 所述压缩机I的曲轴27的转动由内燃机或电动机驱动。
[0233] 与所述曲轴27的曲柄连接的连杆25故此驱动所述小齿轮15的垂直直移运动,所述小齿轮15 —方面与固定于所述压缩机机壳2的锚定件22所包含的大型锚定齿条23哨合,另一方面又与所述传动件11所包含的大型传动齿条16啮合,所述传动件11本身通过所述连接杆10与所述双作用活塞4连接。
[0234] 此配置具有将所述连杆25的运动传输至所述双作用活塞4的效果,可是,由于所述连杆25小端位于所述小齿轮15的中心,故此所述双作用活塞4的冲程是所述连杆25的冲程的两倍。
[0235] 然而,如果所述连杆小端的轴不再位于所述小齿轮15的正中央或所述压缩机I的汽缸3相对于所述曲轴27位置的位置改变,所述连杆25与所述活塞4之间便存在另外多种运动学的关系。
[0236] 所述传动件11通过导辊12与所述压缩机I的汽缸3保持平行,所述导辊12的中心与所述小齿轮15保持相同高度,所述导辊12的小齿轮20在此发挥功用,一方面与所述压缩机机壳2上的所述制导跑道轨19每边的小型齿条21合作,另一方面又与所述传动件11所包含的小型同步齿条14合作。
[0237] 根据本发明的压缩机I的汽缸3内所述活塞4的来回运动导致所述压缩机上气室5和下气室6体积上循环的变化。[0238] 所以,每个气室5、6通过所述气室5、6的气缸盖32、33所包含的进入管道7抽入气体,然后通过所述气缸盖32、33同时所包含的输出管道8输送所述气体。
[0239] 在此循环中,所述进入管道7的一个或多个阀90容许气体进入相应的气室5、6但防止该气体离开,输出管道8的阀91则容许该气体离开所述相应的气室5、6但防止该气体进入。
[0240] 操作期间,根据本发明的压缩机I的传动件11、小齿轮15和锚定件22分别所包含的跑道条17、18、24会维持所述小齿轮15分别与所述传动件11及与所述锚定件22之间想要的轴间距离,并容许所述小齿轮15分别与所述传动件11及与所述锚定件22啮合的套件能以想要的间隙操作。
[0241] 归因于使所述锚定件22可在所述压缩机机壳2固定于适当位置的所述球窝接头、万向节或具有两偏置正交轴的部件50,所述锚定件22可采用与所述小齿轮15相同的定向,这些接头或部件使所述锚定件22可转动地自我定向但不可平移运动。
[0242] 所述传动件11、小齿轮15和锚定件22分别所包含的跑道条17、18、24通过压力保持装置60进一步地保持接触,所述压力保持装置向所述锚定件22的外向面推,以致根据本发明的压缩机I操作时保持宁静。
[0243] 在使用根据本发明的压缩机I对内燃机100增压的这个特殊情况下,所述压缩机I的输出管道8将所述空气输入所述内燃机100的进入管道111。
[0244] 根据一个特定的实施例,进入所述压缩机I的空气的流速由节流蝴蝶112所控制,从所述压缩机离开的空气的温度则由热交换器降低。
[0245] 还应明白,以上叙述仅提供作为范例以及在任何情况下都不会限制本发明的范围,以任何其他等同手段取代所述的实施例的细节都不会构成脱离本发明的范围的情况。

Claims (79)

1. ー种双作用活塞式压缩机,其中活塞由辊(12)导引并由小齿轮(15)和齿条(16、23)驱动,其特征在于所述压缩机包括: •至少一个汽缸(3),双作用活塞(4)在所述汽缸内移动,所述汽缸(3)由压缩机机壳(2)支承以及所述汽缸的每一端由气缸盖(32、33)闭合,所述汽缸(3)和所述活塞(4)共同限定上气室(5)和下气室¢),每一所述气室设有至少ー个进入管道(7)和至少ー个输出管道(8),以及每一所述管道包括至少ー个阀(90、91); •连接杆(10),所述连接杆将所述双作用活塞(4)与传动件(11)连接,所述传动件(11)在一方面通过至少一个跑合面(13)和至少ー个小型同步齿条(14)与导辊(12)合作,并在另一方面通过至少ー个大型传动齿条(16)和靠近所述大型传动齿条(16)的节圆来定位的至少ー个跑道条(17)与小齿轮(15)合作; •至少ー个跑道条(18),所述跑道条固定在所述小齿轮(15)上或在所述小齿轮(15) 上成形,所述跑道条(18)靠近所述小齿轮的节圆来定位; •至少一个制导跑道轨(19),所述制导跑道轨固定于所述压缩机机壳(2)且与所述小齿轮(15)相齐,所述导辊(12)沿着所述制导跑道轨(19)滚动; •至少两个小型小齿轮(20),所述小型小齿轮分别位于所述导辊(12)的两端的每ー端,所述小型小齿轮与分别位于固定在所述压缩机机壳(2)上的所述制导跑道轨(19)每边的小型齿条(21)合作,所述两个小型小齿轮(20)的其中一个至少还与所述传动件(11)所包含的小型同步齿条(14)合作; •至少ー个锚定件(22),所述锚定件固定于所述压缩机机壳(2),所述锚定件(22)通过至少ー个大型锚定齿条(23)和靠近所述大型锚定齿条(23)的节圆来定位的至少ー个跑道条(24)与所述小齿轮(15)合作; •连杆(25),所述连杆的小端与所述小齿轮(15)通过枢销(26)铰接,所述连杆的大端则与在所述压缩机机壳(2)中成形的轴承内容纳的曲轴(27)的曲柄(28)连接。
2.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞(4)的与所述汽缸(3)接触的部分具有容许所述活塞在所述汽缸内定向的球形轮廓(40)。
3.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞(4)具有使所述双作用活塞相对于所述汽缸(3)密封的至少ー个活塞环或密封件。
4.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞(4)具有在所述活塞的圆柱形部分上产生压降的凸纹。
5.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述汽缸(3)的内表面(30)包括产生压降的凸纹。
6.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞(4)通过球窝接头固定于所述连接杆(10)的端部。
7.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述连接杆(10)具有使所述连接杆相对于所述压缩机(I)下气室(6)的气缸盖(33)密封的至少ー个环形件或密封件。
8.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述连接杆(10)具有使所述连接杆相对于所述压缩机机壳(2)密封的至少ー个环形件或密封件。
9.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述锚定件(22)具有上或下锚定杆(29),所述锚定杆的端部固定于所述压缩机机壳(2)。
10.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述锚定件(22)通过球窝接头固定于所述压缩机机壳(2)。
11.根据权利要求10的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述球窝接头在所述锚定件(22)之上或下定位。
12.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述锚定件(22)包括位于所述锚定件的大型锚定齿条(23)的每ー边上的加强筋。
13.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述锚定件(22)通过具有两个正交枢销的万向节型接头固定于所述压缩机机壳(2)。
14.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述锚定件(22)通过具有两个偏置正交枢销的部件(50)固定于所述压缩机机壳,其中第一枢销(51)与所述锚定件 (22)铰接,而第二枢销(52)则与所述压缩机机壳(2)铰接。
15.根据权利要求14的双作用活塞式压缩机,其特征在于,具有两个偏置正交枢销的所述部件(50)的所述第二枢销(52)包括可调校所述锚定件(22)的垂直度的限制器(53)。
16.根据权利要求15的双作用活塞式压缩机,其特征在于,可调校所述锚定件(22)的垂直度的所述限制器(53)被拧入所述压缩机机壳(2),并通过锁定装置(54)来防止被转动。
17.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述锚定件(22)包括相对于所述压缩机机壳(2)调节所述锚定件的垂直位置的调节装置。
18.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述锚定件(22)的跑道条(24)通过压カ保持装置¢0)与所述小齿轮(15)的跑道条(18)保持接触。
19.根据权利要求18的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压カ保持装置(60)包含弹黃。
20.根据权利要求18的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压カ保持装置(60)包含与蓄压器连接的压カ致动器(61)。
21.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述小齿轮(15)具有限定两个齿形部分(150、151)的截顶轮廓。
22.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述小齿轮(15)具有重量减轻槽(152)与加强肋。
23.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,用于使所述小齿轮(15)与所述连杆(25)的小端铰接的所述枢销(26)容纳在于所述小齿轮(15)内的凹进处的每ー边形成的孔中,所述凹进处容纳所述连杆的小端。
24.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,用于使所述小齿轮(15)与所述连杆(25)的小端铰接的所述枢销(26)容纳在于叉形件中形成的孔中,所述叉形件构成所述连杆的小端,所述小齿轮(15)容纳在所述叉形件的弯曲部之内。
25.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述传动件(11)包括位于所述传动件的大型传动齿条(16)的每ー边之上的加强筋。
26.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述制导跑道轨(19)和位于所述跑道轨的每ー边的小型齿条(21)由固定于所述压缩机机壳(2)的同步板(70)支承。
27.根据权利要求26的双作用活塞式压缩机,其特征在于,在所述同步板(70)与所述压缩机机壳(2)之间插入至少ー块调整垫片。
28.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞式压缩机(I)安装在固定压缩比或可变压缩比的内燃机(100)上。
29.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的曲轴(27)朝内燃机(100)的曲轴的延伸部分的方向延伸并构成所述内燃机的主要部分。
30.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的输出管道(8)与所述内燃机(100)的进入管道(111)连接。
31.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的压缩机机壳⑵连接所述内燃机(100)的曲轴箱(110)。
32.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的压缩机机壳(2)构成所述内燃机(100)的曲轴箱(110)的主要部分。
33.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的所述汽缸(3)、所述气缸盖(32、33)和所述进入管道(7)和输出管道(8)的全体或一部分构成所述内燃机(100)的气缸盖的主要部分。
34.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的所述汽缸(3)、所述气缸盖(32、33)和所述进入管道(7)和输出管道(8)的全体或一部分构成所述内燃机(100)的曲轴箱(110)的主要部分。
35.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的压缩机机壳(2)包括与所述内燃机(100)的冷却水系统连接的冷却水系统。
36.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的输出管道(8)包括使所述输出管道全体地或部分地与压缩空气存储器联的转向阀。
37.根据权利要求36的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩空气存储器包含汽车车体的结构元件,所述结构元件做成为密封。
38.根据权利要求36的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩空气存储器藉着可通过大孔径隔离阀开启或关闭的大直径管道与所述内燃机(100)的进气ロ连接。
39.根据权利要求36的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩空气存储器包括压缩空气开孔。
40.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的输出管道(8)包括使所述输出管道全体地或部分地与压降外壳联的转向阀。
41.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的进入管道(7)包括至少ー个节流蝴蝶(112)。
42.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的输出管道(8)包括至少ー个节流蝴蝶。
43.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述的阀(90、91)包括缓冲器和/或限制器。
44.根据权利要求43的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述缓冲器和/或限制器是所述阀(90、91)的阀体与轴承面之间的弹性连接,阀节气门通过所述轴承面靠在阀节气门的基座上。
45.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的每个汽缸(3)的双作用活塞(4)藉活塞间连接杆连接,邻接的双作用活塞(4)通过它的汽缸(3)、进入管道(7)、输出管道(8)和阀(90、91)限定新的压缩机级,所述新的压缩机级以与之前的压缩机级串联或并联的方式安装。
46.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的进入管道(7)包括设置在所述阀(90)的上游并与所述阀相隔一定距离的至少ー个升压阀。
47.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的进入管道(7)与离心式或回转式压缩机的出口连接。
48.根据权利要求47的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述离心式压缩机由电动机驱动。
49.根据权利要求47的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述离心式压缩机由涡轮 驱动,所述涡轮由来自内燃机的废气所驱动。
50.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞(4)包括以径向地未固定的方式安装在至少两个法兰(42、43)之间的密封轮圈(41)。
51.根据权利要求50的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述密封轮圈(41)具有在所述密封轮圈的圆柱形外部上产生压降的凸纹(47)。
52.根据权利要求50的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述密封轮圈(41)包括至少ー个上密封件(44)和/或ー个下密封件(45),所述上密封件和/或下密封件在所述轮圈(41)与所述法兰(42、43)之间产生密封,所述密封轮圈安装在所述法兰之间。
53.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞(4)包括一堆密封垫圈(46),所述垫圈以径向地未固定的方式安装在至少两个法兰(42、43)之间。
54.根据权利要求53的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述密封垫圈(46)具有在所述密封垫圈的圆柱形外部上产生压降的凸纹(47)。
55.根据权利要求53的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述第一个和/或最后ー个密封垫圈(46)包括在所述垫圈(46)与所述法兰(42、43)之间产生密封的至少ー个密封件(44、45),所述密封件与所述法兰接触。
56.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞(4)包括在所述双作用活塞的外围的至少ー个动态密封件(80),所述动态密封件与所述汽缸(3)的距离从属于上气室(5)或下气室(6)内取得的压力,在待密封的所述气室(5、6)之内的压カ够大时,所述动态密封件(80)可与所述汽缸(3)接触。
57.根据权利要求56的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述动态密封件(80)包括通过至少一个管道(82)与所述气室(5、6)的其中一个连接的空气室(81),所述空气室(81)可向压缩环(83)的内圆柱面施压,所述压缩环然后可将唇形密封件(84)推向所述汽缸(3)的表面,直至所述唇形密封件(84)与所述汽缸(3)确实接触。
58.根据权利要求57的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩环(83)具有包含限制器的切ロ,所述限制器限制所述压缩环的最大直径。
59.根据权利要求56的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述动态密封件(80)包含由弾性材料制成的设于凹槽(86)内的环件(85),所述环件的上表面和下表面可形成密封,在凹槽(86)后部与所述环件(85)之间的空间或环件(85)内的空间通过至少ー个管道(87)与所述气室(5、6)的其中ー个连接,所述环件(85)可将唇形密封件(84)推向所述汽缸(3)的表面,直至所述唇形密封件(84)与所述汽缸(3)确实接触。
60.根据权利要求56的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述动态密封件(80)包含由弾性材料制成的设于凹槽(181)内的环形囊件(180),所述囊件(180)通过至少一个管道(182)与所述气室(5、6)的其中ー个连接,以致于所述囊件可在压カ效应下膨胀,以便与所述汽缸⑶接触。
61.根据权利要求60的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述囊件(180)的外围的外部包含可让受压空气逸出的小孔(183),以构成可防止所述囊件(180)与所述汽缸(3)直接接触的空气垫。
62.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述连接杆(10)与位于用来关闭所述汽缸⑶下端的气缸盖(33)之内和/或之下的导向装置(101)合作,所述导向装置(101)提供所述连接杆(10)的径向定位和沿轴取向。
63.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述连接杆(10)通过球窝接头(102)与所述传动件(11)连接。
64.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述枢销(26)包括可让所述小齿轮(15)绕着标准正交的笛卡儿空间坐标中的三个轴的任何ー个自由地自我定向的球窝接头。
65.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述汽缸(3)包括温度平衡室,该温度平衡室包含位于筒件与外壳之间的空间,所述双作用活塞(4)在所述筒件内移动,以及所述空间含有传热物质。
66.根据权利要求30的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述压缩机(I)的输出管道(8)通过包含至少ー个含有至少ー个止回阀(131)的镇静容积(132)的镇静装置(130)与所述内燃机(100)的进入管道(111)连接。
67.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述小齿轮(15)、所述传动件(11)、所述锚定件(22)、所述导辊(12)和所述连杆(25)从所述曲轴(27)正好相反地设于所述双作用活塞(4)、所述汽缸(3)和所述气缸盖(32、33)的相对侧,尽管这种构造导致了较长的距离,所述连接杆(11)的长度仍足以使所述传动件(11)与所述活塞⑷连接。
68.根据权利要求28的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述双作用活塞式压缩机(I)与所述内燃机(100)之间的传动由包含至少ー个链和/或至少ー个带和/或至少两个小齿轮或链轮的回转传动装置提供。
69.根据权利要求68的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞式压缩机可通过位于所述回转传动装置之前或后的离合器与所述内燃机(100)暂时分离。
70.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,它包括至少ー个平衡轴。
71.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,它包括通过至少ー个平衡杆(251)与所述曲轴(27)连接的至少ー个平衡锤(250),所述平衡杆(251)通过曲柄(252)与所述曲轴(27)铰接,所述曲柄相对于与所述压缩机的连杆(25)铰接的曲柄偏置180度。
72.根据权利要求71的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述平衡锤(250)通过至少ー个小锚杆(253)与所述压缩机的机壳(110)连接,以保持所述平衡锤的运动大致与所述压缩机⑴的汽缸⑶的轴平行。
73.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞式压缩机包括容许所述进入管道(7)和输出管道(8)分别通向的进气道(E)和排气道(S)之间的连接的至少一个芳通阀(140)。
74.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞式压缩机包括容许所述上气室(5)的输出管道(8)与所述下气室¢)的进入管道(7)之间的连接的至少ー个旁通阀(141)。
75.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞式压缩机包括容许所述下气室出)的输出管道(8)与所述上气室(5)的进入管道(7)之间的连接的至少ー个旁通阀(142)。
76.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞式压缩机包括容许所述下气室出)的输出管道(8)与所述下气室¢)的进入管道(7)之间的连接的至少ー个芳通闽(143)。
77.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞式压缩机包括容许所述上气室(5)的输出管道(8)与所述上气室(5)的进入管道(7)之间的连接的至少ー个旁通阀(144)。
78.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述活塞式压缩机包括容许所述上气室(5)和/或所述下气室(6)的进入管道(7)关闭的至少ー个隔离阀。
79.根据权利要求I的双作用活塞式压缩机,其特征在于,所述连接杆(10)与迷宮密封件合作,所述迷宫密封件在所述下气室(6)与所述下气室出)的进入管道(7)之间或在所述下气室(6)与所述压缩机机壳(2)的内部之间提供密封。
CN2011800097980A 2010-02-17 2011-02-17 其活塞由辊导引并由小齿轮和齿条驱动的双作用活塞式压缩机 CN102859193A (zh)

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