CN104110362A - 用于压缩空气设备，尤其用于商用车的空气压缩机 - Google Patents

用于压缩空气设备，尤其用于商用车的空气压缩机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于压缩空气设备，尤其用于商用车的空气压缩机。根据本发明，在空气压缩机下游布置有压缩空气冷却器，其带有由冷却介质流经的冷却器壳体，在该冷却器壳体中布置有管状的短的压缩空气冷却区段和管状的长的压缩空气冷却区段，其在共同的压缩空气输出部的端侧(连接部位)相连接。此外，为压缩空气冷却器的压缩空气输入部关联有受温度调节的压缩空气分配器，其为了在压缩空气输出部处达到且保持理论温度而取决于在此处探测的实际温度将输送的压缩空气分配给短的压缩空气冷却区段的输入部和/或长的压缩空气冷却区段的输入部。此外，本发明涉及一种用于运行此类空气压缩机的方法。

Description

用于压缩空气设备,尤其用于商用车的空气压缩机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的空气压缩机，其用于压缩空气设备，尤其用于商用车的压缩空气制动设备。
背景技术
通常已知用于商用车的压缩空气制动设备的、作为受马达驱动的往复活塞式空气压缩机(Hubkolben-Luftpresser)的空气压缩机。在此，驱动一般与马达转速相耦合地通过皮带传动部或齿轮传动部来进行。
在已知的压缩空气制动设备中，冷却螺旋部与相联接的压缩空气干燥器在空气压缩机下游。空气压缩机经由空气过滤器抽吸环境空气并且将环境空气在压缩之后通过冷却螺旋部输送至空气干燥器。压缩空气通过压缩来加热并且在冷却螺旋部中在进入到空气干燥器中之前进行冷却。在冷却螺旋部中冷却时，包含在所抽吸的环境空气中的水成分可冷凝，且尤其在冷起动时在很低的环境温度的情况下冷却螺旋部可结冰。这可负面地影响压缩空气制动设备和如有可能其他的受压缩空气操纵的辅助负载(例如持续制动器、离合器操纵部等)的功能。
发明内容
因此本发明的目的在于如此改进此类空气压缩机，即利用简单且成本有利的措施防止冷却螺旋部的结冰。
该目的利用独立权利要求的特征来解决。有利的设计方案为回引独立权利要求的从属权利要求的对象。
根据本发明，在空气压缩机下游布置有压缩空气冷却器，其带有由冷却介质流经的冷却器壳体，在该冷却器壳体中含有引导空气的、优选管状的、作为短的压缩空气冷却区段的第一压缩空气冷却区段(15)和与该第一压缩空气冷却区段相比限定成更长的、引导空气的、优选管状的、作为长的压缩空气冷却区段(16)的第二压缩空气冷却区段(16)。冷却区段在共同的压缩空气输出部端侧相连接。
此外，为压缩空气冷却器的压缩空气输入部关联有受温度调节的压缩空气分配器，其为了在压缩空气冷却器的压缩空气输出部处达到且保持理论温度而取决于在此处探测的实际温度将输送的压缩空气分配给短的压缩空气冷却区段的输入部和/或长的压缩空气冷却区段的输入部。
调节/控制在此如此实现，即在冷起动的情况下开启短的压缩空气冷却区段。自在压缩空气输出部处确定的温度起开启长的压缩空气冷却区段且关闭短的压缩空气冷却区段。在中间区域(Zwischenbereich)中通过混合来自短的压缩空气冷却区段和长的压缩空气冷却区段的压缩空气在压缩空气冷却器的压缩空气输出部处始终达到且维持最优的理论温度。
有利地，由此反作用于冷却螺旋部的结冰且此外可相对简单地建造冷却螺旋部。
在一种特别优选的实施方式中，上述压缩空气冷却器与其温度调节部集成在空气压缩机顶部中，从而由此不需要附加的外部构件。冷却螺旋部变型方案可由此来限制。在集成在空气压缩机顶部中的情况下，在冷起动阶段期间可在短的压缩空气冷却区段激活时特别快地实现温度上升且由此可靠地防止下游的冷却螺旋部结冰。
根据本发明的布置方案和措施尤其适用于作为往复活塞式空气压缩机的空气压缩机，其与内燃机转速耦合地通过皮带传动部或齿轮传动部来驱动。
压缩空气分配器可由多路阀(尤其三位两通调节阀)形成。备选地，压缩空气分配器可由在分配器壳体中的调节活门形成，其中，在分配器壳体处联接有压缩空气输入部以及短的压缩空气冷却区段和长的压缩空气冷却区段的输入部。在此，调节活门如此来铰接且可如此进行调整，即其相应关闭一个冷却区段，或者为了合适的混合部分地打开两个冷却区段，其中，可将不同的压缩空气量输送给冷却区段。
在一种简单的实施方式中，双金属组件(其优选集成到空气压缩机顶部中)可用作用于调节阀或调节活门的传感器和调节元件。备选地，可在外部的组件中实现带有这样的组件的调节系统，该组件包括在压缩空气输出部处的实际值温度传感器、带有规定理论值的调节器以及在调节阀中或用于调节活门的下游的调整元件。
此外，本发明涉及一种用于运行此类空气压缩机的方法以及一种车辆，尤其商用车，其带有此类空气压缩机。上面已经对以此得到的优点进行了详细评价。
附图说明
借助附图对本发明的实施方式进行进一步阐述。其中：
图1显示了用于商用车的压缩空气制动设备的空气压缩机的示意图，以及
图2显示了通过空气压缩机顶部的放大的示意图的截面。
参考标号列表
1 空气压缩机
2 往复活塞
3 齿轮传动部
4 箭头(环境空气)
5 空气过滤器
6 空气压缩机气缸
7 空气压缩机顶部
8 压缩空气冷却器
9 压缩空气输出管路
10 冷却螺旋部
11 空气干燥器
12 冷却器壳体
13 冷却介质输入部
14 冷却介质输出部
15 短的压缩空气冷却区段
16 长的压缩空气冷却区段
17 连接部位
18 压缩空气输入部
19 压缩空气分配器
20 调节活门
21 分配器壳体
22 双箭头
23 实际值温度传感器
24 调节器。
具体实施方式
在图1中示出了作为往复活塞式空气压缩机的空气压缩机1，其往复活塞2通过商用车的(未示出的)内燃机的齿轮传动部3与内燃机的转速相耦合地来驱动。
空气压缩机1通过空气过滤器5和(未示出的)吸入阀将环境空气(箭头4)吸到空气压缩机气缸6中。在活塞行程中在吸入阀闭合且(未示出的)排气阀打开时将已压缩的空气输送到空气压缩机顶部7中。在空气压缩机顶部7中集成有压缩空气冷却器8，其在图2中详细地示出且通过压缩空气输出管路9与冷却螺旋部10相连接，(示意性地用虚线示出的)空气干燥器11在冷却螺旋部10下游。
集成在空气压缩机顶部7中的压缩空气冷却器8具有冷却器壳体12，冷却介质通过冷却介质输入部13和冷却介质输出部14流经该冷却器壳体12(为了清晰性起见并未在图2中显示出冷却介质)。
在此示例性地在冷却器壳体12中包含有管状的短的压缩空气冷却区段15和实施为螺旋部的、管状的、与压缩空气冷却区段15相比限定成更长的压缩空气冷却区段16，其在连接部位17处在端侧在离开冷却器壳体12之前彼此相连接。但不言而喻，冷却区段原则上还可以任何合适的其他方式来构造。
在冷却器壳体12中的压缩空气输入部18引导来自空气压缩机气缸6的压缩空气且处在受温度调节的压缩空气分配器19中。
压缩空气分配器19由在分配器壳体21中的调节活门20形成，调节活门20可通过(未示出的)调整元件来使之摆动(双箭头22)。
在调节活门20的所示出的水平位置中，至短的压缩空气冷却区段15的输入部闭合，而至长的压缩空气冷却区段16的输入部与至压缩空气输入部18的直接的流动路径打开。
而在调节活门20的竖向的(用虚线示出的)另一极限位置中，短的压缩空气冷却区段15与至压缩空气输入部18的直接的流动路径打开，且长的压缩空气冷却区段16闭合。在调节活门20的中间位置中，发生压缩空气受调节地分配到两个压缩空气冷却区段15、16上。
为此，利用实际值温度传感器23测量在压缩空气输出管路9中的温度且将其输送给调节器24，在调节器24处给定理论温度。调节器24的输出部与调节活门20的调整元件相连接。调节活门20的调节或操控如此实现，即在冷的状态(冷起动)中调节活门20关闭长的压缩空气冷却区段16(用虚线画出的状态)。在该状态中，快速地加热至空气干燥器11的管路(冷却螺旋部10)且防止结冰。
自在空气压缩机顶部7处的压缩空气输出管路9处探测到确定的实际温度起，调节活门20打开长的压缩空气冷却区段16且同时关闭短的压缩空气冷却区段15(调节活门20的水平位置)。在将调节活门20调整在中间位置中的情况下，通过混合来自短的压缩空气冷却区段15和长的压缩空气冷却区段16的压缩空气始终在压缩机顶部7的压缩空气输出部9处达到最佳的理论温度。因此如此实施和操控调节活门20，即两个冷却区段15、16中的一个始终打开而一个始终闭合，或两个冷却区段15、16部分地打开。
代替示例性地示出的带有外部的调节器24的外部的调节系统，还可利用优选包含在空气压缩机顶部7中的双金属组件来实现调节活门的调节。

Claims (11)

1. 一种空气压缩机，其用于车辆的压缩空气设备，尤其用于商用车的压缩空气制动设备，
其特征在于，在所述空气压缩机(1)下游布置有压缩空气冷却器(8)，其带有由冷却介质流经的冷却器壳体(12)，在该冷却器壳体(12)中布置有引导空气的、优选管状的、作为短的压缩空气冷却区段的第一压缩空气冷却区段(15)和与该第一压缩空气冷却区段(15)相比限定成更长的引导空气的、优选管状的、作为长的压缩空气冷却区段(16)的第二压缩空气冷却区段(16)，其在共同的压缩空气输出部端侧(17)相连接，以及
为所述压缩空气冷却器(8)的压缩空气输入部(18)关联有受温度调节的压缩空气分配器(19)，其为了在所述压缩空气输出部(9)处达到且保持理论温度而取决于在此处探测的实际温度将输送的压缩空气分配给所述短的压缩空气冷却区段(15)的输入部和/或所述长的压缩空气冷却区段(16)的输入部。
2. 根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩空气冷却器(8)集成在空气压缩机顶部(7)中。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的空气压缩机，其特征在于，所述空气压缩机为往复活塞式空气压缩机(1)。
4. 根据权利要求3所述的空气压缩机，其特征在于，车辆尤其商用车的内燃机的所述往复活塞式空气压缩机(1)与内燃机的转速相耦合地通过皮带传动部或齿轮传动部(3)来驱动。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩空气输出部(9)通过优选构造为冷却螺旋部(10)的管路与空气干燥器(11)相连接。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩空气分配器(19)由多路阀形成，尤其由三位两通调节阀形成。
7. 根据权利要求1至5中任一项所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩空气分配器(19)由在分配器壳体(21)中的调节活门(20)形成，其中，在所述分配器壳体(21)处连接有所述压缩空气输入部(18)以及所述短的压缩空气冷却区段(15)和所述长的压缩空气冷却区段(16)的输入部，且所述调节活门(20)如此铰接且可进行调节使得相应闭合一个冷却区段(15,16)或部分地打开两个冷却区段(15,16)。
8. 根据权利要求6或权利要求7所述的空气压缩机，其特征在于，作为用于调节阀或所述调节活门(20)的传感器和调节元件设置有双金属组件，其优选集成在所述空气压缩机顶部中。
9. 根据权利要求6或权利要求7所述的空气压缩机，其特征在于，调节通过包括实际值温度传感器(23)、带有规定给定值的调节器(24)与下游的调节驱动器的组件来进行。
10. 一种车辆，尤其商用车，其带有根据权利要求1至9中任一项所述的空气压缩机(1)。
11. 一种用于运行空气压缩机(1)的方法，该空气压缩机用于车辆的压缩空气设备，尤其用于商用车的压缩空气制动设备，其特征在于，在所述空气压缩机(1)下游布置有压缩空气冷却器(8)，其带有由冷却介质流经的冷却器壳体(12)，在该冷却器壳体(12)中布置有引导空气的、优选管状的、作为短的压缩空气冷却区段的第一压缩空气冷却区段(15)和与该第一压缩空气冷却区段(15)相比限定成更长的引导空气的、优选管状的、作为长的压缩空气冷却区段(16)的第二压缩空气冷却区段(16)，其在共同的压缩空气输出部端侧(17)相连接，以及
为所述压缩空气冷却器(8)的压缩空气输入部(18)关联有受温度调节的压缩空气分配器(19)，其为了在所述压缩空气输出部(9)处达到且保持理论温度而取决于在此处探测的实际温度将输送的压缩空气分配给所述短的压缩空气冷却区段(15)的输入部和/或所述长的压缩空气冷却区段(16)的输入部。
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