CN109906318A - 用于商用车的包括压缩机及电动机的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于商用车的系统(1)，包括压缩机(10)、电动机(5)和驱动电子器件(94)，其中，电动机(5)驱动压缩机(10)，电动机(5)和驱动电子器件(94)具有共同的壳体(102)，并且电动机(5)具有转子，该转子至少部分地包围压缩机(10)的驱动轴。

Description

用于商用车的包括压缩机及电动机的系统
技术领域
本发明涉及一种用于商用车的系统，该系统包括螺杆式压缩机以及电动机。
背景技术
由现有技术已知用于商用车的螺杆式压缩机。这样的螺杆式压缩机用于为例如商用车的制动系统提供所需要的压缩空气。
在此方面，特别是填充机油的压缩机、尤其还有螺杆式压缩机是已知的，其中提出如下任务：对机油温度进行调节。这一点通常通过如下方式得以实现：设有外置的油冷却器，该油冷却器经由调温阀与填充机油的压缩机和机油回路连接。在此，油冷却器是一换热器，该换热器具有两个相互隔开的回路，其中第一回路设置用于热的流体，即压缩机油，而第二回路则设置用于冷却流体。作为冷却流体，例如可以使用空气、带有防冻剂或者其他油的水混合物。
然后必须经由管子或者软管将这个油冷却器与压缩机油回路连接，并且必须确保机油回路不泄漏。
此外，必须为这个外部体积填充机油，从而也使得机油总量增加。由此扩大了系统惯性。另外，必须机械式地安置和紧固油冷却器，即要么通过位于周围的多个支架、要么通过单独的一个支架，这需要额外的紧固机构以及结构空间。
由US 4,780,061已知一种螺杆式压缩机，其具有集成的油冷却系统。
此外，DE 37 17 493A1公开了一种设置在紧凑壳体中的螺旋压缩机设备，其在螺杆式压缩机的电动机上具有一个油冷却器。
由DE 10 2010 015 151A1已知一种用于螺旋压缩机的压缩机法兰。
此外，由US 2014/0190674A1已知一种用于机动车换热器的连接法兰，所述换热器具有冷却通道。
此外，由DE 10 2013 011 061B3已知一种具有法兰连接装置的换热器，其中法兰连接装置具有一个接合法兰，该接合法兰是压铸件并且具有以铸造技术制成的通孔，所述通孔用于接纳螺栓。
由WO 2009/033556A1已知一种干式运行的压缩机，在该压缩机中集成有电动机。
还由CN 102748292A已知一种类似的设置单元。
发明内容
本发明的目的是，以有益的方式改进发展一种文首所述类型的用于商用车的系统，该系统包括压缩机、电动机和驱动电子器件，特别是改进如下：能够进一步减少这种系统的空间需求。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述特征的用于商用车的系统得以实现。据此规定：用于商用车的系统包括压缩机、电动机和驱动电子器件，其中，电动机和驱动电子器件具有共同的壳体，并且电动机具有转子，该转子至少部分地包围压缩机的驱动轴。
本发明基于以下基本构思：为电动机、压缩机和驱动电子器件建立一个共同的结构单元，使得总体上可以产生一个用于所述系统的紧凑的结构单元。由此便有可能在总体上缩短整个单元的轴向长度。特别是由于将驱动电子器件一同集成在电动机的壳体中，因而可能的是：能够构造得更加紧凑。
所述压缩机可以是螺杆式压缩机。通过构成为螺杆式压缩机，可以在为商用车(特别是涉及混合动力商用车)产生压缩空气的框架下实现压缩机有效和经济地运行。对于这样的车辆，特别是如下情况：商用车的驱动机组并不是在行驶运行中连续地工作，因而也不是随时都可以通过该驱动机组驱动压缩机。所以断开联接是必要的，因此使用螺杆式压缩机是有益的。
所述驱动电子器件可设置在电动机的背离压缩机的那侧上。因此便有可能将系统的各组件基本上沿着一条轴线布置并且由此还能够最佳化地充分利用结构空间。
所述电动机可具有驱动轴，利用该驱动轴驱动压缩机，并且可以规定：驱动电子器件相对于所述驱动轴依径向布置。通过这样的设置/布置方式，便有可能将沿着针对驱动轴而言的径向方向可供使用的结构空间也用于系统的组件。
然而原则上也可能的是：驱动电子器件相对于所述驱动轴依轴向布置。根据构造设计情况，在此也具有可充分利用的相应的结构空间。
所述电动机可具有定子，该定子具有相互间隔开距离的绕组，其中，驱动电子器件部分地伸入绕组之间的中间空隙中。由此便有可能利用这些中间空隙作为用于驱动电子器件的结构空间。因此进一步改善并实现了整个单元的紧凑的结构形式。
附图说明
现在借助附图中示出的实施例详细阐述本发明的其他一些细节和优点。
附图示出：
图1为本发明用于商用车的系统的一种发明实施例的示意剖视图，该系统包括螺杆式压缩机以及电动机；
图2为系统的一种发明实施例的组件的透视分解图；和
图3为图2所示的系统的电动机和该电动机的驱动电子器件的透视细部剖视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一种实施例的螺杆式压缩机10的示意剖视图。
螺杆式压缩机10具有一个紧固法兰12，其用于将螺杆式压缩机10机械式紧固在一个在此未详细示出的电动机上。
然而示出了输入轴14，经由该输入轴将电动机的转矩传递到两个螺杆16和18之一上，即螺杆16上。
螺杆18与螺杆16啮合并且经由该螺杆受驱动。
螺杆式压缩机10具有一个壳体20，螺杆式压缩机10的主要组件安置在该壳体中。
壳体20填充有机油22。
在空气入口侧，在螺杆式压缩机10的壳体20上设有一入口接管24。入口接管24在此构造为：在其上设置有一个空气过滤器26。另外，在进气口接管24上依径向设有一进气口28。
在入口接管24与该入口接管24附装于壳体20上的位置之间的区域中设有一个弹簧加载的阀门嵌件30(在此设计为轴向密封件)。
该阀门嵌件30用作止回阀。
在阀门嵌件30的下游设有送气通道32，该送气通道给两个螺杆16、18输送空气。
在两个螺杆16、18的输出侧设置有排气管34，该排气管具有一个上升管路36。
在上升管路36的端部区域中设有温度传感器38，借助该温度传感器可以监测机油温度。
此外，在排气区域中还设置有用于空气脱油元件42的保持器40。
用于空气脱油元件的保持器40在装配状态中在面朝底部的区域中(如也在图1中示出的那样)具有空气脱油元件42。
此外，在空气脱油元件42的内部设置有相应的滤筛或者已知的过滤及油分离设备44，对该过滤和油分离设备不作详细说明。
用于空气脱油元件的保持器40在中央上部区域中-针对已装配的和可交付使用的状态而言(即如在图1中示出的那样)-具有空气排出口46，该空气排出口通向一个止回阀48和一个最低压力阀50。所述止回阀48和最低压力阀50也可以构造在一个共同的组合式阀门中。
继止回阀48之后设置有排气口51。
排气口51通常与相应已知的压缩空气消耗器连接。
为了将位于空气脱油元件42中的和分离的机油22重新引回壳体20中，而设置有一个上升管路52，该上升管路在用于空气脱油元件42的保持器40转入壳体20的末端处具有一个过滤和止回阀54。
在过滤和止回阀54的下游，在壳体孔中设有一个喷嘴56。机油回流管路58返回到螺杆16或者螺杆18的大致中部区域，以便为该螺杆重新供送机油22。
在壳体20的处于装配状态中的底部区域内设有一个放油螺塞59。经由该放油螺塞59可以将相应的放油口打开，经由该放油口可以将机油22放出。
在壳体20的下部区域中还具有凸出部60，滤油器62紧固在该凸出部上。经由一个设置在壳体20内的滤油器入口通道64将机油22首先引向一个调温阀66。
代替调温阀66，可以设置一种开环控制和/或闭环控制装置，借助该装置可以对壳体20内机油22的油温进行监测并将其调节到额定值。
然后在调温阀66的下游是滤油器62的进油口，该进油口经由中央回流管路68将机油22重新引回至螺杆18或者螺杆16以及引向轴14的油润滑轴承70。在轴承70的区域中还设有一个喷嘴72，该喷嘴在壳体20中设置为与回流管路68相连。
在凸出部60上接有冷却器74。
在壳体20的上部区域中-针对装配状态而言-具有一个安全阀76，经由该安全阀可以降低壳体20中的过高压力。
在最低压力阀50之前具有一旁通管路78，该旁通管路通向一个卸压阀80。经由这个卸压阀80(其通过与送气系统32连接而受操控)可以将空气引回进气口28的区域中。在这个区域中可设置一个未详细示出的排气阀以及一个喷嘴(输送管路的直径缩小部)。
另外，大致在管路34的高度上在壳体20的外壁中可以设置一个油位传感器82。该油位传感器82例如可以是光学传感器并且具有如下特性和设置为：借助传感器信号可以判断油位在运行中是否在油位传感器82上方或者油位传感器82是否已经露出并且由此油位相应地下降了。
还可以与这种监测相关地设置一个报警单元，该报警单元向系统使用者发出或者转发一个相应的故障报告或者警示报告。
在此，图1中示出的螺杆式压缩机10的功能如下：
空气经由进气口28输送并且经由止回阀30到达螺杆16、18，在该处将空气压缩。经压缩的油气混合物(该油气混合物以处于5至16倍压缩之间的系数在螺杆16和18之后通过排出管路34经由上升管36上升)直接被吹送到温度传感器38上。
依然携带部分油微粒的空气然后经由保持器40被引入到空气脱油元件42中并且-如果达到相应的最小压力-便到达空气排出管路51中。
经由滤油器62以及必要时经由换热器74将壳体20中的机油22保持在运行温度。
如果不需要冷却，就不使用换热器74并且也不将其接通。
相应的接通经由调温阀68实现。在滤油器64中净化之后,将机油经由管路68输送给螺杆18或者螺杆16以及轴承72。经由回流管路52、58为螺杆16或者螺杆18供应机油22，在这里，在空气脱油元件42中进行机油22的净化。
螺杆式压缩机10的螺杆16和18经由未详细示出的电动机驱动，该电动机将其转矩经由轴14传递到螺杆16上，该螺杆又与轴18啮合。
经由未详细示出的卸压阀80确保：不会在供应管路32的区域中憋住高压(该高压在运行状态中例如存在于螺杆16、18的输出侧)，而是尤其在压缩机起动运行时在供应管路32的区域内始终存在低的入口压力，特别是环境压力。否则随着压缩机的起动运行在螺杆16和18的输出侧首先会产生一个非常高的压力，该压力会使驱动电机过载。
图2示出了用于商用车的系统1的透视分解图。
该系统1具有一个电动机5和一个如在图1中示出的螺杆式压缩机10。
该系统1的其他组件是电动机5的定子90，该定子具有多个相互间隔开距离的绕组92。电动机5的转子未予详示。
另外还设置有驱动电子器件94。
在此，驱动电子器件94具有一个主板96、一些电容和感应组件98和一个冷却元件100。
正如已经从图2中可看到的那样，通过一个共同的壳体构件或者说壳体102在一侧上接纳电动机5的转子以及在另一侧上接纳驱动电子器件94。
壳体构件102具有间壁104，该间壁将驱动电子器件94与转子分隔开。
这一点可以在图3的细部示图中特别清楚地看出。
所述间壁104具有一个指向转子的绕组92的方向的凹部，驱动电子器件94的电容和感应元件98以及冷却元件100伸入该凹部中。
由此便能够缩短整个系统1的轴向结构长度。
附图标记列表
1 系统
5 电动机
10 螺杆式压缩机
12 紧固法兰
14 输入轴
16 螺杆
18 螺杆
20 壳体
22 机油
24 入口接管
26 空气过滤器
28 进气口
30 阀门嵌件
32 送气通道
34 排气管
36 上升管路
38 温度传感器
40 油气分离器
42 集油器
44 滤筛或者已知的过滤或油分离设备
46 空气排出口
48 监控阀
50 最低压力阀
51 排气口
52 上升管路
54 过滤和监控阀
56 节流门
58 机油回流管路
59 放油螺塞
60 凸出部
62 滤油器
64 滤油器入口通道
66 调温阀
68 回流管路
70 轴承
72 节流门
76 安全阀
78 旁通管路
80 卸压阀
82 油位传感器
90 定子
92 绕组
94 驱动电子器件
96 主板
98 电容和感应组件
100 冷却元件
102 壳体构件
104 间壁

Claims (6)

1.用于商用车的系统(1)，包括压缩机(10)、电动机(5)和驱动电子器件(94)，其中，所述电动机(5)驱动所述压缩机(10)，所述电动机(5)和驱动电子器件(94)具有共同的壳体(102)，并且所述电动机(5)具有转子，该转子至少部分地包围所述压缩机(10)的驱动轴。
2.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：所述压缩机(10)是螺杆式压缩机(10)。
3.如权利要求1或权利要求2所述的系统(1)，其特征在于：所述驱动电子器件(94)设置在电动机(5)的背离所述压缩机(10)的那侧上。
4.如前述权利要求之任一项所述的系统(1)，其特征在于：所述电动机(5)具有驱动轴，利用该驱动轴驱动所述压缩机(10)，并且所述驱动电子器件(94)相对于所述驱动轴依径向布置。
5.如权利要求3所述的系统(1)，其特征在于：所述电动机(5)具有驱动轴，利用该驱动轴驱动所述压缩机(10)，并且所述驱动电子器件(94)相对于所述驱动轴依轴向布置。
6.如前述权利要求之任一项所述的系统(1)，其特征在于：所述电动机(5)具有定子(90)，该定子具有相互间隔开距离的绕组(92)，其中，所述驱动电子器件(94)部分地伸入绕组(92)之间的中间空隙中。
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