CN116985775A - 空气供给系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够抑制空气干燥器的性能下降的空气供给系统。空气供给系统进行使从压缩机(4)供给的压缩空气经由具有过滤器(17)和单向阀(19)的空气干燥器(11)从上游流向下游的供给动作。空气供给系统具备ECU(80)，ECU(80)对以检测空气压力在供给开始值以下为必要条件来使供给动作开始的供给动作、以及不向单向阀(19)的上流供给压缩空气的非供给动作进行切换，在非供给动作中进行使过滤器(17)再生的再生动作。ECU(80)还具备非供给持续条件，非供给持续条件用于尽管检测空气压力成为供给开始值以下但是只要在再生动作的中途就不进行供给动作。
Description
本申请是申请日为2019年12月27日、申请号为201980092974.8、发明名称为“空气供给系统”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种向设备供给压缩空气的空气供给系统。
背景技术
在卡车、公共汽车、工程机械等车辆中，利用从压缩机输送的压缩空气来控制包括制动器和悬架等的空气压力系统。在该压缩空气中含有大气中所含的水分以及用于润滑压缩机内的油分等液状的杂质。如果含有大量的水分和油分的压缩空气进入到空气压力系统内，则会导致生锈以及橡胶构件溶胀等，成为工作不良的原因。因此，在压缩机的下游设置有用于去除压缩空气中的水分和油分等杂质的空气干燥器。
空气干燥器进行从压缩空气去除油分和水分的除湿动作、以及从干燥剂去掉吸附于干燥剂的油分和水分并将该油分和水分作为排液进行排出的再生动作。例如，在专利文献1中记载了一种用于空气干燥器进行再生动作的技术。
专利文献1中记载的空气供给系统将由空气压缩机压缩后的空气贮存在气罐中。在气罐内的空气压力为第一压力以下时，空气供给系统驱动空气压缩机来向气罐供给压缩空气，直到空气压力上升而达到第二压力为止。当空气压力达到第二压力时，空气供给系统停止由空气压缩机向气罐供给压缩空气，并且使排出阀(吹扫阀)开阀。之后，空气供给系统进行以下的再生动作直到空气压力下降到第三压力为止：通过维持该开阀状态来使气罐内的压缩空气通过空气干燥器后排出到大气中。在气罐内的空气压力达到第三压力时，空气供给系统使排出阀闭阀。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-229127号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，存在以下风险：在压缩空气的消耗量多的行驶状态中，当由于制动器等引起的压缩空气的急剧消耗与由于空气干燥器的再生动作引起的压缩空气的消耗重叠时，气罐内的空气压力达到开始从压缩机供给压缩空气的供给开始值。此时，在空气供给系统中，空气干燥器的再生动作被中断，开始由压缩机进行的供给动作。由此，避免了压缩空气的不足，另一方面，由于再生动作中断而空气干燥器的再生量变少。因此，存在空气干燥器的性能保持着下降了的状态的风险。
本发明的目的在于提供一种能够抑制空气干燥器的性能下降的空气供给系统。
用于解决问题的方案
达成上述目的的空气供给系统进行使从压缩机供给的压缩空气经由具有过滤器和止回阀的空气干燥器从上游流向下游的供给动作，所述空气供给系统具备：压力传感器，其检测所述止回阀的下游的空气压力；以及控制装置，其在所述供给动作与非供给动作之间进行切换，在所述非供给动作中进行使所述过滤器再生的再生动作，其中，所述控制装置具备供给开始值，所述供给开始值用于以由所述压力传感器检测出的检测空气压力在所述供给开始值以下为必要条件，来使所述供给动作开始，所述控制装置还具备非供给持续条件，所述非供给持续条件用于尽管所述检测空气压力成为所述供给开始值以下但是只要在所述再生动作的中途就不进行所述供给动作。
在该情况下，即使在由于制动器等引起的压缩空气的消耗的定时与由于空气干燥器的再生动作引起的压缩空气的消耗的定时重叠时，也能够使由于制动器等引起的压缩空气的消耗持续并且使空气干燥器的再生动作不中断地持续进行。由此，能够抑制空气干燥器的性能下降。
在一个实施方式中，所述控制装置还可以具备非供给解除条件，所述非供给解除条件用于当所述非供给持续条件成立时根据所述检测空气压力成为比所述供给开始值低的规定的压力值以下来开始所述供给动作。
在该情况下，能够尽可能地使空气干燥器的再生动作持续进行，同时防止压缩空气不足。
在一个实施方式中，所述规定的压力值可以被设定为能够确保所述再生动作所需的时间。
在该情况下，能够更可靠地进行空气干燥器的再生动作。
在一个实施方式中，所述非供给持续条件可以包括行驶状态为所述压缩空气的消耗量多的行驶状态。
在该情况下，能够降低在压缩空气的消耗量多的行驶状态时空气干燥器的再生动作被中断的风险。
在一个实施方式中，所述控制装置可以基于所述检测空气压力的每单位时间的下降量多，来判定行驶状态为所述压缩空气的消耗量多的行驶状态。
在该情况下，能够根据空气压力的每单位时间的下降量来判定行驶状态。
在一个实施方式中，所述控制装置可以基于从车辆的控制装置传递的信号，来判定行驶状态为所述压缩空气的消耗量多的行驶状态。
在该情况下，能够基于从车辆传递的信号来判定行驶状态。
附图说明
图1是示出空气压力系统中使用的空气供给系统的一个实施方式的概要结构的框图。
图2是示出该实施方式的空气供给系统的概要结构的结构图。
图3是示出该实施方式的空气干燥器的动作模式的图，(a)是示出供给动作的图，(b)是示出吹扫动作的图，(c)是示出再生动作的图。
图4是通过空气压力表示该实施方式的空气供给状态的曲线图。
具体实施方式
参照图1～图4来说明空气压力系统中包括的空气供给系统的一个实施方式。空气供给系统被搭载于卡车、公共汽车、工程机械等汽车。
参照图1来说明空气压力系统的概要。
在空气压力系统中，压缩机4、空气干燥器11、保护阀12、气罐13、制动阀14以及制动室15依次经由空气供给路径4E、11E、12E、13E、14E连接。其中，压缩机4、空气干燥器11以及保护阀12构成空气供给系统10。
压缩机4被汽车的发动机(未图示)的动力驱动，对空气进行压缩来向空气供给系统10供给压缩空气。压缩机4经由空气供给路径4E与空气干燥器11连接。
在空气干燥器11中，使从压缩机4输送来的压缩空气通过过滤器17(参照图2)，由此捕捉空气中的杂质，净化压缩空气。像这样净化后的压缩空气从空气干燥器11经由空气供给路径11E、保护阀12以及空气供给路径12E被供给到气罐13。
气罐13经由空气供给路径13E与由驾驶员操作的制动阀14连接。制动阀14经由空气供给路径14E与制动室15连接。因此，响应于制动阀14的操作，压缩空气被供给到制动室15，由此行车制动器进行工作。
另外，空气供给系统10具备作为控制装置的ECU 80。ECU 80经由布线E62、E63与空气干燥器11电连接。另外，ECU 80经由布线E65与压力传感器65电连接。压力传感器65检测保护阀12的空气压力，并且将该空气压力输出到ECU 80。ECU 80根据压力传感器65的检测信号，来获取与气罐13的空气压力相当的检测空气压力。另外，ECU 80经由布线E66与温湿度传感器66电连接。温湿度传感器66检测气罐13的压缩空气的湿度，并且将该湿度输出到ECU 80。并且，ECU 80与车辆ECU 100电连接，使得能够获取搭载空气供给系统10的车辆的各种信号。
ECU 80具备未图示的运算部、易失性存储部、非易失性存储部，按照保存在非易失性存储部中的程序来向空气干燥器11提供用于指定各种动作的信号等。另外，ECU 80具有用于测量再生动作所涉及的期间的计时器。
参照图2来说明空气供给系统10。
空气干燥器11具有维护用端口P12。维护用端口P12是用于在维护时向空气干燥器11的过滤器17的上游供给压缩空气的端口。
ECU 80经由布线E63与空气干燥器11的再生控制阀21电连接，经由布线E62与空气干燥器11的调节器26电连接。
当参照图3时，空气干燥器11的内部空间11A具备过滤器17。过滤器17设置在空气供给通路18的中途，空气供给通路18将从位于上游的压缩机4起的空气供给路径4E与同位于下游的保护阀12相连的空气供给路径11E连接。
过滤器17容纳有干燥剂并且具备过滤部。过滤器17使压缩空气通过干燥剂，由此从压缩空气中去除压缩空气所含的水分从而使压缩空气干燥，并且还通过过滤部从压缩空气中去除压缩空气所含的油分来净化压缩空气。通过了过滤器17的压缩空气经由仅容许压缩空气流向过滤器17的下游的作为止回阀的单向阀19被供给到保护阀12。也就是说，在将过滤器17设为上游且将保护阀12设为下游时，单向阀19仅容许压缩空气从上游流向下游。
当返回而参照图2时，绕过(旁通)单向阀19的旁通流路20以与单向阀19并联的方式设置于单向阀19。再生控制阀21与旁通流路20连接。
再生控制阀21是由ECU 80控制的电磁阀。ECU 80经由布线E63控制再生控制阀21的电源的接通/切断(驱动/非驱动)，由此切换再生控制阀21的动作。再生控制阀21在电源被切断的状态下闭阀而将旁通流路20封闭，在电源被接通的状态下开阀而使旁通流路20连通。例如，再生控制阀21在检测空气压力的值超过供给停止值时被驱动。
在旁通流路20中的再生控制阀21与过滤器17之间的部分设置有节流孔22。当再生控制阀21被通电时，气罐13的压缩空气通过保护阀12后经由旁通流路20以被节流孔22限制了流量的状态被输送到过滤器17。被输送到过滤器17的压缩空气从下游朝向上游在过滤器17中进行逆流。这样的处理是使过滤器17再生的处理，称为空气干燥器的再生处理。此时，气罐13内的被干燥和净化后的压缩空气逆流过过滤器17，由此从过滤器17中去除被过滤器17捕捉到的水分和油分。例如，再生控制阀21被控制为开阀规定期间。该规定期间是能够使过滤器17再生的期间，理论性地、实验性地或经验性地被设定。
从压缩机4与过滤器17之间的部分分支出分支通路16。在分支通路16设置有排液排出阀25，排液排出口27与分支通路16的末端连接。
含有从过滤器17去除的水分和油分的排液与压缩空气一起被输送到排液排出阀25。排液排出阀25是被空气压力驱动的空气压力驱动式的阀，设置在分支通路16中的过滤器17与排液排出口27之间的部分。排液排出阀25是使位置在闭阀位置与开阀位置之间变更的二位二通阀。在排液排出阀25处于开阀位置时，排液被输送到排液排出口27。从排液排出口27排出的排液也可以被未图示的油分离器回收。
通过调节器26来控制排液排出阀25。调节器26是由ECU 80控制的电磁阀。ECU 80经由布线E62控制调节器26的电源的接通/切断(驱动/非驱动)，由此切换调节器26的动作。当电源被接通时，调节器26向排液排出阀25输入规定的空气压力的卸载信号，由此使排液排出阀25开阀。另外，当电源被切断时，调节器26不向排液排出阀25输入卸载信号，使排液排出阀25的端口向大气压开放，由此使排液排出阀25闭阀。
排液排出阀25在没有从调节器26输入卸载信号的状态下维持在闭阀位置，当从调节器26输入卸载信号时切换到开阀位置。另外，在排液排出阀25的与压缩机4连接的输入端口超过上限值而成为高压的情况下，排液排出阀25被强制地切换到开阀位置。
压缩机4进行供给压缩空气的负荷运转以及不供给压缩空气的无负荷运转。调节器26对压缩机4的负荷运转与无负荷运转之间的切换进行控制。当电源被接通时，调节器26向压缩机4输送卸载信号，由此使压缩机4进行无负荷运转。另外，当电源被切断时，调节器26不向压缩机4输入卸载信号，使压缩机4的端口向大气开放，由此使压缩机4进行负荷运转。
ECU 80基于压力传感器65的检测空气压力来接通(驱动)调节器26的电源，由此将调节器26切换到输出卸载信号的供给位置。另外，ECU 80基于压力传感器65的检测空气压力来切断(不驱动)调节器26的电源，由此将调节器26切换到不输出卸载信号的非供给位置。
再次参照图3来说明空气干燥器11的供给动作、吹扫动作以及再生动作。图3的(a)所示的供给动作是向气罐13供给压缩空气的动作。图3的(b)所示的吹扫动作是使压缩机停止以进行吹扫处理等的动作。图3的(c)所示的再生动作是使过滤器17进行再生处理的动作。再生动作和吹扫动作构成非供给动作。
参照图3的(a)，在供给动作中，ECU 80分别使再生控制阀21和调节器26闭阀(图中记载为“CLOSE”)。此时，不向再生控制阀21和调节器26分别供给来自ECU 80的驱动信号(电源)。因此，调节器26使与下游连接的压缩机4的端口以及排液排出阀25的端口分别向大气开放。在供给动作中，压缩机4供给压缩空气(图中记载为“ON”)。向空气干燥器11供给的压缩空气(图中记载为“IN”)在水分和油分被过滤器17去除后，经由保护阀12被供给到气罐13(图中记载为“OUT”)。
参照图3的(b)，在吹扫动作中，ECU 80将再生控制阀21闭阀，将调节器26开阀(图中记载为“OPEN”)。此时，调节器26由于被供给来自ECU 80的驱动信号(电源)而开阀，使与下游连接的压缩机4的端口以及排液排出阀25的端口分别与上游(保护阀12)连接。在吹扫动作中，由于来自调节器26的卸载信号(图中记载为“CONT”)而压缩机4为无负荷运转状态(图中记载为“OFF”)，并且处于过滤器17和空气供给通路18中的压缩空气与水分及油分等一起从排液排出口27被排出。
参照图3的(c)，在再生动作中，ECU 80将再生控制阀21和调节器26分别开阀。此时，向再生控制阀21和调节器26供给来自ECU 80的驱动信号(电源)。在再生动作中，由于来自调节器26的卸载信号而压缩机4为无负荷运转状态。另外，在再生动作中，再生控制阀21和排液排出阀25开阀，由此相对于过滤器17而言位于保护阀12侧的压缩空气从下游朝向上游逆流过过滤器17(容纳着的干燥剂)来进行过滤器17的再生处理。
参照图4来说明空气供给系统10的动作。
在ECU 80中设置供给开始值CI1和供给停止值CO，供给开始值CI1是与作为使由压缩机4进行的压缩空气的供给开始的必要条件的空气压力对应的值，供给停止值CO是与使由压缩机4进行的压缩空气的供给停止的空气压力对应的值。另外，在ECU 80中设置作为比供给开始值CI1低的规定的压力值的非供给解除值CI3。例如，供给停止值CO、供给开始值CI1以及非供给解除值CI3可以存储在ECU 80的非易失性存储部等中。
ECU 80将压力传感器65检测出的空气压力、即检测空气压力与供给开始值CI1进行比较。ECU 80当检测空气压力变为供给开始值CI1以下(区间UL11结束的时间t11)时，将空气干燥器11(压缩机4)切换为供给动作以向气罐13供给压缩空气。由此，空气干燥器11的调节器26闭阀而停止卸载信号的输出。压缩机4根据卸载信号的停止而进行负荷运转。由于持续空气干燥器11(压缩机4)的供给动作而针对气罐13的检测空气压力上升(时间t11至时间t12的区间LD11)。
ECU 80当通过供给压缩空气而检测空气压力变为供给停止值CO以上(时间t12)时，将空气干燥器11切换为再生动作。由此，在空气干燥器11中调节器26开阀而输出卸载信号。压缩机4根据卸载信号的输入而进行无负荷运转。另外，在空气干燥器11中调节器26向排液排出阀25输出卸载信号。排液排出阀25根据卸载信号的输入而开阀，空气干燥器11的过滤器17内的压缩空气沿再生方向流动。再生方向是从下游到上游的方向，是与作为净化压缩空气时的压缩空气的流动的供给方向相反的方向。其结果，被过滤器17捕捉到的杂质与沿再生方向流动的压缩空气一起作为排液从排液排出阀25被排出，从而过滤器17被再生(时间t12至时间t13)。此外，时间t12至时间t13的期间是过滤器17的再生所需的期间。只要由于制动室15等引起的压缩空气的消耗量正常，该期间就在检测空气压力下降到供给开始值CI1以下之前结束。
通常，ECU 80根据检测空气压力变为作为使供给动作开始的必要条件的供给开始值CI1以下(时间t22)，如虚线L1所示那样开始供给动作(时间t22至时间t23)。
然而，还存在以下风险：当由于制动室15等引起的压缩空气的大量消耗的定时与由于空气干燥器11的再生动作引起的压缩空气的消耗的定时重叠时，在过滤器17的再生所需的期间经过之前、即在再生动作的中途，检测空气压力变为供给开始值CI1以下(时间t22)。此时，如果ECU 80如通常那样根据检测空气压力成为供给开始值CI1以下而开始供给动作，则会使过滤器17的再生中断，或者使再生性能下降。例如，在经过再生所需的期间(时间t12至时间t13)之前(时间t22)，如果空气干燥器11的再生动作被中断等，则与由于中断等而失去的期间(时间t22至时间t13)对应的再生量相对于本来的再生量而言变得不足。而且，存在以下风险：当因空气干燥器11的再生动作的中断等而过滤器17的再生量不足时，空气干燥器11的净化的性能保持着下降了的状态。
因此，在本实施方式中，如实线L2所示，即使在空气干燥器11的再生动作的中途检测空气压力成为供给开始值CI1以下(时间t22)，ECU 80也不开始供给动作，持续进行空气干燥器11的再生动作(时间t22以后)。然后，ECU 80根据检测空气压力达到压缩空气的供给量没有不足的非供给解除值CI3，来开始供给动作。也就是说，能够确保从供给停止值CO到非供给解除值CI3的空气压力差ΔGP2比从通常的供给开始值CI1到供给停止值CO的空气压力差ΔGP1大，因此能够确保再生所需的期间以上的期间UL12(时间t12至时间t14)。也就是说，非供给解除值CI3被设定为即使在压缩空气的消耗量多时也能够确保空气干燥器11的再生动作所需的时间。由此，能够使由于制动室15引起的压缩空气的消耗持续，并且使空气干燥器11的再生动作持续。因此，能够抑制空气干燥器11的性能保持着下降了的状态。
然后，ECU 80根据检测空气压力变为非供给解除值CI3以下(时间t14)，将空气干燥器11(压缩机4)切换为供给动作以向气罐13供给压缩空气。检测空气压力成为非供给解除值CI3以下构成非供给解除条件。由此，压缩机4的负荷运转开始，由于持续空气干燥器11(压缩机4)的供给动作而气罐13的检测空气压力上升(时间t14至时间t15的区间LD12)。
此外，即使空气干燥器11的再生动作正被执行，ECU 80也在检测空气压力达到非供给解除值CI3时使空气干燥器11的再生动作中断。由此，能够使由于制动室15引起的压缩空气的消耗持续，并且能够确保空气干燥器11的再生动作的持续时间更长。因此，能够抑制空气干燥器11的性能保持着下降了的状态。
如以上说明的那样，根据本实施方式，能够得到下面的效果。
(1)即使在由于制动器等引起的压缩空气的消耗的定时与由于空气干燥器11的再生动作引起的压缩空气的消耗的定时重叠时，也能够使由于制动器等引起的压缩空气的消耗持续并且使空气干燥器11的再生动作不中断地持续进行。由此，能够抑制空气干燥器的性能下降。
(2)根据检测空气压力成为比通常的供给开始值低的规定的压力值以下来开始由压缩机4进行的供给动作，由此能够尽可能地使空气干燥器11的再生动作持续，同时防止压缩空气不足。
(3)非供给解除值CI3被设定为能够确保空气干燥器11的再生动作所需的时间，由此能够更可靠地进行空气干燥器11的再生动作。
此外，本实施方式能够如以下那样变更并实施。本实施方式和以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合并实施。
·气罐13也可以向制动阀14以外的消耗压缩空气的设备、例如驻车制动器等供给压缩空气。
·压力传感器65只要能够检测与气罐13的空气压力相当的空气压力，可以检测比单向阀19靠下游的任意位置处的空气压力。例如，压力传感器也可以检测气罐13内的空气压力。由此，也可以是，ECU 80能够基于气罐13内的检测空气压力来控制供给动作、非供给动作、再生动作。
·ECU 80也可以基于从作为车辆的控制装置的车辆ECU100传递的信号，来判定行驶状态为压缩空气的消耗量多的行驶状态。由此，能够基于从车辆传递的信号来判定压缩空气的消耗量多的行驶状态。
·ECU 80也可以基于检测空气压力的每单位时间的下降量多，来判定行驶状态为压缩空气的消耗量多的行驶状态。由此，能够根据检测空气压力的每单位时间的下降量来判定行驶状态。
·非供给持续条件也可以包括行驶状态为压缩空气的消耗量多的行驶状态。在压缩空气的消耗量多的行驶状态中，即使空气压力达到供给开始值CI1，未经过再生所需的期间的可能性也高。因此，能够预先进行空气干燥器11的再生动作直到非供给动持续条件成立而空气压力成为非供给解除值CI3为止。能够降低在压缩空气的消耗量多的行驶状态时空气干燥器11的再生动作被中断的风险。
·在上述实施方式中，过滤器17具有干燥剂和过滤部这两者，但过滤器17也可以仅具有它们中的某一方。
·在上述实施方式中，例示了设置有过滤器17的情况，但不限于此，也也可以在过滤器17的上游设置油雾分离器。
该油雾分离器具备通过与压缩空气碰撞来进行气液分离的过滤器，捕捉从压缩机4输送的压缩空气所含的油分。过滤器也可以是对金属材料进行压缩成形而得到的，还可以是海绵等多孔质材料。通过设置该油雾分离器，能够进一步提高压缩空气的净化性能。
·在上述实施方式中，设为空气供给系统10被搭载于卡车、公共汽车、工程机械等汽车来进行了说明。作为除此以外的方式，空气供给系统也可以被搭载于轿车、铁道车辆等其它车辆。
附图标记说明
4：压缩机；10：空气供给系统；11：空气干燥器；11A：内部空间；12：保护阀；13：气罐；14：制动阀；4E、11E、12E、13E、14E：空气供给路径；15：制动室；16：分支通路；17：过滤器；18：空气供给通路；19：单向阀；20：旁通流路；21：再生控制阀；22：节流孔；25：排液排出阀；26：调节器；27：排液排出口；65：压力传感器；66：温湿度传感器；80：ECU；100：车辆ECU；E62、E63、E65、E66：布线；P12：维护用端口。
Claims (6)
1.一种空气供给系统，进行使从压缩机供给的压缩空气经由具有过滤器和止回阀的空气干燥器从上游流向下游的供给动作，所述空气供给系统具备：
压力传感器，其检测所述止回阀的下游的空气压力；以及
控制装置，其在所述供给动作与非供给动作之间进行切换，在所述非供给动作中进行使所述过滤器再生的再生动作，
其中，所述控制装置具备供给开始值，所述供给开始值用于以由所述压力传感器检测出的检测空气压力在所述供给开始值以下为必要条件，来使所述供给动作开始，
所述控制装置还具备非供给持续条件，所述非供给持续条件用于尽管所述检测空气压力成为所述供给开始值以下但是只要在所述再生动作的中途就不进行所述供给动作。
2.根据权利要求1所述的空气供给系统，其特征在于，
所述控制装置还具备非供给解除条件，所述非供给解除条件用于当所述非供给持续条件成立时根据所述检测空气压力成为比所述供给开始值低的规定的压力值以下来开始所述供给动作。
3.根据权利要求2所述的空气供给系统，其特征在于，
所述规定的压力值被设定为能够确保所述再生动作所需的时间。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的空气供给系统，其特征在于，
所述非供给持续条件包括行驶状态为所述压缩空气的消耗量多的行驶状态。
5.根据权利要求4所述的空气供给系统，其特征在于，
所述控制装置基于所述检测空气压力的每单位时间的下降量多，来判定行驶状态为所述压缩空气的消耗量多的行驶状态。
6.根据权利要求4所述的空气供给系统，其特征在于，
所述控制装置基于从车辆的控制装置传递的信号，来判定行驶状态为所述压缩空气的消耗量多的行驶状态。
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