CN85101669A - 空气压缩机 - Google Patents

Abstract

空气压缩机有一被曲轴驱动的活塞，动力输入轴通过由弹簧件作用而处于常合状态的多片离合器传动该曲轴。离合器和弹簧件装入一个含有一个压盘的壳体内，当该弹簧件被预压到所需程度，压盘就定位和固定于此位置以维持预压状态。联接曲轴箱内腔和离合器壳体内腔的油路在离合器壳体的一端要高于曲轴箱的预定油位，这允许工作时使油经油路打入离合器壳体，同时限制静止时油在曲轴箱内的积存高度。

Description

本发明涉及的是主要用于汽车气动刹车系统的空气压缩机，其种类归于具有至少一个由动力装置驱动的压缩元件，来使一个空间内空气进行压缩，使用时，压缩空气通常被送入一储气罐，当需要时将其供给刹车系统使后者工作。

图1即是我们的共同的未决专利申请8215732号，它表示的就是上面所述的通用压缩机，其中包括当需要压力时将来自动力装置的动力传递压缩元件的离合器。离合器在弹簧装置的作用下，平常是接合的而当达到予定压力后，通过一个对压缩机输出压力起反应的装置而脱开，中断压缩元件的运行。为了让离合器在一定的运行条件范围内令人满意地工作，最理想是将该弹簧装置处于一个予定的预负载状况。但是，由于离合器其它部件的制造误差，实际上要想让弹簧按照所要求的精确程度达到预期的预加载是十分困难的。例如采用垫片这种权宜之计处理过误差，但是装配时要花费很多时间，因此并不合算。

本发明的目的之一就是提供一种上述通用的空气压缩机，而它是消除了上述问题的。

根据本发明，空气压缩机包括至少一个由动力装置带动的压缩元件，它在一定的空间内迫使空气压缩;一个离合器，当需要压力时，将动力装置的动力传递给压缩元件;一个弹簧装置，平常推动离合器处于接合状态;离合器和弹簧装置都安装在一个装有一个压盘的壳体内，压盘定位在一个由弹簧预加载所确定的位置上，并固定于此位置，借此确保弹簧装置永久维持在某一预加载状态。

在某一方便的布置中，离合器是多片式的，它的主动片和从动片交替设置，其主动片可与动力输入轴一同转动，壳体沿轴向开了若干槽，形成离合器指，其自由端部分被压盘连接在一起。上述从动片是被自身插在指与指之间的部分卡在壳体上的，以便进行转动。

更可取的是，离合器的润滑是由与压缩元件相连的曲轴内的钻孔流出的受压油供给的。油是可以向环绕曲轴的壳体或曲轴箱内泄漏的，为了防止曲轴箱内的油超过限额，曲轴箱内腔和其他的壳体，如包容离合器的壳体是通过一条油路彼此相通的，油路靠离合器壳体的一端高于曲轴箱的予定油位，这一结构使曲轴箱在运行时形成的压力将油沿油路从曲轴箱打入离合器壳体。

在曲轴箱和离合器壳体壁之间形成的油路，这样安排是合宜的：油路的一部分向上通入离合器壳体，其终端有一个溢流口，通过这个溢流口，油从曲轴箱流入离合器壳体。

通过实例，现在来详述本发明，请同时参考附图。

图1是本发明空气压缩机实例的轴向剖视图。

图2是图1空气压缩机的局部放大立体图。

图3是与图1类似的视图，但是只局部表示了图1空气压缩的另一种状况。

图4是图1空压机局部端面图。

图5与图1视图类似，是本发明空气压缩机另一种形式的局部视图。

参看图1，图中所示空压机主要用于汽车的气动刹车系统，其中的一部分为示意图。压缩机部分是由下列构件构成的：壳体1、装在壳体内的气缸2、在气缸内滑动的活塞3、把活塞与曲轴5连在一起的连杆4、装在该壳体上的支承曲轴5的轴承6。如箭头所指，在活塞的吸气冲程，空气经由进气口7进入气缸;空气排出气缸是通过排气口8，空气流经这两个口都是通过簧片式或其它相配的阀门以适当方式进行控制的。壳体1通常有一个缸体形的部分1A，它构成了离合器壳体。

曲轴5有一个锥形的延长部分9，它安装在构成离合器（以12标出）的第一部件11的空心的锥形内壁的轮壳10内，通过它动力输入轴13将动力传递给曲轴5，动力输入轴在轴承14的支承下旋转，轴承14安装在壳体1的端部轴承盖15内。离合器部件11用个螺钉16牢牢固定在曲轴的锥形延长部分9上，与动力输入轴13联接在一起的轴承17支承着它。

图中所示离合器12是多片式离合器，它可以是干式的也可以是油浸式的，它包括了多片主动离合器片18，它装在空心的离合器部件20内，20包容在离合器片的外面，随曲轴5旋转。离合器片18是通过键槽19安装在动力输入轴13上的，以便可快速旋转和沿动力输入轴轴向滑动。该离合器还包括一组从动片21，它们与主动片18交替设置，可一起快速旋转，又可相对离合器部件20作轴向滑动。包容着离合器片的离合器部件20上有很多轴向伸出的指22（图2）而径向分布的离合器片21的凸台21A就插在指与指之间的空隙内，以此提供离合器片21和离合器部件20之间的转动联接。如图所示，离合器指22的自由端被端部另件24的轴向凸出的圆台23固定住，它是被焊死的，通过它把离合片18和21挡死在离合器部件20内，为了清楚起见，图2没有画离合片18，并只画了其中一个离合片21。

离合片通过作用在远离它们的离合器部件11和对面的离合器部件20的径向凸出壁26内表面之间的锥形圆盘弹簧垫圈组25和离合器部件11和20平常紧密地压紧，处以驱动啮合状态。

壳体1还构成了一个腔体28，包容着环状活塞29，29可以在腔体28内滑动，活塞通过插在离合器部件20的壁26外侧的推力件30动作。推力件30通过它的套筒部位32安放在离合器部件11的联接轴套31上，并且通过铆钉33与离合器部件20牢接在一起旋转。腔体28的进气口34通过调节阀36与储气罐、压缩机的出气口8串联在一起，储气罐通常以适当的方式经管道A与一个或若干个汽车刹车系统的刹车执行机构（图中未画）联接在一起。

为了使离合器操作准确，最理想的办法是让锥形弹簧垫圈组25获得尽可能精确的预加载。本发明现在的主要优点就是比迄今的任何一种结构在离合器组装时都更简单而准确地做到这一点。组装时首先把活塞29放入腔体28内，把活塞的舌簧29A卡入相应的环槽内防止活塞在使用时转动。

接下来进行空心离合器部件20内的分总成装配：往推力件30事先已固定的部件20上，顺次装入锥形弹簧垫圈组25和离合器部件11，轴承17也已事先压配在件11的内壁。随后再插入离合片18和21，接着是装入端部另件24。这时就可以通过对件24施加适当的力对锥形垫圈组25进行预压，不要撤去外力，例如用焊接方式，将端部另件24永久地固定在离合器部件20内，这样即简单又省钱地完成了完全封闭的、预压准确的离合器装配。现在可以把这个完整的分总成装入离合器壳体1A内，用螺钉16把轮壳10紧固在锥形延长部分9上。最后一步就是安装动力输入轴13，把它穿过离合片，将片18与键槽19啮合在一起，并与轴承17接合在一起，随后装上轴承14和端盖15。如果需要的话，可以在最后总装之前，就把轴13、轴承14和端盖15预先装配好，做为分总成。

动力输入轴13在使用时是不停旋转的，利用一个动力源，例如空压机所在的汽车的发动机。初始状态腔体28内是没有压力的，锥形弹簧垫圈组25顶住离合片使其处于接合状态，这样就将动力输入轴13的动力经径离合器部件11传递给曲轴延长部分9，使活塞3反复运动，向储气罐37充气，当罐内的空气达到予定的压力时，受储气罐压力控制的调节阀36动作，使罐内气体进入腔体28。而活塞29面积的选择是与该空气压力和弹簧垫圈组25的力量有关的，这样来自储气罐的压缩空气作用在活塞上所产生的压力足以克服弹簧垫25的力，从而向左推动离合器部件20，使离合器脱开。这就中断了动力输入轴13和压缩机活塞间的连接，和防止储气罐再充气，直至根据使用要求需要再充气。如图所示，这一实施例的重要特征，使离合器脱离的活塞29所产生的轴向载荷经离合器部件11、螺栓16和曲轴延长部分9传给邻近的曲轴轴承6，也就是说，动力输入轴承没有承受该力源所带来的轴向截荷，如图所示，因而可以采用简单的深槽滚珠轴承。由于在离合器脱开后不久，曲轴即中断旋转，轴向负载的曲轴承6亦不旋转，这时要长时间的承受这轴向力。

当刹车系统工作时，储气罐内的气体压力逐渐下降直至调压阀开始动作的限定压力，调压阀切断储气罐与腔体28的联系，腔体内的气压减弱，活塞29施加给离合器的脱开力减小，使锥形弹簧垫圈组25再一次发挥使离合器接合的作用力。

在安装了该系统的汽车正常行驶时，这一循环过程将反复进行，将储气罐的压力保持在限定的最大和最小值之间。

为了使推力件30的磨损降低到最小程度，曲轴管延长部分9的上部有一个平面以形成气隙，它与曲轴5的油孔相通，使油能够在压力下进入承垫的部位，使其在传递活塞29受力时获得一层油的保护垫。

离合器的润滑油是由进油口40经曲轴5上的油孔41提供的，该油孔同时也提供了压缩机大端轴承的润滑油。发生的问题是油不可避免地要从轴承42泄漏进曲轴箱43，如果漏油过度，油就要随大端轴承喷溅到活塞了，并通过活塞环3A泄漏到汽缸体内。由于油会污染压缩空气，这点是不理想的。

为了消弱这一现象，将油道设计在压缩机壳体1和延伸部分1A内，在压缩机工作时，使在曲轴箱43积存的油送入壳体1A所限定的离合器腔44内。壳体1上有一个横向延伸的槽45，从这个槽的端部的油路一直沿轴向延伸通过壳体1，然后向上在离合器箱体1A的任一侧、在相对于离合器腔44是适当的位置流入箱体1A。图1到图3表示了一条油路46的下面46A，通过图4可以看到轴向的油道46被延长部分1A的内部凸台局部地挡住了，这样就有效地形成了一个溢流口，当油路的油上升到凸台47的上缘以上时，便流入离合器壳体44内，经离合器壳体1A前部的开口48流回发动机贮油箱。

当空压机停止运转一段时间时，油可以积存在曲轴箱43内，但是油位只能限制在图1所示实施例的油位线B-B下。由于下边将要讲述的原因，这个油位线与输入轴13成4°角，并处于凸台47所形的溢流口油位线上。任何继续流入曲轴箱43内的油，都会很快流过溢流口，使曲轴箱油位保持在所示的位置。当压缩机活塞开始工作时，最初几圈会溅油，但是曲轴箱内形成的压力会很快地将积存的油打入油路，通过溢流口进入离合器腔体44。如图3所示，直至活塞再次停止前，曲轴箱内确保不会出现存油过度的问题。

有时需要空压机在安装时，使它的转动轴与动力输入轴13成4°角，略高于曲轴5。当空压机处于这种安装状态时，为了确保油积存在曲轴箱43内不超过限位面，油路46是按处于倾斜4°状态时设定最高油位，因此甚至当压缩机安装是使其旋转轴是水平设置时，曲轴箱内的油位在静止状态时，会自动降低并保持在限定油位内。

可以认为，油道可以作成任意适当的形式，可以如图中那样设在壳体1和延伸部分1A的壳壁内，也可以作成壳体外部的一根或几根油管的形式，当然，离合器也可以采用任何适当的油浸类型，压缩机的部件也可以根据需要加以改变。

图5所画的实施例，大体与图1所示实施例相似，主要的不同之处是离合器部件11和曲轴延长部分9的联接方式。在此实施例中，延长部分9不再是较长的锥形状，而是通过键9A与离合器部件11的环形轮壳10啮合在一起，使得后者与曲轴一起高速旋转。在这一结构中，压缩机活塞产生的轴向推力不再是，由邻近压缩机的轴承6承受，而是作用在支承动力输入轴13的轴承14和17上。

因此轴承14和17都是滚锥轴承，比图1实例中所使用的更适于承受轴向推力。进气口34在使用时连接在与图1所示相似的系统内，空压机的基本运行情况与以前讲述的一样。并且离合器也象前边已讲过的那样封装起来，对圆锥形弹簧垫圈组25像前面那样施加永久性的预负载。

可以认为，本发明的所有实施例，包括图5的实施例在内，当装有润滑离合器时，可以采用图1到图4所描述的曲轴箱的排油系统。

Claims (13)

1、一种空气压缩机其特征是，它包括：至少一个由动力装置驱动的压缩元件迫使空气在某一空间被压缩；当需要压缩空气时，离合器将动力从动力装置传递到压缩元件；使离合器平常处于接合状态的弹簧件；该离合器和弹簧件装在带有压盘的壳体内，压盘定位位置由弹簧预负载大小确定，并固定于该位置，使弹簧件永久性地处于预负载状态。

2、按照权利要求1的空气压缩机，其特征是，其中该离合器是多片式的，有交替设置的主动片和从动片，其主动片可与动力输入轴一起旋转。

3、按照权利要求2的空气压缩机，其特征是，其壳体沿轴向开了许多口形成离合器指，其自由端部分是通过上述压盘被连接在一起。

4、按照权利要求3的空气压缩机，其特征是，其上述从动片是通过其插入该离合器上述指之间的部分卡在壳体上从而旋转的。

5、按照上述任一权利要求的空气压缩机，其特征是，其离合器的脱开是通过对压缩机输出压力敏感的装置操纵的，以便当上述压力达到予定数值时，中断对压缩元件的驱动。

6、按照权利要求5的空气压缩机，其特征是，其上述对压力敏感的装置的配置应该使上述压力所产生的轴向力作用于支承与上述压缩机元件相联的曲轴的轴承上。

7、按照上述任一权利要求的空气压缩机，其特征是，其离合器都是由从与压缩元件相联的曲轴上的孔内流出的压力油润滑的。分别包容了曲轴和离合器的壳体通过油路彼此相联，油路在离合器的一侧的端部高于曲轴箱的予定油位，油路的布置使压缩机在工作时曲轴箱形成的压力将油从曲轴箱的一侧经上述油路打入离合器壳体。

8、根据权利要求7的空气压缩机，其特征是，上述油路是在曲轴箱和离合器壳体各自的壁内形成，上述油路的一部分向上进入离合器壳体，终点是一个溢流口，油经这个溢流口从曲轴箱流入离合器壳体内。

9、对照附图1-4或附图5，如前在实质上叙述的空气压缩机。

10、根据上述任一权利要求的空气压缩机，所采用的一种离合器机构，其特征是，当需要压缩空气时将动力装置的动力传递给压缩机元件，上述离合器机构包括有通常推动该构构元件处于接合状态的一个弹簧装置，包容该离合器零件和弹簧装置的壳体，该壳体包括一个压盘，其按弹簧预负载的要求设置在某一位置，并固定于该位置来保证该弹簧装置永远维持予负载状态。

11、根据权利要求10的离合器机构，其特征是，其上述压盘是通过焊接方式固定在上述位置的。

12、根据权利要求10或11的离合器机构，其特征是，其中该离合器的零件是多片式的，包括主动片和从动片，在使用中，主动片是与动力输入轴一同旋转的，该壳体沿轴向开口形成指，其自由端部分通过上述压盘连接在一起。

13、根据权利要求12的离合器机构，其特征是，其上述从动片可以适宜地通过自己本身插入离合器上述指之间的部分卡在壳体从而与其一起旋转。

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