KR102501618B1

KR102501618B1 - 상용 차량의 공압 시스템용 공기 공급 유닛 및 공기 공급 유닛의 작동 방법

Info

Publication number: KR102501618B1
Application number: KR1020180092522A
Authority: KR
Inventors: 김승욱; 이용우
Original assignee: 바브코 게엠베하
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2023-02-20
Also published as: KR20200017210A

Abstract

본 발명은 상용 차량의 공압 시스템용 공기 공급 유닛(2)에 관한 것으로, 상기 공기 공급 유닛(2)은
- 소비 회로(4) 및 저장소(16)에 출력 압력(p0)을 공급하기 위해 압축 공기(5)를 상기 공기 공급 유닛(2)의 공기 공급 유닛 인입부(2a)로, 그리고 상기 압축 공기(5)의 습기를 제거하기 위해 공기 처리 유닛(8)을 통과하여 상기 공기 공급 유닛 배출부(2b)로 공급하기 위해 제공되는 공급 모드와,
재생 모드로 작동할 수 있다.
상기 공기 처리 유닛(8) 내에서의 유분-물 에멀션의 형성을 피하기 위해, 재생 모드는
- 상기 재생 단계(II)를 개시하고 상기 공기 처리 유닛(8)을 가열하기 위한 제1 퍼지 단계, 및
- 상기 공기 처리 유닛(8)의 습기를 제거하기 위한 제2 퍼지 단계
를 포함한다.
퍼지 단계들은 컴프레서(3)로 언로더 신호(6)를 출력하기 위해 신호 배출부에 제공되는 추가적인 지연 밸브(24)에 의해 구현된다.

Description

상용 차량의 공압 시스템용 공기 공급 유닛 및 공기 공급 유닛의 작동 방법 {AIR SUPPLY FOR A PNEUMATIC SYSTEM OF A COMMERCIAL VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING AN AIR SUPPLY UNIT}

다음의 발명은 상용 차량의 공압 시스템을 위한 공기 공급 유닛 및 공기 공급 유닛의 작동 방법에 전반적으로 관련되어 있다.

상용 차량의 공기 공급 시스템들은 상용 차량에서 특히 공압 브레이크들, 공압 서스펜션 시스템 또는 공압 보조 장치와 같은 공압 시스템들의 공기 공급을 위해 제공된다.

공기 공급 시스템은 일반적으로 차량의 모터에 의해 구동되는 컴프레서, 공기 건조 작용제(건조제)를 구비한 공기 건조기를 포함하는 공기 처리 유닛, 밸브 장치 및 전자 제어 유닛(electronic control unit, ECU)을 포함한다. 이런 공기 공급 시스템은 다양한 작동 모드로 작동될 수 있는데, 이는 밸브 장치의 전자-공압 밸브들로 전자 신호들을 출력하는 전자 제어 유닛에 의해 개시된다. 이들 다양한 작동 모드들은 특히:

공급 모드에서 컴프레서나 외부환경으로부터 공기를 흡입하고 압축 공기를 공기 처리 유닛으로 공급하는데, 여기서 압축 공기가 처리(건조 및 필터링)된다; 처리된 공기는 다음으로 공기 소비 회로 및 처리된 공기의 일부를 저장하기 위한 공기 탱크로 전달되는데, 여기서 공기 탱크는 공기 소비 회로와 별도로 또는 공기 소비 회로의 일부로서 제공될 수 있다.

재생 모드(퍼지 모드[purge mode])에서, 공기 탱크에 저장된 처리된 공기는 공기 처리 유닛 내의 건조 작용제 또는 건조제를 건조(습기를 제거)시키기 위해 공기 처리 유닛을 통과해 피드백되며 공기 처리 유닛의 공기 벤트(air vent)(배출 벤트, discharge vent)에 의해 배출된다. 이 재생 모드에서 컴프레서는 공압 제어 라인을 통해 공기 처리 유닛으로부터 컴프레서의 언로더 포트(unloader port)로 출력된 공압 언로더 (제어) 신호에 의해 스위치 오프된다.

'스위치 오프' 또는 컴프레서의 비활성화는, 예컨대 모터 축 내에 또는 모터 축 상에 제공된 컴프레서 클러치에 의해, 또는 컴프레서를 그 운전 상태로부터 공기 출력이 없거나 무시할 만한 공기 출력을 가지는 유휴 상태로 전환하는 것에 의해 구현될 수 있다.

공급 모드에서 엔진 오일 및 다른 성분들이 컴프레서에 의해 흡입되고 공기 처리 유닛으로 출력될 수 있다. 컴프레서의 오프(off) 상태에서 습기가 공기 배출 라인을 통과하는 동안 공기 제어 라인에서 응축되는 경향이 있다. 공압 제어 라인의 내부에서 응축된 습기 및 특정한 타입의 엔진 오일은 유분-물 혼합물, 즉 에멀션을 지속적으로 형성하며, 연결된 파이프 라인들 및 공기 건조기의 공기 처리 카트리지에 축적되는데, 이는 공기 질의 저하 및 잦은 충전 오류를 유발할 수 있다. 이 에멀션은 점성질의 '마요네즈형' 농도로 되어 있으며 공기 처리 유닛을 사용불가하게 만들 수 있다.

따라서, 최소한의 노력으로 유분-물 에멀션의 생성을 방지하거나 감소시킬 수 있는 공기 공급 유닛 및 공기 공급 유닛을 작동시키기 위한 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 청구항 1에 따른 공기 공급 유닛이 제공된다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 청구항 10에 따른 공기 공급 유닛의 작동 방법이 제공된다.

본 발명은 공급 모드 이후에도 컴프레서를 운전함으로써 공기 처리 유닛의 추가적인 가열을 제공하는 아이디어에 기초를 두고 있다. 따라서, 컴프레서 공급이 정지되며 공기 공급 유닛 배출구로부터 퍼지 밸브 조립체를 통해 공기 처리 유닛을 통과하여 벤트 배출구로의 재생 공기 유동이 개시되는 종래 기술에 따른 전통적인 재생 단계 또는 퍼지 단계가 지연된다. 공급 모드 이후에 제1 퍼지 단계(재생 단계)가 개시되는데, 여기서 컴프레서는 여전히 운전 중이며 압축 공기를 공급하고, 그리고 나서 이 공기는 공기 공급 유닛의 벤트 배출구로 전달되며, 그렇게 함으로써 공기 처리 유닛을 가열하기 위해 상기 공기 처리 유닛을 따라 유동하거나 흐른다. 압축 공기는 일반적으로 상대적으로 뜨거우며, 따라서 상기 공기 처리 유닛으로부터 임의의 유분-물 에멀션을 방지하거나 감소시키기 위해 상기 공기 처리 유닛을 가열하거나 '베이크 아웃(bake out)'하는 데에 이용될 수 있다. 그리고 나서 제1 재생 단계는 제2 퍼지 단계(재생 단계)로 전환되는데, 이는 특히 컴프레서가 정지되고 재생 공기가 상기 퍼지 밸브 조립체, 상기 공기 처리 유닛을 통과하여 공기 공급 유닛의 벤트 배출구로 흐를 수 있는 전통적인 재생 단계와 유사하거나 동일하다.

상기 공급 모드로부터 상기 제1 퍼지 단계로의 전환은 바람직하게는 출력 압력에 의존한다. 즉, 압력-제어된다: 압력 상단이 압력 문턱값에 도달하거나 초과하면, 상기 퍼지 밸브 조립체의 제1 퍼지 밸브(또는 제어 퍼지 밸브)가 전환되며 그렇게 함으로써 스로틀과 직렬로 연결된 퍼지 릴레이 밸브를 전환한다. 컴프레서가 여전히 운전 중이고 압축 공기의 공기 유동을 제공하고 있으므로, 이 제1 퍼지 단계에서 재생 공기 유동은 상대적으로 작은데, 이는 공기 처리 유닛의 인입구에서 보다 높은 압력으로 귀결된다. 그러나 출력 압력은 제1 퍼지 단계에서 이 작은 재생 공기 유동에 의해 낮춰진다.

제2 퍼지 단계의 지연은 신호 밸브 및 공압 언로더 신호를 전달하기 위한 신호 배출부 사이에 제공된 지연 밸브에 의해 구현된다. 지연 밸브는 바람직하게는 몇몇 요인들, 특히 기본 차단 위치를 보장하기 위한 스프링 바이어스(spring bias) 및 2개의 반작용 공압 제어 입력들에 의해 제어된다. 이 요인들 또는 서로에 대해 작용하는 힘들은 제1 퍼지 단계에서 지연 밸브를 그 기본 차단 위치에 유지하며, 상기 제2 퍼지 단계에서 그 활성화 개방 위치로 전환한다. 2개의 반작용 공압 제어 입력들은 바람직하게는 퍼지 릴레이 밸브와 스로틀(throttle) 사이의 특히 재생 밸브 조립체 내의 압력 및 신호 밸브로부터의 출력이다.

따라서 본 발명에 따른 공기 공급 유닛 및 방법은 몇가지 장점들을 제공한다:

공기 처리 유닛의 추가적인 가열이 유분-공기 에멀션의 생성을 방지하기 위해 구현될 수 있다. 열 공급이 컴프레서에 의해 전달된 압축 공기로 구현될 수 있으므로 다른 가열 장치들이 필요하지 않다. 제1 퍼지 단계가 공급 모드에 곧바로 이어지므로, 공급 모드 이후에 컴프레서를 정지시킬 필요도 없다.

공기 소비는 출력 압력에 영향을 주므로, 이 단계들에서 공기 소비를 고려하면서, 단계들 사이의 전환이 압력 제어로 구현될 수 있으며, 이로써 정의된 단계들을 보장한다.

추가적인 하드웨어 장비는 특히 추가적인 지연 밸브만을 가지므로 상대적으로 작은데, 이는 상기 공기 공급 유닛의 하우징에 통합되는 플런져 장치(plunger device)에 의해 구현될 수 있다.

본 발명은 이하에서 첨부의 도면들을 참조로 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 공급 유닛을 포함하는 공압 시스템의 공압 구성도이다.
도 2는 제1 위치에서 지연 밸브의 단면도이다.
도 3은 제2 위치에서 지연 밸브의 단면도이다.
도 4는 스로틀을 포함하는 재생 밸브의 단면도이다.
도 5는 퍼지 밸브 조립체의 부분들을 포함하는 일실시예에 따른 하드웨어 구현의 절단 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 방법의 순서도이다.

도 1은 상용 차량, 예컨대 트럭의 공압 시스템(1)의 공압 구성도를 나타내고 있다. 공압 시스템(1)은 점선으로 도시된 공기 공급 유닛(air supply unit, ASU)(2), 컴프레서(3) 및 소비 회로들(4)를 포함한다. 컴프레서(3)는 특히 모터 엔진에 의해 구동되며 압축 공기(5)를 공기 공급 유닛(2)의 공기 공급 유닛 인입부(2a)로 공급한다. 컴프레서(3)는 그 언로더 포트(공압 제어 입력부)(3a)로 입력되는 공압 언로더 신호(6)에 의해 스위치 오프될 수 있다. 이 '스위치 오프' 상태에서, 컴프레서(3)는 완전히 스위치 오프되거나 압축 공기(5)의 공급이 없는 유휴 상태로 전환된다.

공기 공급 유닛(2)은 필터(9)와 건조제 카트리지(10)를 가진 공기 처리 유닛(air processing unit, APU)(8)을 포함한다. APU 입력부(8a)는 인입 라인(12)에 의해 공기 공급 유닛 인입부(2a)에 연결되어 있다. APU 배출부(8b)는 제1 출력 라인(13)을 통해 역지 밸브(non-return valve)(분리 밸브[separating valve])에 연결되어 있다; 역지 밸브(분리 밸브)(14)는 제2 출력 라인(15)에 의해 공기 공급 유닛(air supply unit) 배출부(ASU 배출부)(2b)에 연결되어 있다. 몇몇 소비 회로들(4), 예컨대 공압 브레이크 시스템, 서스펜션 시스템 및 기타 공압 소비처들이 ASU 배출부(2b)에 연결될 수 있다. 저장소(16)가 ASU 배출부(2b)에 연결되는데, 이 저장소(16)는 소비 회로들(4)의 일부이거나 분리되어 제공될 수 있다. 저장소(16)는 특히 분리된 소비 회로들을 연결하는 '갤러리 라인(gallery line)'의 일부로 구현될 수 있다.

공급 모드 I에서, 컴프레서(3)는 운전 중인 차량 엔진에 의해 구동되며 압축 공기(5)를 ASU 인입부(2a)에 공급하는데, 이 압축 공기(5)는 인입 라인(12)를 통과해 APU 인입부(8a)로 공급되며 APU(8)를 통과하여 제1 출력 라인(13), 분리 밸브(14) 및 제2 출력 라인(15)을 통해 APU 배출부(8b)로부터 ASU 배출부(2b)로 공급된다. 그러면 ASU 배출부(2b)에서 출력 압력(p0)이 저장소(16)에 저장된다; 이 출력 압력(p0)은 전반적으로 컴프레서(3)의 운전 시간 및 소비 회로들(4)에 의한 공기 소비에 종속적이다.

공기 공급 유닛(2)은 APU(8)의 건조제 카트리지(10)의 습기 제거(제습)를 위한 재생 모드 II(퍼지 모드)를 구현하기 위해 제공된 퍼지 밸브 조립체(18)를 더 포함한다. 이 실시예에서, 퍼지 밸브 조립체(18)는 재생 모드 II에서 역지 밸브(분리 밸브)(14)를 바이패스시키기 위한 바이패스 밸브 장치(19), 공압 언로더 신호(6)를 출력하기 위한 벤트 밸브(20), 신호 밸브(22) 및 지연 밸브(24)를 포함한다.

바이패스 밸브 장치(19)는 공압적으로 제어되는 밸브로서 구현된 제1 퍼지 밸브(26)를 포함하는데, 이 퍼지 밸브(26)는 그 기본 위치에서 차단하며, 그 입력부(26a)에서 출력 압력(p0)이 퍼지 압력 문턱값(pt26), 예컨대 12 bar에 도달하거나 초과하면 개방된다. 제1 퍼지 밸브(26)는 스로틀(28)을 가지고 제2 출력 라인(15)을 연결하는 퍼지 릴레이 밸브(27)를 공압적으로 제어하는데, 이 스로틀(28)은 제1 출력 라인(13)에 연결되어 있으며, 이를 통해 APU 배출부(8b)로 연결된다. 또한, 지연 신호 라인(31)이 퍼지 라인(127)으로 연결되는데, 이 퍼지 라인(127)은 퍼지 릴레이 밸브(27)와 스로틀(28) 사이에 연장된다.

지연 밸브(24)는 지연 밸브 입력부(24d), 언로더 출력부(2d)에 연결된 지연 밸브 출력부(24e), 벤트 배출부(24f) 및 특정한 압력 제어를 포함하는 3/2-밸브로서 구성되어 있다: 지연 밸브(24)는 제2 제어 입력부(24b)에 대응해 작용하는 제1 공압 제어 입력부(24a) 및 스프링 바이어스(24c)를 포함한다. 압력 제어가 없으면 스프링 바이어스(24c)가 차단 기본 위치를 보장하는데, 여기서 지연 밸브 입력부(24d)가 차단되며 지연 밸브 출력부(24e)는 벤트 배출부(24f)에 의해 벤트된다; 따라서 어떠한 언로더 신호(6)도 전달되지 않는다.

벤트 밸브(20)는 APU 인입부(8a)와 ASU(2)의 벤트 배출부(2c) 사이에서 전환되는데, 여기서 벤트 밸브(20)는 제1 공압 제어 입력부(20a)와 제2 공압 제어 입력부(20b)를 포함한다. 그 바이어스된 기본 위치에서, 벤트 밸브(20)는 차단되어 있다. 컴프레서(2)가 운전 중이고 제1 공압 제어 입력부(20a) 상에 작용하는 인입 라인(12)을 가압하더라도, 벤트 밸브(20)는 그 차단 기본 위치에 남아 있는다. 벤트 밸브(20)는 추가적인 공압 압력이 제2 공압 제어 입력부(20b)에 작용할 때만 전환될 수 있다.

신호 밸브(22)는 ASU 배출부(2b) 및 언로더 신호 라인(32) 사이에서 전환되는데, 이 언로더 신호 라인(32)은 지연 밸브(24)의 제1 제어 입력부(24a) 및 지연 밸브 입력부(24d)에 연결되어 있다. 신호 밸브(22)는 언로더 신호 라인(32)을 벤트하기 위한 그 차단 기본 위치로 바이어스된 3/2-밸브로서 구현된다. 신호 밸브(22)는 출력 압력(p0)에 의해 공압적으로 제어되며, 출력 압력(p0)이 그 제어 입력부(22a)에서 언로더 압력 문턱값(pt22)에 도달할 때 개방된다. 활성화된 위치에서, 신호 밸브(22)는 개방되어 ASU 배출부(2b)를 언로더 신호 라인(32)와 연결하며, 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 이를 통해 지연 밸브(24)의 제1 제어 입력부(24a) 및 제2 공압 제어 입력부(20b)와 연결한다.

출력 압력(p0)이 예컨대 12 bar의 퍼지 압력 문턱값(pt26)에 도달하면, 제1 퍼지 밸브(26)가 개방되고 따라서 퍼지 릴레이 밸브(27)를 전환시킨다; 그러면 출력 압력(p0)은 퍼지 릴레이 밸브(27) 및 스로틀(28)을 통과하여 APU 배출부(8b)로 유동하고, 이를 통해 분리 밸브(14)를 바이패스한다. 또한, 지연 신호 라인(31)은 출력 압력(p0)에 의해 가압되고 지연 밸브(24)의 제2 제어 입력부(24b) 상에 작용하며, 이를 통해 지연 밸브(24)의 기본 위치를 보장한다. 따라서 컴프레서(3)는 여전히 운전 중이다; 벤트 밸브(20)는 여전히 차단하고 있으며 따라서 압축 공기는 여전히 분리 밸브(14)를 통해 ASU 출력부(2b)로 공급되고, 이를 통해 출력 압력(p0)을 증가시킨다. 이 상황에서, 어떠한 퍼지 공기도 퍼지 밸브 장치(19)를 통해 분리 밸브(14)를 회피할 수 없다.

신호 밸브(22)는 출력 압력(p0)이, 바람직하게는 퍼지 압력 문턱값(pt26)보다 더 높은 언로더 압력 문턱값(pt22)을 초과할 때 개방된다. 신호 밸브(22)가 개방되면, 지연 밸브(24)의 제1 제어 입력부(24a)에 작용하는 언로더 신호 라인(32)을 가압한다. 그러나 제2 제어 입력부(24b)에 작용하는 스프링 바이어스(24c)와 출력 압력(p0)의 합해진 힘이 제1 제어 입력부(24a)에 작용하는 출력 압력(p0)에 의해 가해지는 대응 힘보다 더 높으며, 따라서 지연 밸브(24)는 그 기본 위치에 유지되고 어떠한 언로더 신호(6)도 컴프레서(3)의 언로더 포트(3a)로 출력되지 않는다.

이 상황에서 제1 공압 제어 입력부(20a) 및 제2 공압 제어 입력부(20b) 상에 작용하는 합해진 압력 힘들은 벤트 밸브(20)의 스프링 바이어스를 극복하며 벤트 밸브(20)를 활성화된 개방 위치로 전환시키며, 이를 통해 인입 라인(12)을 벤트 배출부(2c)와 연결한다.

따라서 재생 모드 II의 제1 퍼지 단계 IIa가 구현되는데, 여기서 컴프레서(3)는 여전히 운전 중이며 압축 공기(5)를 입력 라인(12)으로 공급한다. 이 압축 공기(5)는 개방된 벤트 밸브(20) 및 벤트 배출부(2c)를 통해 빠져나갈 수 있다; 따라서 어떠한 연관된 압력도 APU 인입부(8a) 상에 작용하고 있지 않다. 출력 압력(p0)은 개방된 퍼지 릴레이 밸브(27) 및 스로틀(28)을 통과하고, APU(8)의 배출부(8b)로 유동하며, 그리고 나서 APU(8)를 통과하고 APU(8)의 인입부(8a)로, 그리고 또한 개방된 벤트 밸브(20)를 통과하여 벤트 배출부(2c)로 유동하며, 이를 통해 APU(8)를 재생한다. 따라서 출력 압력(p0)은 이 정상류(steady flow)에 의해 낮아지는데, 이는 스로틀(28)에 의해 제한된다.

APU(8)를 따라 흐르는 인입 라인(12)으로부터의 뜨거운 압축 공기(5)는 APU(8)에 열적으로 커플링되며 APU(8)를 가열하는 데에 기여한다. 따라서 제1 퍼지 단계 IIa에서, 2개의 효과가 구현될 수 있다: APU(8)의 건조제 카트리지(10)가 스로틀(28)을 통과하여 흐르는 퍼지 공기에 의해 재생되고, 또한 APU(8)가 운전 중인 컴프레서(3)에 의해 공급되는 뜨거운 압축 공기(5)에 의해 가열(또는 '베이크 아웃')된다.

저장소(16)로부터 ASU 배출부(2b) 및 퍼지 밸브 장치(18)를 통과하여 흐르는 퍼지 공기는 출력 압력(p0)이 지연 압력 문턱값(pt_24)에 도달할 때까지 저장소(16)에 저장된 출력 압력(p0)을 하강시킨다. pt_24가 도달될 때까지 이 시간 차이는 스로틀(28)에 의해 정의된다. 즉, 그것은 압력 차이에 의해 제어된다. 이 상황에서, 스프링 바이어스(24c)의 힘과 합해진 제2 공압 제어 입력부(24b) 상에 작용하는 힘은 지연 밸브(24)의 제1 제어 입력부(24a) 상에 작용하는 압력에 의해 가해지는 힘보다 아래로 떨어지는데, 이는 지연 밸브(24)를 그 개방 위치로 전환시킨다. 따라서 언로더 신호(6)는 컴프레서(3)의 언로더 포트(3a)로 출력되고 컴프레서(3)를 스위치 오프하거나 그 유휴 상태로 전환한다.

이 상황에서 제2 퍼지 단계 IIb가 구현되는데, 여기서 컴프레서(3)는 인입 라인(12)으로 압축 공기(5)를 제공하지 않는다. 재생 공기는 여전히 바이패스 밸브 장치(19)를 통과하여, 즉 밸브들(26, 27) 및 스로틀(28), 그리고 나서 APU 배출부(8b), APU(8) 및 APU 인입부(8a) 를 통과하고, 벤트 밸브(20)를 통과하여 벤트 배출부(2c)로 흐르고 있다. 벤트 밸브(20)의 제2 제어 입력부(20b) 상에 작용하는 출력 압력(p0)은 제1 제어 입력부(20a)에 의한 도움 없이도 벤트 밸브(20)를 그 개방 위치에 유지시키기에 충분하다. 그러므로 이 제2 퍼지 단계 IIb는 컴프레서(3)를 운전시킴이 없이 APU(8)를 재생하기 위한 '클래식한' 퍼지 유동을 가능하게 한다.

하강하는 출력 압력(p0)이 신호 밸브(22)의 더 낮은 압력 문턱값 아래로 떨어지면, 이것은 그 차단 기본 위치로 되돌려 전환시키며, 이를 통해 언로더 신호 라인(32)을 벤트시킨다. 따라서 지연 밸브(24)의 제1 공압 제어 입력부(24a)에서의 압력이 떨어지며, 지연 밸브(24)는 그 차단 기본 위치로 전환되고, 언로더 신호(6)의 전달을 중지한다. 따라서 컴프레서(3)는 압축 공기(5)를 전달하기 시작하는데, 이는 다음 번 공급 모드I의 시작이다.

도 2 내지 도 5는 케이싱(130) 내에서 이 밸브 장치의 하드웨어 구현을 묘사하고 있는데, 여기서 도 2 및 도 3은 지연 밸브(24)의 2가지 위치들을 보여주고 있다. 도 2 및 도 3에 따르면, 지연 밸브(24)는 케이싱(130)의 간격(131)에 삽입된 플런져(124)에 의해 케이싱(130) 내에서 구현된다.

도 2의 기본 위치에서, 지연 밸브 출력부(24e)는 벤트 배출부(24f)에 연결되어 있다; 지연 밸브 입력부(24d)는 플런져(124)의 위치에 의해 차단되어 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 지연 밸브 입력부(24d)로서 기능하는 포트는 플런져(124)의 바닥면(124a) 상에 작용한다; 이를 통해 제1 공압 제어 입력부(24a)가 구현된다. 따라서 도 2 및 도 3의 하드웨어 구현에서, 지연 밸브 입력부(24d) 및 제1 공압 제어 입력부(24a)가 하나의 포트에 의해 구현된다. 따라서, 언로더 신호 라인(32) 내의 압력이 신호 밸브(22)를 전환하는 것에 의해 증가되며, 지연 밸브 입력부(24d) 및 제1 공압 제어 입력부(24a)에서의 압력이 증가한다; 그러나 제2 공압 제어 입력부(24b)에서의 압력이 충분히 높은 한, 플런져(124)의 정상면(124b)에 작용하는 스프링 바이어스(24c)와 제2 공압 제어 입력부(24b)에서의 압력에 의해 가해지는 힘들의 합이 제1 공압 제어 입력부(24a)에서 압력에 의해 가해지는 힘보다 더 크다.

도 3에서, 제2 공압 제어 입력부(24b)에서의 압력이 하강하고, 따라서 제1 압력 제어 입력부(24a)에서 작용하는 압력은 플런져(124a)를 상방으로 도 3의 활성화된 위치로 움직이기에 충분하게 높다. 따라서 지연 밸브(24)는 그 활성화된 위치에 있는데, 여기서 지연 밸브 입력부(24d)는 지연 밸브 출력부(24e)에 연결되어 있고, 벤트 배출부(24f)는 차단되어 있다.

도 4 및 도 5는 하드웨어 구현을 묘사하고 있는데, 여기서 지연 밸브(24)는 물론 스로틀(28)과 언로더 신호 라인(31)은, 케이싱(130) 내에 제공되고 밀봉된 추가적인 연결 요소(132)에 의해 케이싱(130) 내에 구현되어 있다. 스로틀(28)은 연결 요소(132) 내의 작은 단면을 가진 오리피스 또는 보어(bore)에 의해 구현된다. 지연 신호 라인(31)은 연결 요소(132)의 통로(31a) 및 케이싱(130) 내의 보어(31b)에 의해 구현된다.

도 6은

공급 모드I,

제1 퍼지 단계IIa,

제2 퍼지 단계IIb

의 단계들을 묘사하고 있다.

1 공압 시스템
2 공기 공급 유닛(ASU)
2a 공기 공급 유닛 인입부
2b 공기 공급 유닛 배출부
2c 벤트 배출부
2d 신호 배출부
3 컴프레서
3a 언로더 포트, 공압 제어 입력부
4 소비 회로
5 압축 공기
6 공압 언로더 신호
8 공기 처리 유닛
8a APU 인입부
8b APU 배출부
9 필터
10 건조제 카트리지
12 인입 라인
13 제1 출력 라인
14 역지 밸브(체크 밸브, 분리 밸브)
15 제2 출력 라인
16 저장소
18 구성요소들(19, 20, 22, 24)을 포함하는 퍼지 밸브 조립체
19 바이패스 밸브 장치
20 벤트 밸브
20a 제1 공압 제어 입력부
20b 제2 공압 제어 입력부
20c 벤트 밸브 인입부
20d 벤트 밸브 배출부
22 신호 밸브
22a 신호 밸브(22)의 제어 입력부
23 제2 출력 라인(15)과 신호 밸브 사이의 연결 라인
24 지연 밸브
24a 제1 공압 제어 입력부
24b 제2 공압 제어 입력부
24c 스프링 바이어스
24d 지연 밸브 입력부
24e 지연 밸브 출력부
24f 지연 밸브(24)의 벤트 배출부
26 제1 퍼지 밸브
27 퍼지 릴레이 밸브
27a 퍼지 릴레이 밸브 인입부
27b 퍼지 릴레이 밸브 배출부
27c 퍼지 릴레이 밸브 제어부
28 스로틀
31 지연 신호 라인
31a 연결 요소 내의 통로
31b 케이싱(130) 내의 보어
32 언로더 신호 라인
124 플런져
124a 플런져(124)의 바닥면
124b 플런져(124)의 정상면
127 퍼지 라인
130 케이싱
132 케이싱(130) 내의 연결 요소
p0 출력 압력
pt26 퍼지 압력 문턱값
pt22 언로더 압력 문턱값
pt_24 지연 압력 문턱값
I 공급 모드
II 재생 모드
IIa 제1 퍼지 단계
IIb 제2 퍼지 단계

Claims

상용 차량의 공압 시스템(1)용 공기 공급 유닛(2)으로서, 상기 공기 공급 유닛(2)은:
- 압축 공기(5)를 수용하기 위해 컴프레서(3)에 연결되는 공기 공급 유닛 인입부(2a),
- 출력 압력(p0)을 전달하기 위해 적어도 하나의 소비 회로(4)에 연결되는 공기 공급 유닛 배출부(2b),
- 상기 컴프레서(3)를 스위치 오프하기 위해 언로더 신호(6)를 출력하기 위한 신호 배출부(2d),
- 공급 모드(I)에서 상기 압축 공기(5)의 습기를 제거하기 위한 공기 처리 유닛(8),
- 압축 공기가 상기 공기 공급 유닛 배출부(2b)로부터 상기 공기 처리 유닛(8)을 통과하여 상기 공기 공급 유닛(2)의 벤트 배출부(2c)로 지나가는 재생 모드(II)를 구현하기 위한 퍼지 밸브 조립체(18),
를 포함하고,
상기 퍼지 밸브 조립체(18)는 상기 출력 압력(p0)에 의해 공압적으로 제어되는 신호 밸브(22)를 포함하되,
상기 재생 모드(II)는 상기 언로더 신호(6)의 전달이 없는 제1 퍼지 단계(IIa)와, 상기 언로더 신호(6)의 전달이 있는 제2 퍼지 단계(IIb)를 포함하고,
상기 제1 퍼지 단계(IIa)에서 상기 언로더 신호(6)의 전달을 차단하거나 지연시키기 위해 지연 밸브(24)가 상기 신호 밸브(22)와 상기 신호 배출부(2d) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 공기 공급 유닛(2).
제1항에 있어서, 상기 지연 밸브(24)는
- 상기 신호 밸브(22)에 연결된 지연 밸브 입력부(24d),
- 상기 신호 배출부(2d)에 연결된 지연 밸브 출력부(24a) 및 제1 공압 제어 입력부(24d),
- 상기 지연 밸브(24)를, 상기 신호 배출부(2d)가 벤트되고 어떠한 언로더 신호(6)도 전달되지 않는 그 기본 위치로 바이어싱하기 위한 스프링 바이어스(24c), 및
- 상기 퍼지 밸브 조립체(18)의 지연 신호 라인(31)에 연결된 제2 공압 제어 입력부(24b)
를 포함하고,
상기 제2 공압 제어 입력부(24b)는 상기 지연 밸브(24)의 상기 기본 위치를 보장하기 위해 작용하고, 상기 제1 공압 제어 입력부(24a)는 상기 지연 밸브(24)를 그 활성화된 개방 위치로 전환하기 위해 작용하는 공기 공급 유닛(2).
제2항에 있어서, 상기 퍼지 밸브 조립체(18)는:
- 상기 공기 공급 유닛 출력부(2b)에 연결되고 상기 공기 공급 유닛 출력부(2b)의 출력 압력(p0)에 의해 제어되는 제1 퍼지 밸브(26),
- 상기 제1 퍼지 밸브(26)에 의해 제어되고 상기 공기 공급 유닛 출력부(2b)에 연결된 퍼지 릴레이 밸브(27),
- 공기 유동을 낮추기 위한 스로틀(28)
을 포함하고,
상기 스로틀(28) 및 상기 퍼지 릴레이 밸브(27)는 퍼지 라인(127)에 의해 연결되고, 역지 밸브(14)를 바이패스하기 위해 상기 공기 공급 유닛 출력부(2b)와 공기 처리 유닛 배출부(8b) 사이에서 직렬로 전환되며,
상기 지연 밸브(24)의 상기 제2 공압 제어 입력부(24b)는 상기 퍼지 라인(127)으로 연결되고 상기 퍼지 라인(127)에 의해 제어되는 공기 공급 유닛(2).
제3항에 있어서, 상기 퍼지 밸브 조립체(18)는, 상기 스로틀(28)을 구현하기 위한 오리피스를 포함하는 연결 요소(132)를 포함하고,
상기 연결 요소(132) 및 상기 지연 밸브(24)는 공통된 케이싱(130) 내에 구현되고, 상기 지연 신호 라인(31)을 구현하기 위한 보어(31b)를 통해 연결된 공기 공급 유닛(2).
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연 밸브(24)는 변위 가능하게 제공되고, 상기 스프링 바이어스(24c)에 의해 기본 위치로 바이어스되는 플런져(124)를 포함하되,
상기 제1 공압 입력부(24a) 및 상기 지연 밸브 입력부(24d)는 상기 스프링 바이어스(24c)에 대해 상기 플런져(124)의 제1 면(124a) 상에 작용하는 공통된 간격에 의해 구현되고,
상기 제2 공압 제어 입력부(24b)는 상기 제1 면(124a)와 마주보는 상기 플런져(124)의 제2 면(124b) 상에 작용하는 공기 공급 유닛(2).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지연 밸브(24)는 3/2-밸브로서 구현되는 공기 공급 유닛(2).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퍼지 밸브 조립체(18)는 벤트 밸브(20)를 더 포함하고,
상기 벤트 밸브(20)는 상기 공기 공급 유닛 인입부(2a)와 상기 공기 처리 유닛(8) 사이에 연장된 인입 라인(12)과 상기 벤트 배출부(2c) 사이에서 전환되며,
상기 벤트 밸브(20)는 차단 기본 위치로 바이어스되고, 상기 인입 라인(12)에 연결된 제1 공압 제어 입력부(20a) 및 상기 신호 밸브(22)에 연결된 제2 공압 제어 입력부(20b)에 의해 제어되며,
상기 벤트 밸브(20)는, 상기 벤트 밸브(20)의 공압 제어 입력부들(20a, 20b) 모두가 가압되는 경우 상기 인입 라인(12)을 벤트하기 위해 그 활성화된 개방 위치로 전환되고,
상기 벤트 밸브(20)는, 그 제1 제어 입력부(20a)만이 가압되는 경우 그 개방 위치로 전환되지 않는 공기 공급 유닛(2).
제7항에 있어서, 상기 벤트 밸브(20)의 상기 제2 공압 제어 입력부(20b)와 상기 지연 밸브(24)의 지연 밸브 입력부(24d)는 상기 신호 밸브(22)로부터 연장된 공통된 언로더 신호 라인(32)에 연결되어 있는 공기 공급 유닛(2).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 모드(I) 및 상기 퍼지 단계들(IIa, IIb)은:
- 상기 공급 모드(I)가 소비 회로들(4) 및 저장소(16)에 상기 출력 압력(p0)을 공급하기 위해 압축 공기(5)를 상기 공기 공급 유닛 인입부(2a)로, 그리고 상기 공기 처리 유닛(8)을 통과하여 상기 공기 공급 유닛 배출부(2b)로 공급하기 위해 제공되고,
- 상기 제2 퍼지 단계(IIa)가 상기 재생 모드(II)를 개시하고 상기 공기 처리 유닛(8)을 가열하기 위해 제공되며,
- 상기 제2 퍼지 단계(IIb)가 상기 공기 처리 유닛(8)의 습기를 제거하기 위해 제공되는
순서로 구현되는 공기 공급 유닛(2).
공기 공급 유닛(2)의 작동 방법으로서:
컴프레서(3)가 공기 공급 유닛 인입부(2a)를 통해 압축 공기(5)의 습기를 제거하기 위해 공기 처리 유닛(8)을 통과하여 공기 공급 유닛 배출부(2b)로 압축 공기(5)를 공급하며, 이를 통해 출력 압력(p0)을 연결된 소비 회로들(4) 및 상기 출력 압력(p0)을 저장하기 위한 저장소(16)로 전달하는 공급 모드(I),
상기 공급 모드(I)에 이어서, 제1 퍼지 단계(IIa)에서 상기 컴프레서(3)가 여전히 운전 중이며 압축 공기(5)를 상기 공기 공급 유닛 인입부(2a)로 공급 중이되, 상기 제1 퍼지 단계(IIa)에서 벤트 밸브(20)가 인입 라인(12)을 상기 공기 공급 유닛(2)의 벤트 배출부(2c)로 벤트하기 위해 그 개방 위치로 전환되며, 상기 컴프레서(3)에 의해 공급되는 상기 압축 공기(5)가 상기 개방된 벤트 밸브(20)를 통해 상기 벤트 배출부(2c)로 전달되고, 이를 통해 상기 공기 공급 유닛(8)을 따라 흐르는 상기 압축 공기(5)에 의해 상기 공기 처리 유닛(8)을 가열하는 제1 퍼지 단계(IIa),
상기 제1 퍼지 단계(IIa)에 이어서, 제2 퍼지 단계(IIb)에서 상기 컴프레서(3)가 상기 공기 공급 유닛(2)에 의해 전달된 공압 언로더 신호(6)에 의해 스위치 오프되되, 상기 벤트 밸브(20)는 여전히 개방되어 있고, 상기 공기 공급 유닛 배출부(2b)로부터 퍼지 밸브 조립체(18), 상기 공기 처리 유닛(8) 및 상기 벤트 밸브(20)를 통과하여 상기 벤트 배출부(2c)로의 재생 공기 흐름이 상기 공기 처리 유닛(8)의 습기를 제거하기 위해 구현되는 제2 퍼지 단계(IIb)
를 포함하는 공기 공급 유닛(2) 작동 방법.
제10항에 있어서, 상기 공급 모드(I)로부터 상기 제1 퍼지 단계(IIa)로의 전환은 상기 퍼지 밸브 조립체(18)의 제1 퍼지 밸브(26)에 의해 제어되는데, 이 제1 퍼지 밸브(26)는 상기 출력 압력(p0)이 퍼지 압력 문턱값(pt26) 아래로 떨어질 때 개방되며, 이를 통해 퍼지 릴레이 밸브(27)를 그 개방 위치로 전환하고, 이를 통해 상기 공기 공급 유닛 배출부(2b)로부터 상기 퍼지 릴레이 밸브(27) 및 스로틀(28)을 통과하여 상기 공기 처리 유닛(8)으로의 재생 공기 흐름을 개시하는 공기 공급 유닛(2)의 작동 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 퍼지 단계(IIa)로부터 상기 제2 퍼지 단계(IIb)로의 전환은 상기 출력 압력(p0)에 따라 압력 제어에 의해 구현되는 공기 공급 유닛(2)의 작동 방법.
제12항에 있어서, 상기 출력 압력(p0)은 지연 밸브(24)를 제어하고 상기 지연 밸브(24)를 그 차단 기본 위치로 유지하며,
상기 제1 퍼지 단계(IIa)로부터 상기 제2 퍼지 단계(IIb)로의 전환은, 상기 출력 압력(p0)이 지연 압력 문턱값(pt_24) 아래로 떨어지고, 이를 통해 압축 공기(5)의 공급을 중지하기 위해 상기 공압 언로더 신호(6)를 상기 컴프레서(3)의 언로더 포트(3a)로 전달하기 위한 상기 지연 밸브(24)의 그 개방 위치로의 전환을 가능하게 할 때 구현되는 공기 공급 유닛(2)의 작동 방법.