KR20130131396A - 차량의 압축기를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 밸브 장치, 압축기 시스템 및 압축기 시스템을 제어하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량(10)의 압축기(24)를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 밸브 장치(40)에 관한 것으로, 상기 밸브 장치(40)는 밸브 하우징(100)을 포함하고, 상기 밸브 하우징은 주변 공기 공급부(32)에 대한 접속을 위한 제 1 압축 공기 유입구(102), 예비 압축된 공기를 공급할 수 있는 과급 공기 공급부(34)에 대한 접속을 위한 제 2 압축 공기 유입구(104) 및, 압축기(24)에 대한 접속을 위한 압축 공기 배출구(106)를 포함한다. 밸브 장치(40)는 압축 공기 배출구(106)가 유체 전달 방식으로 제 2 압축 공기 유입구(102)에 연결되는 제 1 스위치 상태 및 압축 공기 배출구(106)가 유체 전달 방식으로 제 2 압축 공기 유입구(104)에 연결되는 제 2 스위치 상태를 포함한다. 또한, 밸브 장치(40)는 스위칭 수단을 포함하고, 상기 스위칭 수단은 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태 사이에서 밸브 장치(40)를 전환시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 이러한 밸브 장치를 포함하는 압축기 시스템 및 압축기 시스템을 위한 공기 공급을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 차량의 압축기를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 밸브 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 밸브 장치를 포함하는 압축기 시스템 및 차량의 압축기 시스템의 압축기를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
최신 차량, 특히 상용차에서 대개 압축 공기로 작동되는 시스템이 사용된다. 이러한 시스템은 예를 들어 브레이크 시스템 및 서스펜션 시스템이다. 압축 공기의 발생과 처리를 위해 압축 공기 처리 시스템이 사용되고, 상기 시스템은 예를 들어 압축 공기를 발생시키고, 필터링하고, 저장하고, 적절한 시스템에 제공한다. 이러한 압축 공기 시스템은 예를 들어 화물 자동차, 철도 차량 및 트랙터에서 사용되고, 공기를 압축하기 위해 압축기와 압축기 시스템의 관련 부품들을 포함한다. 예컨대 엔진과 같은 중앙 구동 장치로부터 에너지를 효율적으로 이용하기 위해, 이러한 차량들의 경우에 대개 터보 과급기가 사용된다. 터보 과급기를 통해 에너지가 예컨대 배기가스 유동으로부터 추출될 수 있다. 시간당 압축기로부터 유동하는 공기량을 증가시키기 위해, 공기가 압축 공기 처리 시스템의 압축기 또는 압축기 시스템에 공급되기 전에 공기를 예비 압축하는 터보 과급기를 이용하는 것이 공지되어 있다. WO 2009/146866 A1호에는 이와 관련하여 터보 과급기에 의해 예비 압축된 공기 또는 터보 과급기를 우회하여 압축기에 공급되는 주변 공기를 압축기에 제공하는 것이 공지되어 있다.
본 발명의 과제는 차량의 압축기에 선택적으로 주변 공기 또는 예비 압축된 공기를 공급하는 가능한 신뢰성 있고 간단하며 저렴한 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항의 특징들에 의해 해결된다.
다른 바람직한 실시예 및 계선예들은 종속 청구항에 제시된다.
본 발명에 따라, 차량의 압축기를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 밸브 장치가 제공되고, 이 경우 밸브 장치는 밸브 하우징을 포함하고, 상기 밸브 하우징은 주변 공기 공급부에 대한 접속을 위한 제 1 압축 공기 유입구, 예비 압축된 공기를 공급할 수 있는 과급 공기 공급부에 대한 접속을 위한 제 2 압축 공기 유입구, 및 압축기에 대한 접속을 위한 압축 공기 배출구를 포함한다. 밸브 장치는 압축 공기 배출구가 유체 전달 방식으로 제 1 압축 공기 유입구에 연결되는 제 1 스위치 상태와 압축 공기 배출구가 유체 전달 방식으로 제 2 압축 공기 유입구에 연결되는 제 2 스위치 상태를 포함한다. 또한, 밸브 장치는 스위칭 수단을 포함하고, 상기 스위칭 수단은 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태 사이에서 밸브 장치를 전환시킬 수 있다. 이로써 간단하게 압축기에 대한 주변 공기 공급과 과급 공기 공급 사이의 전환이 이루어질 수 있다. 밸브 장치는 특히 차량의 압축기 시스템에서 사용하기 위해 제공될 수 있다. 밸브 장치는 2개의 압축 공기 유입구 외에 특히 압축기에 대한 접속을 위한 하나의 배출구만을 포함할 수 있다. 스위칭 수단 또는 밸브 장치는 스위치 상태들 사이에서의 전환을 위해 전기식으로 또는 공압식으로 제어될 수 있다. 압축 공기 배출구의 영역에, 압축 공기 배출구에 또는 압축 공기 배출구의 하류에 센서 장치가 접속될 수 있거나 또는 접속되는 것이 고려될 수 있다. 센서 장치는 특히 압력 센서 및/또는 유량 센서를 포함할 수 있다. 센서 장치 또는 그것의 센서들이 전자 제어장치에 접속되는 경우에 바람직하다. 센서 장치는 밸브 장치의 부분으로서 및/또는 압축기 시스템의 부분으로서 형성될 수 있거나 또는 간주되는 것이 고려될 수 있다. 또한, 센서 장치는 밸브 장치의 스위치 상태를 결정하도록 및/또는 스위치 상태의 검출 및/또는 제어를 위한 데이터를 검출하여 전달하도록 형성되거나 또는 접속될 수 있다. 밸브 장치는 전자 제어 장치를 포함할 수 있고 및/또는 전자 제어 장치에 접속되거나 또는 접속될 수 있다. 이러한 제어 장치는 다양한 스위치 상태들 사이에서 특히 밸브 장치 또는 스위칭 수단을 제어 및/또는 스위칭하기 위해 형성될 수 있다. 밸브 장치의 전자 제어장치는 차량의 적어도 하나의 다른, 상위의 제어장치에 접속되거나 또는 접속될 수 있다. 특히 상기 스위칭 수단은 제어장치에 의해 제어되도록 형성될 수 있다. 센서 장치가 신호 전송을 위해 해당 제어장치에 접속되는 경우에 바람직하다. 밸브 장치는, 각각의 스위치 상태에서 압축 공기 유입구들 중 적어도 하나의 유입구와 상기 장치의 하나의 배출구 즉, 압축 공기 배출구의 유체 전달 방식의 결합이 제공되도록 형성될 수 있다. 특히 밸브 장치의 어떠한 스위치 상태에서도 제 1 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 라인과 제 2 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 라인이 동시에 차단되지 않는 것이 제공될 수 있다.
제 1 스위치 상태에서 스위칭 수단에 의해 제 2 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 라인이 차단되고 및/또는 제 2 스위치 상태에서 제 1 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 라인이 차단되는 것이 제공될 수 있다. 이로써 제 1 스위치 상태에서 압축 공기만이 제 1 압축 공기 유입구를 통해서 압축 공기 배출구에 그리고 최종적으로 압축기에 전달되는 한편, 제 2 압축 공기 유입구를 통한 압축 공기 공급은 저지된다. 반대로 제 2 스위치 상태에서는 제 2 압축 공기 유입구에 의한 압축 공기 공급만이 가능하다.
밸브 장치는 적어도 하나의 제 3 스위치 상태를 포함할 수 있고, 상기 스위치 상태에서 제 1 압축 공기 유입구와 제 2 압축 공기 유입구는 유체 전달 방식으로 압축 공기 배출구에 연결된다. 이로써 공급되는 공기의 혼합이 이루어질 수 있다. 이로 인해 예컨대 과급 공기 공급부를 통해 압축기에 대한 임계 압력을 갖는 압축 공기가 공급되는 경우에, 주변 공기의 공급에 의해 또는 제 1 압축 공기 유입구를 통한 예비 압축된 공기의 배출에 의해 압력 감소가 달성된다. 이로 인해 한편으로는 압축기가 보호된다. 다른 한편으로는, 과급 공기를 감소시키기 위해, 터보 과급기 시스템에 개입할 필요가 없고, 이는 차량의 회로 복잡성을 감소시킨다. 특히 밸브 장치는 일련의 상이한 스위치 상태들을 포함하도록 마련될 수 있고, 상기 스위치 상태에서 제 1 압축 공기 유입구와 제 2 압축 공기 유입구는 유체 전달 방식으로 압축 공기 배출구에 연결된다. 스위치 상태들은 밸브 장치에서 제 1 압축 공기 유입구와 제 2 압축 공기 유입구의 개방 횡단면과 관련해서 및/또는 개방된 횡단면의 비율과 관련해서 구분될 수 있다. 이로 인해 다양한 혼합비가 설정될 수 있다. 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태 사이에서 밸브 장치의 스위치 상태는 실질적으로 계속해서 조절될 수 있는 경우에 바람직할 수 있다. 따라서 밸브 장치는 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태 사이의 다른 중간 스위치 상태를 포함할 수 있다. 주변 공기 공급부 및/또는 과급 공기 공급부에 공급되는 공기의 압력 레벨을 검출하기 위한 센서가 배치되는 경우에 바람직할 수 있다. 센서들은 직접 또는 다른 전자 부품들을 통해 간접적으로 스위칭 수단 또는 밸브 장치의 전자 제어부에 연결될 수 있다. 전자 제어부는, 압축 공기 배출구를 통해 압축기에 공급되는 공기가 사전 설정된 압력 임계값을 초과하지 않는 밸브 장치의 스위치 상태를 설정하도록 형성될 수 있다. 이러한 제어는 예컨대 센서 신호들에 기초하여 이루어질 수 있고, 스위치 상태들 사이의 전환에 의해 달성될 수 있다.
밸브 장치의 스위칭 수단은 피스톤을 포함할 수 있고, 상기 피스톤은 제 1 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스하는 제 1 스위치 상태에 해당하는 제 1 위치와 제 2 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스하는 제 2 스위치 상태에 해당하는 제 2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 피스톤은 밸브 하우징 내에, 특히 피스톤 안내를 위한 채널 내에 배치될 수 있다. 피스톤이 밀봉부를 포함하고, 상기 밀봉부는 예를 들어 피스톤과 피스톤이 이동되는 밸브 하우징 또는 밸브 장치의 부재들, 예컨대 채널 사이의 밀봉을 제공하는 것이 고려될 수 있다. 이로써 간단하게 특히 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태 사이의 전환이 달성될 수 있다.
밸브 하우징은 제 1 압축 공기 유입구에 할당된 제 1 밸브 시트와 제 2 압축 공기 유입구에 할당된 제 2 밸브 시트를 포함할 수 있다. 스위칭 수단의 피스톤은, 제어 가능하게 제 1 밸브 시트와 접촉할 수 있도록, 그리고 제어 가능하게 제 2 밸브 시트와 접촉할 수 있도록 제공될 수 있다. 제 1 스위치 상태에서 피스톤은 제 2 밸브 시트와 접촉하고, 제 2 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 라인을 차단한다. 제 2 스위치 상태에서 피스톤은 제 1 밸브 시트와 접촉하고, 제 1 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 라인을 차단한다. 이러한 구조는 피스톤을 위한 정확히 규정된 이동 공간을 제공한다. 적어도 하나의 밸브 시트 영역에 예를 들어 피스톤의 위치 결정을 위한 센서, 예컨대 접촉 센서가 제공될 수 있다. 상기 센서는 제어 장치에 연결될 수 있다. 밸브 시트는 예를 들어 그에 따른 압축 공기 유입구에 포함되는 개구 또는 라인 섹션 내의 협착부로서 형성될 수 있다. 특히 피스톤은 제 1 밸브 시트와 접촉하는 위치와 제 2 밸브 시트와 접촉하는 위치 사이에서 왕복 운동할 수 있다. 중간 스위치 상태들이 설정되는 것이 고려될 수 있다.
스위칭 수단은 스위칭 디스크를 포함할 수 있고, 상기 디스크는 제 1 스위치 상태에 해당하는 제 1 위치와 제 2 스위치 상태에 해당하는 제 2 위치 사이에서 회전될 수 있고, 상기 제 1 위치에서 상기 디스크는 제 2 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스하고, 상기 제 2 위치에서 상기 디스크는 상기 제 2 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스한다. 이는 간단하게 전환되는 신뢰성 있는 스위칭 수단을 제공하는 다른 방법이다.
개선예에서 또한 스위칭 수단은 압축 공기 배출구에 대한 스위칭 디스크의 유체 전달 방식의 연결을 형성할 수 있거나 또는 형성하는, 배출구를 가진 배출 디스크, 그리고 스위칭 디스크에 대한 제 1 압축 공기 유입구의 유체 전달 방식의 연결을 형성할 수 있거나 또는 형성하는 제 1 유입구와 스위칭 디스크에 대한 제 2 압축 공기 유입구의 유체 전달 방식의 연결을 형성할 수 있거나 또는 형성하는 제 2 유입구를 가진 유입 디스크를 포함한다. 스위칭 디스크는 배출 디스크와 유입 디스크 사이에 회전 가능하게 배치되고, 스위칭 개구를 포함한다. 또한, 스위칭 디스크는 스위칭 디스크의 스위칭 개구를 통해 배출구와 제 1 유입구 사이의 유체 전달 방식의 연결이 이루어지는 제 1 위치와 스위칭 개구를 통해 배출구와 제 2 유입구 사이의 유체 전달 방식의 연결이 이루어지는 제 2 위치 사이에서 회전될 수 있다. 이로써 스위칭 디스크의 회전 시 압축 공기 유입구들 중 하나의 압축 공기에 의해 부하를 거의 받지 않는 간단한 스위칭 수단이 형성될 수 있는데, 그 이유는 스위칭 디스크는 공기 유동에 대해 수직으로 회전될 수 있기 때문이다. 제 1 위치는 제 1 스위치 위치에 해당하고, 제 2 위치는 제 2 스위치 위치에 해당한다. 스위칭 디스크는, 유체 라인이 해당 개구를 통해 차단되게 하기 위해 제 1 위치에서 제 2 유입구를 커버하고 제 2 위치에서는 제 1 유입구를 커버하도록 마련될 수 있다. 이러한 변형예에서도 물론, 중간 스위치 상태들이 가능하고, 상기 중간 스위치 상태에서 전술한 바와 같이 2개의 압축 공기 유입구들로부터 공급된 압축 공기의 규정된 혼합이 가능하다. 배출 디스크 및/또는 유입 디스크는 밸브 하우징 내에 고정될 수 있으므로, 상기 디스크들은 하우징에 대해 이동 불가능하다.
스위칭 수단이 스위치 상태들 사이의 전환을 위한 작동 장치로서 전기 모터를 포함하는 것이 제안될 수 있다. 스위칭 수단은 상기 모터와 같은 별도의 작동 장치에 연결될 수도 있다. 작동 장치로서 전자석 및/또는 스프링 장치가 사용될 수 있다. 작동 장치는 전술한 제어장치에 의해 제어될 수 있다.
밸브 장치는 특히 3/2-분배 밸브로서 형성될 수 있다. 이로써 불필요한 유입구 및 배출구들이 제공되지 않고, 이는 구성과 제어를 간단하게 한다.
또한, 본 발명은 전술한 압축기를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 밸브 장치를 포함하는 압축기 시스템에 관한 것이다. 압축기 시스템을 위해 밸브 장치의 구성에 따라 전술한 바와 실질적으로 동일한 장점들이 제공된다. 압축기 시스템은 주변 공기 공급부와 과급 공기 공급부를 포함할 수 있다.
압축 공기 시스템은 차단 밸브를 포함하는 것이 제공될 수 있고, 상기 차단 밸브는 밸브 장치의 압축 공기 배출구와 압축기 사이에서 전환되고, 밸브 장치로부터 압축기에 대한 압축 공기 공급을 차단 또는 릴리스할 수 있다. 특히, 차단 밸브는 차단 위치에서 압축 공기 배출구와 압축기 사이의 압축 공기 공급을 차단할 수 있고, 허용 위치에서 압축 공기 배출구와 압축기 사이의 압축 공기 공급을 가능하게 할 수 있다. 이로써, 압축기가 공회전 단계에서 작동되는 경우에, 간단하게 압축기에 대한 바람직하지 않은 압축 공기 공급이 저지될 수 있다. 압축기는 대안으로서 또는 추가로 압축기 클러치에 결합되고, 상기 클러치에 의해 상기 압축기는 드라이브와 분리될 수 있다.
바람직하게 압축기 시스템은 전자 제어장치를 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 밸브 장치를 제어하는 데 적합하다. 제어장치는 직접 밸브 장치 또는 스위칭 수단에 연결될 수 있다. 압축기 시스템의 제어장치가 밸브 장치의 제어장치에 접속되는 것이 고려될 수 있다. 압축기 시스템은 밸브 장치의 압축 공기 배출구와 압축기에 접속된 센서 장치를 포함할 수 있다. 센서 장치는 특히 압력 센서 및/또는 유량 센서를 포함할 수 있다. 센서 장치 또는 센서 장치의 센서들은 전자 제어장치에 접속될 수 있다. 센서 장치는 밸브 장치의 스위치 상태를 결정하고 및/또는 스위치 상태의 검출 및/또는 제어를 위한 데이터를 검출하여 압축기 시스템의 제어장치 및/또는 온보드 전자장치의 부분일 수 있는 제어장치에 전달하도록 형성되고 또는 접속되는 것이 고려될 수 있다. 이러한 제어장치는 특히 다양한 스위치 상태 사이에서 밸브 장치 또는 스위칭 수단의 제어 및/또는 스위칭을 위해 형성될 수 있다. 센서 장치가 신호 전송을 위해 해당 제어장치에 접속되는 경우에 바람직하다. 제어장치는 차량의 CAN-버스에 접속될 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 압축기 시스템의 압축기를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 방법에 관한 것으로, 밸브 장치가 2개의 스위치 상태들 사이에서 전환되도록 밸브 장치를 제어하는 단계를 포함하고, 이 경우 압축기는 공기 공급을 위해 밸브 장치의 압축 공기 배출구에 접속된다. 제어는 전술한 센서 장치 또는 센서의 센서 신호에 기초하여 이루어질 수 있다. 제어 시 차량 속도와 같은 차량 파라미터, 엔진 회전 속도와 같은 엔진 파라미터 및/또는 압축기 회전 속도와 같은 압축기 파라미터가 고려될 수 있다.
개선예에서, 밸브 장치는 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태 사이에서 전환하도록 제어된다.
밸브 장치는, 제 1 압축 공기 유입구와 제 2 압축 공기 유입구가 유체 전달 방식으로 압축 공기 배출구에 연결되는 제 3 스위치 상태로 또는 제 3 스위치 상태로부터 전환되도록 제어되는 것이 제안될 수 있다.
상세한 설명에서 차량은 모든 종류의 자동차일 수 있다. 특히 차량은 상용차, 이동 건설 기계, 레일 차량, 트랙터 또는 화물차일 수 있다. 압축기 시스템은 압축기를 포함할 수 있다. 압축기 또는 압축기 시스템은 압축기 클러치를 포함할 수 있다. 압축기 시스템은 압축 공기 공급을 위한 부품들, 라인, 밸브, 압축 공기 접속부 및/또는 유사한 부품들을 포함하는 것이 제공될 수 있다. 압축 공기 유동의 제어, 압축기 또는 압축기 또는 압축기 클러치의 제어를 위한 부품들도 압축기 시스템의 부분들로서 간주될 수 있다. 공기 건조기, 다회로 보호 밸브 및 다른 부품들을 포함하는 압축 공기 처리 시스템은 압축기 시스템으로서 파악될 수 있거나 또는 압축기 시스템을 포함할 수 있다. 제어는 전자식으로, 전기식으로 또는 공압식으로 이루어질 수 있다. 전자식 제어 및 공압식 제어의 조합이 제공될 수도 있다. 압축기 시스템은 특히 하나 이상의 전자 제어장치를 포함할 수 있다. 전자 제어장치는 예를 들어 압축기 및/또는 압축기 클러치 및/또는 밸브 장치의 제어를 위해, 특히 전술한 밸브 장치들 중 하나를 제어하기 위해 제공될 수 있고 및/또는 적절하게 접속될 수 있다. 제어장치는 하나 이상의 압력 센서들의 신호에 기초하여 제어가 실시되도록 제공될 수 있다. 제어는 밸브 장치의 하류에 배치된 센서 장치에 의해 전송된 신호에 기초하여 실시되고 및/또는 과급 공기 공급부 및/또는 주변 공기 공급부의 신호에 기초하는 경우에 특히 바람직하다. 제어는 차량 속도와 같은 차량 파라미터, 엔진 회전 속도와 같은 엔진 파라미터 및/또는 압축기 회전 속도와 같은 압축기 파라미터를 고려하여 이루어질 수 있다. 해당 파라미터를 온보드 전자장치, 예컨대 CAN-버스를 통해 제어를 실시하는 제어장치에 전송하는 것이 바람직할 수 있다. 과급 공기 공급부는 압축기를 위한 예비 압축된 공기의 공급에 이용된다. 공기의 예비 압축은 터보 과급기에 의해 또는 다른 적절한 장치에 의해 이루어질 수 있다. 주변 공기 공급부는 예비 압축되지 않은 주변 공기의 공급에 이용된다. 이로써 주변 공기는 대기압을 가질 수 있다. 유체 라인의 차단은 직접적인 또는 간접적인 유체 전달 방식의 모든 연결을 차단하는 것으로서 파악될 수 있다. 바람직하게, 2개의 부품들 사이에서 유체 라인이 차단되는 것인 2개의 부품들은 어떠한 유체도 교환할 수 없고, 특히 압축 공기를 교환할 수 없다. 유체 전달 방식으로 연결된 수단들, 예컨대 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이에서 유체, 특히 공기 또는 압축 공기가 유동할 수 있다. 밸브 하우징의 압축 공기 유입구 또는 압축 공기 배출구에 하나 이상의 개구 및/또는 라인 섹션 및/또는 압력 챔버들이 할당될 수 있다. 따라서, 압축 공기가 실질적으로 개방 위치 영역에서 유입만 되고, 개방 위치의 영역에서 다시 배출만 되는 경우에, 유입구 또는 배출구는 유입 영역 또는 배출 영역이라고 한다.
본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 전술한 실시예들을 참고로 예시적으로 설명된다.
본 발명에 따르면, 차량의 압축기에 선택적으로 주변 공기 또는 예비 압축된 공기를 공급하는 가능한 신뢰성 있고 간단하며 저렴한 방법을 얻을 수 있다.
도 1은 압축기 시스템을 포함하는 차량의 개략도.
도 2는 밸브 장치의 변형예의 개략도.
도 3은 밸브 장치의 다른 변형예의 개략도.
도 4a 및 도 4b는 밸브 장치의 또 다른 변형예의 다양한 개략도.
도 5의 (a) 내지 (d)는 밸브 장치의 또 다른 변형예의 다양한 개략도.
도 6은 다른 부품들을 포함하는 밸브 장치의 개략도.
도 2는 밸브 장치의 변형예의 개략도.
도 3은 밸브 장치의 다른 변형예의 개략도.
도 4a 및 도 4b는 밸브 장치의 또 다른 변형예의 다양한 개략도.
도 5의 (a) 내지 (d)는 밸브 장치의 또 다른 변형예의 다양한 개략도.
도 6은 다른 부품들을 포함하는 밸브 장치의 개략도.
도면에 대한 이하의 설명에서 동일한 또는 기능이 유사한 부품들은 동일한 도면부호를 갖는다. 도 1에서 공압 라인은 실선으로 도시되는 한편, 전기 라인과 접속부는 점선으로 도시된다.
도 1은 상용차(10)를 개략적으로 도시한다. 도시된 상용차(10)는 구동 엔진(14) 및 압축기 시스템(12) 외에 컨슈머(16)를 가진 압축 공기 처리 시스템, 공기 필터(18), 과급 공기 냉각기(20) 및 터보 과급기(22)를 포함한다. 압축기 시스템(12)은 단일 실린더 압축기 또는 이중 실린더 압축기일 수 있는 압축기(24) 외에 CAN-버스(30)에 대한 접속부(28)를 갖는 전자 제어장치(26)를 포함한다. 주변 공기 공급부(32) 및 과급 공기 공급부(34)가 제공될 수 있다. 주변 공기 공급부에 제 1 압력 센서(36)가 제공되고, 과급 공기 공급부(34)에 제 2 압력 센서(38)가 제공된다. 압력 센서들(36, 38) 대신에 유량 센서들 또는 예컨대 압력 센서와 유량 센서를 포함하는 다른 적절한 센서 장치들이 제공될 수 있다. 주변 공기 공급부(32)는 공기 필터(18) 후방의 주변의 공기를 공기 공급-밸브 장치(40)에 공급한다. 과급 공기 공급부는 과급 공기라고도 하는, 터보 과급기(22)에 의해 예비 압축된 후에 과급 공기 냉각기(20)에서 냉각되는 예비 압축된 공기를 마찬가지로 공기 공급-밸브 장치(40)에 공급한다. 압축을 위한 공기를 압축기(24)에 공급하기 위해 공기 공급- 밸브 장치(40)는 압축기(24)에 접속된다. 압축기(24)와 상기 압축기에 접속된 공기 공급-밸브 장치(40)의 배출구 사이에 센서 장치(39)가 접속된다. 센서 장치(39)는 압력 센서와 유량 센서를 포함한다. 밸브 장치(40)는 바람직하게 압축기(24)에 대한 접속을 위한 또는 압축기(24)에 대한 공기 공급을 위한 하나의 압축 공기 배출구만을 포함한다.
밸브 장치(40)의 스위치 상태에 따라, 압축기(24)는 터보 과급기(22)에 의해 예비 압축된 공기를 과급 공기 공급부(34)를 통해 흡입하거나 또는 예비 압축되지 않은 주변 공기를 주변 공기 공급부(32)를 통해 흡입한다. 밸브 장치(40)가 도시된 제 1 스위치 상태에 있는 경우에, 압축기(24)는 공기 필터(18) 및 주변 공기 공급부(32)를 통해 주변 공기를 흡입한다. 도시되지 않은 제 2 스위치 상태에서 압축기(24)는 공기 필터(18), 터보 과급기(22), 과급 공기 냉각기(20) 및 과급 공기 공급부(34)를 통해 터보 과급기(22)에 의해 예비 압축된 공기를 흡입한다. 주위 압력에 비해 증가된 과급압으로 인해 압축기(24)의 회전수가 동일한 경우에 압축기(24)에 의해 이송되는 단위 시간당 공기량은 증가한다. 터보 과급기(22)는 구동 엔진(14)의 배기가스에 의해 구동되고, 이 경우 터보 과급기(22)의 주요 과제는 구동 엔진(14)의 과급에 있고 즉, 구동 엔진(14)의 6개의 도시된 실린더들(42)이 더 많은 양의 연소 공기에 의해 작동된다. 압축기(24)의 구동은 당업자에게 공지된 방식으로 구동 엔진(14)에 의해 이루어진다. 예를 들어 압축기(24)는 기어 드라이브를 통해 구동 엔진(14)에 의해 구동될 수 있다. 압축기(24)에 의해 이송된 압축 공기는 컨슈머(16)를 가진 압축 공기 처리 시스템에 공급된다. 컨슈머(16)를 가진 압축 공기 시스템은 특히 당업자에게 공지된 압축 공기 처리 시스템, 및 다회로 보호 밸브에 의해 서로에 대해 서로 보호되고 개별 컨슈머들이 접속된 다수의 컨슈머 회로들을 포함한다. 또한, 밸브 장치(44)에 의해 압축기(24)에 접속될 수 있는, 실린더당 약 10 ccm의 불용 체적(46)이 제공됨으로써, 압축 공기 이송 시 압력 피크가 약화될 수 있다. 일반적으로 압축기의 피스톤 챔버와 관련해서 압축기의 압축 행정의 종료 시 남아 있는 모든 용적을 불용 체적(46)이라고 한다. 따라서, 불용 체적(46)의 접속은 압축기의 가능한 최대 압축을 감소시키는 한편, 이로써 압축 행정 시 발생하는 압력 피크도 감소시킨다. 압축기(24)와 공기 공급-밸브 장치(40) 사이에 차단 밸브(48)가 배치될 수 있고, 상기 차단 밸브에 의해 공기 공급-밸브 장치(40)로부터 압축기(24)로 공기 공급이 차단되거나 또는 개방될 수 있다. 압축기(24)는 차단 밸브가 폐쇄된 경우에 공기를 흡입할 수 없고, 따라서 압축 공기를 더 이상 이송할 수도 없다. 이러한 상태에서 일반적으로 압축기(24)의 윤활을 위해 사용되는 오일이 압축기(24)의 팽창 행정 동안 형성되는 저압에 의해 압축 챔버 내로 흡입되고, 압축기(24)의 다음 압축 행정 시 컨슈머(16)를 가진 접속된 압축 공기 처리 시스템의 방향으로 배출된다. 이를 저지하기 위해, 차단 밸브(48)는 완전히 밀봉되는 것이 아니라, 규정된 잔류 비 밀봉부를 포함하는 것이 고려될 수 있으므로, 압축기(24)의 저압 흡입이 제한될 수 있다. 이로 인해 압축기(24)의 오일 배출이 감소된다. 차단 밸브로 압축기(24)에 대한 공기 공급을 차단하는 것은 압축기(24)를 에너지 절감 방식으로 작동시킬 수 있는 간단한 방법이다. 대안으로서 또는 추가로 압축기(24)는 커플링 장치를 통해 그 드라이브에 커플링될 수 있다. 커플링의 릴리스에 의해 압축기(24)는 에너지 절감 방식의 작동 모드가 될 수 있다.
터보 과급기(22)에 의해 제공된 과급압이 조절 가능한 과급압 임계값에 미달되는 경우에, 공기 공급-밸브 장치(40)는 도시되지 않은 제 2 스위치 상태가 된다. 압축기(24)는 과급 공기 공급부(34)를 통해 예비 압축된 공기를 얻는다. 압축기(24)는 예비 압축되지 않은 공기의 흡입에 최적화되기 때문에, 낮은 과급압은 그것에 의해 이송되는 공기량을 현저히 높인다. 약 0.6 bar의 과급압까지 예비 압축되지 않은 공기의 흡입을 위해 최적화된 압축기(24)는, 문제없이 예비 압축된 공기를 이송할 수 있다. 터보 과급기(22)에 의해 제공된 과급압이 불용 체적-과급압 임계값이라고도 하는 제 1 한계값을 초과하는 경우에, 압축기(24)에 할당된 불용 체적(46)은 밸브 장치(44)에 의해 접속되므로, 예비 압축된 공기 이송 중에 발생하는 이송 압력이 감소할 수 있다. 터보 과급기(22)에 의해 제공되는 과급압은 계속해서 증가하고, 결국 과급압 임계값이라고 하는 한계값을 초과하는 경우에, 발생하는 이송 압력은 불용 체적(46)에도 불구하고 압축기(24)를 손상시킬 수 있다. 따라서 과급압 임계값의 초과 시 공기 공급-밸브 장치(40)는 도시된 제 1 스위치 상태로 전환된다. 압축기(24)에 할당된 불용 체적(46)은 다시 밸브 장치(44)의 작동에 의해 폐쇄될 수 있다. 예비 압축되지 않은 공기의 흡입을 위해 최적화된 압축기(24)는 주변 공기 공급부(32)를 통해 예비 압축되지 않은 공기를 흡입한다. 더 많은 공기량을 필요로 하지 않는 경우에, 불용 체적(46)의 접속은 그 밖에도 이송되는 공기량의 감소 또는 에너지 절약을 위해 이용될 수 있다. 밸브 장치(44)는 예를 들어 제어장치(26)에 의해 제어 또는 작동될 수 있다.
공기 공급-밸브 장치(40)는 전기식으로 또는 공압식으로 작동될 수 있는 밸브 장치이고, 상기 밸브 장치는 특히 그 스위치 상태에 따라 공기 공급부들(32, 34)의 가능한 한 큰 유동 횡단면을 개방한다. 공기 공급-밸브 장치(40)는 전자 제어장치(26)에 접속될 수 있고, 상기 제어장치는, 밸브 장치가 특히 센서 장치(39) 및/또는 센서들(36, 38)의 신호에 기초하여 제어되게 하도록 형성될 수 있다. 제어는 하나의 이상의 센서(36, 38, 39)에 의해 직접적으로 이루어질 수도 있고, 상기 센서들은 공기 공급-밸브 장치(40)에 적절하게 접속되며, 이 경우 공기 공급-밸브 장치(40)의 스위칭을 위해 엔진 제어장치의 추가 데이터는 필요하지 않다. 공기 공급-밸브 장치(40)의 제어는 엔진 회전 속도 및/또는 압축기 회전 속도 및/또는 다른 엔진 파라미터 및/또는 차량 파라미터에 의존하여 전자 제어장치(26)에 의해 이루어질 수 있다. 엔진 회전 속도 및 다른 파라미터는 바람직하게 엔진 제어장치 및/또는 다른 제어장치에 의해 판독될 수 있다. 이러한 경우에 엔진 터보 과급기의 특성 필드는 공지된 것으로 전제될 수 있다. 해당 데이터는 CAN-버스(30)를 통해 전송될 수 있다.
도 2 내지 도 5는 다양한 밸브 장치들을 개략적으로 도시하고, 상기 밸브 장치들은 압축기 시스템을 위한 공기 공급-밸브 장치(40)로서 이용될 수 있다. 상기 각각의 밸브 장치는 밸브 하우징(100)을 포함한다. 밸브 하우징에 제 1 압축 공기 유입구(102), 제 2 압축 공기 유입구(104) 및 하나의 압축 공기 배출구(106)가 제공된다. 바람직하게 제 1 압축 공기 유입구(102)는 주변 공기 공급부에 대한 접속을 위해 제공되고, 제 2 압축 공기 유입구(104)는 과급 공기 공급부에 대한 접속을 위해 제공된다. 압축 공기 배출구(106)는 적어도 하나의 압축 공기 유입구(102, 104)로부터 압축기로 압축 공기를 공급하기 위해 제공된다. 밸브 장치들은 적어도 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태를 포함하고, 상기 제 1 스위치 상태에서 압축 공기 배출구(106)는 유체 전달 방식으로 제 1 압축 공기 유입구(102)에 연결되고, 상기 제 2 스위치 상태에서 압축 공기 배출구(106)는 유체 전달 방식으로 제 2 압축 공기 유입구(104)에 연결된다. 또한, 다양한 스위치 상태들 사이에서 밸브 장치를 스위칭하기 위해, 스위칭 수단이 제공된다. 스위칭 수단은 작동 장치(108)를 포함하고, 상기 작동 장치는 전기 제어 라인(110)에 의해 제어될 수 있다. 제어 라인(110)은 예를 들어 제어장치(26) 및/또는 하나 이상의 센서 장치에 연결될 수 있다. 작동 장치(108)는 힘 전달을 위한 샤프트 또는 로드(109)를 포함할 수 있다. 작동 장치(108)가 전기 모터 또는 전자석으로 형성되는 것이 고려될 수 있다. 작동 장치(108)가, 밸브 장치의 다수의 스위치 상태들을 설정하도록 제어될 수 있다. 따라서 특히 제 1 압축 공기 유입구(102)와 제 2 압축 공기 유입구(104)가 동시에 압축 공기 배출구(106)에 연결되는 중간 스위치 상태들이 고려될 수 있다. 이로써 상기 중간 스위치 상태들에서 공급된 공기의 다양한 혼합이 제공되고, 또는 과급 공기 공급부(34)로부터 제공되는 압축 공기의 경우에 상이하게 설정된 유동 횡단면으로 인해 정도를 달리하여 주변 공기 공급부(32)를 통해 누출될 수 있다. 중간 스위치 상태의 제어는 연속적으로 이루어질 수 있다.
도 2에 도시된 밸브 장치에서 스위칭 수단은 피스톤(112)을 포함하고, 상기 피스톤은 작동 장치(108)에 의해 하우징(100) 내에서 이동될 수 있다. 밸브 하우징(100)에 제 1 밸브 시트(114)가 제공되고, 상기 제 1 밸브 시트는 제 1 압축 공기 유입구(102)에 할당된다. 제 2 밸브 시트(116)는 제 2 압축 공기 유입구(104)에 할당된다. 밸브 시트들(114, 116)은 각각 피스톤(112)을 위한 스토퍼를 형성하고, 상기 피스톤의 운동은 밸브 시트들(114, 116) 사이의 영역으로 제한된다. 피스톤(112)이 제 1 밸브 시트(114)에 접촉하는 경우에, 상기 피스톤은 압축 공기 배출구(106)와 제 1 압축 공기 유입구(102) 사이의 유체 연결을 차단한다. 제 2 압축 공기 유입구(104)와 압축 공기 배출구(106) 사이에 유체 전달 방식의 연결이 제공되므로, 제 2 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이에서 공기가 유동할 수 있다. 피스톤의 이러한 위치는 밸브 장치의 제 2 스위치 상태이다. 다른 한편으로 피스톤(112)이 도 2에 도시된 바와 같이 제 2 밸브 시트(116)에 접촉하는 경우에, 상기 피스톤은 압축 공기 배출구(106)와 제 2 압축 공기 유입구(104) 사이의 유체 연결을 차단한다. 제 1 압축 공기 유입구(102)와 압축 공기 배출구(106) 사이에 유체 전달 방식의 연결이 제공되므로, 제1 압축 공기 유입구와 압축 공기 배출구 사이에서 공기가 유동할 수 있다. 피스톤(112)의 이러한 위치는 밸브 장치의 제 1 스위치 상태에 해당한다. 중간 상태들은 밸브 시트들(114, 116) 사이의 위치에서 피스톤의 위치 설정에 의해 설정될 수 있다.
도 3은 스위칭 수단이 피스톤(122)을 포함하는 밸브 장치의 변형예를 도시하고, 상기 피스톤은 작동 장치(108)에 의해 이동될 수 있다. 피스톤(122)은 밀봉부(124)를 포함하고, 상기 밀봉부는 밸브 하우징(100)에 대한 밀봉에 이용된다. 이러한 변형예에서 피스톤(122)의 운동을 제한하는 밸브 시트가 제공되지 않는다. 오히려 피스톤(122)은 채널(126) 내에 배치되고, 채널 내에서 이동될 수 있다. 채널(126)의 단부에서 피스톤은 적어도 부분적으로 제 1 압축 공기 배출구(102) 또는 할당된 라인 내로 삽입될 수 있으므로, 제 1 압축 공기 유입구(102)와 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 연결이 차단될 수 있다. 제 2 압축 공기 유입구(104)와 압축 공기 배출구(106) 사이에서 공기가 유동할 수 있다. 이러한 위치는 제 2 스위치 상태에 해당한다. 또한, 피스톤(122)은 제 2 압축 공기 유입구(104)와 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 연결을 차단하도록, 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 압축 공기 유입구(104)와 압축 공기 배출구(106) 사이의 위치로 이동될 수 있다. 제 1 압축 공기 유입구(102)와 압축 공기 배출구(106) 사이에서 공기가 유동할 수 있다. 이러한 위치는 제 1 스위치 상태에 해당한다. 이러한 변형예에서 압축 공기 배출구(106)와 제 2 압축 공기 유입구(104)는 피스톤(122)의 이동 방향에 대해 수직으로 채널(126)로부터 분기하는 한편, 제 1 압축 공기 유입구(102)는 피스톤(122)을 이동 방향으로 수용할 수 있다. 하우징(100) 내의 채널(126)은 리세스를 포함하고, 상기 리세스에 피스톤(122)이 수용될 수 있으므로, 2개의 압축 공기 유입구들(102, 104)이 완전히 개방될 수 있다. 이로써 2개의 공기 공급부를 위해 최대 횡단면이 개방될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 밸브 장치의 다른 실시예의 상이한 단면도를 도시한다. 이 실시예에서 스위칭 수단은 작동 장치(108)에 의해 회전 가능한 스위칭 디스크(132)를 포함한다. 스위칭 디스크(132)는 작동 장치(108)의 샤프트(109) 상에 회전 가능하게 지지되고, 밀봉부(134)를 포함한다. 밸브 하우징(100)은, 적어도 규정된 위치에서 하우징 벽과 스위칭 디스크(132)의 밀봉부(134) 사이의 밀봉 접촉이 이루어지게 하기 위해서 스위칭 디스크(132)가 하우징(100) 내에서 회전될 수 있도록 형성된다. 도 4a에는 스위칭 디스크(132)가 제 1 압축 공기 유입구(102)와 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 연결을 차단하는 적절한 위치가 도시된다. 제 2 압축 공기 유입구(104)와 압축 공기 배출구(106) 사이에 유체 연결이 이루어진다. 도 4a는 즉 제 2 스위치 상태를 도시한다. 스위칭 디스크(132)가 회전함으로써 스위치 상태는 전환될 수 있다. 즉, 스위칭 디스크(132)의 적절한 회전 위치에 의해 규정된 중간 스위치 상태들이 될 수 있다. 도 4b는 작동 장치(108)와 샤프트(109)를 볼 수 있는 측면도를 도시한다.
도 5의 (a) 내지 (d)는 밸브 장치의 다른 변형예를 도시하고, 상기 변형예에서 스위칭 수단은 도 5의 (c)에 도시된 슬롯 개구(144)를 가진 스위칭 디스크(142)를 포함한다. 스위칭 디스크(142)는 작동 장치(108)의 샤프트(109) 상에 회전 가능하게 배치된다. 또한, 스위칭 수단은 밸브 하우징(100)에 고정된 배출 디스크(152) 및 밸브 하우징(100)에 고정된 유입 디스크(162)를 포함한다. 스위칭 디스크(142)는 유입 디스크(162)와 배출 디스크(152) 사이에 배치되고, 이들에 대해 회전 가능하다. 유입 디스크(162)의 제 1 평탄면과 배출 디스크(152)의 제 1 평탄면은 각각 스위칭 디스크(142)의 평탄면을 향하고, 상기 스위칭 디스크에 바람직하게 기밀 방식으로 접촉한다. 배출 디스크(152)의 제 2 평탄면은 압축 공기 배출구(106)에 연결된 압력 챔버(154)를 향한다. 배출 디스크(152)는 도 5의 (b)에 도시된 슬롯 개구(156)를 포함하고, 상기 개구를 통해 스위칭 디스크(142)로부터 압축 공기 배출구(106)로 유체 연결이 형성될 수 있다. 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 유입 디스크(162)는 제 1 유입 슬롯(164)을 포함하고, 상기 슬롯을 통해 제 1 압축 공기 유입구(102)에 대한 유체 연결이 이루어질 수 있다. 또한, 유입 디스크들(162)은 제 2 유입 슬롯(166)을 포함하고, 상기 슬롯을 통해 제 2 압축 공기 유입구(104)에 유체 연결이 이루어질 수 있다. 또한, 2개의 다른 디스크들은, 스위칭 디스크(142)가 상기 2개의 다른 디스크들 사이에서 회전할 수 있도록 샤프트(109)가 수용될 수 있게 하는 구조를 갖는다. 스위칭 디스크(142)의 회전에 의해 그 슬롯 개구(144)도 회전된다. 스위칭 디스크(142)와 유입 디스크(162)의 개구들은, 스위칭 디스크가 적어도 제 1 위치에서 유입 디스크(162)의 제 2 유입 슬롯(166)을 완전히 커버하고, 따라서 유입 디스크(162)를 통한 제 2 압축 공기 유입구(104)에 대한 유체 연결이 차단되도록 치수 설계된다. 상기 위치에서 배출 디스크(152)의 슬롯 개구(156), 스위칭 디스크(142)의 개구(144) 및 제 1 유입 슬롯(164)의 적어도 부분적인 중첩이 제공되도록, 스위칭 디스크(142)의 슬롯 개구(144)와 제 1 유입 슬롯(164)이 중첩된다. 이러한 개구 또는 슬롯을 통해 압축 공기는 제 1 압축 공기 유입구(102)로부터 압축 공기 배출구(106)로 유동할 수 있는 한편, 제 2 압축 공기 유입구(104)와 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 연결은 차단된다. 이는 제 1 스위치 상태에 해당한다. 유사하게 스위칭 디스크(142)는, 제 1 유입 슬롯(164)이 스위칭 디스크(142)에 의해 커버되고, 개구들(144, 156, 166)을 통해 압축 공기 배출구(106)와 압축 공기 유입구(104) 사이의 유체 전달 방식의 연결이 형성되도록 회전될 수 있다. 스위칭 디스크(142)의 이러한 위치는 제 2 스위치 상태에 해당한다. 슬롯 개구(144)가 적어도 부분적으로 제 1 유입구(164) 및, 제 2 유입구(166) 및 배출 디스크(152)의 개구(156)와 중첩되는 위치에 스위칭 디스크(142)가 회전함으로써, 2개의 압축 공기 유입구들이 압축 공기 배출구(106)에 유체 전달 방식으로 연결되는 중간 스위치 상태들이 설정될 수 있다. 유입 디스크(162), 배출 디스크(152) 및/또는 스위칭 디스크(142)는 세라믹 물질로 이루어질 수 있다. 디스크들 사이 또는 배출 디스크(152)와 압축 공기 배출구(106) 사이 및/또는 유입 디스크와 압축 공기 유입구들 사이의 밀봉을 위한 밀봉 장치가 제공되는 것이 고려될 수 있으므로, 압축 공기가 원치 않게 디스크들의 개구를 스쳐 흐르는 것이 저지될 수 있다.
도 6은 다른 부품들을 포함하는 밸브 장치(40)의 부분도를 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서 밸브 장치는 도 2에 도시된 바와 같음을 알 수 있다. 즉, 도 6과 관련해서 전술한 각각의 밸브 장치들이 사용될 수 있다. 밸브 장치(40)의 작동 장치(108)는 제어 라인(110)을 통해 전자 제어장치(170)에 연결되고, 상기 제어장치는 도 1과 관련해서 설명된 바와 같은 전자 제어장치(26)일 수 있다. 또한, 제어장치(70)는 예를 들어 압축기 시스템의 제어장치(26) 또는 차량의 온보드 내장형 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있는 독립적인 제어장치인 것이 고려될 수 있다. 밸브 장치(40)의 압축 공기 배출구(106)의 하류에 센서 장치(39)가 제공된다. 센서 장치(39)는 이 실시예에서 압력 센서(172)와 유량 센서(174)를 포함한다. 또한, 센서 장치(39)가 2개의 센서들(172, 174) 중 하나만 또는 추가 센서들을 포함하는 것이 고려될 수 있다. 센서 장치(39) 또는 센서들(172, 174)은 신호 전송을 위해 제어장치(170)에 연결된다. 또한, 제어장치(170)는 신호 라인(176)을 통해 예컨대 압축기의 제어부 또는 온보드 전자장치의 다른 수단들과 같은 하나 이상의 부품들에 예컨대 CAN-버스를 통해 연결된다. 센서 장치(39)의 신호들에 기초하여 및/또는 예컨대 엔진 회전 속도와 같은 엔진 파라미터, 압축기 회전 속도와 같은 압축기 파라미터 또는 차량 속도와 같은 다른 차량 파라미터를 나타낼 수 있는, 신호 라인(176)에 의해 제공된 신호들에 기초하여 밸브 장치(40)의 위치 또는 그 스위치 상태가 결정될 수 있거나 또는 제어될 수 있다. 제어는 예컨대 제어장치(170)에 의해 이루어질 수 있다.
전술한 설명, 도면 및 청구범위의 특징들은 개별적으로 및 본 발명의 구현을 위한 임의의 조합으로도 본 발명을 위해 매우 중요할 수 있다.
10 : 상용차 12 : 압축기 시스템
14 : 엔진 16 : 컨슈머를 가진 압축 공기 처리 시스템
18 : 공기 필터 20 : 과급 냉각기
22 : 터보 과급기 24 : 압축기
26 : 제어장치 28 : 접속부
30 : CAN-버스 32 : 주변 공기 공급부
34 : 과급 공기 공급부 36 : 압력 센서
38 : 압력 센서 39 : 센서 장치
40 : 공기 공급-밸브 장치 42 : 엔진 실린더
44 : 밸브 장치 46 : 불용 체적
48 : 차단 밸브 100 : 밸브 하우징
102 : 압축 공기 유입구 104 : 압축 공기
106 : 압축 공기 배출구 108 : 작동 장치
109 : 샤프트/로드 110 : 제어 라인
112 : 피스톤 114 : 밸브 시트
116 : 밸브 시트 122 : 피스톤
124 : 밀봉부 126 : 채널
132 : 스위칭 디스크 134 : 밀봉부
142 : 스위칭 디스크 144 : 개구
152 : 배출 디스크 154 : 압력 챔버
156 : 슬롯 개구 162 : 유입 디스크
164 : 유입 슬롯 166 : 유입 슬롯
170 : 제어장치 172 : 압력 센서
174 : 유량 센서
14 : 엔진 16 : 컨슈머를 가진 압축 공기 처리 시스템
18 : 공기 필터 20 : 과급 냉각기
22 : 터보 과급기 24 : 압축기
26 : 제어장치 28 : 접속부
30 : CAN-버스 32 : 주변 공기 공급부
34 : 과급 공기 공급부 36 : 압력 센서
38 : 압력 센서 39 : 센서 장치
40 : 공기 공급-밸브 장치 42 : 엔진 실린더
44 : 밸브 장치 46 : 불용 체적
48 : 차단 밸브 100 : 밸브 하우징
102 : 압축 공기 유입구 104 : 압축 공기
106 : 압축 공기 배출구 108 : 작동 장치
109 : 샤프트/로드 110 : 제어 라인
112 : 피스톤 114 : 밸브 시트
116 : 밸브 시트 122 : 피스톤
124 : 밀봉부 126 : 채널
132 : 스위칭 디스크 134 : 밀봉부
142 : 스위칭 디스크 144 : 개구
152 : 배출 디스크 154 : 압력 챔버
156 : 슬롯 개구 162 : 유입 디스크
164 : 유입 슬롯 166 : 유입 슬롯
170 : 제어장치 172 : 압력 센서
174 : 유량 센서
Claims (15)
- 차량(10)의 압축기(24)를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 밸브 장치(40)로서, 상기 밸브 장치(40)는 밸브 하우징(100)을 포함하고, 상기 밸브 하우징은,
주변 공기 공급부(32)에 대한 접속을 위한 제 1 압축 공기 유입구(102);
예비 압축된 공기를 공급할 수 있는 과급 공기 공급부(34)에 대한 접속을 위한 제 2 압축 공기 유입구(104);
상기 압축기(24)에 대한 접속을 위한 압축 공기 배출구(106)
를 포함하고,
상기 밸브 장치(40)는 압축 공기 배출구(106)가 유체 전달 방식으로 제 1 압축 공기 유입구(102)에 연결되는 제 1 스위치 상태를 포함하고,
상기 밸브 장치(40)는 압축 공기 배출구(106)가 유체 전달 방식으로 제 2 압축 공기 유입구(104)에 연결되는 제 2 스위치 상태를 포함하고,
상기 밸브 장치(40)는 스위칭 수단을 더 포함하고, 상기 스위칭 수단은 제 1 스위치 상태와 제 2 스위치 상태 사이에서 밸브 장치(40)를 전환시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 수단에 의해 제 1 스위치 상태에서 제 2 압축 공기 유입구(104)와 상기 압축 공기 배출구(106) 사이에서 유체 라인이 차단되고 및/또는 제 2 스위치 상태에서 상기 제 1 압축 공기 유입구(102)와 상기 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 연결이 차단되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 장치(40)는 적어도 하나의 제 3 스위치 상태를 포함하고, 상기 제 3 스위치 상태에서 제 1 압축 공기 유입구(102)와 제 2 압축 공기 유입구(104)는 유체 전달 방식으로 압축 공기 배출구(106)에 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 피스톤(112, 122)을 포함하고, 상기 피스톤은 제 1 스위치 상태에 해당하는 제 1 위치와 제 2 스위치 상태에 해당하는 제 2 위치 사이에서 이동할 수 있고, 상기 제 1 위치에서 상기 피스톤은 상기 제 1 압축 공기 유입구(102)와 상기 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스하고, 상기 제 2 스위치 상태에서 상기 피스톤은 상기 제 2 압축 공기 유입구(104)와 상기 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브 하우징(100)은 제 1 압축 공기 유입구(102)에 할당된 제 1 밸브 시트(114)를 포함하고,
상기 밸브 하우징(100)은 제 2 압축 공기 유입구(104)에 할당된 제 2 밸브 시트(116)를 더 포함하고,
스위칭 수단은 피스톤(122)을 포함하고, 상기 피스톤은 제어 가능하게 상기 제 1 밸브 시트(114)와 접촉할 수 있고, 제어 가능하게 상기 제 2 밸브 시트(116)와 접촉할 수 있고,
상기 피스톤(122)은 제 1 스위치 상태에서 상기 제 2 밸브 시트(116)와 접촉하고, 제 2 압축 공기 유입구(104)와 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 라인을 차단하고, 상기 피스톤(122)은 제 2 스위치 상태에서 상기 제 1 밸브 시트(114)와 접촉하고, 상기 제 1 압축 공기 유입구(102)와 상기 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 라인을 차단하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 스위칭 디스크(132, 142)를 포함하고, 상기 디스크는 제 1 스위치 상태에 해당하는 제 1 위치와 제 2 스위치 상태에 해당하는 제 2 위치 사이에서 회전될 수 있고, 상기 제 1 스위치 상태에서 상기 디스크는 상기 제 1 압축 공기 유입구(102)와 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스하고, 상기 제 2 스위치 상태에서 상기 디스크는 상기 제 2 압축 공기 유입구(104)와 상기 압축 공기 배출구(106) 사이의 유체 전달 방식의 연결을 릴리스하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 스위칭 수단은,
상기 압축 공기 배출구(106)에 대한 상기 스위칭 디스크(142)의 유체 전달 방식의 연결을 형성할 수 있거나 또는 형성하는 배출구(156)를 가진 배출 디스크(152); 및
상기 스위칭 디스크(142)에 대한 제 1 압축 공기 유입구(102)의 유체 전달 방식의 연결을 형성할 수 있거나 또는 형성하는 제 1 유입구(164)와 상기 스위칭 디스크(142)에 대한 상기 제 2 압축 공기 유입구(104)의 유체 전달 방식의 연결을 형성할 수 있거나 또는 형성하는 제 2 유입구를 가진 유입 디스크(162)
를 포함하고,
상기 스위칭 디스크(142)는 상기 배출 디스크(152)와 상기 유입 디스크(162) 사이에 회전 가능하게 배치되고, 스위칭 개구(144)를 포함하고; 상기 스위칭 디스크(142)는 스위칭 디스크(142)의 스위칭 개구(144)를 통해 배출구(156)와 제 1 유입구(154) 사이의 유체 전달 방식의 연결이 이루어지는 제 1 위치와 스위칭 개구(144)를 통해 상기 배출구(156)와 제 2 유입구(166) 사이의 유체 전달 방식의 연결이 이루어지는 제 2 위치 사이에서 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 스위치 상태들 사이의 전환을 위한 작동 장치(108)로서 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 장치(40)는 3/2-분배 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
- 차량(10)용 압축기(24) 및 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 밸브 장치(40)를 포함하는 압축기 시스템(12)으로서,
상기 밸브 장치(40)의 압축 공기 배출구(106)는 압축 공기 공급을 위해 압축기(24)에 접속되거나 또는 접속될 수 있고, 상기 밸브 장치(40)의 상기 제 1 압축 공기 유입구(102)는 주변 공기 공급부(32)에 접속되거나 또는 접속될 수 있고, 제 2 압축 공기 유입구(104)는 예비 압축된 공기의 공급을 위해 과급 공기 공급부(34)에 접속되거나 또는 접속될 수 있는 것인 압축기 시스템. - 제 10 항에 있어서, 차단 밸브(48)를 더 포함하고, 상기 차단 밸브는 상기 밸브 장치(40)의 상기 압축 공기 배출구(106)와 상기 압축기(24) 사이에서 전환되고, 상기 밸브 장치(40)로부터 상기 압축기(24)로 압축 공기 공급부를 차단할 수 있거나 또는 릴리스할 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 전자 제어장치(26, 170)를 더 포함하고, 상기 제어장치는 상기 밸브 장치(40)를 제어하기에 적합한 것을 특징으로 하는 압축기 시스템.
- 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 압축기 시스템(12)의 압축기(24)를 위한 공기 공급을 제어하기 위한 방법으로서,
압축기(24)는 공기 공급을 위해, 밸브 장치(40)의 압축 공기 배출구(106)에 접속되고,
밸브 장치(40)가 2개의 스위치 상태들 사이에서 전환되도록 밸브 장치를 제어하는 단계를 포함하는 방법. - 제 13 항에 있어서, 상기 밸브 장치(40)는 상기 제 1 스위치 상태와 상기 제 2 스위치 상태에서 전환하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 밸브 장치(40)는, 제 1 압축 공기 유입구(102)와 제 2 압축 공기 유입구(104)가 유체 전달 방식으로 압축 공기 배출구(106)에 연결되도록 제어되는 것을 특징으로 방법.
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