RU2669651C2

RU2669651C2 - Пневматическая система автомобиля

Info

Publication number: RU2669651C2
Application number: RU2014116611A
Authority: RU
Inventors: Райнхард ИТТЛИНГЕР; Йоахим ФЕРСТЕР
Original assignee: Ман Трак Унд Бас Аг
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2018-10-12
Also published as: RU2014116611A; DE102013007179A1; EP2796717B1; EP2796717A1

Abstract

Группа изобретений относится к области автомобилестроения. Пневматическая система автомобиля для обеспечения сжатым воздухом пневматической тормозной системы автомобиля промышленного назначения содержит воздушный компрессор для производства сжатого воздуха и воздухоосушитель для сушки сжатого воздуха, произведенного воздушным компрессором, а также теплообменник для термостатирования сжатого воздуха, произведенного воздушным компрессором и подаваемого затем в термостатированном виде в воздухоосушитель. Теплообменник выполнен в виде пневможидкостного теплообменника, передающего тепло между сжатым воздухом и жидкостью. Между пневможидкостным теплообменником и воздухоосушителем размещена пластиковая труба. Достигаются облегчение конструкции и повышение антикоррозийных свойств системы. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к пневматической системе автомобиля, в частности, для обеспечения сжатым воздухом пневматической тормозной системы автомобиля, в частности автомобиля промышленного назначения: грузовой автомобиль (LKW) или автобус.

Автомобили промышленного назначения (например, грузовые автомобили, автобусы), как правило, имеют так называемые тормозные системы, в которых водитель не затрачивает энергии на создание тормозной силы, причем обычно речь идет о пневматических тормозных системах, т.е. о тормозных системах с пневматическим приводом. В таких пневматических тормозных системах всасывается окружающий воздух, а воздушный компрессор сжимает его до более высокого давления, достаточного для рабочего давления пневматической тормозной системы.

При сжатии окружающего воздуха в воздушном компрессоре влага, содержащаяся в окружающем воздухе, как правило, выпадает в виде конденсационной воды.

Эта конденсационная вода связывается, а затем абсорбируется в воздухоотделителе, установленном вниз по течению вслед за воздушным компрессором.

Однако эта сушка сжатого воздуха в воздухоотделителе полноценно функционирует лишь до температуры воздуха порядка 65°С. В то же время сжатие окружающего воздуха в воздушном компрессоре ведет к повышению температуры сжатого воздуха, так что температура сжатого воздуха летом при высоких наружных температурах может превысить предельную температуру в 65°С, так что сушка воздуха в этом случае больше не функционирует в полной мере.

Поэтому из уровня техники известно, что между воздушным компрессором и воздухоосушителем для охлаждения воздуха перед воздухоотделителем устанавливается воздухо-воздушный теплообменник. Известный воздухо-воздушный теплообменник соединен с окружающим воздухом и использует его в качестве теплостока.

Недостаток использования воздухо-воздушного теплообменника состоит в том, что охлаждение сжатого воздуха оптимально функционирует не при всех наружных температурах.

Из DE 10 2008 018467 A1, US 2 449 408 A и US 2006/218938 A1 известны пневматические системы автомобилей, в которых охлаждение воздуха осуществляется посредством пневможидкостного теплообменника. Правда, при этом используются относительно затратные металлические трубопроводы. Однако подобного рода металлические трубопроводы являются тяжелыми, дорогими и подверженными коррозии.

Поэтому в основу изобретения положена задача соответствующего усовершенствования вышеописанной известной пневматической тормозной системы.

Эта задача решается с помощью пневматической тормозной системы согласно основному пункту формулы изобретения.

Изобретение основывается на физико-техническом толковании того, что охлаждение сжатого воздуха посредством обычного воздухо-воздушного теплообменника сильно зависит от соответственно имеющихся наружных температур.

Если система охлаждения сжатого воздуха рассчитана на высокие наружные температуры, то зимой при низких температурах существует опасность замерзания конденсационной воды в трубопроводе между воздухо-воздушным теплообменником и воздухоотделителем и в конечном счете закрытия трубопровода, что ведет к обездвиживанию автомобиля.

Если же система охлаждения сжатого воздуха, наоборот, рассчитана на низкие температуры, то летом при высоких наружных температурах существует опасность того, что температура сжатого воздуха на входе воздухоосушителя превысит допустимую предельную температуру, так что воздухоосушитель в этом случае перестанет функционировать оптимально.

Поэтому изобретение содержит общую идею использования вместо обычного воздухо-воздушного теплообменника пневможидкостного теплообменника, передающего жидкости тепло охлаждаемого сжатого воздуха. Таким образом, пневможидкостный теплообменник согласно изобретению использует окружающий воздух в качестве теплостока не непосредственно и поэтому в большой степени не зависит также от колебаний температуры окружающего воздуха.

В одном предпочтительном варианте изобретения пневможидкостный теплообменник подсоединен к жидкостному контуру, в котором протекает жидкость, служащая в качестве теплостока. Предпочтительно, в случае этого жидкостного контура речь идет о контуре охлаждения (например, о водяном контуре, масляном контуре), охлаждающем двигатель автомобиля (например, двигатель внутреннего сгорания, как-то: бензиновый или дизельный двигатель, или электродвигатель). Это предпочтительно, поскольку контур охлаждения, как правило, содержит регулятор температуры, регулирующий температуру жидкости в жидкостном контуре и в большой степени в определенных пределах поддерживающий постоянство температуры. Это означает, что температура жидкости, служащей в качестве теплостока, в большой степени не зависит от колебаний наружных температур, так что охлаждение сжатого воздуха не зависит также от климатических условий.

Кроме того, охлаждение согласно изобретению посредством пневможидкостного теплообменника позволяет выполнять трубопроводы между воздушным компрессором и теплообменником и/или между теплообменником и воздухоосушителем в виде пластмассовых трубопроводов, что при преобладающих температурах возможно и означает экономию затрат. Теплообменник обеспечивает применение пластиковых труб от теплообменника, что обычно было бы возможно лишь гораздо позже, поскольку у пластмассовых трубопроводов были бы проблемы с высокими температурами. Однако трубопроводы не должны состоять из пластмассы.

В отношении конструктивной реализации пневможидкостного теплообменника существуют различные возможности, так что изобретение не ограничено определенной конструкцией пневможидкостного теплообменника. Пневможидкостный теплообменник может быть реализован, например, в виде пластинчатого теплообменника. Однако существует также возможность, чтобы пневможидкостный теплообменник имел пакетную конструкцию. Обе вышеупомянутые конструкции сами по себе известны из уровня техники и поэтому в более подробном описании не нуждаются.

Кроме того, следует еще упомянуть, что воздушный компрессор обычно является одноцилиндровым, и поэтому производит сжатый воздух со значительными пульсациями давления, причем пульсации давления, в свою очередь, создают возмущающие транспортировочные шумы. Использование пневможидкостного теплообменника согласно изобретению позволяет глушить эти возмущающие транспортировочные шумы воздушного компрессора посредством пневможидкостного теплообменника. Для этого пневможидкостный теплообменник, предпочтительно, реализуется в виде пластинчатого теплообменника.

Наконец, следует упомянуть еще, что изобретение претендует не только на защиту вышеописанной пневматической системы автомобиля. Более того, изобретение претендует на защиту всего автомобиля с такой пневматической системой автомобиля. В случае автомобиля речь может идти, например, об автомобиле промышленного назначения, как, например, о грузовом автомобиле или об автобусе.

В автомобиле согласно изобретению пневматическая система автомобиля, как правило, служит для обеспечения пневматической тормозной системы сжатым воздухом.

Другие предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения или поясняются ниже вместе с описанием предпочтительного примера выполнения изобретения со ссылкой на чертеж, изображающий автомобиль общего назначения с пневматической тормозной системой.

На чертеже в сильно упрощенной и схематичной форме изображен автомобиль 1 промышленного назначения (например, грузовой автомобиль или автобус) с пневматической тормозной системой 2, причем пневматическая тормозная система 2 может быть выполнена обычным образом.

Сжатый воздух, необходимый для работы пневматической тормозной системы, производится воздушным компрессором 2, всасывающим и сжимающим окружающий воздух, причем воздушный компрессор 3 также может быть выполнен обычным образом.

Сжатие окружающего воздуха в воздушном компрессоре 3 приводит к тому, что влага, содержащаяся в окружающем воздухе, выпадает в виде конденсационной воды. Поэтому между воздушным компрессором 3 и пневматической тормозной системой (установкой) 2 установлен воздухоосушитель 4, сушащий сжатый воздух, причем воздухоосушитель 4 может быть выполнен обычным образом.

При этом проблема заключается в том, что воздухоосушитель 4 оптимально работает примерно при 65°С, так что температура сжатого воздуха на входе воздухоосушителя 4 не должна превышать это предельное значение. Поэтому между воздушным компрессором 3 и воздухоосушителем 4 установлен пневмоводяной теплообменник 5, задачей которого является охлаждение сжатого воздуха перед входом в воздухоосушитель 4 с тем, чтобы вышеуказанное предельное значение температуры воздуха не превышалось.

Пневмоводяной теплообменник 5 подсоединен к лишь схематично показанному контуру 6 охлаждения, и без того присутствующему в автомобиле 1 промышленного назначения и служащему для охлаждения двигателя 7 внутреннего сгорания (например, дизельного двигателя). При этом в случае контура 6 охлаждения речь идет о высокотемпературном водяном контуре, причем температура охлаждающей воды в контуре 6 охлаждения регулируется (не показанным) регулятором температуры, так что температура охлаждающей воды в контуре 6 охлаждения удерживается в большой степени постоянной в пределах определенных границ регулирования. Таким образом, охлаждающая вода в контуре 6 охлаждения служит в качестве теплостока для пневмоводяного теплообменника 5. Это предпочтительно потому, что в этом случае охлаждение воздуха пневмоводяным теплообменником 5 в большой степени не зависит от окружающей температуры, поскольку температура охлаждающей воды в контуре 6 охлаждения, служащей в качестве теплостока, удерживается регулятором температуры в большой степени постоянной.

Кроме того, следует упомянуть, что вид охлаждения согласно изобретению дает возможность того, чтобы воздушный компрессор 3, пневмоводяной теплообменник 5, воздухоосушитель 4 и пневматическая тормозная система 2 были, соответственно, соединены между собой пластмассовыми трубопроводами 8-10, что обеспечивается лишь преобладающими температурами в системе согласно изобретению. Пневмоводяной теплообменник 5 обеспечивает использование пластиковых труб от пневмоводяного теплообменника 5, что иначе было бы возможно лишь гораздо позже, поскольку с пластмассовыми трубами 8-10 при высоких температурах были бы проблемы.

Кроме того, следует еще упомянуть, что воздушный компрессор 3 может быть выполнен, например, в виде одноцилиндрового воздушного компрессора, так что воздушный компрессор 3 производит сжатый воздух с относительно большими пульсациями давления, что, в свою очередь, вызывает возмущающие транспортировочные шумы. Поэтому пневмоводяной теплообменник 5, предпочтительно, выполнен в виде пластичного теплообменника, что создает то преимущество, что пластинчатый теплообменник в этом случае глушит возмущающие транспортировочные шумы воздушного компрессора 3.

Изобретение не ограничено вышеописанным предпочтительным примером выполнения. Более того, возможны разнообразные модификации и изменения, также использующие идею изобретения и потому попадающие в объем защиты. В частности, изобретение претендует также на защиту предмета изобретения и признаков зависимых пунктов формулы изобретения независимо от соответствующих пунктов формулы изобретения, на которые делаются ссылки.

Перечень позиций

1. автомобиль промышленного назначения

2. пневматическая тормозная система

3. воздушный компрессор

4. воздухоосушитель

5. пневмоводяной теплообменник

6. контур охлаждения

7. двигатель внутреннего сгорания

8. пластмассовый трубопровод

9. пластмассовый трубопровод

10. пластмассовый трубопровод

Claims

1. Пневматическая система (3-10) автомобиля с

воздушным компрессором (3) для производства сжатого воздуха,

воздухоосушителем (4) для сушки сжатого воздуха, произведенного воздушным компрессором (3), и

теплообменником (5) для охлаждения сжатого воздуха, произведенного воздушным компрессором (3) и подаваемого затем в охлажденном виде в воздухоосушитель (4),

причем теплообменник (5) является пневможидкостным теплообменником (5), передающим тепло между сжатым воздухом и жидкостью, служащей в качестве теплостока,

отличающаяся пластиковой трубой (9, 10) между пневможидкостным теплообменником (5) и воздухоосушителем (4).

2. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что пневможидкостный теплообменник (5) подсоединен к жидкостному контуру (6), в котором протекает жидкость.

3. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.2, отличающаяся тем, что жидкостный контур (6) является контуром охлаждения, охлаждающим двигатель (7) автомобиля.

4. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.2, отличающаяся тем, что жидкостный контур (6) является водяным или масляным контуром.

5. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.3, отличающаяся тем, что жидкостный контур (6) является водяным или масляным контуром.

6. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.2, отличающаяся регулятором температуры, регулирующим температуру жидкости в жидкостном контуре (6).

7. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.3, отличающаяся регулятором температуры, регулирующим температуру жидкости в жидкостном контуре (6).

8. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.4, отличающаяся регулятором температуры, регулирующим температуру жидкости в жидкостном контуре (6).

9. Пневматическая система (3-10) автомобиля по п.5, отличающаяся регулятором температуры, регулирующим температуру жидкости в жидкостном контуре (6).

10. Пневматическая система (3-10) автомобиля по одному из пп.1-9, отличающаяся пластиковой трубой (8) между воздушным компрессором (3) и пневможидкостным теплообменником (5).

11. Пневматическая система (3-10) автомобиля по одному из пп.1-9, отличающаяся тем, что пневможидкостный теплообменник (5) является пластинчатым теплообменником (5) или имеет пакетную конструкцию.

12. Пневматическая система (3-10) автомобиля по одному из пп.1-9, отличающаяся тем, что

а) воздушный компрессор (3) производит сжатый воздух с пульсациями давления, причем пульсации давления вызывают возмущающие транспортировочные шумы, и

б) пневможидкостный теплообменник (5) глушит возмущающие транспортировочные шумы.

13. Автомобиль с пневматической системой автомобиля (3-10) по одному из пп.1-12.

14. Автомобиль (1) по п.13, отличающийся пневматической тормозной системой (2), снабжаемой сжатым воздухом пневматической системы автомобиля (3-10).