СИСТЕМА СНАБЖЕНИЯ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ Российский патент 2012 года по МПК F02B33/44 F02M33/00 

Настоящее изобретение относится к системе снабжения сжатым воздухом согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

DE 102006008 раскрывает устройство для снабжения свежей горючей смесью двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом. При этом в действие приводится компрессор, позади которого расположено устройство для сушки воздуха, чтобы подать высушенный воздух в камеру нагнетания. При работе компрессора устройство для сушки воздуха находится в рабочем режиме длительное время, что ведет к сравнительно высоким затратам, в частности, потому что подлежащий сушке воздух около 10% количества воздуха используется снова для регенерации высушивающего средства. В связи с этим такая система снабжения сжатым воздухом может оптимизироваться в отношении конструктивного пространства, веса и расхода.

Хотя сушка воздуха для модуля нагнетания сжатого воздуха в двигателях внутреннего сгорания необходима только в определенных пределах, правда, если сжатый воздух не должен использоваться для привода других потребителей сжатого воздуха как тормозная система, пневматическая подвеска и побочные потребители, то в этом случае сушка воздуха важна, чтобы предотвратить заполнение водой воздушного ресивера и трубопроводов, так как, в частности, можно столкнуться с проблемой, связанной с образованием льда и коррозией.

В связи с этим задачей настоящего изобретения является создание системы снабжения сжатым воздухом поршневых двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом, работа которой оптимизирована и для которой характерна гибкость.

Эта задача решается с помощью системы снабжения сжатым воздухом с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Согласно изобретению в системе снабжения сжатым воздухом трубопровод для заполнения воздушного ресивера для снабжения модуля нагнетания сжатого воздуха в направлении потока воздуха разветвлен перед устройством для подготовки сжатого воздуха. Благодаря этому компрессор хотя и обеспечивает как воздушный ресивер для снабжения модуля нагнетания сжатого воздуха, так и устройство для подготовки сжатого воздуха, но осуществляется это, правда, по отдельным трубопроводам, так что становится возможным переменный режим работы системы снабжения сжатым воздухом. В частности, к устройству для подготовки сжатого воздуха больше не подводится все количество воздуха.

Компрессор через первый трубопровод соединен с воздушным ресивером для снабжения модуля нагнетания сжатого воздуха и через второй трубопровод - с воздушным ресивером для потребителей, работающих на сжатом воздухе. Благодаря разделению сжатого воздуха от компрессора на два трубопровода выборочным образом может осуществляться снабжение сжатым воздухом модуля нагнетания сжатого воздуха и/или воздушного ресивера для потребителей, работающих на сжатом воздухе. Однако продолжительность снабжения сжатым воздухом может быть определена индивидуально.

Согласно предпочтительному варианту исполнения изобретения в трубопроводе между компрессором и устройством для подготовки воздуха предусмотрен, по меньшей мере, один переключаемый клапан для отключения снабжения сжатым воздухом при достаточном заполнении воздушного ресивера для потребителей, работающих на сжатом воздухе. Благодаря этому подготовка сжатого воздуха может осуществляться всегда в том случае, когда должны заполняться соответствующие воздушные ресиверы. Когда воздушные ресиверы заполнены, может отключаться устройство для подготовки сжатого воздуха с устройством для сушки воздуха, так устройство для сушки воздуха может проходить фазу регенерации. Такой принцип действия особенно эффективен, поскольку высокие энергозатраты для сушки воздуха должны производиться только в определенных фазах работы системы снабжения сжатым воздухом, и становится возможной регенерация патронов для сушки воздуха.

Чтобы предотвратить обратные потоки в трубопроводе к модулю нагнетания сжатого воздуха, перед клапаном ограничения давления может быть расположен обратный клапан. В частности, при включении воздушного клапана предотвращается обратный поток.

Преимущественным образом через соответствующие датчики давления генерируется первый сигнал управления, когда позади обратного клапана достигается максимальное давление, и генерируется второй сигнал управления, когда в трубопроводе для снабжения устройства для подготовки воздуха достигнуто заранее определенное максимальное давление. Далее может быть предусмотрено логическое распределительное устройство, которое генерирует третий сигнал управления, когда имеются первый и второй сигналы управления. Благодаря этому преимущественным образом с помощью третьего сигнала управления может настраиваться воздушный клапан, расположенный в нагнетательном трубопроводе компрессора, в частности, перед разветвлением трубопроводов. В качестве альтернативы возможно с помощью третьего сигнала управления настраивать клапан на систему экономии энергии, с помощью которой может отключаться компрессор.

Преимущественным образом в трубопроводе между компрессором и воздушным ресивером для снабжения модуля нагнетания сжатого воздуха расположен клапан ограничения давления. С помощью этого обеспечивается, что при превышении заранее заданного давления возможно отключение компрессора и/или воздушного клапана, в частности, если для модуля нагнетания сжатого воздуха больше не требуется сжатый воздух.

Согласно другому исполнению изобретения воздушный клапан расположен и образован с возможностью переключения в нагнетательном трубопроводе компрессора перед разветвлением трубопроводов к модулю нагнетания сжатого воздуха и к воздушному ресиверу для работающих на сжатом воздухе потребителей. Предпочтительно переключение осуществляется с помощью сигналов управления, которые генерируются клапаном ограничения давления и переключаемым клапаном перед устройством для подготовки воздуха. В частности, воздушный клапан может отключаться автоматически, когда закрыт предохранительный клапан и устройству для подготовки сжатого воздуха больше не требуется сжатый воздух. Для этого, например, может быть предусмотрен логический клапан для переключения воздушного клапана.

Предпочтительно в трубопроводе к модулю для нагнетания сжатого воздуха позади клапана ограничения давления предусмотрен перепускной клапан, который имеет более высокое давление открытия, чем, по меньшей мере, один воздушный ресивер для потребителей, работающих на сжатом воздухе. Благодаря этому может задаваться последовательность заполнения воздушных ресиверов.

Изобретение ниже более подробно поясняется на примере осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж. Где показывает:

фиг.1 - блок-схему предложенной в соответствии с изобретением системы снабжения сжатым воздухом.

Система снабжения сжатым воздухом включает компрессор 1, который засасывает свежий воздух и приводится в действие, например, двигателем внутреннего сгорания. Компрессор 1 через нагнетательный трубопровод 22 соединен с воздушным клапаном 2, позади которого предусмотрено разветвление, которое осуществляет разделение на первый трубопровод 20 и второй трубопровод 21.

Первый трубопровод 20 служит для питания воздушного ресивера 7, снабжающего сжатым воздухом модуль 9 нагнетания сжатого воздуха, в частности, двигателя внутреннего сгорания. При этом в трубопроводе 20 позади воздушного клапана 2 предусмотрен обратный клапан 4, расположенный перед клапаном 5 ограничения давления. Позади клапана 5 ограничения давления предусмотрен перепускной клапан 6. К воздушному ресиверу 7 присоединен автоматический клапан 8 для спуска воды, чтобы сделать возможным определенный отвод влаги.

Второй трубопровод 21 через переключаемый клапан 15 соединен с устройством 10 для подготовки сжатого воздуха, которое имеет устройство для сушки воздуха и устройство для регулирования давления для снабжения отдельных воздушных ресиверов 11-14. При этом воздушные ресиверы 11 и 12 могут применяться в контурах рабочего тормозного механизма, которые имеют потребителей, работающих на сжатом воздухе. Воздушный ресивер 13 может, например, служить для работы стояночного тормоза или прицепа.

Воздушный ресивер 14 может применяться для работы других побочных потребителей, например сцепления. Воздушные ресиверы 11-14 могут, в частности, в грузовом автомобиле применяться для тормозной системы.

При работе компрессор 1 направляет сжатый воздух через воздушный клапан 2 в трубопроводы 20 и 21. Когда потребность в сжатом воздухе у первого трубопровода отсутствует и позади клапана 5 ограничения давления достигнуто заранее определенное максимальное давление, отключается клапан 5 ограничения давления и по магистрали управления 23 к логическому клапану 3, предпочтительно с функцией умножения, отдается первый сигнал управления. Обратный клапан 4 препятствует обратным потокам сжатого воздуха.

Когда на втором трубопроводе 21 устройство 10 для подготовки сжатого воздуха с регулятором давления устанавливает, что воздушные ресиверы 11-14 больше не нуждаются в сжатом воздухе и достигнуто заранее определенное максимальное давление, с помощью сигнала управления отключается переключаемый клапан 15 и по магистрали управления 24 логическому клапану 3 передается второй сигнал управления.

Когда, таким образом, как клапаном 5 ограничения давления генерируется первый сигнал управления, так и устройством 10 для подготовки сжатого воздуха генерируется второй сигнал управления, в этом случае логическим клапаном 3 подается третий сигнал управления, который в этом случае отключает также воздушный клапан 2. Благодаря этому отбор сжатого воздуха происходит только в случаях, при которых питатели также нуждаются в сжатом воздухе. Логический клапан 3 в качестве переключающего устройства может обрабатывать сигналы управления в форме пневматического давления. Также возможно применять сигналы управления в форме электрических сигналов.

В качестве опции в этом случае может также отключаться компрессор 1 или привод, соответственно электроснабжение компрессора 1. Для этого на компрессоре в качестве переключающего устройства предусмотрен клапан 16 или муфта 17, с помощью которого или которой компрессор 1 может быть отключен при наличии третьего сигнала управления.

Чтобы осуществить заполнение воздушных ресиверов 11-14 в определенной последовательности, перепускной клапан 6 на первом трубопроводе может быть отрегулирован на определенное давление открывания. Давление открывания может быть больше, чем давление при заполнении воздушных ресиверов 11 и 12 для контура рабочего тормоза, так что сначала заполняются воздушные ресиверы 11 и 12 и потом при дальнейшем повышении давления открывается перепускной клапан 6 и только потом осуществляется снабжение воздушного ресивера 7.

Благодаря отключению подачи сжатого воздуха возможна регенерация устройства для сушки воздуха в устройстве для подготовки сжатого воздуха, в частности оно включается только в определенных интервалах, что повышает коэффициент полезного действия системы для сжатого воздуха.

Возможно в предложенной в соответствии с изобретением системе снабжения сжатым воздухом клапаны 2, 4, 5, 6 и 15 интегрировать в общий модуль, который может быть соединен с устройством управления. Далее возможно предусмотреть на модуле 9 нагнетания сжатого воздуха нагревательные патроны, в частности, для предотвращения замерзания в этой области.

Вместо представленного логического клапана 3 функция управления воздушным клапаном, а также переключаемым клапаном 15 может также осуществляться внешним устройством управления, которое получает и отправляет соответствующие сигналы на переключение.

Изобретение относится к системе снабжения сжатым воздухом двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с турбонаддувом. Система снабжения сжатым воздухом ДВС с турбонаддувом содержит компрессор (1), соединенный через трубопровод (20) с воздушным ресивером (7) и устройством (10) для подготовки сжатого воздуха. Трубопровод (20) предназначен для заполнения воздушного ресивера (7) для снабжения модуля (9). Устройство (10) содержит устройства для сушки воздуха и устройство регулирования давления при снабжении воздушных ресиверов (11-14) для потребителей, работающих на сжатом воздухе. Трубопровод (20) разветвляется в направлении потока воздуха перед устройством (10) для подготовки сжатого воздуха. В системе снабжения сжатым воздухом может генерироваться первый сигнал управления, когда позади обратного клапана (4) или другого клапана (5) трубопровода (20) достигнуто максимальное давление. Также может генерироваться второй сигнал управления, когда в трубопроводе (21) для снабжения устройства (10) достигнуто заранее определенное максимальное давление. Также может быть предусмотрено логическое переключающее устройство (3). Логическое устройство (3) генерирует третий сигнал управления, когда имеют место первый и второй сигналы. Технический результат заключается в возможности выборочного снабжения сжатым воздухом модуля нагнетания сжатого воздуха и/или воздушных ресиверов для потребителей. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система снабжения сжатым воздухом двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом, с компрессором (1), который через трубопровод (20) соединен с воздушным ресивером (7) для снабжения модуля (9) нагнетания сжатого воздуха, и устройством (10) для подготовки сжатого воздуха с устройством для сушки воздуха и устройством для регулирования давления при снабжении воздушных ресиверов (11-14) для потребителей, работающих на сжатом воздухе, отличающаяся тем, что трубопровод (20) для заполнения воздушного ресивера (7) для снабжения модуля (9) для нагнетания сжатого воздуха разветвляется в направлении потока воздуха перед устройством (10) для подготовки сжатого воздуха.

2. Система снабжения сжатым воздухом по п.1, отличающаяся тем, что в трубопроводе (21) между компрессором (1) и устройством (10) для подготовки сжатого воздуха предусмотрен, по меньшей мере, один переключаемый клапан (15), чтобы при достаточном заполнении воздушных ресиверов (11-14) для потребителей, работающих на сжатом воздухе, отключить снабжение сжатым воздухом.

3. Система снабжения сжатым воздухом по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в трубопроводе (20) для заполнения воздушного ресивера (7) для снабжения модуля (9) для нагнетания сжатого воздуха предусмотрен обратный клапан (4).

4. Система снабжения сжатым воздухом по п.3, отличающаяся тем, что генерируется первый сигнал управления, когда позади обратного клапана (4) или другого клапана (5) достигнуто максимальное давление и генерируется второй сигнал управления, когда в трубопроводе (21) для снабжения устройства (10) для подготовки сжатого воздуха достигнуто заранее определенное максимальное давление.

5. Система снабжения сжатым воздухом по п.4, отличающаяся тем, что предусмотрено логическое переключающее устройство (3), которое генерирует третий сигнал управления, когда имеют место первый и второй сигналы управления.

6. Система снабжения сжатым воздухом по п.4 или 5, отличающаяся тем, что сигналы управления генерируются в форме пневматического давления.

7. Система снабжения сжатым воздухом по п.4 или 5, отличающаяся тем, что сигналы управления являются электрическими сигналами.

8. Система снабжения сжатым воздухом по п.1, отличающаяся тем, что переключаемый воздушный клапан (2) расположен в нагнетательном трубопроводе (22) компрессора (1).

9. Система снабжения сжатым воздухом по п.8, отличающаяся тем, что воздушный клапан (2) предусмотрен перед разветвлением на первый трубопровод (20) и второй трубопровод (21).

10. Система снабжения сжатым воздухом по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрены клапан (16) или муфта (17), с помощью которого или которой компрессор (1) может быть отключен при наличии третьего сигнала управления.

11. Система снабжения сжатым воздухом по п.1, отличающаяся тем, что в трубопроводе (20) между компрессором (1) и воздушным ресивером (7) для снабжения модуля (9) для нагнетания сжатого воздуха расположен клапан (5), который при достижении определенного давления прерывает подачу в воздушный ресивер (7).

12. Система снабжения сжатым воздухом по п.1, отличающаяся тем, что в трубопроводе (20) к воздушному ресиверу (7) для снабжения модуля (9) для нагнетания сжатого воздуха предусмотрен перепускной клапан (6), который имеет более высокое давление открывания, чем, по меньшей мере, часть воздушных ресиверов (11-14) для потребителей, работающих на сжатом воздухе.

13. Система снабжения сжатым воздухом по п.1, отличающаяся тем, что воздушный ресивер (7) для снабжения модуля (9) для нагнетания сжатого воздуха оснащен клапаном (8) для спуска воды.