ВОЗДУШНЫЙ КОМПРЕССОР ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ, В ЧАСТНОСТИ ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F04B39/06 B60T17/02 

Изобретение касается воздушного компрессора для пневматической установки, в частности для пневматической тормозной системы автомобиля промышленного назначения согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Общеизвестны воздушные компрессоры, представляющие собой приводимые в движение двигателями поршневые воздушные компрессоры для пневматических тормозных систем автомобилей промышленного назначения. Привод осуществляется здесь обычно в зависимости от частоты вращения двигателя посредством ременной передачи или зубчатой передачи.

У известных пневматических тормозных систем к воздушному компрессору подключен охлаждающий змеевик с последующим осушителем сжатого воздуха. Воздушный компрессор через воздушный фильтр всасывает окружающий воздух и после сжатия нагнетает его через охлаждающий змеевик в осушитель воздуха. При сжатии сжатый воздух нагревается, а в охлаждающем змеевике перед входом в осушитель воздуха охлаждается. При охлаждении в охлаждающем змеевике содержащаяся во всосанном окружающем воздухе вода может конденсироваться и, в частности, при холодном пуске при низких температурах окружающей среды охлаждающий змеевик может замерзать. Это может негативно влиять на функционирование пневматической тормозной системы и при известных условиях других пневмоприводных побочных потребителей, таких как, например, стояночный тормоз, привод управления сцеплением, и пр.

Задачей изобретения является, в отличие от этого, усовершенствовать воздушный компрессор такого рода так, чтобы с помощью простой и экономичной меры предотвращалось замерзание охлаждающего змеевика.

Эта задача решается с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом ссылающихся на них зависимых пунктов формулы изобретения.

В соответствии с изобретением после воздушного компрессора включен охладитель сжатого воздуха, имеющий корпус охладителя, через который протекает охлаждающая среда и в котором находятся первый направляющий воздух, предпочтительно трубчатый участок (15) охлаждения сжатого воздуха, представляющий собой короткий участок охлаждения сжатого воздуха и определенно более длинный по сравнению с ним, второй направляющий воздух, предпочтительно трубчатый участок (16) охлаждения сжатого воздуха, представляющий собой длинный участок охлаждения сжатого воздуха. Эти участки охлаждения в конце соединены для общего выхода сжатого воздуха.

Кроме того, с входом сжатого воздуха охладителя сжатого воздуха согласован регулируемый по температуре распределитель сжатого воздуха, который для достижения и поддержания номинальной температуры на выходе сжатого воздуха охладителя сжатого воздуха в зависимости от зарегистрированной там фактической температуры распределяет подведенный сжатый воздух на вход короткого участка охлаждения сжатого воздуха и/или на вход длинного участка охлаждения сжатого воздуха.

Регулирование/управление происходит при этом таким образом, что при холодном пуске короткий участок охлаждения сжатого воздуха открыт. Начиная с определенной температуры на выходе сжатого воздуха, длинный участок охлаждения сжатого воздуха открывается, а короткий участок охлаждения сжатого воздуха закрывается. В промежуточной области путем смешивания сжатого воздуха из короткого участка охлаждения сжатого воздуха и длинного участка охлаждения сжатого воздуха всегда достигается и поддерживается оптимальная номинальная температура на выходе сжатого воздуха охладителя сжатого воздуха.

Предпочтительно тем самым осуществляется противодействие замерзанию охлаждающего змеевика, и охлаждающий змеевик может, к тому же, иметь относительно простую конструкцию.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления вышеназванный охладитель сжатого воздуха с регулированием температуры интегрирован в головку воздушного компрессора, так что при этом не требуются никакие дополнительные внешние конструктивные элементы. Варианты охлаждающего змеевика могут этим ограничиваться. При интеграции в головку воздушного компрессора на фазе холодного пуска при активированном коротком участке охлаждения сжатого воздуха подъем температуры может происходить особенно быстро и благодаря этому надежно предотвращаться замерзание подключенного охлаждающего змеевика.

Предлагаемая изобретением система и мера пригодна, в частности, для воздушного компрессора, представляющего собой поршневой воздушный компрессор, привод которого осуществляется в зависимости от частоты вращения двигателем внутреннего сгорания через ременную передачу или зубчатую передачу.

Распределитель сжатого воздуха может представлять собой многоходовой клапан, в частности 3/2-ходовой регулирующий клапан. Альтернативно распределитель сжатого воздуха может представлять собой регулирующую заслонку в корпусе распределителя, при этом к корпусу распределителя подключены вход сжатого воздуха, а также входы короткого участка охлаждения сжатого воздуха и длинного участка охлаждения сжатого воздуха. При этом регулирующая заслонка шарнирно установлена и может переставляться так, что она соответственно закрывает один участок охлаждения, или оба участка охлаждения для надлежащего подмешивания частично открыты, при этом в участки охлаждения могут подаваться различные количества сжатого воздуха.

В одном из простых вариантов осуществления в качестве сенсорного и исполнительного элемента для регулирующего клапана или регулирующей заслонки может применяться биметаллическая система, предпочтительно интегрированная в головку воздушного компрессора. Альтернативно при внешнем расположении регулирование может реализовываться с помощью системы из сенсора фактического значения температуры на выходе сжатого воздуха, включающей в себя регулятор с заданным номинальным значением, а также включенное после этого исполнительное звено в регулирующем клапане или для регулирующей заслонки.

Кроме того, изобретение касается способа эксплуатации такого рода воздушного компрессора, а также транспортного средства, в частности автомобиля промышленного назначения, снабженного такого рода воздушным компрессором. Получающиеся при этом преимущества уже были подробно оценены выше.

С помощью чертежей один из вариантов осуществления изобретения поясняется подробнее.

Показано:

фиг. 1: схематичное изображение воздушного компрессора для пневматической тормозной системы автомобиля промышленного назначения, и

фиг. 2: сечение схематичного увеличенного изображения головки воздушного компрессора.

На фиг. 1 изображен воздушный компрессор 1, представляющий собой поршневой воздушный компрессор, привод поршня 2 которого осуществляется через зубчатую передачу 3 от (не изображенного) двигателя внутреннего сгорания автомобиля промышленного назначения, в зависимости от его частоты вращения.

Воздушный компрессор 1 всасывает окружающий воздух (стрелка 4) через воздушный фильтр 5 и (не изображенный) всасывающий клапан в цилиндр 6 воздушного компрессора. При ходе поршня при закрытом всасывающем клапане и открытом (не изображенном) выпускном клапане сжатый воздух нагнетается в головку 7 воздушного компрессора. В головке 7 воздушного компрессора интегрирован охладитель 8 сжатого воздуха, который детально изображен на фиг.2 и который через выходной трубопровод 9 сжатого воздуха соединен с охлаждающим змеевиком 10, к которому подключен (схематично изображенный штриховой линией) осушитель 11 воздуха.

Интегрированный в головке 7 воздушного компрессора охладитель 8 сжатого воздуха имеет корпус 12 охладителя, через который через вход 13 охлаждающей среды и выход 14 охлаждающей среды протекает охлаждающая среда (в целях наглядности это на фиг. 2 не показано).

В корпусе 12 охладителя здесь, в качестве примера, находятся трубчатый короткий участок 15 охлаждения сжатого воздуха и выполненный в виде змеевика, трубчатый, определенно более длинный по сравнению с ним участок 16 охлаждения сжатого воздуха, которые в месте 17 соединения в конце перед выходом из корпуса 12 охладителя соединены друг с другом. Но, в принципе, участки охлаждения, разумеется, могут быть также выполнены любым другим образом.

Вход 18 сжатого воздуха в корпусе 12 охладителя направляет сжатый воздух из цилиндра 6 воздушного компрессора и находится в регулируемом по температуре распределителе 19 сжатого воздуха.

Распределитель 19 сжатого воздуха представляет собой регулирующую заслонку 20 в корпусе 21 распределителя, которая может поворачиваться посредством (не изображенного) исполнительного звена (двойная стрелка 22).

В изображенном горизонтальном положении регулирующей заслонки 20 вход в короткий участок 15 охлаждения сжатого воздуха закрыт, а вход в длинный участок 16 охлаждения сжатого воздуха с прямым путем течения к входу 18 сжатого воздуха открыт.

В другом вертикальном (изображенном штриховой линией) крайнем положении регулирующей заслонки 20, напротив, короткий участок 15 охлаждения сжатого воздуха с прямым путем течения к входу 18 сжатого воздуха открыт, а длинный участок 16 охлаждения сжатого воздуха закрыт. В промежуточных положениях регулирующей заслонки 20 происходит регулируемое распределение сжатого воздуха по двум участкам 15, 16 охлаждения сжатого воздуха.

Для этого сенсором 23 фактического значения температуры измеряется температура в выходном трубопроводе 9 сжатого воздуха и передается на регулятор 24, в котором задана номинальная температура. Выход регулятора 24 соединен с исполнительным звеном регулирующей заслонки 20. Регулирование или, соответственно, настройка регулирующей заслонки 20 происходит таким образом, что в холодном состоянии (холодный пуск) регулирующая заслонка 20 закрывает длинный участок 16 охлаждения сжатого воздуха (состояние, изображенное штриховой линией). В этом состоянии трубопровод к осушителю 11 воздуха (охлаждающий змеевик 10) быстро нагревается и замерзание предотвращается.

Начиная с определенной зарегистрированной фактической температуры в выходном трубопроводе 9 сжатого воздуха на головке 7 воздушного компрессора, регулирующая заслонка 20 открывает длинный участок 16 охлаждения сжатого воздуха и закрывает одновременно короткий участок 15 охлаждения сжатого воздуха (горизонтальное положение регулирующей заслонки 20). Путем перемешивания сжатого воздуха из короткого участка 15 охлаждения сжатого воздуха и длинного участка 16 охлаждения сжатого воздуха с помощью переставленной в промежуточные положения регулирующей заслонки 20 всегда достигается оптимальная номинальная температура на выходе 9 сжатого воздуха компрессорной головки 7. Регулирующая заслонка 20 при этом выполнена и настроена так, что всегда один из двух участков 15, 16 охлаждения открыт, а один закрыт или оба участка 15, 16 охлаждения частично открыты.

Вместо изображенного в качестве примера внешнего регулирования с помощью внешнего регулятора 24 может также осуществляться регулирование регулирующей заслонки с помощью биметаллической системы, предпочтительно находящейся в головке 7 воздушного компрессора.

Список ссылочных позиций

1 Воздушный компрессор

2 Поршень

3 Зубчатая передача

4 Стрелка (окружающий воздух)

5 Воздушный фильтр

6 Цилиндр воздушного компрессора

7 Головка воздушного компрессора

8 Охладитель сжатого воздуха

9 Выходной трубопровод сжатого воздуха

10 Охлаждающий змеевик

11 Осушитель воздуха

12 Корпус охладителя

13 Вход охлаждающей среды

14 Выход охлаждающей среды

15 Короткий участок охлаждения сжатого воздуха

16 Длинный участок охлаждения сжатого воздуха

17 Место соединения

18 Вход сжатого воздуха

19 Распределитель сжатого воздуха

20 Регулирующая заслонка

21 Корпус распределителя

22 Двойная стрелка

23 Сенсор фактического значения температуры

24 Регулятор

Изобретение касается воздушного компрессора (1) для пневматической установки, в частности для пневматической тормозной системы автомобиля промышленного назначения. После воздушного компрессора (1) включен охладитель (8) сжатого воздуха. Через корпус (12) охладителя протекает охлаждающая среда, в котором находятся трубчатый короткий участок (15) охлаждения сжатого воздуха и трубчатый длинный участок (16) охлаждения сжатого воздуха, которые в конце соединены для общего выхода сжатого воздуха (место 17 соединения). Охладитель (8) сжатого воздуха интегрирован в головку (7) воздушного компрессора. С входом (18) сжатого воздуха охладителя (8) согласован регулируемый по температуре распределитель (19) сжатого воздуха, который для достижения и поддержания номинальной температуры на выходе (9) сжатого воздуха охладителя, в зависимости от зарегистрированной там фактической температуры, распределяет подведенный сжатый воздух на вход короткого участка (15) охлаждения и/или на вход длинного участка (16) охлаждения. Предотвращается замерзание охлаждающего змеевика. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Воздушно-компрессорное устройство для пневматической установки транспортного средства, включающее в себя

- воздушный компрессор, и

- включенный после воздушного компрессора охладитель (8) сжатого воздуха, имеющий корпус (12) охладителя, через который протекает охлаждающая среда и в котором находятся первый направляющий воздух, предпочтительно трубчатый участок (15) охлаждения сжатого воздуха, представляющий собой короткий участок охлаждения сжатого воздуха, и определенно более длинный по сравнению с ним, второй направляющий воздух, предпочтительно трубчатый участок (16) охлаждения сжатого воздуха, представляющий собой длинный участок охлаждения сжатого воздуха, причем эти участки в конце соединены (17) для общего выхода сжатого воздуха,

причем с входом (18) сжатого воздуха охладителя (8) сжатого воздуха согласован регулируемый по температуре распределитель (19) сжатого воздуха, который образован для того, чтобы для достижения и поддержания номинальной температуры на выходе (9) сжатого воздуха в зависимости от зарегистрированной там фактической температуры распределять подведенный сжатый воздух на вход короткого участка (15) охлаждения сжатого воздуха и/или на вход длинного участка (16) охлаждения сжатого воздуха,

отличающееся тем, что охладитель (8) сжатого воздуха интегрирован в головку (7) воздушного компрессора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что воздушный компрессор представляет собой поршневой воздушный компрессор (1).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что привод поршневого воздушного компрессора (1) осуществляется двигателем внутреннего сгорания транспортного средства, в частности автомобиля промышленного назначения, в зависимости от частоты его вращения через ременную передачу или зубчатую передачу (3).

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выход (9) сжатого воздуха через предпочтительно выполненный в виде охлаждающего змеевика (10) трубопровод соединен с осушителем (11) воздуха.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель (19) сжатого воздуха представляет собой многоходовой клапан, в частности 3/2-ходовой регулирующий клапан.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель (19) сжатого воздуха представляет собой регулирующую заслонку (20) в корпусе (21) распределителя, при этом к корпусу (21) распределителя подключены вход (18) сжатого воздуха, а также входы короткого участка (15) охлаждения сжатого воздуха и длинного участка (16) охлаждения сжатого воздуха, и регулирующая заслонка (20) шарнирно установлена и выполнена с возможностью перестановки так, что соответственно один участок (15, 16) охлаждения закрыт или оба участка (15, 16) охлаждения частично открыты.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что в качестве сенсорного и исполнительного элемента для регулирующего клапана предусмотрена биметаллическая система, предпочтительно интегрированная в головку воздушного компрессора.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в качестве сенсорного и исполнительного элемента для регулирующей заслонки (20) предусмотрена биметаллическая система, предпочтительно интегрированная в головку (7) воздушного компрессора.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что регулирование осуществляется с помощью системы из сенсора (23) фактического значения температуры, регулятора (24) с заданным номинальным значением и подключенного исполнительного привода.

10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что регулирование осуществляется с помощью системы из сенсора (23) фактического значения температуры, регулятора (24) с заданным номинальным значением и подключенного исполнительного привода.

11. Транспортное средство, снабженное воздушно-компрессорным устройством (1) по одному из пп. 1-10.

12. Способ эксплуатации воздушно-компрессорного устройства (1) для пневматической установки транспортного средства, включающего в себя

- воздушный компрессор и

- включенный после воздушного компрессора охладитель (8) сжатого воздуха, имеющий корпус (12) охладителя, через который протекает охлаждающая среда, в котором находятся первый направляющий воздух, предпочтительно трубчатый участок (15) охлаждения сжатого воздуха, представляющий собой короткий участок охлаждения сжатого воздуха, и определенно более длинный по сравнению с ним, второй направляющий воздух, предпочтительно трубчатый участок (16) охлаждения сжатого воздуха, представляющий собой длинный участок охлаждения сжатого воздуха, которые в конце соединены (17) для общего выхода сжатого воздуха,

причем с входом (18) сжатого воздуха охладителя (8) сжатого воздуха согласован регулируемый по температуре распределитель (19) сжатого воздуха, который для достижения и поддержания номинальной температуры на выходе (9) сжатого воздуха охладителя сжатого воздуха в зависимости от зарегистрированной там фактической температуры распределяет подведенный сжатый воздух на вход короткого участка (15) охлаждения сжатого воздуха и/или на вход длинного участка (16) охлаждения сжатого воздуха,

отличающийся тем, что охладитель (8) сжатого воздуха интегрирован в головку (7) воздушного компрессора.