СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК F15B21/04 

Изобретение относится к способу эксплуатации, в частности, электронного устройства для подготовки сжатого воздуха для автомобиля общего назначения, например, для грузового автомобиля или автобуса. Кроме того, изобретение относится к устройству для подготовки сжатого воздуха, выполненному для осуществления указанного способа эксплуатации.

В автомобилях общего назначения с системой сжатого воздуха в настоящее время обычно установлены воздушные компрессоры, каким-либо образом переключаемые из режима нагнетания (рабочего режима) в режим энергосбережения (режим холостого хода) с сокращенной производительностью и, соответственно, сокращенным потреблением мощности. Максимальное сокращение происходит в результате приведения в действие сцепления между моторным приводом и воздушным компрессором. Частичное сокращение происходит в результате приведения в действие клапана в головке цилиндра воздушного компрессора, благодаря чему камеры всасывания и сжатия соединяются между собой, а сжатие и нагнетание воздуха, соответственно, сильно сокращаются. Приведение в действие клапана обычно осуществляется с помощью пневматического управляющего сигнала или давления в линии нагнетания, по которой подается сжатый воздух. В последнем случае для перехода в режим энергосбережения в последующей воздушной сушилке или в электронном блоке для подготовки воздуха открывается спускной клапан, и тем самым воздух из линии нагнетания удаляется. Обратный клапан ниже по течению от спускного клапана обеспечивает давление в компрессорной установке. Обычно, если в системе компрессорной установки будет достигнуто максимально допустимое давление, происходит процесс отключения. При давлении в линии нагнетания обычно, например, ниже примерно 2 бар, включается клапан в головке цилиндра воздушного компрессора, вследствие чего камеры всасывания и сжатия соединяются между собой. Воздушный компрессор находится в режиме энергосбережения, сокращенный объем подачи удаляется через спускной клапан в атмосферу. Однако если давление в системе опустится ниже определенного минимального давления, спускной клапан должен закрыться. В результате давление в линии нагнетания постепенно снова возрастает. Обычно заполниться должен объем примерно в 2 литра, а именно, линия нагнетания между воздушным компрессором и блоком для производства воздуха, а также патрон с сорбентом-осушителем. Вначале воздушный компрессор нагнетает только сокращенное количество воздуха, а снова полное количество воздуха - лишь по достижении примерно 2 бар в линии нагнетания, когда клапан в головке цилиндра воздушного компрессора устанавливает связь между камерами всасывания и сжатия. Снова воздух в систему сжатого воздуха подается только тогда, когда давление в линии нагнетания поднимется выше актуального. В частности, когда хотят использовать фазы принудительного холостого хода (например, движение под уклон), то вначале из-за сокращенного количества воздуха проходит относительно много времени, пока в системе сжатого воздуха не накопится необходимая энергия. При коротких фазах принудительного холостого хода может случиться, что давление в линии нагнетания еще не будет превышать давления в системе, и в результате оно как бы «бесконтрольно» снова стравится через сточный клапан, и энергия не сможет накапливаться.

Задача изобретения состоит в создании способа эксплуатации целесообразно электронного устройства для подготовки сжатого воздуха для автомобиля общего назначения, с помощью которого, в частности, даже короткие фазы принудительного холостого хода могут использоваться для получения или преобразования энергии, с помощью которого, в частности, из фазы холостого хода/энергосбережения давление в линии нагнетания, например, свыше предельного давления, предпочтительно, около, 2 бар, может создаваться быстрее.

Эта задача может решаться с помощью признаков основного пункта формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения могут заимствоваться из дополнительных пунктов формулы изобретения и из последующего описания.

Изобретение создает способ эксплуатации, в частности, электронного устройства для подготовки сжатого воздуха, для соединения с воздушно-компрессорным устройством (например, компрессором с так называемой автоматической системой холостого хода (SLS)), автоматически переключаемым с помощью сжатого воздуха из устройства для подготовки сжатого воздуха в режим холостого хода, и с системой сжатого воздуха.

Устройство для подготовки сжатого воздуха содержит нагнетательное устройство (например, линию нагнетания), соединяемую с воздушно-компрессорным устройством, а также первый, второй, третий и четвертый клапаны.

Из фазы холостого хода (например, фазы энергосбережения) к фазе нагнетания (например, рабочей фазе) первый и третий клапаны переключаются в запертое состояние, а второй клапан - в открытое состояние. Благодаря этому воздух из системы сжатого воздуха через второй клапан и в обход четвертого клапана может направляться обратно в нагнетательное устройство для создания, в частности, давления воздуха в нагнетательном устройстве из фазы холостого хода, исходя из безнапорного нагнетательного устройства. В результате энергия из фаз принудительного холостого хода (например, движения под уклон), в частности, даже коротких фаз принудительного холостого хода, например, менее 30, 15 или даже 5 секунд, может преобразовываться в сжатый воздух и накапливаться в системе сжатого воздуха.

Возможно, чтобы из фазы холостого хода воздух из системы сжатого воздуха по соединительной линии подавался в участок линии устройства для подготовки сжатого воздуха между четвертым клапаном и устройством для подготовки или сушки воздуха и через устройство для подготовки или сушки воздуха возвращался обратно в нагнетательное устройство.

Соединительная линия, предпочтительно, ответвляется от участка линии, соединяющего второй клапан с третьим клапаном, и заканчивается между четвертым клапаном и устройством для подготовки или сушки воздуха.

Соединительная линия может содержать дроссельный клапан, представляющий собой пятый клапан устройства для подготовки сжатого воздуха.

Второй клапан из фазы холостого хода может переключаться из закрытого состояния в открытое и целесообразным образом снова в закрытое состояние каждый раз, как только на участке линии между вторым клапаном и системой сжатого воздуха, например, посредством датчика давления будет зарегистрировано повышение давления.

Первый и/или второй клапан, предпочтительно, являются электрически переключаемыми распределительными клапанами, предпочтительно, магнитными клапанами.

Возможно, чтобы воздух из системы сжатого воздуха, если первый клапан открыт, воздействовал через первый клапан на третий клапан для его переключения. Целесообразно, чтобы третий клапан для своего переключения с помощью сжатого воздуха из системы сжатого воздуха и/или из первого клапана через участок линии был соединен с первым клапаном.

Кроме того, воздух из системы сжатого воздуха, если второй клапан открыт, может воздействовать через этот клапан на третий клапан для его переключения. Целесообразно, чтобы третий клапан для своего переключения с помощью сжатого воздуха из системы сжатого воздуха и/или из второго клапана через участок линии был соединен со вторым клапаном.

Следовательно, третьим клапаном целесообразно управлять с помощью сжатого воздуха из системы сжатого воздуха как через первый, так и через второй клапан.

Третий клапан, предпочтительно, является воздушным спускным клапаном для выборочных закрытия или выдачи воздуха из нагнетательного устройства и/или переключаемого сжатым воздухом клапаном, в частности, переключаемо с помощью воздуха из первого и второго клапанов.

В то же время четвертый клапан, предпочтительно, является обратным клапаном.

Четвертый клапан может, например, допустить прохождение воздуха из нагнетательного устройства в систему сжатого воздуха, в то время как прохождение воздуха из системы сжатого воздуха в нагнетательное устройство запретить.

Система подготовки сжатого воздуха может содержать датчик давления для регистрации давления воздуха между вторым клапаном и системой сжатого воздуха. Второй клапан может переключаться в зависимости от значений, регистрируемых посредством датчика давления.

Следует упомянуть, что признак «воздух» в рамках изобретения понимается широко и, предпочтительно, может охватывать и другие газы.

Кроме того, следует упомянуть, что признак «фаза холостого хода» может включать «фазу энергосбережения», а признак «фаза нагнетания» - «рабочую фазу».

Изобретение не ограничено способом эксплуатации, а включает в себя также устройство для подготовки сжатого воздуха, выполненного для осуществления описанного здесь способа эксплуатации.

Вышеописанные предпочтительные варианты осуществления изобретения и признаки изобретения произвольно комбинируются друг с другом. Другие предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и вытекают из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на приложенные фигуры.

Фиг. 1 изображает устройство для подготовки сжатого воздуха согласно варианту осуществления изобретения в состоянии системы «быстрое переключение воздушного компрессора из фазы холостого хода в фазу нагнетания»;

Фиг. 2 - устройство для подготовки сжатого воздуха на Фиг. 1 в состоянии системы «нагнетание»;

Фиг. 3 - устройство для подготовки сжатого воздуха на Фиг. 1 и 2 в состоянии системы «отключение плюс регенерация воздушного компрессора», и

Фиг. 4 - устройство для подготовки сжатого воздуха на Фиг. 1 и 3 в состоянии системы «отключение воздушного компрессора».

На Фиг. 1 изображено устройство 100 для подготовки сжатого воздуха согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Устройство 100 для подготовки сжатого воздуха служит для соединения, с одной стороны, с воздушно-компрессорным устройством 200, автоматически переключаемым с помощью сжатого воздуха из устройства 100 для подготовки сжатого воздуха в режим холостого хода (например, с воздушным компрессором с так называемой автоматической системой холостого хода SLS; воздушный компрессор может переключаться в режим холостого хода автоматически), а с другой стороны для соединения с системой сжатого воздуха 300. Устройство 100 для подготовки сжатого воздуха и воздушно-компрессорное устройство 200 соединены между собой с помощью нагнетательного устройства FE (линии нагнетания). Нагнетательное устройство FE через вход 1 ведет в устройство 100 для подготовки сжатого воздуха.

Устройство 100 для подготовки сжатого воздуха содержит первый клапан V1 (электрически переключаемый магнитный клапан), второй клапан V2 (электрически переключаемый магнитный клапан), третий клапан V3 (воздушный спускной клапан), четвертый клапан V4 (обратный клапан) и пятый клапан V5 (дроссельный клапан). Третий клапан V3 служит для управляемого сжатым воздухом, избирательного запирания или выдачи воздуха из нагнетательного устройства FE. Воздух, выдаваемый с помощью третьего клапана V3, через выход 3 может выдаваться из устройства 100 для подготовки сжатого воздуха.

Устройство 100 для подготовки сжатого воздуха содержит устройство Т для подготовки воздуха, например, устройство для сушки воздуха, в частности, для регенерации сухого воздуха из системы 300 сжатого воздуха.

Третий клапан V3 для включения посредством сжатого воздуха из первого клапана V1 соединен с первым клапаном V1 через участок 1-3 линии. Воздух из системы 300 сжатого воздуха, если первый клапан V1 открыт, может воздействовать через него на третий клапан V3 для его включения.

Третий клапан V3 для включения посредством сжатого воздуха из второго клапана V2 соединен со вторым клапаном V2 через участок 2-3 линии. Воздух из системы 300 сжатого воздуха, если второй клапан V2 открыт, может воздействовать через него на третий клапан V3 для его включения.

Соединительная линия VL ответвляется от участка 2-3 и заканчивается между четвертым клапаном V4 и устройством Т для производства воздуха. Соединительная линия VL содержит пятый клапан V5.

Режим эксплуатации системы, показанной на Фиг. 1, описывается ниже со ссылкой на Фиг. 1-4, причем на Фиг. 1 изображено состояние системы «Быстрое переключение воздушного компрессора 200 из фазы холостого хода в фазу нагнетания», на Фиг. 2 - состояние системы «Нагнетание», на Фиг. 3 - состояние системы «Отключение воздушного компрессора 200 плюс регенерация», а на Фиг. 4 - состояние системы «Отключение воздушного компрессора 200».

При переходе от фазы холостого хода или энергосбережения (Фиг. 4) к фазе нагнетания или рабочей фазе первый V1 и третий клапан V3 переключаются в запертое состояние «0», а второй клапан V2 - в открытое состояние «1» (Фиг. 1), так что воздух из системы 300 сжатого воздуха через второй клапан V2 и в обход четвертого клапана V4 - т.е. параллельно четвертому клапану V4 возвращается обратно в нагнетательное устройство FE, вследствие чего на вначале безнапорное нагнетательное устройство FE подается давление. Таким образом, давление в нагнетательном устройстве FE из холостой фазы для лучшего использования нагнетания сжатого воздуха (с малой энергией), в частности, во время коротких фаз принудительного холостого хода автомобиля общего назначения, может создаваться быстрее. Для получения энергии могут использоваться даже фазы принудительного холостого хода короче, например, 30, 15 или даже 5 сек. Для регенерации сухого воздуха из системы 300 сжатого воздуха второй клапан V2 при открытом третьем клапане V3, наоборот, открывается, вследствие чего сухой воздух из системы 300 сжатого воздуха параллельно четвертому клапану V4 по соединительной линии VL и через пятый клапан V5 может протекать для своей регенерации через устройство Т для подготовки воздуха (Фиг. 3).

Итак, система предусматривает обратную подачу воздуха из системы 300 сжатого воздуха в нагнетательное устройство FE. Это может быть реализовано как раз за счет того, что при закрытом третьем клапане V3 второй клапан V2 открывается, так что воздух устремляется в нагнетательное устройство FE, и давление может быстрее превысить обычное предельное давление, например, обычно 2 бар. Из этого следует, что воздушно-компрессорное устройство 200 сможет быстрее снова нагнетать полное количество воздуха, а давление в нагнетательном устройстве FE сможет быстрее превысить давление в системе. Энергия, свободно имеющаяся в фазе принудительного холостого хода, сможет быстрее накапливаться в системе 300 сжатого воздуха даже тогда, когда фаза принудительного холостого хода является относительно краткой.

Следовательно, система обеспечивает использование, в частности, коротких фаз принудительного холостого хода для получения (рекуперации) свободно имеющейся энергии в фазах принудительного холостого хода или для преобразования свободно имеющейся энергии в фазах принудительного холостого хода в сжатый воздух и для его последующего накопления в системе 300 сжатого воздуха. Посредством подачи сжатого воздуха из системы 300 сжатого воздуха в нагнетательное устройство FE воздушно-компрессорное устройство 200 может быстрее переводиться из фазы холостого хода в фазу (полного) нагнетания.

Второй клапан V2 в фазе холостого хода переключается из запертого состояния «0» в открытое состояние «1», а именно, целесообразным образом каждый раз, как только между системой 300 сжатого воздуха и вторым клапаном V2 с помощью датчика S давления будет зарегистрировано повышение давления.

Изобретение не ограничено вышеописанными предпочтительными вариантами осуществления. Наоборот, возможно множество вариантов и модификаций, также использующих изобретательскую идею и подпадающих поэтому под объем защиты. Кроме того, изобретение претендует на защиту предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения независимо от признаков и пунктов формулы изобретения, на которые они ссылаются.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

100 устройство для подготовки сжатого воздуха

200 воздушно-компрессорное устройство (воздушный компрессор)

300 система сжатого воздуха

V1 первый клапан

V2 второй клапан

V3 третий клапан

V4 четвертый клапан

V5 пятый клапан

FE нагнетательное устройство (линия нагнетания)

Т устройство для подготовки или сушки воздуха

VL соединительная линия

1-3 соединительная линия (первого клапана с третьим)

2-3 соединительная линия (второго клапана с третьим)

S датчик давления

«0» запертое состояние

«1» открытое состояние

М двигатель

Способ эксплуатации, предпочтительно, электронного устройства (100) для подготовки сжатого воздуха для соединения с одной стороны с автоматически переключаемым с помощью сжатого воздуха из устройства (100) для подготовки сжатого воздуха в режим холостого хода воздушно-компрессорного устройства (200), а с другой стороны - с системой сжатого воздуха (300). Устройство (100) для подготовки сжатого воздуха содержит соединяемое с воздушно-компрессорным устройством (200) нагнетательное устройство (FE), первый клапан (V1), второй клапан (V2), третий клапан (V3) и четвертый клапан (V4). Из фазы холостого хода в фазу нагнетания первый клапан (V1) и третий клапан (V3) переключают в запертое состояние («0»), а второй клапан (V2) - в открытое состояние («1»), так что воздух через систему (300) сжатого воздуха через второй клапан (V2) и в обход четвертого клапана (V4) направляют обратно в нагнетательное устройство (FE). Кроме того, изобретение относится к устройству (100) для подготовки сжатого воздуха, выполненному для осуществления указанного способа эксплуатации. Технический результат – повышение быстродействия устройства. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ эксплуатации устройства (100) для подготовки сжатого воздуха для соединения с одной стороны с автоматически переключаемым с помощью сжатого воздуха из устройства (100) для подготовки сжатого воздуха в режим холостого хода воздушно-компрессорным устройством (200), а с другой стороны - с системой (300) сжатого воздуха, причем устройство (100) для подготовки сжатого воздуха содержит соединяемое с воздушно-компрессорным устройством (200) нагнетательное устройство (FE), первый клапан (V1), второй клапан (V2), третий клапан (V3) и четвертый клапан (V4), причем из фазы холостого хода в фазу нагнетания первый клапан (V1) и третий клапан (V3) переключают в запертое состояние («0»), а второй клапан (V2) переключают в открытое состояние («1»), так что воздух из системы (300) сжатого воздуха через второй клапан (V2) и в обход четвертого клапана (V4) направляют обратно в нагнетательное устройство (FE).

2. Способ эксплуатации по п. 1, причем воздух из системы (300) сжатого воздуха через соединительную линию (VL) подают в участок линии устройства (100) для подготовки сжатого воздуха между четвертым клапаном (V4) и устройством (Т) для подготовки или сушки воздуха, а через устройство (Т) для подготовки или сушки воздуха - обратно в нагнетательное устройство (FE).

3. Способ эксплуатации по п. 2, причем соединительная линия (VL) содержит дроссельный клапан (V5).

4. Способ эксплуатации по п. 1, причем второй клапан (V2) из фазы холостого хода переключают из запертого состояния («0») в открытое состояние («1») и снова в запертое состояние («0»), если между вторым клапаном (V2) и системой (300) сжатого воздуха регистрируют повышение давления.

5. Способ эксплуатации по п. 1, причем первый клапан (V1) и/или второй клапан (V2) является электрически переключаемым распределительным клапаном, предпочтительно магнитным клапаном.

6. Способ эксплуатации по п. 1, причем воздух из системы (300) сжатого воздуха, если первый клапан (V1) открыт («1»), воздействует через первый клапан (V1) на третий клапан (V3) для его переключения.

7. Способ эксплуатации по п. 1, причем воздух из системы (300) сжатого воздуха, если второй клапан (V2) открыт («1»), воздействует через второй клапан (V2) на третий клапан (V3) для его переключения.

8. Способ эксплуатации по п. 1, причем третий клапан (V3) является воздушным спускным клапаном для выборочного запирания и выдачи воздуха из нагнетательного устройства (FE) и/или выполнен с возможностью переключения сжатым воздухом, в частности, с помощью воздуха из системы (300) сжатого воздуха.

9. Способ эксплуатации по п. 1, причем четвертый клапан (V4) является обратным клапаном.

10. Способ эксплуатации по п. 1, причем четвертый клапан (V4) позволяет проход воздуха из нагнетательного устройства (FE) в систему (300) сжатого воздуха и предотвращает проход воздуха из системы (300) сжатого воздуха в нагнетательное устройство (FE).

11. Способ эксплуатации по одному из пп. 1-9, причем устройство (100) для подготовки сжатого воздуха содержит датчик (S) давления для регистрации давления воздуха между вторым клапаном (V2) и системой (300) сжатого воздуха и предпочтительно второй клапан (V2) переключают в зависимости от значений, регистрируемых посредством датчика (S) давления.

12. Устройство (100) для подготовки сжатого воздуха, выполненное для осуществления способа эксплуатации по одному из пп. 1-11.

13. Устройство (100) для подготовки сжатого воздуха по п. 12, причем оно представляет собой электронное устройство для подготовки сжатого воздуха.