專利名稱：活塞空氣壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞壓縮機(jī)，該活塞壓縮機(jī)包括吸入室和與吸入 室分開的接通室。這樣的活塞空氣壓縮機(jī)例如以單缸活塞壓縮機(jī)的形 式安裝在商用車的氣動(dòng)系統(tǒng)中。這樣的活塞空氣壓縮機(jī)具有在氣缸中 運(yùn)行的活塞，該活塞在其從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的中壓縮空氣，于是 空氣以壓縮空氣的形式通過起止回閥作用的膜片閥從活塞空氣壓縮機(jī) 出來。壓縮空氣經(jīng)過壓力管道被導(dǎo)入空氣處理裝置，該空氣處理裝置 干燥壓縮空氣并將壓縮空氣經(jīng)過控制閥輸送到負(fù)載，例如壓縮空氣容 器內(nèi)。
背景技術(shù)：
當(dāng)壓縮空氣容器被充滿時(shí)，活塞空氣壓縮機(jī)被切換到空轉(zhuǎn)運(yùn)行。 在此壓力管道保持有壓力。同時(shí)接通室被接通到單缸活塞空氣壓縮機(jī) 中。活塞在從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)壓縮接通室內(nèi)的空氣，并且經(jīng)過 壓縮的空氣又在活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)將其壓回，從而從流動(dòng) 損失上看，在空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)不必耗費(fèi)能量。接通室越大，最大可能出現(xiàn) 的峰值壓力越小。如果接通室的大小例如與排量恰好相等，那么活塞 位于上止點(diǎn)時(shí)的峰值壓力是活塞位于下止點(diǎn)時(shí)的最小壓力的兩倍。
對(duì)于雙活塞或多活塞壓縮機(jī)，空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)各個(gè)氣缸通過接通室彼 此相連，從而同樣基本上不需要能量。這樣的活塞空氣壓縮機(jī)的缺點(diǎn) 在于，作為止回閥的膜片閥具有一定的漏流，該漏流以升每分鐘來給 出并且也被稱為泄漏。由于泄漏，壓縮空氣可以從壓力管道流入活塞 空氣壓縮機(jī)的氣缸內(nèi)。壓縮時(shí)會(huì)達(dá)到很高的壓力。由于高壓，壓縮空 氣流經(jīng)氣缸和活塞之間并到達(dá)壓縮機(jī)殼體，活塞壓縮機(jī)的油潤(rùn)滑也位 于壓縮機(jī)殼體內(nèi)。出于環(huán)境保護(hù)的原因，空氣必須被輸送通過商用車的內(nèi)燃機(jī)，從而避免向以含有潤(rùn)滑油的空氣加重環(huán)境的負(fù)擔(dān)。如果商 用車的內(nèi)燃機(jī)具有渦輪增壓器，含有潤(rùn)滑油的空氣會(huì)導(dǎo)致渦輪增壓器
的加速老化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種避免該問題的活塞空氣壓縮機(jī)。
本發(fā)明通過一種這種類型的活塞空氣壓縮機(jī)或壓氣機(jī)解決該問 題，該空氣壓縮機(jī)具有從接通室到吸入室的氣道。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，從活塞空氣壓縮機(jī)的壓縮室流入的壓縮空氣 可以在通過活塞壓縮時(shí)部分地泄漏到吸入室中，從而在壓縮室和接通 室內(nèi)都不會(huì)建立過大的壓力。由此可以顯著地減小或禁止沿氣缸和活 塞之間的空氣流。被從接通室擠壓到吸入室的空氣可以被例如導(dǎo)出到 商用車的內(nèi)燃機(jī)的吸氣區(qū)域內(nèi)。這樣被導(dǎo)出的空氣基本上不含潤(rùn)滑油， 從而保護(hù)了可能具有的渦輪增壓器。
此外本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其易實(shí)現(xiàn)性。氣道可以例如簡(jiǎn)單地由吸入 室和接通室之間的隔板內(nèi)的大小合適的孔來實(shí)現(xiàn)。由此有利的也可行 的是，之后能夠改裝現(xiàn)有的活塞空氣壓縮機(jī)。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，活塞空氣壓縮機(jī)內(nèi)的任何允許空氣從吸入室 到達(dá)接通室的結(jié)構(gòu)都被理解為氣道。例如空隙、孔、通道或管道，它 們都可以包括或具有閥、活門、膜片或類似結(jié)構(gòu)。
接通室被理解為不屬于吸入室和壓縮室的不利(schadiich)的空
間。吸入室特別是這樣的空間，即在活塞空氣壓縮機(jī)的吸氣過程空氣 通過該空間被吸入。壓縮室特別是這樣的空間，即經(jīng)過壓縮的空氣通 過該空間離開活塞空氣壓縮機(jī)。對(duì)于具有兩個(gè)或多個(gè)活塞的活塞空氣 壓縮機(jī)，接通室例如是這樣的空間，即在空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)空氣通過該空間
5從一個(gè)活塞流到下一個(gè)活塞。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，吸入室和/或接通室在活塞壓縮機(jī)的氣 缸蓋內(nèi)形成。這就產(chǎn)生了一種特別容易制造的活塞空氣壓縮機(jī)。
優(yōu)選地，接通室被壁與吸入室隔開，其中，氣道在該壁中形成。 以這種方式氣道可以以特別簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)。特別優(yōu)選氣道是壁內(nèi)的 空隙，特別是壁內(nèi)的孔。
此外，還可以在氣道中安裝閥或節(jié)氣門，特別是截面或流通壓力 可以調(diào)節(jié)的閥。
對(duì)于給定的在氣缸和離開的壓力管道之間帶有止回閥(止回閥具 有止回閥泄漏)的預(yù)定的活塞空氣壓縮器，優(yōu)選如此地選擇氣道，以 便在活塞空氣壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，接通室內(nèi)的壓力長(zhǎng)時(shí)間不上升。已
得到證實(shí)的是，通常15mn^以下的橫截面積足以滿足該要求。此外得到 證實(shí)的是，優(yōu)選氣道具有大于0.5 mn^的橫截面積。特別有利的是，橫 截面積單獨(dú)適應(yīng)于各個(gè)活塞空氣壓縮機(jī)或者可以手動(dòng)和/或自動(dòng)調(diào)節(jié)， 例如借助于調(diào)整螺釘和/或限壓閥調(diào)節(jié)。
依據(jù)本發(fā)明的活塞空氣壓縮機(jī)優(yōu)選為單缸活塞空氣壓縮機(jī)。作為 替代，該活塞空氣壓縮器為雙缸活塞空氣壓縮機(jī)或多缸活塞空氣壓縮 機(jī)。
為了禁止空氣從吸入室回流入接通室，氣道優(yōu)選設(shè)置有止回閥， 特別是球閥。該止回閥截?cái)鄰奈胧业浇油ㄊ业目諝饬鳌?br> 作為替代或者作為添加的是，該止回閥包括膜片，特別是薄板膜 片，該膜片至少部分地具有相應(yīng)于吸入室的內(nèi)輪廓的膜片輪廓。在這 種情況下，止回閥膜片起到閉合體的作用。當(dāng)吸入室內(nèi)超壓時(shí)，止回閥膜片緊貼在吸入室的內(nèi)輪廓上并由此避免了空氣從吸入室流出。


下面借助于示意圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。其中 圖l示出依據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)系統(tǒng)；
圖2在橫截面圖中示出依據(jù)本發(fā)明的單缸活塞空氣壓縮機(jī)；
圖3在透視圖中示出依據(jù)圖2的單缸活塞空氣壓縮機(jī)的氣缸蓋；
圖4a示出依據(jù)本發(fā)明的活塞空氣壓縮機(jī)的氣缸蓋的一種作為替代
的實(shí)施方式；
圖4b示出來自依據(jù)圖4a的氣缸蓋的閉合體；
圖5a示出依據(jù)本發(fā)明的活塞空氣壓縮機(jī)的氣缸蓋的另一種作為替 代的實(shí)施方式；
圖5b示出依據(jù)圖5a的氣缸蓋的止回闊；
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的雙缸活塞空氣壓縮機(jī)的氣缸蓋的俯視圖，以
及
圖7示出依據(jù)本發(fā)明的雙缸活塞空氣壓縮機(jī)的氣缸蓋的另一種作 為替代的實(shí)施方式透視圖。
圖8示出描述不同的活塞空氣壓縮機(jī)的功率消耗與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的 關(guān)系圖，以及
圖9示出描述不同的活塞空氣壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)的泄漏與壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出沒有畫出的商用車的氣動(dòng)系統(tǒng)10，該系統(tǒng)包括示意畫出的 活塞空氣壓縮機(jī)12、壓力管道14、空氣處理單元16、供給管道18和電 子控制線路20。
活塞空氣壓縮機(jī)12在負(fù)載運(yùn)行時(shí)通過吸氣口22吸取外界空氣并進(jìn) 行壓縮，然后將空氣排出至壓力管道14。當(dāng)預(yù)定的壓力p^x作用在供給
7管道18內(nèi)時(shí)，空氣處理單元16通過電子控制線路20發(fā)送信號(hào)到活塞空 氣壓縮機(jī)12，于是活塞空氣壓縮機(jī)12被切換到空轉(zhuǎn)運(yùn)行。在這種情況 下不再有空氣被吸取，并且止回閥24防止了來自壓力管道14的壓縮空 氣到達(dá)活塞空氣壓縮機(jī)12內(nèi)。
圖2示出依據(jù)本發(fā)明的活塞空氣壓縮機(jī)12,該活塞空氣壓縮機(jī)具有 氣缸蓋26、氣缸28、在氣缸28中運(yùn)行的活塞30和曲柄機(jī)構(gòu)32?；钊?0 具有活塞環(huán)34a、 34b和34c并被連桿36來回移動(dòng)。沒有畫出的油潤(rùn)滑位 于殼體38內(nèi)，油潤(rùn)滑對(duì)活塞30進(jìn)行潤(rùn)滑。殼體38通過沒有畫出的排氣 管道與商用車的內(nèi)燃機(jī)的吸氣區(qū)域相連。
圖3在透視圖中示出氣缸蓋26，該氣缸蓋26是本申請(qǐng)的獨(dú)立的創(chuàng)造 性的對(duì)象。活塞在氣缸蓋背向觀察者的一側(cè)運(yùn)行。被壁42與接通室44 隔開的吸入室40在氣缸蓋26內(nèi)形成。在活塞空氣壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，空氣 通過入口22 (參看圖2)進(jìn)入吸入室40，然后從吸入室40進(jìn)入氣缸28， 并在那里被向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞30壓縮。圖3中被遮擋住的吸入室膜片
密封件防止了經(jīng)過壓縮的空氣回流到吸入室內(nèi)。在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過 壓縮的空氣被壓入壓縮室46內(nèi)并從那里進(jìn)入壓力管道14 (參看圖l)。
在空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，吸取的空氣被壓入接通室44 (圖3)，并在活塞從 上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)由接通室流回到氣缸中。這里具有格羅維娜 (Grovenar)連接。
在將吸入室40與接通室44隔開的壁42中設(shè)置有空隙48形式的氣 道。作為替代或者作為添加的是，在壁42中設(shè)置有孔50形式的氣道。
如果止回閥24 (圖l)不是密封的，來自壓力管道14的壓縮空氣流 入壓縮室46 (圖3)中，并在此到達(dá)氣缸28 (圖2)內(nèi)，并從那里到達(dá) 接通室44內(nèi)。多余的空氣的一部分通過空隙48或者說孔50被導(dǎo)入吸入 室40內(nèi)，并通過入口22 (圖l)離開活塞空氣壓縮機(jī)。
8圖4a示出一種作為替代的依據(jù)本發(fā)明的氣缸蓋26,該氣缸蓋26具 有由兩部分組成的接通室44a、 44b和弧段形的吸入室40。在吸入室40 和接通室44b之間的壁42中設(shè)置有空隙48形式的氣道，該空隙在吸入室 一側(cè)被閉合膜片52封閉，因此該閉合膜片52為閉合體。閉合膜片52由 彈簧鋼片制成并具有相應(yīng)于吸入室40的內(nèi)輪廓的膜片輪廓。當(dāng)接通室 44b內(nèi)的空氣壓力P超過預(yù)定值時(shí)，該空氣壓力克服閉合膜片52的阻力 并且壓縮空氣54流入吸入室40內(nèi)。
圖4b在透視圖中示出閉合膜片52?？梢钥吹剑]合膜片52被構(gòu)成 為彎曲的彈簧鋼片。
圖5a示出依據(jù)本發(fā)明的單缸活塞空氣壓縮機(jī)的氣缸蓋26的一種作 為替代的實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，在接通室44b和吸入室40之間設(shè) 置有止回閥、也就是球閥56形式的氣道。
圖5b示出具有閥球58的球閥56，該球閥58通過彈簧60預(yù)緊在閥座 62上。
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的雙缸活塞空氣壓縮機(jī)的氣缸蓋26。在吸入室 40和接通室44之間再次形成氣道，球閥56設(shè)置在該氣道內(nèi)。當(dāng)活塞空 氣壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，空氣可以經(jīng)過兩個(gè)流入口64或66從兩個(gè)氣缸中 的一個(gè)通過接通室44流入相應(yīng)另一個(gè)氣缸中，從而接通室同時(shí)起到連 接通道的作用。
圖7示出依據(jù)本發(fā)明的活塞空氣壓縮機(jī)的另一種作為替代的氣缸 蓋26，在該氣缸蓋26中，在將吸入室40與接通室44隔開的壁42中設(shè)置 有兩條空隙68a、 68b形式的氣道。在圖7中，活塞壓縮機(jī)的活塞也位于 觀察方向上氣缸蓋26之后的安裝位置上。在該視圖中可以在壓縮室46 內(nèi)看出兩個(gè)允許來自各個(gè)氣缸的壓縮空氣進(jìn)入壓縮室46并阻止回流的壓縮室膜片閥70a、 70b。
圖8示出描述空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)不同的活塞空氣壓縮機(jī)的功率消耗與活 塞空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖。在這種情況下涉及排量Vh為318mS的單缸 活塞空氣壓縮機(jī)。曲線a示出依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的活塞空氣壓縮機(jī)與轉(zhuǎn)速相 關(guān)的功率消耗，其中在空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)壓縮空氣被排至大氣中。曲線b示出 依據(jù)圖l的具有理想密封的格維娜(Govenar)形式的止回閥24 (參看圖 1)的系統(tǒng)的功率消耗。曲線3示出當(dāng)止回閥24的泄漏(泄漏流量)為 251/min時(shí)依據(jù)圖l的活塞空氣壓縮機(jī)的功率消耗，且曲線d示出依據(jù)曲 線c的情況，但是其中在壁42中設(shè)置有孔50 (參看圖3)?？梢钥闯?，在
這種情況下的功率消耗明顯小于沒有孔的情況。此外可以看出，通過 孔可以達(dá)到幾乎與具有理想密封的止回閥24的活塞空氣壓縮機(jī)的一樣
的功率消耗。
圖9示出對(duì)于圖8中所述的情況在空轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)泄漏與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的 關(guān)系。曲線c與曲線b之間的差別說明了壁42 (參看圖3)中孔(50)形 式的氣道的積極影響。
權(quán)利要求
1.活塞空氣壓縮機(jī)(12)，所述活塞空氣壓縮機(jī)包括(a)吸入室(40)和(b)與所述吸入室(40)分開的接通室(44)，以及具有從所述接通室(44)到所述吸入室(40)的氣道(48、50、56、68)，其特征在于，所述接通室(44)通過壁(42)與所述吸入室(40)分開，并且所述氣道(48、50、56、68)在所述壁(42)內(nèi)形成。
2. 按權(quán)利要求l所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述吸入 室(40)和/或所述接通室(44)在所述活塞壓縮機(jī)的氣缸蓋(26)內(nèi) 形成。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述 氣道是所述壁(42)內(nèi)的空隙(48)，特別是孔(50)。
4. 按前述權(quán)利要求之一所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所 述氣道具有小于5mn^的橫截面積。
5. 按前述權(quán)利要求之一所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所 述氣道具有能調(diào)節(jié)的橫截面積。
6. 按前述權(quán)利要求之一所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所 述活塞空氣壓縮機(jī)是單缸活塞空氣壓縮機(jī)。
7. 按前述權(quán)利要求1至6之一所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在 于，所述活塞空氣壓縮機(jī)是雙缸活塞空氣壓縮機(jī)。
8. 按前述權(quán)利要求之一所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述氣道(48、 50、 56、 68)設(shè)有止回閥(24)，特別是球閥(56)。
9. 按權(quán)利要求8所述的活塞空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述止回 閥(24)包含閉合膜片(52)，特別是薄板閉合膜片，所述閉合膜片 至少部分地具有至少部分地相應(yīng)于所述吸入室(40)的內(nèi)輪廓的膜片 輪廓。
10. 具有氣動(dòng)系統(tǒng)(10)的商用車，所述氣動(dòng)系統(tǒng)包括按前述權(quán) 利要求之一所述的活塞空氣壓縮機(jī)(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活塞空氣壓縮機(jī)，該活塞空氣壓縮機(jī)包括吸入室和與吸入室分開的接通室。依據(jù)本發(fā)明設(shè)置有從接通室到吸入室的氣道。
文檔編號(hào)F04B49/16GK101680446SQ200880019820
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者海因里?！な┞逅_奇克, 海因里?！さ峡芬翣?申請(qǐng)人:威伯科有限公司