[发明专利]压缩机和用于控制为载货车辆供应压缩空气的压缩机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于为具有驱动发动机的载货车辆供应压缩空气的压缩机，其中，压缩机通过传动比小于一的变速器由驱动发动机驱动，并且压缩机包括活塞室、余隙以及用于接通余隙的阀装置。

本发明另外涉及一种用于控制为具有驱动发动机的载货车辆供应压缩空气的压缩机的方法，其中，压缩机通过传动比小于一的变速器由驱动发动机驱动，并且压缩机包括活塞室、余隙以及用于接通余隙的阀装置。

背景技术

为了可以满足现代载货车辆的子系统的压缩空气需求，属于压缩空气供应装置的压缩机具备下降的传动比。与发动机转速相同的驱动轴转速为n_驱动，与压缩机转速相同的从动轴转速为n_输出，这两种转速之间的传动比i在此定义为i＝n_驱动/n_输出，并且i选择为尽可能小。

这发生的原因是特别是在发动机转速较低时，经常出现载货车辆的空气需求量升高的情况。例如该情况出现在集装箱更换作业时或公共汽车驶向车站时。公共汽车必须在该处停住，打开门，为了在公共汽车的较低的地面水平时实现舒适地下车，空气悬挂首先排气，再次关闭门，并且紧接着空气悬挂在开车前又充气。整个所述过程需要很多空气，必须在发动机转速较低时获得这些空气。

然而，通过下降的传动比，所输送的空气量在发动机转速偏低以及偏高时都被明显提高，由此可能会产生压缩机的过度的机械负载和热负载。这特别被考虑，这是因为在发动机制动状态中，驱动发动机的例如每分钟2000转的额定转速可被明显地超过几百转，直至例如为每分钟2400转的制动转速。在此产生的问题特别在于，在进行发动机制动时为了材料保护而完全地切断压缩机是不希望的，这是因为用于对机动车制动的运行制动器也许需要空气。这种空气消耗量甚至可被接受，这是因为应该已经通过发动机制动器使载货车辆制动。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩机，该压缩机可以以明显小于一的传动比来运行，其中特别在发动机转速较高时降低在压缩机上出现的负载。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。

本发明的有利的实施方式和改进方案在从属权利要求中给出。

本发明由此建立这种类型的压缩机，即以这种方式设计了阀装置，通过接通余隙，由压缩机输送的气流可以减小至一个不为零的值。接通余隙使压缩机在压缩阶段期间可以达到的压缩度降低。因为在压缩期间产生的热量和压缩度相互关联，所以最大压缩的减少也使得在压缩机的输送循环期间产生的热量降低和因此使得压缩机的热负载降低。此外，压缩机的机械负荷的部件、例如曲轴、活塞、曲柄、曲柄螺栓和曲轴轴承，被保护避免在高转速和高压时出现的过载，并且以这种方式免除了对这些部件的机械加强。在其中特别优选使用根据本发明的压缩机的典型的传动比在0.4和0.7之间，然而其中在另外的传动比时也可以使用根据本发明的压缩机。

此外可以有利地提出，阀装置包括多个可以单独连接的阀。通常通过阀装置的开关实现接通余隙，该阀装置以预定的阀横截面的形式开启在活塞室和余隙之间的连接。在压缩阶段期间，压缩机通过该预定的阀横截面将空气吸入余隙中。除余隙容积之外，被开启的连接的阀横截面是有意义的，这是因为阀横截面确定空气的流阻。多个可以单独开关的阀因此可以实现匹配于压缩机转速的阀横截面的扩大或者流阻的降低。

此外有利地可以提出，余隙包括多个独立的容积，这些容积可以由阀装置单独开关。接通另外的余隙容积可以实现在需求状态中进一步降低在压缩机中出现的峰值压力，并且因此进一步减小热负载和机械负载。

可替换地可以提出，阀装置包括可至少分两阶段开关的阀。利用可至少分两阶段开关的阀，在活塞室和余隙之间被开启的阀横截面也可以匹配于需求，因此以这种方式同样可以逐级减小在压缩机中出现的峰值压力。

可以特别地提出，由压缩机输送的气流可通过接通余隙减小至零。如果在活塞室和余隙之间由阀装置开启的阀横截面足够大，并且余隙的容积同时是足够的，那么由压缩机可达到的输送压力可以降低到用于输送气流所必须的压力之下。在此状态中，压缩机不再输送气流，并且因为压缩机做了更少的功，所以相应地需要更少的能量。以这种方式可以实现系统节能。

本发明由此建立这种类型的方法，即由压缩机输送的气流通过接通余隙减小至一个不为零的值。

以这种方式，根据本发明的压缩机的优点和特点也转化到方法的范畴中。该方法也适用于根据本发明的方法在下面给出的特别优选的实施例。