[发明专利]轴向活塞机

说明书

本发明涉及一种轴向活塞机(1)，包括可旋转地安装在壳体(2)中的转子(3)，并且包括围绕转子(3)布置成环形的气缸(4)，并且在气缸内部布置活塞(5)以可平移移动。本发明的特征在于，设置启动器装置(7)，其与所述转子(3)耦接，并且其以这样的方式设计，以在转子(3)上施加脉冲转矩，以启动轴向活塞机(1)。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序的轴向活塞机，其中转子可旋转地安装在壳体中。本发明还涉及一种配备有这种轴向活塞机的机动车以及一种用于启动这种轴向活塞机的方法。

背景技术

现有技术中已知许多相关种类的轴向活塞机，其中转子可旋转地安装在壳体中，气缸围绕转子布置成环形，在这些气缸内部，活塞布置成可平移地移动。例如，这种轴向活塞机用作机动车的热回收系统中的膨胀机。这是为了提高内燃机的效率而特别设计的，因为以前超过30％的能量未被使用而作为废热，特别是经由废气而被排放到大气中。

由WO2011/012441A1知晓一种用于内燃机和膨胀机的驱动装置，该内燃机和膨胀机可以与驱动装置的动力传动系统耦接，其中，膨胀机布置在闭合蒸汽回路中，在该闭合蒸汽回路中，工作介质通过在内燃机的运行期间产生的废热而汽化。膨胀机与安装在内燃机下游的传动装置组件的元件耦接或者可以与其耦接，该元件在驱动装置的操作期间旋转。这特别旨在能够在驱动装置中更好地集成膨胀机。

在内燃机启动之后，在热回收系统中的工作介质被加热并汽化到足以能够启动由此驱动的轴向活塞机或者通常为膨胀机之前，机动车中已知的热回收系统需要一定量的时间。在达到预定压力和预定温度之前，经加热和经汽化的工作介质不用于驱动轴向活塞机，而是反而将其加热，为此目的，汽化的工作介质例如以旁路布置路由经过轴向活塞机的气缸，穿过其壳体。一旦达到启动所需的压力和温度，汽化的工作介质就被引入到轴向活塞机的敞口气缸中，但是在不利的情况下，这也不足以启动轴向活塞机，因为必须克服某些分离摩擦(breakaway friction)。

发明内容

因此，本发明解决了描述相关类型的轴向活塞机的改进或至少替代实施方案的问题，其特征尤其在于可靠的启动。

该问题是通过独立权利要求1的主题来解决的。其有利的实施方案形成从属权利要求的主题。

本发明基于在本身已知的轴向活塞机中设置启动器装置的总体思想，该启动器装置能够以反冲(kick)的方式向转子施加脉冲状扭矩，该扭转使得转子“自由脱离”并启动轴向活塞机。如所已知的，根据本发明的轴向活塞机包括可旋转地安装在壳体中的转子和围绕所述转子布置成环形的气缸，其中活塞布置成在气缸内可平移移动。现在根据本发明，提供了一种启动器装置，该启动器装置可以与转子耦接并且被设计成使得它向转子施加脉冲状转矩，用于启动轴向活塞机，由此克服了启动轴向活塞机时的分离摩擦，该分离摩擦在某些情况下不能仅仅通过存在于气缸中的被汽化的工作介质的压力来克服。因此，通过本发明的启动器装置，可以可靠地启动在机动车的热回收系统中布置的轴向活塞机，由此增加了这种轴向活塞机的功能可靠性。

在根据本发明的解决方案的有利的进一步发展中，启动器装置包括具有至少一个内部突起的套筒，而转子的轴具有至少一个滚柱挺杆，该至少一个滚柱挺杆径向向外弹簧偏压，并且在套筒内部沿内轨道延伸，至少一个突起位于该内轨道上。突起通常具有一个陡峭的侧面和一个与其相对的平缓倾斜的侧面，其中，套筒相对于轴的旋转方向被对齐，使得突起的陡峭侧面邻接滚柱挺杆，并且因此向轴以及轴向活塞机的转子施加启动轴向活塞机可能需要的角动量。在这种情况下，例如可以实施为一种凸轮凸角的该至少一个突起可以具有套筒的组成部分的形式，使得包括内部突起的整个套筒可以构造为单个部分，例如特别是也与轴向活塞机的输出轴一起。在此可以特别设想的是，在相应的形成过程中制造套筒，其中当然也可以设想的是，套筒最初制造成具有圆柱形的内圆周，然后通过相应的车圆或铣削工具在其中形成该至少一个突起。因为滚柱挺杆径向向外弹簧偏压，所以其保证位于套筒的内轨道上并且一直在其上循环，其中例如可以通过简单的螺旋弹簧元件来确保弹簧偏压。