专利名称：空气压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气压缩机，该空气压缩机用于将压缩空气提供给其中存储有用于各种气动装置的压缩空气的储气罐，以便使该储气罐的内部压力可一直保持为预定值。更具体地，本发明涉及一种这样构造的空气压缩机，即，如果储气罐的内部压力超过预定值则该压缩机停止动作，然后当压力降到预定值之下时该压缩机起动。
背景技术：
通常，大型车辆例如公共汽车、卡车或拖车安装有各种气动装置，包括利用压缩空气的压力进行制动的空气制动器、以及自动地开关门的气动打开/关闭装置。供应这种气动装置的压缩空气可由通过发动机的动力而动作的空气压缩机提供给储气罐并存储在储气罐中，从而可以在以后提供压缩空气。为此，压缩空气应存储在储气罐内并一直保持适当的压力。
图1示出以这样的方式动作的常规空气压缩机的示例。该空气压缩机包括安装在附装到发动机上的曲轴箱1内的曲轴2；传动齿轮3，该齿轮3通过轴连接到曲轴的前端并与发动机的正时齿轮(未示出)相啮合以从发动机接收动力；活塞(未示出)，该活塞在在曲轴箱上方延伸的气缸内通过曲轴往复运动，以将压缩空气提供给储气罐5；以及卸载器6，该卸载器响应于通过调节器7传递的信号压而动作，从而在储气罐的内部压力超过预定值时防止将压缩空气提供给储气罐，而在储气罐的压力下降时允许再次提供压缩空气。
该空气压缩机以这样的方式动作，即通过传动齿轮3传递发动机产生的动力以使曲轴2旋转，与曲轴互锁的气缸4内的活塞将压缩空气提供给储气罐5。当连续向储气罐5供应压缩空气而使该储气罐的内部压力超过预定值时，通过调节器7向卸载器6传递信号压，从而该卸载器可动作以使空气压缩机空转。从而，停止向储气罐5提供压缩空气。此后，如果压力下降，则卸载器进行逆动作，从而可重新向储气罐提供压缩空气。
但是，在常规空气压缩机内，即使在由于卸载器6的动作而不向储气罐5提供压缩空气时，该空气压缩机仍然连续空转，所以连续浪费由发动机产生的动力，造成燃料的巨大浪费。因此，缺点是这与改善车辆的里程油耗相背离。
此外，随着曲轴2旋转和活塞连续往复运动，气缸的内部温度会由于摩擦热而升高，同时提供给曲轴箱的机油的消耗增大。由于排放的热空气包含与油耗的增加成比例的大量污染物，因此会导致空气污染和环境污染。另外，增大的磨损率会产生噪声，并且会大大缩短空气压缩机的寿命。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中的问题。因此，本发明的一个目的是提供一种可防止燃料和机油过量消耗并非常有利于改善里程油耗的空气压缩机。
本发明的另一个目的是提供一种可最大限度地防止其寿命缩短并防止空气和环境污染的空气压缩机。
本发明的这些目的可通过提供这样的空气压缩机来实现，即如果储气罐的内部压力超过预定压力并传送了一信号压，则曲轴和活塞将不动作以停止提供压缩空气；如果内部压力降低，则使曲轴和活塞再次动作以提供压缩空气。在该空气压缩机内，操作活塞的曲轴安装在曲轴箱内以便在预定范围内前后移动。如果曲轴向后移动，则发动机所产生的动力将通过离合器和与正时齿轮啮合的传动齿轮传递给该曲轴，从而进行提供压缩空气的动作。如果曲轴向前移动，则离合器的接合被松开，从而不传递动力，并且空气压缩机停止动作。
图1是示出常规空气压缩机的示例的结构的概略图；图2是示出根据本发明的一个实施例的空气压缩机的结构的概略图；图3是根据本发明的一个实施例的空气压缩机的分解透视图；图4A是示出空气压缩机的曲轴向前移动的状态的剖视图；图4B是示出空气压缩机的曲轴向后移动的状态的剖视图；图5A和5B是示出空气压缩机的离合器的一部分的放大剖视图；图6A和6B是示出空气压缩机的压缩空气缸的一部分的放大剖视图；图7A和7B是示出空气压缩机的泵活塞的一部分的放大剖视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细说明根据本发明的优选实施例的空气压缩机。
图3是根据本发明实施例的空气压缩机的分解透视图，图4A和4B分别是示出空气压缩机的曲轴向前移动和向后移动的状态的剖视图。
根据本发明实施例的空气压缩机的曲轴箱10附装到发动机100。曲轴20可自由旋转地安装在曲柄室11内，该曲柄室水平贯穿曲轴箱的下部而形成。
曲轴20的前端部穿过衬套12并露出，该衬套通过卡环联接到曲柄室11的前端部以防止脱落。然后，将曲轴的露出的前端部安置在发动机100内。
此外，曲轴20的前端部具有一其外圆周逐渐变细的中段，轴管21联接到该中段，该轴管的内圆周逐渐变细以与该曲轴前端部的中段相配，该轴管的外圆周形成有花键(键槽，齿槽)21a。该轴管由螺母22固定，该螺母紧固在曲轴的前端部上。
因此，在轴管21围绕曲轴20的前端部的中段安装的状态下，轴管21插置在衬套12的前端和螺母22之间，从而该轴管可联接到该曲轴以与其一体地旋转。
与发动机100的正时齿轮啮合以将动力从发动机传递给曲轴20的传动齿轮30围绕衬套12前端部的外圆周安装，该衬套12前端部穿过曲柄室11的前端部并露出。
传动齿轮30为管形，其内径大于曲轴20前端部的外径。在传动齿轮30的后端沿内圆周形成的止挡台阶31被沿衬套12前端的外圆周突出的止挡件12a止挡，从而不会从止挡件脱落。这样，传动齿轮就联接到衬套的前端以与其一起旋转。在传动齿轮的内圆周的中部形成有花键32。
在轴管21前端部的外圆周和传动齿轮30的内圆周之间安装有离合器40，以将从发动机传递到传动齿轮的动力传递给曲轴20或切断该动力。
离合器40包括固定环板41，该固定环板通过卡环安装在传动齿轮30的内圆周的前端以便不会脱落；活动环板43，该活动环板插置在固定环板的背面和轴管21的前端部之间，从而该活动环板可通过插置在该活动环板和固定环板之间的环板弹簧42的推斥力向后移动；以及在传动齿轮内圆周的后端台阶和活动环板之间一个接一个交替地插置的多个传动板(stealing plate)44和摩擦环板45。
每个传动板44的轴孔的内径均大于轴管21的外径，并且传动板44的外圆周形成有花键44a，以与在传动齿轮30的内圆周形成的花键32相接合。每个摩擦环板45的外径均小于传动板的外径，并且摩擦环板的轴孔的内圆周形成有花键45a，以与在轴管的外圆周形成的花键21a相接合。
因此，传动板44的轴孔与轴管21间隔开，而在传动板44的外圆周上形成的花键44a与在传动齿轮30上形成的花键32相接合。摩擦环板45的外圆周与传动齿轮的内圆周间隔开，而在轴孔的内圆周形成的花键45a与在轴管的外圆周形成的花键21a相接合。
在离合器40内，如果活动环板43被环板弹簧42的推斥力向后推动，则轴管21被向后推动距离t，该距离也是活动环板被推动的距离。因此，曲轴20与轴管一起向后移动。相应地，传动板44和摩擦环板45也被向后推动。
此时，由于传动板44和摩擦环板45的后部被联接在衬套12上的传动齿轮30内圆周的后端台阶支承，所以传动板和摩擦环板在该传动齿轮的后端台阶和被环板弹簧42的推斥力向后推动的活动环板43之间相互紧密接触并且一体地连接。
在这种状态下，当发动机100的动力通过正时齿轮传递给传动齿轮30，并从而使传动齿轮旋转时，旋转力从传动齿轮通过一体连接的传动板44和摩擦环板45传递给轴管21，从而使曲轴20旋转。
即，传动齿轮30的旋转力通过与花键32相接合的花键44a传递给传动板44。然后，一体地连接到传动板的摩擦环板45与传动板一起旋转。此后旋转力被与摩擦环板的花键45a相接合的花键21a传递给轴管21。
用于使已经通过环板弹簧42的推斥力向后移动的曲轴20向前移动的压缩空气缸50安装在曲柄室11的后端。
压缩空气缸50包括盖子51，该盖子连接以便密封在曲柄室的开口的后端，并形成有入口511，通过该入口从调节器61引入压缩空气的信号压；以及活塞52，该活塞安装在该压缩空气缸的内部空腔内并以一与距离t成比例的范围前后移动—该距离t是活动环板43被环板弹簧42的推斥力向后推动的距离。曲轴20的后端联接到活塞52的正面的中央部。
活塞52支承曲轴20的后端，从而该曲轴可以平稳地旋转；同时，如果储气罐60内压缩空气的压力超过预定值并被作为信号压从调节器60通过入口511引入压缩空气缸50，则该活塞向前移动以使曲轴向前移动。
在这种状态下，由于围绕已经向前移动的曲轴20的前端部安装的轴管21在距离t的范围内向前推动活动环板43并使之移动，所以环板弹簧42被压缩，同时，已经因该环板弹簧的推斥力而相互紧密接触的传动板44和摩擦环板45从紧密接触状态松开，然后保持滑动状态。从而，该曲轴通过离合器40与传动齿轮30的连接被切断。
当以此方式切断连接时，即使传动齿轮30旋转，该旋转力也不会传递给轴管21，从而曲轴20不会旋转。因此，传动齿轮仅进行空转。
在每个垂直于曲轴箱10的曲柄室11延伸的泵室13内均安装有泵活塞14。在曲轴旋转时，泵活塞通过连杆15往复运动，该连杆的一端联接到曲轴20的水平部分20a并将压缩空气提供给储气罐60。
连杆15的另一端插入联接凹槽141，该凹槽形成在泵活塞14的中央以便开口朝向曲柄室11。联接凹槽的内部尺寸r大于该连杆的前后宽度f(见图7A和7B)。轴孔142水平横穿该泵活塞的中部。
因此，当活塞销16贯穿设置在连杆15的另一端的轴通孔并固定地安装在轴孔142内时，在连杆通过活塞销连接到活塞的状态下，该连杆水平滑动以在该连杆的前后宽度f和联接凹槽的内径r的尺寸差的范围内前后移动。
构造这种结构的原因在于，由于泵活塞14仅安装成在泵室13内往复运动，而曲轴20安装成前后移动，所以连杆15应该与曲轴一起前后移动，以便使泵活塞在泵室内往复运动。
泵室13的开口顶部被顶盖17覆盖，该顶盖具有排出口171，通过该排出口可将泵活塞14产生的压缩空气输送给储气罐60。
如上所述构造的根据本发明实施例的空气压缩机由发动机100操作。当发动机100在以下状态下运行时，动力通过与正时齿轮啮合的传动齿轮、离合器和轴管传递给曲轴，从而使该曲轴旋转，所述状态为曲轴20通过环板弹簧42的推斥力向后移动并且插置在活动环板43和传动齿轮30的后端台阶之间的传动板44和摩擦环板45相互紧密接触成一个整体，即离合器40将传动齿轮连接到轴管21的状态。
在这种状态下，泵活塞14通过连杆15而在泵室13内往复运动。在此过程中产生的压缩空气通过排出口171排出然后输送给储气罐60且存储在其中。
如果连续向储气罐60提供压缩空气而使得输送给该储气罐的压缩空气的压力超过预定值，则信号压—即压缩空气—被通过入口511从调节器61引入压缩空气缸50。由于引入的信号压使得推动活塞52的力大于环板弹簧42的推斥力，所以曲轴20向前移动。
此时，由于向前移动的曲轴20推动活动环板43，所以环板弹簧42被压缩。因此，已通过环板弹簧的推斥力而紧密接触成一个整体的传动板44和摩擦环板45的紧密接触状态被松开，从而所述板可彼此分离。结果，传动齿轮30通过离合器40与轴管21的连接被切断。
当这种通过离合器40的连接被切断时，传动齿轮30因来自发动机100的旋转力而连续旋转，但是该旋转力未传递到轴管21。因此，传动齿轮空转，而曲轴20不旋转。
因此，由于空气压缩机未动作，所以停止向储气罐60提供压缩空气，从而可防止压力的不必要的升高并避免发动机100的动力的损耗。
此后，如果存储在储气罐60内的压缩空气已经被使用并且该储气罐的内部压力降到预定值之下，则通过调节器61引入压缩空气缸50的信号压被切断，从而降低压缩空气缸内的压力。因此，环板弹簧42的推斥力施加在活动环板43和曲轴20上，以向后推动并移动所述活动环板和曲轴。
然后，传动板44和摩擦环板45相互紧密接触，并且传动齿轮30通过离合器40连接到轴管21，从而可将发动机100的动力传递给曲轴20，由此空气压缩机再次动作。压缩空气被连续提供给储气罐60，直到压缩空气的压力达到预定值。
在该过程中，只要曲轴20和连杆15前后移动的距离足以松开离合器40中传动板44和摩擦环板45的紧密接触状态，该距离可很小。因此，即使连杆位于偏离泵活塞14的中心轴线的位置，由于偏心距较小，所以泵活塞仍可一直在泵室13内进行正常的往复运动。
同时，尽管已通过与连杆15相关的示例说明了本发明的实施例—该连杆15安装成与曲轴20一起前后移动并且使泵活塞14往复运动，但是本发明并不局限于此。可不将连杆构造成前后移动，而只将曲轴构造成前后移动。
为此，与连杆15的端部相联接的曲轴20的水平部分20a的长度大于该连杆的前后宽度f，从而该水平部分可滑动。相反，连杆的上端连接到泵活塞14以便只旋转而不前后移动。
尽管除了本实施例之外还有许多变型，但是很明显，任何其中将安装成前后移动的曲轴20的旋转力传递给往复运动的泵活塞14的变型都落在本发明的范围内。
此外，可设置单个泵室13以适用于使用较少压缩空气的车辆并降低成本。很明显，这种情况也落在本发明的范围内。
但是，在使用很多压缩空气的大型车辆的情况下，需要提供多个泵室13以便快速提供压缩空气。
在根据本发明的实施例的如上动作的空气压缩机内，如果储气罐的内部压力降低到低于预定值，则空气压缩机通过接收发动机的动力而动作以将压缩空气提供给储气罐。如果储气罐的内部压力超过预定值，则仅使传动齿轮空转以切断来自发动机的动力的传递，从而停止空气压缩机的动作。因此，该空气压缩机的优点在于防止发动机的动力损失，并从而大大减小燃料和燃油的消耗，从而大大改善车辆的里程油耗。
此外，由于空气压缩机仅在需要时动作，所以可降低该空气压缩机的磨损率，并防止缩短空气压缩机的寿命。减小了空气压缩机内的摩擦热，从而降低了排放空气的温度。由于空气压缩机在不动作时不排放空气，所以(本发明)具有可减小空气污染和环境污染的优点。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种空气压缩机，包括曲轴，该曲轴可前后移动地安装在曲轴箱的曲柄室内-该曲轴箱附装在发动机上，该曲轴的前端部贯穿联接在曲柄室前端上的衬套以便不从其上脱落并从曲轴箱的前面露出；传动齿轮，该传动齿轮在其后端通过轴联接安装并使衬套的外圆周前端部向前露出，该传动齿轮为其前端部的内径大于曲轴前端部的外径的管形，该传动齿轮在外圆周前端部处与发动机的正时齿轮相啮合以从发动机接收动力；离合器，该离合器插置在曲轴前端部的外圆周和传动齿轮的内圆周之间以使曲轴向后移动，从而如果曲轴向后移动，则离合器将从发动机传递到传动齿轮的动力传递给该曲轴，如果曲轴向前移动，则切断从发动机到曲轴的动力传递；泵活塞，该泵活塞安装成在垂直于曲轴箱的曲柄室延伸的泵室内往复运动；连杆，该连杆一端连接到曲轴以便当曲轴前后移动时与该曲轴一起前后移动，而另一端连接到泵活塞以便当曲轴前后移动时水平滑动，该连杆在曲轴旋转时使泵活塞往复运动；以及压缩空气缸，该压缩空气缸连接到该曲柄室的后端，并在压缩空气的压力超过预定值时借助于通过调节器引入该压缩空气缸的信号压而动作以使曲轴向前移动，所述压缩空气通过泵活塞的往复运动提供并存储在储气罐内。
2.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述离合器包括围绕曲轴前端部的中段安装的并且在外圆周上形成有花键的轴管；安装在传动齿轮的内圆周前端以便不会向前脱离该传动齿轮的固定环板；
活动环板，该活动环板插置在固定环板的背面和轴管的前端部之间，从而该活动环板可通过插置在活动环板和固定环板之间的环板弹簧的推斥力而向后移动；以及在传动齿轮的内部正面和活动环板的背面之间一个接一个交替地围绕轴管的外圆周安装的多个传动板和摩擦环板，其特征在于，每个传动板都具有其内圆周与轴管的外圆周间隔开的轴孔，在该传动板的外圆周上形成有花键，所述花键与传动齿轮的内圆周的中部处形成的花键相接合；以及每个摩擦环板的外圆周与传动齿轮的内圆周间隔开，在该摩擦环板的轴孔的内圆周上形成有花键，所述花键与在轴管的外圆周上形成的花键相接合。
3.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述连杆的一端连接到曲轴的水平部分，而该连杆的另一端通过插入联接凹槽而可水平滑动地连接到安装成水平贯穿该联接凹槽的活塞销上，该联接凹槽形成在所述泵活塞的中央以便开口朝向所述曲柄室，其中联接凹槽的内部尺寸大于所述连杆的与曲轴的前后宽度尺寸成比例的前后宽度。
4.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩空气缸包括盖子，该盖子连接以便密封在曲柄室的开口的后端，并形成有入口，通过该入口可从调节器引入压缩空气信号压；以及活塞，该活塞安装在形成于曲柄室的后端和盖之间的内部空腔内以便前后移动，该活塞的正面与曲轴的后端相联接。
权利要求
1.一种空气压缩机，包括曲轴，该曲轴可前后移动地安装在曲轴箱的曲柄室内，该曲轴箱附装在发动机上；传动齿轮，该传动齿轮通过轴联接安装在曲柄室前端，并与发动机的正时齿轮相啮合以从发动机接收动力；离合器，该离合器插置在曲轴前端部的外圆周和传动齿轮的内圆周之间以使曲轴向后移动，从而如果曲轴向后移动，则离合器将从发动机传递给传动齿轮的动力传递给该曲轴，如果曲轴向前移动，则切断从发动机到曲轴的动力传递；泵活塞，该泵活塞安装成在垂直于曲轴箱的曲柄室延伸的泵室内往复运动；连杆，该连杆一端连接到曲轴而另一端连接到泵活塞，以便在曲轴旋转时使泵活塞往复运动；以及压缩空气缸，该压缩空气缸连接到该曲柄室的后端，并在压缩空气的压力超过预定值时借助于通过调节器引入该压缩空气缸的信号压而动作以使曲轴向前移动，所述压缩空气通过泵活塞的往复运动提供并存储在储气罐内。
2.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述离合器包括围绕曲轴前端部的中段安装的并且在外圆周上形成有花键的轴管；安装在传动齿轮的内圆周的前端以便不会向前脱离该传动齿轮的固定环板；活动环板，该活动环板插置在固定环板的背面和轴管的前端部之间，从而该活动环板可通过插置在活动环板和固定环板之间的环板弹簧的推斥力而向后移动；以及在传动齿轮的内部正面和活动环板的背面之间一个接一个交替地围绕轴管的外圆周安装的多个传动板和摩擦环板，其特征在于，每个传动板都具有其内圆周与轴管的外圆周间隔开的轴孔，在该传动板的外圆周上形成有花键，所述花键与传动齿轮的内圆周的中部处形成的花键相接合；以及每个摩擦环板的外圆周与传动齿轮的内圆周间隔开，在该摩擦环板的轴孔的内圆周上形成有花键，所述花键与在轴管的外圆周上形成的花键相接合。
3.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述连杆的一端连接到曲轴以与曲轴一起前后移动，该连杆的另一端可水平滑动地连接到泵活塞。
4.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述连杆的一端连接到曲轴以使曲轴可水平滑动，该连杆的另一端连接到泵活塞以使该另一端仅能旋转。
5.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩空气缸包括盖子，该盖子连接以便密封在曲柄室的开口的后端，并形成有入口，通过该入口可从调节器引入压缩空气的信号压；以及活塞，该活塞安装在该压缩空气缸的内部空腔内以便前后移动，该活塞的正面与曲轴的后端相联接。
全文摘要
本发明涉及这样一种空气压缩机，即如果储气罐(60)的内部压力超过预定值则该压缩机停止动作，而如果压力降低到预定值以下则该压缩机又开始动作。该空气压缩机的曲轴(20)可前后移动地安装于附装在发动机上的曲轴箱(20)内。在接收发动机的动力的传动齿轮(30)和曲轴(20)的前端部之间安装有用于使曲轴(20)运动的离合器(40)。安装在曲轴箱(20)的泵室(13)内的泵活塞(14)可通过连杆(15)往复运动，该连杆的一端连接到曲轴(20)而另一端连接到泵活塞(14)。曲柄室(13)的后端设有压缩空气缸(50)，该压缩空气缸通过引入该压缩空气缸(50)的信号压动作以使曲轴(20)向前移动。
文档编号B60T17/00GK1788163SQ200480013062
公开日2006年6月14日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年5月14日
发明者姜大植 申请人:柳成企业株式会社