活塞空气压缩机的制作方法

专利名称：活塞空气压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种活塞压縮机，该活塞压縮机包括吸入室和与吸入 室分开的接通室。这样的活塞空气压縮机例如以单缸活塞压缩机的形 式安装在商用车的气动系统中。这样的活塞空气压縮机具有在气缸中 运行的活塞，该活塞在其从下止点向上止点运动的中压縮空气，于是 空气以压縮空气的形式通过起止回阀作用的膜片阀从活塞空气压縮机 出来。压縮空气经过压力管道被导入空气处理装置，该空气处理装置 干燥压縮空气并将压縮空气经过控制阀输送到负载，例如压缩空气容 器内。
背景技术：
当压縮空气容器被充满时，活塞空气压縮机被切换到空转运行。 在此压力管道保持有压力。同时接通室被接通到单缸活塞空气压缩机 中。活塞在从下止点向上止点运动时压縮接通室内的空气，并且经过 压縮的空气又在活塞从上止点向下止点运动时将其压回，从而从流动 损失上看，在空转运行时不必耗费能量。接通室越大，最大可能出现 的峰值压力越小。如果接通室的大小例如与排量恰好相等，那么活塞 位于上止点时的峰值压力是活塞位于下止点时的最小压力的两倍。
对于双活塞或多活塞压缩机，空转运行时各个气缸通过接通室彼 此相连，从而同样基本上不需要能量。这样的活塞空气压縮机的缺点 在于，作为止回阀的膜片阀具有一定的漏流，该漏流以升每分钟来给 出并且也被称为泄漏。由于泄漏，压縮空气可以从压力管道流入活塞 空气压缩机的气缸内。压縮时会达到很高的压力。由于高压，压縮空 气流经气缸和活塞之间并到达压縮机壳体，活塞压縮机的油润滑也位 于压縮机壳体内。出于环境保护的原因，空气必须被输送通过商用车的内燃机，从而避免向以含有润滑油的空气加重环境的负担。如果商 用车的内燃机具有涡轮增压器，含有润滑油的空气会导致涡轮增压器
的加速老化。

发明内容
本发明的任务在于，提供一种避免该问题的活塞空气压缩机。
本发明通过一种这种类型的活塞空气压縮机或压气机解决该问 题，该空气压縮机具有从接通室到吸入室的气道。
本发明的优点在于，从活塞空气压缩机的压縮室流入的压缩空气 可以在通过活塞压縮时部分地泄漏到吸入室中，从而在压縮室和接通 室内都不会建立过大的压力。由此可以显著地减小或禁止沿气缸和活 塞之间的空气流。被从接通室挤压到吸入室的空气可以被例如导出到 商用车的内燃机的吸气区域内。这样被导出的空气基本上不含润滑油， 从而保护了可能具有的涡轮增压器。
此外本发明的优点在于其易实现性。气道可以例如简单地由吸入 室和接通室之间的隔板内的大小合适的孔来实现。由此有利的也可行 的是，之后能够改装现有的活塞空气压縮机。
在本发明的范围内，活塞空气压縮机内的任何允许空气从吸入室 到达接通室的结构都被理解为气道。例如空隙、孔、通道或管道，它 们都可以包括或具有阀、活门、膜片或类似结构。
接通室被理解为不属于吸入室和压縮室的不利(schadiich)的空
间。吸入室特别是这样的空间，即在活塞空气压縮机的吸气过程空气 通过该空间被吸入。压縮室特别是这样的空间，即经过压縮的空气通 过该空间离开活塞空气压縮机。对于具有两个或多个活塞的活塞空气 压縮机，接通室例如是这样的空间，即在空转运行时空气通过该空间
5从一个活塞流到下一个活塞。
在一种优选的实施方式中，吸入室和/或接通室在活塞压縮机的气 缸盖内形成。这就产生了一种特别容易制造的活塞空气压縮机。
优选地，接通室被壁与吸入室隔开，其中，气道在该壁中形成。 以这种方式气道可以以特别简单的方法实现。特别优选气道是壁内的 空隙，特别是壁内的孔。
此外，还可以在气道中安装阀或节气门，特别是截面或流通压力 可以调节的阀。
对于给定的在气缸和离开的压力管道之间带有止回阀(止回阀具 有止回阀泄漏)的预定的活塞空气压缩器，优选如此地选择气道，以 便在活塞空气压縮机空转运行时，接通室内的压力长时间不上升。已
得到证实的是，通常15mn^以下的横截面积足以满足该要求。此外得到 证实的是，优选气道具有大于0.5 mn^的横截面积。特别有利的是，横 截面积单独适应于各个活塞空气压縮机或者可以手动和/或自动调节， 例如借助于调整螺钉和/或限压阀调节。
依据本发明的活塞空气压縮机优选为单缸活塞空气压縮机。作为 替代，该活塞空气压缩器为双缸活塞空气压縮机或多缸活塞空气压缩 机。
为了禁止空气从吸入室回流入接通室，气道优选设置有止回阀， 特别是球阀。该止回阀截断从吸入室到接通室的空气流。
作为替代或者作为添加的是，该止回阀包括膜片，特别是薄板膜 片，该膜片至少部分地具有相应于吸入室的内轮廓的膜片轮廓。在这 种情况下，止回阀膜片起到闭合体的作用。当吸入室内超压时，止回阀膜片紧贴在吸入室的内轮廓上并由此避免了空气从吸入室流出。


下面借助于示意图对本发明的实施例进行详细说明。其中 图l示出依据本发明的气动系统；
图2在横截面图中示出依据本发明的单缸活塞空气压縮机；
图3在透视图中示出依据图2的单缸活塞空气压縮机的气缸盖；
图4a示出依据本发明的活塞空气压縮机的气缸盖的一种作为替代
的实施方式；
图4b示出来自依据图4a的气缸盖的闭合体；
图5a示出依据本发明的活塞空气压縮机的气缸盖的另一种作为替 代的实施方式；
图5b示出依据图5a的气缸盖的止回阔；
图6示出依据本发明的双缸活塞空气压縮机的气缸盖的俯视图，以
及
图7示出依据本发明的双缸活塞空气压缩机的气缸盖的另一种作 为替代的实施方式透视图。
图8示出描述不同的活塞空气压縮机的功率消耗与压縮机转速的 关系图，以及
图9示出描述不同的活塞空气压縮机空转运行时的泄漏与压縮机 转速的关系图。
具体实施例方式
图1示出没有画出的商用车的气动系统10，该系统包括示意画出的 活塞空气压縮机12、压力管道14、空气处理单元16、供给管道18和电 子控制线路20。
活塞空气压縮机12在负载运行时通过吸气口22吸取外界空气并进 行压縮，然后将空气排出至压力管道14。当预定的压力p^x作用在供给
7管道18内时，空气处理单元16通过电子控制线路20发送信号到活塞空 气压縮机12，于是活塞空气压縮机12被切换到空转运行。在这种情况 下不再有空气被吸取，并且止回阀24防止了来自压力管道14的压縮空 气到达活塞空气压缩机12内。
图2示出依据本发明的活塞空气压縮机12,该活塞空气压縮机具有 气缸盖26、气缸28、在气缸28中运行的活塞30和曲柄机构32。活塞30 具有活塞环34a、 34b和34c并被连杆36来回移动。没有画出的油润滑位 于壳体38内，油润滑对活塞30进行润滑。壳体38通过没有画出的排气 管道与商用车的内燃机的吸气区域相连。
图3在透视图中示出气缸盖26，该气缸盖26是本申请的独立的创造 性的对象。活塞在气缸盖背向观察者的一侧运行。被壁42与接通室44 隔开的吸入室40在气缸盖26内形成。在活塞空气压縮机运行时，空气 通过入口22 (参看图2)进入吸入室40，然后从吸入室40进入气缸28， 并在那里被向上止点运动的活塞30压縮。图3中被遮挡住的吸入室膜片
密封件防止了经过压縮的空气回流到吸入室内。在负载运行时，经过 压縮的空气被压入压縮室46内并从那里进入压力管道14 (参看图l)。
在空转运行时，吸取的空气被压入接通室44 (图3)，并在活塞从 上止点向下止点运动时由接通室流回到气缸中。这里具有格罗维娜 (Grovenar)连接。
在将吸入室40与接通室44隔开的壁42中设置有空隙48形式的气 道。作为替代或者作为添加的是，在壁42中设置有孔50形式的气道。
如果止回阀24 (图l)不是密封的，来自压力管道14的压縮空气流 入压縮室46 (图3)中，并在此到达气缸28 (图2)内，并从那里到达 接通室44内。多余的空气的一部分通过空隙48或者说孔50被导入吸入 室40内，并通过入口22 (图l)离开活塞空气压縮机。
8图4a示出一种作为替代的依据本发明的气缸盖26,该气缸盖26具 有由两部分组成的接通室44a、 44b和弧段形的吸入室40。在吸入室40 和接通室44b之间的壁42中设置有空隙48形式的气道，该空隙在吸入室 一侧被闭合膜片52封闭，因此该闭合膜片52为闭合体。闭合膜片52由 弹簧钢片制成并具有相应于吸入室40的内轮廓的膜片轮廓。当接通室 44b内的空气压力P超过预定值时，该空气压力克服闭合膜片52的阻力 并且压縮空气54流入吸入室40内。
图4b在透视图中示出闭合膜片52。可以看到，闭合膜片52被构成 为弯曲的弹簧钢片。
图5a示出依据本发明的单缸活塞空气压縮机的气缸盖26的一种作 为替代的实施方式，在该实施方式中，在接通室44b和吸入室40之间设 置有止回阀、也就是球阀56形式的气道。
图5b示出具有阀球58的球阀56，该球阀58通过弹簧60预紧在阀座 62上。
图6示出依据本发明的双缸活塞空气压縮机的气缸盖26。在吸入室 40和接通室44之间再次形成气道，球阀56设置在该气道内。当活塞空 气压縮机空转运行时，空气可以经过两个流入口64或66从两个气缸中 的一个通过接通室44流入相应另一个气缸中，从而接通室同时起到连 接通道的作用。
图7示出依据本发明的活塞空气压縮机的另一种作为替代的气缸 盖26，在该气缸盖26中，在将吸入室40与接通室44隔开的壁42中设置 有两条空隙68a、 68b形式的气道。在图7中，活塞压縮机的活塞也位于 观察方向上气缸盖26之后的安装位置上。在该视图中可以在压縮室46 内看出两个允许来自各个气缸的压縮空气进入压縮室46并阻止回流的压縮室膜片阀70a、 70b。
图8示出描述空转运行时不同的活塞空气压縮机的功率消耗与活 塞空气压縮机转速的关系图。在这种情况下涉及排量Vh为318mS的单缸 活塞空气压縮机。曲线a示出依据现有技术的活塞空气压縮机与转速相 关的功率消耗，其中在空转运行时压縮空气被排至大气中。曲线b示出 依据图l的具有理想密封的格维娜(Govenar)形式的止回阀24 (参看图 1)的系统的功率消耗。曲线3示出当止回阀24的泄漏(泄漏流量)为 251/min时依据图l的活塞空气压縮机的功率消耗，且曲线d示出依据曲 线c的情况，但是其中在壁42中设置有孔50 (参看图3)。可以看出，在
这种情况下的功率消耗明显小于没有孔的情况。此外可以看出，通过 孔可以达到几乎与具有理想密封的止回阀24的活塞空气压縮机的一样
的功率消耗。
图9示出对于图8中所述的情况在空转运行时泄漏与压縮机转速的 关系。曲线c与曲线b之间的差别说明了壁42 (参看图3)中孔(50)形 式的气道的积极影响。
权利要求
1.活塞空气压缩机(12)，所述活塞空气压缩机包括(a)吸入室(40)和(b)与所述吸入室(40)分开的接通室(44)，以及具有从所述接通室(44)到所述吸入室(40)的气道(48、50、56、68)，其特征在于，所述接通室(44)通过壁(42)与所述吸入室(40)分开，并且所述气道(48、50、56、68)在所述壁(42)内形成。
2. 按权利要求l所述的活塞空气压縮机，其特征在于，所述吸入 室(40)和/或所述接通室(44)在所述活塞压縮机的气缸盖(26)内 形成。
3. 按权利要求1或2所述的活塞空气压縮机，其特征在于，所述 气道是所述壁(42)内的空隙(48)，特别是孔(50)。
4. 按前述权利要求之一所述的活塞空气压縮机，其特征在于，所 述气道具有小于5mn^的横截面积。
5. 按前述权利要求之一所述的活塞空气压縮机，其特征在于，所 述气道具有能调节的横截面积。
6. 按前述权利要求之一所述的活塞空气压縮机，其特征在于，所 述活塞空气压縮机是单缸活塞空气压縮机。
7. 按前述权利要求1至6之一所述的活塞空气压縮机，其特征在 于，所述活塞空气压縮机是双缸活塞空气压縮机。
8. 按前述权利要求之一所述的活塞空气压縮机，其特征在于，所述气道(48、 50、 56、 68)设有止回阀(24)，特别是球阀(56)。
9. 按权利要求8所述的活塞空气压縮机，其特征在于，所述止回 阀(24)包含闭合膜片(52)，特别是薄板闭合膜片，所述闭合膜片 至少部分地具有至少部分地相应于所述吸入室(40)的内轮廓的膜片 轮廓。
10. 具有气动系统(10)的商用车，所述气动系统包括按前述权 利要求之一所述的活塞空气压縮机(12)。
全文摘要
本发明涉及一种活塞空气压缩机，该活塞空气压缩机包括吸入室和与吸入室分开的接通室。依据本发明设置有从接通室到吸入室的气道。
文档编号F04B49/16GK101680446SQ200880019820
公开日2010年3月24日 申请日期2008年7月1日 优先权日2007年8月21日
发明者海因里希·施洛萨奇克, 海因里希·迪卡梅伊尔 申请人:威伯科有限公司