用于压缩机的比例式空气流动输送控制的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明总体上涉及用于空气压缩机的控制系统和方法，并且更具体地，涉及用于空气压缩机的比例式空气流动输送控制。
[0002]例如作业车辆的服务包的原动机(例如，发动机)通常驱动各种载荷，如空气压缩机、发电机和液压泵。这各种载荷可能潜在地使原动机超负荷，降低燃料效率，增加污染物的排放等。例如，在原动机驱动空气压缩机的实例中，空气流动在给定压力下的持续输送可能需要原动机输出的相当一部分用于操作空气压缩机。在这样的实例中，空气压缩机的操作电力需求可有效地限制原动机可用于支持其它载荷的电力。
[0003]虽然空气压缩机的操作电力需求可限制原动机能够支持的设备的量，或可导致需要利用更大的原动机，在各种应用中可能仍需要这样的空气压缩机。例如，由于它们的便携性和效率(相对于具有可比性能的设备)，这样的空气压缩机通常被用于期望将电流转换为气动压力形式的机械能的应用中。例如，空气压缩机可用于工业、商业或家庭维护应用，或压缩空气可用于驱动设备的操作的任何其他应用中。因此，可能需要提供改进的空气压缩机系统，该空气压缩机系统解决了与典型的空气压缩机的操作相关联的一些缺点。
【发明内容】
[0004]下面阐述了与原始要求保护的发明的范围相应的某些方面。但是应当理解的是，这些方面被提出以仅为读者提供本发明可能采用的某些形式的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本发明的范围。实际上，本发明可包含各种可能未在下面阐述的各个方面。
[0005]在一个实施例中，系统包括发动机和由发动机驱动的气动空气压缩系统。气动空气压缩系统具有流动控制元件并且适于接收入口空气并压缩入口空气以产生压缩空气。该系统还包括气动流动控制系统，其包括比例控制阀，该比例控制阀具有可成比例变化的激活状态。改变比例控制阀的激活状态调节作用在流动控制元件上的压力，从而以可变的方式调节由气动空气压缩系统产生的压缩空气，并进一步以可变的方式通过气动空气压缩系统调节施加于发动机上的电力需求。
[0006]在另一个实施例中，系统包括发动机和由发动机驱动并适于由入口空气产生压缩空气的气动空气压缩系统。气动空气压缩系统包括:入口阀和入口阀控制活塞，该入口阀控制活塞适于经由入口阀控制活塞内的压力来致动入口阀。系统还包括气动流动控制系统，其包括比例控制阀，该比例控制阀具有可成比例变化的激活状态。进一步地，系统包括控制器，其适于改变比例控制阀的激活状态以调节入口阀控制活塞内的压力，从而成比例地调节入口阀的位置，进而以可变的方式调节由气动空气压缩系统产生的压缩空气流，并进一步以可变的方式通过气动空气压缩系统调节施加于发动机上的电力需求。
[0007]在另一个实施例中，系统包括发动机和气动空气压缩系统，该气动空气压缩系统由发动机驱动，具有流动控制元件，以及适于接收入口空气并压缩入口空气以产生压缩空气。系统还包括气动流动控制系统，其包括具有可成比例变化的激活状态的手动控制阀。改变比例控制阀的激活状态调节作用在流动控制元件上的压力，从而以可变的方式调节由气动空气压缩系统产生的压缩空气流，并进一步以可变的方式通过气动空气压缩系统调节施加于发动机上的电力需求。
【附图说明】
[0008]在参考附图阅读下述具体描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将得到更好理解，在整个附图中，相同的标记表示相同的部件，其中:
[0009]图1是根据一个实施例的具有服务包的作业车辆的示意图，该服务包具有能够输送成比例的空气流动的空气压缩机；
[0010]图2是图1的作业车辆的电力系统的实施例的示意图，示出了与作业车辆发动机的支持系统分离且独立的服务包的支持系统；
[0011]图3是图1的作业车辆的电力系统的实施例的示意图，示出了与作业车辆发动机的支持系统集成的服务包的支持系统；
[0012]图4是示出了包括比例流动控制组件的空气压缩机系统的实施例的框图；以及
[0013]图5是示出了可包含在图4的比例流动控制组件中的比例控制阀的实施例的示
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【具体实施方式】
[0014]以下介绍了一个或更多个具体实施例。为了致力于提供这些实施例的简要介绍，并未在说明书内描述【具体实施方式】中的所有特征。应当意识到在开发任何这样的【具体实施方式】时，例如在任何的工程或设计项目中，都必须做出大量的实施方式专用决策，以实现开发者的特定目标，例如符合与系统相关和业务相关的约束条件，而这些特定目标在不同的实施方式中可能有所不同。而且，应该意识到尽管这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对受益于本公开的本领域普通技术人员来说这仍然是一种从事设计、制造和加工的常规手段。
[0015]在介绍本发明不同实施例的要素时，冠词“一”、“一个”和“这个”和“所述”旨在指存在一个或更多个所述的要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在包含在内并意味着除了列举的要素之外还可以有另外的要素。
[0016]如下面更详细地描述的，在此提供的是空气压缩系统的实施例，在该空气压缩系统中，来自上述系统的压缩空气流是以可变的方式提供的，以及以给定的压力从压缩机提供空气流所需的电力被控制。更具体地，目前公开的实施例提供空气压缩机输送的空气流动的直接控制，并且提供为空气压缩机的操作供电所需的电量的控制和限制。上述特征可以为系统提供明显的优势，在该系统中，原动机(例如，发动机)为多个设备供电，因为前述实施例可以使除了加压空气流动之外的多个载荷放置在系统上，而不需要使原动机超负荷。此外，上述特征可使更小、更紧凑且更有效的原动机在低压下输送高的空气流动速率，同时还提供在较低的、被调节的空气流动速率下的高压。目前构思的实施例的这些和其他特征将在下面更详细地描述。
[0017]在某些实施例中，控制系统可配置成控制空气压缩机以提供期望的空气流动，并且空气压缩机可以是安装在作业车辆或其它移动应用中的服务包的一部分。控制系统可确保空气压缩机基于施加到空气压缩机的载荷输送足够量的空气压力。但是，应该指出的是，虽然空气压缩机和/或控制系统的某些实施例可以是用于作业车辆的服务包的一部分，但是下面提供的系统的其他实施例可以在其它环境中使用。实际上，所提供的空气压缩系统和控制上述系统的方法可以在多种特定实施方式的系统环境中使用，而不限于仅作为示例的目的在下文中提供的环境。
[0018]现在转向示出的示例，图1示出了根据一个目前公开的实施例的作业车辆10。作业车辆10被示出为工作卡车，虽然可以使用用于作业车辆10的任何合适的配置。在图示的实施例中，作业车辆10包括用于提供电力、压缩空气和液压动力到一系列应用的服务包12，其总体上由附图标记14指示。作业车辆10具有基于作业车辆发动机18周围的主车辆动力装置16。虽然本发明并不限于任何特定的构造或设备，这种类型的作业车辆发动机典型地是柴油发动机，虽然汽油发动机也可在一些车辆中使用。
[0019]车辆动力装置16可包括多个传统的支持系统。例如，作业车辆发动机18可消耗来自燃料储存器20 (典型地是一个或更多个液体燃料罐)的燃料。进气口或空气清洁系统22可将空气供给作业车辆发动机18，在某些应用中，该作业车辆发动机18可以是涡轮增压的或超负荷的。可提供用于冷却作业车辆发动机18的冷却系统24，该冷却系统24典型地可包括散热器、循环泵、恒温控制阀和风扇。电气系统26可包括交流发电机或发电机，以及一个或更多个系统电池，用于这些系统的电缆(cabl ing)。可典型地包含用于许多发动机类型例如柴油发动机的润滑油系统18。上述润滑油系统28典型地从柴油发动机曲轴箱取油，并且如果存在过滤器和冷却器的话，使油循环通过过滤器和冷却器以将油保持在良好的工作状态。最后，动力装置16可由排气系统30服务，该排气系统30可包括催化转换器、消声器以及相关联的导管。
[0020]服务包12可包括由服务发动机32驱动的一个或更多个服务系统。在一实施例中，服务包12可提供用于各种应用14的电力、液压动