專(zhuān)利名稱(chēng)：多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的帶有冷卻空氣流的活塞式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，用于產(chǎn)生壓縮空 氣，該活塞式壓縮機(jī)具有一個(gè)用于可旋轉(zhuǎn)地支承曲軸的曲軸箱，在該曲 軸上互相反向地旋轉(zhuǎn)支承連桿，連桿的數(shù)量與帶有各一個(gè)配屬的氣缸的 活塞數(shù)量相應(yīng)，其中設(shè)有用于因泵效應(yīng)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)曲軸箱內(nèi)部的冷卻空氣 流的裝置，所述泵效應(yīng)通過(guò)活塞的運(yùn)動(dòng)循環(huán)引起。
背景技術(shù)：
一種這樣的活塞式壓縮機(jī)例如用在商用車(chē)或者甚至軌道車(chē)輛的壓縮 空氣生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)用在商用車(chē)中時(shí)由活塞式壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣除 了驅(qū)動(dòng)制動(dòng)設(shè)備外也用于驅(qū)動(dòng)空氣彈簧設(shè)備。因?yàn)殡S之而來(lái)的相當(dāng)高的 壓縮空氣需求量，在此大部分使用多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，所述活塞式壓縮 才幾相應(yīng)構(gòu)成為多級(jí)的。用這種多級(jí)活塞式壓縮才幾可以在短的時(shí)間間隔內(nèi) 產(chǎn)生所需的壓縮空氣需求量。過(guò)去尤其在商用車(chē)中使用油潤(rùn)滑的活塞式壓縮機(jī)。無(wú)油的也就是干 式運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)方案到目前為止不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛捎诟叩臉?gòu)件溫度不能 實(shí)現(xiàn)必需的構(gòu)件壽命，所述高的構(gòu)件溫度由于在極小的結(jié)構(gòu)空間內(nèi)高的 轉(zhuǎn)數(shù)和功率密度而產(chǎn)生。在油潤(rùn)滑的活塞式壓縮機(jī)中產(chǎn)生的壓縮空氣是含油的。在空氣干燥 時(shí)出現(xiàn)的冷凝物由于含油出于環(huán)保的原因必須收集在可加熱的容器內(nèi)， 并且在定期的時(shí)間間隔內(nèi)排出和回收。這導(dǎo)致提高的維護(hù)成本。此外在 低負(fù)荷的冬季運(yùn)行時(shí)在傳統(tǒng)的油潤(rùn)滑的活塞式壓縮機(jī)的油循環(huán)中經(jīng)常出 現(xiàn)形成乳狀液的問(wèn)題。在商用車(chē)中使用油潤(rùn)滑的活塞式壓縮機(jī)時(shí)有特殊 的問(wèn)題。在柴油機(jī)旁邊用法蘭連接的直接驅(qū)動(dòng)的活塞式壓縮機(jī)用高的轉(zhuǎn) 數(shù)和功率密度運(yùn)行，由此也引起較大量的油進(jìn)入到氣動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)，這必然導(dǎo)致串聯(lián)在后面的部件的染油。在極端情況下由于高的熱負(fù)荷可能出現(xiàn) 焦化，所述焦化由壓縮空氣帶入到氣動(dòng)系統(tǒng)中，并且導(dǎo)致管路橫截面的 變窄，這造成對(duì)串聯(lián)在后面的氣動(dòng)設(shè)備的損壞。出于所有上述原因，干 式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)是有利的。在一般現(xiàn)有技術(shù)中干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)是已知的，其中通過(guò)曲 軸箱導(dǎo)入需要壓縮的吸入空氣，以便由此降低軸承溫度。然而這造成無(wú) 益地加熱吸入空氣，由此引起壓縮最終溫度的提高，由此又提高壓縮機(jī) 的整體溫度水平。因此所述技術(shù)解決方案證明是不合適的，尤其對(duì)于高 的熱負(fù)荷的單級(jí)壓縮機(jī)。由DE 101 38 070 Al已知一種同類(lèi)的多釭的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮 才幾，該活塞式壓縮才幾在此4安兩級(jí)壓縮4幾的類(lèi)型構(gòu)成，并且就這點(diǎn)而言具有一個(gè)帶有大的活塞直徑的低壓級(jí)和一個(gè)串聯(lián)在后面的帶有小的活塞直 徑的高壓級(jí)。在所述活塞式壓縮機(jī)中借助于相應(yīng)止回閥由于活塞的運(yùn)動(dòng) 循環(huán)產(chǎn)生泵效應(yīng)。泵效應(yīng)用于產(chǎn)生經(jīng)過(guò)曲軸箱的冷卻空氣流。冷卻空氣 流首先用于氣缸的水套冷卻，但是也用于曲軸箱的換氣。然而所述實(shí)施 方式的缺點(diǎn)在于換氣裝置不能完全集成到活塞式壓縮機(jī)內(nèi)。側(cè)面的冷卻 空氣輸入裝置和附加的用于清潔冷卻空氣的過(guò)濾系統(tǒng)是必需的，以便避 免臟物和水可能聚集在曲軸箱內(nèi)。然而特別的缺點(diǎn)在于，所述的各個(gè)活 塞在曲軸箱內(nèi)的泵效應(yīng)在偶數(shù)個(gè)的、相同直徑的、互相反向地運(yùn)動(dòng)的活 塞的情況下實(shí)際上互相抵消。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的是，如下進(jìn)一步改進(jìn)上述類(lèi)型的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn) 的活塞式壓縮機(jī)，即使在由于反向的活塞泵效應(yīng)不夠時(shí)也產(chǎn)生足夠的冷 卻空氣流。所述目的從一種按權(quán)利要求1的前序部分的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞 式壓縮機(jī)出發(fā)結(jié)合其特征部分的特征解決。下面的從屬權(quán)利要求給出本 發(fā)明的有利的進(jìn)一步拓展。本發(fā)明包括如下的技術(shù)教導(dǎo)，為了支持泵效應(yīng)，每個(gè)活塞在一個(gè)自己的腔內(nèi)工作，所述的腔通過(guò)設(shè)置在曲軸箱內(nèi)且包圍曲軸的分隔裝置產(chǎn) 生，以便在各腔內(nèi)產(chǎn)生不同壓縮比。按本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，現(xiàn)在例如即使在帶有兩個(gè)相 同直徑的反向活塞時(shí)通過(guò)運(yùn)動(dòng)循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)用于產(chǎn)生冷卻空氣流的泵效 應(yīng)。在此產(chǎn)生腔的分隔裝置不必絕對(duì)互相密封地隔開(kāi)兩個(gè)腔。少量的溢 流損失完全是可以容忍的。結(jié)果可以建立高輸送效率的環(huán)保的干式運(yùn)轉(zhuǎn) 的活塞式壓縮機(jī)，該活塞式壓縮機(jī)的溫度水平保持在臨界之下。因此按 本發(fā)明的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)也適合于直接用法蘭連接在商 用車(chē)的柴油機(jī)旁邊。在此存在的受限制狹窄的安裝空間證明是足夠的， 因?yàn)橛捎诎幢景l(fā)明的解決方案，多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) 相當(dāng)小的實(shí)施方式是可能的。優(yōu)選作為用于構(gòu)成配屬于活塞的腔的分隔裝置可以設(shè)有一個(gè)用于曲 軸的裝入到曲軸箱內(nèi)的密封的中間軸承。中間軸承除了附加的用于曲軸 的支承位置之外也保證曲軸箱的腔之間的足夠密封的分開(kāi)。此外也可能 的是，使用 一個(gè)代替中間軸承裝入到曲軸箱內(nèi)的動(dòng)態(tài)的徑向密封元件作 為分隔裝置。徑向密封元件當(dāng)然也可以位置固定地設(shè)置在曲軸上，并且 相對(duì)于曲軸箱動(dòng)態(tài)地密封。有利地，至少一個(gè)按止回閥類(lèi)型構(gòu)成的用于冷卻空氣的進(jìn)氣閥設(shè)置 在氣缸蓋的進(jìn)氣接管區(qū)域內(nèi)。因?yàn)樵谠撐恢蒙线^(guò)濾的來(lái)自環(huán)境的用于按 本發(fā)明的措施的冷卻空氣是可以分岔的。此外也可能的是，用于冷卻空 氣的進(jìn)氣閥集成在一個(gè)與氣缸蓋相鄰設(shè)置的帶有壓縮機(jī)閥的閥板內(nèi)。在 所述情況中可以放棄一個(gè)單獨(dú)的用于設(shè)置在氣缸蓋內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)氣閥 的閥板。這減少了所需構(gòu)件的數(shù)量。優(yōu)選一個(gè)同樣按止回閥類(lèi)型構(gòu)成的用于冷卻空氣的排氣閥設(shè)置在曲 軸箱的底面上。因?yàn)樵谠撐恢蒙嫌眠^(guò)的被加熱的冷卻空氣可以以合適的 方式排出到環(huán)境中。不僅進(jìn)氣閥而且排氣閥可以構(gòu)成為耐用的片式閥。按另一種改進(jìn)本發(fā)明的措施建議，由進(jìn)氣閥吸入的冷卻空氣匯集在 閥板的腔內(nèi)，并且緊接著通過(guò)由此開(kāi)始的通道到達(dá)到曲軸箱內(nèi)。通道優(yōu) 選構(gòu)成為外置的管路，以便避免在經(jīng)過(guò)氣缸區(qū)域時(shí)加熱冷卻空氣。此外通道集成到氣缸壁內(nèi)，以便冷卻空氣從氣缸蓋區(qū)域 出發(fā)被輸送到曲軸箱的配屬的腔內(nèi)。


下面與對(duì)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例的描述一起借助于唯一的附圖詳 細(xì)給出其他改進(jìn)本發(fā)明的措施。附圖示出 一種雙缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的帶有內(nèi) 部冷卻空氣流導(dǎo)向裝置的活塞式壓縮機(jī)的縱向剖面圖。
具體實(shí)施方式
按照附圖，由未進(jìn)一步示出的驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用于驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸箱1內(nèi)的曲軸2。在曲軸2上通過(guò)設(shè)置在其間的滾動(dòng)軸 承4a和4b互相相鄰地支承連桿3a和3b。在配屬的連桿3a或3b的每 個(gè)與滾動(dòng)軸承4a和4b對(duì)置的端部上設(shè)置一個(gè)活塞5a和5b。兩個(gè)活塞 5a、 5b在各一個(gè)配屬的氣缸6a和6b內(nèi)運(yùn)行，并且按照曲軸2的限制反 向運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)活塞5a和5b具有相同大小的直徑。由活塞5a和5b吸入的過(guò)濾的環(huán)境空氣通過(guò)相應(yīng)配屬的進(jìn)氣接管7a 或7b到達(dá)到壓縮機(jī)內(nèi)部?jī)?nèi)。進(jìn)氣接管7a和7b設(shè)置在活塞式壓縮機(jī)的氣 缸蓋8上。 一個(gè)位于氣缸蓋8與氣缸6a和6b之間的閥板9具有對(duì)于壓 縮環(huán)境空氣必需的止回閥結(jié)構(gòu)。活塞式壓縮機(jī)具有用于產(chǎn)生經(jīng)過(guò)曲軸箱1內(nèi)部的冷卻空氣流的裝置。 冷卻空氣流通過(guò)活塞5a和5b的運(yùn)動(dòng)循環(huán)產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)由此引起的泵 效應(yīng)，每個(gè)活塞5a和5b在一個(gè)自己的曲軸箱側(cè)的腔10a和10b內(nèi)工作。 腔10a和10b由一個(gè)作為分隔裝置裝入到曲軸箱1內(nèi)的密封的中間軸承 11構(gòu)成。在進(jìn)氣接管7a或7b區(qū)域內(nèi)，每個(gè)腔10a和10b配^殳一個(gè)用于冷卻 空氣的進(jìn)氣閥12a或12b 。進(jìn)氣閥12a和12b構(gòu)成為片式閥 (Lammellenventil)。從這兒開(kāi)始吸入的冷卻空氣到達(dá)到閥板9的一個(gè) 腔13a或13b內(nèi)，并且由此通過(guò)外置的通道14a和14b到達(dá)到曲軸箱1 內(nèi)，也就是到相應(yīng)配屬的腔10a或10b內(nèi)。加熱的冷卻空氣通過(guò)相應(yīng)配屬的排氣閥15a或15b離開(kāi)腔10a和10b。排氣閥15a和15b同樣構(gòu)成 為片式閥。本發(fā)明不局限于上面描述的優(yōu)選實(shí)施例。因此更確切地說(shuō)包括在權(quán) 利要求書(shū)的保護(hù)范圍內(nèi)的變化也是可以想像的。例如也可能的是，活塞式壓縮機(jī)構(gòu)成為帶有至少一個(gè)低壓級(jí)和至少 一個(gè)接著的高壓級(jí)的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)。按本發(fā)明的用于改進(jìn)泵效應(yīng)的 技術(shù)解決方案在可以用在反向運(yùn)動(dòng)的偶數(shù)和/或奇數(shù)個(gè)活塞由于數(shù)量、沖 程或直徑不能產(chǎn)生足夠大的內(nèi)部冷卻空氣流的情況中。此外不必為每個(gè)單獨(dú)的由分隔裝置產(chǎn)生的腔設(shè)置一個(gè)自己的進(jìn)氣閥 或排氣閥和自己的冷卻空氣通道。通過(guò)一根共同的通道的相應(yīng)分岔或者 通過(guò)附加的通道可以降低所需進(jìn)氣閥和排氣閥的數(shù)量。附圖標(biāo)記列表1曲軸箱2曲軸3連桿4滾動(dòng)軸承5活塞6氣缸7進(jìn)氣接管8氣缸蓋9閥板10腔11中間軸承12進(jìn)氣閥13腔14通道15排氣閥
權(quán)利要求
1.多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，用于產(chǎn)生壓縮空氣，該活塞式壓縮機(jī)具有一個(gè)用于可旋轉(zhuǎn)地支承曲軸(2)的曲軸箱(1)，在該曲軸上互相反向旋轉(zhuǎn)地支承連桿(3a、3b)，連桿的數(shù)量與帶有各一個(gè)配屬的氣缸(6a、6b)的活塞(5a、5b)數(shù)量相應(yīng)，其中設(shè)有用于因泵效應(yīng)而產(chǎn)生經(jīng)過(guò)曲軸箱(1)內(nèi)部的冷卻空氣流的裝置，所述泵效應(yīng)通過(guò)活塞(5a、5b)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)引起，其特征在于為了支持泵效應(yīng)，每個(gè)活塞(5a、5b)在一個(gè)自己的腔(10a、10b)內(nèi)工作，所述的腔通過(guò)設(shè)置在曲軸箱(1)內(nèi)的并且包圍曲軸(2)的分隔裝置產(chǎn)生，使得在各腔(10a、10b)內(nèi)產(chǎn)生不同壓縮比。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多缸的千式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，其特征 在于設(shè)有一個(gè)用于曲軸(2)的、裝入到曲軸箱(1)內(nèi)的、密封的中 間軸承(11)作為分隔裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，其特征 在于設(shè)有一個(gè)裝入到曲軸箱(1)內(nèi)的動(dòng)態(tài)的徑向密封元件作為分隔裝 置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，其特征 在于至少一個(gè)按止回閥類(lèi)型構(gòu)成的用于冷卻空氣的進(jìn)氣閥(12a、 12b) 設(shè)置在氣缸蓋(8)的進(jìn)氣接管(7a、 7b)的區(qū)域內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，其特征 在于至少一個(gè)按止回閥類(lèi)型構(gòu)成的用于冷卻空氣的進(jìn)氣閥(12a、 12b) 集成在一個(gè)與氣缸蓋(8)相鄰設(shè)置的帶有壓縮機(jī)閥的閥板(9)內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，其特征 在于至少一個(gè)按止回閥類(lèi)型構(gòu)成的用于冷卻空氣的排氣閥(15a、 15b) 設(shè)置在曲軸箱(1)的底面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6之一所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)， 其特征在于進(jìn)氣閥(12a、 12b)和排氣閥(15a、 15b)構(gòu)成為片式閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，其 特征在于由進(jìn)氣閥(12a、 12b)吸入的冷卻空氣匯集在閥板(9)的腔(13a、 13b)內(nèi)，并且緊接著通過(guò)由此開(kāi)始的通道(14a、 14b)到達(dá)到 曲軸箱(1)內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，其特征 在于通道(14a、 14b)構(gòu)成為外置的管路，以便避免冷卻空氣在經(jīng)過(guò) 氣釭區(qū)域時(shí)加熱。
10. 根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓 縮機(jī)，其特征在于設(shè)有偶數(shù)個(gè)的、互相反向運(yùn)動(dòng)的、帶有各一個(gè)配屬 的氣缸(6a、 6b)的活塞(5a、 5b)，其中活塞(5a、 5b)具有基本上 相同大小的直徑。
11. 根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓 縮機(jī)，其特征在于所述活塞式壓縮機(jī)構(gòu)成為多級(jí)的，包括至少一個(gè)低 壓級(jí)和至少一個(gè)接著的高壓級(jí)。
12. 根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓 縮機(jī)，其特征在于所述活塞式壓縮機(jī)構(gòu)成為用于通過(guò)商用車(chē)的內(nèi)燃機(jī) 運(yùn)行的法蘭式總成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多缸的干式運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，用于產(chǎn)生壓縮空氣，該活塞式壓縮機(jī)具有一個(gè)用于可旋轉(zhuǎn)地支承曲軸(2)的曲軸箱(1)，在該曲軸上互相反向旋轉(zhuǎn)地支承連桿(3a、3b)，連桿的數(shù)量與帶有各一個(gè)配屬的氣缸(6a、6b)的活塞(5a、5b)數(shù)量相應(yīng)，其中設(shè)有用于因泵效應(yīng)而產(chǎn)生經(jīng)過(guò)曲軸箱(1)內(nèi)部的冷卻空氣流的裝置，所述泵效應(yīng)通過(guò)活塞(5a、5b)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)引起，其中為了支持泵效應(yīng)，每個(gè)活塞(5a、5b)在一個(gè)自己的腔(10a、10b)內(nèi)工作，所述的腔通過(guò)設(shè)置在曲軸箱(1)內(nèi)的并且包圍曲軸(2)的分隔裝置產(chǎn)生，以便在各腔(10a、10b)內(nèi)產(chǎn)生不同壓縮比。
文檔編號(hào)F04B39/06GK101253327SQ200680031238
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者M·哈特爾 申請(qǐng)人:克諾爾-布里姆斯軌道車(chē)輛系統(tǒng)有限公司