專利名稱：電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及一種用于車輛的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，更特別地涉及一種在每種操作狀況下可以利用一臺電動機(jī)操作空氣壓縮機(jī)和液壓泵的機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
圖1顯示電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其被配置為使用一臺電動機(jī)500 操作用于動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵502和壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)504。如圖所示，液壓泵502被直接連接到電動機(jī)500的轉(zhuǎn)動軸，并且空氣壓縮機(jī)504通過離合器506、皮帶輪508和皮帶510被連接到電動機(jī)500。這樣，通過離合器506的連接/斷開，來自電動機(jī)500的轉(zhuǎn)矩通過皮帶510被傳遞到空氣壓縮機(jī)504。因此，空氣壓縮機(jī)504作如下動作，當(dāng)空氣壓縮機(jī)504不需要運(yùn)行時，通過斷開離合器506來切斷電動機(jī)500到皮帶510的動力，而當(dāng)空氣壓縮機(jī)504需要運(yùn)行的時候，通過操作或連接離合器506將來自電動機(jī)500的動力傳遞到皮帶510。然而，在如上所述的結(jié)構(gòu)中，離合器506和皮帶輪508的傳動比被固定為預(yù)定值， 從而不能夠調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)504的轉(zhuǎn)動速度，而僅僅能夠提供開/關(guān)狀態(tài)。此外，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于傳遞到空氣壓縮機(jī)504的轉(zhuǎn)矩由離合器506控制，空氣壓縮機(jī)504因此突然與/從在負(fù)載情況下高速旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)500連接/斷開。這樣，電動機(jī)500和空氣壓縮機(jī)504都很有可能由于轉(zhuǎn)矩的突然改變而遭到破壞。此外，當(dāng)空氣壓縮機(jī)504的轉(zhuǎn)矩突然被離合器506改變，如上所述，由于壓力的突然改變，連接到空氣壓縮機(jī)504的管道內(nèi)可能產(chǎn)生水分。本發(fā)明背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明一般背景技術(shù)的理解，因此，不應(yīng)該被認(rèn)定為表明或暗示該信息構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其能夠根據(jù)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行速度，并且通過防止從電動機(jī)傳遞到空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩的突然連接/斷開來防止震動和在連接到空氣壓縮機(jī)的空氣管內(nèi)產(chǎn)生水分，從而提高電動機(jī)和空氣壓縮機(jī)的耐用性。本發(fā)明的典型實施方式提供了一種電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其包括電動機(jī)，由從電動機(jī)傳送的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的液壓泵，由從電動機(jī)傳送的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的空氣壓縮機(jī)，
3以及設(shè)置在電動機(jī)和空氣壓縮機(jī)之間，特別是電動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸和空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸之間以便連續(xù)地改變傳到空氣壓縮機(jī)的電動機(jī)的轉(zhuǎn)動并且將該電動機(jī)的轉(zhuǎn)動傳遞到空氣壓縮機(jī)的傳動裝置。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，可以根據(jù)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行速度。進(jìn)一步地可以通過防止從電動機(jī)傳遞到空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩的突然連接/斷開來防止震動和在連接到空氣壓縮機(jī)的空氣管內(nèi)產(chǎn)生水分，從而避免損壞電動機(jī)和空氣壓縮機(jī)。應(yīng)當(dāng)理解本文使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似的術(shù)語包括，諸如一般包括運(yùn)動用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的載客汽車的機(jī)動車輛；包括各種船和艇的水運(yùn)工具船；航行器等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插入式混合電動車輛、 氫動力車輛和其它可選的燃料車輛(例如從除了石油以外的資源中獲得的燃料)。參照本文所述，混合動力車輛為具有兩個或更多動力源的車輛，例如既有汽油動力又有電動力的車輛。本發(fā)明的方法和裝置具有的其他特性和優(yōu)點將從附圖和以下具體實施方式
中變得明顯或在其中更詳細(xì)地說明，附圖結(jié)合在此說明書中與以下具體實施方式
一起用來說明本發(fā)明的原理。


圖1是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的典型實施方式的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的典型實施方式的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件的操作過程的流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的典型實施方式和現(xiàn)有技術(shù)，比較空氣壓縮機(jī)的工作壓力隨時間的改變的圖表。應(yīng)該理解的是，附圖不必按比例繪制，僅簡化示出說明本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征。如本文所公開的包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀的本發(fā)明的具體設(shè)計特征， 部分地由特定應(yīng)用和使用環(huán)境確定。在附圖中，附圖標(biāo)記在附圖的幾幅圖中始終指代本發(fā)明的相同或等效部分。
具體實施例方式現(xiàn)在將在下文中詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實施方式，其實施例在附圖中示出并在下面描述。雖然將結(jié)合示例性實施方式來描述本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，本說明并非旨在將本發(fā)明限于那些示例性實施方式。相反，本發(fā)明旨在不僅涵蓋這些示例性實施方式，而且涵蓋可包括在所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)的各種替代形式、修改形式、等效形式和其它實施方式。參考圖2，本發(fā)明的典型實施方式包括電動機(jī)1 ；由從電動機(jī)1傳遞過來的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的液壓泵3 ；由從電動機(jī)1傳遞過來的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的空氣壓縮機(jī)5 ；以及設(shè)置在電動機(jī)1 的轉(zhuǎn)動軸和空氣壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)動軸之間的傳動裝置。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，傳動裝置被配置和設(shè)置成連續(xù)地改變傳到空氣壓縮機(jī)的電動機(jī)1的轉(zhuǎn)動并且將該電動機(jī)的轉(zhuǎn)動傳遞到空氣壓縮機(jī)5。該傳動裝置可以是根據(jù)任何已知的傳動裝置，并優(yōu)選為連續(xù)可變傳動裝置。特別地，空氣壓縮機(jī)5被配置為相對于電動機(jī)1的轉(zhuǎn)動速度以不同的速度運(yùn)行，以及通過連續(xù)可變的傳動裝置在預(yù)定的范圍內(nèi)運(yùn)行。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)矩從電動機(jī)傳遞出來而運(yùn)行空氣壓縮機(jī) 5時，空氣壓縮機(jī)5的運(yùn)行可被控制，該控制可通過改變電動機(jī)1和空氣壓縮機(jī)5的速率比而被平穩(wěn)和連續(xù)地改變。如圖2所示，液壓泵3被直接連接到電動機(jī)1的轉(zhuǎn)動軸。這樣，液壓泵直接接收來自電動機(jī)1的轉(zhuǎn)矩，從而電動機(jī)1基本上按照作為操作對象的液壓泵3運(yùn)行。根據(jù)如圖2所示的實施方式，連續(xù)可變傳動裝置包括皮帶7和可變皮帶輪單元9。 如圖所示，皮帶7被設(shè)置在電動機(jī)1的轉(zhuǎn)動軸和空氣壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)動軸之間，而可變皮帶輪單元9被配置在電動機(jī)1和空氣壓縮機(jī)5中至少一個的轉(zhuǎn)動軸上。在本實施方式中，可變皮帶輪單元9被配置和設(shè)置以改變與皮帶7的接觸半徑。如圖2進(jìn)一步所示，可變皮帶輪單元9可以由固定皮帶輪11，可移動皮帶輪13和皮帶輪驅(qū)動器(pulley actuator)(未圖示)組成。固定皮帶輪11和可移動皮帶輪13的間距可以通過移動可移動皮帶輪13來調(diào)節(jié)(例如沿轉(zhuǎn)動軸的方向平直地移動)。在優(yōu)選的實施方式中，皮帶輪驅(qū)動器使可移動皮帶輪13相對于固定皮帶輪11平直地移動，以便調(diào)節(jié)固定和可移動皮帶輪11/13的間距。在本典型實施方式中，固定皮帶輪11被固定到電動機(jī) 1的轉(zhuǎn)動軸。然而，固定皮帶輪能夠根據(jù)已知方法用別的方法被固定。皮帶輪驅(qū)動器15可以是根據(jù)任何已知的皮帶輪驅(qū)動器，并且在優(yōu)選的實施方式中，皮帶輪驅(qū)動器1是與可移動皮帶輪13連接的步進(jìn)式電動機(jī)1。如在圖2的實施方式中所示，空氣壓縮機(jī)5例如通過空氣管線17與空氣箱19連接，并產(chǎn)生和排出壓縮空氣?？刂破?1可被進(jìn)一步設(shè)置為，對應(yīng)于空氣箱19的壓力狀況來控制電動機(jī)1。如圖2所示，連續(xù)可變傳動裝置被安裝到電動機(jī)1的轉(zhuǎn)動軸上，并且簡易皮帶輪 23 (例如，其中一個纏繞皮帶7的接觸半徑不會改變)被進(jìn)一步地安裝在空氣壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)動軸上。在優(yōu)選的實施方式中，皮帶7是具有易于確保與固定皮帶輪11和可移動皮帶輪 13的足夠的接觸面積的V字形截面，以便即使固定皮帶輪11和可移動皮帶輪13的間距改變也能傳送動力的V型皮帶。在本實施方式中，優(yōu)選地，通過如上所述的可移動皮帶輪13的移動來改變皮帶7 的張力，該張力能夠被設(shè)置在皮帶7周圍的張緊器來維持。通過使用也在空氣壓縮機(jī)5中的、與電動機(jī)1中的可變皮帶輪單元9互補(bǔ)運(yùn)行的可變皮帶機(jī)械裝置(例如，類似于所描述的與電動機(jī)1連接的可變皮帶輪單元9)，皮帶7的張力能夠進(jìn)一步地被連續(xù)維持在預(yù)定值。下面參考圖3和4，進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件的操作過程。例如，假定空氣箱19的合適壓力是在8. 5bar至9. 5bar的范圍，當(dāng)空氣箱19的壓力變得小于8. 5bar時，控制器21測出壓力并且對皮帶輪驅(qū)動器進(jìn)行操作(在一些優(yōu)選的實施方式中可以是步進(jìn)式電動機(jī)1)，從而可移動皮帶輪13與固定皮帶輪11分開。隨著可移動皮帶輪13和固定皮帶輪11的間距增加，皮帶7與可移動皮帶輪13和固定皮帶輪11的接觸面積減小，而配置在空氣壓縮機(jī)5的轉(zhuǎn)動軸上的皮帶輪23的接觸半徑保持固定，從而傳動比改變并且空氣壓縮機(jī)5高速運(yùn)行。因此，空氣箱19的壓力增加。在這個操作過程中，空氣箱19的壓力的增加與可移動皮帶輪13的位移成比例。因而，可以通過不斷增加地移動可移動皮帶輪13來快速地提高空氣箱19的壓力。因此，如圖 4所示例的，相對于使用簡易離合器的常規(guī)結(jié)構(gòu)，可以更快速地增加壓力。如圖3進(jìn)一步所示，當(dāng)通過上述操作空氣箱19的壓力超過9. 5bar時，控制器21 對皮帶輪驅(qū)動器進(jìn)行操作(例如，步進(jìn)式電動機(jī)1)并且可移動皮帶輪13開始朝固定皮帶輪11移動。因此，從電動機(jī)1傳送到空氣壓縮機(jī)5的動力的傳動比改變，并且空氣壓縮機(jī)5開始以較低的速度轉(zhuǎn)動。隨著這種情況出現(xiàn)，空氣箱19的壓力慢慢地下降，如圖4中所示，從而與傳送到空氣壓縮機(jī)的動力是突然和完全切斷的常規(guī)系統(tǒng)相比，水分的凝結(jié)顯著地減少。進(jìn)一步地，根據(jù)本系統(tǒng)和方法，防止震動被傳遞到電動機(jī)1或者空氣壓縮機(jī)5。進(jìn)一步地，由于控制器21 控制可移動皮帶輪13朝固定皮帶輪11緩慢地移動，空氣箱19的壓力緩慢地下降，并且不需要經(jīng)常性地操作可移動皮帶輪13。如圖4中所示，空氣箱19的壓力通過重復(fù)上述控制步驟被維持在預(yù)定值。因此， 根據(jù)本發(fā)明，相對于在原先系統(tǒng)中離合器必須被連接/斷開的次數(shù)，可以顯著地減少可移動皮帶輪13必須被操作的次數(shù)。進(jìn)一步地，根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)和方法，動力并沒有完全被切斷或連接，并且因此可以在防止震動被傳遞到電動機(jī)1和空氣壓縮機(jī)5的同時提高耐用性。為了闡釋和說明，已經(jīng)呈現(xiàn)了本發(fā)明的特定典型實施方式的上述描述。它們并不是為了窮舉或者將本發(fā)明限制在所公開的精確的形式中，并且顯然許多修改和改變方式在上述的教導(dǎo)下是可能的。為了解釋本發(fā)明的一些原理和它們的實際應(yīng)用，選擇和描述了典型實施方式，從而能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員實現(xiàn)和利用本發(fā)明的各種典型實施方式，還有其中的各種替代方式和修改形式。本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求及其等價形式中限定。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于， 包括電動機(jī)；由從所述電動機(jī)傳遞而來的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的液壓泵； 由從所述電動機(jī)傳遞而來的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的空氣壓縮機(jī)；以及設(shè)置在所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸和所述空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸之間的傳動裝置，其中，所述傳動裝置被配置和設(shè)置成連續(xù)地改變傳到所述空氣壓縮機(jī)的所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)動，并且將所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)動傳遞到所述空氣壓縮機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于， 所述液壓泵被直接連接到所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸以接收來自所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于， 所述傳動裝置是連續(xù)可變傳動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于， 所述連續(xù)可變傳動裝置包括皮帶，保持在所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸和所述空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸之間；以及可變皮帶輪單元，安裝在所述電動機(jī)和所述空氣壓縮機(jī)中至少一個的轉(zhuǎn)動軸上，用于改變與所述皮帶的接觸半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于， 所述可變皮帶輪單元包括固定皮帶輪； 可移動皮帶輪；以及皮帶輪驅(qū)動器；其中，所述皮帶輪驅(qū)動器被配置和設(shè)置為使所述可移動皮帶輪相對于固定皮帶輪平直地移動，以調(diào)節(jié)所述固定皮帶輪和所述可移動皮帶輪之間的間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于，所述固定皮帶輪被固定到所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸，并且所述皮帶輪驅(qū)動器是與所述可移動皮帶輪連接的步進(jìn)式電動機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于， 所述空氣壓縮機(jī)通過空氣管線與空氣箱連接，所述空氣壓縮機(jī)被配置為產(chǎn)生和排出壓縮空氣到所述空氣箱， 所述空氣箱具備有控制器，該控制器被配置和設(shè)置為響應(yīng)于所述空氣箱的壓力狀況而控制所述步進(jìn)式電動機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其特征在于， 簡易皮帶輪被配置在所述空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸上，所述簡易皮帶輪被配置和設(shè)置為所述皮帶的接觸半徑不會改變， 所述皮帶是V型皮帶。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和液壓泵組件，其可以根據(jù)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行狀況來調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行速度，并且通過使用連續(xù)可變傳遞裝置來防止從電動機(jī)傳遞到空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)矩的突然連接/斷開，從而防止震動和在連接到空氣壓縮機(jī)的空氣管內(nèi)產(chǎn)生水分，由此提高電動機(jī)和空氣壓縮機(jī)的耐用性。
文檔編號F04B35/04GK102418683SQ20101056309
公開日2012年4月18日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者李東根 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社