專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于控制壓縮機(jī)中氣流的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制壓縮機(jī)中氣流的控制方法，其中，在進(jìn)氣沖程中所述壓縮機(jī)的容積被擴(kuò)大，接著在排氣沖程中具有引入體積的氣體被壓縮并且通過(guò)一個(gè)排氣用單向閥和/或一個(gè)可操縱的閥排出。壓縮機(jī)具有一個(gè)可控進(jìn)氣閥，其是氣動(dòng)操縱式、液壓操縱式或電磁操縱式的，并且基于控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)而被打開(kāi)和關(guān)閉。
這種類(lèi)型的壓縮機(jī)通常被稱(chēng)為容積式壓縮機(jī)，其盡管有許多種實(shí)施方式，但活塞式壓縮機(jī)是最普通的一種。為利用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，壓縮機(jī)應(yīng)該具有一個(gè)可控進(jìn)氣閥。但是，優(yōu)選的是壓縮機(jī)也具有一個(gè)可被關(guān)掉的進(jìn)氣用單向閥以及一個(gè)可控排氣閥。相對(duì)于已知的方法，本發(fā)明可以滿足壓縮氣體的不同需要，并且能夠減少能量消耗及對(duì)環(huán)境的影響。
本發(fā)明可適用于工業(yè)用、車(chē)輛和車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)用、燃料電池等用的容積式壓縮機(jī)。
本發(fā)明只有利用一個(gè)控制系統(tǒng)才能投入使用?？刂葡到y(tǒng)的程序?qū)Ρ景l(fā)明的功能具有決定性影響。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的程序可用作一個(gè)大型控制系統(tǒng)如發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的一部分。
由于活塞式壓縮機(jī)是最為普通的容積式壓縮機(jī)，因此，本發(fā)明將通過(guò)示例的方式從其在活塞式壓縮機(jī)中的應(yīng)用開(kāi)始進(jìn)行描述。
背景技術(shù)：
容積式壓縮機(jī)，特別是活塞式壓縮機(jī)，通常是以恒定和相對(duì)低的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行。通常，進(jìn)氣閥和排氣閥是單向閥，它們?cè)谳^高的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)下對(duì)氣流具有抑制作用。
氣流控制通常試驗(yàn)下述方式進(jìn)行的，即在連接到壓縮機(jī)上的氣罐內(nèi)的壓力下降到一定等級(jí)之下時(shí)使壓縮機(jī)起動(dòng)和在已獲得一定壓力級(jí)別時(shí)使壓縮機(jī)停止。頻繁起動(dòng)和停止會(huì)導(dǎo)致較大的磨損并且是耗能的。
依據(jù)另一種普通類(lèi)型的控制方法，在連接到壓縮機(jī)上的氣罐內(nèi)獲得一定壓力級(jí)別時(shí)，依靠一個(gè)截止閥切斷流向進(jìn)氣用單向閥的氣體，而同時(shí)允許壓縮機(jī)以沒(méi)有任何氣體壓縮的循環(huán)繼續(xù)運(yùn)行。在氣罐內(nèi)的壓力下降到一定等級(jí)之下時(shí)，再次又允許氣流進(jìn)入。
在壓縮氣體的需要不是非常頻繁時(shí)，第一種類(lèi)型的控制是最經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)頻繁需要時(shí)，后一種類(lèi)型的控制很明顯更為經(jīng)濟(jì)。但是，氣流的關(guān)閉/開(kāi)啟相對(duì)較慢。這意味著，即使是在最短的可能切斷時(shí)間內(nèi)，也會(huì)執(zhí)行多個(gè)沒(méi)有任何氣體壓縮的循環(huán)。此外，慢速的關(guān)閉/開(kāi)啟將導(dǎo)致顯著的氣流損失。因此，氣罐和壓縮機(jī)必然具有更大的尺寸，而不能使流向壓縮機(jī)的氣體像單次循環(huán)一樣被臨時(shí)切斷。此外，快速的關(guān)閉/開(kāi)啟將減少氣流損失。
本發(fā)明可使氣流不會(huì)像前面對(duì)使用單向閥的情況所描述的那樣受到抑制，并且可使空氣的流動(dòng)被快速地切斷/開(kāi)啟，以及可以被在短至單一循環(huán)的時(shí)段內(nèi)被切斷。由此，相對(duì)于現(xiàn)有的方法，可減少能量消耗及降低對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)減小壓縮機(jī)和氣罐的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于控制壓縮機(jī)中氣流的控制方法以避免上述的缺陷，并且通過(guò)更快的控制和更均衡的壓力級(jí)別滿足對(duì)壓縮氣體的不同需要，同時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方法可減少能量消耗并且降低對(duì)環(huán)境的影響。
本發(fā)明的目的是通過(guò)一個(gè)壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)的，在進(jìn)氣沖程中所述壓縮機(jī)的容積被擴(kuò)大，接著在排氣沖程中具有引入體積的氣體被壓縮并且通過(guò)一個(gè)排氣用單向閥排出。壓縮機(jī)具有一個(gè)可控進(jìn)氣閥，其是氣動(dòng)操縱式、液壓操縱式或電磁操縱式的，并且基于控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)而被打開(kāi)和關(guān)閉。所述控制方法的特征在于，所述進(jìn)氣閥在進(jìn)氣沖程的至少一部分中保持關(guān)閉。進(jìn)一步的特征顯示在隨后的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中。
在此，所描述的壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)，特別是活塞式壓縮機(jī)。
這里采用了一個(gè)可控進(jìn)氣閥、一個(gè)可控排氣閥、一個(gè)進(jìn)氣用單向閥、一個(gè)排氣用單向閥和類(lèi)似術(shù)語(yǔ)，這意味著還包括其它使用大量所述類(lèi)型閥的可行實(shí)施例。
此外，還可以設(shè)想，所述壓縮機(jī)可包括多個(gè)壓縮機(jī)，例如多氣缸活塞式壓縮機(jī)，其中每個(gè)氣缸限定出一個(gè)單獨(dú)的活塞式壓縮機(jī)，并且每個(gè)單獨(dú)壓縮機(jī)依照說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中描述的方式運(yùn)行。
容積式壓縮機(jī)的一個(gè)共有特征是在進(jìn)氣沖程中容積被擴(kuò)大。在容積擴(kuò)大時(shí)，被充入氣體如空氣，氣體通過(guò)一個(gè)閥流入，所述閥通常是單向閥。在進(jìn)氣沖程結(jié)束后，包圍著引入的氣體的容積被壓縮，接著，氣體通過(guò)一個(gè)閥排出，所述閥通常是單向閥?；钊綁嚎s機(jī)是最普通的容積式壓縮機(jī)，并且在活塞式壓縮機(jī)中，被擴(kuò)大的容積和被壓縮的容積是相同的。例如，也有旋轉(zhuǎn)的容積式壓縮機(jī)，其中被擴(kuò)大的容積與被壓縮的容積不相同。在活塞式壓縮機(jī)中，一個(gè)活塞在兩個(gè)止點(diǎn)之間在氣缸內(nèi)部移動(dòng)，這兩個(gè)止點(diǎn)分別被稱(chēng)為上止點(diǎn)和下止點(diǎn)?；钊麖纳现裹c(diǎn)到下止點(diǎn)的移動(dòng)可導(dǎo)致容積在進(jìn)氣沖程中擴(kuò)大，如權(quán)利要求1中的前序部分所表達(dá)的?；钊麖南轮裹c(diǎn)到上止點(diǎn)的移動(dòng)可導(dǎo)致在排氣沖程中具有引入體積的氣體被壓縮并且通過(guò)一個(gè)排氣用單向閥排出，也如前序部分中所表達(dá)的。
通常，進(jìn)氣用單向閥和排氣用單向閥置于上止點(diǎn)。在進(jìn)氣沖程中，當(dāng)活塞從上止點(diǎn)朝向下止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，在活塞和上止點(diǎn)之間容積被擴(kuò)大，在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)一個(gè)進(jìn)氣用單向閥向所述容積中充入氣體。在排氣沖程中，活塞從下止點(diǎn)朝向上止點(diǎn)移動(dòng)，活塞和上止點(diǎn)之間的容積被壓縮。在初始階段，被包圍的氣體無(wú)處流動(dòng)，因此，逐漸變小的容積內(nèi)壓力增加，在被包圍的氣體內(nèi)的壓力充分高于排氣用單向閥另一側(cè)的壓力時(shí)，單向閥打開(kāi)并且在活塞朝向上止點(diǎn)連續(xù)移動(dòng)的過(guò)程中氣體被排出。在此，一個(gè)進(jìn)氣沖程加上隨后的一個(gè)排氣沖程被稱(chēng)為一個(gè)循環(huán)。在壓縮機(jī)軸旋轉(zhuǎn)一整圈的過(guò)程中執(zhí)行一個(gè)完整的循環(huán)。
參照上述技術(shù)背景的說(shuō)明，如果可在短至單一循環(huán)的時(shí)段內(nèi)切斷氣流，則可獲得重要利益。利用依據(jù)說(shuō)明中最初定義的一個(gè)可控閥的輔助作用，可在關(guān)閉進(jìn)氣閥的情況下執(zhí)行一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)氣沖程，這意味著在進(jìn)氣沖程中沒(méi)有氣體被引入。這自動(dòng)地導(dǎo)致在排氣沖程中沒(méi)有氣體被排出。因此，氣流在一個(gè)循環(huán)過(guò)程中被切斷。利用關(guān)閉的進(jìn)氣閥執(zhí)行的進(jìn)氣沖程被稱(chēng)為封閉進(jìn)氣沖程。
為能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的方法，需要使用可控閥，主要是可控進(jìn)氣閥。但是，一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中除了已有的排氣用單向閥之外，還具有一個(gè)可控排氣閥。通過(guò)使用可控閥，可使得空氣流量顯著大于現(xiàn)今壓縮機(jī)中使用的單向閥所能達(dá)到的空氣流量。由此，可允許顯著更高的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，從而可能使用比現(xiàn)今所使用的更小的活塞式壓縮機(jī)。也可以一起使用一個(gè)進(jìn)氣用單向閥和一個(gè)氣體導(dǎo)管，該氣體導(dǎo)管在已獲得一定壓力的空氣的一定量基礎(chǔ)上被關(guān)閉，例如利用機(jī)械技術(shù)關(guān)閉，由此獲得具有輔助功能的顯著優(yōu)點(diǎn)。即使可控進(jìn)氣閥和/或排氣閥有故障，輔助功能將發(fā)揮作用。通過(guò)使用可控的進(jìn)氣閥，進(jìn)氣閥在一個(gè)完整的進(jìn)氣沖程中可被關(guān)閉，這時(shí)被稱(chēng)為封閉進(jìn)氣沖程，而且也可以在進(jìn)氣沖程的一部分過(guò)程中被關(guān)閉，這種部分可以在不同循環(huán)之間相互不同。因此，依據(jù)本發(fā)明的方法依靠在進(jìn)氣沖程的至少一部分過(guò)程中進(jìn)氣閥的關(guān)閉來(lái)達(dá)到在排氣沖程中控制排氣容積的目的。此外，可以理解，這種關(guān)閉可以發(fā)生在普通的進(jìn)氣沖程中通常存在的順序中，并且壓縮機(jī)以進(jìn)氣沖程和排氣沖程的多個(gè)順序執(zhí)行的循環(huán)運(yùn)行。
依靠本發(fā)明控制方法的特定控制策略，即利用一定頻率的具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)提供每時(shí)所需的壓縮氣體的量，其中所述頻率在每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的0％到100％之間變化，可實(shí)現(xiàn)顯著經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)行。例如，如果控制系統(tǒng)選擇頻率為0％，則不執(zhí)行具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)，而是在每轉(zhuǎn)都供應(yīng)氣體；在頻率為100％時(shí)，則所執(zhí)行的每個(gè)循環(huán)都具有封閉進(jìn)氣沖程。在頻率為50％時(shí)，每?jī)赊D(zhuǎn)執(zhí)行一個(gè)具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)；在頻率為20％時(shí)，每五轉(zhuǎn)執(zhí)行一個(gè)具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)，在頻率為10％時(shí)，每十轉(zhuǎn)執(zhí)行一個(gè)具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)。因此，例如，每?jī)赊D(zhuǎn)、三轉(zhuǎn)、四轉(zhuǎn)及五轉(zhuǎn)等執(zhí)行一個(gè)具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)。在其余的循環(huán)/轉(zhuǎn)數(shù)中，在進(jìn)氣沖程中供應(yīng)氣體。當(dāng)頻率為50％到100％之間時(shí)，一個(gè)具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)之后緊跟著一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)的具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)，或是一系列具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)。例如，在頻率為80％的具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)中，一種適當(dāng)?shù)姆峙涫?，在一組連續(xù)的具有封閉進(jìn)氣沖程的四個(gè)循環(huán)之后，是一個(gè)具有常規(guī)進(jìn)氣沖程的單次循環(huán)，接著，在另一組連續(xù)的具有封閉進(jìn)氣沖程的四個(gè)循環(huán)之后，是另一個(gè)具有常規(guī)進(jìn)氣沖程的單次循環(huán)等。為了盡可能保持與壓縮機(jī)相連的氣罐中的受壓氣體的壓力級(jí)別的均勻，以及為了允許氣罐的尺寸盡可能小，所述控制系統(tǒng)應(yīng)具有的特征是，在每個(gè)具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)之間或每組連續(xù)的具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)之間，應(yīng)該執(zhí)行大致相同的轉(zhuǎn)數(shù)。本發(fā)明還包括使用一定頻率的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣沖程循環(huán)來(lái)提供對(duì)壓縮氣體的即時(shí)需要，這也可以產(chǎn)生相同的效果。
本發(fā)明的控制方法的另一個(gè)可以與上述的頻率控制方法有益地結(jié)合起來(lái)的特定控制策略是利用下述循環(huán)以滿足壓縮氣體的即時(shí)需要，即根據(jù)控制系統(tǒng)的決定，在進(jìn)氣沖程的一部分過(guò)程中，在活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的活塞沖程中的某一位置處，可控閥被關(guān)閉。進(jìn)氣沖程的所述部分可在不同的循環(huán)中相互不同。這種有益的可行性可能將存儲(chǔ)壓縮氣體的容器尺寸減至最小，或者甚至由引導(dǎo)壓縮氣體從壓縮機(jī)到使用氣體的設(shè)備的導(dǎo)管構(gòu)成該容器。由于可以根據(jù)變化的消耗量來(lái)基本同時(shí)地改變產(chǎn)出量，以提供與給定時(shí)間消耗量大致相同的壓縮氣體量，因此可以具有最小的壓縮氣體存儲(chǔ)空間。
由于顯著降低氣流損失，因此可控的進(jìn)氣閥和可能的排氣閥能夠顯著增加預(yù)定體積容量下的流動(dòng)能力，所述體積容量指的是活塞壓縮機(jī)中在活塞兩個(gè)止點(diǎn)之間的氣缸內(nèi)部容積。這意味著例如活塞壓縮機(jī)可被連接到車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)軸上，并且每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)直接或者通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)而隨從于發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。在包括車(chē)輛的實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)氣體應(yīng)被替換成空氣。例如，活塞壓縮機(jī)可用于產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒所需的壓縮空氣，用于操縱用在發(fā)動(dòng)機(jī)和/或壓縮機(jī)本身中的可控氣動(dòng)閥，用于實(shí)現(xiàn)空氣輔助的燃料噴射，用于斷開(kāi)系統(tǒng)等。一個(gè)特定特征是，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的情況下，具有較高的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和需要大量的壓縮空氣，此時(shí)可在活塞到達(dá)下止點(diǎn)之后關(guān)閉進(jìn)氣閥，由此與活塞到達(dá)下止點(diǎn)之前進(jìn)氣閥被關(guān)閉的情況相比，可導(dǎo)致供應(yīng)大量的要被壓縮的空氣。另一種在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)增加壓縮機(jī)容量的特定方法是，將用于空氣供應(yīng)的壓縮機(jī)的導(dǎo)管連接到一個(gè)現(xiàn)有的通向發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣導(dǎo)管，其中由排氣渦輪或螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣。優(yōu)選在現(xiàn)有中冷器的下游進(jìn)行連接。適宜在空氣過(guò)濾器的下游和任何現(xiàn)有節(jié)流閥的上游連接到用于供應(yīng)空氣的車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管—即使此處沒(méi)有壓縮空氣的設(shè)備，因?yàn)榭諝庖呀?jīng)通過(guò)了凈化空氣的過(guò)濾器。
前述輔助功能也是本發(fā)明的特征，其在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中特別有用。它所限定的特征可導(dǎo)致總是能夠隨時(shí)得到一定產(chǎn)出容量的壓縮空氣或其它氣體。正如已經(jīng)提到的，在任何可控閥出現(xiàn)故障的情況下，這種輔助功能是有益的。而且，其可導(dǎo)致立即建立起需要使用的空氣壓力，例如，在壓力存儲(chǔ)器或用于壓縮空氣的導(dǎo)管中沒(méi)有剩余壓力時(shí)，可以利用電起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)空氣輔助燃料噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，如果有氣動(dòng)操縱式的可控閥，同樣可以采用上述措施。在進(jìn)氣用單向閥和排氣用單向閥分別具有較大流量時(shí)并且一個(gè)可控氣動(dòng)操縱式、液壓操縱式或電磁操縱式關(guān)閉元件設(shè)置在進(jìn)氣用單向閥的附近或上游的情況下，這種輔助功能原理也是執(zhí)行下述操作的前提條件，即執(zhí)行一定頻率的具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)，或在所述進(jìn)氣沖程中的一部分過(guò)程中在活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的活塞沖程中的某一位置處關(guān)閉可控關(guān)閉元件，所述部分由控制系統(tǒng)確定。
正如已經(jīng)提到的，本發(fā)明的方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中可控排氣閥也可以是氣動(dòng)操縱式、液動(dòng)操縱式或電磁操縱式的。本發(fā)明的方法的特征還在于，在將被排出的氣體和在排氣閥相反側(cè)的氣體之間達(dá)到壓力平衡時(shí)，可控排氣閥被打開(kāi)。重要的是避免活塞和排氣閥的任何接觸，以及由此優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，排氣閥在背對(duì)氣缸的方向上打開(kāi)，所述打開(kāi)方向與活塞在壓縮和排出過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向相同。如果排氣閥在相反方向上打開(kāi)，所述方向向著活塞運(yùn)動(dòng)的方向，排氣閥不得不盡早地充分關(guān)閉以避免與活塞有任何接觸。這樣，可控排氣閥和排氣用單向閥的結(jié)合是有益的，并且是本發(fā)明的一個(gè)特征，其目的是能排出一定量的在其他情況下將會(huì)殘留的壓縮氣體。然而，在距排氣閥完全關(guān)閉仍有足夠小的距離時(shí)，活塞與排氣閥充分輕的接觸沒(méi)有損害，相反還利于較好地排出氣體。但是，這意味著排氣閥應(yīng)沿著一個(gè)入口/與活塞方向絕對(duì)相同的方向移動(dòng)。
從以上的描述和下面的說(shuō)明中可以看出，具有所需的傳感器和其它元件的電子控制系統(tǒng)，包括為特定目的開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)程序，是絕對(duì)必要的。


本發(fā)明將參照僅有的圖1進(jìn)行描述，其示出了具有一個(gè)活塞的壓縮機(jī)的代表性的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是一個(gè)代表性的示意圖，其示出了具有活塞1的壓縮機(jī)氣缸。在進(jìn)氣沖程中，活塞被移動(dòng)，空氣(或任何其它氣體)流過(guò)打開(kāi)的進(jìn)氣閥2。進(jìn)氣閥2和關(guān)閉的排氣閥3是由氣動(dòng)式、液壓式或電磁式的可控閥構(gòu)成。一個(gè)電路4用于操縱閥2和3。一個(gè)控制單元5可操作地與電路4連接，用于通過(guò)信號(hào)控制電路以及與電路相連的閥2和3。壓縮的空氣被輸送通過(guò)排氣閥3和/或一個(gè)排氣用單向閥6，從而通過(guò)一個(gè)導(dǎo)管7到達(dá)一個(gè)氣罐8。依靠氣罐8中的一個(gè)可操作地連接著控制單元5的傳感器9，控制單元被提供關(guān)于氣罐中壓力的連續(xù)信息。一個(gè)傳感器10設(shè)置在一個(gè)分度盤(pán)(graduated arc)12上，用于向控制單元傳輸連續(xù)的信息，以計(jì)算每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和活塞在氣缸中的位置，該分度盤(pán)安裝在壓縮機(jī)軸11上并且可操作地連接到控制單元5上。控制單元5確定可控閥2和3應(yīng)該打開(kāi)和關(guān)閉的時(shí)間。例如，壓縮機(jī)軸11連接到一個(gè)電機(jī)或車(chē)輛內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)上(沒(méi)有示出這種連接)。通過(guò)進(jìn)氣閥2供應(yīng)的氣體可以?xún)?yōu)選地利用如車(chē)輛中排氣渦輪被預(yù)壓縮。用于進(jìn)行壓縮的空氣可有益地取自可能設(shè)置在車(chē)輛中的中冷器的下游(未示出連接)。排氣用單向閥6和裝備有關(guān)閉元件14的進(jìn)氣用單向閥13建立起一種輔助功能。關(guān)閉元件14通過(guò)一個(gè)導(dǎo)管15連接到氣罐8。如果氣罐中的壓力減少到預(yù)定等級(jí)以下，關(guān)閉元件14打開(kāi)，例如通過(guò)一個(gè)機(jī)械式彈簧16的作用打開(kāi)，以使要被壓縮的空氣被供應(yīng)通過(guò)進(jìn)氣用單向閥13。這種輔助功能意味著在可控進(jìn)氣閥2關(guān)閉或不發(fā)揮作用的情況下受壓氣體可被減少到一定量。為了至少在一定程度上能夠利用空氣輔助元件例如燃料噴射或制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行促動(dòng)，這一點(diǎn)是重要的。例如，如果可控閥2和3是由氣動(dòng)閥構(gòu)成，并且氣罐8中的壓力太低而不能起動(dòng)所述閥，則應(yīng)當(dāng)提供這種輔助功能，以便利用與進(jìn)氣用單向閥13相關(guān)聯(lián)的關(guān)閉元件14前面的彈簧16來(lái)獲得足以使閥2和3起動(dòng)的氣罐壓力。在可控閥2和3是氣動(dòng)閥時(shí)，在所述閥和氣罐8之間分別設(shè)有一個(gè)空氣導(dǎo)管(未示出)。例如，用于車(chē)輛輔助系統(tǒng)的受壓空氣通過(guò)一個(gè)連接部17從氣罐8中排出。對(duì)于所描述的輔助功能，僅需要較小的單向閥13、6。而大流量的需要可通過(guò)可控閥2、3來(lái)滿足。在壓縮沖程中，在進(jìn)氣用單向閥13通過(guò)關(guān)閉元件14的作用而被關(guān)閉的情況下，當(dāng)氣罐8中的空氣和在氣缸1中壓縮的空氣之間出現(xiàn)壓力平衡時(shí)排氣閥3應(yīng)打開(kāi)。一個(gè)傳感器18記錄氣缸的壓力，其可操作地連接到控制單元5上。通過(guò)控制單元，該壓力與氣罐中的壓力進(jìn)行比較，目的是檢查排氣閥3在曲柄位于正確角度位置時(shí)已經(jīng)被起動(dòng)。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替代性實(shí)施例，小的排氣用單向閥和可控排氣閥3被一個(gè)或多個(gè)排氣用單向閥替代。依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)氣用單向閥13和可控進(jìn)氣閥2被一個(gè)大的進(jìn)氣用單向閥替代，并且關(guān)閉元件14被一個(gè)快速的可控元件替代。類(lèi)似于閥2和3，該可控元件能在短至單一循環(huán)的時(shí)間內(nèi)切斷要被壓縮的空氣的流動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制壓縮機(jī)中氣流的控制方法，其中，在進(jìn)氣沖程中所述壓縮機(jī)的容積被擴(kuò)大，并且在排氣沖程中具有引入體積的氣體被壓縮并通過(guò)一個(gè)排氣用單向閥(6)和/或一個(gè)可操縱的排氣閥(3)排出，其中該壓縮機(jī)具有一個(gè)可控進(jìn)氣閥(2)，其是氣動(dòng)操縱式、液壓操縱式或電磁操縱式的，并且基于控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)而被打開(kāi)和關(guān)閉，其特征在于，所述進(jìn)氣閥(2)在進(jìn)氣沖程的至少一部分中保持關(guān)閉。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述進(jìn)氣閥(2)在整個(gè)進(jìn)氣沖程中保持關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)的頻率在每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的0％到100％之間變化，以便在給定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)下輸送瞬時(shí)所需的壓縮氣體量。
4.如權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，在每個(gè)具有封閉進(jìn)氣沖程的循環(huán)或者每組具有封閉進(jìn)氣沖程的連續(xù)循環(huán)之間，執(zhí)行相同數(shù)量的轉(zhuǎn)數(shù)。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的控制方法，其特征在于，所述進(jìn)氣閥(2)在從進(jìn)氣沖程向排氣沖程轉(zhuǎn)換時(shí)或在轉(zhuǎn)換后被關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的控制方法，其特征在于，所述壓縮機(jī)(1)的進(jìn)口除了包括可控進(jìn)氣閥(2)之外，還包括一個(gè)進(jìn)氣用單向閥(13)，并且通過(guò)控制與壓縮機(jī)相連的氣罐(8)中的氣壓，以使用于將氣體供應(yīng)到該進(jìn)氣用單向閥的導(dǎo)管被設(shè)置在單向閥附近或上游的關(guān)閉元件(14)節(jié)流或關(guān)閉。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述關(guān)閉元件(14)是一個(gè)基于控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)而被打開(kāi)和關(guān)閉的可控閥。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的控制方法，其特征在于，所述壓縮機(jī)(1)的出口除了設(shè)有一個(gè)排氣用單向閥(6)之外，還包括一個(gè)可控排氣閥(3)，其是氣動(dòng)操縱式、液壓操縱式或電磁操縱式的，并且基于控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)而被打開(kāi)和關(guān)閉。
9.如權(quán)利要求1-8任一所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)在將要被排出的氣體和排氣閥(3)相反側(cè)的氣體之間達(dá)到壓力平衡時(shí)，所述排氣閥(3)被打開(kāi)，所述排氣閥是通過(guò)一個(gè)用于記錄氣缸內(nèi)壓力的傳感器(18)而被控制的，所記錄的氣缸內(nèi)壓力與另一個(gè)傳感器(9)記錄的氣罐內(nèi)壓力相比較。
10.如權(quán)利要求1-9任一所述的控制方法，其特征在于，一個(gè)在壓縮機(jī)(1)和氣罐(8)之間延伸的導(dǎo)管(7)滿足壓縮機(jī)和將要使用壓縮氣體的設(shè)備之間對(duì)壓縮氣體的需要。
11.一種控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)適用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述方法的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于控制壓縮機(jī)中氣流的控制方法，其中，在進(jìn)氣沖程中所述壓縮機(jī)的容積被擴(kuò)大，并且在排氣沖程中具有引入體積的氣體被壓縮并通過(guò)一個(gè)排氣用單向閥(6)和/或一個(gè)可操縱的排氣閥(3)排出，其中該壓縮機(jī)具有一個(gè)可控進(jìn)氣閥(2)，其是氣動(dòng)操縱式、液壓操縱式或電磁操縱式的，并且基于控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)而被打開(kāi)和關(guān)閉。在進(jìn)氣沖程的至少一部分內(nèi)，所述進(jìn)氣閥(2)保持關(guān)閉。
文檔編號(hào)F04B49/02GK1688814SQ03824170
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月13日
發(fā)明者馬茨·赫德曼 申請(qǐng)人:卡爾克內(nèi)工程公司