用于給商用車供給壓縮空氣的設備和方法與流程

本發明涉及根據權利要求1的前序部分或者說權利要求9的前序部分的一種用于給商用車供給壓縮空氣的設備或者說方法。

背景技術：

在商用車中通常借助壓縮空氣運行不同的裝置，尤其制動器。為此設置壓縮機，該壓縮機由車輛的馬達驅動，并且正常情況下總是一起運轉。為了能夠確保連續供給壓縮空氣，此外設置蓄壓器，該蓄壓器以多余的壓縮空氣填充。當蓄壓器被填充并且具有預定的額定壓力時，由壓縮機壓縮的、正好不需要的壓縮空氣被排放到環境中，從而壓縮機在沒有反壓力的情況下實際上在怠速運行中工作。這種過程的發起通常通過相應地負載壓力的控制出口進行。

制動系統在現代商用車中由于安全原因劃分為至少兩個回路。整個壓縮空氣系統甚至操縱四個回路：兩個回路用于制動設備，一個回路用于駐車制動器并且一個回路用于其它裝置，例如彈簧。這些壓縮空氣回路的每個都包含其各自的蓄壓器。通過四回路保護閥實現壓縮空氣劃分到四個回路上，該四回路保護閥確保在所述回路中的一個有壓力損失時，其它回路能夠繼續運行。

因為在壓縮空氣需求裝置中構造有腐蝕材料，所以使用的壓縮空氣必須是干燥的。也必須在冬季防止制動系統結冰。為了不損壞密封裝置和導向裝置，壓縮空氣也必須被過濾。為了這種目的，通常設置有過濾干燥盒，在壓縮空氣輸出到不同回路和蓄壓器上之前，引導被壓縮機壓縮的壓縮空氣穿過所述過濾干燥盒。在此，壓縮空氣穿流過濾器膜片和干燥顆粒。

必須使所述過濾干燥盒再生，以便延長其使用時間。為此，引導干燥的和干凈的空氣流逆著原本的過濾方向穿過所述過濾干燥盒。在此，所述顆粒再次被干燥并且過濾器膜片被清潔。負有濕氣和臟粒的壓縮空氣然后通過排放開口實際上無壓力地釋放到環境中。過濾干燥盒的再生作用經常由單獨的再生儲存器實施。

電子控制裝置通常負責壓縮空氣供給系統的控制，該電子控制裝置通過不同的傳感器取得對于控制必需的信息。然后，使用通過電子控制裝置操控的電磁閥用于調節系統。此外，壓力控制閥通常也是必需的，以便能夠控制所有功能。

然而，具有所需要數量的不同可操控狀態的電磁閥是非常昂貴的或者甚至無法購得。因此，將所述功能劃分到多個電磁閥上。不過使用多個電磁閥在這里也是成本昂貴的。

技術實現要素：

本發明基于下述任務：這樣構造用于給商用車供給壓縮空氣的設備和方法，使得在沒有忽略安全的情況下能夠節約成本。

根據本發明的所述任務通過具有權利要求1的特征或者說權利要求10的特征的、用于給商用車供給壓縮空氣的設備或者說方法來解決。通過安裝壓力控制閥能夠省去第二電磁閥，該第二電磁閥也必須由電子控制裝置操控。壓力控制閥的切換狀態在此直接地或者與電磁閥的切換狀態相關聯地依賴于在通向至少一個蓄壓器的出口中的壓力。該壓力控制閥能夠占據下述切換狀態，在該切換狀態中，通向至少一個蓄壓器的出口通過所述電磁閥與過濾干燥盒在一側上連接，所述側與壓縮空氣入口相對置。以這種方式，只需要唯一電磁閥，并且電子控制裝置也僅僅必須操控唯一電磁閥。

本發明另外的細節和優點由從屬權利要求得出。

為了避免高成本，要使用盡可能簡單的壓力控制閥。在這里尤其考慮兩位兩通閥，即具有兩個接口(除了在其上施加有切換壓力的切換接口)和兩個切換狀態的閥。在最簡單的形式中，所述兩個接口或者相互連接(打開位置)，或者所述兩個接口之間的連接被分開(關閉位置)。這兩個切換狀態中的一個切換狀態是靜止位置，當處在切換接口處的壓力小于切換壓力時，壓力控制閥占據該靜止位置。如果處在切換接口處的壓力提高到超過切換壓力的值并且由此操控該壓力控制閥，該閥切換到其它切換狀態中。

在根據本發明的設備的第一實施例中，使用這樣的壓力控制兩位兩通閥，在該壓力控制兩位兩通閥中，兩個接口之間的連接在壓力控制閥的未操控的靜止狀態中關閉。切換壓力應處在所述設備的最大壓力以下大約1bar。所述閥這樣集成到所述設備中：在通向至少一個蓄壓器的出口處存在的壓力處在壓力控制閥的切換接口處，并且該壓力控制閥因此依賴于所述壓力從一個切換狀態轉換到另一個切換狀態。

在另一實施例中使用下述壓力控制兩位兩通閥，在該壓力控制兩位兩通閥中，在兩個接口之間的連接在壓力控制閥的未操控的靜止狀態中打開。在這個實施例中正好與在第一實施例的情況下相反地表現。在這里，當在通向至少一個蓄壓器的出口處的壓力處在切換壓力以下，在這里也是低于最大壓力大約1bar時，所述閥處于打開位置中。在切換壓力以上時關閉所述閥。

然而不是絕對必須使用壓力控制兩位兩通閥。使用兩位三通閥也是可行的，也就是具有三個接口的、但也只有兩個切換狀態的閥。這種具有三個接口和兩個切換狀態的閥類似于所述電磁閥地構造，但不直接通過電子控制裝置電控制，而是通過處在切換接口處的壓力來控制。因為該壓力又由電子控制裝置通過壓力傳感器控制，所以電子控制裝置間接影響所述壓力控制閥的切換狀態。

在該壓力控制兩位三通閥中，也存在未操控的靜止位置，當處在切換接口處的壓力處在切換壓力以下時，該閥占據所述靜止位置，并且在切換接口處的壓力超過這個臨界值(切換壓力)時，該閥占據操控位置。在這個實施例中，在兩個接口之間的連接在壓力控制閥的未操控的靜止狀態中打開，其中，兩個接口中的一個與排放出口連接，而另一個接口與過濾干燥盒的一側連接，該側與壓縮空氣入口相對置。

在另外的具有壓力控制兩位三通閥的實施例中，在兩個接口之間的連接在壓力控制閥的未操控的靜止狀態中打開，其中，兩個接口中的一個與壓力控制出口連接。在所述靜止位置中兩個接口的另一個在這里也與過濾干燥盒的一側連接，所述側與壓縮空氣入口相對置。

在無壓力的狀態(未操控的靜止狀態)中，壓力控制閥的切換狀態通過彈簧力來穩定。為了這種目的，設置逆著切換壓力起作用的彈簧。彈簧的力這樣設計：在切換接口上作用的、超過切換壓力的壓力克服彈簧力，并且使所述閥切換到其操控位置中。彈簧的強度于是對于切換壓力的調整是決定性的。

為了能夠再生過濾干燥盒，必須逆著正常流動方向引導干燥的和清潔的壓縮空氣穿過過濾干燥盒。為了這種目的，必須使過濾干燥盒的、面對壓縮空氣入口的一側排氣。因此，設置具有兩個接口和兩個切換狀態的另外的壓力控制閥，該另外的壓力控制閥在加載壓力的操控狀態中使壓縮空氣入口與排放出口連接。這個另外的壓力控制閥通過第一壓力控制閥(與電磁閥結合)來操控。

用于給商用車供給壓縮空氣的設備以確定的額定壓力運行，該額定壓力依賴于不同的條件。但所述額定壓力不理解為固定值，而是理解為一范圍，在所述設備中的壓力能夠在該范圍的上限和下限之間變化。在根據本發明的方法中引入過濾干燥盒的再生作用，在該方法中，電磁閥在額定壓力的上限以上或者在額定壓力的下限以下切換到下述狀態中，在該狀態中由壓縮機產生的壓縮空氣排放到環境中，并且在該狀態中壓力控制閥同時切換到下述狀態中，在該狀態中通向至少一個蓄壓器的出口與過濾干燥盒的一側連接，該側與壓縮空氣入口相對置。以這種方式僅需要由電子控制裝置控制的電磁閥。為了引入再生作用，于是必須只能短暫地低于或超出額定壓力。利用額定壓力的偏離，以便使壓力控制閥引到下述切換狀態，該切換狀態結合電磁閥的切換位置能夠實現過濾干燥盒的再生作用。

需要干凈的和干燥的壓縮空氣用于過濾干燥盒的再生作用。所述壓縮空氣從至少一個蓄壓器中取用。再生作用借助來自蓄壓器的壓縮空氣通過壓力控制閥來實施，其中，壓力控制閥在壓力處在最高壓力以下0.5到2bar之間時切換。該范圍確保，根據本發明的方法能夠以兩種變型方案實施。或者壓力控制閥的切換壓力處在額定壓力以下，于是也在額定壓力以下切換電磁閥，用于開始再生作用；或者壓力控制閥的切換壓力位于額定壓力以上并且也在額定壓力以上切換電磁閥，用于開始再生作用。尤其在后者的情況下，在引入再生作用時也保留相對于最高壓力足夠大的距離，使得決不威脅系統的安全性。

為了能夠實施過濾干燥盒的再生，必須逆著通常的方向引導干燥的和干凈的壓縮空氣穿過所述過濾干燥盒。為此，在過濾干燥盒的、與壓縮空氣入口相對置的一側的壓力必須高于在壓縮空氣入口一側的壓力。因此，有利地使壓縮空氣入口通過另外的壓力控制閥排氣，該另外的壓力控制閥通過第一壓力控制閥或者通過電磁閥切換。

附圖說明

本發明另外的細節和優點由實施例的說明給出，該實施例借助附圖詳細地解釋。

其示出了：

圖1在三種不同的切換狀態中的根據本發明的設備的氣動結構的示意性視圖，

圖2根據本發明的設備的第二實施例，

圖3另外的實施例，

圖4根據本發明的設備的第四實施例，

圖5本發明的第五實施例，和

圖6本發明的第六實施例。

具體實施方式

商用車的壓縮空氣系統通常具有壓縮機、在這里探討的供給裝置、多回路保護閥和不同的壓縮空氣負載回路，其中通常每個都包含其獨有的蓄壓器。通常還設置獨有的蓄壓器用于過濾干燥盒的再生作用，從而為了需要的再生作用而不必需要其它安全相關的蓄壓器。由壓縮機產生的壓縮空氣或者通向供給設備，或者排放到環境中(如果當時不需要所述壓縮空氣并且蓄壓器被填充了)。如果該過程通過壓力控制出口來控制，則該壓力控制出口使供給設備與壓縮機連接。以下由于簡化的和更好理解性的原因，在供給設備和多回路保護閥之間的連接簡單地稱為通向蓄壓器的出口。

根據本發明的壓縮空氣供給裝置的基本結構在圖1中示出。供給裝置的控制由電子控制裝置1負責。所述電子控制裝置獲取壓力傳感器2的測量值，該壓力傳感器求取在出口中的通向蓄壓器7的壓力。

此外，電磁的兩位三通閥3由電子控制裝置1操控。通過所述閥，壓力控制出口16或者與排放出口6或者與通向蓄壓器的出口7連接。

第一壓力控制兩位兩通閥8通過在通向蓄壓器的出口7中存在的壓力被操控。切換壓力應處在所述設備的額定壓力以下大約1bar，在該切換壓力下所述閥從第一切換狀態變到第二切換狀態中。

壓縮空氣入口4由在這里沒有示出的壓縮機供給。流入的壓縮空氣被引導穿過過濾干燥盒5。通過第二單向閥12，清潔過的和干燥過的壓縮空氣然后到達通向蓄壓器的出口7中。在過濾干燥盒附近也能夠布置另外的、在這里未示出的傳感器，該傳感器求取經過過濾干燥盒的空氣體積并且傳遞到電子控制裝置1上。

通過第二壓力控制兩位兩通閥9能夠使壓縮空氣入口4排氣，在該第二壓力控制兩位兩通閥中，所述壓縮空氣入口與排放出口6連接。第二壓力控制閥9的操控通過第一壓力控制閥8與電磁閥3結合地進行。

所有三個閥具有兩個切換狀態：靜止位置，這些閥被彈簧擠壓到該靜止位置中；和操控位置，這些閥或者通過電磁力(螺線管)或者通過氣動力(壓縮空氣)被擠壓到該操控位置中。如果不但電磁閥3，而且壓力控制閥8和9處于其操控位置中，則能夠實施過濾干燥盒5的再生作用。在這種情況下，壓縮空氣從在這里未示出的蓄壓器通過通向蓄壓器的出口7、電磁閥3、第一壓力控制閥8、第一單向閥10和節流裝置11流向過濾干燥盒5。壓縮空氣沿著通常方向穿透過濾干燥盒5并且通過第二壓力控制閥9和排放出口6排放到環境中。在逆著通常方向穿過過濾干燥盒5時，攜帶在過濾材料中附著的臟粒，并且接收在干燥顆粒材料中吸附的潮氣。

下面要詳細地解釋在圖1中示出的本發明的實施例的功能。如果需要由壓縮機產生的壓縮空氣，則電磁閥3處于在圖1a中示出的位置。第一壓力控制閥8也處于示出的位置中。壓力控制出口16通過電磁閥3耦合到排放出口6上并且因此沒有加載壓力。

如果不要實施過濾干燥盒5的再生作用，電磁閥3保持在示出的位置中直到達到額定壓力的上限。在額定壓力的上限以下大約1bar的預定切換壓力處在第一壓力控制閥8的切換接口處，該預定切換壓力使第一壓力控制閥8運動到操控位置中。在達到額定壓力的上限時，第一壓力控制閥8就關閉。

額定壓力由電子控制裝置1通過壓力傳感器2控制。如果達到額定壓力的上限，電磁閥3被電子控制裝置1切換到操控位置。這種狀態在圖1b中示出。現在通過電磁閥3，在通向蓄壓器的出口7中存在的壓力處在壓力控制出口16上。這種控制壓力引起，由壓縮機提供的壓縮空氣不進一步通過壓縮空氣入口4輸送到供給設備中，而是排放到環境中。

通過電磁閥3和處在壓力控制出口16上的控制壓力，在通向蓄壓器的出口7中存在的壓力由控制裝置1一直保持在額定壓力的范圍內。這意味著，如果在通向蓄壓器的出口7中的壓力通過消耗壓縮空氣一直下降到額定壓力的下限，那么電磁閥3再次切換到其靜止位置中，使得壓力控制出口16再次與排放出口6耦合并且因此是無壓力的。在這種狀態中，壓縮機通過壓縮空氣入口4再次提供壓縮空氣到供給設備中。但是，額定壓力的下限還是處在用于壓力控制閥8的切換壓力以上，使得在正常運行期間在通向蓄壓器的出口7中的壓力一直保持在下述水平上，在該水平中防止第一壓力控制閥8返回到其靜止位置中，使得第一壓力控制閥8一直處于操控位置中，即關閉位置中。

電子控制裝置1在運行期間連續地求取從壓縮機穿過過濾干燥盒5壓縮的空氣量。在此由此出發：空氣的濕氣含量和污染程度沒有變化。但這兩個參數也能夠通過相應的傳感器測量。在任何情況下，通過電子控制裝置1求取或者估計過濾干燥盒5的負荷。如果達到一定負荷，必須使過濾干燥盒5再生。為了這種目的，應在相反方向上引導干凈的和干燥的壓縮空氣穿過過濾干燥盒5。

如果電子控制裝置1這樣確定：相應大的空氣量已經引導經過過濾干燥盒5，并且必須使所述過濾干燥盒再生，則電磁閥3被電子控制裝置1保持在圖1b中示出的操控位置中，即使在通向蓄壓器的出口7中的壓力如下程度地下降到額定壓力的下限以下，第一壓力控制閥8返回到其靜止位置。第一壓力控制閥8以這種方式切換到其打開位置中。在通向蓄壓器的出口7中存在的壓力在這種狀態中處在壓力控制出口16上，使得壓縮機將產生的壓縮空氣排放到環境中。但是，在通向蓄壓器的出口7中存在的壓力現在通過第一壓力控制閥8、第一單向閥10和節流裝置11也處在過濾干燥盒5和第二單向閥12之間的管路上。

但是通過第一壓力控制閥8，所述壓力現在同時也在第二壓力控制閥9的切換入口處，并且所述第二壓力控制閥切換到其操控位置中，即打開位置中。由此，壓縮空氣入口4與排放出口6耦合并且因此排氣。供給設備的這種狀態在圖1c中示出。

通過處在過濾干燥盒5的、與壓縮空氣入口4相對置一側的壓力，從通向蓄壓器的出口7而來的干凈的和干燥的壓縮空氣被擠壓穿過過濾干燥盒5。在此，過濾干燥盒5被干燥并且被清潔。從過濾干燥盒5而來的潮濕的和負有臟粒的空氣通過排放出口6排出到環境中。

如果在通向蓄壓器的出口7中的壓力下降到最低值，則電磁閥3通過控制裝置再次切回到其靜止位置中。現在第一單向閥10和第一壓力控制閥8之間的管路區段通過電磁閥3與排放出口6連接并且被排氣，使得第二壓力控制閥9也再次切換到其靜止位置中，即其關閉位置中。因為現在壓力控制出口16也是無壓力的，壓縮機再次提供壓縮空氣到壓縮空氣入口4上。

如果在通向蓄壓器的出口7中的壓力達到最小壓力時，過濾干燥盒的再生作用還沒有結束，則所述再生作用以多個階段實施。在預定的壓力處在第一壓力控制閥8處之前，就切換電磁閥3用于再生作用的下個階段。因為這樣在所述第一壓力控制閥還處于打開的靜止位置時，電磁閥3使通向蓄壓器的出口7中的壓力向第一壓力控制閥8接通，過濾干燥盒5的再生作用能夠很快地繼續實施。當過濾干燥盒5的再生作用結束時，通向蓄壓器的出口7中的壓力才被電子控制裝置1通過電磁閥3再次調高至額定壓力的上限。

在圖2中示出根據本發明的設備的改變的實施例。圖1的第一壓力控制兩位兩通閥8在這里被具有相反切換狀態的改變的第一壓力控制兩位兩通閥13替代。圖1的壓力控制閥8在其未操控的靜止狀態是打開的，而圖2的改變的第一壓力控制閥13在其未操控的靜止狀態是關閉的。

因此，過濾干燥盒的再生作用在這個實施例中有些不同地進行。在第一壓力控制閥13中，預定的切換壓力處在額定壓力的上限以上，但還是在允許的最大壓力以下。在正常運行期間，第一壓力控制閥13因此一直處于未操控的靜止位置。電子控制裝置1通過操控電磁閥3保持通向至少一個蓄壓器的出口7處的壓力在額定壓力的范圍內近似恒定，沒有在此操控第一壓力控制閥13并且引到其打開位置中。

如果現在要使過濾干燥盒再生，電子控制裝置1提高在通向至少一個蓄壓器的出口7處的壓力超過額定壓力直到超過壓力控制閥13的切換壓力。由此，第一壓力控制閥13切換到其操控的打開位置中。

在壓力控制閥13的切換壓力以上，電磁閥3現在才被電子控制裝置1引入到其操控位置中。在這種狀態中，在通向至少一個蓄壓器的出口7處存在的壓力又處在壓力控制出口16上，使得壓縮機將產生的壓縮空氣排放到環境中。同時在通向至少一個蓄壓器的出口7處的壓力通過第一壓力控制閥13一直接通到第二壓力控制閥9的切換接口上。所述第二壓力控制閥運動到操控位置中，使得開始入口4通過排放出口6排氣。以這種方式來自通向至少一個蓄壓器的出口7的壓縮空氣能夠通過電磁閥3、第一壓力控制閥13、第一單向閥10和節流裝置11被引導直到過濾干燥盒5上，并且被引導穿過所述過濾干燥盒向排放出口6。

如果在通向蓄壓器的出口7處的壓力又低于第一壓力控制閥13的切換壓力，則所述閥回到其關閉的靜止位置。再生作用因此被中斷。為了壓縮空氣入口4再次與壓縮機連接，電磁閥3被電子控制裝置切換到其靜止位置中并且因此使壓力控制出口16排氣。

圖3示出取代第一壓力控制兩位兩通閥8或13而使用第一壓力控制兩位三通閥14的可行性。這種閥同樣具有如電磁閥3的三個接口和兩個切換狀態。在未操控的靜止狀態中，與第一單向閥連接的接口通過排放出口6排氣。根據本發明的設備的這種狀態與在圖2中的設備的狀態大致等同。功能也相應于在圖2中說明的設備。因此，所述功能在這種位置不應再次解釋。

在根據圖4的設備中，圖3的第一壓力控制兩位三通閥14被具有相反切換狀態的改變的第一壓力控制兩位三通閥15代替。圖3的第一壓力控制閥14在其未操控的靜止狀態中使在該閥和第一單向閥10之間的區段排氣，而圖4的改變的第一壓力控制閥15在其未操控的靜止狀態中實現在電磁閥3和第一單向閥10之間的連接。因此，示出的布置狀態相同于在圖1a中的布置狀態。因為在這種情況下，功能能夠與圖1的設備的功能相比較，所以在這里過濾干燥盒5的再生作用也不應重新說明。

在圖5中示出的實施例中，第二壓力控制閥9不通過第一壓力控制閥8，而是直接通過電磁閥3來操控。一旦切換電磁閥3，在這里在通向蓄壓器的出口7中存在的壓力也處在切換接口處。第二壓力控制閥的這種操控類型自然也存在于在圖2到4中示出的實施例中。

在圖6中示出的操控第一壓力控制閥的實施例也能夠轉用到所有之前說明的實施例上。在該實施方式中，第一壓力控制閥的切換接口不直接與通向蓄壓器的出口7連接，而是與壓力控制出口16連接，并且能夠以這種方式總是當電磁閥3也被切換時，第一壓力控制閥的切換接口才被引入到用于過濾干燥盒5的再生作用所需要的切換狀態中。在圖6中示出在圖5中設置的第二壓力控制閥的操控，然而在這里在圖1到4中示出的操控也是可行的。

附圖標記列表

1電子控制裝置

2壓力傳感器

3電磁閥

4壓縮空氣入口

5過濾干燥盒

6排放出口

7通向蓄壓器的出口

8第一壓力控制兩位兩通閥

9第二壓力控制兩位兩通閥

10第一單向閥

11節流裝置

12第二單向閥

13改變的第一壓力控制兩位兩通閥

14第一壓力控制兩位三通閥

15改變的第一壓力控制兩位三通閥

16壓力控制出口