СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВА ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
OPERATING METHOD OF COMPRESSED AIR PREPARATION DEVICE FOR INDUSTRIAL VEHICLE

Изобретение относится к способу эксплуатации, в частности, электронного устройства подготовки сжатого воздуха для автомобиля промышленного назначения, например, грузового автомобиля или автобуса. Кроме того, изобретение относится к устройству подготовки сжатого воздуха, которое сконфигурировано для реализации способа эксплуатации.
В настоящее время в автомобилях промышленного назначения с пневматической системой сжатого воздуха обычно установлены воздушные компрессоры, которые каким-либо образом могут переключаться из режима подачи (рабочего режима) в энергосберегающий режим (режим холостого хода) с уменьшенной мощностью подачи и таким образом с уменьшенным потреблением мощности. Максимальное уменьшение происходит посредством приведения в действие сцепного устройства между приводом двигателя и воздушным компрессором. Частичное уменьшение происходит посредством приведения в действие клапана в головке цилиндра воздушного компрессора, вследствие чего всасывающая камера и камера сжатия соединяются друг с другом, и таким образом имеет место сильно уменьшенное сжатие и подача воздуха. Приведение в действие клапана происходит, как правило, при помощи пневматического сигнала управления или давления в проводящей сжатый воздух линии подачи. В последнем случае, для того чтобы попасть в энергосберегающий режим, последующим осушителем воздуха или электронным блоком подготовки воздуха должен открываться выпускной клапан, и тем самым воздух должен удаляться из линии подачи. Обратный клапан, расположенный ниже по потоку за выпускным клапаном, обеспечивает давление в установке сжатого воздуха. Обычно процесс отключения происходит, если в установке сжатого воздуха достигнуто максимально допустимое давление в системе. При давлении на линии подачи, например, ниже обычно приблизительно 2 бар клапан в головке цилиндра воздушного компрессора переключается, вследствие чего всасывающая камера и камера сжатия соединяются друг с другом. Воздушный компрессор находится в энергосберегающем режиме, из уменьшенного объема подачи воздух выпускается через выпускной клапан наружу. Однако, если теперь давление в системе падает ниже определенного минимального давления, то выпускной клапан должен закрываться. Тем самым давление на линии подачи снова медленно повышается. Как правило, должны заполняться приблизительно 2 литра объема, а именно линия подачи между воздушным компрессором и блоком подготовки воздуха, а также патрон средства осушения блока подготовки воздуха. Вначале воздушный компрессор подает лишь уменьшенный объем воздуха и только выше приблизительно 2 бар на линии подачи снова полный объем воздуха, если клапан в головке цилиндра воздушного компрессора закрывает соединение между всасывающей камерой и камерой сжатия. Только в том случае, если давление на линии подачи превысило текущее давление в системе, воздух снова подается в систему сжатого воздуха. В частности, если хотят использовать фазы работы двигателя (например, движение под уклон), благодаря уменьшенному сначала количеству подаваемого воздуха проходит относительно много времени, пока доступная энергия не аккумулируется в системе сжатого воздуха. При коротких фазах работы двигателя может происходить то, что давление на линии подачи еще не выше давления в системе, и таким образом воздух в некотором роде "без защиты" снова выпускается через выпускной клапан, и энергия не может аккумулироваться.
Задача изобретения состоит в создании способа эксплуатации целесообразно электронного устройства подготовки сжатого воздуха для автомобиля промышленного назначения, при помощи которого, в частности, также короткие фазы работы двигателя могут использоваться для получения энергии или преобразования энергии, в частности, при помощи которого при выходе из фазы холостого хода/экономии энергии давление в линии подачи может быстрее повышаться, например, выше предельного давления предпочтительно примерно в 2 бар.
Эта задача может решаться с помощью признаков независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения могут заимствоваться из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания.
Изобретение создает способ эксплуатации, в частности электронного, устройства подготовки сжатого воздуха для соединения с устройством воздушного компрессора, переключаемым автоматически при помощи сжатого воздуха из устройства подготовки сжатого воздуха в режим холостого хода, (например, компрессор с так называемой автоматической системой холостого хода (SLS)), и для соединения с системой сжатого воздуха.
Устройство подготовки сжатого воздуха включает в себя соединяемое с устройством воздушного компрессора подающее устройство (например, линию подачи), первый клапан, второй клапан, третий клапан и четвертый клапан.
При переходе из фазы холостого хода (например, энергосберегающей фазы) в фазу подачи (например, в рабочую фазу) первый клапан и третий клапан переключаются в закрытое состояние, а второй клапан - в открытое состояние. Вследствие этого воздух из системы сжатого воздуха направляется через второй клапан и в обход четвертого клапана обратно к подающему устройству, для того чтобы можно было повысить, в частности, давление воздуха в подающем устройстве при выходе из фазы холостого хода, исходя из подающего устройства без давления. Вследствие этого энергия из фаз работы двигателя (например, движение под уклон), в частности, даже из коротких фаз работы двигателя, например, менее 30 секунд, менее 15 секунд или даже менее 5 секунд, может преобразовываться в сжатый воздух и аккумулироваться в системе сжатого воздуха.
Возможно, что второй клапан из фазы холостого хода переключается из закрытого состояния в открытое состояние и (например, каждый раз и только) снова в закрытое состояние, если, например, при помощи датчика давления регистрируется повышение давления на участке линии между вторым клапаном и системой сжатого воздуха. При этом проблема заключается в том, что, в частности, если во время приведения в действие второго клапана ("открытое состояние") возникает случай неисправности (например, утечка в системе, обрыв линии подачи и/или заедание третьего клапана в открытом состоянии и т.д.), то не дошло бы до повышения давления. Действие же четвертого клапана исключалось бы, и давление в системе сжатого воздуха постоянно падало бы до давления закрытия соответствующих контуров, что, в частности, привело бы к сообщению остановки. И хотя вероятность того, что такой случай неисправности возникнет, в частности, во время приведения в действие второго клапана, является низкой, тем не менее, такой случай неисправности возможен.
Поэтому второй клапан может переключаться в закрытое состояние, если предварительно определенный лимит времени (например, между 10 и 30 секундами) истек, и/или давление в системе (целесообразно давление воздуха), предпочтительно между вторым клапаном и системой сжатого воздуха, падает ниже предварительно определенного предела давления. Вследствие этого, в частности, второй клапан может переключаться в закрытое состояние, даже если повышение давления между вторым клапаном и системой сжатого воздуха не измеряется.
Лимит времени может составлять, например максимум 10, максимум 15, максимум 20, максимум 25 или максимум 30 секунд, так что целесообразно после прохождения, например, максимум 10, максимум 15, максимум 20, максимум 25 или максимум 30 секунд второй клапан переключается в закрытое состояние.
Предпочтительно лимит времени начинает отсчитываться, когда второй клапан переключается в открытое состояние.
Предварительно определенный предел давления может составлять, например, минимум 6 бар, минимум 7 бар или минимум 8 бар, так что целесообразно после падения давления ниже минимум 5 бар, минимум 6 бар, минимум 7 бар или минимум 8 бар второй клапан переключается в закрытое состояние.
Возможно, что лимит времени продолжается самое большее до момента времени, когда давление в системе, предпочтительно между вторым клапаном и системой сжатого воздуха, падает, по меньшей мере, до 5 бар, по меньшей мере, 6 бар, по меньшей мере, 7 бар или, по меньшей мере, 8 бар.
Возможно, что второй клапан из фазы холостого хода переключается из закрытого состояния в открытое состояние и снова в закрытое состояние, если предварительно определенный лимит времени истек, и/или давление в системе, предпочтительно между вторым клапаном и системой сжатого воздуха, падает ниже предварительно определенного предела давления.
Давление в системе между вторым клапаном и системой сжатого воздуха целесообразно регистрируется датчиком давления, в частности, на участке линии между вторым клапаном и системой сжатого воздуха.
Возможно, что из фазы холостого хода воздух из системы сжатого воздуха направляется через соединительную линию на участок линии устройства подготовки сжатого воздуха между четвертым клапаном и устройством подготовки воздуха или осушения воздуха, а через устройство подготовки воздуха или осушения воздуха - обратно к подающему устройству.
Соединительная линия предпочтительно ответвляется от соединяющего второй клапан с третьим клапаном участка линии и заканчивается между четвертым клапаном и устройством подготовки воздуха или осушения воздуха.
Соединительная линия может иметь дроссельный клапан, который является пятым клапаном устройства подготовки сжатого воздуха.
Первым клапаном и/или вторым клапаном является переключаемый предпочтительно электрически распределительный клапан, предпочтительно электромагнитный клапан.
Возможно, что воздух из системы сжатого воздуха воздействует через первый клапан на третий клапан, когда первый клапан открыт, для того чтобы переключать третий клапан. Третий клапан находится в соединении с первым клапаном целесообразно при помощи участка линии, для того чтобы переключаться при помощи сжатого воздуха из системы сжатого воздуха и/или из первого клапана.
Кроме того, воздух из системы сжатого воздуха воздействует через второй клапан на третий клапан, когда второй клапан открыт, для того чтобы переключать третий клапан. Третий клапан находится в соединении со вторым клапаном целесообразно при помощи участка линии, для того чтобы переключаться при помощи сжатого воздуха из системы сжатого воздуха и/или из второго клапана.
Следовательно, третий клапан целесообразно как через первый клапан, так и через второй клапан может управляться при помощи сжатого воздуха из системы сжатого воздуха.
Предпочтительно третий клапан является выпускным воздушным клапаном для выборочной блокировки или выпуска воздуха из подающего устройства и/или пневматически переключаемым клапаном, в частности, клапаном, пневматически переключаемым при помощи воздуха из первого клапана и второго клапана.
Четвертый клапан, напротив, предпочтительно является обратным клапаном.
Четвертый клапан может допускать, например, проход воздуха из подающего устройства в направлении системы сжатого воздуха и, наоборот, блокировать проход воздуха из системы сжатого воздуха в направлении подающего устройства.
Устройство подготовки сжатого воздуха может иметь датчик давления для регистрации давления воздуха между вторым клапаном и системой сжатого воздуха. Второй клапан может переключаться в зависимости от зарегистрированных при помощи датчика давления значений.
Следует отметить, что признак "воздух" в рамках изобретения должен пониматься широко и предпочтительно может также включать в себя другие газы.
Далее следует отметить, что признак "фаза холостого хода" может включать в себя "энергосберегающую фазу", а признак "фаза подачи" может включать в себя "рабочую фазу".
Изобретение не ограничено способом эксплуатации, а включает в себя также устройство подготовки сжатого воздуха, которое сконфигурировано для реализации описанного здесь способа эксплуатации.
Описанные выше предпочтительные признаки и варианты осуществления изобретения могут произвольно комбинироваться друг с другом. Другие предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения или проистекают из последующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения в сочетании с приложенными чертежами. На чертежах показано:
фиг.1 - схематичное изображение устройства подготовки сжатого воздуха согласно одному варианту осуществления изобретения в состоянии системы "воздушный компрессор: быстрое переключение из фазы холостого хода в фазу подачи";
фиг.2 - устройство подготовки сжатого воздуха с фиг.1 в состоянии системы "подача";
фиг.3 - устройство подготовки сжатого воздуха с фиг.1 и 2 в состоянии системы "воздушный компрессор: отключение плюс регенерация"; и
фиг.4 - устройство подготовки сжатого воздуха с фиг.1-3 в состоянии системы "воздушный компрессор: отключение".
Фиг.1 показывает электронное устройство 100 подготовки сжатого воздуха согласно одному варианту осуществления изобретения. Устройство 100 подготовки сжатого воздуха служит для соединения с одной стороны с устройством 200 воздушного компрессора, переключаемым автоматически при помощи сжатого воздуха из устройства 100 подготовки сжатого воздуха в режим холостого хода (например, воздушный компрессор с так называемой автоматической системой холостого хода SLS; воздушный компрессор может автоматически переключаться на холостой ход), и для соединения с другой стороны с системой 300 сжатого воздуха. Устройство 100 подготовки сжатого воздуха и устройство 200 воздушного компрессора соединены друг с другом при помощи подающего устройства FE (линия подачи). Подающее устройство FE проходит через вход 1 в устройство 100 подготовки сжатого воздуха.
Устройство 100 подготовки сжатого воздуха включает в себя первый клапан V1 (переключаемый электрически электромагнитный клапан), второй клапан V2 (переключаемый электрически электромагнитный клапан), третий клапан V3 (выпускной воздушный клапан), четвертый клапан V4 (обратный клапан) и пятый клапан V5 (дроссельный клапан). Третий клапан V3 служит для управляемой сжатым воздухом выборочной блокировки или выпуска воздуха из подающего устройства FE. Выпускаемый при помощи третьего клапана V3 воздух может выводиться через выход 3 из устройства 100 подготовки сжатого воздуха.
Устройство 100 подготовки сжатого воздуха включает в себя устройство T подготовки воздуха, например, устройство осушения воздуха, для регенерации, в частности, сухого воздуха из системы 300 сжатого воздуха.
Третий клапан V3 находится в соединении с первым клапаном V1 при помощи участка 1-3 линии, для того чтобы переключаться при помощи сжатого воздуха из первого клапана V1. Воздух из системы 300 сжатого воздуха может воздействовать через первый клапан V1 на третий клапан V3, если первый клапан V1 открыт, для того чтобы переключать третий клапан V3.
Третий клапан V3 находится в соединении со вторым клапаном V2 при помощи участка 2-3 линии, для того чтобы переключаться при помощи сжатого воздуха из второго клапана V2. Воздух из системы 300 сжатого воздуха может воздействовать через второй клапан V2 на третий клапан V3, если второй клапан V2 открыт, для того чтобы переключать третий клапан V3.
Соединительная линия VL ответвляется от участка 2-3 линии и заканчивается между четвертым клапаном V4 и устройством T подготовки воздуха. Соединительная линия VL включает в себя пятый клапан V5.
Способ эксплуатации показанной на фиг.1 системы описывается в дальнейшем со ссылкой на фиг.1-4, причем фиг.1 показывает состояние системы "воздушный компрессор 200: быстрое переключение из фазы холостого хода в фазу подачи", фиг.2 состояние системы "подача", фиг.3 состояние системы "воздушный компрессор 200: отключение плюс регенерация" и фиг.4 состояние системы "воздушный компрессор 200: отключение".
При переходе из фазы холостого хода, соответственно, энергосберегающей фазы (фиг.4) в фазу подачи, соответственно, рабочую фазу (фиг.2) первый клапан V1 и третий клапан V3 переключаются в закрытое состояние "0", а второй клапан V2 в открытое состояние "1" (фиг.1), так что воздух из системы 300 сжатого воздуха направляется через второй клапан V2 и в обход четвертого клапана V4 - то есть параллельно четвертому клапану V4 - обратно к подающему устройству FE, вследствие чего безнапорное в начале подающее устройство FE нагружается давлением. Таким образом, из фазы холостого хода давление в подающем устройстве FE может быстрее повышаться, для того чтобы была возможность лучше использовать (имеющую незначительный запас энергии) подачу сжатого воздуха во время, в частности, коротких фаз работы двигателя автомобиля промышленного назначения. Даже фазы работы двигателя, например, менее 30 с, менее 15 с или даже менее 5 с могут использоваться для получения энергии. Напротив, для того чтобы регенерировать сухой воздух из системы 300 сжатого воздуха, второй клапан V2 открывается при открытом третьем клапане V3, вследствие чего сухой воздух из системы 300 сжатого воздуха может протекать параллельно четвертому клапану V4 через соединительную линию VL и пятый клапан V5 и далее через устройство T подготовки воздуха для регенерации воздуха (фиг.3).
Таким образом, система предусматривает возврат (рекуперацию) воздуха из системы 300 сжатого воздуха в подающее устройство FE. Это может реализовываться именно вследствие того, что при закрытом третьем клапане V3 второй клапан V2 открывается, так что воздух устремляется в подающее устройство FE, и давление может быстрее подниматься выше предельного давления, например, обычно приблизительно в 2 бар. Из этого следует то, что устройство 200 воздушного компрессора может быстрее снова подавать полный объем воздуха, и давление в подающем устройстве FE может быстрее превышать давление в системе. Свободно доступная на фазе работы двигателя энергия может быстрее аккумулироваться в системе 300 сжатого воздуха, даже в том случае, если фаза работы двигателя относительно коротка.
Следовательно, система делает возможным использование, в частности, коротких фаз работы двигателя для получения (рекуперации) свободно доступной энергии внутри фаз работы двигателя, соответственно, для преобразования свободно доступной энергии внутри фаз работы двигателя в сжатый воздух и последующего аккумулирования в системе 300 сжатого воздуха. Благодаря подаче сжатого воздуха из системы 300 сжатого воздуха в подающее устройство FE устройство 200 воздушного компрессора может быстрее переключаться из фазы холостого хода в фазу (полной) подачи.
Второй клапан V2 переключается из закрытого состояния "0" в открытое состояние "1" при выходе из фазы холостого хода, а именно целесообразно всегда и только в том случае, если между системой 300 сжатого воздуха и вторым клапаном V2 регистрируется повышение давления при помощи датчика S давления. В потенциальном случае неисправности, вследствие которого не происходит повышение давления между системой 300 сжатого воздуха и вторым клапаном V2, второй клапан V2 предварительно и/или автоматически переключается в закрытое состояние "0", если предварительно определенный лимит времени (например, между 10 и 30 секундами после открытия второго клапана V2) истек, и/или давление в системе между вторым клапаном V2 и системой 300 сжатого воздуха падает ниже предварительно определенного предела давления (например, ниже 6 бар).
Изобретение не ограниченно описанными выше предпочтительными вариантами осуществления. Наоборот, возможно множество вариантов и модификаций, которые также используют идею изобретения и потому входят в объем защиты. Сверх этого, изобретение истребует защиты для предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от признаков и пунктов, на которые они ссылаются.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
100 устройство подготовки сжатого воздуха
200 устройство воздушного компрессора (воздушный компрессор)
300 система сжатого воздуха
V1 первый клапан
V2 второй клапан
V3 третий клапан
V4 четвертый клапан
V5 пятый клапан
FE подающее устройство (линия подачи)
T устройство подготовки воздуха или осушения воздуха
VL соединительная линия
1-3 соединительная линия (первый клапан - третий клапан)
2-3 соединительная линия (второй клапан - третий клапан)
S датчик давления
"0" закрытое состояние
"1" открытое состояние
M двигатель