[發(fā)明專利]干式運行的活塞式壓縮機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580047263.7
• 申請日: 2005-12-16
• 公開（公告）號: CN101111678A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設計）人: M·哈特爾
• 申請（專利權）人: 克諾爾－布里姆斯軌道車輛系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: F04B39/00
• 分類號: F04B39/00;B60T17/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張兆東

技術領域

本發(fā)明涉及一種干式運行的活塞式壓縮機，包括曲軸箱，在該曲軸箱上設置至少一個罐形的帶有配設的位于內部的活塞的氣缸，該活塞借助于連桿與可旋轉地支承在曲軸箱內的曲軸連接，其中連桿的曲軸側的端部通過按滾動軸承類型構成的連桿軸承支承在曲軸上。

背景技術

本發(fā)明的應用領域尤其延伸到商用車輛和軌道車輛范圍。在此使用用于產(chǎn)生壓縮空氣的活塞式壓縮機，尤其是對于壓縮空氣制動設備的運行需要該壓縮空氣。在商用車輛范圍內到目前為止主要使用油潤滑的活塞式壓縮機；然而本發(fā)明涉及干式運行的也就是說無油的活塞式壓縮機，該活塞式壓縮機特別適合用在商用車輛和軌道車輛制造中。

一般在現(xiàn)有技術中已知的油潤滑的活塞式壓縮機中油潤滑的后果是壓縮空氣是含油的。在緊接著的空氣干燥中產(chǎn)生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中，并且為了清除必須定期排出。這會導致提高維護和清除費用。此外在傳統(tǒng)的油潤滑的活塞式壓縮機的油回路中經(jīng)常出現(xiàn)形成乳液的問題，這些問題通常在冬天運行期間在低負荷時出現(xiàn)。特殊的問題當在商用車輛中使用油潤滑的活塞式壓縮機時出現(xiàn)。側面用法蘭連接在商用車輛的內燃機上的直接受驅動的活塞式壓縮機用高的轉速和功率密度允許，由此引起特別大量的油排出到氣動系統(tǒng)中，這必然導致后置部件的充油。此外所述的活塞式壓縮機在高的壓縮溫度時一般是單級運行的，由此在氣門的壓力出口處的油熱負荷是如此高，以至于可能發(fā)生裂解。因此出現(xiàn)焦化，所述的焦化由壓縮空氣帶入到氣動系統(tǒng)中，并且造成對后置部件的連續(xù)損壞。

因此早期努力代替油潤滑的活塞式壓縮機在商用車輛中使用干式運行的活塞式壓縮機。到目前為止失敗的在于，干式運行的油壓縮機具有通常較大的幾何尺寸，以便產(chǎn)生與油潤滑的活塞式壓縮機可比較的輸送能力。然而因為在商用車輛中只有非常緊湊的結構空間可用于安置壓縮單元，所以這樣的努力到目前為止碰到了困難。

由DE?101?09?514已知一種同類的干式運行的活塞式壓縮機，該活塞式壓縮機在此特別設計成在軌道車輛中使用。干式運行的活塞式壓縮機有一個用于在此可旋轉地支承的曲軸的曲軸箱。在曲軸箱外面多個罐形的氣缸設有相應配設的位于內部的活塞，其中曲軸通過一個作為第一軸頸的連桿軸承與連桿的一端連接，以便將曲軸的旋轉運動轉換成通過一個作為第二軸頸的活塞銷軸承支承在連桿另一端上的活塞的線性運動。干式運行的活塞式壓縮機在曲軸箱內沒有潤滑油的情況下工作。取而代之的是，在活塞運動軌道上的潤滑通過一個特別低摩擦的動態(tài)密封裝置代替。此外所有旋轉構件都是滾動支承的。包罩的滾動軸承在此設有耐熱的、長壽命的填脂裝置(Fettfüllung)。在氣門區(qū)域內盡可能避免滑動導引的構件。通過全部所述的措施油潤滑在活塞式壓縮機中是多余的。因此例如也可以排除由活塞式壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣的充油的危險。

然而在涉及的車輛中使用一種無油的活塞式壓縮機到目前為止是不可能的，因為該活塞式壓縮機側面用法蘭直接連接在內燃機(柴油發(fā)動機)上，其中在車輛支架與內燃機之間只有狹窄的安裝空間可供使用。通過使用滾動支承的連桿以及使得活塞式壓縮機的無油結構方式成為必需，活塞式壓縮機至少加寬了滾動軸承的兩倍的安裝寬度，以使干式運行的活塞式壓縮機到目前為止不可能代替帶有相同輸送能力(Frderleistung)的傳統(tǒng)油潤滑的活塞式壓縮機。

在無油的活塞式壓縮機中構成為滾動軸承的連桿軸承始終按現(xiàn)有技術的準則來確定尺寸。一種這樣的準則包括小冊子“FAG?Wlzlager，WL41520/3?DB-Katalog?Ausgabe?1999(FAG滾動軸承，WL?41?520/3?DB-目錄版本1999)”。用于連桿支承裝置的當前情況的經(jīng)典的軸承尺寸通過最大活塞力算出，該活塞力由活塞面積乘以作用到活塞面積上的最大壓力得出。為了設計滾動支承裝置的壽命使用關系式：

L＝(C/P)^p

其中C＝動態(tài)承載系數(shù)(Tragzahl)，P＝軸承負荷，p＝壽命指數(shù)。軸承選擇最終以由該公式得出的承載系數(shù)為基礎通過相應的數(shù)學變換步驟來實現(xiàn)。滾動軸承的承載系數(shù)是標準化的且以DIN?ISO?281以及DINISO?76為基礎。動態(tài)承載系數(shù)C定義為大小和方向恒定不變的負荷，其中足夠大量的相同軸承實現(xiàn)一百萬轉的名義壽命。