專利名稱：活塞式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式壓縮機(jī)，其特別適合于用在內(nèi)燃機(jī)中。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)增壓不但是一種已被證明的提高扭矩和功率的途徑，而且還能夠使具有預(yù)定最大負(fù)荷的內(nèi)燃機(jī)在以部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)降低消耗。柴油機(jī)增壓帶來的特別益處是，火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中存在的爆振問題不會出現(xiàn)在增壓柴油機(jī)中。
現(xiàn)主要有兩種不同的增壓方法，二者也可以組合使用。在排氣渦輪增壓中，內(nèi)燃機(jī)排氣中包含的能量被用于向渦輪增壓器提供動(dòng)力，該渦輪增壓器驅(qū)動(dòng)一個(gè)用于將壓縮空氣供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的渦輪。在所謂的獨(dú)立增壓中，壓縮機(jī)被分設(shè)的驅(qū)動(dòng)裝置例如被增壓內(nèi)燃機(jī)的曲軸供應(yīng)動(dòng)力，或者被其它發(fā)動(dòng)機(jī)例如電發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)動(dòng)力，以壓縮供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的空氣?，F(xiàn)有各種已知類型的獨(dú)立傳動(dòng)壓縮機(jī)，例如Routs鼓風(fēng)機(jī)、螺旋增壓器、活塞式壓縮機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種活塞式壓縮機(jī)，其能夠以簡單的結(jié)構(gòu)提供高效率，并且能夠應(yīng)用于各式各樣的場合。
這個(gè)目的可以通過權(quán)利要求1中限定的活塞式壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)。
從屬權(quán)利要求中涉及根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例以及對活塞式壓縮機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)。


下面將基于以示例的方式顯示了細(xì)節(jié)的附圖而更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1是活塞式壓縮機(jī)的示意性剖視圖；圖2和3是活塞的不同透視圖，其中曲軸穿過活塞；圖4是用于雙缸活塞式壓縮機(jī)的兩個(gè)曲軸的透視圖。
圖5是圖4所示曲軸帶著活塞的透視圖；圖6至8是位于曲軸一側(cè)并且分配給活塞的曲柄/閥機(jī)構(gòu)的不同透視圖。
圖9是與閥元件相互作用的進(jìn)氣閥的剖視圖。
圖10是與閥元件相互作用的排氣閥的剖視圖。
圖11是滾輪式挺桿的透視圖；圖12是圖11所示滾輪式挺桿的另一側(cè)透視圖；圖13是凸輪可曲柄機(jī)構(gòu)的詳圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)靠凸緣安裝在內(nèi)燃機(jī)缸蓋上時(shí)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的活塞壓縮機(jī)具有一個(gè)氣缸2，其在兩側(cè)被前壁封閉，一個(gè)活塞4可在所述氣缸中前后移動(dòng)?；钊?包含兩個(gè)彼此相隔的活塞頭6和8，它們優(yōu)選在各自的外周邊緣上裝配有活塞環(huán)以實(shí)現(xiàn)密封的目的，并且在氣缸2中分隔出兩個(gè)工作腔10和12。所述兩個(gè)活塞頭6和8通過撐桿14而相互連接，例如螺紋連接?；钊^6和8的對置內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)向表面16和17，用于引導(dǎo)滑環(huán)18。
氣缸2的前壁具有開口，用于設(shè)置至少一個(gè)進(jìn)氣閥20和22和相應(yīng)排氣閥24或26。
氣缸2通過安裝裝置設(shè)置在一個(gè)殼體32中，所述安裝裝置形成了分隔壁28和30。殼體32具有至少一個(gè)吸孔34和一個(gè)排孔36，其中，可以清楚地看到，一個(gè)形成在殼體32與氣缸2之間的空間被分隔壁28和30分割，以形成一個(gè)引入通道38和一個(gè)排出通道40；該引入通道將吸孔34與進(jìn)氣閥20和22連通，或是選擇性地打開或關(guān)閉通向工作腔10和12的進(jìn)氣口；該排出通道將排氣閥24、26與排孔36連通，或是選擇性地打開或關(guān)閉工作腔10和12的排氣口。
活塞4沿圖1中的水平方向移動(dòng)。該方向在圖2至8中為豎直方向，即在圖2至8中相對于圖1所示結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)了90°。
圖2和3中的透視圖示出了活塞4具有穿過活塞的相應(yīng)的兩個(gè)曲軸42和44。曲軸軸線相對于氣缸2和/或殼體32是固定的，并且在圖1中以A標(biāo)記出來。每個(gè)曲軸分別具有相對于其軸線偏心安置的至少一個(gè)曲柄盤46和/或48，曲柄盤與滑環(huán)18相互作用，所述滑環(huán)可以垂直于曲軸軸線沿著活塞頭6和8的導(dǎo)向表面16和17直線移動(dòng)，從而產(chǎn)生滑環(huán)或曲柄導(dǎo)向件，通過該導(dǎo)向件，曲柄盤的旋轉(zhuǎn)偏心運(yùn)動(dòng)可以通過公知的方式轉(zhuǎn)化成在氣缸2中按軌跡運(yùn)行的振蕩運(yùn)動(dòng)?；h(huán)優(yōu)選被分段化，以便于組裝。
圖4中示出了曲軸42和44，它們被設(shè)計(jì)成用于相應(yīng)的兩個(gè)氣缸2，這兩個(gè)氣缸在殼體32中前后安置(圖1)，并且相應(yīng)的活塞4在氣缸中操作。在圖示的實(shí)施例中，每個(gè)活塞配備有位于曲軸42上的兩個(gè)曲柄盤46和位于曲軸44上的一個(gè)曲柄盤48，它們與相應(yīng)的滑環(huán)18協(xié)作?？梢郧宄乜闯?，曲柄盤46和48彼此相對軸向偏置，以使它們的運(yùn)動(dòng)路徑徑向交叉，側(cè)而可以在曲軸42和44之間實(shí)現(xiàn)減小的距離。通過以公知方式向曲軸42和44提供平衡重50和52，振動(dòng)力被平衡。
作為示例，曲軸42和44可以分別安裝在氣缸2的壁上。
為了驅(qū)動(dòng)閥20、22、24和26，曲軸具有凸輪54和56，它們通過作動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)閥。齒輪58和/或60以抗扭的方式在相應(yīng)曲軸的相應(yīng)一端連接著該曲軸，從而曲軸42、44中只有一個(gè)需要從外界驅(qū)動(dòng)。齒輪58和60具有相同的尺寸并且相互嚙合，從而使曲軸42和44以相同的速度反向旋轉(zhuǎn)。齒輪58、60優(yōu)選被用作位于在壓縮機(jī)中循環(huán)的冷卻劑和/或潤滑劑中的齒輪泵中的元件。
圖5示出了活塞與根據(jù)圖4的曲軸相組合。
圖6示出了安置在圖中曲軸42、44的左側(cè)并且被配備給一個(gè)氣缸的曲柄/閥機(jī)構(gòu)的各部分的透視圖。
在圖示的例子中，每個(gè)曲軸42和/或44的兩側(cè)分別具有位于氣缸外側(cè)的凸輪54和/或56，它們與滾輪式挺桿62和/或64相互作用，每個(gè)滾輪式挺桿分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)閥元件66和/或68，所述閥元件跨接于一個(gè)氣缸上方。圖6中左側(cè)的閥元件66驅(qū)動(dòng)多個(gè)進(jìn)氣閥20(圖1)。右側(cè)的閥元件68驅(qū)動(dòng)多個(gè)排氣閥24。在圖示的例子中，閥在相應(yīng)的閥元件處被約束導(dǎo)向?？梢郧宄乜吹?，在圖示的例子中，分別有四個(gè)進(jìn)氣閥和四個(gè)排氣閥安置在氣缸2的前壁上，并且分別被一個(gè)相應(yīng)的閥元件驅(qū)動(dòng)。
從圖1中可以清楚地看到，進(jìn)氣閥20、22和排氣閥24、26均彼此面對著安置，被安置在活塞的左側(cè)和/或右側(cè)(圖1)或是上側(cè)和/或下側(cè)(圖2至8)的閥機(jī)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)，或者呈現(xiàn)為鏡像對稱。
當(dāng)壓縮機(jī)以二沖程操作模式運(yùn)行時(shí)，相對于驅(qū)動(dòng)后曲軸的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)氣閥和排氣閥分別具有大約180°的相移，從而在相鄰曲軸42、44以相同的速度反向旋轉(zhuǎn)的過程中，并且具有適宜設(shè)計(jì)的凸輪54、56的情況下，可實(shí)現(xiàn)各個(gè)閥的同相驅(qū)動(dòng)。
下面根據(jù)圖9至13詳細(xì)描述閥機(jī)構(gòu)。
閥元件66和/或68在固定于殼體上的導(dǎo)軌(未示出)中被以可直線移動(dòng)的方式導(dǎo)向，并且抵抗著彈簧70和/或72施加的力在凸輪54和/或56中前后移動(dòng)，所述彈簧被支撐在殼體32和相應(yīng)的閥元件之間。
用于驅(qū)動(dòng)排氣閥20的橋狀閥元件66(圖9)中包含用于每個(gè)排氣閥的導(dǎo)向通道74，排氣閥20的軸延伸于所述導(dǎo)向通道中，并且導(dǎo)向通道通向凹槽76，閥軸即終止于此。閥彈簧80被支撐在閥軸的端部凸緣78與閥元件66之間，以迫使排氣閥20處于關(guān)閉位置。一個(gè)螺柱82擰入閥元件66中并且面對著端部凸緣78，用以調(diào)節(jié)游隙。
用于驅(qū)動(dòng)排氣閥24的閥元件68也具有一個(gè)導(dǎo)向通道84(圖10)，閥桿延伸于該導(dǎo)向通道中。閥桿終止于一個(gè)擋塊86，例如，擋塊擰在閥桿上并且其與閥頭之間的距離可調(diào)，以調(diào)節(jié)游隙。閥彈簧88支撐在閥元件68與閥之間。
作為圖9和10所示結(jié)構(gòu)(這種結(jié)構(gòu)可以以多種方式修改)的結(jié)果，不需要為閥桿配備缸性殼體導(dǎo)向部；通過閥元件66向底部的移動(dòng)，根據(jù)圖9的進(jìn)氣閥20分別向下打開；通過閥元件68向頂部的移動(dòng)，根據(jù)圖10的排氣閥24分別向上打開。此外，彈簧80和88可以以下述方式構(gòu)造尺寸，即在相關(guān)工作腔內(nèi)的強(qiáng)負(fù)壓的作用下，進(jìn)氣閥20會打開，而不需要閥元件66移動(dòng)，和/或在相關(guān)工作腔內(nèi)的強(qiáng)過壓的作用下，排氣閥24會打開，而不需要閥元件68移動(dòng)。
圖11和12示出了具有容納于其中的輥輪88的滾輪式挺桿，以及殼體固定的導(dǎo)向件90。
圖13中示出了帶有凸輪54和56的兩個(gè)曲軸42和44的一部分。與根據(jù)圖6至8的實(shí)施例不同，曲軸42只具有一個(gè)曲柄盤46，而曲軸44具有兩個(gè)曲柄盤48?？梢郧宄乜吹剑糜隍?qū)動(dòng)配備給進(jìn)氣閥的滾輪式挺桿或橋接閥元件66的凸輪被設(shè)計(jì)成“負(fù)凸輪”，其在常態(tài)下抵抗著彈簧70而將橋接閥元件66推壓在圖9所示位置，并且只在具有較小直徑的凸輪區(qū)域中，啟動(dòng)閥元件66的向下運(yùn)動(dòng)，如圖8所示，以打開進(jìn)氣閥20。配備給排氣閥的曲軸44的凸輪56被設(shè)計(jì)為常規(guī)凸輪，其具有因直徑增大而產(chǎn)生的凸輪行程。
下面描述活塞式壓縮機(jī)的組裝圖5所示的實(shí)際驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是這樣被首先組裝出來的，即曲軸和滑環(huán)被安置在兩個(gè)相鄰活塞頭上，然后利用撐桿14安裝相應(yīng)的另外一側(cè)活塞頭，以產(chǎn)生圖5中的模塊。
然后，分別由兩個(gè)對中分割的半體構(gòu)成的氣缸2被安裝在活塞4上。然后，閥機(jī)構(gòu)被安裝在固定于氣缸上的組裝表面中，如此形成的整個(gè)結(jié)構(gòu)被一起置于殼體32中，該殼體同樣由兩部分構(gòu)成。氣缸半體和殼體半體可以被設(shè)計(jì)為一體而成為單件。
圖14中示出了根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機(jī)92，其通過凸緣安裝在內(nèi)燃機(jī)的曲柄殼或缸蓋94上。附圖標(biāo)記96表示用于驅(qū)動(dòng)曲軸之一的皮帶輪。
殼體32的吸孔34上也可以通過凸緣安裝一個(gè)抽吸模塊(未示出)，例如節(jié)流閥和/或用于測量流入空氣量的裝置等等。
前面描述的壓縮機(jī)以下述方式操作壓縮機(jī)優(yōu)選以二沖程操作模式運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著圖1所示的活塞4從左向右移動(dòng)，首先進(jìn)氣閥20和排氣閥26被啟動(dòng)，以使新鮮氣流進(jìn)入工作腔10，并且壓縮了的新鮮空氣以實(shí)現(xiàn)目的所需的壓力級別從工作腔20排出。在活塞4從左向右移動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣閥22和排氣閥24優(yōu)選關(guān)閉，在活塞從右向左移動(dòng)時(shí)，這些閥以相反的方式操作，即通過進(jìn)氣閥22和排氣閥24引入新鮮增壓氣流，同時(shí)閥20和26優(yōu)選關(guān)閉。適宜的方式是，公知的相位調(diào)節(jié)和/或沖程調(diào)節(jié)裝置當(dāng)然可以被采用，以控制進(jìn)氣閥和排氣閥，以使被輸送的空氣量(氣體流率)可以被調(diào)節(jié)成適合于內(nèi)燃機(jī)所需的相應(yīng)操作條件，并且通過適宜地設(shè)置相對于活塞運(yùn)動(dòng)止點(diǎn)的相應(yīng)閥開閉時(shí)間，可以使壓縮機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面將描述所述活塞式壓縮機(jī)的功能細(xì)節(jié)，其中可行的修改和附加特征也將被描述。
1.總體結(jié)構(gòu)形狀。
盡管進(jìn)包含一個(gè)氣缸和一個(gè)安置在其中的雙作用活塞，根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機(jī)也能夠以高級別的效率和低壓力脈沖操作。通過將活塞設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)相隔的活塞頭，在活塞頭之間安置著曲柄機(jī)構(gòu)，不但能夠獲得使曲軸及其潤滑部與工作空間完全分開的優(yōu)點(diǎn)，而且能夠毫無問題地將曲軸(n)安裝在氣缸壁中。根據(jù)需要，活塞式壓縮機(jī)可以具有任何數(shù)量的氣缸以及在氣缸中操作的活塞。其中各個(gè)氣缸在操作中可以實(shí)現(xiàn)相移，從而獲得最小的壓力脈沖。可能達(dá)到的沖程/孔徑比允許具有低活塞速度，這對使用壽命具有有益的影響。
這種結(jié)構(gòu)使得進(jìn)氣和排氣閥可以相對于氣缸橫截面具有大橫截面，因而壓縮機(jī)可以以低流動(dòng)阻力操作。
增壓器可以在壓力側(cè)通過凸緣直接安裝在缸蓋或需要被增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)的吸管上。如果通過凸緣直接安裝在缸蓋上，則殼體32可以在其長度方向上具有與殼體內(nèi)部連通的若干排孔36，這些排孔36直接通向各個(gè)氣缸的引入通道。位于壓縮機(jī)前面的抽吸側(cè)可以通過凸緣安裝一個(gè)帶有節(jié)流閥的抽吸部件，該抽吸部件裝有一個(gè)用于排氣再循環(huán)的連接件，或者具有一個(gè)從其分支出來的旁通管，該旁通管環(huán)繞著壓縮機(jī)直接通向內(nèi)燃機(jī)的吸管。
相對于排量(沖程容積)而言，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)大的表面積—容積比，從而可以實(shí)現(xiàn)大的排氣閥。
殼體和氣缸的壁之間的自由路徑總體上較短，因此在冷卻所述壁時(shí)壓縮空氣也會被有效地冷卻。
2.曲柄機(jī)構(gòu)。
曲柄機(jī)構(gòu)可以包含一個(gè)或多個(gè)曲軸，其中曲軸(n)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以利用大多數(shù)類型的已知機(jī)構(gòu)而轉(zhuǎn)化為活塞的沖程運(yùn)動(dòng)。前面描述的具有滑環(huán)的機(jī)構(gòu)容易安裝，操作中幾乎沒有摩擦力，并且可以產(chǎn)生平緩的正弦曲線活塞運(yùn)動(dòng)。
前面描述的具有兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)曲軸的實(shí)施例可以被用作Lancester偏置結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)活塞的曲柄機(jī)構(gòu)中的活塞和滑環(huán)的振動(dòng)正弦重力完全相互偏置。此外，各個(gè)氣缸被偏置，以使重力的動(dòng)態(tài)力不會從任何氣缸引入到殼體。此外，在殼體外側(cè)具有外部作用的重力，因此根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)能夠以非常低的振動(dòng)級別操作。
在前面描述的實(shí)施例中，曲柄銷或曲柄盤沿軸向彼此錯(cuò)置，從而一方面可以產(chǎn)生緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，另一方面可以具有低機(jī)械應(yīng)力，并因此而使曲柄機(jī)構(gòu)具有高抗扭強(qiáng)度。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是活塞沒有橫向力，這可以降低摩擦損失并且延長使用壽命?；钊^不帶護(hù)罩，也有助于降低重量。此外，不會遇到側(cè)傾力。
位于曲軸端部的齒輪58和60(圖4)用于實(shí)現(xiàn)曲軸之間的同步化和動(dòng)力傳輸。齒輪也可以被替換為卷揚(yáng)裝置，例如齒形帶。只需要從一端驅(qū)動(dòng)一個(gè)曲軸，例如利用帶輪96(圖14)驅(qū)動(dòng)。
3.冷卻/潤滑。
齒輪58和60(圖4)可以被用作齒輪泵中的元件，齒輪泵可以輸送冷卻/潤滑流體，使之在壓縮機(jī)或增壓器的通道中循環(huán)。至少與工作腔10和12鄰接的氣缸壁優(yōu)選被冷卻，其中端的熱傳導(dǎo)路徑可以確保高效冷卻。增壓器可以附加具有一個(gè)位于排孔36前面的內(nèi)部熱交換器。作為一種替代或附加，壓縮了的空氣可以在進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)之前流經(jīng)一個(gè)外部熱交換器。
增壓器的優(yōu)選的集成潤滑劑/冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)可以連接著內(nèi)燃機(jī)或者與之分離。
根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的一個(gè)重要方面主要基于這樣的事實(shí)，即流經(jīng)排孔36的壓縮空氣一方面不帶潤滑劑，另一方面其盡可能冷。在這兩種情況下，均為凸輪軸的兩個(gè)曲軸穿過活塞頭并且借助于容易密封的軸承安裝在氣缸2中，因此在活塞中形成一個(gè)相對于外界密封的潤滑劑空間，同時(shí)用作冷卻劑的液體潤滑劑可以通過曲軸供應(yīng)到該空間。潤滑劑/冷卻劑可以從內(nèi)側(cè)有效地冷卻活塞頭。當(dāng)然，穿過氣缸壁、氣缸與殼體之間的空間、殼體的通道，構(gòu)成了流體循環(huán)系統(tǒng)，以使冷卻劑/潤滑劑循環(huán)。
滾輪式挺桿64的柄桿可以通過曲軸而被濕潤滑，以使?jié)櫥瑒┎唤佑|新鮮空氣。非常硬的挺桿端部或接觸表面的組合結(jié)構(gòu)是有益的。
可實(shí)現(xiàn)低摩擦和高耐磨性的材料的連接件優(yōu)選被用于將閥連接到閥桿，或者在圖示的例子中，連接到橋狀閥元件。
以公知的方式帶有固體潤滑劑或者浸透了潤滑劑的材料的連接件優(yōu)選用作滾輪式挺桿和閥的導(dǎo)向件。還可以為各種環(huán)件(座環(huán)等)提供固體潤滑劑或者使它們浸透潤滑劑。
低操作溫度使得帶有固體潤滑劑或者浸透了潤滑劑的導(dǎo)套可以被使用，從而使得液體潤滑劑或冷卻劑的循環(huán)可以局限在活塞中的潤滑劑空間內(nèi)。
陶瓷材料可以被使用，以使液體潤滑劑的需求量最小化。
4.增壓交換過程。
如前面所解釋，根據(jù)本發(fā)明的增壓器優(yōu)選以二沖程模式操作。進(jìn)氣和排氣閥可以以多種不同的方式驅(qū)動(dòng)。在代表性的實(shí)施例中，它們不但可以被帶有適宜給定尺寸彈簧的閥元件驅(qū)動(dòng)，而且可以被用作單向閥，其中在相應(yīng)工作腔具有負(fù)壓的情況下進(jìn)氣閥打開，在相應(yīng)工作腔具有過壓的情況下排氣閥打開。在替代性的實(shí)施例中，只有進(jìn)氣閥或只有排氣閥可以被設(shè)計(jì)成單向閥，另一個(gè)閥可以被曲軸(s)驅(qū)動(dòng)。
即使是在閥特別是排氣閥的Desmodromic操作中，如果閥的壓降超過預(yù)定值，則也可以實(shí)現(xiàn)自我控制功能。
進(jìn)氣和/或排氣閥可以利用已知的閥作動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，例如通過切換截止杠桿(pick-off lever)和/或截止角度而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，從而使得它們的開閉功能是可變的，和/或?qū)⑺鼈儽３衷诖蜷_或關(guān)閉位置。
5.開環(huán)或閉環(huán)壓縮機(jī)控制壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速可以剛性傳遞到內(nèi)燃機(jī)曲軸。在被增壓的內(nèi)燃機(jī)與壓縮機(jī)之間，可以安置具有步進(jìn)或連續(xù)可調(diào)變速比的齒輪機(jī)構(gòu)?？梢杂靡粋€(gè)聯(lián)軸器將壓縮機(jī)與內(nèi)燃機(jī)完全脫離。
壓縮機(jī)的輸送量可以通過可變作動(dòng)閥來改變，其中在閥處于打開位置時(shí)，可形成吸孔34至排孔36(圖1)的低流率路徑。
作為一種替代，在壓縮機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，新鮮空氣可以通過旁通管供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)。
根據(jù)需要，可以關(guān)閉單個(gè)氣缸。
利用分隔壁28和30中的可控開口，增壓器的輸送量可以改變。節(jié)流閥可以設(shè)在吸孔34的上游。
多個(gè)壓縮機(jī)可以并聯(lián)或串聯(lián)于一個(gè)內(nèi)燃機(jī)中。
為了向活塞頭施加更小的應(yīng)力，在每個(gè)活塞中，每個(gè)曲軸可以設(shè)有兩個(gè)或更多個(gè)曲柄盤。
閥還可以通過單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置例如電磁、液壓或其它適宜的驅(qū)動(dòng)裝置而被相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)完全獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)。也可以只有一個(gè)曲軸穿過每個(gè)活塞，而不是兩個(gè)曲軸，等等。
總而言之，本發(fā)明的壓縮機(jī)能夠提供多種渠道來調(diào)節(jié)空氣的最大壓縮、輕微壓縮、沒有壓縮，甚至是壓縮機(jī)用于制動(dòng)時(shí)的往復(fù)壓縮。
根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)和/或增壓器適用于為所有類型的內(nèi)燃機(jī)包括二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)或以不同沖程次序運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)、火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)等增壓。
附圖標(biāo)記清單2氣缸 50 平衡重4活塞 52 平衡重6活塞頭 54 凸輪8活塞頭 56 凸輪10 工作腔 58 齒輪12 工作腔 60 齒輪14 撐桿 62 滾輪式挺桿16 導(dǎo)向表面 64 滾輪式挺桿17 導(dǎo)向表面 66 閥元件18 滑環(huán) 68 閥元件20 進(jìn)氣閥 70 彈簧22 進(jìn)氣閥 72 彈簧24 排氣閥 74 導(dǎo)向通道26 排氣閥 76 凹槽28 分隔壁 78 端部凸緣30 分隔壁 80 閥彈簧32 殼體 82 螺柱34 吸孔 84 導(dǎo)向通道36 排孔 86 擋塊38 引入通道 88 滾輪40 排出通道 90 導(dǎo)向件42 曲軸 92 活塞式壓縮機(jī)44 曲軸 94 缸蓋46 曲柄盤 96 皮帶輪48 曲柄盤
權(quán)利要求
1.一種活塞式壓縮機(jī)，其特別適用于為內(nèi)燃機(jī)增壓，包括至少一個(gè)氣缸(2)，在所述氣缸中，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞(4)形成了位于活塞兩側(cè)的兩個(gè)工作腔(10，12)，每個(gè)工作腔具有至少一個(gè)進(jìn)氣口和相應(yīng)排氣口，相應(yīng)的進(jìn)氣閥(20，22)或排氣閥(24，26)在所述進(jìn)氣口和排氣口中操作；殼體(32)，其圍繞著氣缸，并且具有吸孔(34)和排孔(36)；其中，位于氣缸和殼體之間的空間被分隔壁(28，30)以下述方式分割，即所述吸孔與進(jìn)氣口連接而所述排孔與排氣口連接；驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(42，44)，其用于前后移動(dòng)活塞，通過使一個(gè)工作腔的進(jìn)氣閥打開而另一個(gè)工作腔的進(jìn)氣閥關(guān)閉，同時(shí)所述一個(gè)工作腔的排氣閥關(guān)閉而所述另一個(gè)工作腔的排氣閥打開，可以實(shí)現(xiàn)活塞的沖程。
2.如權(quán)利要求1所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括曲軸(42，44)，其安裝在氣缸(2)和/或殼體(32)內(nèi)并且驅(qū)動(dòng)活塞(4)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，通過在活塞上滑動(dòng)的滑環(huán)(18)，實(shí)現(xiàn)活塞(4)和曲軸(42，44)之間的運(yùn)動(dòng)傳遞。
4.如權(quán)利要求1至3中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)曲軸(42，44)，它們以相等的速度反向旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，所述曲軸(42，44)中的一個(gè)可從外部驅(qū)動(dòng)，并且其以抗扭方式嚙合和另一個(gè)曲軸。
6.如權(quán)利要求1至5中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，所述活塞(4)被設(shè)計(jì)為包含有兩個(gè)彼此相隔的活塞頭(6，8)的雙活塞，并且曲軸(42，44)在所述活塞頭之間與所述雙活塞接合。
7.如權(quán)利要求4至6中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，沖程驅(qū)動(dòng)裝置(18，46；18，48)在曲軸(42，44)和活塞(4)彼此軸向偏置設(shè)置，并且沿徑向相互重疊。
8.如權(quán)利要求1至7中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)所述閥(20，22，24，26)由曲軸(42，44)驅(qū)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1至7中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)所述閥(20，22，24，26)被設(shè)計(jì)成單向閥。
10.如權(quán)利要求1至7中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)所述閥(20，22，24，26)配備有相對于活塞運(yùn)動(dòng)獨(dú)立操作的作動(dòng)機(jī)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，形成在曲軸(42，44)上的至少一個(gè)凸輪(54，56)帶動(dòng)由殼體(32)導(dǎo)向的閥元件(66，68)移動(dòng)，其中至少一個(gè)進(jìn)氣或排氣閥(20，22)的閥軸被引導(dǎo)于該殼體中，該閥被彈簧(80，88)以下述方式支撐著抵靠在閥元件上，即可被閥元件驅(qū)動(dòng)并且可以相對于閥元件獨(dú)立移動(dòng)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，與抗扭的方式連接著曲軸(42，44)的齒輪(58，60)構(gòu)成了壓縮機(jī)冷卻和/或潤滑系統(tǒng)中的泵元件。
13.如權(quán)利要求1至12中任一所述的活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，多個(gè)氣缸(2)組合在一個(gè)公用殼體(32)內(nèi)，殼體中容納著多個(gè)活塞(4)，這些活塞被至少一個(gè)公用曲軸(42，44)前后移動(dòng)。
全文摘要
一種活塞式壓縮機(jī)包括至少一個(gè)氣缸(2)，在所述氣缸中，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞(4)形成了位于活塞兩側(cè)的兩個(gè)工作腔(10，12)，每個(gè)工作腔具有至少一個(gè)進(jìn)氣口和相應(yīng)排氣口，相應(yīng)的進(jìn)氣閥(20，22)或排氣閥(24，26)在所述進(jìn)氣口和排氣口中操作；殼體(32)，其圍繞著氣缸，并且具有吸孔(34)和排孔(36)；其中，位于氣缸和殼體之間的空間被分隔壁(28，30)以下述方式分割，即吸孔與進(jìn)氣口連接而排孔與排氣口連接；驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(42，44)，其用于前后移動(dòng)活塞，通過使一個(gè)工作腔的進(jìn)氣閥打開而另一個(gè)工作腔的進(jìn)氣閥關(guān)閉，同時(shí)所述一個(gè)工作腔的排氣閥關(guān)閉而所述另一個(gè)工作腔的排氣閥打開，可以實(shí)現(xiàn)活塞的沖程。
文檔編號F02B33/06GK1637281SQ20041010482
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者彼得·克羅伊特爾, 阿明·措施克 申請人:Meta發(fā)動(dòng)機(jī)和能量技術(shù)公司