DE3011360A1 - Compressed air supply for turbine driven vehicle - has compressor linked to turbine by selective flow restriction - Google Patents

Compressed air supply for turbine driven vehicle - has compressor linked to turbine by selective flow restriction

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DE3011360A1 DE19803011360 DE3011360A DE3011360A1 DE 3011360 A1 DE3011360 A1 DE 3011360A1 DE 19803011360 DE19803011360 DE 19803011360 DE 3011360 A DE3011360 A DE 3011360A DE 3011360 A1 DE3011360 A1 DE 3011360A1
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

The compressed air supply for a vehicle has the compressor (13) linked to the compressor (1) of the turbine drive by a control valve (4). This provides a direct connection to the compressor up to a set pressure in the reservoir (22). Above the set pressure the control valve connects the turbine to the compressor via a flow restriction (3) while excess air is dumped via a vent line (18) from the pressure control valve (20). For low reservoir pressures the air supply from the turbine is taken directly to the compressor for a rapid filling of the reservoir, with a feedback loop (10) from the pressure control valve to the flow control valve (4). When excess air is dumped the flow restriction prevents a direct venting of the turbine, and limits the air loss to a set rate, so that the turbine efficiency is not affected.

Description

Anlage zur Erzeugung von Druckluft in einem FahrzeugSystem for generating compressed air in a vehicle

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Erzeugung von Druckluft in einem Fahrzeug, das eine für die Antriebsmaschine vorgesehene Antriebs-Verdichtereinrichtung aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a system for generating compressed air in a vehicle having a drive compressor device provided for the prime mover has, according to the preamble of claim 1.

Als derartige Antriebs-Verdichtereinrichtung können z.B.As such drive-compressor means, e.g.

Turbinen-Verdichterstufen eines turbinengetriebenen Fahrzeugs oder abgasgetriebene Turbinen für aufgeladene Brennkraftmaschinen angesehen werden. Wird bei derartigen Fahrzeugen für den Betrieb bestimmter Systeme, wie z.B. einer Druckluftbremsanlage bei Straßennutzfahrzeugen, Druckluft benötigt, so kann man daran denken, die in der Antriebs-Verdichtereinrichtung erzeugte verdichtete Luft zum Aufladen des zur Drucklufterzeugung vorgesehenen Verdichters zu verwenden.Turbine compressor stages of a turbine-powered vehicle or exhaust gas-driven turbines for supercharged internal combustion engines are considered. Will in such vehicles for the operation of certain systems, such as a compressed air brake system in the case of commercial vehicles, compressed air is required, so you can think of the in the drive compressor device generated compressed air for charging the for Use the compressor provided for generating compressed air.

Die Erfindung geht von einer solchen Anlage mit einer üblichen zusätzlichen Einrichtung, wie z.B. einem Luftpresser zur Drucklufterzeugung, aus. Würde die Saugleitung eines solchen Luftpressers ständig mit der Antriebs-Verdichtereinrichtung verbunden sein, so würde im Leerlauf des Luftpressers bei umgeschaltetem Druckregler der Luftstrom der Antriebs-Verdichtereinrichtung ins Freie strömen.The invention is based on such a system with a customary additional Equipment such as an air compressor for generating compressed air. Would the suction line of such an air compressor is constantly connected to the drive compressor device the air flow would be when the air compressor is idling with the pressure regulator switched over the drive-compressor device flow into the open.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der erwähnte Verlust des Luftstromes aus der Antriebs-Verdichtereinrichtung weitgehend vermieden wird und bei der ein sicherer Betrieb des zur Drucklufterzeugung vorgesehenen Verdichters gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of a system of To create the type mentioned at the beginning, in which the aforementioned loss of air flow is largely avoided from the drive compressor device and in the one Safe operation of the compressor provided for generating compressed air is guaranteed is.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the invention specified in claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are set out in the subclaims specified.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Verbindung zwischen der Saugleitung des Verdichters und der Antriebs-Verdichtereinrichtung im Leerlauf des Verdichters nicht einfach nur unterbrochen wird. Dies würde nämlich einen Unterdruck in der dann entlüfteten Saugleitung und somit ein Eindringen von Schmieröl in den Verdichterraum bewirken. Die Saugleitung bleibt vielmehr auch im Leerlauf des Verdichters an die Antriebs-Verdichtereinrichtung angeschlossen, wobei die dann zwischen der Antriebs-Verdichtereinrichtung und der Saugleitung des Verdichters eingeschaltete Drosselstelle verhindert, daß zuviel Luft von der Antriebs-Verdichtereinrichtung ins Freie strömen kanno Im Förderbetrieb des Verdichters ist die Leitung, in der die Drosselstelle liegt, vorteilhaft abgesperrt.The invention has the advantage that the connection between the suction line of the compressor and the drive compressor device when the compressor is idling is not just interrupted. This would namely create a negative pressure in the then the suction line is vented and thus lubricating oil penetrates into the compressor chamber cause. Rather, the suction line remains connected to the compressor even when the compressor is idling Drive-compressor device connected, which then between the drive-compressor device and the suction line of the compressor switched on throttle prevents too much air from the drive / compressor device can flow into the open o In conveying mode of the compressor, the line in which the throttle point is located is advantageously shut off.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing is shown, explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt als Blockschaltbild einen Turbinen-Verdichter 1, der als Antriebs-Verdichtereinrichtung für die Antriebsmaschine (z.B. Antriebsturbine) eines Nutzfahrzeugs dient. Das erwähnte Nutzfahrzeug ist mit einer Anlage zur Erzeugung von Druckluft für die Bremsanlage des Fahrzeuges ausgestattet. Die Anlage zur Erzeugung von Druckluft umfaßt einen üblichen, als Luftpresser ausgebildeten Verdichter 13 und einen dem Verdichter 13 nachgeschalteten Druckregler 20.The drawing shows a turbine compressor as a block diagram 1, which is used as a drive-compressor device for the drive machine (e.g. drive turbine) a commercial vehicle. The mentioned commercial vehicle is with a plant for generation equipped with compressed air for the braking system of the vehicle. The plant for generation of compressed air comprises a conventional compressor 13 designed as an air compressor and a pressure regulator 20 connected downstream of the compressor 13.

Die von dem Luftpresser 13 verdichtete Luft gelangt über die Druckleitung (Ausgang 14) des Luftpressers 13 und eine Leitung 17 zu einem Lufteinlaß 16 des Druckreglers 20.The air compressed by the air compressor 13 passes through the pressure line (Output 14) of the air compressor 13 and a line 17 to an air inlet 16 of the Pressure regulator 20.

Der Druckregler 20 arbeitet in bekannter Weise so, daß der Ausgang 19 des Druckreglers 20 bis zu einem bestimmten Abschaltdruck des Druckreglers 20 mit dem Lufteinlaß 16 verbunden ist. Nach Überschreiten des erwähnten Abschaltdruckes durch den vom Luftpresser 13 aufgebauten Luftdruck wird der Ausgang 19 des Druckreglers 20 abgesperrt, während der Lufteinlaß 16 über einen Auslaß 18 des Druckreglers 20 entlüftet wird.The pressure regulator 20 operates in a known manner so that the output 19 of the pressure regulator 20 up to a certain cut-off pressure of the pressure regulator 20 is connected to the air inlet 16. After exceeding the cut-off pressure mentioned the air pressure built up by the air compressor 13 becomes the output 19 of the pressure regulator 20 shut off, while the air inlet 16 via an outlet 18 of the pressure regulator 20 is vented.

Die vom Druckregler 20 bezüglich des Luftdruckes in etwa konstant gehaltene Druckluft gelangt über den Ausgang 19 und eine Leitung 21 zu einem Vorratsbehälter 22, der seinerseits über eine Leitung 23 nicht näher dargestellte Verbraucher, z.B. die erwähnte Druckluftbremsanlage speist.The pressure regulator 20 is approximately constant with respect to the air pressure The compressed air held reaches a storage container via the outlet 19 and a line 21 22, which in turn uses a line 23, not shown in detail, e.g. feeds the aforementioned compressed air braking system.

Die Saugleitung (Einlaß 12) des Luftpressers 13, über die dem Luftpresser 13 die zu verdichtende Luft zugeführt wird, ist über eine Leitung 11 mit dem Ausgang 7 eines pneumatisch gesteuerten 3/2-Wegeventils 4 verbunden. Der eine Eingang 5 des Ventils 4 ist über eine Leitung 9 direkt mit dem Ausgang 2 des Turbinen-Verdichters 1 verbunden. Der andere Eingang 6 des Ventils 4 ist dagegen über eine Drosselstelle 3 mit dem Ausgang 2 des Turbinen-Verdichters 1 verbunden. Ein pneumatisch ansteuerbarer Steuereingang 8 des Ventils 4 ist über eine Leitung 10 mit einem Steuerausgang 15 des Druckreglers 20 verbunden. Dieser Steuerausgang 15 des Druckreglers 20 ist im Druckregler 20 mit dessen Einlaß 16 und somit mit der Druckleitung (Anschluß 14) des Luftpressers 13 verbunden. ueber den Steuereingang 8 ist das Ventil 4 bei Vorhandensein eines Steuerdruckes (Luftpregser 13 fördert verdichtete Luft zum Verbraucherkreis 22/23) gegen die Kraft einer Feder 24 in die dargestellte Stellung gebracht.The suction line (inlet 12) of the air compressor 13, through which the air compressor 13 supplied to the air to be compressed is is via a line 11 is connected to the output 7 of a pneumatically controlled 3/2-way valve 4. One input 5 of the valve 4 is directly connected to the output via a line 9 2 of the turbine compressor 1 connected. The other input 6 of the valve 4 is against it Connected to the output 2 of the turbine compressor 1 via a throttle point 3. A pneumatically controllable control input 8 of the valve 4 is via a line 10 is connected to a control output 15 of the pressure regulator 20. This control output 15 of the pressure regulator 20 is in the pressure regulator 20 with its inlet 16 and thus with the pressure line (connection 14) of the air compressor 13 is connected. via the control input 8 is the valve 4 in the presence of a control pressure (air presser 13 promotes compressed air to the consumer circuit 22/23) against the force of a spring 24 in the shown position brought.

In der erwähnten und dargestellten Stellung des Ventils 4 ist also die Saugleitung 12 des Luftpressers 13 direkt mit dem Anschluß 2 des Turbinen-Verdichte-3 1 verbunden, so daß der Luftpresser 13 von der verdicD eL r; des Turbinen-Verdichters 1 aufgeladen ird. In diesem Zustand, während dessen der Luftpregser 13 verdichtete Luft zu dem Verbraucherkreis 22/23 fördert, ist die Drosselstelle 3 über das Ventil 4 abgesperrt. Die Drosselstelle 3 kann vorteilhaft mit dem Ventil 4 baulich vereinigt sein.In the mentioned and illustrated position of the valve 4 is therefore the suction line 12 of the air compressor 13 directly to the connection 2 of the turbine compressor 3 1 connected so that the air compressor 13 from the verdicD eL r; of the turbine compressor 1 charged. In this state, during which the air compressor 13 was compressing Conveying air to the consumer circuit 22/23, the throttle point 3 is via the valve 4 locked. The throttle point 3 can advantageously be structurally combined with the valve 4 be.

Wenn der Druckregler 20 nach Uberschreiten des oben erwähnten Abschaltdruckes umsteuert und die Druckleitung 14 des Luftpressers 13 über den Auslaß 18 des Druckreglers 20 entlüftet, wird auch der Steuereingang 8 des Ventils 4 entlüftet, so daß dann das Ventil 4 mittels der Kraft der Feder 24 umgeschaltet wird.When the pressure regulator 20 after the above-mentioned cut-off pressure has been exceeded reverses and the pressure line 14 of the air compressor 13 via the outlet 18 of the pressure regulator 20 vented, the control input 8 of the valve 4 is vented, so that then the valve 4 is switched over by means of the force of the spring 24.

In dieser nicht dargestellten Stellung des Ventils 4 ist die Saugleitung 12 des Luftpressers 13 über die Drosselstelle 3 mit dem Ausgang 2 des Turbinen-Verdichters 1 verbunden, während die Leitung 9 über das Ventil 4 abgesperrt ist. Dies bedeutet, daß die Saugleitung 12 des Luftpressers 13 nicht abgesperrt oder mit der Atmosphäre verbunden ist, sondern weiter - allerdings in verringertem Maße -über die Drosselstelle 3 mit Luft versorgt wird. Damit wird verhindert, daß der Ausgang 2 des Gurbinen-Verdichters 1 direkt mit der Atmosphäre verbunden ist und daß der Luftpresser 13 durch den sonst in der Saugleitung 12 entstehenden Unterdruck Schmieröl in die Druckleitung 14 fördert.In this position, not shown, of the valve 4, the suction line is 12 of the air compressor 13 via the throttle point 3 to the output 2 of the turbine compressor 1 connected, while the line 9 is shut off via the valve 4. This means, that the suction line 12 of the air compressor 13 is not shut off or exposed to the atmosphere is connected, but further - albeit to a lesser extent - via the throttle point 3 is supplied with air. This prevents the output 2 of the turbine compressor 1 is directly connected to the atmosphere and that the air compressor 13 by the otherwise Underpressure arising in the suction line 12 conveys lubricating oil into the pressure line 14.

Der Steuereingang 8 des Ventils 4 kann statt an den Steuerausgang 15 des Druckreglers 20 auch direkt an die Druckleitung 14 des Luftpressers 13 angeschlossen werden. Die Umschaltung des Ventils 4 in Abhängigkeit von der Umschaltung des Druckreglers 20 bzw. des Luftpressers 13 kann auch auf andere Weise bewerkstelligt werden. Es kommt allerdings darauf an, daß die von dem Ventil 4 gebildeten Schaltmittel für die Umschaltung der Saugleitung des Luftpressers 13 zwischen der direkten Verbindung (Leitung 9) und der gedrosselten Verbindung (Drosselstelle 3) mit dem Ausgang 2 des Turbinen-Verdichters 1 in Abhängigkeit von der Umschaltung des Luftpressers 13 bzw. des Druckreglers 20 gesteuert werden.The control input 8 of the valve 4 can instead of the control output 15 of the pressure regulator 20 is also connected directly to the pressure line 14 of the air compressor 13 will. The switching of the valve 4 depending on the switching of the pressure regulator 20 or the air compressor 13 can also be accomplished in other ways. It However, it depends on the fact that the switching means formed by the valve 4 for the switching of the suction line of the air compressor 13 between the direct connection (Line 9) and the throttled connection (throttle point 3) with output 2 of the turbine compressor 1 depending on the switching of the air compressor 13 or the pressure regulator 20 can be controlled.

Claims (3)

Patentansprüche ½) Anlage zur Erzeugung von Druckluft in einem Fahrzeug, das eine für die Antriebsmaschine vorgesehene Antriebs-Verdichtereinrichtung aufweist, mit folgenden Merkmalen: a) zur Erzeugung der Druckluft ist ein Verdichter vorgesehen, dessen Saugleitung an die Antriebs-Verdichtereinrichtung anschließbar ist; b) die Druckleitung des Verdichters ist über einen Druckregler an die mit Druckluft zu versorgenden Verbraucher angeschlossen; c) der Druckregler ist so aufgebaut, daß beim über schreiten eines vorgegebenen Druckes im Verbraucherkreis die Druckleitung des Verdichters entlüftet und die zum Verbraucherkreis führende Verbraucherleitung abgesperrt wird; gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale: d) es sind steuerbare Schaltmittel (4) vorgesehen, mit denen die Saugleitung (12) des Verdichters (13) einerseits direkt (9) und andererseits über eine Drosselstellung (3) an die Antriebs-Verdichtereinrichtung (1) anschließbar ist; e) der Steuereingang (8) der Schaltmittel (4) ist an die Druckleitung (14) des Verdichters (13) oder an einen Steuerausgang (15) des Druckreglers (20) angeschlossen. Claims ½) System for generating compressed air in a vehicle, which has a drive-compressor device provided for the drive machine, with the following features: a) a compressor is provided to generate the compressed air, whose suction line can be connected to the drive-compressor device; b) the The pressure line of the compressor is connected to the compressed air line via a pressure regulator supplying consumers connected; c) the pressure regulator is like this built up that when exceeding a predetermined pressure in the consumer circuit the pressure line of the compressor is vented and the one leading to the consumer circuit Consumer line is shut off; characterized by the following additional features: d) controllable switching means (4) are provided with which the suction line (12) of the compressor (13) on the one hand directly (9) and on the other hand via a throttle position (3) can be connected to the drive compressor device (1); e) the control input (8) the switching means (4) is connected to the pressure line (14) of the compressor (13) or connected to a control output (15) of the pressure regulator (20). 2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende . Merkmale.2. Plant according to claim 1, characterized by the following. Characteristics. a) die Schaltmittel bestehen aus einem pneumatisch steuerbaren 3/2-Wegeventil (4) mit zwei Eingängen (5, 6) und einem Ausgang (7); b) der erste Eingang (5) des Wegeventils (4) ist direkt an die Antriebs-Verdichtereinrichtung (1) angeschlossen, c) der zweite Eingang (6) des Wegeventils (4) ist über die Drosselstelle (3) an die Antriebs-Verdichtereinrichtung (1) angeschlossen; d) der Ausgang (7) des Wegeventils (4) ist an die Saugleitung (12) des Verdichters (13) angeschlossen; e) der Steuereingang (8) des gegen die Kraft einer Feder (24) betätigbaren Wegeventils (4) ist an die Druckleitung (14) des Verdichters (13) oder einen Steuerausgang (15) des Druckreglers (20) angeschlossen. a) the switching means consist of a pneumatically controllable 3/2-way valve (4) with two inputs (5, 6) and one output (7); b) the first input (5) of the Directional valve (4) is connected directly to the drive compressor device (1), c) the second input (6) of the directional valve (4) is on via the throttle point (3) the drive compressor device (1) connected; d) the exit (7) of the directional control valve (4) is connected to the suction line (12) of the compressor (13); e) the control input (8) of the directional control valve which can be actuated against the force of a spring (24) (4) is connected to the pressure line (14) of the compressor (13) or a control output (15) of the pressure regulator (20) connected. 3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Drosselstelle (3) und die steuerbaren Schaltmittel (4) in einem gemeinsamen Gerät untergebracht sind.3. Plant according to claim 1, characterized. that the throttle point (3) and the controllable switching means (4) housed in a common device are.
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