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DE102017106147B4 - Reciprocating machine with cooling device - Google Patents

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DE102017106147B4
DE102017106147B4 DE102017106147.9A DE102017106147A DE102017106147B4 DE 102017106147 B4 DE102017106147 B4 DE 102017106147B4 DE 102017106147 A DE102017106147 A DE 102017106147A DE 102017106147 B4 DE102017106147 B4 DE 102017106147B4
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DE
Germany
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cooling
cylinder housing
section
support plate
cooling channel
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Marius Burkauskas
Jakub Pasek
Mirco Göpfert
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine zur Verdichtung eines Fluides, insbesondere Umgebungsluft, für ein Druckluftsystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Zylindergehäuse (1), einen Kolben, der im Kolbenraum (4, 5) des Zylindergehäuses (1) auf- und abwärts bewegbar ist, und einen Zylinderkopf mit einer Ventilträgerplatte (9), wobei ein Kühlkanal (6, 7, 8, 10,13,16) zur Kühlung zumindest eines Teilbereiches des Zylinderkopfs vorgesehen ist, der zumindest Abschnittsweise durch die Ventilträgerplatte (9) verläuft.Zur Verbesserung der Kühlwirkung wird vorgeschlagen, dass der Kühlkanal (6, 7, 8, 10,13,16) einen Abschnitt aufweist, der durch das Zylindergehäuse (1) verläuft, wobei zumindest ein Verbindungsabschnitt (11, 12, 14, 15) in der Ventilträgerplatte (9) vorgesehen ist, der den Kühlkanalabschnitt (10, 13, 16) der Ventilträgerplatte (9) mit dem Zylindergehäuseabschnitt (6, 7, 8) verbindet.The invention relates to a reciprocating piston machine for compressing a fluid, in particular ambient air, for a compressed air system of a motor vehicle, comprising a cylinder housing (1), a piston which can be moved up and down in the piston chamber (4, 5) of the cylinder housing (1), and a cylinder head with a valve support plate (9), a cooling duct (6, 7, 8, 10, 13, 16) being provided for cooling at least a partial area of the cylinder head which runs at least in sections through the valve support plate (9). To improve the cooling effect it is proposed that the cooling channel (6, 7, 8, 10, 13, 16) has a section which runs through the cylinder housing (1), with at least one connecting section (11, 12, 14, 15) in the valve support plate (9 ) is provided which connects the cooling channel section (10, 13, 16) of the valve support plate (9) to the cylinder housing section (6, 7, 8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine zur Verdichtung eines Fluides, insbesondere Umgebungsluft, für ein Druckluftsystem eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a reciprocating piston machine for compressing a fluid, in particular ambient air, for a compressed air system of a motor vehicle.

Derartige Hubkolbenmaschinen sind bekannt und umfassen ein Zylindergehäuse, einen Kolben, der im Kolbenraum des Zylindergehäuses auf- und abwärts bewegbar ist, und einen Zylinderkopf mit einer Ventilträgerplatte. Zur Kühlung ist ein Kühlkanal vorgesehen, der zumindest einen Teilbereich des Zylinderkopfs durchläuft.Such reciprocating piston machines are known and comprise a cylinder housing, a piston which can be moved up and down in the piston space of the cylinder housing, and a cylinder head with a valve support plate. For cooling, a cooling channel is provided which runs through at least a partial area of the cylinder head.

Um die Leistung des Verdichters zu verbessern, ist es insbesondere wichtig, eine effiziente Kühlung des oberen Totpunktbereichs zu gewährleisten. Der Totpunktbereich oder auch das Totvolumen ist der Bereich, zwischen Ventilträgerplatte und der oberen Kolbenstellung. In diesem Bereich entsteht im Betrieb die größte Hitze. Ist die Hitzeentwicklung zu groß, hat dies zur Folge, dass sich der Ölauswurf vergrößert, da sich die Passmasse zwischen Kolbenringen und Zylinder ungünstig verändern. Mittels eines Ölabscheiders muss das Öl anschließend wieder aus der komprimierten Luft herausgeholt bzw. abgeschieden werden.In order to improve the performance of the compressor, it is particularly important to ensure efficient cooling of the top dead center area. The dead center area or the dead volume is the area between the valve carrier plate and the upper piston position. This is the area where the greatest heat is generated during operation. If the heat build-up is too great, the result is that the oil ejection increases, as the fitting dimensions between the piston rings and the cylinder change unfavorably. Using an oil separator, the oil must then be extracted or separated from the compressed air.

Um die Wärme aus diesem Bereich abzuführen sind Kühlrippen und Kühlkanäle bekannt. In der DE 10 2009 011 214 A1 wird beispielsweise ein Verdichter offenbart, der einen Zylinderraum umfasst, in dem eine innere Laufbuchse, aus einem standfesten Werkstoff wie Grauguss, eingesetzt ist, wobei ein Ringspalt zwischen der inneren Laufbuchse und dem Zylindergehäuse vorgesehen ist, der als Kühlkanal verwendet wird. Das Gehäuse kann durch diesen Aufbau aus einem leichten Werkstoff wie Aluminium hergestellt werden, so dass eine gute Wärmeabfuhr gewährleistet ist.In order to dissipate the heat from this area, cooling fins and cooling channels are known. In the DE 10 2009 011 214 A1 For example, a compressor is disclosed which comprises a cylinder space in which an inner liner made of a stable material such as gray cast iron is used, with an annular gap being provided between the inner liner and the cylinder housing, which is used as a cooling channel. With this structure, the housing can be made of a light material such as aluminum, so that good heat dissipation is guaranteed.

Weiterhin ist aus der JP11173209A ein Zylindergehäuse bekannt, dass einen in das Zylindergehäuse eingegossenen Kühlwasserkanal aufweist.Furthermore, from the JP11173209A a cylinder housing is known that has a cooling water channel cast into the cylinder housing.

Eine weitere Lösung, zur Kühlung des oberen Totvolumenbereichs, ist in der EP 2 708 746 A1 offenbart. Hier wird eine hohle Ventilträgerplatte, die von einem Kühlmediumstrom durchströmt wird, verwendet.Another solution for cooling the upper dead volume area is in the EP 2 708 746 A1 disclosed. A hollow valve support plate through which a flow of cooling medium flows is used here.

Aus der DE 10 2005 059 491 A1 ist ein weiterer Kolbenverdichter bekannt, dessen Zylindergehäuse einen Kühlmittelanschluss als Einlass für das Kühlmittel aufweit, wobei ein weiterer Kühlmittelanschluss als Auslass für das Kühlmittel entweder am Zylinderkopf oder ebenfalls am Zylindergehäuse angeordnet ist, so dass das Kühlmittel das Zylindergehäuse beidseitig umströmt.From the DE 10 2005 059 491 A1 Another piston compressor is known whose cylinder housing expands a coolant connection as an inlet for the coolant, with another coolant connection as an outlet for the coolant either on the cylinder head or also on the cylinder housing, so that the coolant flows around the cylinder housing on both sides.

Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, einen alternativen, verbesserten Aufbau des Zylinderkopfbereichs einer Hubkolbenmaschine vorzuschlagen, der eine effizientere Kühlung des Totvolumenbereichs ermöglicht und gleichzeitig den Ölauswurf reduziert.One of the objects of the invention is to propose an alternative, improved construction of the cylinder head area of a reciprocating piston engine, which allows a more efficient cooling of the dead volume area and at the same time reduces the oil ejection.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Lösungsvarianten sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen beschrieben.According to the invention, this object is achieved with a reciprocating piston engine according to claim 1. Further advantageous configurations and preferred solution variants are described in the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Hubkolbenmaschine zur Verdichtung eines Fluides, insbesondere Umgebungsluft, für ein Druckluftsystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Diese umfasst ein Zylindergehäuse, einen Kolben, der im Kolbenraum des Zylindergehäuses auf- und abwärts bewegbar ist, und einen Zylinderkopf mit einer Ventilträgerplatte, wobei ein Kühlkanal zur Kühlung zumindest eines Teilbereiches des Zylinderkopfs vorgesehen ist, der zumindest Abschnittsweise durch die Ventilträgerplatte verläuft.According to the invention, a reciprocating piston machine for compressing a fluid, in particular ambient air, is proposed for a compressed air system of a motor vehicle. This comprises a cylinder housing, a piston that can be moved up and down in the piston chamber of the cylinder housing, and a cylinder head with a valve carrier plate, a cooling channel for cooling at least a partial area of the cylinder head being provided, which runs at least in sections through the valve carrier plate.

Zu Verbesserung der Kühlung ist vorgesehen, dass der Kühlkanal einen Abschnitt aufweist, der durch das Zylindergehäuse verläuft, wobei zumindest ein Verbindungsabschnitt in der Ventilträgerplatte vorgesehen ist, der den Kühlkanalabschnitt der Ventilträgerplatte mit dem Zylindergehäuseabschnitt verbindet.To improve the cooling, it is provided that the cooling channel has a section that runs through the cylinder housing, at least one connecting section being provided in the valve carrier plate, which connects the cooling channel section of the valve carrier plate to the cylinder housing section.

Erfindungsgemäß ist ein einziger Kühlkanal vorgesehen, der die Ventilträgerplatte und einen Teilbereich des Zylindergehäuses durchläuft und aus mehreren Teilabschnitten besteht. Der Teilabschnitt des Kühlkanals, der durch das Zylindergehäuse verläuft, kann zur Ventilträgerplatte hin offen gestaltet sein, so dass er einfach beim Gießen des Zylindergehäuses mitgegossen werden kann.According to the invention, a single cooling channel is provided which runs through the valve support plate and a partial area of the cylinder housing and consists of several partial sections. The section of the cooling channel that runs through the cylinder housing can be designed to be open towards the valve support plate, so that it can easily be cast along with the casting of the cylinder housing.

In einer bevorzugten Ausführung weist die Hubkolbenmaschine eine Vorverdichterstufe und eine Nachverdichterstufe auf, wobei der Kolbenraum der Nachverdichterstufe vollständig umströmt wird. Mit steigender Kompression steigt auch die Temperatur der verdichteten Luft, so dass die maximal Temperatur im Totvolumenbereich, dem oberen Zylinderbereich, der Nachverdichterstufe entsteht. Zumindest dieser Bereich bedarf einer verbesserten Kühlung, die dadurch erreicht wird, dass der Totvolumenbereich der Nachverdichterstufe vollständig umströmt wird.In a preferred embodiment, the reciprocating piston machine has a pre-compression stage and a post-compression stage, the piston chamber of the post-compression stage being completely flowed around. With increasing compression, the temperature of the compressed air also increases, so that the maximum temperature arises in the dead volume area, the upper cylinder area, of the booster stage. At least this area requires improved cooling, which is achieved by completely flowing around the dead volume area of the booster stage.

Weiterhin sind die Kühlkanalabschnitte derart stirnseitig im Zylindergehäuse eingearbeitet, dass diese durch die Ventilträgerplatte überdeckt werden. Die Abdichtung der Kanäle im Zylindergehäuse ist stirnseitig in die Kontaktebenen mit der Ventilträgerplatte in das Zylindergehäuse eingearbeitet und wird mittels der Ventilträgerplatte verschlossen bzw. abgedichtet. Zwischen Zylindergehäuse und Ventilträger kann weiterhin eine Dichtung vorgesehen sein. Die stirnseitig eingebrachten Kanäle sind einfach, mittels entformbarer Kerne, in einer Gussform herstellbar.Furthermore, the cooling channel sections are incorporated into the cylinder housing on the front side in such a way that they are covered by the valve support plate. The sealing of the channels in the cylinder housing is on the face side in the contact planes with the Valve carrier plate incorporated into the cylinder housing and is closed or sealed by means of the valve carrier plate. A seal can also be provided between the cylinder housing and the valve carrier. The channels introduced on the end face can be easily produced in a mold by means of cores that can be demolded.

Die Kühlkanalabschnitte können eine Tiefe von 5 bis 40mm aufweisen. Weiterhin kann die Breite der Kanäle an die Gegebenheiten und das Platzangebot angepasst sein. Bevorzugt ist die Breite und Tiefe der Kanäle an das erforderliche Durchströmvolumen angepasst.The cooling channel sections can have a depth of 5 to 40 mm. Furthermore, the width of the channels can be adapted to the circumstances and the space available. The width and depth of the channels are preferably adapted to the required flow volume.

Zur Weiternen Verbesserung des Kühleffekts kann der Kühlmediumstrom, durch den Verlauf der Kühlkanalabschnitte, aufgeteilt werden, so dass die Nachverdichterstufe beidseitig umströmt wird.To further improve the cooling effect, the cooling medium flow can be divided by the course of the cooling duct sections, so that the flow around the booster stage on both sides.

Weiterhin kann der Kühlkanalabschnitt zwischen den Verdichterstufen tiefer als die außen umlaufenden Kühlkanalabschnitte ausgeführt werden. Je tiefer der Kanalabschnitt zwischen den Zylindern ausgeführt ist, desto geringer kann deren Abstand zueinander gewählt werden. Hier sind Tiefen von 25-40mm zu bevorzugen, um eine ausreichende Durchströmung zu erreichen.Furthermore, the cooling channel section between the compressor stages can be designed to be deeper than the outside circumferential cooling channel sections. The deeper the channel section is made between the cylinders, the smaller the distance between them can be selected. In this case, depths of 25-40mm are preferred in order to achieve sufficient air flow.

Der Kühlmediumzulauf und der Kühlmediumablauf erfolgen über Anschlüsse in der Ventilträgerplatte.The cooling medium inlet and the cooling medium drain take place via connections in the valve carrier plate.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest das Zylindergehäuse als Aluminiumdruckgussteil ausgeführt ist, wobei eine AluminiumLegierung verwendet werden kann die eine Härte von mindestens 90 HB (Brinell) hat. Eine solche Härte hat sich bei Untersuchungen als besonders vorteilhaft herausgestellt.According to an advantageous embodiment it is provided that at least the cylinder housing is designed as an aluminum die-cast part, it being possible to use an aluminum alloy which has a hardness of at least 90 HB (Brinell). Such a hardness has been found to be particularly advantageous in investigations.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further features of the reciprocating piston engine according to the invention and further advantages of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawings.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of sketches.

In diesen zeigen:

  • 1 eine Ansicht auf das Zylindergehäuse ohne die Ventilsitzplatte
  • 2 einen Schnitt durch das Zylindergehäuse
  • 3 eine Ansicht auf die Ventilsitzplatte mit dem darunter angeordneten Zylindergehäuse
In these show:
  • 1 a view of the cylinder housing without the valve seat plate
  • 2 a section through the cylinder housing
  • 3 a view of the valve seat plate with the cylinder housing arranged below

1 zeigt eine Ansicht auf das Zylindergehäuse 1, ohne die Ventilsitzplatte 9, einer zweistufigen Hubkolbenmaschine zur Verdichtung eines Fluides, insbesondere Umgebungsluft, für das Druckluftsystem eines Kraftfahrzeugs. 1 shows a view of the cylinder housing 1 , without the valve seat plate 9 , a two-stage reciprocating piston machine for compressing a fluid, in particular ambient air, for the compressed air system of a motor vehicle.

In dem Zylindergehäuse 1 sind zwei parallele Kolbenräume 4, 5 angeordnet, in denen jeweils eine Kolben, nicht dargestellt, auf- und abwärts bewegbar ist. Die Kolben haben unterschiedliche Durchmesser und sind derart miteinander in Reihe geschaltet, dass die Luft in der Vorverdichterstufe 5 vorverdichtet und in der Nachverdichterstufe 4 auf den gewünschten Enddruck verdichtet wird.In the cylinder housing 1 are two parallel piston spaces 4th , 5 arranged, in each of which a piston, not shown, can be moved up and down. The pistons have different diameters and are connected in series with one another in such a way that the air in the pre-compressor stage 5 pre-compressed and in the post-compression stage 4th is compressed to the desired final pressure.

Je höher die Luft verdichtet wird umso größer wird deren Temperatur. Im Bereich des oberen Totvolumens 17 wird jeweils die höchste Temperatur erreicht, so dass hier auch der größte Kühlbedarf besteht. Insbesondere in der Nachverdichterstufe 4 ist, aufgrund der hier entstehenden Temperaturen, der Kühlbedarf besonders hoch.The more the air is compressed, the higher its temperature. In the area of the upper dead volume 17th the highest temperature is reached in each case, so that there is also the greatest need for cooling here. Especially in the booster stage 4th Because of the temperatures that arise here, the cooling requirement is particularly high.

Bei zu großen Temperaturen kommt es zu unerwünschtem Ölauswurf, da die Abdichtwirkung der Kolbenringe gegenüber der Wandung des Zylinders bei steigender Temperatur nachlässt.If the temperature is too high, unwanted oil is thrown out, as the sealing effect of the piston rings against the wall of the cylinder decreases as the temperature rises.

Um eine verbesserte Kühlwirkung im Totvolumenbereich 17 zu erreichen, ist ein Kühlkanal vorgesehen, der aus mehreren Kühlkanalabschnitten 6, 7 und 8 besteht, die im Zylindergehäuse eingegossen oder eingebracht sind. Diese Kanalabschnitte können direkt beim Gießen des Zylindergehäuses mit hergestellt werden. Vorausgesetzt diese sind entformbar ausgeführt. Die Abdeckung und Abdichtung der Kanalabschnitte 6, 7 und 8 erfolgt mittels der Ventilträgerplatte 9, wobei zusätzlich ein Dichtelement vorgesehen sein kann.To improve the cooling effect in the dead volume area 17th To achieve a cooling channel is provided, which consists of several cooling channel sections 6th , 7th and 8th exists, which are cast or introduced into the cylinder housing. These channel sections can be produced directly when the cylinder housing is being cast. Provided that these are designed such that they can be demolded. The covering and sealing of the duct sections 6th , 7th and 8th takes place by means of the valve support plate 9 , wherein a sealing element can also be provided.

Bei der hier dargestellten Ausführung erfolgt der Zufluss von Kühlwasser über den Verbindungsabschnitt 11 in der Ventilträgerplatte 9. Der Kühlwasserstrom wird anschließend in zwei Teilströme aufgeteilt und durch die Kanalabschnitte 6 und 7 links und rechts an der Nachverdichterstufe 4 vorbeigeführt. Über den Verbindungsabschnitt 12 wird der wieder zusammengeführte Kühlwasserstrom zurück in die Ventilträgerplatte 9 geleitet.In the embodiment shown here, the inflow of cooling water takes place via the connecting section 11 in the valve support plate 9 . The cooling water flow is then divided into two partial flows and through the channel sections 6th and 7th left and right on the booster stage 4th passed by. About the connection section 12th the recombined cooling water flow is returned to the valve carrier plate 9 directed.

Über den Verbindungsabschnitt 14 gelangt der Kühlwasserstrom in den Kanalabschnitt 8 und von dort über den Verbindungsabschnitt 12 zurück in die Ventilträgerplatte 9. Die Vorverdichterstufe 5 wird somit nicht vollständig umströmt, wobei die Unterbrechung des Kühlkanals den Vorteil hat, dass das Zylindergehäuse kompakter gebaut werden kann.About the connection section 14th the flow of cooling water enters the channel section 8th and from there over the connecting section 12th back into the valve support plate 9 . The pre-compression stage 5 is therefore not completely flowed around, the interruption of the cooling channel has the advantage that the cylinder housing can be made more compact.

In 2 ist das Zylindergehäuse 1 im Schnitt dargestellt. Die Kanalabschnitte 6, 7 und 8 haben unterschiedliche Tiefen, wobei die Tiefe an den entsprechenden Kühlbedarf angepasst ist. Der angedeutete Totvolumenbereich 17 ist derart ausgelegt, dass die Ventile, die an der Ventilträgerplatte 9 befestigt sind, nicht mit dem Zylinder in Kontakt kommen können bzw. gegen diesen schlagen können.In 2 is the cylinder housing 1 shown in section. The channel sections 6th , 7th and 8th have different depths, the depth being adapted to the corresponding cooling requirements. The indicated dead volume area 17th is designed in such a way that the valves attached to the valve support plate 9 are attached, cannot come into contact with the cylinder or strike against it.

3 ist eine Ansicht auf die Ventilsitzplatte 9 mit dem darunter angeordneten Zylindergehäuse 1 gezeigt. In dieser Ansicht sind weitere Kühlkanalabschnitte 10, 13 und 16 zu erkennen. Ebenfalls zu erkennen sind die Verbindungsabschnitte 11, 12, 14 und 15, durch die das Kühlwasser in das Zylindergehäuse gelangt. 3 is a view of the valve seat plate 9 with the cylinder housing arranged below 1 shown. In this view there are further cooling duct sections 10 , 13th and 16 to recognize. The connecting sections can also be seen 11 , 12th , 14th and 15th through which the cooling water enters the cylinder housing.

Betrachtet man die 1 und 3 kann der Verlauf des gesamten Kühlkanals nachverfolgt werden. Über den in der Ventilträgerplatte 9 angeordneten Kühlmediumzulauf 2 gelangt das Kühlwasser zuerst in den Bereich der Nachverdichterstufe 4, um diese von der Ventilträgerplatte 9 aus von oben und über die Teilkanalabschnitte 6 und 7 von der Seite zu kühlen.If you look at the 1 and 3 the course of the entire cooling duct can be tracked. Via the one in the valve support plate 9 arranged cooling medium inlet 2 the cooling water first reaches the area of the booster stage 4th to remove them from the valve support plate 9 from above and over the partial duct sections 6th and 7th to cool from the side.

Anschließend durchströmt das Kühlwasser den Bereich der Vorverdichterstufe 5, über die Kühlkanalabschnitte 13, 8 und 16, die einen geringeren Kühlbedarf aufweist.The cooling water then flows through the area of the pre-compressor stage 5 , over the cooling duct sections 13th , 8th and 16 that has a lower cooling requirement.

Die Abdeckung und Abdichtung der Kanalabschnitte 10, 13 und 16 erfolgt mittels entsprechender Platten, die dem Zylinderkopf zugeordnet sind.The covering and sealing of the duct sections 10 , 13th and 16 takes place by means of corresponding plates that are assigned to the cylinder head.

In einer weiteren Ausführung kann der Kanal auch weitere Bauteile des Zylinderkopfes durchströmen. Alternativ ist es auch denkbar, dass ein zweiter Kühlkanal durch den Zylinderkopf geführt ist, mittels dem weitere Teilbereiche des Zylinderkopfes gekühlt werden können.In a further embodiment, the channel can also flow through other components of the cylinder head. Alternatively, it is also conceivable that a second cooling channel is passed through the cylinder head, by means of which further subregions of the cylinder head can be cooled.

Die weiteren Kanäle in der Ventilträgerplatte sind die Einlass- und Auslasskanäle 18, 19, 20 und 21 der beiden Verdichterstufen 5, 4.The other channels in the valve carrier plate are the inlet and outlet channels 18th , 19th , 20th and 21 of the two compressor stages 5 , 4th .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
ZylindergehäuseCylinder housing
22
KühlmediumzulaufCooling medium supply
33
KühlmediumablaufCoolant drain
44th
Kolbenraum NachverdichterstufePiston chamber booster stage
55
Kolbenraum VorverdichterstufePiston chamber pre-compressor stage
66th
KühlkanalabsschnittCooling duct section
77th
ZwischenkühlkanalabsschnittIntermediate cooling duct section
88th
KühlkanalabsschnittCooling duct section
99
VentilträgerplatteValve support plate
1010
KühlkanalabsschnittCooling duct section
1111
VerbindungsabschnittConnection section
1212th
VerbindungsabschnittConnection section
1313th
KühlkanalabsschnittCooling duct section
1414th
VerbindungsabschnittConnection section
1515th
VerbindungsabschnittConnection section
1616
KühlkanalabsschnittCooling duct section
1717th
TotvolumenbereichDead volume area
1818th
AnsaugkanalIntake duct
1919th
DruckluftauslasskanalCompressed air outlet duct
2020th
EnddruckauslasskanalFinal pressure outlet duct
2121
AnsaugkanalIntake duct

Claims (8)

Hubkolbenmaschine zur Verdichtung eines Fluides, insbesondere Umgebungsluft, für ein Druckluftsystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Zylindergehäuse (1), einen Kolben, der im Kolbenraum (4, 5) des Zylindergehäuses (1) auf- und abwärts bewegbar ist, und einen Zylinderkopf mit einer Ventilträgerplatte (9), wobei ein Kühlkanal (6, 7, 8, 10,13,16) zur Kühlung zumindest eines Teilbereiches des Zylinderkopfs vorgesehen ist, der zumindest Abschnittsweise durch die Ventilträgerplatte (9) verläuft, der Kühlkanal (6, 7, 8, 10,13,16) einen Abschnitt aufweist, der durch das Zylindergehäuse (1) verläuft, wobei zumindest ein Verbindungsabschnitt (11, 12, 14, 15) in der Ventilträgerplatte (9) vorgesehen ist, der den Kühlkanalabschnitt (10, 13, 16) der Ventilträgerplatte (9) mit dem Zylindergehäuseabschnitt (6, 7, 8) verbindet dadurch gekennzeichnet, dass. der Kühlmediumzulauf (2) und der Kühlmediumablauf (3) über Anschlüsse in der Ventilträgerplatte (9) erfolgen.Reciprocating piston machine for compressing a fluid, in particular ambient air, for a compressed air system of a motor vehicle, comprising a cylinder housing (1), a piston which can be moved up and down in the piston chamber (4, 5) of the cylinder housing (1), and a cylinder head with a Valve support plate (9), with a cooling channel (6, 7, 8, 10, 13, 16) being provided for cooling at least a partial area of the cylinder head, which runs at least in sections through the valve support plate (9), the cooling channel (6, 7, 8) , 10,13,16) has a section which runs through the cylinder housing (1), at least one connecting section (11, 12, 14, 15) being provided in the valve support plate (9), which connects the cooling duct section (10, 13, 16) connects the valve carrier plate (9) with the cylinder housing section (6, 7, 8), characterized in that the cooling medium inlet (2) and the cooling medium outlet (3) take place via connections in the valve carrier plate (9). Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkolbenmaschine eine Vorverdichterstufe (5) und eine Nachverdichterstufe (4) aufweist, wobei der Kolbenraum der Nachverdichterstufe (4) vollständig umströmt wird.Reciprocating engine according to Claim 1 , characterized in that the reciprocating piston machine has a pre-compression stage (5) and a post-compression stage (4), the piston space of the post-compression stage (4) being completely flowed around. Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlkanalabschnitte (6, 7, 8) derart stirnseitig im Zylindergehäuse (1) eingearbeitet sind, dass diese durch die Ventilträgerplatte (9) überdeckt werden.Reciprocating engine according to Claim 1 , characterized in that cooling duct sections (6, 7, 8) are incorporated into the cylinder housing (1) on the end face in such a way that they are covered by the valve support plate (9). Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanalabschnitte (6, 7, 8) eine Tiefe von 5 bis 40mm aufweisen.Reciprocating engine according to Claim 1 , characterized in that the cooling channel sections (6, 7, 8) have a depth of 5 to 40 mm. Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmediumstrom durch Kühlkanalabschnittventile (6, 7) aufgeteilt wird, so dass die Nachverdichterstufe (4) beidseitig umströmt wird.Reciprocating engine according to Claim 2 , characterized in that the cooling medium flow is divided by cooling channel section valves (6, 7) so that the flow around the booster stage (4) is on both sides. Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkanalabschnitt (7) zwischen den Verdichterstufen (4, 5) tiefer ist als die außen umlaufenden Kühlkanalabschnitte (6, 7).Reciprocating engine according to Claim 1 , characterized in that a cooling channel section (7) between the compressor stages (4, 5) is deeper than the outside circumferential cooling channel sections (6, 7). Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanalabschnitte (7) eine Tiefe 25 bis 40mm aufweisen. dassReciprocating engine according to Claim 6 , characterized in that the cooling channel sections (7) have a depth of 25 to 40mm. that Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (1) aus einem Aluminiumdruckguss hergestellt ist.Reciprocating engine according to Claim 1 , characterized in that the cylinder housing (1) is made from a die-cast aluminum.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US706979A (en) 1901-08-15 1902-08-12 Pedrick And Ayer Company Compound air-compressor.
JPH11173209A (en) 1997-12-09 1999-06-29 Isuzu Motors Ltd Cylinder block
DE102005059491A1 (en) 2005-12-13 2007-06-14 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Water-cooled reciprocating compressor
DE102009011214A1 (en) 2009-03-04 2010-09-23 Technische Universität Dresden piston compressor
EP2708746A1 (en) 2012-09-14 2014-03-19 Hoerbiger Kompressortechnik Holding GmbH Hollow valve plate

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2404124A1 (en) * 1974-01-29 1975-07-31 Knorr Bremse Gmbh Compressor with yoke shaped valve catcher - valve seating plate is internally connected to water cooling circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US706979A (en) 1901-08-15 1902-08-12 Pedrick And Ayer Company Compound air-compressor.
JPH11173209A (en) 1997-12-09 1999-06-29 Isuzu Motors Ltd Cylinder block
DE102005059491A1 (en) 2005-12-13 2007-06-14 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Water-cooled reciprocating compressor
DE102009011214A1 (en) 2009-03-04 2010-09-23 Technische Universität Dresden piston compressor
EP2708746A1 (en) 2012-09-14 2014-03-19 Hoerbiger Kompressortechnik Holding GmbH Hollow valve plate

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