本發(fā)明涉及空氣干燥器并且涉及用于車輛的壓縮空氣供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在用于車輛的壓縮空氣供給系統(tǒng)中，空氣通過壓縮機(jī)從大氣中吸取，并且被引導(dǎo)穿過空氣干燥器?？諝飧稍锲靼苯橘|(zhì)。這種介質(zhì)在其飽和之前，能夠僅僅接收受限的量的潮氣。如果該介質(zhì)飽和了，則必須使該介質(zhì)再生或更換介質(zhì)。如果該介質(zhì)沒有及時再生或更換，則潮氣會侵入壓縮空氣供給系統(tǒng)中并且在那里造成腐蝕。
即使介質(zhì)能夠再生，不用更換，這種過程是昂貴的，因?yàn)闉榇吮仨毷褂么罅繅嚎s空氣，所述壓縮空氣事先在使用昂貴的燃料的情況下生產(chǎn)。在車輛的一定運(yùn)行狀態(tài)中，再生作用也會不利地在時間上與壓縮空氣制動器的或其它壓縮空氣消耗裝置的高的壓縮空氣需求同時發(fā)生，或者也會與用于克服斜坡的高的驅(qū)動扭矩需求同時發(fā)生。因此，存在下述需求：限制再生階段到必需的最小值，并且合理地提前計(jì)劃。
大多由現(xiàn)有技術(shù)已知的空氣干燥器使用數(shù)學(xué)模型，以便基于輸送的壓縮空氣量算出吸潮介質(zhì)的當(dāng)前狀態(tài)。這種模型不能夠考慮不可預(yù)料的事件，如壓縮空氣存儲器的附加外部填充。一些空氣干燥器也使用濕度傳感器，以便估計(jì)所述吸潮介質(zhì)的狀態(tài)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)獲得吸潮介質(zhì)的真實(shí)狀態(tài)的途徑，并且盡早地識別介質(zhì)的潮氣飽和。
該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的空氣干燥器并且通過包含這樣的干燥器的壓縮空氣供給系統(tǒng)來解決。其他有利構(gòu)型由接著引用的從屬權(quán)利要求得出。
在本發(fā)明的框架內(nèi)研發(fā)車輛的壓縮空氣供給系統(tǒng)用的空氣干燥器。所述空氣干燥器包括吸潮介質(zhì)。這樣的介質(zhì)通常稱為“除濕器”。
根據(jù)本發(fā)明，附加地構(gòu)造吸潮介質(zhì)用于，至少部分地吸收空氣中的至少一種追蹤氣體。在本發(fā)明的框架內(nèi)追蹤氣體是空氣中的任何不是氧氣、氮?dú)饣蛩魵獾某煞帧?/p>
在吸潮介質(zhì)的下游設(shè)置探測器作為用于介質(zhì)即將飽和的監(jiān)控儀器，該探測器對所述追蹤氣體敏感。
已知在吸潮介質(zhì)的表面上的一個位置和同樣位置既能吸收水分子又能吸收追蹤氣體的原子或分子。如果介質(zhì)接近飽和，則其吸收追蹤氣體的能力也下降。這意味著，追蹤氣體的濃度在吸潮介質(zhì)下游增加。這種增加能夠用作預(yù)警：介質(zhì)接近飽和界限。介質(zhì)下游的追蹤氣體濃度是用于介質(zhì)真實(shí)狀態(tài)的度量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)比到目前為止準(zhǔn)確得多的估計(jì)：在進(jìn)行再生作用之前，還能夠吸收多少潮氣。追蹤氣體濃度也是用于需要何種程度的所述再生作用的度量。(請?jiān)诒景l(fā)明的上下文中解釋“需要的空氣干燥性能”的意思。)
有利地，吸潮介質(zhì)具有開放的多孔結(jié)構(gòu)，空氣能夠穿過所述多孔結(jié)構(gòu)，并且孔隙的平均直徑至少足夠使追蹤氣體的原子或分子通過。所述孔隙的內(nèi)表面于是會僅僅以潮氣或者以追蹤氣體占據(jù)。大于孔隙的平均直徑的臟物不能夠占據(jù)所述孔隙的內(nèi)表面。
有利地，孔隙平均的直徑為0.6nm到1.1nm之間，優(yōu)選地在0.8nm到1nm之間。在該范圍的直徑中能夠沿著壁的內(nèi)周緣沒有相互阻礙地聚積大量水分子。于是能夠優(yōu)化地利用孔隙的內(nèi)表面。
吸潮介質(zhì)有利地是沸石，沸石具有自組織的內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)。該介質(zhì)尤其能夠是八面沸石(faujasit)并且在這里例如是硅酸鋁，也就是說，以sio2活化的al2o3。該介質(zhì)還能夠可選地以另外的成分，例如na2o和/或fe2o3活化。以商標(biāo)名
在本發(fā)明的有利構(gòu)型中，追蹤氣體的分子大于水分子。如果吸潮介質(zhì)接近飽和，在所述介質(zhì)后來也失去吸收較小的水分子的能力之前，介質(zhì)首先失去吸收較大追蹤氣體分子的能力。如果探測器在介質(zhì)下游記錄追蹤氣體提高的濃度，在介質(zhì)的再生作用必須開始之前，還保留一定時間裕量。
在本發(fā)明的特別有利的構(gòu)型中，所述追蹤氣體是二氧化碳。二氧化碳是在氮?dú)?、氧氣和氬氣之后在正?？諝庵芯哂凶畲鬂舛鹊某煞?。二氧化碳的分子也大于水分子。氬氣在空氣中明顯更高地集中，但其是單原子的，并且單個的氬原子小于水分子。
探測器有利地是光學(xué)吸收探測器。二氧化碳可以非常簡單地通過測量紅外吸收來探測。為此需要的結(jié)構(gòu)組件能夠以小的結(jié)構(gòu)尺寸并且也能夠以在車輛中使用所要求的堅(jiān)固性在市場上獲得。但在本發(fā)明的這種情況下也能夠使用任何其它合適的、用于追蹤氣體的探測器。所述探測器有利地構(gòu)造用于進(jìn)行光源強(qiáng)度的參考測量。這種強(qiáng)度的大的變化示出傳感器的污染，該污染在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中僅僅在吸潮介質(zhì)損壞會出現(xiàn)。因此借助僅僅一個傳感器同時在飽和和損壞方面監(jiān)控介質(zhì)。
在本發(fā)明的另外的有利構(gòu)型中，空氣干燥器具有在吸潮介質(zhì)上游布置的用于添加追蹤氣體到空氣中的入口。于是以追蹤氣體必須在車輛中分開的容器中攜帶為代價，能夠使用更好地適用于監(jiān)控飽和的追蹤氣體。
在本發(fā)明特別有利的構(gòu)型中，探測器與分析利用單元連接。如果追蹤氣體的濃度超過第一臨界值，則分析利用單元將其解釋為吸潮介質(zhì)即將飽和。追蹤氣體濃度進(jìn)一步提高到最大值，在所述最大值后接著下降到第二臨界值以下，則解釋為吸潮介質(zhì)完全的潮氣飽和。在此背后蘊(yùn)藏的構(gòu)想：在吸潮介質(zhì)完全潮氣飽和之后，潮氣滲入到探測器。根據(jù)道爾頓原理，潮氣在此由于其分壓而從空氣中排擠出追蹤氣體的部分。因此探測器記錄追蹤氣體的下降濃度。這給予車輛駕駛員關(guān)于下述更準(zhǔn)確的反饋：是否還能夠推遲再生作用或者是否不可避免地要進(jìn)行再生作用。
根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的壓縮空氣供給系統(tǒng)包括用于從大氣中吸入空氣的壓縮機(jī)、根據(jù)本發(fā)明的空氣干燥器以及至少一個壓縮空氣消耗裝置。該壓縮空氣消耗裝置例如可以是壓縮空氣制動裝置或者空氣彈簧。車輛具有越多的壓縮空氣消耗裝置，則巧妙地提前計(jì)劃再生作用就越重要。
在本發(fā)明特別有利的構(gòu)型中，壓縮空氣供給系統(tǒng)一方面能夠在輸送運(yùn)行中運(yùn)行，在輸送運(yùn)行中空氣干燥器干燥由壓縮機(jī)輸送的空氣。另一方面，所述壓縮空氣供給系統(tǒng)能夠在再生運(yùn)行中運(yùn)行，在再生運(yùn)行中，干燥空氣在相反方向上被引導(dǎo)穿過空氣干燥器。在再生運(yùn)行中，空氣在吸潮介質(zhì)后通過用于追蹤氣體的第二探測器，附加地構(gòu)造吸潮介質(zhì)用于至少部分地吸收追蹤氣體。所述追蹤氣體能夠與之前說明的第一種追蹤氣體一致，但也能夠是其它追蹤氣體。如果第二探測器記錄追蹤氣體的下降濃度，則這示出再生作用接近其成功結(jié)束。為再生作用所使用的寶貴的壓縮空氣的量因此能夠被削減到當(dāng)前需求；借助估計(jì)來工作不再是必需的。
附圖說明
以下根據(jù)附圖來解釋本發(fā)明的主題，而沒有由此限制本發(fā)明的主題。其示出了：
圖1：根據(jù)本發(fā)明的壓縮空氣供給系統(tǒng)的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于車輛的壓縮空氣供給系統(tǒng)?？諝馔ㄟ^壓縮機(jī)1被吸入并且被引導(dǎo)穿過吸潮介質(zhì)2?？諝庠谒鼋橘|(zhì)的下游通過二氧化碳傳感器2a和壓力傳感器3。所述傳感器的測量數(shù)據(jù)傳輸給電子控制單元4。
干燥過的壓縮空氣通過單向閥5并且通過多回路保護(hù)閥8輸送給不同的壓縮空氣消耗裝置9a、9b、9c和9d。
電子控制單元4基于由傳感器3提供的測量數(shù)據(jù)通過控制線路4a接通和斷開壓縮機(jī)1?；谟啥趸紓鞲衅?a提供的測量數(shù)據(jù)，電子控制單元也啟動介質(zhì)2的再生作用。為此，通過控制線路4b和4c操縱電磁閥6a和6b。繞開單向閥5，并且來自壓縮空氣系統(tǒng)的干燥空氣在相反方向上被引導(dǎo)穿過所述吸潮介質(zhì)2。負(fù)以潮氣的空氣通過電磁閥6b被導(dǎo)向第二二氧化碳傳感器2b。再生作用開始時，所述傳感器2b記錄高的二氧化碳濃度，因?yàn)橐环矫娑趸紡慕橘|(zhì)2析出，并且另一方面所述介質(zhì)不能從下述空氣中吸收二氧化碳，所述空氣在相反方向上被引導(dǎo)穿過介質(zhì)。如果再生作用繼續(xù)進(jìn)行，則二氧化碳從介質(zhì)2中去除，并且介質(zhì)2能夠接收來自再生空氣中的二氧化碳。由傳感器2b記錄的濃度因此下降。在傳感器2b之后，空氣通過出口7導(dǎo)出到大氣中。
兩個傳感器2a和2b與分析利用單元10連接，該分析利用單元安置在電子控制單元4內(nèi)。二氧化碳濃度增加超過第一臨界值解釋為介質(zhì)即將潮氣飽和。如果濃度仍然繼續(xù)提高到最大值并且該濃度接著下降到第二臨界值之下，則這解釋為完全飽和。
附圖標(biāo)記列表
1壓縮機(jī)
2吸潮介質(zhì)
2a、2b二氧化碳傳感器
3壓力傳感器
4電子控制單元(ecu)
4a用于壓縮機(jī)1的控制線路
4b、4c用于電磁閥6a、6b的控制線路
5單向閥
6a、6b在再生路徑中的電磁閥
7排放口
8多回路保護(hù)閥
9a、9b、9c、9d在車輛中的壓縮空氣消耗裝置
10分析利用單元