本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于運(yùn)行機(jī)動車的包括至少一個氣動軸承的流體輸送裝置的方法，包括下述步驟：1)使氣動軸承的轉(zhuǎn)速下降至休息轉(zhuǎn)速n
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用于運(yùn)行機(jī)動車的包括至少一個氣動軸承的流體輸送裝置的方法
在此公開的技術(shù)涉及一種用于運(yùn)行機(jī)動車的包括至少一個氣動軸承的流體輸送裝置的方法。氣動(空氣)軸承可用于徑向或軸向支承可動構(gòu)件。氣動空氣軸承的特點(diǎn)在于，其能夠建立用于支承可動構(gòu)件本身的氣膜。但這只有在超過一定轉(zhuǎn)速時才能實(shí)現(xiàn)，該轉(zhuǎn)速常常被稱為提離轉(zhuǎn)速或者說浮起轉(zhuǎn)速。
技術(shù)介紹
根據(jù)軸承轉(zhuǎn)速分為固體摩擦、空氣摩擦和混合摩擦。當(dāng)軸休息于軸承中時，存在固體摩擦。當(dāng)流體機(jī)械處于低于提離轉(zhuǎn)速的低轉(zhuǎn)速中時在軸和軸承之間產(chǎn)生混合摩擦區(qū)，其會導(dǎo)致軸承較快磨損。當(dāng)軸承高于提離轉(zhuǎn)速運(yùn)行時，則存在空氣摩擦或者說流體摩擦。DE102012208762A1公開了一種氣動軸承，在該氣動軸承中，最小轉(zhuǎn)速盡可能低。但最小轉(zhuǎn)速不低于氣動軸承的提離轉(zhuǎn)速。根據(jù)該文獻(xiàn)，為了關(guān)停流體機(jī)械，應(yīng)盡可能快地從最小轉(zhuǎn)速制動至停止。機(jī)動車的流體輸送裝置例如可構(gòu)造為壓縮機(jī)并且特別優(yōu)選構(gòu)造為空氣支承的渦輪壓縮機(jī)。這種渦輪壓縮機(jī)通常具有怠速轉(zhuǎn)速或者說待機(jī)轉(zhuǎn)速，其選擇為，使得可靠地避免在混合摩擦范圍中運(yùn)行。通常，該怠速轉(zhuǎn)速略高于提離轉(zhuǎn)速。在此，高于怠速轉(zhuǎn)速的運(yùn)行可確保無磨損的運(yùn)行。機(jī)動車中的流體輸送裝置通常不連續(xù)運(yùn)行，只要特定環(huán)境條件、如寒冷不要求這點(diǎn)的話。包括氣動軸承的流體輸送裝置從非常高的怠速轉(zhuǎn)速(如25000U/min)出發(fā)的制動和重新起動需要一定時間。因此，包括氣動軸承的流體輸送裝置具有一定的不希望的慣性。流體輸送裝置頻繁的起動和關(guān)停還導(dǎo)致在混合摩擦范圍中的運(yùn)行增加并且因此引起軸承損傷，其會不利地影響氣動軸承的使用壽命。這種軸承損傷只能通過昂貴的措施或通過定期更換流體輸送裝置的軸承來加以避免。代替頻繁關(guān)停和接通，壓縮機(jī)也可連續(xù)運(yùn)行。但這導(dǎo)致較多能量被消耗用于使壓縮機(jī)在較高的怠速轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。另外，壓縮機(jī)還引起一定的最小噪聲級，其優(yōu)選應(yīng)被減小或避免。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的優(yōu)選任務(wù)在于，減弱或消除所述缺點(diǎn)。本專利技術(shù)的任務(wù)通過權(quán)利要求1的技術(shù)方案解決。從屬權(quán)利要求構(gòu)成優(yōu)選方案。在此公開的技術(shù)涉及一種用于運(yùn)行機(jī)動車的包括至少一個氣動軸承的流體輸送裝置的方法。優(yōu)選地，流體輸送裝置包括兩個氣動軸承，它們支承流體輸送裝置的一個軸。這種流體輸送裝置例如用于向燃料電池或者說燃料電池系統(tǒng)輸送氧化劑，這例如在下面被舉例說明。優(yōu)選地，流體輸送裝置構(gòu)造為壓縮機(jī)并且特別優(yōu)選構(gòu)造為空氣支承的渦輪壓縮機(jī)，其向燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)氧化劑、如氧氣或空氣。在此公開的方法此外包括下述步驟：當(dāng)流體輸送裝置不應(yīng)輸送流體或僅應(yīng)輸送可忽略的少量流體量時，氣動軸承的轉(zhuǎn)速減少至空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速或者說休息轉(zhuǎn)速(下面簡化地使用術(shù)語“休息轉(zhuǎn)速”)。氣動軸承的轉(zhuǎn)速此時相應(yīng)于容納在軸承中的構(gòu)件(如軸)的轉(zhuǎn)速，該構(gòu)件相對于軸承旋轉(zhuǎn)。換言之，當(dāng)用于流體輸送裝置的控制裝置發(fā)出控制信號，根據(jù)該信號流體輸送裝置不應(yīng)輸送流體時，流體輸送裝置的轉(zhuǎn)速降低至休息轉(zhuǎn)速。在休息持續(xù)時間期間基于休息轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的可能的少量流體量是不可避免的并被控制系統(tǒng)考慮或容忍或通過適合的措施補(bǔ)償(如改道)。休息轉(zhuǎn)速是這樣的轉(zhuǎn)速，在該轉(zhuǎn)速中，輸送裝置在休息持續(xù)時間期間幾乎不工作或以待機(jī)模式運(yùn)行，然而被支承的軸本身不休息。休息轉(zhuǎn)速低于提離轉(zhuǎn)速或者說浮起轉(zhuǎn)速，在提離轉(zhuǎn)速或者說浮起轉(zhuǎn)速中氣動軸承從休息位置加速地建立氣膜用于無混合摩擦地支承可動部件。換言之，休息轉(zhuǎn)速低于在加速情況下使軸從軸承底上浮起的轉(zhuǎn)速。此外，休息轉(zhuǎn)速高于降下轉(zhuǎn)速，在降下轉(zhuǎn)速中氣動軸承從高于浮起轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速出發(fā)以減速的方式減少氣膜，以致出現(xiàn)混合摩擦。當(dāng)流體輸送裝置從高于浮起轉(zhuǎn)速的運(yùn)行轉(zhuǎn)速出發(fā)減速時，隨后出現(xiàn)降下轉(zhuǎn)速，在降下轉(zhuǎn)速中軸與軸承底具有如此減小的距離，以致出現(xiàn)混合摩擦。根據(jù)在此公開的技術(shù)，流體輸送裝置在該浮起轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行。因此，在此公開的方法包括下述步驟：使氣動軸承下降至休息轉(zhuǎn)速，該休息轉(zhuǎn)速處于這樣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，該轉(zhuǎn)速范圍向下通過氣動軸承或者說流體輸送裝置的降下轉(zhuǎn)速并且向上通過浮起轉(zhuǎn)速或怠速轉(zhuǎn)速限定。在此公開的方法還包括下述步驟：在休息持續(xù)時間期間以休息轉(zhuǎn)速至少暫時運(yùn)行流體輸送裝置的氣動軸承或者說運(yùn)行流體輸送裝置。有利的是，下降的轉(zhuǎn)速范圍或者說休息轉(zhuǎn)速處于這樣的范圍中，該范圍處于怠速轉(zhuǎn)速以下且處于混合摩擦范圍以外或者說以上。因此有利的是，充分利用了滯后效應(yīng)，因為從已經(jīng)運(yùn)行的、氣動軸承高于混合摩擦范圍的狀態(tài)起，在轉(zhuǎn)速下降時，混合摩擦范圍在較低的轉(zhuǎn)速(降下轉(zhuǎn)速)時開始。具有燃料電池的機(jī)動車的一種典型的流體輸送裝置具有構(gòu)造為空氣支承的渦輪壓縮機(jī)的流體輸送裝置，其在具有由制造商預(yù)規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速(如25000U/min)的空轉(zhuǎn)中具有約250W的功率消耗?，F(xiàn)在當(dāng)流體輸送裝置從高于怠速轉(zhuǎn)速的運(yùn)行轉(zhuǎn)速下降到休息轉(zhuǎn)速(約20000U/min)時，則功率消耗減少至約120W。由此可顯著節(jié)約所需能量。與從停止?fàn)顟B(tài)起動相比，從休息轉(zhuǎn)速的重新起動是特別有利的。在從休息轉(zhuǎn)速重新起動時，無須重新跨越混合摩擦范圍。因此可減少軸承磨損并且提高軸承使用壽命。借助在此公開的方法運(yùn)行的流體輸送裝置也具有更好的動態(tài)響應(yīng)特性，因為流體輸送裝置無須首先從停止?fàn)顟B(tài)出發(fā)加速至休息轉(zhuǎn)速。尤其是在流體輸送裝置關(guān)停期間重新起動時，在已知的解決方案中，首先必須等待停止?fàn)顟B(tài)，因為只能在慣性運(yùn)動階段之后才起動。而根據(jù)在此公開的方法，壓縮機(jī)處于下降的轉(zhuǎn)速或者說休息轉(zhuǎn)速中，從該轉(zhuǎn)速出發(fā)可隨時無延時地控制該壓縮機(jī)。通過在短暫停止階段中所述改變的策略，顯著減少了起停次數(shù)。因此可減少軸承磨損并且最終也降低與此相關(guān)的成本。流體輸送裝置頻繁的起動和關(guān)停還加大了高壓蓄能器的負(fù)擔(dān)，該高壓蓄能器必須提供能量。根據(jù)在此公開的方法，當(dāng)機(jī)動車運(yùn)行時，流體輸送裝置不能關(guān)停并且至少以休息轉(zhuǎn)速繼續(xù)運(yùn)行?！皺C(jī)動車運(yùn)行”在此理解為：點(diǎn)火裝置接通或機(jī)動車自主運(yùn)行，該自主運(yùn)行例如通過定時開關(guān)功能或遠(yuǎn)程激活裝置已預(yù)置。優(yōu)選當(dāng)機(jī)動車前行時，流體輸送裝置不關(guān)停并且至少以休息轉(zhuǎn)速運(yùn)行。此外優(yōu)選地，當(dāng)機(jī)動車以最大70km/h、優(yōu)選最大50km/h并且特別優(yōu)選最大30km/h的速度前行時，流體輸送裝置不關(guān)停并且至少以休息轉(zhuǎn)速運(yùn)行。換言之，尤其是當(dāng)機(jī)動車準(zhǔn)備運(yùn)行地靜止或以相對低的速度前行時，禁止流體輸送裝置的關(guān)停。此外優(yōu)選地，當(dāng)機(jī)動車僅緩慢移動、停在交通燈前或例如在交通燈前變線時，不關(guān)停流體輸送裝置。此外優(yōu)選地，當(dāng)通過高壓蓄能器提供驅(qū)動能量時，不關(guān)停流體輸送裝置并且至少以休息轉(zhuǎn)速運(yùn)行軸承。機(jī)動車?yán)缭谒俣容^低的路段期間(交通堵塞、上下班交通等)通過高壓蓄能器驅(qū)動。所述方法還包括下述步驟：－預(yù)測休息持續(xù)時間，并且－當(dāng)預(yù)測到的休息持續(xù)時間超過休息持續(xù)時間的極限值時，關(guān)停流體輸送裝置。換言之，控制或調(diào)節(jié)裝置可包括這樣的器件，借助該器件可確定休息持續(xù)時間的長度。當(dāng)可預(yù)見到長時間不需要流體輸送裝置時，較合理的是忍受軸承磨損和動力學(xué)方面的性能下降，以便節(jié)約能源。休息持續(xù)時間的極限值優(yōu)選約為1秒至20分鐘，更優(yōu)選為約3秒至5分鐘并且特別優(yōu)選為10秒至2分鐘。例如這樣選擇休息持續(xù)時間的極限值，使得當(dāng)機(jī)動車的行駛因交通燈信號中斷時，不關(guān)停流體輸送裝置。優(yōu)選地，預(yù)測包括下述步驟：－檢測駕駛行為信息、導(dǎo)航信息和/或環(huán)境信息；并且－在考慮尤其是外部參數(shù)的情況下預(yù)測休息持續(xù)時間，所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
用于運(yùn)行機(jī)動車的包括至少一個氣動軸承的流體輸送裝置的方法，包括下述步驟：－使氣動軸承的轉(zhuǎn)速下降至休息轉(zhuǎn)速(n
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.11.12 DE 102014223126.41.用于運(yùn)行機(jī)動車的包括至少一個氣動軸承的流體輸送裝置的方法，包括下述步驟：－使氣動軸承的轉(zhuǎn)速下降至休息轉(zhuǎn)速(n0)，該休息轉(zhuǎn)速(n0)低于浮起轉(zhuǎn)速(n浮起)，在浮起轉(zhuǎn)速中軸承建立用于無混合摩擦地支承的氣膜，并且該休息轉(zhuǎn)速(n0)高于降下轉(zhuǎn)速(n降下)，在降下轉(zhuǎn)速中軸承減少氣膜，以致出現(xiàn)混合摩擦，并且－以休息轉(zhuǎn)速(n0)運(yùn)行流體輸送裝置的軸承。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)機(jī)動車運(yùn)行時，不關(guān)停流體輸送裝置并且至少以休息轉(zhuǎn)速(n0)運(yùn)行軸承。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，當(dāng)機(jī)動車前行時，不關(guān)停流體輸送裝置并且至少以休息轉(zhuǎn)速(n0)運(yùn)行軸承。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，當(dāng)機(jī)動車以最大70km/h、優(yōu)選最大50km/h并且特別優(yōu)選最大30km...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：F·布蘭德爾，S·格里爾克，J·施密德，
申請(專利權(quán))人：寶馬股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國,DE
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。