一种车用无油活塞式两级空压机的制作方法

本发明涉及车用空气压缩设备，具体而言，涉及一种车用无油活塞式两级空压机。

背景技术：

汽车空气压缩机主要用于向汽车制动技术、悬挂系统、车门开启关闭及辅助用气动装置提供必要气源。目前常用的车载空气压缩机主要有滑片式、涡旋式、活塞式空气压缩机，大多为有油空压机，气源含油污染，无油空压机多为单曲柄结构，受力难于平衡振动大，排气温度高，功耗大，随着gb7258发布，难以满足1mpa以上的高压气体需求。

例如公开号为cn101614200a的中国发明专利，其公开了一种机车用无油压缩机，包括电机、气缸、活塞连杆组件、气阀组件、冷却风扇等构件，其中两个气缸对称的布置在电机轴的上、下方，也可以左右布置，两只气缸同轴。连杆通过向心球轴承、偏心块套在电机轴上，每只连杆小头内均装有两只具有单侧密封结构的滚针轴承，此曲柄连杆机构带动活塞实现气缸内的往复运动。在气缸和缸盖间装有进气阀、阀板、排气阀，阀板为平板式结构，设有进、排气流道。缸盖上进、排气腔。该发明节油、环保、操作维护简单。但电机的电机轴通过偏心块、向心球轴承、连杆、无内圈滚针轴承、活塞销带动活塞在气缸内上下往复运动，对气缸内的空气进行吸气、压缩、排气。但偏心轴与电机主轴采用直连驱动，这种直连方式结构存在悬臂过长震动大，导致电机前端轴承负荷过大，并受限于电机装配工艺。

又例如授权公告号为cn203584716u的中国实用新型专利，其公开了一种无油式两级空气压缩机，属于机械技术领域。它解决了现有空气压缩机运行稳定性低等技术问题。本空气压缩机包括储气罐、电机和泵头，泵头包括曲轴箱和位于该曲轴箱内的曲轴，曲轴的前端穿过曲轴箱的侧壁并连接有第一皮带轮，电机的输出端固连有第二皮带轮，第二皮带轮通过一皮带与第一皮带轮相连接；泵头还包括低压气缸和高压气缸，低压气缸上设置有吸气管，低压气缸通过第一排气管与高压气缸相连通，高压气缸通过一第二排气管与储气罐相连通；低压气缸内插接有一与曲轴相连接的低压活塞，高压气缸内插接有一与曲轴相连接的高压活塞，曲轴箱还开设有供气流通过的通透结构。该空气压缩机具有运行稳定性好、压缩效率高的优点。但是该空气压缩机的两个活塞缸交叉分布整机体积较大、重量较重，连杆与曲轴支撑的轴向距离变大。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种车用无油活塞式两级空压机，解决现有技术中大多为有油空压机，气源含油污染，无油空压机多为单曲柄结构，受力难于平衡振动大，排气温度高，功耗大，随着gb7258发布，难以满足1mpa以上的高压气体需求的问题。

为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：

本发明的一种车用无油活塞式两级空压机，包括电机、电机主轴、曲轴、曲轴箱、飞轮、缸盖、活塞缸和安装支架，活塞缸位于曲轴箱的上方，所述电机主轴直联带动曲轴旋转；曲轴的左右对置曲柄上分别设有高压活塞连杆组件和低压活塞连杆组件，使整机体积、重量大大减少，而且此结构缩短了两连杆与曲轴支承的轴向距离，从而达到降低一阶往复惯性力矩和旋转惯性力矩的影响和危害，同时大大降低了曲轴扭曲或断裂的风险；飞轮固定在电机主轴上，增加系统的转动惯量，减小震动，降低电流，降低对电机负荷。

本发明的车用无油活塞式两级空压机解决了无油空压机运行震动大，并解决了现有技术中两连杆与曲轴支承的轴向距离大，降低活塞式空压机往复惯性力矩和旋转惯性力矩的影响和危害，曲轴容易发生扭曲或断裂的问题；还解决了无油空压机双曲柄难于放置轴承的难题，提供一种满足工作压力达1.2mpa以上，寿命长，运行平稳，空气清洁，体积小巧，便于车辆安装布置的无油活塞式空压机。

优选的是，所述活塞缸上设有阀板组件，该阀板组件位于缸盖的下方。

在上述任一方案中优选的是，所述缸盖上设有排气接头和安全阀。

在上述任一方案中优选的是，所述曲轴箱的前端设有端盖；曲轴箱的尾部连接电机；曲轴箱的前端内部设有空滤。

在上述任一方案中优选的是，所述电机的上方设有冷却风扇，对缸头进行冷却。

在上述任一方案中优选的是，所述曲轴通过两个滚动轴承安装在曲轴箱内。

在上述任一方案中优选的是，所述滚动轴承选用承载用免维护轴承，轴承内圈还起到飞轮的储能作用，实现空压机运转更加平稳，并减低轴承及电机的负荷。

在上述任一方案中优选的是，所述安装支架的下方设有橡胶减震垫。

在上述任一方案中优选的是，所述缸盖的内部开有缸盖低压腔、缸盖高压排气口、缸盖高压进气腔；缸盖的外表面设有散热筋进行散热。

在上述任一方案中优选的是，所述缸盖低压腔与缸盖高压进气腔相互导通；缸盖低压腔中开有排气通道。

在上述任一方案中优选的是，所述阀板组件包括阀板、低压区排气阀片、低压排气限程板、高压进气阀片和高压排气阀片。

在上述任一方案中优选的是，所述高压进气阀片和高压排气阀片均通过螺钉固定在阀板上。

在上述任一方案中优选的是，所述阀板上设有限程板，该限程板位于高压排气阀片的上方。

在上述任一方案中优选的是，所述低压区排气阀片和低压排气限程板通过螺栓和圆柱销固定在阀板上；低压排气限程板位于低压区排气阀片的上方。

在上述任一方案中优选的是，所述高压活塞连杆组件包括高压活塞、高压连杆、高压进气阀片和高压排气阀片；低压活塞连杆组件包括低压活塞、低压连杆、低压进气阀片和低压排气阀片。

在上述任一方案中优选的是，所述高压活塞与低压活塞同侧放置于活塞缸中。

在上述任一方案中优选的是，所述高压活塞与低压活塞上均设有活塞环和导向环。

在上述任一方案中优选的是，所述活塞环和导向环均选用复合的聚四氟乙烯自润滑材料，从而实现无油润滑。

在上述任一方案中优选的是，所述高压连杆和低压连杆的大端上均设有自润滑滚动轴承并安放于曲轴对应曲柄上；所述高压连杆和低压连杆的小端上均设有滚针轴承，滚针轴承两侧设有油封，轴承内置活塞销，活塞销内置储油槽存放有润滑油。

在上述任一方案中优选的是，所述活塞销的两端套有减振隔热套，并通过螺栓安放于活塞上。

在上述任一方案中优选的是，所述低压活塞连杆组件设置在高压活塞连杆组件的内侧或者外侧。

在上述任一方案中优选的是，所述低压活塞连杆组件设置在高压活塞连杆组件的外侧时，曲轴采用一体式免维护双列滚动轴承安装于曲轴箱中，曲轴的一端与电机主轴直联。采用免维护双列滚动轴承，从而实现无油压缩。

在上述任一方案中优选的是，所述低压活塞连杆组件设置在高压活塞连杆组件的外侧时，曲轴的前侧直联或者采用磁力联轴传动风扇与曲轴箱隔开，从而达到ip68防护等级。

在上述任一方案中优选的是，所述磁力联轴传动风扇的外部设有风扇导流罩。无需额外提供外部电源控制风扇启停，电机通过曲轴传动离心式风扇旋转，气流从前侧吸入，在风扇导流罩的引流下对空压机缸头高温部件进行冷却。

附图说明

图1为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的一优选实施例的结构示意图。

图2为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图1所示优选实施例的主视图。

图3为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图1所示另一优选实施例的结构示意图。

图4为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图3所示优选实施例的主视图。

图5为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图1所示优选实施例中缸盖的结构示意图。

图6为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图5所示优选实施例的底部结构示意图。

图7为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图6所示优选实施例的a-a方向的剖视图。

图8为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图1所示优选实施例中阀板组件的结构示意图。

图9为按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图8所示优选实施例的剖视图。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本发明的车用无油活塞式两级空压机的具体实施方式作进一步的说明。

实施例一：

如图1-图2所示，按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的结构示意图。

本发明的一种车用无油活塞式两级空压机，包括电机20、电机主轴201、曲轴13、曲轴箱14、飞轮17、缸盖5、活塞缸7和安装支架18，活塞缸7位于曲轴箱14的上方，所述电机主轴201直联带动曲轴13旋转；曲轴13的左右对置曲柄上分别设有高压活塞连杆组件9和低压活塞连杆组件10，使整机体积、重量大大减少，而且此结构缩短了两连杆与曲轴支承的轴向距离，从而达到降低一阶往复惯性力矩和旋转惯性力矩的影响和危害，同时大大降低了曲轴扭曲或断裂的风险；飞轮17固定在电机主轴201上，增加系统的转动惯量，减小震动，降低电流，降低对电机负荷。

本发明的车用无油活塞式两级空压机解决了无油空压机运行震动大，并解决了现有技术中两连杆与曲轴支承的轴向距离大，降低活塞式空压机往复惯性力矩和旋转惯性力矩的影响和危害，曲轴容易发生扭曲或断裂的问题；还解决了无油空压机双曲柄难于放置轴承的难题，提供一种满足工作压力达1.2mpa以上，寿命长，运行平稳，空气清洁，体积小巧，便于车辆安装布置的无油活塞式空压机。

本发明的车用无油活塞式两级空压机的原理为：

工作时由电机20直联驱动曲轴13旋转；布置于曲轴曲柄上的低压缸活塞连杆组件10和高压缸活塞连杆组件9便做往复式运动，缸内容积发生周期性变化，其中低压缸活塞上设有进气阀片8，由于阀片的单向导流作用，使自然空气吸入活塞缸7，活塞,7外设有阀板组件2，阀板组件2上的低压排气阀片6与低压活塞及上方的进气阀片8共同作用下，完成气体一级压缩；随后一级压缩气体经缸盖5通气孔进入高压腔区域，再通过阀板下的高压进气阀片3单向导流进入活塞缸，并在高压活塞9及高压排气阀片4的共同作用下完成二次压缩；同时通过外置冷却风扇1对缸头进行冷却。

在本实施例中，所述曲轴箱14的前端设有端盖11；曲轴箱14的尾部连接电机20；曲轴箱14的前端内部设有空滤12。

在本实施例中，所述电机20的上方设有冷却风扇1，对缸头进行冷却。

在本实施例中，所述曲轴13通过两个滚动轴承15安装在曲轴箱14内。

在本实施例中，所述滚动轴承15选用承载用免维护轴承，轴承内圈还起到飞轮的储能作用，实现空压机运转更加平稳，并减低轴承及电机的负荷。

在本实施例中，所述安装支架18的下方设有橡胶减震垫19。

接下来参阅图5-图7所示，按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图1所示优选实施例中缸盖的结构示意图。

在本实施例中，所述活塞缸7上设有阀板组件2，该阀板组件位于缸盖5的下方。

在本实施例中，所述缸盖5上设有排气接头21和安全阀33。

在本实施例中，所述缸盖5的内部开有缸盖低压腔25、缸盖高压排气口26、缸盖高压进气腔27；缸盖5的外表面设有散热筋28进行散热。

在本实施例中，所述缸盖低压腔25与缸盖高压进气腔27相互导通；缸盖低压腔25中开有排气通道36。

本发明的缸盖工作过程为：在低压排气腔与高压进气腔相互导通，自然空气经一级压缩后进入缸盖低压腔25，随后通过低压腔25排气通道36进入缸盖高压进气腔27，在高压进气阀片单向导流的作用下进入活塞缸内进行二级压缩，压缩后气体通过缸盖高压排气口26排出。

如图8、9所示，按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图1所示优选实施例中阀板组件的结构示意图。

在本实施例中，所述阀板组件2包括阀板31、低压区排气阀片6、低压排气限程板30、高压进气阀片3和高压排气阀片4。

在本实施例中，所述高压进气阀片3和高压排气阀片4均通过螺钉35固定在阀板31上。

在本实施例中，所述阀板31上设有限程板29，该限程板位于高压排气阀片4的上方。

在本实施例中，所述低压区排气阀片6和低压排气限程板30通过螺栓33和圆柱销32固定在阀板31上；低压排气限程板30位于低压区排气阀片6的上方。

本发明的阀板组件的工作过程为：阀板组件2集合了一级压缩和二级压缩阀门功能，其中低压区排气阀片6和低压排气限程板30通过螺栓33及圆柱销32固定在阀板31上，起到将低压缸内压缩气体单向排出的作用，排出的气体通过缸盖5上的排气通道36进入二级压缩区域，经阀板下方由两颗螺钉35固定的高压进气阀片3进入活塞缸内，阀板上方还通过螺钉35布置有高压排气阀片4及限程板29，与高压缸活塞的共同作用下，完成二次压缩后排出。

如图1、2所示，在本实施例中，所述高压活塞连杆组件9包括高压活塞、高压连杆、高压进气阀片3和高压排气阀片4；低压活塞连杆组件10包括低压活塞、低压连杆、低压进气阀片8和低压排气阀片6。

在本实施例中，所述高压活塞与低压活塞同侧放置于活塞缸7中。

在本实施例中，所述高压活塞与低压活塞上均设有活塞环和导向环。

在本实施例中，所述活塞环和导向环均选用复合的聚四氟乙烯自润滑材料，从而实现无油润滑。

在本实施例中，所述高压连杆和低压连杆的大端上均设有自润滑滚动轴承并安放于曲轴13对应曲柄上；所述高压连杆和低压连杆的小端上均设有滚针轴承，滚针轴承两侧设有油封，轴承内置活塞销，活塞销内置储油槽存放有润滑油。

在本实施例中，所述活塞销的两端套有减振隔热套，并通过螺栓安放于活塞上。

在本实施例中，所述低压活塞连杆组件10设置在高压活塞连杆组件9的内侧。

实施例二：

如图3、4所示，按照本发明的车用无油活塞式两级空压机的图1所示另一优选实施例的结构示意图

在本实施例中，所述高压活塞连杆组件9包括高压活塞、高压连杆、高压进气阀片3和高压排气阀片4；低压活塞连杆组件10包括低压活塞、低压连杆、低压进气阀片8和低压排气阀片6。

在本实施例中，所述低压活塞连杆组件10设置在高压活塞连杆组件9的外侧；所述低压活塞连杆组件10设置在高压活塞连杆组件9的外侧时，曲轴13采用一体式免维护双列滚动轴承24安装于曲轴箱14中，曲轴13的一端与电机主轴201直联。采用免维护双列滚动轴承，从而实现无油压缩。

在本实施例中，所述低压活塞连杆组件10设置在高压活塞连杆组件9的外侧时，曲轴13的前侧直联或者采用磁力联轴传动风扇23与曲轴箱14隔开，从而达到ip68防护等级。

在本实施例中，所述磁力联轴传动风扇23的外部设有风扇导流罩22。无需额外提供外部电源控制风扇启停，电机20通过曲轴传动离心式风扇旋转，气流从前侧吸入，在风扇导流罩22的引流下对空压机缸头高温部件进行冷却。

需要说明的是，实施例一与实施例二的区别仅在于高压活塞连杆组件9与低压活塞连杆组件10在整个空压机中的外罩不同外，其它部分均相同，在此不加赘述。

本发明的车用无油活塞式两级空压机还具有以下优点：采用两级空气压缩，用于提高排气压力，并采用同侧布置高、低压活塞，集成式活塞缸，并辅以电机直联双曲柄传动，不但使整机体积、重量大大减少，而且此结构缩短了两连杆与曲轴支承的轴向距离，从而达到降低一阶往复惯性力矩和旋转惯性力矩的影响和危害，同时大大降低了曲轴扭曲或断裂的风险；另外，采用两免维护大轴承承载，轴承内圈还起到飞轮的储能作用，实现空压机运转更加平稳，并减低轴承及电机的负荷，并采用免维护滚动轴承及按放于活塞上自润滑活塞环、导向环材料实现无油压缩。

本领域技术人员不难理解，本发明的车用无油活塞式两级空压机包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。