本实用新型涉及一种风冷式电动空气压缩机。
背景技术：
电动空气压缩机属于新能源电动汽车制动用的气源，主要采用两(双)缸自然风冷却、强制风冷冷却或冷却液冷却。自然风冷结构冷却是靠车辆行驶所形成的自然风来冷却；强制风冷机构是在空气压缩机与驱动电机之间增加了冷却风扇；冷却液冷却结构是在空气压缩机上增加了冷却液输送管路、冷却散热器，其结构复杂、臃肿，冷却系统布置困难，连接凌乱，并且冷却液管接头、散热器存在渗漏冷却液等故障。随着大型载货、载客电动车辆的应用，需要电动空气压缩机排气量更大。为了达到这一目的，一般生产厂家在原有的基础上增加了活塞的行程或扩大缸径来满足客户的需求，导致空气压缩机工作时噪声大、震动大等缺陷。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是解决现有技术中在需要增大双缸式空气压缩机的排气量时，传统的增加活塞行程或扩大缸径的方式导致空气压缩机工作时噪声大、震动大等缺陷。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：一种风冷式电动空气压缩机，至少包括：曲轴箱，所述曲轴箱上安装有两排数量相等且一一对应的活塞缸，两排活塞缸呈V形分布，每排至少包括两个活塞缸；曲轴，所述曲轴位于曲轴箱内且曲轴的两端与曲轴箱的两侧旋转活动连接，所述曲轴上设有与每排活塞缸数量相等的连杆安装段，每个连杆安装段上安装有两个连杆，每个连杆安装段上的两个连杆分别与两排活塞缸中相对应的两个活塞缸的活塞连接；驱动电机，所述驱动电机的输出端通过联轴器与所述曲轴的一端连接。
本实施例的风冷式电动空气压缩机通过增加活塞缸的数量以提升排气量，与传统通过增加活塞的行程或扩大缸径的方式相比，呈V形排列的多缸式结构配合合理的曲轴、连杆布局，不仅实现了提升排气量的需求，而且整机运行更平稳，噪声、震动更小。呈V形排列的四缸结构活塞行程短、活塞缸缸径小，节约了占用空间，结构更紧凑，进排气管路易布局，节约了成本，外观更美观。
附图说明
图1为本实施例风冷式电动空气压缩机的外部结构示意图；
图2为图1所示风冷式电动空气压缩机的侧视结构示意图；
图3为图1所示风冷式电动空气压缩机的剖视结构示意图；
图4为图3所示A部的局部放大示意图；
图5为本实施例风冷式电动空气压缩机中活塞缸与曲轴的连接结构示意图；
图6为本实施例风冷式电动空气压缩机中曲轴与连杆的轴测状态连接结构示意图；
图7为图6所示的正视状态结构示意图；
图8为本实施例风冷式电动空气压缩机中曲轴的结构示意图；
图9为本实施例风冷式电动空气压缩机中活塞缸的结构示意图；
图10为本实施例风冷式电动空气压缩机中主动回位式排气结构的装配状态剖视结构示意图；
图11为本实施例风冷式电动空气压缩机中缸底的结构示意图；
图12为本实施例风冷式电动空气压缩机中主动回位式排气结构的爆炸状态立体结构示意图；
图13为本实施例风冷式电动空气压缩机中主动回位式排气结构的爆炸状态的正视结构示意图；
图14为本实施例风冷式电动空气压缩机中双向离心式风冷系统的结构示意图；
图15为图14所示双向离心式风冷系统中离心风腔和导风罩的结构示意图；
图16为图14所示双向离心式风冷系统中风扇的外部结构示意图；
图17为图16所示风扇风扇的局部结构示意图；
图18为本实施例风冷式电动空气压缩机中双向摆线油泵的剖面结构示意图；
图19为图18所示双向摆线油泵揭开泵盖后的结构示意图；
图20为图18所示双向摆线油泵中泵体的结构示意图；
图21为图18所示双向摆线油泵中泵盖的结构示意图；
图22为图18所示双向摆线油泵中外转子定位盘的立体结构示意图；
图23为图18所示双向摆线油泵中外转子定位盘的俯视结构示意图；
图24为图18所示双向摆线油泵在顺时针方向(正向)旋转时的结构示意图；
图25为图18所示双向摆线油泵在逆时针方向(反向)旋转时的结构示意图；
图26为本实施例风冷式电动空气压缩机中液压式放气开关的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实施例的一种风冷式电动空气压缩机，包括底座600、设于底座600上的曲轴箱400和驱动电机100。作为本实施例的最大改进，如图1.图2所示，本实施例的曲轴箱400上安装有两排数量相等且一一对应的活塞缸200，两排活塞缸200呈V形分布，每排至少包括两个活塞缸200。作为优选，本实施例中，每排包括两个活塞缸200，构成四缸式电动空气压缩机。
如图3所示，本实施例的曲轴箱400内安装有曲轴800，该曲轴800的两端与曲轴箱400的两侧旋转活动连接，通常通过轴承旋转活动连接，当然，这种连接方式是空气压缩机领域的常规连接方式，在此不做赘述。
如图5‐8所示，本实施例的曲轴800具有与联轴器连接的连接段一801和与远离驱动电机侧的曲轴箱连接的连接段二802，接段一801和连接段二802同轴。上述结构的曲轴800，在接段一801和连接段二802之间设有与每排活塞缸200数量相等的连杆安装段，分别为连杆安装段一803和连杆安装段二804，连杆安装段一803和连杆安装段二804的轴线与曲轴的回转轴平行，且连杆安装段一803和连杆安装段二804的轴线相对曲轴的回转轴对称。在每个连杆安装段上安装有两个连杆240，每个连杆安装段上的两个连杆240分别与两排活塞缸中相对应的两个活塞缸200的活塞连接。
本实施例的曲轴800，在接段一801与连杆安装段一803以及连接段二802与连杆安装段二804之间均设有轴线与曲轴旋转轴倾斜的衔接段一806，在连杆安装段一803和连杆安装段二804之间设有衔接段二805。作为优选，曲轴800分别在靠近接段一801和连接段二802的位置设有配重块807，两个配重块807的离心力方向相反，分别用于抵消连杆安装段一803和连杆安装段二804处的离心力。
本实施例的四缸式空气压缩机，如图6、图7所示，空气压缩机工作时，驱动电机通过联轴器带动曲轴做曲柄旋转，连杆安装段带动连杆、活塞组件做往复运动。当一个活塞缸的活塞处在上死点时，其中一个活塞缸的活塞处在下死点，另外两个活塞缸的活塞则处于中点，如此循环。
本实施例的风冷式电动空气压缩机通过增加活塞缸的数量以提升排气量，与传统通过增加活塞的行程或扩大缸径的方式相比，呈V形排列的四缸式结构配合合理的曲轴、连杆布局，不仅实现了提升排气量的需求，而且整机运行更平稳，噪声、震动更小。呈V形排列的四缸结构活塞行程短、活塞缸缸径小，节约了占用空间，结构更紧凑，进排气管路易布局，节约了成本，外观更美观。
如图9所示，本实施例的活塞缸包括缸体210和缸盖220，其中缸体210靠近缸盖220一侧的缸底上设有主动回位式排气结构900。如图11所示，其中个缸底上设有阀板910，该阀板910上设有排气孔911，该排气孔911两侧设有定位孔，定位孔包括螺栓孔912和设于螺栓孔912上端的垫圈孔913，且垫圈孔913的直径大于螺栓孔912的直径。本实施例中，还包括定位机构960，该定位机构960包括设于垫圈孔内的定位垫圈962和与螺栓孔匹配连接的定位螺栓961。
如图10、图12‐13所示，本实施例的排气阀片920与阀板910的上表面贴合安装并覆盖所述排气孔911，该排气阀片920具有挠性，且排气阀片920的至少一端与定位机构沿排气阀片的长度方向活动连接。作为优选，本实施例中，排气阀片920的两端设有与定位垫圈962的外圈相适应的U型槽一921，通过两端的U型槽一921与定位垫圈962活动连接。
本实施例的簧片940上设有向排气阀片920一侧延伸的弧形凸部941，该簧片940的至少一端与定位机构沿排气阀片的长度方向活动连接。作为优选，本实施例中，簧片940两端设有与定位螺栓相适应的U型槽二942，所述U型槽二942与定位垫圈962和定程板930之间的定位螺栓961活动连接。
本实施例的衬垫950设于簧片远离排气阀片的一侧，其中排气阀片与衬垫之间设有用于容纳弧形凸部的间隙，该间隙由定位垫圈的支撑实现。其中衬垫950的至少一端与定位机构沿衬垫的长度方向活动连接。作为优选，本实施例中，衬垫950两端设有与定位螺栓相适应的U型槽二951，所述U型槽二951与定位垫圈962和定程板930之间的定位螺栓961活动连接。
一种优选的实施例，衬垫与排气阀片平行。
本实施例的定程板930，通过定位螺栓961固定于定位垫圈962上，该定程板930上设有向远离排气阀片一侧延伸的弧形凹部931。
上述结构的主动回位式排气结构，空气压缩机工作时，活塞向上运行，活塞顶部的压力克服了排气阀片上的压力而打开，向缸盖排气腔充气，活塞到达上死点后，单个充气工作完成，排气阀片受排气腔及排气阀片衬簧的作用力，迅速关闭排气阀口。具有结构简单、合理，容积效率高、容积比能低、响应迅速、排气阀片寿命长等优点。
一种优选的实施例，如图1、图14-15所示，本实施例的风冷式电动空气压缩机包括双向离心式风冷系统500，该双向离心式风冷系统500包括风扇和两个呈V形分布的导风罩550，两个呈V形分布的导风罩550的出口分布对应两排活塞缸200。
本实施例中风扇如图16、图17所示，包括风扇板520和环绕风扇板的旋转中心环形均布设置的若干叶片530。其中风扇板520与联轴器的主动联轴器510固定连接，随驱动电机的输出轴转动。作为本实施例的最大改进，如图17所示，上述叶片530包括沿风扇板520的径向延伸的风扇基叶531，该风扇基叶531远离风扇板520旋转中心的一端设有分别向风扇基叶两侧斜向延伸的风扇辅叶532，其中风扇基叶531和两侧的风扇辅叶532呈Y形分布。Y形结构的叶片不具有方向性，无论正向旋转还是反向旋转，其风速、风量、冷却效果均相同。
一种优选的实施例，本实施例中风扇基叶531和风扇辅叶532一体成型，通过片材弯折而成或一体注塑而成。当然这仅是一种优选结构，也可以采用分体成型的方式。
如图15、图16所示，在本实施例中还包括与风扇板520相对设置的封板521，该封板521与风扇板520之间形成离心风腔540，该离心风腔540在径向方向与导风罩550连通。
本实施例的双向离心式风冷系统，与传统冷却风扇相比，同等转速下，具有风速高、风量大、冷却效果好的技术优势，避免了液体冷却方式管路、散热器等结构上的臃肿和繁琐、渗漏冷却液体故障以及成本高、生产效率低、整机自重重等现象；同时，Y形叶片具有正反双向旋转风速、风量、冷却效果均相同的技术效果，更加适合于本实施例没有旋向要求的往复活塞式电动空气压缩机。
一种优选的实施例，如图1-3所示，本实施例曲轴箱400远离驱动电机的一侧设有双向摆线油泵300，用于为曲轴箱内提供润滑油。其中双向摆线油泵300的结构如图18、图19所示，包括泵体310、内转子330、外转子340、与泵体固定连接的泵盖320以及外转子定位盘350。其中泵体310的中心设有轴孔312，该轴孔312内安装有与泵体旋转活动连接的泵轴360。该泵轴360与曲轴800连接或为曲轴800的一部分。泵体310作为曲轴箱的轴承座，用于与曲轴800通过轴承连接。
本实施例中，在泵体的一侧设有与泵轴360同轴的柱状沉槽311，该柱状沉槽311的槽底设有进油槽313和出油槽316。需要说明的是，其中进油槽313内设有进油孔314和溢流孔318，其中进油槽中的油液过多时，通过溢流孔流出。出油槽316内设有排油孔318，与进油孔314形成油液循环。此外，作为优选，出油槽内还设有润滑油孔317，润滑油可经由该润滑油孔317润滑轴承等其他部件。
如图18、图19所示，本实施例中，内转子330位于柱状沉槽311内并与泵轴360固定连接，该内转子330的外周面上均布设有多个外啮合齿。外转子340位于柱状沉槽311内并套设于内转子330上，该外转子340的内圈均布设有多个与外啮合齿匹配啮合的内啮合齿，且内啮合齿的数量比外啮合齿的数量至少多一个。作为优选，本实施例中，内啮合齿的数量比外啮合齿的数量多一个。
一种优选的实施例，所述内啮合齿的数量为7个，所述外啮合齿的数量为6个。
作为本实施例最大的改进，在柱状沉槽311的槽壁与外转子340之间还设置有外转子定位盘350。如图22、图23所示，该外转子定位盘350包括用于与柱状沉槽311的槽壁间隙配合的外定位圈351和用于与外转子340间隙配合的内定位圈352，且内定位圈的圆心357相对外定位圈的圆心356偏心设置。
需要说明的是，外转子定位盘350与泵体310或泵盖320之间设有正向旋转限位机构和反向旋转限位机构，且外转子定位盘在正向旋转限位机构和反向旋转限位机构之间可自由旋转。作为优选，外转子定位盘在正向旋转限位机构和反向旋转限位机构之间的自由旋转角度为180°。
一种优选的实施例，如图22、图23所示，所述外转子定位盘350靠近泵盖的一侧设有弧形槽353，图21所示的泵盖上设有与所述弧形槽353对应的定位销370。其中弧形槽353的两端分别为用于限位定位销的正向限位端354和反向限位端355，其中正向限位端354与定位销370构成正向旋转限位机构，反向限位端355与定位销370构成反向旋转限位机构。
需要说明的是，上述仅仅是正向旋转限位机构和反向旋转限位机构的优选方式，并非唯一限制。其他等同的方式还应当包括：弧形槽设于外转子定位盘靠近柱状沉槽槽底的一侧，定位销设于柱状沉槽的槽底；弧形槽设于柱状沉槽的槽底或泵盖靠近柱状沉槽的一侧，定位销设于外转子定位盘的相应侧；弧形槽设于柱状沉槽的槽壁上，定位销设于外转子定位盘的外定位圈上；弧形槽设于外转子定位盘的外定位圈上，定位销设于柱状沉槽的槽壁上，等形式。
如图21所示，本实施例的泵盖320上设有与所述进油槽对应的沉槽一322和与出油槽对应的沉槽323二，泵盖的中心设有与泵轴的自由端匹配的中心定位孔321。作为优选，沉槽一322内设有与中心定位孔321连通的轴端润滑孔324。进油腔内的润滑油通过轴端润滑孔流至泵轴与中心定位孔之间，实现泵轴的轴端润滑。本实施例的双向摆线油泵，内转子的外啮合齿为六齿，外转子的内啮合齿为七齿，内、外转子相差一齿，由于内外转子是多齿啮合，这就形成了若干密封容积。当内转子围绕泵轴中心旋转时，带动外转子绕外转子中心同向旋转。这时，由外啮合齿齿顶和内啮合齿齿谷间形成的密封腔，随着转子的转动密封容积就逐渐扩大，于是就形成局部真空，油液从进油槽被吸入密封腔。当转子继续旋转时，充满油液的密封腔便逐渐减小，油液受挤压，于是通过出油槽将油排出，内转子每转一周，由外啮合齿齿顶和内啮合齿齿谷间所构成的每个密封腔，完成吸、压油各一次，当内转子连续转动时，即完成了液压泵的吸排油工作。
如图24所示，当驱动电机正向旋转(顺时针旋转)时，正向限位端354与定位销370构成正向旋转限位机构，用于限制外转子定位盘旋转，于进油孔314处形成进油腔380，于溢流孔318处形成排油腔390。当驱动电机反向旋转(逆时针旋转)时，由于内定位圈的圆心357相对外定位圈的圆心356偏心设置，由内转子带动外转子反向旋转，外转子带动外转子定位盘反向旋转至图25所示的状态，即反向限位端355与定位销370构成反向旋转限位机构，于溢流孔318处形成进油腔380，排油孔318处形成排油腔390。
需要说明的是，其他与双向摆线油泵配合的油液管路、润滑油提供机构等均为现有常规技术，在此不做详细赘述。本实施例的双向摆线油泵，正转、反转均可以实现泵油，无旋向要求，且正向旋转和反向旋转之间可以自由切换。与现有技术的单向油泵相比，与不具有旋向要求的电动空压机更加适配，且在安装、维修等过程中无需考虑接错线的情况。具有不受转向限制，适应性强，结构紧凑，体积小，零件少，运动平稳，噪声低，容积效率较高等优点。
一种优选的实施例，如图3、图4所示，本实施例的风冷式电动空气压缩机设有离心式呼吸结构。本实施例中，曲轴800的一端通过紧定螺栓820固定连接的从动联轴器830。其中离心式呼吸结构包括设于曲轴800上的呼吸通道一801、设于紧定螺栓上的呼吸通道二821、设于从动联轴器830上的呼吸通道三831以及设于从动联轴器上的放气阀。其中呼吸通道一801的一端与空气压缩机的曲轴箱内部连通，另一端与呼吸通道二821连通。呼吸通道二821依次与呼吸通道三831和放气阀连通。作为优选，紧定螺栓820的外表面设有环槽，所述环槽分别与呼吸通道二和呼吸通道三连通。
一种优选的实施例，本实施例的放气阀包括与从动联轴器830螺纹连接的放气螺堵840，该放气螺堵840上设有至少一个与外界连通的放气通道841，并在呼吸通道三831与放气阀连接的位置设有密封圈843。该密封圈843优选为O形密封圈。本实施例中，密封圈843与放气螺堵840之间设有密封件842，该密封件842与放气螺堵之间设有压缩弹簧844。作为优选，密封件842为钢球。
一种优选的实施例，其中放气螺堵840内设有用于限位压缩弹簧844的限位柱845。
本实施例的风冷式空气压缩机空气压缩机，工作时，曲轴箱内部所产生的气体达到一定压力时，通过呼吸通道一、呼吸通道二、呼吸通道三输送到从动联轴器上的放气阀，并把密封件顶开，将气体从放气通道排到大气，由于受到曲轴旋转时所产生的离心力，实现油气分离，所排出的气体基本不含有润滑油。离心式呼吸结构设计合理，控制了曲轴箱内部的压力，随气排油量少，保证了机体内的润滑油量，避免了空气压缩机由于没有及时补给润滑油而出现的故障。
如图2所示，本实施例放气活塞缸的缸盖上还设有液压式放气开关700，该液压式放气开关700包括阀体710、放气阀座730和放气活塞720。其中阀体710内设有与放气活塞720匹配的放气活塞腔，放气活塞720与所述放气活塞腔滑动密封连接。放气活塞720将放气活塞腔分隔为进液口714一侧的液压腔711和放气阀座730一侧的放气腔712，在液压腔711一端设有与放气活塞腔连通的进液口714。
一种优选的实施方式，在本实施例中，放气活塞720的外壁与放气活塞腔的内壁之间设有至少一个环状油封721和用于固定环状油封的固定套722。作为优选，本实施例中具有2个环状油封721和2个固定套722。设置2个环状油封721的作用在于，放气活塞的运行更加平稳，防止放气活塞倾斜。
本实施例中，放气阀座730与阀体710远离进液口714的一端固定连接，优选为螺纹连接。其中放气阀座730上设有与所述放气活塞腔连通的放气口731。放气活塞720上则设有足以覆盖放气口731的放气密封垫724，该放气密封垫724优选与放气活塞通过螺钉固定连接。在所述放气活塞720与放气阀座730之间设有放气弹簧740。
一种优选的实施例，所述放气活塞720靠近进液口714的一端设有限位套723，该限位套723优选与放气活塞720通过螺钉固定连接。相应地，在液压腔711靠近进液口的位置设有限位凸台713，用于限制放气活塞的极限位置。作为优选，限位套723具有一定的弹性，可以防冲击，延长液压式放气开关的寿命。
上述结构的液压式放气开关，其中进液口通过管路与空气压缩机的冷却液体连通，空气压缩机工作时，冷却液体进入液压腔内，推动活塞向放气阀座一侧运行，活塞克服放气弹簧的弹性力，驱动放气密封垫将放气口密封，保证缸盖腔内部的气体不会泄露，当储气罐压力达到额定压力时，空气压缩机停止工作，冷却液失去压力，在缸盖内部气体压力和放气弹簧力的作用下，活塞拖动放气密封垫朝液压腔方向位移一定距离，使得放气密封垫解除对放气口的密封，缸盖内腔的气体通过阀体放气腔、放气孔排出，如此循环，实现了无压空载启动空气压缩机，避免了带压启动，保护驱动电机过载，启动时更平稳。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。