电动涡旋压缩机轴向平衡结构的制作方法

本发明涉及一种新能源汽车空调领域，尤其是一种电动涡旋压缩机轴向平衡结构。

背景技术：

无论是从经济角度还是环保角度，新能源汽车都是替代以汽柴油为燃料的传统汽车的最佳选择，是适应环保需求、拥有技术先进和开发创新结构的汽车产业新秀。为响应全球环保号召，各国在新能源汽车领域纷纷制定相关政策，加大扶持力度，新能源汽车进入快速发展阶段。同时人们对于代步工具的舒适性要求也不断提高，汽车热泵空调是电动汽车的基础配备设施，汽车空调热泵技术的发展也备受人们关注。

涡旋压缩机是新能源汽车空调最具潜力的压缩机，具有效率高、振动小、可靠性及寿命高等特点。随着加工设备精度的提高、装配工艺的进步，在新能源汽车热泵空调领域的应用也越来越广。但是制约涡旋压缩机的一大问题是泄漏与密封，涡旋压缩机在运动过程中压缩腔内压力升高，使得压缩腔内压力高于外部压力，从而有推动动涡旋盘有脱离静涡旋盘的趋势，导致动涡旋盘与静涡旋盘之间间隙增加，带来泄漏严重、效率降低的不良影响，因此需要在动涡旋盘底部提供一个相反方向的力，平衡动涡旋盘所受的轴向气体力。市场现有涡旋压缩机对于轴向气体力平衡的结构设计一般是在动涡旋盘底部开孔，将压缩腔内的高压气体引到背压腔，实现轴向气体力平衡的目的。虽然这种结构能够改善轴向气体的影响，但是不能够根据工况调节引入高压气体的多少。因此，需要设计一种可根据吸气口和排气口压差调整引入背压腔的高压气体量，在平衡轴向气体力的同时保证压缩机经济运行，提高可靠性和压缩机效率的电动涡旋压缩机轴向平衡结构。

技术实现要素：

本发明是要提供一种电动涡旋压缩机轴向平衡结构，在平衡轴向气体力的同时保证压缩机经济运行，提高可靠性和压缩机效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电动涡旋压缩机轴向平衡结构，具有一对结构相同的静涡旋盘和动涡旋盘，所述动涡旋盘与静涡旋盘之间形成封闭的压缩腔，所述静涡旋盘上下端分别设有排气口和吸气口，所述静涡旋盘内设有轴向平衡容纳腔，轴向平衡容纳腔内设有驱动机构、弹性元件、球阀以及轴向平衡通道；球阀设置在轴向平衡通道内，并与驱动机构中的齿轮连接，齿轮与驱动机构中的齿条啮合连接，齿条一端与排气口相连通，另一端连接弹性元件；所述动涡旋盘上设有与压缩腔和轴向平衡通道相连通的背压通道，所述轴向平衡通道一端与背压腔相连通，另一端与背压通道相连通。

进一步，所述背压通道包括与压缩腔相连通的轴向通道a、与轴向平衡机构容纳腔连通的轴向通道b，以及连接轴向通道a和轴向通道b之间的径向通道。

进一步，所述背压通道随动涡旋盘绕静涡旋盘作回转平动，运动轨迹为圆。

进一步，所述背压通道中的轴向通道a、径向通道和轴向通道b的直径相等。

进一步，所述驱动机构自动检测吸气口与排气口的压力，利用吸气口与排气口的压差驱动齿条移动来带动齿轮转动，并带动球阀旋转，从而控制球阀的开度，实现根据运行工况有效平衡轴向气体力。

本发明的有益效果是：

本发明提供的新能源汽车热泵空调用的涡旋压缩机轴向平衡结构，在动涡旋盘底部提供一个力来平衡轴向气体力。其中，静涡旋盘上的轴向平衡机构包括驱动机构、球阀、弹性元件以及轴向平衡连通通道；动涡旋盘上设有背压通道。利用吸气口与排气口的压差驱动齿条齿轮移动，同时带动球阀旋转，从而实现控制球阀开度的目的。根据实际工况变化不断调整引入背压腔的高压气体的量，实现轴向气体力的平衡。本发明可实现根据运行工况有效平衡轴向气体力的目的。

附图说明

图1为本发明的电动涡旋压缩机轴向平衡结构示意图；

图2为动涡旋盘上的背压通道结构示意图；

图3为涡旋压缩机俯视图。

图中：1、排气口；2、静涡旋盘；3、动涡旋盘；4、背压通道；5、球阀；6、轴向平衡通道；7、弹性元件；8、齿轮；9、齿条；10、压缩腔；11、吸气口；12、背压腔；401、轴向通道a；402、径向通道；403、轴向通道b。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明的电动涡旋压缩机轴向平衡结构，包括静涡旋盘2、动涡旋盘3、弹性元件7、齿轮8、齿条9等。

实例一：

如图1所示，静涡旋盘2与动涡旋盘3结构完全相同，动涡旋盘3相对于静涡旋盘2旋转180°并平移一定距离对置安装，两涡旋齿组成的封闭空间即为压缩腔10。

动涡旋盘3上设有背压通道4，如图2所示，背压通道4包括与压缩腔10相通的轴向通道a401、与轴向平衡机构容纳腔连通的轴向通道b403，以及连接轴向通道a401和轴向通道b403之间的径向通道402。背压通道4随动涡旋盘3绕静涡旋盘2作回转平动，运动轨迹为圆。背压通道4中的轴向通道a401、径向通道402和轴向通道b403的直径相等。

静涡旋盘上2设有轴向平衡机构容纳腔，如图1所示，轴向平衡机构容纳腔中的轴向平衡机构包括驱动机构，球阀5、弹性元件7以及与背压腔12连通的轴向平衡连通通道6。驱动机构包括齿条9和齿轮8，齿条9一端与弹性元件7相连接，另一端与排气口11相通，驱动机构可自动检测到吸气口11与排气口1的压力，在二者压差下移动。

静涡旋盘的轴向平衡结构容纳腔中的球阀5，与齿轮8焊接相连，可在轴向平衡结构容纳腔中自由转动，转动程度决定于背压通道4与轴向平衡通道6的连通程度，即调节引入背压腔12内高压气体的量。当排气口1压力远大于吸气口11压力时，齿条9向左移动，弹性元件7被压缩，齿条9带动齿轮8逆时针转动，同时球阀5也作逆时针旋转，此时球阀5开度增大，可增大从背压通道4引入背压腔12的高压气体量；反之，齿条向右移动同时带动球阀做顺时针旋转，从而减少引入背压腔的高压气体量。

实例二：

与球阀5同理，可用蝶阀代替球阀5，蝶阀与齿轮8焊接相连。当排气口1压力远大于吸气口11压力时，齿条9向左移动，弹性元件7被压缩，齿条9带动齿轮8逆时针转动，同时蝶阀也转动，此时蝶阀开度增大，可增大从背压通道4引入背压腔12的高压气体量；反之，齿条9向右移动同时带动蝶阀回到关闭状态，从而减少引入背压腔12的高压气体量。因此，本发明可根据实际运行工况平衡动涡旋盘所受轴向气体力的作用。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种电动涡旋压缩机轴向平衡结构，动涡旋盘与静涡旋盘之间形成封闭的压缩腔，静涡旋盘上下端分别设有排气口和吸气口，静涡旋盘内设有轴向平衡容纳腔，轴向平衡容纳腔内设有驱动机构、弹性元件、球阀以及轴向平衡通道；球阀设置在轴向平衡通道内，并与齿轮连接，齿轮与齿条啮合连接，齿条一端与排气口相连通，另一端连接弹性元件；动涡旋盘上设有与压缩腔和轴向平衡通道相连通的背压通道，轴向平衡通道一端与背压腔相连通，另一端与背压通道相连通。本发明利用吸气口与排气口的压差驱动齿条齿轮移动，同时带动球阀旋转，从而实现控制球阀开度的目的。根据实际工况变化不断调整引入背压腔的高压气体的量，实现轴向气体力的平衡。

技术研发人员：孙寒晴;张辛辛;苏林;李康;方奕栋;余军
受保护的技术使用者：上海理工大学
技术研发日：2019.03.26
技术公布日：2019.05.21