CN104612969A - 纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开并提供了一种结构简单、机器噪声比较低、能耗比较低、过滤精度高和使用寿命长的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组。所述双螺杆空气压缩机机组包括用于承载双螺杆压缩主机（2）、控制装置（3）、油散热器（4）和油气分离器（8）的空压机支架（1），所述直流电机（6）通过联轴器（7）与所述双螺杆压缩主机（2）相连接，所述双螺杆压缩主机（2）用于将所述双螺杆压缩主机（2）的油气混合气体后压入所述油气分离器（8），所述油气分离器（8）用于将混合气体进行分离，油经过油过滤器（9）后送人所述双螺杆压缩主机（2）的工作腔内进行润滑，所述油细分离器（9）用于对所述油气分离器（8）排出的气体进一步进行分离。

Description

纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组

技术领域

本发明涉及一种纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组。

背景技术

随着科技的发展和社会的不断进步，现有的电动汽车广泛采用空气压缩机为汽车制动系统提供干净的压缩空气源。这些车用空气压缩机通常采用活塞式结构，少量采用滑片式结构和单螺杆式结构。上述三种结构的空气压缩机均存在了缺点：1、活塞式压缩机的缺点是必须使用进气阀和排气阀，高频率的运动冲击使得机器必须定时更换进排气阀，一旦损坏机器将失效；由于活塞式压缩机采用活塞环密封（接触式密封），活塞环磨损后密封条件破坏，窜油现象导致曲轴箱润滑油消耗急剧增加；活塞式压缩机是往复式运动，气流脉动导致空气动力型噪声难以消除；往复式运动机械驱动电机的起动电流远大于回转机器，因此活塞式压缩机能效比较高，由于存在多种易损件，活塞式压缩机寿命也比较短；2、滑片式压缩机的主要缺点是接触式滑动密封，压缩机工作时滑片在转子滑片槽内内往复滑动并与定子气缸壁接触滑动，导致产生大量摩擦热消耗摩擦功，容易导致滑片磨损最终密封失效而使用寿命短；3、 单螺杆空压机通过单螺杆与两个星轮啮合压缩空气，三者直接接触，导致星轮与转子之间的磨擦较严重，使用时间不长，机头内泄大，排气量随时间的变化而降低。这都存在着一定的不便之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、机器噪声比较低、能耗比较低、过滤精度高和使用寿命长的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组。

    本发明所采用的技术方案是：本发明包括：

   一空压机支架，承载双螺杆压缩主机、控制装置、油散热器、油气分离器；

   一控制装置，控制直流电机的工作和停止，所述直流电机设置在所述双螺杆压缩主机后方且通过联轴器与所述双螺杆压缩主机相连接；

   一双螺杆压缩主机，将所述双螺杆压缩主机的油与吸入的气体形成油气混合气体后压入到所述油气分离器；

   一油气分离器，将混合气体进行分离，将油经过油过滤器后送人所述双螺杆压缩主机的工作腔内进行润滑，将气体排出以进行供气；

   一油细分离器，对所述油气分离器排出的气体再次进行分离。

   所述双螺杆空气压缩机机组还包括电机座和油分油虑座，所述双螺杆压缩主机设置在空压机支架上，所述双螺杆压缩主机的后端与所述电机座相连接，所述直流电机设置在所述电机座上并通过所述联轴器与所述双螺杆压缩主机的转轴相连接，所述双螺杆压缩主机的前端与所述油分油虑座相连接，所述双螺杆压缩主机上设置有进气口、出气口和回油口，所述进气口处设置有进气阀，所述油气分离器和所述油过滤器均设置在所述油分油虑座上，所述出气口通过设置在所述油分油虑座上的送气管路与所述油气分离器的进油口连通，所述油气分离器的出油口经过设置在所述油分油虑座上的回油管路与所述回油口相连通，所述回油管路上还设置有温度控制阀和油过滤器，所述温度控制阀分别与所述油油散热器的进液口和出液口相连通。

    进一步的，所述双螺杆空气压缩机机组还包括卸荷管路和卸荷电磁阀，所述卸荷电磁阀的进油端通过所述卸荷管路与所述油细分离器相连通，所述卸荷电磁阀的的出油端与所述进气阀相连通。

    进一步的，所述油细分离器处设置有最小压力阀。

    进一步的，所述油气分离器的侧面分别设有加油窗、排污阀和安全阀。

    进一步的，所述双螺杆压缩主机包括主机外壳、位于所述主机外壳内平行设置且相互啮合的阳螺杆和阴螺杆，所述阳螺杆和所述阴螺均通过两端的圆柱滚子轴承与所述主机外壳转动配合，所述阳螺杆为节圆外具有凸齿的转子，阴螺杆为节圆内具有凹齿的转子。

    进一步的，所述油细分离器的储油处通过分油管路与所述双螺杆压缩主机的所述滚子轴承处连通，所述分油管路上设置有可视单向阀。

    进一步的，所述电机座内还设置有扇叶轮，所述扇叶轮套设在所述双螺杆压缩主机的转轴上且包裹在所述联轴器的外部，所述电机座上与所述扇叶轮的对应处设置有出风口。

    进一步的，所述联轴器包括第一齿轮、内齿圈和第二齿轮，所述第一齿轮固定设置在所述双螺杆压缩主机的主动轴上，所述第二齿圈固定设置在所述直流电机的转轴上，所述第一齿轮和所述第二齿圈的外齿均与所述内齿圈的内齿相啮合。

    本发明的有益效果是：由于本发明包括空压机支架、双螺杆压缩主机、控制装置、油散热器、直流电机、联轴器、油气分离器以及油过滤器，所述空压机支架承载双螺杆压缩主机、控制装置、油散热器、油气分离器，所述控制装置控制直流电机的工作和停止，所述直流电机设置在所述双螺杆压缩主机后方且通过联轴器与所述双螺杆压缩主机相连接，所述双螺杆压缩主机将所述双螺杆压缩主机的油与吸入的气体形成油气混合气体后压入到所述油气分离器，所述油气分离器将混合气体进行分离，将油经过油过滤器后送人所述双螺杆压缩主机的工作腔内进行润滑，将气体排出以进行供气，所述油细分离器对所述油气分离器排出的气体再次进行分离，与现有技术相比，本发明主机采用的双螺杆压缩主机是一种回转运动的容积式气体压缩机械，气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又是借助所述双螺杆压缩主机的一对转子在机壳内作回转运动来达到，其中，需要在所述双螺杆压缩主机加入润滑油，润滑油的功能与循环过程：机组内需要添加一定数量的润滑油，它的主要功能是在所述双螺杆压缩主机运转时提供润滑、密封、冷却的作用，所述双螺杆压缩主机处于静止状态时，润滑油储存在所述油气分离器的罐体内和所述油散热器管路内，压缩机启动后，当所述油气分离器罐体内的气体压力提高时，润滑油在这个压力作用下流过所述油过滤器注入主机内腔，伴随着吸气、压缩、排气过程，润滑油与压缩空气一起被排入所述油气分离器的罐体内，进入连续循环，所以本发明结构简单、机器噪声比较低、能耗比较低、过滤精度高和使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的爆炸图；

图3是本发明油分油虑座的立体结构示意图；

图4是本发明油分油虑座的俯视图；

图5是本发明油路系统的示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明包括空压机支架1、双螺杆压缩主机2、控制装置3、油散热器4、电机座5、直流电机6、联轴器7、油气分离器8、油过滤器9、油细分离器11以及油分油虑座10，所述空压机支架1是本发明的基座，用于承载本发明的所有部件，所述双螺杆压缩主机2设置在空压机支架1上，所述双螺杆压缩主机2内部采用双螺杆结构，喷油润滑，外伸轴通过所述联轴器7连接驱动所述直流电机6，所述双螺杆压缩主机2包括主机外壳、位于所述主机外壳内平行设置且相互啮合的阳螺杆和阴螺杆，所述阳螺杆为节圆外具有凸齿的转子，阴螺杆为节圆内具有凹齿的转子，所述阳螺杆和所述阴螺杆均通过两端的圆柱滚子轴承与所述主机外壳转动配合，所述主机外壳包括机体和设置在所述机体两侧的端盖，所述圆柱滚子轴承均设置在所述端盖上，所述电机座5与所述双螺杆压缩主机2的后端相连接，所述电机座5用于连接所述直流电机6和所述双螺杆压缩主机2，所述电机座5内还设置有扇叶轮12，所述扇叶轮12套设在所述双螺杆压缩主机2的转轴上且包裹在所述联轴器7的外部，所述电机座5上与所述扇叶轮12的对应处设置有出风口，通过所述扇叶轮12于所述电机座5的配合形成风扇，直接对所述双螺杆压缩主机2进行散热，缩小体积的同时且节约了另外的驱动装置和能源，所述直流电机6设置在所述电机座5上并通过所述联轴器7与所述双螺杆压缩主机2的主动轴相连接，所述油散热器4由带翅片的专用铝型材组装而成，具有单位面积散热功率大，流动阻力小，易清洗，安装维护方便等特点，所述联轴器7用于传递所述直流电机6扭矩到所述双螺杆压缩主机2的主轴上，所述联轴器7由三个零件组成，所述联轴器7包括第一齿轮71、内齿圈72和第二齿轮73，所述第一齿轮71固定设置在所述双螺杆压缩主机2的主动轴上，所述第二齿圈73固定设置在所述直流电机6的转轴上，所述第一齿轮71和所述第二齿圈73的外齿均与所述内齿圈72的内齿相啮合，除了对安装同心度不敏感外，传递扭矩也比传统铸铝材料的联轴器大，使用寿命长，噪音低，其中，所述内齿圈72使用尼龙材料制成，既能保证传递扭矩，又能起到保护机器的作用，当电机失控失速时，首先损坏尼龙材料，保护后端压缩机免受冲击。所述控制装置3是电机控制器，用于控制电机转速、启动与延时以及停止、电磁阀上电与断电、过载、过热保护，所述油分油虑座10有两个连接平面，其中一面连接所述双螺杆压缩主机2端面的出气口22，另一面连接所述油气分离器8，用于承载本机组的所述油过滤器9和油细分离器11以及最小压力阀17、温度控制阀18，所述油过滤器9用于过滤循环使用的润滑油，所述油细分离器11用于第二级过滤分离压缩空气中的润滑油，所述最小压力阀17设置在所述油细分离器11处，用于控制所述油气分离器8内部压力，所述温度控制阀18设置在所述油过滤器9处，用于控制机组润滑油温度，所述油气分离器8的侧面分别设有加油口14、排污阀15、出气阀19和安全阀16，所述加油口14是为了对所述油气分离器8加入新的润滑油，所述排污阀15用于排泄到期更换的润滑油以及定期排放析出的水分，所述安全阀16是由于杂质堵塞引用的压力过大时卸掉压力。具体来说，所述双螺杆压缩主机2的前端与所述油分油虑座10相连接，所述双螺杆压缩主机2上设置有进气口21、所述出气口22和回油口23，所述进气口21处设置有进气阀24，所述进气阀24连接空气过滤器，所述进气阀24包括进气阀座、进气阀盖、进气阀阀柱、进气阀塞、进气阀弹簧、进气阀盖密封圈、进气阀滚珠安装套、滚珠、进气阀螺柱以及进气阀座体密封圈，所述进气阀盖设置在所述进气阀座上与其相适配，所述进气阀阀柱、所述进气阀弹簧、所述进气阀塞从下到上依次设置在所述进气阀座内并被所述进气阀盖压住，所述进气阀盖的底部与所述进气阀塞的顶部相适配，所述进气阀滚珠安装套设置在所述进气阀螺柱与所述进气阀阀柱之间，所述滚珠设置在所述进气阀滚珠安装套内，压缩机工作时新鲜空气由所述进气阀盖经由所述进气阀塞、所述进气阀座吸入到所述进气口，当压缩机停机时，高压气体会流向只有大气压力的进气口，如果不设置任何阻止装置，高压高温油气会从进气口喷出，造成事故，因此，进气阀内部设置了防止油气回流的装置，即所述进气阀塞、和所述弹簧等。所述出气口22与设置在所述油分油虑座10上的所述油气分离器8相连通，所述油气分离器8的出油口分别与所述油过滤器9和所述回油口23相连通，所述油过滤器9与所述油散热器4的进液口和出液口相连通，所述控制装置3与所述直流电机6电连接。

所述双螺杆空气压缩机机组还包括设置在所述油气分离器8顶部且与出油口连通的油细分离器11，对所述油气分离器8排出的气体再次进行分离，所述油细分离器11的储油处通过分油管路与所述双螺杆压缩主机2的所述滚子轴承处连通，所述分油管路上设置有可视单向阀13，另外，所述双螺杆空气压缩机机组还包括卸荷管路和卸荷电磁阀，所述卸荷电磁阀的进油端通过所述卸荷管路与所述油细分离器11相连通，所述卸荷电磁阀的的出油端与所述进气阀24相连通。

本发明的工作原理为：所述双螺杆压缩主机2开机运转后，所述最小压力阀17预先设定的压力让所述油气分离器8内部瞬间建立起压力，该压力将储存在所述油气分离器8内的润滑油压出到所述油过滤器9，经过过滤的润滑油通过所述温度控制阀18流向所述油散热器4，携带有压缩热的润滑油在所述油散热器4内部流动中降低温度后，流回所述油分油滤座10，经内部通道注入所述双螺杆压缩主机2，与所述进气阀24新鲜空气混合压缩后排入所述油气分离器8，形成循环，压缩后的油气经所述油细分离器11分离后，压缩空气经排气口排入储气筒，分离出的润滑油返回所述双螺杆压缩主机2。

所述双螺杆压缩主机2采用的螺杆压缩是一种回转运动的容积式气体压缩机械,气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到,所述阳螺杆与所述直流电机6连接，由所述阳螺杆带动所述阴螺杆转动，所述圆柱滚子轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力。

螺杆空压机的进气过程：当所述控制装置控制所述直流电机6启动后，所述阳螺杆转动，所述阳螺杆和所述阴螺杆之间的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子齿沟空间与所述进气口21相通，因在排气时齿沟的气体被完全排出，排气完成时，齿沟处于真空状态，当转至所述进气口21时，外界气体即通过所述进气阀24被吸入，沿轴向进入所述阳螺杆和所述阴螺杆之间的齿沟内，当气体充满了整个齿沟时，转子进气侧端面转离所述进气口21，在齿沟的气体即被封闭。

螺杆空压机的压缩过程：所述阳螺杆和所述阴螺杆在吸气结束时，其阴阳转子齿尖会与所述机壳封闭，此时气体在齿沟内不再外流，其啮合面逐渐向排气端移动，啮合面与所述出气口22之间的齿沟空间渐渐缩小，齿沟内的气体被压缩因而压力提高。

螺杆空压机的排气过程：当所述阳螺杆和所述阴螺杆之间的啮合端面转到与所述出气口22相通时，被压缩的气体开始排出，直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面，此时所述阳螺杆和所述阴螺杆之间的啮合面与所述出气口22的齿沟空间为零，即完成排气过程，同时所述阳螺杆和所述阴螺杆之间的啮合面与所述进气口21之间的齿沟长度又达到最长，进气过程又开始进行。

润滑油的功能与循环过程：所述双螺杆压缩主机2内需要添加一定数量的润滑油，它的主要功能是在所述双螺杆压缩主机2运转时提供润滑、密封、冷却。当所述双螺杆压缩主机2处于静止状态时，润滑油储存在所述油气分离器8内和所述油散热器4的冷却循环管路内，所述双螺杆压缩主机2启动后，所述最小压力阀17处于关闭状态，当所述油气分离器8内的气体压力提高到0.4兆帕左右时（最小压力阀调校压力），内部润滑油在这个压力作用下流过所述油过滤器9注入所述双螺杆压缩主机2内腔，伴随着吸气、压缩、排气过程，润滑油与压缩空气一起被排入所述油气分离器8体内，进入连续循环。当排气温度达到70摄氏度时，所述温度控制阀18动作，打开通往所述油散热器4的通道，润滑油进入所述油散热器4冷却，经过所述油散热器4冷却的润滑油通过所述油路系统喷入所述双螺杆压缩主机2内，继续完成润滑、密封、冷却的使命。

本发明可广泛应用于纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组。

Claims (9)

1.一种纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述双螺杆空气压缩机机组包括：

   一空压机支架（1），承载双螺杆压缩主机（2）、控制装置（3）、油散热器（4）以及油气分离器（8）；

   一控制装置（3），控制直流电机（6）的工作和停止，所述直流电机（6）设置在所述双螺杆压缩主机（2）后方且通过联轴器（7）与所述双螺杆压缩主机（2）的转轴相连接；

   一双螺杆压缩主机（2），将所述双螺杆压缩主机（2）工作腔内的油与吸入的气体形成油气混合气体后压入到所述油气分离器（8）；

   一油气分离器（8），将混合气体进行分离，将油经过油过滤器（9）后送人所述双螺杆压缩主机（2）的工作腔内进行润滑，将气体排出以进行供气；

   一油细分离器（11），对所述油气分离器（8）排出的气体再次进行分离。

2.根据权利要求1 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述双螺杆空气压缩机机组还包括电机座（5）和油分油虑座（10），所述双螺杆压缩主机（2）设置在空压机支架（1）上，所述双螺杆压缩主机（2）的后端与所述电机座（5）相连接，所述直流电机（6）设置在所述电机座（5）上并通过所述联轴器（7）与所述双螺杆压缩主机（2）的转轴相连接，所述双螺杆压缩主机（2）的前端与所述油分油虑座（10）相连接，所述双螺杆压缩主机（2）上设置有进气口(21)、出气口（22）和回油口（23），所述进气口（21）处设置有进气阀（24），所述油气分离器（8）和所述油过滤器（9）均设置在所述油分油虑座（10）上，所述出气口（22）通过设置在所述油分油虑座（10）上的送气管路与所述油气分离器（8）的进油口连通，所述油气分离器（8）的出油口经过设置在所述油分油虑座（10）上的回油管路与所述回油口（23）相连通，所述回油管路上还设置有温度控制阀（18）和油过滤器（11），所述温度控制阀（18）分别与所述油油散热器（4）的进液口和出液口相连通。

3.根据权利要求2 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述双螺杆空气压缩机机组还包括卸荷管路和卸荷电磁阀，所述卸荷电磁阀的进油端通过所述卸荷管路与所述油细分离器（11）相连通，所述卸荷电磁阀的的出油端与所述进气阀（24）相连通。

4.根据权利要求2 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述油细分离器（11）处设置有最小压力阀（17）。

5.根据权利要求2 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述油气分离器（8）的侧面分别设有加油窗（14）、排污阀（15）和安全阀（16）。

6.根据权利要求1 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述双螺杆压缩主机（2）包括主机外壳、位于所述主机外壳内平行设置且相互啮合的阳螺杆和阴螺杆，所述阳螺杆和所述阴螺均通过两端的圆柱滚子轴承与所述主机外壳转动配合，所述阳螺杆为节圆外具有凸齿的转子，阴螺杆为节圆内具有凹齿的转子。

7.根据权利要求6 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述油细分离器（11）的储油处通过分油管路与所述双螺杆压缩主机（2）的所述滚子轴承处连通，所述分油管路上设置有可视单向阀（13）。

8.根据权利要求1 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述电机座（5）内还设置有扇叶轮（12），所述扇叶轮（12）套设在所述双螺杆压缩主机（2）的转轴上且包裹在所述联轴器（7）的外部，所述电机座（5）上与所述扇叶轮（12）的对应处设置有出风口。

9.根据权利要求1 所述的纯电动大客车用双螺杆空气压缩机机组，其特征在于：所述联轴器（7）包括第一齿轮（71）、内齿圈（72）和第二齿轮（73），所述第一齿轮（71）固定设置在所述双螺杆压缩主机（2）的主动轴上，所述第二齿圈（73）固定设置在所述直流电机（6）的转轴上，所述第一齿轮（71）和所述第二齿圈（73）的外齿均与所述内齿圈（72）的内齿相啮合。