CN106837796A - 动涡盘、静涡盘、压缩机以及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种动涡盘、静涡盘、压缩机以及电动汽车，涉及压缩机领域，主要解决的技术问题是使动涡旋的重心尽量靠近其中心、以降低压缩机的振动，同时还降低动涡盘的加工复杂程度。主要采用的技术方案为：动涡盘，包括动盘涡旋齿，所述动盘涡旋齿的涡旋内壁和涡旋外壁两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，且所述动盘涡旋齿的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变薄。其中，因为动盘涡旋齿的涡旋内壁和涡旋外壁两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，根据圆渐开线的几何特征，在普通的加工设备上采用创成法就能加工，其对加工成型的加工工艺要求和设备加工精度要求都较低，从而加工成本较低。

Description

动涡盘、静涡盘、压缩机以及电动汽车

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种动涡盘、静涡盘、压缩机以及电动汽车。

背景技术

涡旋压缩机具有相互啮合的动涡盘和静涡盘。图1和图2示出了一种具有等壁厚涡旋齿的动涡盘。如图1所示，动涡盘1具有涡旋齿103。涡旋齿103的涡旋内壁103c和涡旋外壁103d两者的涡旋曲线为同一基圆103e的圆渐开线。由于动涡盘1的涡旋齿103的不对称特性，使得涡旋齿103的重心不在基圆103e的中心，并且当涡旋齿103的圈数越多，齿高越高，动涡盘1的重心就越偏离其旋转中心(动涡盘1的轴承孔103i的中心)，如果不加以控制，压缩机运转时的震动将大大增加。为了将动涡盘1的重心调整到其旋转中心，目前一般采用的方法是：如图2所示，在动涡盘1的底盘103a上加工重心平衡孔103g，以通过挖去一部分材料将动涡盘1的重心调整到其旋转中心上。而由于动涡盘1的底盘103a的大小尺寸有限，所以能去除的材料有限，特别是当涡旋齿103的齿高比较高，圈数比较多的时候，就很难将动涡盘1的重心调整到其旋转中心上，甚至有时候为了调整其重心还不得不加厚动涡盘1的底盘103a的厚度，使得动涡盘1的重量增加。

如图3所示，现有涡旋压缩机中有一种动涡盘的涡旋齿沿涡旋方向由里到外渐渐变薄的形式，该方式可以起到减轻动涡盘的重量并且使动涡盘的重心更加靠近其旋转中心，该形式的动涡盘的涡旋齿的涡旋基本曲线不是常用的基圆渐开线，而是使用代数螺旋曲线作为涡旋基本曲线。该代数螺旋曲线采用公式r＝aθk表示，其中r为旋转半径，a为代数螺旋线系数，θ为偏角，k为代数螺旋线指数。该方式的动涡盘1和静涡盘2两者的涡旋齿一致，壁厚均由里向外逐渐变薄。但是由于动涡盘1和静涡盘2两者涡旋齿的内外壁均由代数螺旋线构成，这样对加工成型的加工工艺要求和设备加工精度要求都很高，所以该方式的动涡盘1和静涡盘2的制造成本普遍偏高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种动涡盘，主要解决的技术问题是使动涡旋的重心尽量靠近其中心、以降低压缩机的振动，同时还降低动涡盘的加工复杂程度。

本发明还提供一种与上述动涡盘配合使用的静涡盘。

本发明还提供一种应用上述动涡盘的涡旋压缩机和应用该压缩机的电动汽车。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种动涡盘，包括动盘涡旋齿，所述动盘涡旋齿的涡旋内壁和涡旋外壁两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，且所述动盘涡旋齿的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变薄。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在前述的动涡盘中，可选的，所述动盘涡旋齿的涡旋内壁的圆渐开线的基圆半径大于涡旋外壁的圆渐开线的基圆半径。

在前述的动涡盘中，可选的，所述动盘涡旋齿的涡旋内壁和涡旋外壁两者的圆渐开线的基圆的圆心重合。

在前述的动涡盘中，可选的，所述动盘涡旋齿的圈数大于2。

另一方面，本发明的实施例还提供一种静涡盘，用于与上述任一种所述的动涡盘配合使用，所述静涡盘具有静盘涡旋齿，所述静盘涡旋齿的涡旋内壁和涡旋外壁两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，且所述静盘涡旋齿的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变厚；

其中，所述静盘涡旋齿的涡旋内壁和所述动盘涡旋齿的涡旋外壁两者的圆渐开线的基圆半径相等，且所述静盘涡旋齿的涡旋外壁和所述动盘涡旋齿的涡旋内壁两者的圆渐开线的基圆半径相等。

在前述的静涡盘中，可选的，所述静盘涡旋齿的涡旋内壁和涡旋外壁两者的圆渐开线的基圆的圆心重合。

在前述的静涡盘中，可选的，所述静盘涡旋齿的圈数与所述动盘涡旋齿的圈数相等。

另一方面，本发明的实施例还提供一种压缩机，包括动涡盘和静涡盘；其中，所述动涡盘为上述任一种所述的动涡盘。

在前述的压缩机中，可选的，所述静涡盘为上述任一种所述的静涡盘。

另一方面，本发明的实施例还提供一种电动汽车，其包括上述任一种所述的压缩机。

借由上述技术方案，本发明动涡盘、静涡盘、压缩机以及电动汽车至少具有以下有益效果：

在本发明提供的技术方案中，因为动涡盘的动盘涡旋齿的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变薄，从而可以使动涡盘的重心能够尽量靠近其中心，降低了压缩机运转时产生的振动；另外，又因为动盘涡旋齿的涡旋内壁和涡旋外壁两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，根据圆渐开线的几何特征，在普通的加工设备上采用创成法就能加工，其对加工成型的加工工艺要求和设备加工精度要求都较低，从而加工成本较低。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是现有技术中的一种动涡盘的俯视图；

图2是现有技术中的一种动涡盘的仰视图；

图3是现有技术中的一种动涡盘与静涡盘啮合时的结构示意图；

图4是本发明的一实施例提供的一种动涡盘的俯视图；

图5是本发明的一实施例提供的一种动涡盘的加工示意图；

图6是本发明的一实施例提供的一种静涡盘的俯视图；

图7是本发明的一实施例提供的一种曲轴的转角为0度时动涡盘与静涡盘啮合的结构示意图；

图8是本发明的一实施例提供的一种曲轴的转角为90度时动涡盘与静涡盘啮合的结构示意图；

图9是本发明的一实施例提供的一种曲轴的转角为180度时动涡盘与静涡盘啮合的结构示意图；

图10是本发明的一实施例提供的一种曲轴的转角为270度时动涡盘与静涡盘啮合的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图4所示，本发明的一个实施例提出的一种动涡盘100，包括动盘涡旋齿1。动盘涡旋齿1包括相背的涡旋内壁11和涡旋外壁12。动盘涡旋齿1的涡旋内壁11和涡旋外壁12两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，且动盘涡旋齿1的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变薄。

在上述提供的技术方案中，因为动盘涡旋齿1的涡旋内壁11和涡旋外壁12两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，根据圆渐开线的几何特征，在普通的加工设备上采用创成法就能加工，其对加工成型的加工工艺要求和设备加工精度要求都较低，从而加工成本较低。

图5示出了一种采用创成法加工出以圆渐开线作为涡旋基本曲线的动盘涡旋齿。如图5所示，在基圆101上任一点安装刀具，作为工件的圆盘102的平移方向为箭头a，旋转方向为箭头w。当圆盘102回转一周时，圆盘102也恰好同时平移2πr的距离，将此运动不断进行下去，刀具在圆盘102上的运动轨迹b就成为圆的渐开线，同样，刀刃形成的包络线也是圆渐开线，因而便加工出所需的动盘涡旋齿。所以以圆渐开线作为涡旋齿的涡旋基本曲线更便于加工成型。

另外，由于动盘涡旋齿1的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变薄，该方式可以起到减轻动涡盘100的重量并且使动涡盘100的重心更加靠近旋转中心的技术效果，从而优化了动涡盘100的重量与重心，降低了压缩机运转时产生的振动。

在一个具体的应用示例中，如图4所示，前述动盘涡旋齿1的涡旋内壁11的圆渐开线的基圆111的半径大于涡旋外壁12的圆渐开线的基圆121的半径，如此，通过设计既定的动涡盘100公转回转半径，选取一定的圆渐开线起始角度后，就可以得到壁厚由里向外逐渐变薄的动盘涡旋齿1，具有方便加工的技术效果。

进一步的，如图4所示，前述动盘涡旋齿1的涡旋内壁11和涡旋外壁12两者的圆渐开线的基圆111和121的圆心重合，如此方便对刀具进行定位，不用重复地对刀具进行定位，从而加工效率较高。

在一个具体的应用示例中，如图4所示，前述动盘涡旋齿1的圈数大于2，从而当动盘涡旋齿1与相应的静盘涡旋齿2啮合时，可以在两者之间的压缩腔内对气体进行充分的压缩。

如图6所示，本发明的实施例还提供一种静涡盘200，其用于与上述任一种所述的动涡盘100配合使用。静涡盘200具有静盘涡旋齿2。静盘涡旋齿2的涡旋内壁21和涡旋外壁22两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，且静盘涡旋齿2的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变厚。其中，静盘涡旋齿2的涡旋内壁21和动盘涡旋齿1的涡旋外壁12两者的圆渐开线的基圆半径相等，且静盘涡旋齿2的涡旋外壁22和动盘涡旋齿1的涡旋内壁11两者的圆渐开线的基圆半径相等，使本发明静涡盘200的静盘涡旋齿2与动涡盘100的动盘涡旋齿1能够正确啮合，以满足压缩机压缩容积的特性。

在上述示例中，由于静涡盘200的静盘涡旋齿2的壁厚由里向外逐渐变厚，使得静涡盘200的重心位置会更远离其中心位置，而由于静涡盘200为固定盘，静涡盘200固定在压缩机支架上，在压缩机工作时静涡盘200不参与运转，所以静涡盘200的该结构不会增加压缩机的振动。

进一步的，前述静盘涡旋齿2的涡旋内壁21和涡旋外壁22两者的圆渐开线的基圆211和221的圆心重合。如此方便对刀具进行定位，不用重复地对刀具进行定位，从而加工效率较高。

进一步的，前述静盘涡旋齿2的圈数与动盘涡旋齿1的圈数相等，以使静盘涡旋齿2与动盘涡旋齿1两者能够正确地啮合，满足压缩机压缩容积的特性。

本发明的实施例还提供一种压缩机，其包括动涡盘和静涡盘。其中，动涡盘可以为上述任一示例所述的动涡盘100，静涡盘也可以为上述任一示例所述的静涡盘200，具体可参见上文中相应的描述，在此不再赘述。

由于本发明的压缩机采用上述动涡盘100和静涡盘200的缘故，其加工成本较低。

下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例。

本发明解决了如下技术问题：1、解决了现有动涡盘的重心偏离其旋转中心导致压缩机的振动增加的技术问题；2、解决了现有动涡盘的涡旋齿采用代数螺旋曲线作为涡旋基本曲线导致加工成本较高的技术问题。

有益效果：1、本发明的动涡盘100通过采用涡旋齿内外壁由不同半径基圆的渐开线构成涡旋基本曲线，这样对加工成型的加工工艺要求和设备加工精度要求都较低，可以降低加工成本。2、由于动涡盘100的涡旋齿壁厚由里向外逐渐变薄，从而优化了动涡盘100的重量与重心位置，降低了压缩机的振动。

图4为上述技术方案提及的一种涡旋齿内外壁采用不同基圆半径的圆渐开线作为涡旋基本曲线的动涡盘100。如图4所示，动涡盘100的动盘涡旋齿1的涡旋内壁11的涡旋曲线圆渐开线的基圆111的半径大于涡旋外壁12的涡旋曲线圆渐开线的基圆121的半径，所以通过设计既定的动涡盘100公转回转半径，选取一定的圆渐开线起始角度后，可以得到如图4中壁厚由里向外渐渐变薄的动盘涡旋齿1。同时为了得到能够正确啮合的静涡盘200，根据圆渐开线啮合特性，对应的静涡盘200的静盘涡旋齿2的涡旋外壁22圆渐开线的基圆221的半径应该与动涡盘100的涡旋内壁11的基圆111的半径相等，同样的，对应静涡盘200的静盘涡旋齿2的涡旋内壁21的基圆211的半径也与动涡盘100的涡旋外壁12的基圆121的半径相等。通过设计既定的静涡盘200公转回转半径，选取一定的圆渐开线起始角度，可以得到如图6中壁厚由里向外渐渐变厚的静盘涡旋齿2，并能与前面所述的动涡盘100正确啮合，满足压缩机压缩容积的特性。

图4中动涡盘100通过涡旋齿1内外壁采用不同半径基圆的圆渐开线得到壁厚由里向外逐渐变薄的动盘涡旋齿1，符合涡旋压缩机压缩容积压力由外到里压力渐渐升高的特性，所以能够满足涡旋齿厚度在涡旋压缩机中的强度要求趋势。同时当动涡盘100的动盘涡旋齿1由里到外逐渐变薄后能够使得动涡盘100的重量变轻，并且其重心更加接近其旋转中心，而可以更有利于对动涡盘100进行一次平衡设计，从而更好的对压缩机整个运转进行平衡的设计，减小了压缩机运行时所产生的振动。而且采用圆渐开线作为动盘涡旋齿1的涡旋基本曲线，加工成型更加简便。

图6中为了与动盘涡旋齿1壁厚由里向外渐变薄的动涡盘100正确啮合，其对应的静涡盘200的静盘涡旋齿2壁厚由里向外逐渐变厚，静涡盘200的重心位置会更远离其中心位置，而由于静涡盘200为固定盘，固定在压缩机支架上，在压缩机工作时不参与运转，所以其对压缩机的振动不会产生影响。

图7至图10为上述技术方案中的压缩机压缩过程的示意图，曲轴转角θ分别为0°、90°、180°和270°时动涡盘100与静涡盘200啮合时的截面图。

这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

本发明的实施例还提供一种电动汽车，其包括上述任一种所述的压缩机。由于本发明的电动汽车采用上述压缩机的缘故，其加工成本较低。

这里需要说明的是：前述的压缩机不局限于应用到电动汽车领域，还可以根据需要应用到其它相关的技术领域，比如空调领域、电视领域或冰箱领域等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种动涡盘，其特征在于，包括动盘涡旋齿(1)，所述动盘涡旋齿(1)的涡旋内壁(11)和涡旋外壁(12)两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，且所述动盘涡旋齿(1)的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变薄。

2.如权利要求1所述的动涡盘，其特征在于，

所述动盘涡旋齿(1)的涡旋内壁(11)的圆渐开线的基圆(111)的半径大于涡旋外壁(12)的圆渐开线的基圆(121)的半径。

3.如权利要求1或2所述的动涡盘，其特征在于，

所述动盘涡旋齿(1)的涡旋内壁(11)和涡旋外壁(12)两者的圆渐开线的基圆的圆心重合。

4.如权利要求1至3中任一项所述的动涡盘，其特征在于，

所述动盘涡旋齿(1)的圈数大于或等于2。

5.一种静涡盘，用于与权利要求1至4中任一项所述的动涡盘配合使用，所述静涡盘具有静盘涡旋齿(2)，其特征在于，所述静盘涡旋齿(2)的涡旋内壁(21)和涡旋外壁(22)两者分别采用基圆半径不相等的圆渐开线构成涡旋基本曲线，且所述静盘涡旋齿(2)的壁厚沿涡旋方向由里向外逐渐变厚；

其中，所述静盘涡旋齿(2)的涡旋内壁(21)和所述动盘涡旋齿(1)的涡旋外壁(12)两者的圆渐开线的基圆半径相等，且所述静盘涡旋齿(2)的涡旋外壁(22)和所述动盘涡旋齿(1)的涡旋内壁(11)两者的圆渐开线的基圆半径相等。

6.如权利要求5所述的静涡盘，其特征在于，

所述静盘涡旋齿(2)的涡旋内壁(21)和涡旋外壁(22)两者的圆渐开线的基圆的圆心重合。

7.如权利要求5或6所述的静涡盘，其特征在于，

所述静盘涡旋齿(2)的圈数与所述动盘涡旋齿(1)的圈数相等。

8.一种压缩机，包括动涡盘和静涡盘；其特征在于，

所述动涡盘为权利要求1至4中任一项所述的动涡盘。

9.如权利要求8所述的压缩机，其特征在于，

所述静涡盘为权利要求5至7中任一项所述的静涡盘。

10.电动汽车，其特征在于，包括权利要求8或9所述的压缩机。