CN103352850B - 电动汽车用真空-压缩一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车用真空-压缩一体机，包括用于支撑整个装置的机体和用于产生并传递旋转作用的电机，机体的一端设有用于产生真空的相互啮合的定涡轮Ⅰ和动涡轮Ⅰ，机体的另一端设有用于进行压缩的相互啮合的定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ，其中，定涡轮Ⅰ和动涡轮Ⅰ相互作用抽真空，定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ相互作用压缩空调制冷剂。将电动压缩机与电动真空泵整合为一体，使用一个电机就能同时实现空调制冷和真空助力功能，使得系统更为简单可靠。节约了整车的布置空间，有利于实现电动汽车的轻量化。整个装置效率高且噪声小。使用电磁泄压阀控制压缩机的负荷，达到节约能源的目的，对于电动汽车续航里程的提高大为有利。

Description

电动汽车用真空-压缩一体机

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车用真空-压缩一体机。

背景技术

电动汽车作为一种节能环保的未来交通工具，拥有极大的市场前景。电动汽车以车载电源作为能量源，为整个车辆提供能源。目前电动汽车均采用电动压缩机作为动力以制冷，同时采用电动真空泵给汽车真空助力器提供真空源，这两套系统各自独立，增加了系统的复杂程度，影响了汽车的可靠性，同时给整车布置带来困难，不利于汽车的轻量化。

综上所述：本发明针对上述问题提出了一种电动汽车用真空-压缩一体机，将电动空调压缩机与电动真空泵整合为一体，解决了电动汽车可靠性、轻量化的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车用真空-压缩一体机，该装置利用一套电机系统同时带动压缩机和真空泵，并采用电磁泄压阀控制压缩机的工作负荷，实现节能的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

电动汽车用真空-压缩一体机，包括用于支撑整个装置的机体和用于产生并传递旋转作用的电机，电机包括电机定子、电机转子和电机轴，所述电机转子固定在电机轴上且二者轴线重合能一起转动，电机定子安装在机体上并将电机转子包围其中，电机定子和电机转子相隔一定间隙，机体的一端设有用于产生真空的相互啮合的定涡轮Ⅰ和动涡轮Ⅰ，机体的另一端设有用于进行压缩的相互啮合的定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ；还包括用于防止动涡轮Ⅰ绕其轴心自转的防自转滑块Ⅰ以及用于防止动涡轮Ⅱ绕其轴心自转的防自转滑块Ⅱ；用于产生偏心作用带动动涡轮Ⅰ以特定规律运动的偏心轮Ⅰ及同样带动动涡轮Ⅱ以特定规律运动的偏心轮Ⅱ，用于将压缩低压腔与压缩高压腔隔开的隔板Ⅱ，用于导出定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ产生的高压流体的出口孔Ⅱ，用于外接高压流体管路的排出口Ⅱ，用于控制压缩涡轮工作负荷的电磁泄压阀，用于外接低压流体管路的进口Ⅱ，用于连接电源并控制电机和电磁泄压阀的电器盒，用于外接真空管路的进口Ⅰ，用于将真空腔和排气腔隔开的隔板Ⅰ，用于接通外界的排出口Ⅰ，用于导出定涡轮Ⅰ和动涡轮Ⅰ排出气体的出口孔Ⅰ；所述定涡轮Ⅰ和定涡轮Ⅱ固定在机体上，并分别与动涡轮Ⅰ和动涡轮Ⅱ相配合，所述动涡轮Ⅰ及动涡轮Ⅱ分别与偏心轮Ⅰ和偏心轮相连，偏心轮上的凸台与动涡轮底部的凹槽相配合，使得偏心轮的旋转能带动动涡轮做偏心运动，所述防自转滑块Ⅰ位于动涡轮Ⅰ与机体之间，动涡轮Ⅰ与滑块相配合并能在其上滑动，同样所述防自转滑块Ⅱ安装于动涡轮Ⅱ与机体之间，动涡轮Ⅱ与滑块相配合并能在其上滑动，所述偏心轮Ⅰ、偏心轮Ⅱ固定在电机轴的两端，并能随着电机轴一起转动，所述电机转子固定在电机轴上，二者轴线重合能一起转动，所述电机定子安装在机体上，并将电机转子包围其中，所述出口孔Ⅰ、出口孔Ⅱ分别位于定涡轮Ⅰ、定涡轮Ⅱ中心并贯穿涡轮盘，所述排出口Ⅰ、排出口Ⅱ分别位于排气腔、压缩高压腔外侧的机体上，所述电磁泄压阀安装在定涡轮Ⅱ上沿涡轮径向的凹槽内，流体可通过该阀门从定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ间靠近轴心的压缩腔流入外围的压缩腔，所述进口Ⅰ、进口Ⅱ分别位于压缩低压腔和真空腔外侧的机体上，所述电器盒位于机体外侧，通过电气线路连接至电机和电磁泄压阀。

进一步的，还包括用于支撑电机轴并减少转动摩擦的轴承Ⅰ、轴承Ⅱ，所述轴承Ⅰ、轴承Ⅱ套在机体和电机轴之间，支撑住电机轴。

进一步的，电磁泄压阀安装在定涡轮Ⅱ上沿涡轮径向的凹槽内，电磁泄压阀能在电器盒的控制下连续地改变阀门开度，以改变通过该阀门从定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ间靠近轴心的压缩腔流入外围压缩腔的流体的流量，其最大开度将使得定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ间靠近轴心的压缩腔中的流体全部流回到外围的压缩腔中，使得压缩机负荷为最小。

本发明使用涡轮结构进行压缩和抽真空，其中，定涡轮Ⅰ和动涡轮Ⅰ相互作用抽真空，定涡轮Ⅱ和动涡轮Ⅱ相互作用压缩空调制冷剂。其有益效果为：

1、将电动压缩机与电动真空泵整合为一体，使用一个电机就能同时实现空调制冷和真空助力功能，使得系统更为简单可靠。

2、节约了整车的布置空间，有利于实现电动汽车的轻量化。

3、整个装置效率高且噪声小。

4、使用电磁泄压阀控制压缩机的负荷，达到节约能源的目的，对于电动汽车续航里程的提高大为有利。

附图说明

结合附图，本发明的其他特点和优点可从下面通过举例来对本发明的原理进行解释的优选实施方式的说明中变得更清楚。

图1为本发明电动汽车用真空-压缩一体机的一种实施方式的装置结构示意图；

图2为本发明电动汽车用真空-压缩一体机的一种实施方式中压缩机结构示意图；

图示只为说明装置的结构原理、不涉及具体的结构尺寸，图中线条的粗细仅为区别不同的结构，不表示具体的结构尺寸比例。

图中：1-定涡轮Ⅰ、2-动涡轮Ⅰ、3-防自转滑块Ⅰ、4-机体、5-偏心轮Ⅰ、6-轴承Ⅰ、7-电机定子、8-电机转子、9-电机轴、10-轴承Ⅱ、11-偏心轮Ⅱ、12-防自转滑块Ⅱ、13-定涡轮Ⅱ、14-动涡轮Ⅱ、15-隔板Ⅱ、16-出口孔Ⅱ、17-排出孔Ⅱ、18-电磁泄压阀、19-压缩高压腔、20-压缩高压腔、21-进口Ⅱ、22-电器盒、23-进口Ⅰ、24-真空腔、25-隔板Ⅰ、26-排气腔、27-排出口Ⅰ、28-出口孔Ⅰ。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：

如图所示，本实施例包括用于产生真空的定涡轮Ⅰ1、动涡轮Ⅰ2，用于进行压缩的定涡轮Ⅱ13、动涡轮Ⅱ14，用于防止动涡轮Ⅰ2绕其轴心自转的防自转滑块Ⅰ3以及防止动涡轮Ⅱ14绕其轴心自转的防自转滑块Ⅱ12，用于支撑整个装置的机体4，用于产生偏心作用带动动涡轮Ⅰ2以特定规律运动的偏心轮Ⅰ5及同样带动动涡轮Ⅱ14以特定规律运动的偏心轮Ⅱ11，用于产生并传递旋转作用的电机定子7、电机转子8、电机轴9，用于支撑电机轴9并减少转动摩擦的轴承Ⅰ6、轴承Ⅱ10,用于将压缩低压腔20与压缩高压腔19隔开的隔板Ⅱ15，用于导出定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14产生的高压流体的出口孔Ⅱ16，用于外接高压流体管路的排出口Ⅱ17，用于控制压缩涡轮工作负荷的电磁泄压阀18，用于外接低压流体管路的进口Ⅱ21，用于连接电源并控制电机和电磁泄压阀18的电器盒22，用于外接真空管路的进口Ⅰ23，用于将真空腔24和排气腔26隔开的隔板Ⅰ25，用于接通外界的排出口Ⅰ27，用于导出定涡轮Ⅰ1和动涡轮Ⅰ2排出气体的出口孔Ⅰ28；所述定涡轮Ⅰ1、定涡轮Ⅱ13固定在机体4上，并分别与动涡轮Ⅰ2、动涡轮Ⅱ14相配合，所述动涡轮Ⅰ2及动涡轮Ⅱ14分别与偏心轮Ⅰ5和偏心轮11相连，偏心轮上的凸台与动涡轮底部的凹槽相配合，使得偏心轮的旋转能带动动涡轮做偏心运动，所述防自转滑块Ⅰ3位于动涡轮Ⅰ2与机体4之间，动涡轮Ⅰ2与滑块相配合并能在其上滑动，同样所述防自转滑块Ⅱ12安装于动涡轮Ⅱ14与机体4之间，动涡轮Ⅱ2与滑块相配合并能在其上滑动，所述偏心轮Ⅰ5、偏心轮Ⅱ11固定在电机轴9的两端，并能随着电机轴9一起转动，所述轴承Ⅰ6、轴承Ⅱ10套在机体4和电机轴9之间，支撑住电机轴9，所述电机转子8固定在电机轴9上，二者轴线重合能一起转动，所述电机定子7安装在机体4上，并将电机转子8包围其中，二者相隔一定间隙，所述出口孔Ⅰ28、出口孔Ⅱ16分别位于定涡轮Ⅰ1、定涡轮Ⅱ13中心并贯穿涡轮盘，所述排出口Ⅰ27、排出口Ⅱ17分别位于排气腔26、压缩高压腔19外侧的机体4上，所述电磁泄压阀18安装在定涡轮Ⅱ13上沿涡轮径向的凹槽内，流体可通过该阀门从定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔流入外围的压缩腔，所述进口Ⅰ23、进口Ⅱ21分别位于压缩低压腔20和真空腔24外侧的机体4上，所述电器盒22位于机体4外侧，通过电气线路连接至电机和电磁泄压阀18。

其中，电磁泄压阀18安装在定涡轮Ⅱ13上沿涡轮径向的凹槽内，电磁泄压阀18能在电器盒22的控制下连续地改变阀门开度，以改变通过该阀门从定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔流入外围压缩腔的流体的流量，其最大开度将使得定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔中的流体全部流回到外围的压缩腔中，使得压缩机负荷为最小。

工作原理：

本发明工作时，需要通过电器盒22外接电源如电动汽车电池，并通过电器盒(22)控制电机转子8和电机定子(7)相互作用，使得电机转子(8)带动电机轴(9)旋转。固定在电机轴(9)两端的偏心轮1(5)、偏心轮Ⅱ11同时转动，使得动涡轮Ⅰ2、动涡轮Ⅱ14在偏心轮作用下做偏心运动，防自转滑块Ⅰ3、防自转滑块Ⅱ12限制了动涡轮1、2的自转，动涡轮只能绕其偏心距平动。进口Ⅰ23连接真空助力器的真空管，动涡轮Ⅰ2和定涡轮Ⅰ1相齿合，形成若干封闭的月牙腔，随着动涡轮的运动，月牙腔内的空气不断被带入出口孔Ⅰ28并导出到排出腔26，真空腔24中的空气不断被填充进动涡轮Ⅰ2和定涡轮Ⅰ1间的月牙腔，并带出到排出腔26中，因此真空腔24中形成真空，为汽车真空助力器提供真空源。

与此类似，在本装置用于压缩空调制冷剂部分与上述具有相似的工作原理。压缩低压腔20中填充着低压的制冷剂，低压制冷剂从进口Ⅱ21不断流入并不断填充到动涡轮Ⅱ14和定涡轮Ⅱ13间的月牙腔，随着动涡轮Ⅱ14的运动，月牙腔有规律地向轴心收缩，月牙腔内的低压制冷剂被压缩，压力迅速升高，最后从轴心的出口孔Ⅱ16排出到压缩高压腔19，高压制冷剂从排出口Ⅱ17进入汽车空调的高压管道，用于汽车空调的制冷循环。压缩低压腔20内，涡轮外围的低压制冷剂不断卷入，不断被压缩并排出到压缩高压腔19中形成了一个源源不断的工作循环。当随着汽车空调制冷量需求的改变，需要改变压缩机的负荷时，通过电器盒22控制电磁泄压阀18打开一定开度，使得部分定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔中的制冷剂流入外围压缩腔。若不需要制冷，则让电磁泄压阀18全开，定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔中的制冷剂全部流入外围压缩腔，此时压缩机将不起压缩作用，耗能极低。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。

Claims (1)

1.电动汽车用真空-压缩一体机，包括用于产生真空的定涡轮Ⅰ1、动涡轮Ⅰ2，用于进行压缩的定涡轮Ⅱ13、动涡轮Ⅱ14，用于防止动涡轮Ⅰ2绕其轴心自转的防自转滑块Ⅰ3以及防止动涡轮Ⅱ14绕其轴心自转的防自转滑块Ⅱ12，用于支撑整个装置的机体4，用于产生偏心作用带动动涡轮Ⅰ2以特定规律运动的偏心轮Ⅰ5及同样带动动涡轮Ⅱ14以特定规律运动的偏心轮Ⅱ11，用于产生并传递旋转作用的电机定子7、电机转子8、电机轴9，用于支撑电机轴9并减少转动摩擦的轴承Ⅰ6、轴承Ⅱ10,用于将压缩低压腔20与压缩高压腔19隔开的隔板Ⅱ15，用于导出定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14产生的高压流体的出口孔Ⅱ16，用于外接高压流体管路的排出口Ⅱ17，用于控制压缩涡轮工作负荷的电磁泄压阀18，用于外接低压流体管路的进口Ⅱ21，用于连接电源并控制电机和电磁泄压阀18的电器盒22，用于外接真空管路的进口Ⅰ23，用于将真空腔24和排气腔26隔开的隔板Ⅰ25，用于接通外界的排出口Ⅰ27，用于导出定涡轮Ⅰ1和动涡轮Ⅰ2排出气体的出口孔Ⅰ28；所述定涡轮Ⅰ1、定涡轮Ⅱ13固定在机体4上，并分别与动涡轮Ⅰ2、动涡轮Ⅱ14相配合，所述动涡轮Ⅰ2及动涡轮Ⅱ14分别与偏心轮Ⅰ5和偏心轮11相连，偏心轮上的凸台与动涡轮底部的凹槽相配合，使得偏心轮的旋转能带动动涡轮做偏心运动，所述防自转滑块Ⅰ3位于动涡轮Ⅰ2与机体4之间，动涡轮Ⅰ2与滑块相配合并能在其上滑动，同样所述防自转滑块Ⅱ12安装于动涡轮Ⅱ14与机体4之间，动涡轮Ⅱ2与滑块相配合并能在其上滑动，所述偏心轮Ⅰ5、偏心轮Ⅱ11固定在电机轴9的两端，并能随着电机轴9一起转动，所述轴承Ⅰ6、轴承Ⅱ10套在机体4和电机轴9之间，支撑住电机轴9，所述电机转子8固定在电机轴9上，二者轴线重合能一起转动，所述电机定子7安装在机体4上，并将电机转子8包围其中，二者相隔一定间隙，所述出口孔Ⅰ28、出口孔Ⅱ16分别位于定涡轮Ⅰ1、定涡轮Ⅱ13中心并贯穿涡轮盘，所述排出口Ⅰ27、排出口Ⅱ17分别位于排气腔26、压缩高压腔19外侧的机体4上，所述电磁泄压阀18安装在定涡轮Ⅱ13上沿涡轮径向的凹槽内，流体可通过该阀门从定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔流入外围的压缩腔，所述进口Ⅰ23、进口Ⅱ21分别位于压缩低压腔20和真空腔24外侧的机体4上，所述电器盒22位于机体4外侧，通过电气线路连接至电机和电磁泄压阀18；

其中，电磁泄压阀18安装在定涡轮Ⅱ13上沿涡轮径向的凹槽内，电磁泄压阀18能在电器盒22的控制下连续地改变阀门开度，以改变通过该阀门从定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔流入外围压缩腔的流体的流量，其最大开度将使得定涡轮Ⅱ13和动涡轮Ⅱ14间靠近轴心的压缩腔中的流体全部流回到外围的压缩腔中，使得压缩机负荷为最小。