CN105889021B - 直联空压机机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直联空压机机组，包括柴油机和空压机，所述柴油机包括柴油机曲轴和柴油机曲轴箱，所述空压机包括气缸、空压机曲轴箱和空压机曲轴，所述柴油机曲轴连接有柴油机飞轮，所述柴油机飞轮设于柴油机飞轮壳内，所述柴油机飞轮壳固定设于所述柴油机曲轴箱上；所述空压机曲轴连接有空压机飞轮，所述空压机飞轮设于空压机飞轮壳内，所述空压机飞轮壳固定设于所述空压机曲轴箱上；所述空压机飞轮壳与所述柴油机飞轮壳直接刚性联接，所述空压机飞轮与所述柴油机飞轮通过联轴器传动联接。本发明的直联空压机机组，实现了空压机与柴油机的直接联接，占空小、整机振动小、可靠性高、不易损坏。

Description

直联空压机机组
技术领域
本发明涉及空压机技术领域，具体地说，涉及一种直联空压机机组。
背景技术
目前在粉料运输车上使用的空压机一般通过柴油机驱动，空压机和柴油机组成柴动空压机组，柴油机和空压机分别各自独立安装，空压机的动力输入端设置有空压机皮带轮，柴油机的动力输出端通过离合器连接有柴油机皮带轮，空压机皮带轮与柴油机皮带轮之间连接有三角带，柴油机的动力输出端与空压机的曲轴动力输入端通过三角带联接传递动力。现有的空压机与柴油机联接后组成的柴动空压机组的这种安装和联接方式，存在以下缺陷：
1、机组振动大。柴油机的现有的这种安装和联接方式，空压机在运行中是交变负荷，会产生交变力，引起较大的振动，如果空压机与柴油机通过三角带联接，通过水平方向的力传递来联接，使整个机组产生水平方向的振动，而这种水平方向的振动危害巨大，使整车和零部件损坏率高、可靠性低。
2、使机组结构复杂。柴油机的现有的这种安装和联接方式，柴油机的动力输出装置需要配置三角皮带轮，空压机的动力输入装置要配置更大的三角皮带轮，两者的皮带轮再通过三角带联接传递动力，三角带联接会产生很大的径向力，对柴油机的动力输出装置和空压机径向承受能力的要求相应提高，使机组结构变得复杂。
3、使机组体积较大。柴油机的现有的这种安装和联接方式，柴油机和空压机各自独立安装，占空间较大，另外，空压机和柴油机的变速比大于2，空压机的皮带轮直径较大，使得柴油机和空压机之间的距离不得不加大，使得整个柴动空压机组的体积更加变大。
4、柴油机的现有的这种安装和联接方式，通过三角带联接动力传递效率低，油耗高，经济性差，且三角带易于损坏，需要经常更换，费事费力。
5、现有的空压机的转速较低，一般在950～1000r/min之间，同样体积的空压机，排气量相对较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种直联空压机机组，该直联空压机机组实现了空压机与柴油机直接联接，实现了空压机与柴油机的整体安装。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
直联空压机机组，包括柴油机和空压机，所述柴油机包括柴油机曲轴和柴油机曲轴箱，所述空压机包括气缸、空压机曲轴箱和空压机曲轴，所述柴油机曲轴连接有柴油机飞轮，所述柴油机飞轮设于柴油机飞轮壳内，所述柴油机飞轮壳固定设于所述柴油机曲轴箱上；所述空压机曲轴连接有空压机飞轮，所述空压机飞轮设于空压机飞轮壳内，所述空压机飞轮壳固定设于所述空压机曲轴箱上；所述空压机飞轮壳与所述柴油机飞轮壳直接刚性联接，所述空压机飞轮与所述柴油机飞轮通过联轴器传动联接。
优选的，所述柴油机飞轮壳的一端部周边向外延伸设有环形的柴油机飞轮壳固定部，所述空压机飞轮壳的一端部周边向外延伸设有环形的空压机飞轮壳固定部，所述柴油机飞轮壳固定部与所述空压机飞轮壳固定部贴合并通过螺栓直接刚性联接。
优选的，所述空压机飞轮与所述柴油机飞轮通过齿轮联轴器传动联接。
优选的，所述气缸包括左气缸和右气缸。
优选的，所述气缸内设有冷却腔。
优选的，所述冷却腔的进口端连接所述柴油机的散热水箱的出水口，所述冷却腔的出口端连接所述柴油机的散热水箱的回水口。
优选的，所述冷却腔的进口端与所述柴油机的散热水箱的出水口之间的连接管道上设有水泵。
优选的，所述冷却腔包括上冷却腔和下冷却腔。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本发明的直联空压机机组，空压机飞轮壳与柴油机飞轮壳直接刚性联接成为一体结构；使柴油机与空压机实现直接联接，在达到由柴油机通过联轴器向空压机传递动力的目的的同时，避免了空压机与柴油机的分体安装，实现了空压机与柴油机的整体安装。此种结构的柴动直联空压机机组，一是结构紧凑、简单，不需要两个皮带轮和三角带，也不需要柴油机再设置离合器，整体体积小、结构空间减小30-40％，占空小、传动效率提高。二是空压机与柴油机直联，同轴度好，刚性好，不产生水平方向的交变力，消除了水平振动，使机组的振动降低，对机组本身各零部件和整车的强度要就降低，重量减轻20％,适应了汽车的轻量化。另外，空压机与柴油机刚性直联，同轴度好，使联轴器不易于损坏，可靠性提高，使用寿命长。
由于气缸内设有冷却腔，冷却腔的进口端连接柴油机的散热水箱的出水口，冷却腔的出口端连接柴油机的散热水箱的回水口。由柴油机的散热水箱提供的冷却水进入空压机气缸的冷却腔，对气缸体表面进行冷却，被加热后的水通过管道回到柴油机散热水箱进行冷却降温，循环使用。通过循环水的冷却，气缸体的温度降低30-40度，大大降低了缸体温度，使气缸缸体内密封件的使用寿命加长，空压机的转速提高20-25％，排气量增加，单位排量重量降低，且使排出的压缩空气温度降低20-30度。另外，用于冷却气缸缸体的循环水来自提供动力的柴油机本身，不需要再单独设立其它辅助装置，结构简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明的直联空压机机组的结构示意图；
图2是图1沿A-A向的剖视图(图中箭头表示冷却水进水流向)；
图3是图1沿B-B向的剖视图(图中箭头表示冷却水回水流向)；
图4是本发明中的冷却水系统示意图；
图中：1、柴油机；11、柴油机曲轴；12、柴油机飞轮；13、柴油机飞轮壳；131、柴油机飞轮壳固定部；14、散热水箱；15、柴油机水泵；2、联轴器；3、空压机；31、空压机飞轮壳；311、空压机飞轮壳固定部；32、空压机飞轮；33、空压机曲轴；34、左气缸；341、左缸体上冷却腔；342、左缸体下冷却腔；35、右气缸；351、右缸体上冷却腔；352、右缸体下冷却腔；36、空压机曲轴箱；4、多通。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明的直联空压机机组，包括柴油机1和空压机3，柴油机1包括柴油机曲轴11和柴油机曲轴箱(图中未示出)、与柴油机曲轴11连接的柴油机飞轮12，柴油机飞轮12设于柴油机飞轮壳13内，柴油机飞轮壳13固定安装在柴油机曲轴箱上，空压机3包括气缸、空压机曲轴箱36、空压机曲轴33、与空压机曲轴33连接的空压机飞轮32，空压机飞轮32设于空压机飞轮壳31内，空压机飞轮壳31固定安装于空压机曲轴箱36上，空压机飞轮壳31与柴油机飞轮壳13直接刚性联接，不可转动、能承受弯矩及其它拉压力的联接为刚性联接，空压机飞轮32与柴油机飞轮12通过联轴器2传动联接。联轴器2可采用同轴度较好的齿轮联轴器。
其中，柴油机飞轮壳13与空压机飞轮壳31的直接刚性联接可采用以下结构：柴油机飞轮壳13的一端部周边向外延伸设有环形的柴油机飞轮壳固定部131，空压机飞轮壳31的一端部周边向外延伸设有环形的空压机飞轮壳固定部311，柴油机飞轮壳固定部131与空压机飞轮壳固定部311贴合并通过螺栓直接刚性联接。本发明的直联空压机机组，空压机飞轮壳31与柴油机飞轮壳13直接刚性联接成为一体结构；空压机飞轮32与柴油机飞轮12通过联轴器2传动联接，使柴油机1与空压机3实现直接联接，在达到由柴油机1通过联轴器2向空压机3传递动力的目的的同时，避免了空压机3与柴油机1的分体安装，实现了空压机3与柴油机1的整体安装。此种结构的柴动直联空压机组，一是结构紧凑、简单，不需要两个皮带轮和三角带，整体体积小、结构空间减小30-40％，占空小、传动效率提高。二是空压机与柴油机直联，同轴度好，刚性好，机组的振动降低，对机组本身各零部件和整车的强度要就降低，可靠性提高，重量减轻20％,适应了汽车的轻量化。
当然，柴油机飞轮壳与空压机飞轮壳还可以采取其它结构形式的刚性联接方式，均落入本发明的保护范围之内。
本实施例中，气缸包括左气缸34和右气缸35。
以下是对上述实施例进一步所做的多处改进：
参照图2、图3以及图4，左气缸34的缸体内设有左缸体上冷却腔341和左缸体下冷却腔342，右气缸35的缸体内设有右缸体上冷却腔351和右缸体下冷却腔352。柴油机1上设有散热水箱14，散热水箱14的出水口连接柴油机水泵15的进口，柴油机水泵15的出口通过多通4分路连接至左缸体上冷却腔341的进口端、左缸体下冷却腔342的进口端、右缸体上冷却腔351的进口端以及右缸体下冷却腔352的进口端，左缸体上冷却腔341的出口端、左缸体下冷却腔342的出口端、右缸体上冷却腔351的出口端以及右缸体下冷却腔352的出口端通过多通4集合连接至柴油机1的散热水箱14的回水口。
此种结构的柴动直联空压机组在运行时，由柴油机1的散热水箱14提供的冷却水在柴油机水泵15的抽送作用下，进入左气缸的左缸体上冷却腔341、左缸体下冷却腔342以及右气缸的右缸体上冷却腔351、以及右缸体下冷却腔352，对左气缸34的缸体和右气缸35的缸体表面进行冷却，被加热后的水通过管道和多通4集合回到柴油机1的散热水箱14进行冷却降温，循环使用。通过循环水的冷却，使左气缸34的缸体和右气缸35的缸体的温度降低30～40度，大大降低了缸体温度，使气缸缸体内的密封件的使用寿命加长，空压机的转速提高20-25％，排气量增加，单位排量重量降低，且使排出的压缩空气温度降低20-30度。另外，用于冷却气缸缸体的循环水来自提供动力的柴油机1本身，不需要再单独设立其它辅助装置，结构简单。
柴动直联空压机组上的空压机的转速一般在800～1000转每分钟，柴油机的转速在1200～2000转之间，两者的转速不匹配。要实现两者之间的刚性直联，就要提高空压机的转速或者降低柴油机的转速，使两者的转速相匹配。如果降低柴油机的转速，柴油机的输出功率就会降低，不能满足空压机所需的动力，而如果提高空压机的转速，空压机的气缸温度就会提高，空压机气缸的密封件的寿命会降低。而本发明的直联空压机，通过在空压机气缸的缸体上设置冷却腔，通过柴油机的散热水箱中的冷却水对气缸的缸体冷却，利用现有的机构配置，降低空压机运行中的缸体的温度，使空压机的转速提高，能够与柴油机的转速相匹配，使柴油机和空压机的刚性直联得以实现。
空压机的其它结构，例如空压机曲轴与活塞等的结构为本领域的常规技术，在此不再赘述其结构和工作原理。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.直联空压机机组，包括柴油机和空压机，所述柴油机包括柴油机曲轴和柴油机曲轴箱，所述空压机包括气缸、空压机曲轴箱和空压机曲轴，其特征在于：所述柴油机曲轴连接有柴油机飞轮，所述柴油机飞轮设于柴油机飞轮壳内，所述柴油机飞轮壳固定设于所述柴油机曲轴箱上；
所述空压机曲轴连接有空压机飞轮，所述空压机飞轮设于空压机飞轮壳内，所述空压机飞轮壳固定设于所述空压机曲轴箱上；
所述空压机飞轮壳与所述柴油机飞轮壳直接刚性联接，所述空压机飞轮与所述柴油机飞轮通过联轴器传动联接；
所述气缸内设有冷却腔,所述冷却腔的进口端连接所述柴油机的散热水箱的出水口，所述冷却腔的出口端连接所述柴油机的散热水箱的回水口。
2.如权利要求1所述的直联空压机机组，其特征在于：所述柴油机飞轮壳的一端部周边向外延伸设有环形的柴油机飞轮壳固定部，所述空压机飞轮壳的一端部周边向外延伸设有环形的空压机飞轮壳固定部，所述柴油机飞轮壳固定部与所述空压机飞轮壳固定部贴合并通过螺栓直接刚性联接。
3.如权利要求2所述的直联空压机机组，其特征在于：所述空压机飞轮与所述柴油机飞轮通过齿轮联轴器传动联接。
4.如权利要求1所述的直联空压机机组，其特征在于：所述气缸包括左气缸和右气缸。
5.如权利要求1所述的直联空压机机组，其特征在于：所述冷却腔的进口端与所述柴油机的散热水箱的出水口之间的连接管道上设有水泵。
6.如权利要求5所述的直联空压机机组，其特征在于：所述冷却腔包括上冷却腔和下冷却腔。
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Denomination of invention: Direct connected air compressor unit

Effective date of registration: 20230331

Granted publication date: 20180123

Pledgee: Anqiu Shandong rural commercial bank Limited by Share Ltd.

Pledgor: SHANDONG KOFO POWER CO.,LTD.

Registration number: Y2023980036960

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