CN106812681B

CN106812681B - 石墨轴套和具有该石墨轴套的电动压缩机和制冷设备

Info

Publication number: CN106812681B
Application number: CN201710054968.6A
Authority: CN
Inventors: 夏小鸽; 杨开成
Original assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Current assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2019-09-06
Anticipated expiration: 2037-01-24
Also published as: CN106812681A

Abstract

本发明公开了石墨轴套和具有该石墨轴套的电动压缩机和制冷设备，其中，用于制备石墨轴套的石墨材料包括：石墨载体；硅和金属，所述硅和金属负载在所述石墨载体上。由此，硅能够强烈地促使碳元素石墨化，并对基体起到固溶强化作用，通过将石墨载体浸渍硅，可以显著提高制备得到的石墨材料的强度和抗摩擦磨损性能。

Description

石墨轴套和具有该石墨轴套的电动压缩机和制冷设备

技术领域

本发明涉及电动压缩机技术领域，具体而言，本发明涉及石墨轴套和具有该石墨轴套的电动压缩机和制冷设备。

背景技术

电动汽车由于其节能、环保而成为新能源汽车理想的选择，电动汽车内器件较多且自重又大，可供布置的空间较小，因此电动压缩机小型化、轻量化是需要解决的重要课题。目前电动压缩机多采用铝作为密封壳体，制冷工质采用R134a冷媒，由于R134a冷媒工作压力较小，铝壳体采用通用铸造就能满足密封要求。R134a冷媒属于氢氟烃类，对臭氧层破坏系数是0，但气候变暖潜能值很高，在《蒙特利尔议定书》没有规定使用期限，但在《联合国气候变化框架公约》京都书中定性为温室气体，欧盟将禁止使用GWP值高的氢氟烃类(HFCS)等相关制冷剂，因此汽车空调使用低的GWP值的制冷剂成为趋势和必然。

二氧化碳制冷剂是自然工质，ODP＝0，GWP＝1，来源广泛，成本低，蒸发潜热大，单位容积制冷量相当高，但二氧化碳制冷剂压缩机其工作压力高达15MPa，是常规冷媒5～10倍，在承受负荷大及润滑系统弱的条件下，其压缩机构造部件易出现严重磨损，从而影响压缩机设计寿命要求。

因而，现有的电动压缩机仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出石墨材料、由该石墨材料制备的石墨轴套和具有该石墨轴套的电动压缩机和制冷设备。该电动压缩机的压缩组件的内壁上具有高抗压强度和硬度的石墨轴套，因而该电动压缩机具有较高的可靠性和较长的设计寿命。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于电动压缩机的石墨材料，所述石墨材料包括：石墨载体；硅和金属，所述硅和金属负载在所述石墨载体上。由此，发明人发现，硅能够强烈地促使碳元素石墨化，并对基体起到固溶强化作用，通过将石墨载体浸渍硅，可以显著提高制备得到的石墨材料的强度和抗摩擦磨损性能。

在本发明的一些实施例中，所述石墨材料包含：0.1～2.0wt％的硅；0.1～6wt％的锑；0～1.0wt％的铝；0～0.5wt％的硫；0～0.5wt％的铁；0～0.5wt％的钾；以及余量的碳。由此通过将石墨载体浸渍硅和金属，可以显著提高制备得到的石墨材料的强度和抗摩擦磨损性能。

在本发明的一些实施例中，所述石墨材料包含：0.1～2.0wt％的硅；0.1～6wt％的锑；0.05～1.0wt％的铝；0.05～0.5wt％的硫；0.05～0.5wt％的铁；0.02～0.5wt％的钾；以及余量的碳。由此，通过将石墨载体浸渍硅和金属，可以显著提高制备得到的石墨材料的强度和抗摩擦磨损性能。

在本发明的第二方面，本发明还提出了一种石墨轴套，所述石墨轴套由前面实施例所述的石墨材料制备得到。由此，该石墨轴套具有良好的自润滑功能，通过将该石墨轴套用于压缩组件上，例如设置在上轴承、下轴承和活塞中的内壁上，可以显著提高上轴承、下轴承和活塞的耐磨性。

在本发明的第三方面，本发明还提出了一种电动压缩机，包括：壳体，所述壳体内封装有润滑油和冷媒；电机，所述电机设置在所述壳体内；压缩组件，所述压缩组件设置在壳体内，且所述压缩组件包括气缸、上轴承、下轴承、活塞、滑片和曲轴，其中，所述上轴承、下轴承和活塞中的至少之一的内壁上具有前面实施例所述的石墨轴套。

由此，根据本发明的实施例，通过在电动压缩机上轴承、下轴承和活塞中的至少之一的内壁上设置高抗压强度和硬度的石墨轴套，从而可以降低压缩组件的磨损，使电动压缩机具有较高的可靠性，并显著延长电动压缩机的设计寿命。

在本发明的一些实施例中，所述上轴承、下轴承和活塞的内壁上分别具有石墨轴套。由于通过在上轴承、下轴承和活塞的内壁上分别具有石墨轴套，可以进一步提高电动压缩机的可靠性和设计寿命。

在本发明的一些实施例中，所述润滑油的粘度为40～100mm²/s。

在本发明的一些实施例中，所述润滑油为烃类油和/或含氧合成油。

在本发明的一些实施例中，所述润滑油为选自POE、PVE和PAG中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述冷媒为选自CO₂冷媒和R290冷媒中的至少一种。

在本发明的第四方面，本发明还提出了一种制冷设备，该制冷设备包含前面实施例所述的电动压缩机。由于本发明上述实施例的电动压缩机的上轴承、下轴承和活塞中的内壁上设置高抗压强度和硬度的石墨轴套，从而可以降低压缩组件的磨损，使电动压缩机具有较高的可靠性，并显著延长电动压缩机的设计寿命。因此采用本发明上述实施例的电动压缩机，还可以进一步提高制冷设备的可靠性和设计寿命。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电动压缩机剖面图；

图2是根据本发明一个实施例的压缩组件剖面图；

图3是根据本发明一个实施例的活塞截面图；

图4是根据本发明一个实施例的上轴承剖面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的具体实施例，所述石墨材料包含：0.1～2.0wt％的硅；0.1～6wt％的锑；0～1.0wt％的铝；0～0.5wt％的硫；0～0.5wt％的铁；0～0.5wt％的钾；以及余量的碳。由此通过将石墨载体浸渍硅和金属，其中，硅能够强烈地促使碳元素石墨化，并对基体起到固溶强化作用，另外浸渍上述金属元素还可以进一步提高石墨材料的强度和抗摩擦磨损性能。

根据本发明的具体实施例，所述石墨材料包含：0.1～2.0wt％的硅；0.1～6wt％的锑；0.05～1.0wt％的铝；0.05～0.5wt％的硫；0.05～0.5wt％的铁；0.02～0.5wt％的钾；以及余量的碳。由此通过将石墨载体浸渍上述含量的硅以及上述各含量的锑、铝、硫、铁、钾元素，可以进一步提高石墨材料的自润滑功能，并显著提高制备得到的石墨材料的强度和抗摩擦磨损性能。

在本发明的第二方面，本发明还提出了一种石墨轴套，所述石墨轴套由前面实施例所述的石墨材料制备得到。由此，该石墨轴套具有良好的自润滑功能，通过将该石墨轴套用于压缩组件上，例如设置在上轴承、下轴承和活塞中的内壁上，由此可以显著提高上轴承、下轴承和活塞的耐磨性。

在本发明的第三方面，本发明还提出了一种电动压缩机，包括：壳体、电机和压缩组件，所述壳体内封装有润滑油和冷媒；所述电机设置在所述壳体内；所述压缩组件设置在壳体内。

根据本发明的实施例，所述压缩组件包括气缸、上轴承10、下轴承20、活塞30、滑片和曲轴，其中，所述上轴承10、下轴承20、活塞30中的至少之一的内壁上具有前面实施例所述的石墨轴套。

由于石墨轴套100具有较大抗压强度和肖氏硬度，通过在上轴承10、下轴承20和活塞30中的至少之一的内壁上设置石墨轴套100，可以避免上轴承10、下轴承20和活塞30直接与曲轴接触，进而避免了轴承10、下轴承20和活塞30的磨损，同时降低了曲轴磨损量。由此显著提高了电动压缩机的可靠性，并显著延长电动压缩机的设计寿命。由此，根据本发明的实施例，通过在电动压缩机上轴承、下轴承和活塞中的至少之一的内壁上设置高抗压强度和硬度的石墨轴套，从而可以降低压缩组件的磨损。

根据本发明的实施例，具有上述组分和含量的石墨轴套，其抗压强度不低于200MPa，肖氏硬度不低于80。由此该石墨轴套具有较高的耐磨性，进而可以有效降低上轴承、下轴承和曲轴的磨损量，进而提高了电动压缩机的可靠性。

根据本发明的实施例，上轴承10、下轴承20和活塞30的内壁上分别具有石墨轴套100。由此，通过在上轴承10、下轴承20和活塞30的内壁上均设置石墨轴套100，可以避免上轴承10、下轴承20和活塞30直接与曲轴接触，进而避免了轴承10、下轴承20和活塞30的磨损，同时降低了曲轴磨损量。由此显著提高了电动压缩机的可靠性。另外将上轴承10、下轴承20和活塞30的内壁上设置石墨轴套100，可以显著提高压缩机的可靠性和品质。

根据本发明的实施例，可以采用冷压或热压的方式使石墨轴套100分别形成在上轴承10、下轴承20和活塞30的内壁上。具体地，可以将上轴承10、下轴承20和活塞30分别固定在设定支撑架上，将轴套100通过特定治具分别压入上轴承10、下轴承20和活塞30，得到组合件，并对组合件内径加工达到需要精度要求。

根据本发明的实施例，石墨轴套100具体可以通过下列步骤制备得到：

1.将配置好粉体模压成需要尺寸形状轴套，对其进行培烧；

2.将步骤1进行树脂或者金属浸渍，进行增加强度及韧性的封孔工序；

将步骤2工件进行粗加工，达到所需部件尺寸要求。

根据本发明的实施例，润滑油的粘度可以为40～100mm²/s。由此，可以显著提高电动压缩机的制冷效果。

根据本发明的实施例，润滑油可以为烃类油和/或含氧合成油。由此，可以进一步提高电动压缩机的制冷效果。根据本发明的实施例，润滑油可以为选自POE、PVE和PAG中的至少一种。由此，可以进一步提高电动压缩机的制冷效果。根据本发明的实施例，冷媒可以选择为CO₂冷媒和R290冷媒中的至少一种。由此，可以进一步提高电动压缩机的制冷效果。

由此，根据本发明的实施例，该电动压缩机通过在电动压缩机上轴承、下轴承和活塞中的至少之一的内壁上设置高抗压强度和硬度的石墨轴套，从而可以降低压缩组件的磨损，使电动压缩机具有较高的可靠性，并显著延长电动压缩机的设计寿命。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

石墨材料包含：2.2wt％的Sb、0.5twt％的Si、0.17wt％的Al、0.28wt％的S、0.28wt％的Fe、0.2wt％的K以及余量的C。

采用上述石墨轴套组合制备轴承和活塞，经过1000H实验后，其磨损量为0.1和0.3微米，满足压缩机设计寿命要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种用于电动压缩机的石墨材料，其特征在于，所述石墨材料包括：

石墨载体；

硅和金属，所述硅和金属负载在所述石墨载体上；

所述石墨材料包含：

0.1～2.0wt％的硅；

0.1～6wt％的锑；

0～1.0wt％的铝；

0～0.5wt％的硫；

0～0.5wt％的铁；

0～0.5wt％的钾；以及

余量的碳。

2.根据权利要求1所述的石墨材料，其特征在于，包含：

0.1～2.0wt％的硅；

0.1～6wt％的锑；

0.05～1.0wt％的铝；

0.05～0.5wt％的硫；

0.05～0.5wt％的铁；

0.02～0.5wt％的钾；以及

余量的碳。

3.一种石墨轴套，其特征在于，所述石墨轴套由权利要求1或2所述的石墨材料制备得到。

4.一种电动压缩机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内封装有润滑油和冷媒；

电机，所述电机设置在所述壳体内；

压缩组件，所述压缩组件设置在壳体内，且所述压缩组件包括气缸、上轴承、下轴承、活塞、滑片和曲轴，

其中，所述上轴承、下轴承和活塞中的至少之一的内壁上具有权利要求3所述的石墨轴套。

5.根据权利要求4所述的电动压缩机，其特征在于，所述上轴承、下轴承和活塞的内壁上分别具有石墨轴套。

6.根据权利要求4所述的电动压缩机，其特征在于，所述润滑油的粘度为40～100mm²/s。

7.根据权利要求4所述的电动压缩机，其特征在于，所述润滑油为烃类油和/或含氧合成油。

8.根据权利要求7所述的电动压缩机，其特征在于，所述润滑油为选自POE、PVE和PAG中的至少一种。

9.根据权利要求4所述的电动压缩机，其特征在于，所述冷媒为选自CO₂冷媒和R290冷媒中的至少一种。

10.一种制冷设备，其特征在于，包含权利要求4-9任一项所述的电动压缩机。