CN106870333B - 电动压缩机和制冷设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电动压缩机和制冷设备。其中，电动压缩机的壳体为铝合金壳体，所述铝合金壳体内封装有润滑油和冷媒，所述铝合金壳体由铝合金粉末通过挤压铸造制成，所述铝合金粉末包含：0.1～12wt％的硅；0.2～2.0wt％的镁；0.2～2.0wt％的铁；0.05～1.0wt％的锌；0.01～0.5wt％的钛；0～3.0wt％的铜；0～0.5wt％的锰；0～0.5wt％的镍；0～0.5wt％的锡；以及余量的铝。该电动压缩机的壳体采用挤压铸造铝合金制成，抗压强度与屈服强度高，适用于以CO2为冷媒的电动压缩机。

Description

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，对其密封壳体抗压及屈服能力要求极高，常规铝合金采用通用压力铸造致密度低，不能满足高压力要求。如壳体采用热轧钢板二氧化碳压缩机壳体厚度要增加到6～10mm才能满足，这样导致整体压缩机重量增加，满足不了汽车空调压缩机轻量化要求，从而降低用户满意度。
因此，现有的电动压缩机壳体仍有待改进。
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电动压缩机和制冷设备。该电动压缩机的壳体采用挤压铸造铝合金制成，抗压强度与屈服强度高，适用于以CO2为冷媒的电动压缩机。
在本发明的第一方面，本发明提出了一种电动压缩机。根据本发明的实施例，所述电动压缩机的壳体为铝合金壳体，所述铝合金壳体内封装有润滑油和冷媒，所述铝合金壳体由铝合金粉末通过挤压铸造制成，所述铝合金粉末包含：0.1～12wt％的硅；0.2～2.0wt％的镁；0.2～2.0wt％的铁；0.05～1.0wt％的锌；0.01～0.5wt％的钛；0～3.0wt％的铜；0～0.5wt％的锰；0～0.5wt％的镍；0～0.5wt％的锡；以及余量的铝。
由此，根据本发明的实施例，该电动压缩机的壳体采用挤压铸造铝合金制成，抗压强度与屈服强度高，适用于以CO2为冷媒的电动压缩机。
另外，根据本发明上述实施例的电动压缩机还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述铝合金粉末包含：0.1～12wt％的硅；0.2～2.0wt％的镁；0.2～2.0wt％的铁；0.05～1.0wt％的锌；0.01～0.5wt％的钛；0.1～3.0wt％的铜；0.1～0.5wt％的锰；0.05～0.5wt％的镍；0.05～0.5wt％的锡；以及余量的铝。
在本发明的一些实施例中，所述铝合金壳体的厚度为4～10mm。
在本发明的一些实施例中，所述铝合金壳体的抗拉强度不低于290MPa，屈服强度不低于220MPa。
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CO2冷媒。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种制冷设备。根据本发明的实施例，该制冷设备包含上述电动压缩机。由此，该制冷设备具有较小的质量，从而满足客户的需求。
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。
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。
在本发明的第一方面，本发明提出了一种电动压缩机。根据本发明的实施例，参考图1，电动压缩机的壳体为铝合金壳100，铝合金壳体内封装有润滑油和冷媒，铝合金壳体可以由铝合金粉末通过挤压铸造制成，铝合金粉末可以包含：0.1～12wt％的硅；0.2～2.0wt％的镁；0.2～2.0wt％的铁；0.05～1.0wt％的锌；0.01～0.5wt％的钛；0～3.0wt％的铜；0～0.5wt％的锰；0～0.5wt％的镍；0～0.5wt％的锡；以及余量的铝。
通过采用上述铝合金粉末组成成分以及配比，并通过挤压铸造工艺制备得到的电动压缩铝合金壳体首先能够满足轻量化要求，同时该铝合金壳体的抗拉强度不低于290MPa，屈服强度不低于220MPa，进而能够完全满足电动压缩机壳体性能要求。另外，该铝合金壳体还能够适用于以CO2为冷媒的电动压缩机，具体地，该铝合金壳体满足设计压力17MPa的要求，并且最高耐压达到34MPa。在170℃的工作温度下，也能够满足设计压力14MPa的要求。因此，本发明实施例的电动压缩机采用通过采用上述铝合金粉末组成成分以及配比挤压铸造得到的铝合金壳体可以进一步提高轻量化水平和稳定性。
根据本发明的实施例，铝合金粉末可以包含：0.1～12wt％的硅；0.2～2.0wt％的镁；0.2～2.0wt％的铁；0.05～1.0wt％的锌；0.01～0.5wt％的钛；0.1～3.0wt％的铜；0.1～0.5wt％的锰；0.05～0.5wt％的镍；0.05～0.5wt％的锡；以及余量的铝。由此，可以进一步提高制备得到的铝合金壳体的抗压强度与屈服强度。具体地，通过优选上述铝合金粉末成分和配比可以进一步提高铝合金壳体的抗拉强度和屈服强度提高。
根据本发明的实施例，铝合金壳体的厚度可以为4～10mm。由此，可以在保证铝合金壳体力学性能的同时，显著降低铝合金壳体的重量。
根据本发明上述实施例的电动压缩机，其铝合金壳体的抗拉强度不低于290MPa，屈服强度不低于220MPa。由此可以进一步提高电动压缩机的可靠性。
根据本发明具体实施例的电动压缩机，其铝合金壳体内封装的润滑油并不受特别限制，进而可以进一步提高电动压缩机的适用性，例如封装的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。
根据本发明的具体实施例，润滑油可以采用烃类油和/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。因此，本发明实施例的电动压缩机通过采用铝合金壳体，可以显著提高润滑油的选择范围，进而提高电动压缩机的适用性。
根据本发明的具体实施例，其铝合金壳体内封装的冷媒并不受特别限制。由于铝合金壳体能够满足设计压力17MPa的要求，并且最高耐压达到34MPa。即使在170℃的工作温度下，也能够满足设计压力14MPa的要求。因此本发明具体实施例的电动压缩机可以满足使用CO2冷媒的压力要求。具体地，本发明具体实施例的电动压缩机内封装的冷媒可以为CO2冷媒。由此，可以进一步提高电动压缩机的适用范围和制冷效果。
根据本发明的实施例，通过采用上述铝合金粉末组成成分以及配比，并通过挤压铸造工艺制备得到的电动压缩铝合金壳体首先能够满足轻量化要求，同时该铝合金壳体的抗拉强度不低于290MPa，屈服强度不低于220MPa，进而能够完全满足电动压缩机壳体性能要求。另外，该铝合金壳体还能够适用于以CO2为冷媒的电动压缩机，具体地，该铝合金壳体满足设计压力17MPa的要求，并且最高耐压达到34MPa。在170℃的工作温度下，也能够满足设计压力14MPa的要求。因此，本发明实施例的电动压缩机采用通过采用上述铝合金粉末组成成分以及配比挤压铸造得到的铝合金壳体可以进一步提高轻量化水平和稳定性。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种制冷设备。根据本发明的实施例，该制冷设备包含本发明上述实施例的电动压缩机。由于本发明上述实施例的电动压缩机具有铝合金壳体，因此更加轻量化，另外还具有更高的耐压性能，满足CO2冷媒的使用要求。因此具有本发明上述实施例的电动压缩机的制冷设备，不仅能够满足轻量化要求，还可以进一步提高制冷设备的可靠性，从而满足客户的需求。
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
铝合金粉末包含：11.38wt％的硅，0.2wt％的镁，0.17wt％的锰，0.83wt％的铁，0.95wt％的锌，0.01wt％的钛，0.05wt％的镍以及余量的铝。
采用上述铝合金粉末挤压铸造铝合金壳体，并对其材料力学性能进行测试，其抗拉强度为350MPa，屈服强度250MPa。
实施例2
铝合金粉末包含：8.6～9.4wt％的硅，0.45～0.6wt％的镁，0.1wt％的锰，0.2wt％的铁，0.1wt％的锌，0.2wt％的钛，1.6～2.0wt％的铜以及余量的铝。
采用上述铝合金粉末挤压铸造铝合金壳体，并对其材料力学性能进行测试，其抗拉强度为350MPa，屈服强度240MPa。
实施例3
铝合金粉末包含：6.5～7.5wt％的硅，0.3～0.45wt％的镁，0.05wt％的锰，0.23～0.5wt％的铁，0.05wt％的锌，0.2wt％的钛，0.1wt％的铜，0～0.5wt％的镍，0～0.5wt％的锡以及余量的铝。
采用上述铝合金粉末挤压铸造铝合金壳体，并对其材料力学性能进行测试，其抗拉强度为310MPa，屈服强度240MPa。
实施例4
铝合金粉末包含：0.1～0.25wt％的硅，1.3～1.8wt％的镁，0.9～1.3wt％的铁，0.1wt％的锌，0.04～0.1wt％的钛，1.9～2.7wt％的铜以及余量的铝。
采用上述铝合金粉末挤压铸造铝合金壳体，并对其材料力学性能进行测试，其抗拉强度为380MPa，屈服强度285MPa。
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 (6)

1.一种电动压缩机，其特征在于，所述电动压缩机的壳体为铝合金壳体，所述铝合金壳体内封装有润滑油和冷媒，所述铝合金壳体由铝合金粉末通过挤压铸造制成，所述铝合金壳体的厚度为4～10mm，所述铝合金粉末包含：
0.1～0.25wt％的硅；
1.3～1.8wt％的镁；
0.9～1.3wt％的铁；
0.1wt％的锌；
0.04～0.1wt％的钛；
1.9～2.7wt％的铜；以及
余量的铝。
2.根据权利要求1所述电动压缩机，其特征在于，所述润滑油的粘度为40～100mm2/s。
3.根据权利要求2所述电动压缩机，其特征在于，所述润滑油为烃类油和/或含氧合成油。
4.根据权利要求2所述电动压缩机，其特征在于，所述润滑油为选自POE、PVE和PAG中的至少一种。
5.根据权利要求1所述电动压缩机，其特征在于，所述冷媒为CO2冷媒。
6.一种制冷设备，其特征在于，包含权利要求1～5任一项所述电动压缩机。
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