CN107023482B - 一种压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机，包括：壳体；压缩机构，包括静涡盘及动涡盘，电机机构，包括电机转子和电机定子，所述电机定子设有轴向贯穿所述电机定子的第一螺栓通孔；上支架及下支架，分别与所述电机定子轴向的两端连接；导柱，所述导柱为贯通的柱体，一螺栓穿过所述导柱并连接至所述上支架及所述下支架，所述导柱位于所述螺栓和所述电机定子的第一螺栓通孔的内壁之间，其中，所述导柱的一端抵接所述上支架，所述导柱的另一端抵接所述下支架。本发明提供的压缩机减小噪音并改善上下支架的对位精度。

Description

一种压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种车用压缩机。

背景技术

现有的车用涡旋压缩机具有以下特点和不足：

1)电机机构的电机定子直接与外壳过盈配合，在压缩机工作时，电机的振动和噪声很容易直接通过压缩机壳体传到外部；

2)基本都是卧式结构，即轴系传动机构与泵体为横向安装。相对于立式压缩机，卧式压缩机的缺点是压缩机内部不易形成平稳的润滑油池，油内循环利用和润滑的难度大，压缩机的排油量大，并且如有固体杂质进入压缩机内，杂质很容易随着制冷剂流入泵体内造成泵体零件的损伤。

3)采用压铸铝合金壳体毛坯，通过进行较多的机加工得到壳体成品(加工部位包括壳体端面、壳体与电机过盈装配的内孔、轴承座孔及端面等)。由于压铸件容易产生气孔，如果压铸壳体的机加工部位的面积较大或者部位较多，在加工过程中很可能会使气孔贯通，从而导致壳体的气密性不良。

4)压缩机吸气口或排气口位于铸造零件上。由于普通铸造铝合金件与锻造或挤压铸造等高强度铝合金相比其材料强度及致密性不高，安装吸气或排气压板的螺纹牙易被破坏。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种车用的电动压缩机，其减小噪音并改善上下支架的对位精度。

本发明提供一种压缩机，包括：壳体，具有容置空间；压缩机构，包括：静涡盘，包括设有涡旋齿的低压侧和背向所述涡旋齿的高压侧；动涡盘，所述动涡盘位于所述容置空间内，所述动涡盘设有涡旋齿的一侧与所述静涡盘的涡旋齿相对，且所述静涡盘的涡旋齿与所述动涡盘的涡旋齿形成压缩腔；电机机构，容置于所述容置空间内，包括电机转子和电机定子，所述电机机构位于所述容置空间内，并驱动所述动涡盘相对于所述静涡盘转动，以压缩所述压缩腔内的制冷剂；上支架，与所述静涡盘的低压侧连接固定；以及下支架，通过所述电机定子与所述上支架连接固定。

相比现有技术，本发明利用上下支架固定电机定子，而非壳体，可以隔断电机振动噪声直接通过壳体传出的传播路径，可减小压缩机工作时电机的振动和噪声。并且，本发明通过导柱的设置，可解决因电机定子两端面平行度不良或者电机定子端面平面度不良而进一步导致的上、下支架的上、下支架轴承孔的同轴度不良问题，从而能够提高上、下轴承的装配精度，进而提高压缩机的效率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出了根据本发明实施例的压缩机的立体图。

图2示出了根据本发明实施例的压缩机的剖面图。

图3为图2中的局部视图F。

图4为图2中的局部视图G。

图5示出了根据本发明实施例的压缩机的主视图。

图6为图5的A-A剖面图。

图7为图5的B-B剖面图。

图8示出了根据本发明实施例的压缩机壳体分解图。

图9示出了根据本发明实施例的压缩机壳体主视图。

图10为图9的C-C剖面图。

图11示出了根据本发明实施例的上支架-电机机构-下支架装配立体图。

图12示出了根据本发明实施例的上支架-电机机构-下支架装配仰视图。

图13为图12的D-D剖面图。

图14示出了根据本发明实施例的压缩机壳体内部的仰视图。

图15为图14的E-E剖面图。

图16示出了根据本发明实施例的上支架一视角的立体图。

图17示出了根据本发明另一实施例的上支架-电机机构-下支架装配剖面图。

图18为图17中的局部视图T。

图19示出了根据本发明又一实施例的压缩机壳体内部件的立体图。

图20示出了根据本发明又一实施例的压缩机剖面图。

图21为图20的局部视图O。

图22示出了根据本发明又一实施例的接线柱的立体图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

为了改善现有技术的缺陷，本发明提供了一种压缩机，优选地为车用电动涡旋压缩机。下面以立式结构，即轴系传动机构与涡旋泵体轴线采用立式布置的压缩机为例描述各个实施例，但本发明也可适用于卧式压缩机。本发明提供的压缩机优选地供电动汽车使用，但并非以此为限。

首先结合图1至图16描述本发明的一种具体实施例。图1示出了根据本发明实施例的压缩机的立体图。图2示出了根据本发明实施例的压缩机的剖面图。图3为图2中的局部视图F。图4为图2中的局部视图G。图5示出了根据本发明实施例的压缩机的主视图。图6为图5的A-A剖面图。图7为图5的B-B剖面图。图8示出了根据本发明实施例的压缩机壳体分解图。图9示出了根据本发明实施例的压缩机壳体主视图。图10为图9的C-C剖面图。图11示出了根据本发明实施例的上支架-电机机构-下支架装配立体图。图12示出了根据本发明实施例的上支架-电机机构-下支架装配仰视图。图13为图12的D-D剖面图。图14示出了根据本发明实施例的压缩机壳体内部的仰视图。图15为图14的E-E剖面图。图16示出了根据本发明实施例的上支架一视角的立体图。

在本实施例中，立式压缩机包括壳体3、包括静涡盘2和动涡盘15的压缩机构及电机机构。优选地，立式压缩机还包括上盖1。

壳体3具有第一开口。可选地，壳体3为铸造件。壳体3包括一挡墙308，挡墙308将容置空间划分为低压腔309和控制器腔302。低压腔309容置电机机构。控制器腔302设有一第二开口。立式压缩机还包括控制器腔盖4和电控部件。控制器腔盖4密封第二开口。具体而言，制器腔盖4和壳体3通过密封圈9(或密封垫片，或密封胶)以及螺栓10实现密封和紧固。电控部件设置在控制器腔盖4和挡墙之间的控制器腔302内。优选地，挡墙308设有朝向控制器腔302开口的凹腔305。电控部件可选地包括第一电控部件及第二电控部件。第一电控部件容置于凹腔305内。第一电控部件包括但不限于如下部件中的一种或多种：电容、电感及继电器。第二电控部件与挡墙308设置凹腔305之外的部分贴合。第二电控部件包括功率元件。具体而言，凹腔305设置的位置，在低压腔309一侧与低压腔309内零件不干涉，在控制器腔302一侧功率元件与壳体3的挡墙308未设置凹腔305的部分贴合，在低压腔309内从吸气腔203流入的制冷剂流经挡墙308，制冷剂吸收功率元件散发的热量，实现对功率元件的冷却。这样，通过壳体3的挡墙308将低压腔309内多余空间划分用于容置电控部件，以减少控制器腔302部分的宽度L2，实现立式涡旋压缩机的小型化。而未设置在凹腔305内的其余第二电控部件可不与挡墙308贴合。

静涡盘2包括设有涡旋齿201的低压侧202和背向涡旋齿201的高压侧206。静涡盘2的低压侧202与壳体3的第一开口相对以形成一容置空间。优选地，壳体3和静涡盘2的低压侧202形成的容置空间可选地为类长方体。但本发明不限于此，容置空间例如还可以是类圆柱体、类正方体等形状。可选地，壳体3和静涡盘2通过密封圈7(或密封垫片，或密封胶)以及螺栓8实现密封和紧固。优选地，静涡盘为耐磨高强度铝合金件，例如锻造铝合金、挤压铸造铝合金等等(其中，高强度铝合金件的材料强度和致密性均优于普通铸造件)。可选地，静涡盘2和壳体3上还设置有一个或多个安装支脚207、303，以将压缩机安装在汽车内。

上盖1与静涡盘2的高压侧206之间形成高压腔2014。高压腔2014内安装有排气阀片30和排气挡板。可选地，通过密封圈5(或密封垫片，或密封胶)及螺栓6实现上盖1和静涡盘2的密封和紧固。静涡盘2的低压侧202还形成有吸气腔203。静涡盘2上还设置有与高压腔2014相连通的排气口2012以及与吸气腔203相连通的吸气口2010。静涡盘2还设置有吸气螺纹孔2011和排气螺纹孔。吸气腔203与吸气口2010连通。换言之，高强度铝合金材质的静涡盘2作为压缩机外壳的一部分，压缩机的吸气口2010、排气口2012均设在静涡盘2上。由于高强度铝合金，例如锻造或挤压铸造等材料的材料强度和致密性都优于铸件，因此吸气口2010、排气口2012的气密性和螺纹强度更好。同时，铸造的壳体3的机加工部位和机加工面积较少，壳体3的气密性更好，进而可提高整机的气密性。

动涡盘15位于容置空间内。动涡盘15设有涡旋齿1501的一侧与静涡盘2的低压侧202相对，且静涡盘2的涡旋齿201与动涡盘15的涡旋齿1501形成压缩腔。

电机机构包括电机转子20和电机定子12。电机机构位于容置空间内的低压腔309.。电机机构用于驱动动涡盘15相对于静涡盘2转动，以压缩压缩腔内的制冷剂。

具体而言，压缩机制冷剂通路为：制冷剂通过吸气口2010进入吸气腔203，吸气腔203和低压腔309连通，制冷剂经过低压腔309之后流入静涡盘低压侧202，之后流入静涡盘涡旋齿201和动涡盘涡旋齿1501形成的压缩腔内被压缩，压缩之后的制冷剂经过排气孔209流入高压腔2014，之后制冷剂排入与高压腔2014连通的排气口2012之中。进一步地，制冷剂从静涡盘2的吸气口2010流入立式压缩机，并背向静涡盘向壳体3底壁流动，制冷剂经过壳体3的挡墙308以对控制器腔302内的电控部件进行冷却，且制冷剂流经电机机构以对电机机构进行冷却，然后流入静涡盘2与动涡盘15形成的压缩腔内。

如上，本发明提供的压缩机优选地为立式结构，由于壳体内容置空间为类长方形，整机的长度比卧式压缩机更短，同时在高度上保持原有水平，安装在汽车上时占用更少的横向安装空间，并且压缩机的低压腔309的底部可形成更平稳的润滑油池31，润滑效果更好，可提高压缩机的可靠性，并降低压缩机的排油量。此外，如果有固体杂质通过吸气口2010和吸气腔203进入压缩机内，杂质会优先沉积在低压腔309的下部，因此杂质进入静涡盘2和动涡盘15组成的泵体压缩腔的概率很小，可大大降低因杂质进入而导致泵体损伤的风险。

可选地，在本实施例中，压缩机还包括上支架11和下支架13。上支架11和下支架13设有贯通的通孔，以供轴承机构穿过。

上支架11与静涡盘2的低压侧202连接固定。具体而言，螺栓29穿过上支架11上设置螺栓通孔及静涡盘2上设置的螺纹孔2015以使上支架11与静涡盘2的低压侧202连接固定。

下支架13通过电机定子12与上支架11连接固定。具体而言，在本实施例中，上支架11包括与静涡盘2连接固定的第一侧及与第一侧相背的第二侧。上支架11的第二侧上设置有多个上支架凸台1105。各上支架凸台1105设置有螺纹孔1106。可选地，上支架11包括四个所述螺栓通孔1106，四个所述螺栓通孔1106的中心连线形成正方形形状，本发明不限于此。电机定子12设置有与螺纹孔1106对应的多个第一螺栓通孔。下支架13设置有与螺纹孔1106对应的多个第二螺栓通孔。螺栓35穿过第二螺栓通孔、第一螺栓通孔及螺纹孔1106以将上支架11、电机定子12及下支架13连接固定。优选地，上支架11、电机定子12、下支架13悬挂于静涡盘2的低压侧，并与壳体3无接触部分。

上支架11、电机定子12、下支架13安装在一起之后吊装在静涡盘2上，上支架11、电机定子12、下支架13与壳体3不接触，可避免压缩机运转时电机与传动机构产生的振动及噪声直接通过壳体3传出，从而能够改善整机的振动与噪音性能。由于取消了电机定子12与壳体3的过盈配合，可放宽对壳体3和电机定子12的零件精度要求，因此可以降低生产成本。此外，该安装结构还可实现在压缩机装配过程中对内部所有零件的可视化检查，能够降低装配作业时的误操作几率。因此，该安装结构可以优化压缩机的零件加工和装配方式，有利于降低生产成本。在一些变化例中，上支架可以与静涡盘的低压侧连接固定，而下支架与壳体连接固定。在又一些变化例，下支架与壳体连接固定；上支架通过电机定子与下支架连接固定。下支架可以与壳体一体成型。或者，下支架可以与壳体可以是单独的部件。

可选地，动涡盘15背向静涡盘2的一侧设置有轴承孔。一动盘轴承16设置在轴承孔内。上支架11和动涡盘15之间还设置有耐磨垫片14。压缩机还可以包括一上轴承17及一下轴承18，上轴承17及一下轴承18分别套接偏心曲轴19的两端。偏心曲轴19向动涡盘15提供旋转力。

进一步地，结合上述各附图并继续参见图17及图18。图17示出了根据本发明另一实施例的上支架-电机机构-下支架装配剖面图。图18为图17中的局部视图T。压缩机还可以包括导柱36。螺栓35穿过导柱36，使得导柱36位于螺栓35和电机定子12的第一螺栓通孔的内壁之间。导柱36与第一螺栓通孔过盈装配。导柱36的一端抵接上支架11，导柱36的另一端抵接下支架11。由此，可解决因电机定子12两端面平行度不良或者电机定子12端面平面度不良而进一步导致的上、下支架轴承孔的同轴度不良问题，从而能够提高上、下轴承的装配精度，进而提高压缩机的效率。优选地，导柱36的轴向长度大于第一螺栓通孔的轴向长度。具体而言，导柱36两端平整抵接上下支架，且使得电机定子12与上下支架之间留有一定距离。

下面结合图19至图22描述本发明提供的又一实施例的压缩机。图19示出了根据本发明又一实施例的压缩机壳体内部件的立体图。图20示出了根据本发明又一实施例的压缩机剖面图。图21为图20的局部视图O。图22示出了根据本发明又一实施例的接线柱的立体图。

与前述的压缩机类似，本实施例中，立式压缩机包括壳体3、压缩机构及电机机构。壳体3具有第一开口。压缩机构包括静涡盘2及动涡盘3。静涡盘2的低压侧202与壳体3的第一开口相对以形成一容置空间。电机机构包括位于容置空间内的电机转子和电机定子12。电机定子12通过上支架11与静涡盘2连接固定。

在本实施例中，电机定子12通过电机引出线1201连接至接线柱21，并通过静盘接线通孔2106和壳体接线通孔3010连接至控制器腔302内的电控部件。接线柱21位于壳体3内壁和电机定子12的外壁之间，并远离油池31(也就是位于壳体3与静涡盘2形成的容置空间顶部)。具体而言，接线柱21包括柱体2101和端板2102。端板2102上设有供柱体2101穿过的通孔。电机引出线1201包括与柱体2101电连接的端子1202以及包覆在端子1202外部的绝缘护罩1203。在绝缘护罩1203与端板2102之间的柱体2101的外部环绕着绝缘护套2104。绝缘护套2104的内径小于柱体2101的直径。可选地，接线柱21设置在所述静涡盘2上。具体而言，静涡盘2设有供接线柱21的柱体2101穿过的通孔，及环绕静涡盘2供接线柱21的柱体2101穿过的通孔设置的朝向电机机构开口的凹槽。端板2102背离电机机构的表面与凹槽的底壁相接触。可选地，还包括接线盖板2105，接线盖板2105罩在静涡盘2背面所设的凹槽的端面，以保护接线柱21及连至控制器的导线。

在本实施例中，由于电机定子12与静涡盘2连接固定，且接线柱21也与静涡盘2连接固定，电机定子12与接线柱21之间的位置关系已经固定不变，并且静涡盘2和壳体3尚未进行装配，有充足的操作空间进行电机引出线1201与接线柱21的装配。采用长度合适的引出线1201，确保引出线1201的长度刚好足够将端子1202安装在接线柱21的柱体2101上，引出线1201的长度几乎没有冗余。在将端子1202安装在接线柱21时先把绝缘护套2104套在柱体2101的外部，绝缘护套2104的内径小于柱体2101的外径，使绝缘护套2104的内孔与柱体2101外表面能够紧密贴合。然后将端子1201安装在柱体2101上并压紧绝缘护罩1203使绝缘护套2104发生弹性变形，确保绝缘护罩1203与绝缘护套2104之间以及绝缘护套2104与端板2102之间紧密贴合。至此完成电机引出线1201与接线柱21的装配。之后再将静涡盘2和壳体3通过螺栓紧固安装形成密闭的腔体。

静涡盘2作为压缩机的外壳的一部分，接线柱21安装在静涡盘2的内侧。电机定子12通过上支架11上间接安装在静涡盘2上。该安装方式的好处在于当静涡盘2与壳体3安装形成封闭腔之前就已经确定了电机引出线1201与接线柱21之间的装配位置关系，并且在静涡盘2与壳体3安装形成封闭腔之后电机引出线1201与接线柱21之间的装配位置关系不再发生变化。并且静涡盘2与壳体3安装形成封闭腔之前，可根据电机引出线1201和接线柱21的安装点的位置精确计算电机引出线1201的长度，确保在电机引出线1201与接线柱21之间装配完成后，引出线1201的长度没有冗余，也能使引出线1201的位置得到较好的固定，基本消除了压缩机振动引起的电机引出线1201的晃动。电机引出线1201与周边零件或者压缩机壳体碰触的可能性几乎为零，大大提高了压缩机的绝缘性和可靠性。并且在设计压缩机壳体3以及电机引出线1201件时只需要预留必要的电气安全间隙，有利于压缩机的小型化。

由于接线柱21与电机引出线1201的安装位置远离油池，位于压缩机内侧的顶部，而压缩机内如果存有包含润滑油或微量水分及杂质的液态制冷剂，液态制冷剂先从压缩机内侧的底部开始积存，只有当液态制冷剂几乎充满压缩机内腔时才会浸到接线柱21与电机引出线1201的连接部。因此，接线柱21与电机引出线1201安装在压缩机内侧顶部比安装在其它位置时，接线柱21与电机引出线1201的连接部浸到液态制冷剂里的概率更小，压缩机的绝缘性更好。

同时，由于电机引出线1201与接线柱21之间的装配过程是在压缩机外壳开放的环境中完成的，因此有着充足的操作空间，并且装配作业全程可视化，能够大大提高装配与检查作业的便利性，进而能降低作业中的误操作几率，提高生产效率。

进一步地，由于接线柱21安装在静涡盘2的低压侧，而且压缩机的内侧压力大于外部压力，压缩机的内外侧压差作用在接线柱端板2102并迫使端板2102贴紧静涡盘2的凹槽内壁。接线柱21的密封件2103不需要对接线柱端板2102施加太大的压力即可实现接线柱21与静涡盘2的低压侧端面之间的较好密封。因此，相比于接线柱21从压缩机外侧安装的安装方式，接线柱21安装在静涡盘2的低压侧端面时，接线柱21与密封件2103的受力情况更好，对接线柱21以及密封件2103的强度要求不是很高，有利于相关零件的轻量化和低成本化。

此外，在电机引出线1201与接线柱21的连接部位增加绝缘防护装置，其一是在引出线端子1202外部增加绝缘护罩1203，其二是在绝缘护罩1203与端板2102之间的接线柱柱体2101外部增加绝缘护套2104。这两处绝缘防护装置能进一步降低电机引出线1201与接线柱21的导电部分暴露在含有制冷剂、润滑油及可能含有微量水分和杂质的环境中的可能性，从而提高压缩机的绝缘性能。

相比现有技术，本发明利用上下支架固定电机定子，而非壳体，可以隔断电机振动噪声直接通过壳体传出的传播路径，可减小压缩机工作时电机的振动和噪声。并且，本发明通过导柱的设置，可解决因电机定子两端面平行度不良或者电机定子端面平面度不良而进一步导致的上、下支架的上、下支架轴承孔的同轴度不良问题，从而能够提高上、下轴承的装配精度，进而提高压缩机的效率。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (8)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体(3)，具有第一开口以形成容置空间；

压缩机构，包括：

静涡盘(2)，包括设有涡旋齿(201)的低压侧(202)和背向所述涡旋齿(201)的高压侧(206)；

动涡盘(15)，所述动涡盘(15)位于所述容置空间内，所述动涡盘(15)设有涡旋齿(1501)的一侧与所述静涡盘(2)的涡旋齿(201)相对，且所述静涡盘(2)的涡旋齿(201)与所述动涡盘(15)的涡旋齿(1501)形成压缩腔；

电机机构，容置于所述容置空间内，包括电机转子(20)和电机定子(12)，并驱动所述动涡盘(15)相对于所述静涡盘(2)转动，以压缩所述压缩腔内的制冷剂，其中，所述电机定子(12)设有轴向贯穿所述电机定子(12)的第一螺栓通孔；

上支架(11)及下支架(13)，分别与所述电机定子(12)轴向的两端连接；

导柱(36)，所述导柱(36)为贯通的柱体，一螺栓(35)穿过所述导柱(36)并连接至所述上支架(11)及所述下支架(13)，所述导柱(36)位于所述螺栓(35)和所述电机定子(12)的第一螺栓通孔的内壁之间，

其中，所述导柱(36)的一端抵接所述上支架(11)，所述导柱(36)的另一端抵接所述下支架(11)，导柱(36)两端平整抵接上下支架，且使得电机定子(12)与上支架(11)及下支架(13)之间分别留有一定距离，

其中，所述压缩机为立式车用电动涡旋压缩机。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述导柱(36)的轴向长度大于所述第一螺栓通孔的轴向长度。

3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

所述上支架(11)与所述静涡盘(2)的低压侧(202)连接固定；

所述下支架(13)通过所述电机定子(12)与所述上支架(11)连接固定。

4.如权利要求3所述的压缩机，其特征在于，

所述上支架(11)包括与所述静涡盘(2)连接固定的第一侧及与所述第一侧相背的第二侧，所述上支架(11)的第二侧上设置有多个上支架凸台(1105)，各所述上支架凸台(1105)设置有螺纹孔(1106)；

所述电机定子(12)的所述螺纹孔(1106)与多个第一螺栓通孔对应；

所述下支架(13)设置有与所述螺纹孔(1106)对应的多个第二螺栓通孔；

所述螺栓(35)穿过所述第二螺栓通孔、所述第一螺栓通孔及所述螺纹孔(1106)以将所述上支架(11)、所述电机定子(12)及所述下支架(13)连接固定。

5.如权利要求3所述的压缩机，其特征在于，螺栓(29)穿过所述上支架(11)及设置在所述静涡盘(2)的螺纹孔(2015)以使所述上支架(11)与所述静涡盘(2)的低压侧(202)连接固定。

6.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

所述上支架(11)与所述静涡盘(2)的低压侧(202)连接固定；

所述下支架(13)与所述壳体(3)连接固定。

7.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

所述下支架(13)与所述壳体(3)连接固定；

所述上支架(11)通过所述电机定子(12)与所述下支架(13)连接固定。

8.如权利要求6或7所述的压缩机，其特征在于，所述下支架(13)与所述壳体(3)一体成型。

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