CN107269532A - 双模一体汽车空调压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请的双模一体汽车空调压缩机，包括压缩机本体和执行部，执行部在做旋转运动时，双模一体汽车空调压缩机工作，双模一体汽车空调压缩机还包括取力轴和定子；取力轴可带动执行部转动，且取力轴由压缩机本体中延伸而出；定子在通电时驱动执行部转动。双模一体汽车空调压缩机集发动机(外动力)驱动和电驱动的模式于一体，是一种功能集成度高、无需消耗燃油、安装简单、节能环保的双模一体汽车空调压缩机。

Description

双模一体汽车空调压缩机

技术领域

本申请涉及车载空调领域，具体而言，涉及双模一体汽车空调压缩机。

背景技术

近年来，随着汽车业尤其是轿车的快速增长，汽车零部件行业也得到了飞速的发展，汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性的一种重要部件已被广大汽车制造企业及消费者所认可，至2013年8月止，在国内，国产轿车空调装置率已接近100％，在其它车型上的装置率也在逐年提高，汽车空调汽装置已成为汽车中具有举足轻重的功能部件。

汽车空气调节装置(air conditioning device)简称汽车空调。用于把汽车车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动调整和控制在最佳状态，为乘员提供舒适的乘坐环境，减少旅途疲劳；为驾驶员创造良好的工作条件，对确保安全行车起到重要作用的通风装置。

现有的小功率车载空调，使用车载电瓶带动汽车空调压缩机，大功率的车载空调在汽车发动机停止工作以后，不能使用，还有一些空调通过燃油来作为驱动源。因而现有的车载空调越来越不能迎合日益上升的节能、环保、高舒适度的大众需求，空调的驱动单一、耗电耗油的缺点进一步制约了车载空调的发展。

申请内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种功能集成度高、无需消耗燃油、安装简单、节能环保的双模一体汽车空调压缩机。

本申请的目的由以下技术方案实现：

双模一体汽车空调压缩机，包括压缩机本体和执行部，所述执行部在做旋转运动时，所述双模一体汽车空调压缩机工作，所述双模一体汽车空调压缩机还包括取力轴和定子；所述取力轴可带动所述执行部转动，且所述取力轴由所述压缩机本体中延伸而出；所述定子在通电时驱动所述执行部转动。

在示例性实施例中，所述定子的额定电压为市电220V。

在示例性实施例中，所述执行部为动涡轮，所述双模一体汽车空调压缩机还包括相对所述压缩机本体位置固定的静涡轮。执行部为动涡轮使得本双模一体汽车空调压缩机的类型为一种涡旋压缩机。

在示例性实施例中，所述执行部还包括附加动涡轮，所述动涡轮和所述附加动涡轮设于所述静涡轮的轴向方向的两侧。附加动涡轮可以看作为多一个动力源而多加的动涡轮。

在示例性实施例中，所述双模一体汽车空调压缩机还包括与所述定子同轴设置的转子；所述转子驱动所述附加动涡轮转动，所述取力轴驱动所述动涡轮转动，或，所述转动驱动所述动涡轮转动，所述取力轴驱动所述附加动涡轮转动。通过两个动力轴分别驱动动涡轮和附加动涡轮的转动，使得两个动力轴能够独立的、各自的驱动一个动涡轮运动。

在示例性实施例中，所述静涡轮包括静涡盘，所述静涡盘为所述压缩机本体的一部分；所述静涡盘在径向上设有与外界连通的通孔。通过静涡盘上的通孔进行进排气，从而实现双模压缩机的功能，进排气通道较短，执行部转动的压缩效率更高。

在示例性实施例中，所述取力轴延伸至所述定子处由所述定子驱动，成为所述定子的转子。取力轴可以同时对电驱动和机械驱动取力，结构更加简单，紧凑，同轴度更高，对于动涡轮的驱动更加稳定。

在示例性实施例中，所述双模一体汽车空调压缩机还包括与所述定子同轴设置的转子，所述定子通过所述转子驱动所述执行部转动。通过转子和取力轴分别对执行部的驱动，使得执行部的动力源具有电动和机动两种模式。

在示例性实施例中，所述定子相对所述转子外置。定子和转子的组合相当于构成了交流电机，将定子外置于转子使得二者共同构成了定子外置式交流电机，转子的直径较小，转子惯性较小，同时使得转子的直径与取力轴的轴颈相近，有利于简化与执行部的连接。

本申请与现有技术相比，具有如下优点：

本申请的双模一体汽车空调压缩机的执行部为双模一体汽车空调压缩机的功能性部件，执行部在做旋转运动时，双模一体汽车空调压缩机吸气、压缩、排气，从而工作。定子在通电时驱动执行部转动，在定子驱动下的双模一体汽车空调压缩机为电动驱动模式。取力轴可带动执行部转动，在取力轴驱动下的双模一体汽车空调压缩机为机械驱动模式。通过取力轴由压缩机本体中延伸而出，使得取力轴可以外动力源，当双模一体汽车空调压缩机应用于汽车上时，取力轴由汽车的发动机驱动。双模一体汽车空调压缩机具有定子的电驱动和取力轴(发动机)的机械驱动的两种模式驱动，可以根据外部动力环境进行电或机械的驱动模式的切换。本双模一体汽车空调压缩机集发动机(外动力)驱动和电驱动的模式于一体，是一种功能集成度高、无需消耗燃油、安装简单、节能环保的双模一体汽车空调压缩机。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请所提供的双模一体汽车空调压缩机的轴测图；

图2示出了本申请所提供的双模一体汽车空调压缩机的主视图；

图3为图2的实施例1中的剖面结构示意图A-A；

图4示出了本申请所提供的动涡轮的轴测图；

图5示出了本申请所提供的静涡轮的轴测图；

图6示出了本申请所提供的双模一体汽车空调压缩机所连接的动力源的示意图；

图7为图2的实施例2中的剖面结构示意图A-A。

图标：1-双模一体汽车空调压缩机；10-压缩机本体；101-电机外罩；102-端盖；11-取力轴；12-定子；13-转子；14-动涡轮；141-动涡盘；142-动涡齿；15-静涡轮；151-静涡盘；1511-进气孔；1512-排气孔；152-静涡齿；16-附加动涡轮；17-分流器；171-进气腔；172-排气腔。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对双模一体汽车空调压缩机1进行更全面的描述。附图中给出了双模一体汽车空调压缩机1的优选实施例。但是，双模一体汽车空调压缩机1可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对双模一体汽车空调压缩机1的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在双模一体汽车空调压缩机1的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本申请的具体实施方式作详细说明。

实施例1

请一并参阅图1至图3，图1示出了双模一体汽车空调压缩机1的轴测图，图2示出了双模一体汽车空调压缩机1的主视图，图3为图2的第一剖面结构示意图A-A。

本实施例提供双模一体汽车空调压缩机1，主要用于汽车上，它包括压缩机本体10、执行部、取力轴11和定子12。

其中，压缩机本体10即为双模一体汽车空调压缩机1外壳，是一种中空的壳体，中空的结构为双模一体汽车空调压缩机1的部件提供容置空间。作为执行部、取力轴11和定子12的载体，执行部转动地设于压缩机本体10中，取力轴11转动地设于压缩机本体10中，定子12固设与压缩机本体10中。

执行部是双模一体汽车空调压缩机1的功能性部件，执行部在做旋转运动时，双模一体汽车空调压缩机1进行吸气、压缩、排气，从而工作。

定子12在通电时驱动执行部转动，在定子12驱动下的双模一体汽车空调压缩机1为电动驱动模式。可以理解，定子12可以直接或间接的驱动执行部转动，下文进行详述。

取力轴11可带动执行部转动，在取力轴11驱动下的双模一体汽车空调压缩机1为机械驱动模式。通过取力轴11由压缩机本体10中延伸而出，使得取力轴11可以外动力源，当双模一体汽车空调压缩机1应用于汽车上时，取力轴11由汽车的发动机驱动。

上述，双模一体汽车空调压缩机1具有定子12的电驱动和取力轴11(发动机)的机械驱动的两种模式驱动，可以根据外部动力环境进行电或机械的驱动模式的切换。

本实施例中，双模一体汽车空调压缩机1还包括与定子12同轴设置的转子13，转子13与执行部连接，定子12通过转子13间接地驱动执行部转动。定子12和转子13的组合相当于构成了交流电机，定子12上电后，驱动转子13转动，从而驱动执行部转动。

定子12相对转子13外置，将定子12外置于转子13使得二者共同构成了定子12外置式交流电机。转子13的直径较小，转子13惯性较小，同时使得转子13的直径与取力轴11的轴颈相近，有利于简化与执行部的连接。

在另一实施例中，执行部上自带有转轴，通过将执行部的转轴与定子12同轴地设置，从而使得定子12直接驱动执行部转动，驱动力更直接，无中转传动连接的效率的损失。

在又一实施例中，定子12内置于转子13中，将定子12内置于转子13中使得二者共同构成了定子12内置式交流电机。

本实施例中，定子12的额定电压为市电220V。AC220V是日常生活中，最为容易获得的电压，同时AC220V也是汽车的供电电压。在双模一体汽车空调压缩机1时，使用汽车电源对定子12供电，使得双模一体汽车空调压缩机1在电驱动模式下供电。可以理解，定子12的供电电压还可以依据应用环境选用其他的额定电压。

请一并参阅图4和图5，图4示出了动涡轮14的轴测图，图5示出了静涡轮15的轴测图。

执行部为动涡轮14，双模一体汽车空调压缩机1还包括相对压缩机本体10位置固定的静涡轮15。执行部为动涡轮14使得本双模一体汽车空调压缩机1的类型为一种涡旋压缩机。

具体的，静涡轮15包括静涡盘151和设于静涡盘151上的静涡齿152，动涡轮14包括动涡盘141和设于动涡盘141上的动涡齿142。静涡轮15的位置保持不变，动涡齿142和静涡齿152交叉分布，随之动涡轮14的转动，静涡齿152和动涡齿142之间围合而成的面积不断的发生由大到小和由小到大的变化。当静涡齿152和动涡齿142之间的面积由小到大变化时，双模一体汽车空调压缩机1进行吸气动作，当静涡齿152和动涡齿142之间的面积由大到小变化时，双模一体汽车空调压缩机1进行排气动作。

本实施例中，执行部还包括附加动涡轮16，动涡轮14和附加动涡轮16设于静涡轮15的轴向方向的两侧。静涡轮15的静涡盘151的轴向的两面上各设有与动涡轮14和辅助动涡轮14相对应的静涡齿152。附加动涡轮16可以看作为多一个动力源而多加的动涡轮14。即两个动力轴——取力轴11和转子13分别各自驱动一个动涡轮14或一个静涡轮15。

具体的，转子13驱动附加动涡轮16转动，取力轴11驱动动涡轮14转动。通过转子13驱动附加动涡轮16相对静涡轮15转动，从而进行吸排气的动作，取力轴11驱动动涡轮14相对静涡轮15转动，从而进行吸排气的动作。转子13和取力轴11的转动是独立的，动涡轮14和附加动涡轮16的转动是独立的。

可以理解，在其他的实施例中，转子13驱动动涡轮14转动，取力轴11驱动附加动涡轮16转动。附加动涡轮16和动涡轮14可以是相同的涡轮，也可以不同。

本实施例中，附加动涡轮16和动涡轮14的轮径相等，但动涡轮14的厚度大于附加动涡轮16的厚度，即为动涡轮14的排量大于附加动涡轮16的排量。这样布置的优点在于，在机械驱动时，双模一体汽车空调压缩机1的功率相对较大，电驱动时，功率较小，以达到节能降耗的效果。

上述，使得转子13和取力轴11分别驱动动涡轮14和附加动涡轮16，而不是共同驱动一个动涡轮14的优点在于，减小被驱动的动涡轮14的单体惯性，使得电驱动或机械驱动的动涡轮14的工作惯性相对较小，减少不必要的动能的损耗。同时，附加动涡轮16能够在一定程度扇缩短转子13的长度，减小转子13的挠性变形，对转子13有一定的支撑效果。

可以理解，采用动涡轮14作为执行部使得本双模一体汽车空调压缩机1成为一种涡旋式压缩机。在其他实施例中，可以选用其他不同的执行部，使得双模一体汽车空调压缩机1成为其他类型的，如成为螺杆压缩机、回转式压缩机或离心式压缩机。

请再次参阅图3，压缩机本体10包括电机外罩101、静涡盘151和端盖102，电机外罩101和端盖102设于静涡盘151的轴向两侧。具体的，压缩机本体10包括筒形电机外罩101，电机外罩101为一体成型结构，一面开口，定子12固定于电机外罩101中，转子13转动的设于电机外罩101中，为减小转子13的与电机外罩101之间摩擦力，转子13通过轴承连接与电机外罩101上。转子13的一个端部与附加动涡轮16固定，带动附加动涡轮16转动。

静涡盘151为所述压缩机本体10的一部分，静涡盘151的截面与电机外罩101的截面的形状、尺寸相对应，静涡盘151连接在电机外罩101的开口面上。静涡盘151在径向上设有与外界连通的通孔。通孔包括进气孔1511和排气孔1512。进气孔1511除了在静涡盘151的径向上贯穿到设有动涡轮14一面的静涡齿152的压缩腔中，并在静涡齿152的压缩腔的轴向方向贯穿的设有多个通孔，以使得两侧的静涡齿152的压缩腔连通，从而与静涡盘151的径向上的进气孔1511连通，达到进气的效果。静涡盘151的轴向方向的两侧的静涡齿152的中心处均设有盲孔，且两个盲孔分别与两个设于静涡盘151径向上的排气孔1512贯通，从而达到排气的效果。

由于静涡盘151本身即为压缩机本体10的一部分，贯穿于静涡盘151表面的通孔直接与外界连通。直接将进气孔1511和排气孔1512设于静涡盘151上，进排气通道更短，执行部转动的压缩效率更高。

本实施例中，双模一体汽车空调压缩机1还包括分流器17，分流器17设于静涡盘151之上，分流器17上设有两个通孔并形成分别与两个通孔连通的进气腔171和排气腔172，进气腔171与进气孔1511连通，排气腔172与排气孔1512连通，从而将静涡盘151上分散的进气孔1511和排气孔1512整合，从而使得进气和排气的流向更加可控。可以在两个通孔上加设导风片、过滤网等辅助优化性部件。

端盖102盖设于静涡盘151的另一侧，端盖102上设有通孔，取力轴11自通孔中穿出，与外界的旋转动力源进行连接从而取得动力。取力轴11与动涡轮14固定，带动动涡轮14转动，取力轴11的长度相对较短，具有优良的抗扭特性，能够驱动动涡轮14稳定的转动。

实施例2

如图6所示，本实施例提供一种汽车，它包括发动机和供电模块，还包括实施例1中的双模一体汽车空调压缩机1。由压缩机本体10中延伸而出的取力轴11由发动机驱动，供电模块为定子12供电从而驱动执行部转动。

可以理解，在汽车行驶或怠速时，发动机开启，通过发动机的动力输出轴向双模一体汽车空调压缩机1提供机械驱动，发动机带动取力轴11转动，从而使得取力轴11驱动执行部转动。在汽车停止时，发动机关闭，此时可以通过汽车的供电模块为双模一体汽车空调压缩机1提供电驱动，使得定子12驱动执行部转动。

请一并参阅图7，图7为双模一体汽车空调压缩机1的剖面结构示意图A-A。

本实施例的双模一体汽车空调压缩机1与实施例1中的双模一体汽车空调压缩机1的区别在于，取力轴11与定子12同轴地设置，且取力轴11延伸至所述定子12处，成为定子12的转子13。相当于将实施例1中的转子13和取力轴11制成一体，取力轴11同时具有连接发动机对发动机进行取的作用，又插设于与定子12之中，通过定子12的上电，形成转动，从而驱动执行部转动。

静涡盘151上的中心设有容许区里轴穿过的通孔，该通孔的孔径大于取力轴11的轴颈，以使得气流可在在孔隙孔流通，静涡盘151表面的排气孔1512与该通孔连通，从而达到排气的作用。

本实施例中，静涡轮15两侧各设有一个动涡轮14和一个辅助动涡轮14，动涡轮14和辅助动涡轮14上各设有容许取力轴11穿过的通孔，且该通孔的孔径与区里轴相配。动涡轮14和辅助动涡轮14分别与取力轴11固定，其固定方式可以采用键连接。在取力轴11转动时，同时驱动动涡轮14和辅助动涡轮14转动。加设的浮动动涡轮14一方面增大了排量，另一方面辅助动涡轮14还可以均衡取力轴11的承载，使得取力轴11所受的扭矩的分布更加均匀。

在其他的实施例中，还可以不加附加动涡轮16，直接使用取力轴11带动一个动涡轮14转动，减少取力轴11的承载力。

本双模一体汽车空调压缩机1采用环保冷媒R134a作为制冷剂，制冷效能高且更加环保。

本申请的双模一体汽车空调压缩机1及汽车具有如下优点：

1.双模一体汽车空调压缩机1的额结构简单而轻巧，且紧凑的结构使得工作声噪小、效率高，可以在相对恶劣的环境下工作。

2.双模一体汽车空调压缩机1的启动时间短，且无冲击电流。

3.双模一体汽车空调压缩机1的工作无需耗油，节能降耗、环保。

4.双模一体汽车空调压缩机1的安装简便，无需破坏汽车的结构，仅需将取力轴11转接与发动机，以及通过柔性布线供电即可。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.双模一体汽车空调压缩机，包括压缩机本体和执行部，所述执行部在做旋转运动时，所述双模一体汽车空调压缩机工作，其特征在于，所述双模一体汽车空调压缩机还包括取力轴和定子；

所述取力轴可带动所述执行部转动，且所述取力轴由所述压缩机本体中延伸而出；

所述定子在通电时驱动所述执行部转动。

2.根据权利要求1所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述定子的额定电压为市电220V。

3.根据权利要求1所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述执行部为动涡轮，所述双模一体汽车空调压缩机还包括相对所述压缩机本体位置固定的静涡轮。

4.根据权利要求3所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述执行部还包括附加动涡轮，所述动涡轮和所述附加动涡轮设于所述静涡轮的轴向方向的两侧。

5.根据权利要求4所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述双模一体汽车空调压缩机还包括与所述定子同轴设置的转子；

所述转子驱动所述附加动涡轮转动，所述取力轴驱动所述动涡轮转动，或，

所述转动驱动所述动涡轮转动，所述取力轴驱动所述附加动涡轮转动。

6.根据权利要求5所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述静涡轮包括静涡盘，所述静涡盘为所述压缩机本体的一部分；

所述静涡盘在径向上设有与外界连通的通孔。

7.根据权利要求1所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述取力轴延伸至所述定子处由所述定子驱动，成为所述定子的转子。

8.根据权利要求1所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述双模一体汽车空调压缩机还包括与所述定子同轴设置的转子，所述定子通过所述转子驱动所述执行部转动。

9.根据权利要求5或8所述的双模一体汽车空调压缩机，其特征在于，所述定子外置于所述转子。