CN110067731A - 一种空气悬挂系统中的空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气悬挂系统中的空气压缩机，包括压缩机保护罩、压缩机电机、进气固定座、活塞杆、活塞工作缸、压缩机出气端固定罩和气体干燥室，压缩机保护罩内设置有曲柄连杆，压缩机电机设于压缩机保护罩与进气固定座之间，曲柄连杆分别与所述压缩机电机的转子、活塞杆的一端相连接，活塞杆的另一端与设于活塞工作缸内的工作活塞柔性连接，活塞工作缸设于压缩机保护罩与压缩机出气端固定罩之间，气体干燥室设于所述压缩机出气端固定罩与进气固定座之间，气体干燥室分别与所述活塞工作缸、进气固定座相连通。本发明改善活塞密封环的受力特性，提高了活塞环和压缩机的使用寿命；降低了空气压缩机的制造成本，提升了空气压缩机的可靠性。

Description

一种空气悬挂系统中的空气压缩机

技术领域

本发明涉及一种空气压缩机，尤其涉及一种空气悬挂系统中的空气压缩机。

背景技术

现有空气悬挂系统中的空气压缩机存在以下缺陷：（1）空气压缩机的使用寿命相对较低，只有几百个小时，且部分空气压缩机在需要的气体压力较高时，空气压缩机输入的空气压力和输出的空气压力差较大，发热量较大，工作时间长会造成活塞密封环的变形漏气，且在高压状态时空气压缩机的效率较低；（2）由于空气悬挂系统内部压力需求，空气压缩机工作时需要从空气中将气体压缩到储气罐或者空气弹簧中，空气压缩机长期工作在较高压力下对空气压缩机的工作活塞要承受较高压力，造成活塞的密封环过快老化；（3）现有大部分空气压缩机的曲柄机构与活塞是刚性连接，活塞环在工作时不但要进行往复运动，还有在侧方向上有摆动运动，造成密封活塞环受力情况复杂，对活塞密封环的要求相对较高，且容易造成空气压缩机的活塞环过早的老化漏气失效；（4）大部分空气压缩机在工作活塞上使用膜片弹簧作为单向密封部件，膜片弹簧对金属材料要求相对较高，虽然单价便宜但是可靠性不高，尤其是在长时间温度过高的情况下，密封效果会有所下降；（5）对于乘用车的空气悬挂系统，空气悬挂系统对气体密封要求较高，因此对空气压缩机的密封性要求较高。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种寿命长、降低成本、密封可靠性好的在空气悬挂系统中使用的空气压缩机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种空气悬挂系统中的空气压缩机，包括压缩机保护罩、压缩机电机、进气固定座、活塞杆、活塞工作缸、压缩机出气端固定罩和气体干燥室，所述压缩机保护罩内设置有曲柄连杆，所述压缩机电机设于所述压缩机保护罩与所述进气固定座之间，所述曲柄连杆分别与所述压缩机电机的转子、活塞杆的一端相连接，所述活塞杆的另一端与设于所述活塞工作缸内的工作活塞柔性连接，所述活塞工作缸设于所述压缩机保护罩与所述压缩机出气端固定罩之间，所述气体干燥室设于所述压缩机出气端固定罩与所述进气固定座之间，所述气体干燥室分别与所述活塞工作缸、进气固定座相连通。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括所述活塞杆包括连接杆、安装在所述连接杆一端的连接轴承、安装在所述连接杆另一端的连杆轴承、与所述连杆轴承连接的连杆轴承销，所述连接轴承与所述曲柄连杆相连接，所述连接轴承销与所述工作活塞相连接，所述工作活塞的外壁设置有活塞密封环。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括所述进气固定座上设置有压缩机进气孔、进气单向阀、压缩机出气孔、出气单向阀、进气单向孔和出气单向孔，所述压缩机进气孔通过进气气路与所述进气单向阀相连接，所述进气单向阀与所述进气单向孔相连接，所述压缩机出气孔通过出气气路与所述出气单向阀相连接，所述出气单向阀与所述出气单向孔相连接。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括所述气体干燥室包括干燥室本体、设于所述干燥室本体上的第一通气管路，所述干燥室本体的一端与所述进气固定座相连接，所述干燥室本体的另一端与所述压缩机出气端固定罩相连接，所述第一通气管路的一端与所述进气单向孔相连接，所述第一通气管路的另一端与设置在所述压缩机出气端固定罩上的固定罩出气孔相连接。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括所述压缩机保护罩上设置有第一气体流通孔，所述压缩机出气端固定罩上设置有第二气体流通孔，所述干燥室本体上设置有第二通气管路，所述第一气体流通孔与所述第二气体流通孔相连接，所述第二气体流通孔与所述第二通气管路的一端相连接，所述第二通气管路的另一端与设置在所述进气固定座上的固定座进气固定孔相连接，所述固定座进气固定孔与所述压缩机进气孔相连接。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括所述干燥室本体的另一端设置有多个气孔，所述气孔分别与所述固定罩出气孔、干燥室本体相连通，所述干燥室本体与所述出气单向孔相连通。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括所述进气固定座上设置有进气三通电磁阀、出气三通电磁阀、常闭气路和常开气路，所述进气三通电磁阀、出气三通电磁阀不通电时，所述压缩机进气孔、压缩机出气孔均与所述常开气路相连接，所述进气三通电磁阀、出气三通电磁阀通电时，所述压缩机进气孔、压缩机出气孔均与所述常闭气路相连接，所述常闭气路与所述进气气路相连通，所述常开气路与所述出气气路相连通。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括还包括电机外壳，所述电机外壳内设置有电机密封固定架，所述电机密封固定架内设置有第一转子轴承，所述电机外壳内设置有第二转子轴承。

本发明一个较佳实施例中，一种空气悬挂系统中的空气压缩机进一步包括所述电机外壳为密封外壳。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具有以下有益效果：

（1）活塞杆与工作活塞柔性连接，改善活塞密封环的受力特性，提高了活塞环的使用寿命。

（2）压缩机电机密封工作、正常工作情况下内部气体不与外部气体交换，降低空气压缩机的工作压差，降低压缩机的输出功率，提高压缩机的使用寿命。

（3）降低了空气压缩机的制造成本，提升了空气压缩机的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的活塞杆与工作活塞连接的 ；

图3是本发明的优选实施例的气体干燥室的结构示意图；

图4是本发明的优选实施例的气体干燥室的第二安装端的结构示意图；

图5是本发明的优选实施例的进气固定座的右视图；

图6是本发明的优选实施例的进气固定座的左视图；

图7是本发明的优选实施例的压缩机的简化示意图；

图8是本发明的优选实施例的进气固定座上设置进气三通电磁阀、出气三通电磁阀的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、图2所示， 一种空气悬挂系统中的空气压缩机，包括压缩机保护罩1、压缩机电机2、进气固定座3、活塞杆4、活塞工作缸5、压缩机出气端固定罩6和气体干燥室7，压缩机保护罩1内设置有曲柄连杆8，压缩机电机2设于压缩机保护罩1与进气固定座3之间，曲柄连杆8分别与压缩机电机2的转子、活塞杆4的一端相连接，活塞杆4的另一端与设于活塞工作缸5内的工作活塞9柔性连接，活塞工作缸5设于压缩机保护罩1与压缩机出气端固定罩6之间，气体干燥室7设于压缩机出气端固定罩6与进气固定座3之间，气体干燥室7分别与活塞工作缸5、进气固定座3相连通。

如图1所示，压缩机保护罩1上设置有第一气体流通孔11。压缩机保护罩1不但具有保护和安装部件的功能也具有气体密封的功能，其与其他部件的连接均为密封连接，其内部不与外部空气接触。压缩机保护罩1可以是注塑件，也可以是铝压铸件，本实施例采用注塑件，采用PBT加30%的玻纤材料，通过注塑件材料便于将压缩机电机2的外部连线注塑到其中。

还包括电机外壳21，电机外壳21与压缩机保护罩1密封连接，优选通过O型圈密封压紧连接，电机外壳21内设置有电机密封固定架22，电机密封固定架22内设置有第一转子轴承23，电机外壳21内设置有第二转子轴承24，压缩机电机2分别与第一转子轴承23、第二转子轴承24相连接。在电机密封固定架22内部还设有用于压缩机电机2驱动的电子部件部分，压缩机电机2可以采用无刷电机，也可以采用有刷电机，本发明优选压缩机电机2为无刷电机，采用无刷电机可以调速，可以使压缩机更节能，电机密封固定架22内部电路部分通过电气插孔与压缩机保护罩1上设置的电气插头连接。电机外壳21内设置有永磁铁25。优选电机外壳21为密封外壳，避免空气泄漏，电机壳21为采用铝制的冲压件，但并不局限于铝制材质，也可以是硅钢片材质。

如图2所示，活塞杆4包括连接杆41、安装在连接杆41一端的连接轴承42、安装在连接杆41另一端的连杆轴承43、与连杆轴承43连接的连杆轴承销44，连接轴承42与曲柄连杆8相连接，连接轴承销44与工作活塞9相连接，工作活塞9的外壁设置有活塞密封环91，活塞密封环91与活塞工作缸5的内壁紧密接触，通过活塞密封环91密封气体，工作活塞9与连接杆41之间的连接是可以摆动的，使得工作活塞9在工作时不受连接杆41摆动的影响，提高活塞密封环91的使用寿命。优选活塞工作缸5通过O型圈与压缩机保护罩1以及压缩机出气端固定罩6密封压紧连接，工作活塞9工作在活塞工作缸5内部。活塞工作缸5的内壁为机械加工件，为了更好的密封以及润滑，活塞工作缸5的内壁通过机械加工保障精度。从本发明的方案来看，加工精度要求较高的只有唯一此零部件，因此，压缩机的成本相对较低。优选连接杆41的一端设置有安装槽45，连接轴承42设置在安装槽45内。

如图1所示，压缩机出气端固定罩6上设置有固定罩出气孔61和第二气体流通孔62，固定罩出气孔61与活塞工作缸5相连通，第二气体流通孔62与压缩机保护罩1上的第一气体流通孔11相连通。优选第二气体流通孔62与第一气体流通孔11通过O型圈密封连接。优选压缩机出气端固定罩6采用铝压铸件，有助于散热。

如图3、图4所示，进气固定座3上设置有压缩机进气孔31、进气单向阀32、压缩机出气孔33、出气单向阀34、进气单向孔35、出气单向孔36和固定座进气固定孔37，压缩机进气孔31通过进气气路38与进气单向阀32相连接，进气单向阀32与进气单向孔35相连接，压缩机出气孔33通过出气气路39与出气单向阀34相连接，出气单向阀34与出气单向孔36相连接。气体只能从进气单向孔35进入到压缩机内部，而不能出，同时，气体只能从出气单向孔36输出，而不能进。优选进气固定座3采用注塑件，进气单向阀32和出气单向阀34均采用弹簧加玻璃珠的方式，可靠性非常高。

如图5所示，气体干燥室7包括干燥室本体71、设于干燥室本体71上的第一通气管路72和第二通气管路73，干燥室本体71的一端711与进气固定座3相连接，干燥室本体71的另一端712与压缩机出气端固定罩6相连接，第一通气管路72的一端721与进气单向孔35相连接，第一通气管路72的另一端722与压缩机出气端固定罩6上的固定罩出气孔61相连接，压缩机出气端固定罩6上的第二气体流通孔62与第二通气管路73的一端731相连接，第二通气管路73的另一端732与固定座进气固定孔37相连接，固定座进气固定孔37与压缩机进气孔31相连接。如图6所示，干燥室本体71的另一端712设置有多个气孔，多个气孔包括多个第一气孔76和多个第二气孔77，第一气孔76和第二气孔77均与固定罩出气孔61、干燥室本体71相连通，干燥室本体71与出气单向孔36相连通。优选气体干燥室7采用注塑件，采用PBT加30%的玻纤材料，采用注塑件更有利于形成内部的空间构造。优选干燥室本体71的一端711与进气固定座3通过O型圈密封压紧连接，干燥室本体71的另一端712与压缩机出气端固定罩6通过O型圈密封压紧连接。

工作原理说明：

如图7所示，该图为本发明优选实施例的压缩机的简化示意图。

工作时，压缩机出气孔33接压缩机的气体输出端，压缩机进气孔31接压缩机的气体输入端。

工作时本发明的压缩机有两种工作状态，两种状态是按照进气端和出气端的压力差决定的，通过与ECU控制器配合使用。一种是压缩机电机2不工作状态，另外一种是压缩机电机2工作状态。

第一种情况，压缩机电机2不工作状态：

此时进气端的压力足够大，大于出气端的压力，不需要启动压缩机电机2，进气气体如示意图7中所示，气体由压缩机进气孔33通过进气单向阀32、进气单向孔35再通过第一通气管路72直接进入到干燥室本体71内部，经干燥后先经出气单向阀34再经压缩机出气孔33直接对外输出。

第二种情况，压缩机电机2工作状态：

此时进气端的压力小于出气端的压力，或需要系统快速输出气体，启动压缩机电机2。进气气体如示意图7中所示，随着压缩机电机2的转子带动曲柄连杆8的转动，曲柄连杆8进而带动工作活塞9上下运动，进而压缩气体的过程有两种工作动作，一种是工作活塞9向下运动的压缩机吸气动作；另外一种是工作活塞9向上运动的压缩机压气动作。需要说明的是，前面以及后面描述中使用的词语“下”、“上”指的是图7中的方向。

压缩机吸气动作时，工作活塞9向下运动，由于进气单向阀32以及出气单向阀34的作用，气体由压缩机进气孔31通过进气单向阀32进入到活塞工作缸5的内部；压缩机压气动作时，工作活塞9向上运动，进入到活塞工作缸5内部的气体经干燥室本体71干燥后经出气单向阀34输出到压缩机出气孔33。

其中第一气体流通孔11用于平衡输入气体的压力与工作活塞9的下部即压缩机保护罩1内部的压力。展开来说，如果系统理想输出压力为16Bar，当压缩机气体输入端接大气压时，压缩机需要将气体由大气压压缩到16Bar,可想而知对压缩机的要求非常高，密封条件和压缩机电机功率都要求过高。而如果此时将压缩机气体输入端接10Bar的输入气压则压缩机需要工作即将10Bar提升到16Bar,即压差仅为6Bar。因此，通过平衡工作活塞9两端的压力，降低了对压缩机功率的要求。

如图2、图7所示，连接杆41与工作活塞9通过连杆轴承43连接，保证了曲柄连杆8在旋转时工作活塞9的动作为上下压缩动作，而没有左右偏摆的动作，该方法能够延长活塞密封环91的使用寿命即提高压缩机的整体使用寿命。

如图8所示，在使用过程中也可以在进气固定座3中不使用进气单向阀32和出气单向阀34，而是设置进气三通电磁阀101、出气三通电磁阀102、常闭气路103、常开气路104，进气三通电磁阀101和出气三通电磁阀102不通电时，压缩机进气孔31与压缩机出气孔33都与常开气路104相连接，进气三通电磁阀101和出气三通电磁阀102通电时，压缩机进气孔31与压缩机出气孔33都与常闭气路103连接，常闭气路103通过进气气路105与进气单向孔35相连通，常开气路104通过出气气路106与出气单向孔36相连通，实现压缩机进气孔31和压缩机出气孔33的切换。具体的说，进气三通电磁阀101不通电时，压缩机进气孔31与常开气路104相连接；进气三通电磁阀101通电时，压缩机进气孔31与常闭气路103相连接；出气三通电磁阀102不通电时，压缩机出气孔33与常开气路104相连接；出气三通电磁阀102通电时，压缩机出气孔33与常闭气路103相连接。工作原理说明：当气体需要由压缩机进气孔31进气并由压缩机出气孔33出气时，进气三通电磁阀101通电，出气三通电磁阀102不通电，压缩机进气孔31与常闭气路103相通，气体由压缩机出气孔33经进气三通电磁阀101进入到常闭气路103进入到进气气路105，然后进入压缩机，气体由压缩机出气气路106出来后进入到常开气路104然后进入出气三通电磁阀102到达压缩机出气孔33；当气体需要由压缩机出气孔33进气并由压缩机进气孔31出气时，进气三通电磁阀101不通电，出气三通电磁阀102通电，压缩机出气孔33与常闭气路103相通，气体由压缩机出气孔33经出气三通电磁阀102进入到常闭气路103进入到进气气路105，然后进入压缩机，气体由压缩机出气气路106出来后进入到常开气路104然后进入进气三通电磁阀101到达压缩机进气孔31。在空气悬挂系统的使用过程中该结构可以实现充气和放气的切换，实现无论是升高还是降低都可控，便于实现高度的控制算法的实现，使得车身的高度控制更加方便。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (9)

1.一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：包括压缩机保护罩、压缩机电机、进气固定座、活塞杆、活塞工作缸、压缩机出气端固定罩和气体干燥室，所述压缩机保护罩内设置有曲柄连杆，所述压缩机电机设于所述压缩机保护罩与所述进气固定座之间，所述曲柄连杆分别与所述压缩机电机的转子、活塞杆的一端相连接，所述活塞杆的另一端与设于所述活塞工作缸内的工作活塞柔性连接，所述活塞工作缸设于所述压缩机保护罩与所述压缩机出气端固定罩之间，所述气体干燥室设于所述压缩机出气端固定罩与所述进气固定座之间，所述气体干燥室分别与所述活塞工作缸、进气固定座相连通。

2.根据权利要求1所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：所述活塞杆包括连接杆、安装在所述连接杆一端的连接轴承、安装在所述连接杆另一端的连杆轴承、与所述连杆轴承连接的连杆轴承销，所述连接轴承与所述曲柄连杆相连接，所述连接轴承销与所述工作活塞相连接，所述工作活塞的外壁设置有活塞密封环。

3.根据权利要求1所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：所述进气固定座上设置有压缩机进气孔、进气单向阀、压缩机出气孔、出气单向阀、进气单向孔和出气单向孔，所述压缩机进气孔通过进气气路与所述进气单向阀相连接，所述进气单向阀与所述进气单向孔相连接，所述压缩机出气孔通过出气气路与所述出气单向阀相连接，所述出气单向阀与所述出气单向孔相连接。

4.根据权利要求3所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：所述气体干燥室包括干燥室本体、设于所述干燥室本体上的第一通气管路，所述干燥室本体的一端与所述进气固定座相连接，所述干燥室本体的另一端与所述压缩机出气端固定罩相连接，所述第一通气管路的一端与所述进气单向孔相连接，所述第一通气管路的另一端与设置在所述压缩机出气端固定罩上的固定罩出气孔相连接。

5.根据权利要求4所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：所述压缩机保护罩上设置有第一气体流通孔，所述压缩机出气端固定罩上设置有第二气体流通孔，所述干燥室本体上设置有第二通气管路，所述第一气体流通孔与所述第二气体流通孔相连接，所述第二气体流通孔与所述第二通气管路的一端相连接，所述第二通气管路的另一端与设置在所述进气固定座上的固定座进气固定孔相连接，所述固定座进气固定孔与所述压缩机进气孔相连接。

6.根据权利要求4所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：所述干燥室本体的另一端设置有多个气孔，所述气孔分别与所述固定罩出气孔、干燥室本体相连通，所述干燥室本体与所述出气单向孔相连通。

7.根据权利要求3所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：所述进气固定座上设置有进气三通电磁阀、出气三通电磁阀、常闭气路和常开气路，所述进气三通电磁阀、出气三通电磁阀不通电时，所述压缩机进气孔、压缩机出气孔均与所述常开气路相连接，所述进气三通电磁阀、出气三通电磁阀通电时，所述压缩机进气孔、压缩机出气孔均与所述常闭气路相连接，所述常闭气路与所述进气气路相连通，所述常开气路与所述出气气路相连通。

8.根据权利要求1所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：还包括电机外壳，所述电机外壳内设置有电机密封固定架，所述电机密封固定架内设置有第一转子轴承，所述电机外壳内设置有第二转子轴承。

9.根据权利要求8所述的一种空气悬挂系统中的空气压缩机，其特征在于：所述电机外壳为密封外壳。