CN110145459A - 带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空压机冷却技术领域，公开了带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，包括曲轴箱、缸体、缸头组件，缸体内设有活塞缸，缸体设在曲轴箱的上方且与曲轴箱连接，缸头组件设在缸体的上方且与缸体连接，其特征在于：缸体的前侧设有与曲轴箱连接的低压换热器，缸体的右端设有与缸体连接的歧管块，歧管块和低压换热器通过第一进水管连接，低压换热器的左端设有第一出水口，第一出水口通过第一排水管与缸头组件连接；缸体的后侧设有与曲轴箱连接的高压换热器，歧管块和高压换热器通过第二进水管连接，高压换热器的左端设有第二出水口，第二出水口通过第二排水管与缸头组件连接。本发明采用水冷和风冷双作用冷却方式，充分冷却，效果更好。

Description

带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机

技术领域

本发明涉及空压机冷却技术领域，尤其涉及一种带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机。

背景技术

新能源车用无油活塞式空压机主要包括曲轴箱、缸体、缸头、电机、曲轴、连杆、活塞、散热风扇等部件，目前的无油活塞式空压机大多采用单级压缩方式，这种单级压缩方式能耗高、气体压力偏低；另外，目前这些无油活塞式空压机均采用风扇强制风冷散热，这种主要靠对流传导散热方式散热效果不佳，换热效率也低，空压机缸体、缸头、特别是连杆、活塞等内部运动件的热量长时间积聚，温度无法快速有效降低，缸体的内壁、活塞环、轴承等有相对摩擦运动的部件的使用寿命明显降低，甚至使得轴承润滑脂因高温而失效和流失；其次，由于散热风扇冷却方式还存在迎风面与背风面冷却效果不一致，会导致缸体发生形变，增大摩擦；另外空压机的安装环境不可避免的存在粉尘、泥沙、水等异物，容易造成风扇堵塞，使鼓风量大幅下降，冷却效果变的越来越差，最终影响产品性能，导致使用寿命缩短，中国发明专利申请(申请号： 201610588870.4)公开了一种两级压缩车用活塞式无油空压机，它由电机、过滤结构、飞轮轴、低压活塞缸、高压活塞缸、低压活塞连杆组件、高压活塞连杆组件、低压出气阀板组件、高压出气阀板组件、中冷却器、后冷却器等结构组成；低压活塞缸和高压活塞缸呈水平对置结构，活塞缸、排气阀板和缸盖等机体主要部件均采用风扇强制冷却方式进行冷却。风扇冷却方式不但存在冷却能力不足问题，而且还不可避免的存在迎风面与背风面冷却效果差别大，会严重导致机体因热膨胀产生的形变不一致，影响整机性能稳定性，造成工作寿命缩短。加上内部内却不充分，热量不断积聚导致活塞环和导向套早期磨损，另外还会造成曲轴连杆组件上的轴承润滑脂流失失效而引起轴承过早磨损；压缩气体采用扁管铝翅片冷排冷却器进行冷却，散热能力有限，加上由于空气流速高，压缩气体无法在短时间内进行有效散热，排气温度依然很高；此外，低压活塞缸与高压活塞缸之间设置了一个中间冷却器，当气体在这个中间冷却器中进行冷却的过程中，压缩空气中的水蒸气遇冷凝集在散热器中形成水滴，也就是级间冷却析水现象，而冷凝水一旦进入高压活塞缸则会对缸壁和活塞等部件造成严重损坏。

发明内容

本发明针对现有技术中效率低、能耗大、使用维护成本高、寿命短的缺点，提供了一种效率高、能耗小、使用维护成本低、寿命长的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，包括曲轴箱、缸体、缸头组件，缸体内设有活塞缸，缸体设在曲轴箱的上方且与曲轴箱连接，缸头组件设在缸体的上方且与缸体连接，缸体的前侧设有与曲轴箱连接的低压换热器，缸体的右端设有与缸体连接的歧管块，歧管块和低压换热器通过第一进水管连接，低压换热器的左端设有第一出水口，第一出水口通过第一排水管与缸头组件连接；缸体的后侧设有与曲轴箱连接的高压换热器，歧管块和高压换热器通过第二进水管连接，高压换热器的左端设有第二出水口，第二出水口通过第二排水管与缸头组件连接。冷却水在歧管块内分成三路，一路由缸体侧面进入机身，该路冷却水对曲轴箱、缸体、缸头组件进行循环冷却，然后流入缸头组件内部；第二路经由第一进水管进入低压换热器，该路冷却水对低压压缩空气进行快速冷却，然后经由第一排水管流入缸头组件内部；第三路经由第二进水管进入高压换热器，该路冷却水对高压压缩空气进行快速冷却，然后经由第二排水管流入缸头组件内部；该冷却系统冷却效率高、散热速度快，可有效保护空压机的关键部件并延长其寿命。

作为优选，缸头组件包括与缸体连接的缸盖和设在缸盖上方的缸盖板，缸盖板与缸盖通过螺钉连接，缸盖设有与第一排水管连接的第一进水口和与第二排水管连接的第二进水口，缸盖内设有由上至下向下凹陷的内腔，内腔与缸盖板形成冷却水腔，第一进水口和第二进水口分别与冷却水腔相通，缸盖的前侧设有与第一进水口相通的第一排水口，缸盖的后侧设有与第二进水口相通的第二排水口。冷却水在冷却水腔内部汇集时，在缸头组件内部形成环绕降噪水带，可以有效吸收和降低排气噪声源的噪声强度，起到了减噪降噪的作用。

作为优选，缸体的右端设有与歧管块相通的缸体进水口，缸体包括由外至内依次设置的缸体外壁和缸体内壁，缸体由缸体外壁合围形成，活塞缸由缸体内壁合围形成，缸体外壁和缸体内壁之间设有水道外壁，缸体内壁与水道外壁之间形成冷却水道，冷却水道沿着缸体内壁环形设置在活塞缸的外侧，冷却水道内设有水道加强筋，水道加强筋的两侧分别与缸体内壁和水道外壁连接。曲轴箱的上端设有与活塞缸配合的水道，水道设在冷却水道的下方且与冷却水道相通，在活塞缸外壁环绕设置冷却水道的结构型式，冷却水在冷却水道中流动形成一个冷却水套，利用水冷换热效率高、冷却迅速的优势能对缸体进行充分冷却，水道加强筋增加缸体内壁和水道外壁的连接强度，使缸体能够承受较大的振动后依旧能够正常工作，延长缸体的使用寿命及增强缸体的工作强度。

作为优选，水道加强筋包括第一水道加强筋和第二水道加强筋，第一水道加强筋的上端部与缸体内壁的上端和水道外壁的上端齐平，第二水道加强筋的上端部低于第一水道加强筋的上端部，水道外壁的上端与缸体内壁的上端之间设有顶部水平流道，顶部水平流道设在第二水道加强筋的上方。第一水道加强筋和第二水道加强筋的高度差形成顶部水平流道，冷却水在顶部水平流道内，通过第一水道加强筋调节冷却水在顶部水平流道的流速，延长冷却水与缸体内壁的接触时间，提高冷却水热交换的效率。

作为优选，水道加强筋的下端部均齐平，水道加强筋的下端部高于水道外壁的上端部，水道外壁的下端和缸体内壁的下端之间设有底部水平流道，底部水平流道设在水道加强筋的下方，第一水道加强筋均布设在活塞缸外侧，第二水道加强筋设在第一水道加强筋之间。各水道加强筋之间形成冷却腔，冷却水从进水口进入后通过底部水平流道流向各个冷却腔内，底部水平流道起到了均匀分散冷却水的作用，在冷却水活塞缸外围形成冷却水套，使冷却水能够对活塞缸进行整体冷却，增强散热的效果，活塞缸包括大活塞缸和小活塞缸，水道加强筋大活塞缸和小活塞缸的结构设置适配的水道加强筋，提高冷却水的利用率。

作为优选，水道外壁与缸体外壁之间通过加强筋连接，加强筋、水道外壁、缸体外壁合围形成隔音腔，隔音腔内设有与缸体连接的固定架，固定架的下端部与隔音腔的下端部齐平，固定架的上端部设在隔音腔内，固定架包括圆柱体和与圆柱体外围连接的连接筋，圆柱体通过连接筋与缸体连接，圆柱体的中部开设有通孔。在冷却水道的外围设置隔音腔，利用隔音腔将活塞和进、排气阀在工作过程产生的的噪声进行有效的隔离与消减，显著降低了整机的工作噪声，通过固定架增强缸体外壁与水道外壁的连接强度，固定架由空心的圆柱体和连接筋行程，减小了噪音传播及振动传播的载体，从而增强缸体在工作时的稳定性。

作为优选，曲轴箱上端设有由前至后设置的条形进气口，条形进气口上方设有与曲轴箱连接的进气接头，曲轴箱上端两侧设有两条平行设置的进气通道，进气通道由左至右横向设置，进气通道的左端部与条形进气口相通，曲轴箱的右侧设有与曲轴箱连接的空滤组件，空滤组件包括空滤壳体和设在空滤壳体内腔的空气滤芯，空滤壳体的上端两侧设有与进气通道右端相通的空滤进气口，空滤进气口与空滤壳体的内腔相通，空气滤芯中部设有空滤出气口，空滤出气口与曲轴箱内部相通。外置初级空滤初级过滤后的进气气体经进气接头吸入，经由曲轴箱上部两侧进气通道进入内置空滤组件进行最后精过滤，精滤后的空气进入曲轴箱，确保进气洁净，同时对空滤组件内的运动部件及轴承进行有效冷却，空滤组件容量大，过滤精度高，作为第三级过滤装置能够更有效的滤除进气中粉尘和微粒，避免因进气内的杂质进入箱体内对运动部件及轴承造成磨损，能够有效延长整机寿命，曲轴箱采用两条平行的进气通道，有效降低了进气噪声，同时也方便通过进气对曲轴箱进行冷却。

作为优选，活塞缸内设有在活塞缸内上下移动的低压活塞，低压活塞的顶部开设有通气孔，通气孔的上方设有覆盖在通气孔上的进气阀片，进气阀片的上方设有压紧在进气阀片上的压紧弹片，压紧弹片通过止动螺栓与低压活塞的顶部固定连接。进气阀片上设有覆盖通气孔的进气弹片，经过空滤组件精滤后气体经过低压活塞顶开进气阀片上的进气弹片进入活塞缸的低压气缸内，在整个进气流经的通路上，吸入的进气气体对所流经的运动部件及轴承进行逐一有效冷却，提高运动部件及轴承的使用寿命和工作的稳定性。

作为优选，缸盖和缸体之间设有阀板，阀板上设有低压阀板和高压阀板，低压阀板和高压阀板配合设在活塞缸的上方，低压阀板上设有四个方形均布排列的低压排气孔，高压阀板上设有高压排气孔，低压阀板的上端面上设有与低压阀板固定连接的低压排气阀片，低压排气阀片覆盖在低压排气孔上方，高压阀板的上端面上设有与高压阀板固定连接的高压排气阀片，高压排气阀片覆盖在高压排气孔上方，高压阀板上还设有由上至下凹陷的第一高压进气腔和第一高压进气腔底部的高压进气孔，高压进气孔和第一高压进气腔均设在高压排气孔的右侧，高压阀板的下端面上设有与高压阀板固定连接的高压进气阀片，高压进气阀片覆盖在高压进气孔的下方。低压排气阀片、高压排气阀片、高压进气阀片均通过铆钉固定在阀板上，固定方式机构简单，牢固可靠、防止松脱、安装空间更小，更易实现自动压装；低压活塞在活塞缸内向上运动压缩活塞缸中低压活塞缸内的空气，低压压缩空气达到排气压力后推开低压阀板上的低压排气阀片经由缸盖进入低压换热器进行冷却，低压压缩气体冷却后经过缸盖经由第一高压进气腔向下顶开高压进气阀片进入活塞缸中的高压活塞缸，高压活塞在高压活塞缸内向上运动压缩吸入的来自低压缸的压缩空气至排气压力后，高压活塞运动到上止点后，缸内气体被压缩成高压压缩空气以推开高压排气阀片，再通过缸盖进入高压换热器冷却，本技术结构简单，所需安装空间的更小，压缩效率更高。

作为优选，缸盖上设有由下至上内凹的低压排气腔、高压排气腔、第二高压进气腔，低压排气腔设在低压排气阀片的上方，高压排气腔设在高压排气阀片的上方，第二高压进气腔设在第一高压进气腔的上方且与第一高压进气腔相通，缸盖的前端设有与低压排气腔相通的低压排气通道，低压排气通道与低压换热器右侧的上端通过低压缸排气管连接，缸盖的右端设有与第二高压进气腔相通的高压进气通道，高压进气通道与低压换热器右侧的下端通过高压缸进气管连接，缸盖的后端设有与高压排气腔相通的高压排气通道，高压排气通道与高压换热器右侧的上端通过高压缸排气管连接，高压换热器右侧的下端设有排气口。低压压缩空气达到排气压力后推开低压阀板上的低压排气阀片依次经由低压排气腔、低压排气通道、低压缸排气管进入低压换热器进行冷却，低压压缩气体冷却后依次经过高压缸进气管、高压进气通道、第二高压进气腔、第一高压进气腔向下顶开高压进气阀片进入活塞缸中的高压活塞缸，高压活塞运动到上止点后，缸内气体被压缩成高压压缩空气以推开高压排气阀片，再依次经过高压排气腔、高压排气通道、高压缸排气管进入高压换热器冷却，冷却后的压缩空气经排气口排出，以适度的低温高压状态输送到后端的用气管路和元件。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：采用全新的“整机水冷和压缩气体两级水冷”冷却系统，配合进气结构风冷辅助，冷却效果优异，工作过程中不会出现局部高温，排气温度也更低，从而提高了活塞环使用寿命，使轴承内润滑脂量始终能够确保轴承在最佳润滑状态；采用了全新的曲轴箱，该曲轴箱设有内部进气道，有效降低了进气噪声，同时采用了独有的活塞缸结构，该活塞缸设有环绕式冷却水道和独立隔音腔室，在对整机效进行有冷却的同时降低噪声，还集成了更大容量的内置空滤，确保进气洁净。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的内部结构示意图。

图3是缸盖的第一立体结构示意图。

图4是缸盖的第二立体结构示意图。

图5是阀板的上视结构示意图。

图6是阀板的下视结构示意图。

图7是缸体的上视结构示意图。

图8是缸体的下视结构示意图。

图9是缸体的第一立体结构示意图。

图10是缸体的第二立体结构示意图。

图11是缸体的第三立体结构示意图。

图12是低压活塞的立体结构示意图。

图13是曲轴箱的立体结构示意图。

图14是空滤组件立体结构示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—曲轴箱、2—缸体、3—缸头组件、4—活塞缸、5—低压换热器、6—歧管块、7—第一进水管、8—第一出水口、9—第一排水管、10—高压换热器、11—第二进水管、12—第二出水口、13 —第二排水管、14—缸盖、15—缸盖板、16—螺钉、17—第一进水口、18—第二进水口、19—内腔、20—冷却水腔、21—第一排水口、22—第二排水口、23 —条形进气口、24—进气接头、25—进气通道、26—空滤组件、27—空滤壳体、 28—空气滤芯、29—空滤进气口、30—空滤出气口、31—缸体进水口、32—缸体外壁、33—缸体内壁、34—水道外壁、35—冷却水道、36—水道加强筋、37 —顶部水平流道、38—底部水平流道、39—加强筋、40—隔音腔、41—固定架、 42—圆柱体、43—连接筋、44—通孔、45—低压活塞、46—通气孔、47—进气阀片、48—压紧弹片、49—阀板、50—低压阀板、51—高压阀板、52—低压排气孔、53—高压排气孔、54—低压排气阀片、55—高压排气阀片、56—第一高压进气腔、57—高压进气孔、58—低压排气腔、59—高压排气腔、60—第二高压进气腔、61—低压排气通道、62—高压排气通道、63—排气口、64—第一水道加强筋、65—第二水道加强筋、66—高压进气阀片、67—高压进气通道、68 —低压缸排气管、69—高压缸进气管、70—高压缸排气管、71—进水口、72—水道、73—高压活塞。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，如图1至图13所示，包括曲轴箱1、缸体2、缸头组件3，缸体2内设有活塞缸4，缸体2设在曲轴箱1 的上方且与曲轴箱1连接，缸头组件3设在缸体2的上方且与缸体2连接，缸体2的前侧设有与曲轴箱1连接的低压换热器5，缸体2的右端设有与缸体2连接的歧管块6，歧管块6和低压换热器5通过第一进水管7连接，低压换热器5 的右端设有第一出水口8，第一出水口8通过第一排水管9与缸头组件3连接；缸体2的后侧设有与曲轴箱1连接的高压换热器10，歧管块6和高压换热器10 通过第二进水管11连接，高压换热器10的后端设有第二出水口12，第二出水口12通过第二排水管13与缸头组件3连接。歧管块6的后端面上设有进水口 71，主路水冷却系统的冷却水通过进水口71进入歧管块6，冷却水在歧管块6 内分成三路，一路由缸体2侧面进入机身，该路冷却水对曲轴箱1、缸体2、缸头组件3进行循环冷却，然后流入缸头组件3内部；第二路经由第一进水管7 进入低压换热器5，该路冷却水对低压压缩空气进行快速冷却，然后经由第一排水管9流入缸头组件3内部；第三路经由第二进水管11进入高压换热器10，该路冷却水对高压压缩空气进行快速冷却，然后经由第二排水管13流入缸头组件 3内部；该冷却系统冷却效率高、散热速度快，可有效保护空压机的关键部件并延长其寿命。

缸头组件3包括与缸体2连接的缸盖14和设在缸盖14上方的缸盖板15，缸盖板15与缸盖14通过螺钉16连接，缸盖14设有与第一排水管9连接的第一进水口17和与第二排水管13连接的第二进水口18，缸盖14内设有由上至下向下凹陷的内腔19，内腔19与缸盖板15形成冷却水腔20，冷却水腔20分别与第一进水口17和第二进水口18相通，缸盖14的前侧设有与第一进水口17 相通的第一排水口21，缸盖14的后侧设有与第二进水口18相通的第二排水口 22。冷却水在冷却水腔20内部汇集时，在缸头组件3内部形成环绕降噪水带，可以有效吸收和降低排气噪声源的噪声强度，起到了减噪降噪的作用。

缸体2的右端设有与歧管块6相通的缸体进水口31，缸体2包括由外至内依次设置的缸体外壁32和缸体内壁33，缸体2由缸体外壁32合围形成，活塞缸4由缸体内壁33合围形成，缸体外壁32和缸体内壁33之间设有水道外壁34，缸体内壁33与水道外壁34之间形成冷却水道35，冷却水道35沿着缸体内壁 33环形设置在活塞缸4的外侧，冷却水道35内设有水道加强筋36，水道加强筋36的两侧分别与缸体内壁33和水道外壁34连接。曲轴箱1的上端设有与活塞缸4配合的水道72，水道72设在冷却水道35的下方且与冷却水道35相通，在活塞缸4外壁环绕设置冷却水道35的结构型式，冷却水在冷却水道35中流动形成一个冷却水套，利用水冷换热效率高、冷却迅速的优势能对缸体进行充分冷却，水道加强筋36增加缸体内壁33和水道外壁34的连接强度，使缸体2 能够承受较大的振动后依旧能够正常工作，延长缸体2的使用寿命及增强缸体2 的工作强度。

水道加强筋36包括第一水道加强筋64和第二水道加强筋65，第一水道加强筋64的上端部与缸体内壁33的上端和水道外壁34的上端齐平，第二水道加强筋65的上端部低于第一水道加强筋64的上端部，水道外壁34的上端与缸体内壁33的上端之间设有顶部水平流道37，顶部水平流道37设在第二水道加强筋65的上方。第一水道加强筋64和第二水道加强筋65的高度差形成顶部水平流道37，冷却水在顶部水平流道37内，通过第一水道加强筋64调节冷却水在顶部水平流道37的流速，延长冷却水与缸体内壁33的接触时间，提高冷却水热交换的效率。

水道加强筋36的下端部均齐平，水道加强筋36的下端部高于水道外壁34 的上端部，水道外壁34的下端和缸体内壁33的下端之间设有底部水平流道38，底部水平流道38设在水道加强筋36的下方，第一水道加强筋64均布设在活塞缸4外侧，第二水道加强筋65设在第一水道加强筋64之间。各水道加强筋36 之间形成冷却腔，冷却水从进水口31进入后通过底部水平流道38流向各个冷却腔内，底部水平流道38起到了均匀分散冷却水的作用，在冷却水活塞缸4外围形成冷却水套，使冷却水能够对活塞缸4进行整体冷却，增强散热的效果，活塞缸4包括大活塞缸和小活塞缸，水道加强筋36大活塞缸和小活塞缸的结构设置适配的水道加强筋36，提高冷却水的利用率。

工作时，冷却水经进水口31进入冷却水道35后，先沿水道外壁34周围的底部水平流道38自小活塞缸流向大活塞缸，待底部水平流道38充满冷却水后，冷却水沿多个冷却腔内壁同步均匀上升，在冷却水上升过程中与活塞缸4的外壁之间进行热交换，迅速带走压缩过程产生的热量，使活塞缸4、活塞、活塞环工作温度始终保持在较低的范围，活塞缸4温度降低可以使压缩空气的排气温度也更低，活塞环的磨损速度相应也会大幅下降，起到延长活塞环寿命的作用。

实施例2

带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，如图1至图13所示，在实施例1的基础上，水道外壁34与缸体外壁32之间通过加强筋39连接，加强筋 39、水道外壁34、缸体外壁32合围形成隔音腔40，隔音腔40内设有与缸体2 连接的固定架41，固定架41的下端部与隔音腔40的下端部齐平，固定架41的上端部设在隔音腔40内，固定架41包括圆柱体42和与圆柱体42外围连接的连接筋43，圆柱体42通过连接筋43与缸体2连接，圆柱体42的中部开设有通孔44。在冷却水道35的外围设置隔音腔40，利用隔音腔40将活塞和进、排气阀在工作过程产生的的噪声进行有效的隔离与消减，显著降低了整机的工作噪声，通过固定架41增强缸体外壁32与水道外壁34的连接强度，固定架41由空心的圆柱体42和连接筋43行程，减小了噪音传播及振动传播的载体，从而增强缸体2在工作时的稳定性。

实施例3

带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，如图1至图13所示，在实施例2的基础上，曲轴箱1上端设有由前至后设置的条形进气口23，条形进气口23上方设有与曲轴箱1连接的进气接头24，曲轴箱1上端两侧设有两条平行设置的进气通道25，进气通道25由左至右横向设置，进气通道25的左端部与条形进气口23相通，曲轴箱1的右侧设有与曲轴箱1连接的空滤组件26，空滤组件26包括空滤壳体27和设在空滤壳体27内腔的空气滤芯28，空滤壳体27 的上端两侧设有与进气通道25右端相通的空滤进气口29，空滤进气口29与空滤壳体27的内腔相通，空气滤芯28中部设有空滤出气口30，空滤出气口30与曲轴箱1内部相通。外置初级空滤初级过滤后的进气气体经进气接头24吸入，经由曲轴箱1上部两侧进气通道25进入内置空滤组件26进行最后精过滤，精滤后的空气进入曲轴箱1，确保进气洁净，同时对空滤组件26内的运动部件及轴承进行有效冷却，空滤组件26容量大，过滤精度高，作为第三级过滤装置能够更有效的滤除进气中粉尘和微粒，避免因进气内的杂质进入箱体内对运动部件及轴承造成磨损，能够有效延长整机寿命，曲轴箱采用两条平行的进气通道 25，有效降低了进气噪声，同时也方便通过进气对曲轴箱1进行冷却。

活塞缸4内设有在活塞缸4内上下移动的低压活塞45，低压活塞45的顶部开设有通气孔46，通气孔46的上方设有覆盖在通气孔46上的进气阀片47，进气阀片47的上方设有压紧在进气阀片47上的压紧弹片48，压紧弹片48通过止动螺栓与低压活塞45的顶部固定连接。进气阀片47上设有覆盖通气孔46的进气弹片，经过空滤组件26精滤后气体经过低压活塞45顶开进气阀片47上的进气弹片进入活塞缸4的低压气缸内，在整个进气流经的通路上，吸入的进气气体对所流经的运动部件及轴承进行逐一有效冷却，压紧弹片48为“十”字型，在压紧进气阀片47的同时保证进气阀片47上进气弹片的弹性，低压活塞45件上的进气阀片47采用耐蚀止动螺栓和防松动垫圈组合固定方式进行固定，多重防护，确保紧固螺栓不会因活塞的高速往复运动或振动而松动，彻底消除了因进气阀片47脱落造成卡滞或撞缸等故障发生的可能。

缸盖14和缸体2之间设有阀板49，阀板49通过连接螺栓连接在缸盖14和缸体2之间，连接螺栓贯穿于缸盖14和阀板49并与缸体2连接，阀板49上设有低压阀板50和高压阀板51，低压阀板50和高压阀板51配合设在活塞缸4的上方，低压阀板50上设有四个方形均布排列的低压排气孔52，高压阀板51上设有高压排气孔53，低压阀板50的上端面上设有与低压阀板50固定连接的低压排气阀片54，低压排气阀片54覆盖在低压排气孔52上方，高压阀板51的上端面上设有与高压阀板51固定连接的高压排气阀片55，高压排气阀片55覆盖在高压排气孔53上方，高压阀板51上还设有由上至下凹陷的第一高压进气腔 56和第一高压进气腔56底部的高压进气孔57，高压进气孔57和第一高压进气腔56均设在高压排气孔53的右侧，高压阀板51的下端面上设有与高压阀板51 固定连接的高压进气阀片66，高压进气阀片66覆盖在高压进气孔57的下方。低压排气阀片54、高压排气阀片55、高压进气阀片66均通过铆钉固定在阀板49上，固定方式机构简单，牢固可靠、防止松脱、安装空间更小，更易实现自动压装；低压活塞45在活塞缸4内向上运动压缩活塞缸4中低压活塞缸内的空气，低压压缩空气达到排气压力后推开低压阀板50上的低压排气阀片54经由缸盖14进入低压换热器5进行冷却，低压压缩气体冷却后经过缸盖14经由第一高压进气腔56向下顶开高压进气阀片66进入活塞缸4中的高压活塞缸，高压活塞73在高压活塞缸内向上运动压缩吸入的来自低压缸的压缩空气至排气压力后，高压活塞73运动到上止点后，缸内气体被压缩成高压压缩空气以推开高压排气阀片55，再通过缸盖14进入高压换热器10冷却，本技术结构简单，所需安装空间的更小，压缩效率更高。

缸盖14上设有由下至上内凹的低压排气腔58、高压排气腔59、第二高压进气腔60，低压排气腔58设在低压排气阀片54的上方，高压排气腔59设在高压排气阀片55的上方，第二高压进气腔60设在第一高压进气腔56的上方且与第一高压进气腔56相通，缸盖14的前端设有与低压排气腔58相通的低压排气通道61，低压排气通道61与低压换热器5右侧的上端通过低压缸排气管68连接，缸盖14的右端设有与第二高压进气腔60相通的高压进气通道67，高压进气通道67与低压换热器5右侧的下端通过高压缸进气管69连接，缸盖14的后端设有与高压排气腔59相通的高压排气通道62，高压排气通道62与高压换热器10右侧的上端通过高压缸排气管70连接，高压换热器10右侧的下端设有排气口63。低压压缩空气达到排气压力后推开低压阀板50上的低压排气阀片54 依次经由低压排气腔58、低压排气通道61、低压缸排气管68进入低压换热器5 进行冷却，低压压缩气体冷却后依次经过高压缸进气管69、高压进气通道67、第二高压进气腔60、第一高压进气腔56向下顶开高压进气阀片66进入活塞缸 4中的高压活塞缸，高压活塞73运动到上止点后，缸内气体被压缩成高压压缩空气以推开高压排气阀片55，再依次经过高压排气腔59、高压排气通道62、高压缸排气管70进入高压换热器10冷却，冷却后的压缩空气经排气口63排出，以适度的低温高压状态输送到后端的用气管路和元件。第一进水管7与低压换热器5右侧面的下端连接，第一出水口8设在低压换热器5左侧面的上端，第二进水管11与高压换热器10右侧面的下端连接，第二出水口12设在高压换热器10左侧面的上端，低压换热器5和高压换热器10采用从低到高位置、从低温到高温的水流流向进行设计，最大限度的增加热交换面积，低压换热器5和高压换热器10均为壳管式冷却器，即为采用薄壳式箱体结构与多排弯管焊接组成的壳管式结构，薄壳箱体内持续注入冷却液，弯管内通入高温气体，通过弯管管壁将热量传递给冷却液的一种冷却装置。

本技术整机采用水冷和风冷双作用冷却方式，充分冷却，效果更好，工作温度低，性能稳定可靠，可长期连续运转，寿命更长；缸体采用多层多腔结构，再结合缸盖水腔结构一起组合成消声腔室，对气阀压缩过程产生的噪声进行有效隔离与消减，达到低噪静音的效果。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，包括曲轴箱(1)、缸体(2)、缸头组件(3)，缸体(2)内设有活塞缸(4)，缸体(2)设在曲轴箱(1)的上方且与曲轴箱(1)连接，缸头组件(3)设在缸体(2)的上方且与缸体(2)连接，其特征在于：缸体(2)的前侧设有与曲轴箱(1)连接的低压换热器(5)，缸体(2)的右端设有与缸体(2)连接的歧管块(6)，歧管块(6)和低压换热器(5)通过第一进水管(7)连接，低压换热器(5)的左端设有第一出水口(8)，第一出水口(8)通过第一排水管(9)与缸头组件(3)连接；缸体(2)的后侧设有与曲轴箱(1)连接的高压换热器(10)，歧管块(6)和高压换热器(10)通过第二进水管(11)连接，高压换热器(10)的左端设有第二出水口(12)，第二出水口(12)通过第二排水管(13)与缸头组件(3)连接，活塞缸(4)内设有在活塞缸(4)内上下移动的低压活塞(45)，低压活塞(45)的顶部开设有通气孔(46)，通气孔(46)的上方设有覆盖在通气孔(46)上的进气阀片(47)。

2.根据权利要求1所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：缸头组件(3)包括与缸体(2)连接的缸盖(14)和设在缸盖(14)上方的缸盖板(15)，缸盖板(15)与缸盖(14)通过螺钉(16)连接，缸盖(14)设有与第一排水管(9)连接的第一进水口(17)和与第二排水管(13)连接的第二进水口(18)，缸盖(14)内设有由上至下向下凹陷的内腔(19)，内腔(19)与缸盖板(15)形成冷却水腔(20)，第一进水口(17)和第二进水口(18)分别与冷却水腔(20)相通，缸盖(14)的前侧设有与第一进水口(17)相通的第一排水口(21)，缸盖(14)的后侧设有与第二进水口(18)相通的第二排水口(22)。

3.根据权利要求1所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：缸体(2)的右端设有与歧管块(6)相通的缸体进水口(31)，缸体(2)包括由外至内依次设置的缸体外壁(32)和缸体内壁(33)，缸体(2)由缸体外壁(32)合围形成，活塞缸(4)由缸体内壁(33)合围形成，缸体外壁(32)和缸体内壁(33)之间设有水道外壁(34)，缸体内壁(33)与水道外壁(34)之间形成冷却水道(35)，冷却水道(35)沿着缸体内壁(33)环形设置在活塞缸(4)的外侧，冷却水道(35)内设有水道加强筋(36)，水道加强筋(36)的两侧分别与缸体内壁(33)和水道外壁(34)连接。

4.根据权利要求3所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：水道加强筋(36)包括第一水道加强筋(64)和第二水道加强筋(65)，第一水道加强筋(64)的上端部与缸体内壁(33)的上端和水道外壁(34)的上端齐平，第二水道加强筋(65)的上端部低于第一水道加强筋(64)的上端部，水道外壁(34)的上端与缸体内壁(33)的上端之间设有顶部水平流道(37)，顶部水平流道(37)设在第二水道加强筋(65)的上方。

5.根据权利要求3所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：水道加强筋(36)的下端部均齐平，水道加强筋(36)的下端部高于水道外壁(34)的上端部，水道外壁(34)的下端和缸体内壁(33)的下端之间设有底部水平流道(38)，底部水平流道(38)设在水道加强筋(36)的下方，第一水道加强筋(64)均布设在活塞缸(4)外侧，第二水道加强筋(65)设在第一水道加强筋(64)之间。

6.根据权利要求3所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：水道外壁(34)与缸体外壁(32)之间通过加强筋(39)连接，加强筋(39)、水道外壁(34)、缸体外壁(32)合围形成隔音腔(40)，隔音腔(40)内设有与缸体(2)连接的固定架(41)，固定架(41)的下端部与隔音腔(40)的下端部齐平，固定架(41)的上端部设在隔音腔(40)内，固定架(41)包括圆柱体(42)和与圆柱体(42)外围连接的连接筋(43)，圆柱体(42)通过连接筋(43)与缸体(2)连接，圆柱体(42)的中部开设有通孔(44)。

7.根据权利要求1所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：曲轴箱(1)上端设有由前至后设置的条形进气口(23)，条形进气口(23)上方设有与曲轴箱(1)连接的进气接头(24)，曲轴箱(1)上端两侧设有两条平行设置的进气通道(25)，进气通道(25)由左至右横向设置，进气通道(25)的左端部与条形进气口(23)相通，曲轴箱(1)的右侧设有与曲轴箱(1)连接的空滤组件(26)，空滤组件(26)包括空滤壳体(27)和设在空滤壳体(27)内腔的空气滤芯(28)，空滤壳体(27)的上端两侧设有与进气通道(25)右端相通的空滤进气口(29)，空滤进气口(29)与空滤壳体(27)的内腔相通，空气滤芯(28)中部设有空滤出气口(30)，空滤出气口(30)与曲轴箱(1)内部相通。

8.根据权利要求1所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：进气阀片(47)的上方设有压紧在进气阀片(47)上的压紧弹片(48)，压紧弹片(48)通过止动螺栓与低压活塞(45)的顶部固定连接。

9.根据权利要求2所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：缸盖(14)和缸体(2)之间设有阀板(49)，阀板(49)上设有低压阀板(50)和高压阀板(51)，低压阀板(50)和高压阀板(51)配合设在活塞缸(4)的上方，低压阀板(50)上设有四个方形均布排列的低压排气孔(52)，高压阀板(51)上设有高压排气孔(53)，低压阀板(50)的上端面上设有与低压阀板(50)固定连接的低压排气阀片(54)，低压排气阀片(54)覆盖在低压排气孔(52)上方，高压阀板(51)的上端面上设有与高压阀板(51)固定连接的高压排气阀片(55)，高压排气阀片(55)覆盖在高压排气孔(53)上方，高压阀板(51)上还设有由上至下凹陷的第一高压进气腔(56)和第一高压进气腔(56)底部的高压进气孔(57)，高压进气孔(57)和第一高压进气腔(56)均设在高压排气孔(53)的右侧，高压阀板(51)的下端面上设有与高压阀板(51)固定连接的高压进气阀片(66)，高压进气阀片(66)覆盖在高压进气孔(57)的下方。

10.根据权利要求9所述的带有冷却系统的新能源车用无油活塞式空压机，其特征在于：缸盖(14)上设有由下至上内凹的低压排气腔(58)、高压排气腔(59)、第二高压进气腔(60)，低压排气腔(58)设在低压排气阀片(54)的上方，高压排气腔(59)设在高压排气阀片(55)的上方，第二高压进气腔(60)设在第一高压进气腔(56)的上方且与第一高压进气腔(56)相通，缸盖(14)的前端设有与低压排气腔(58)相通的低压排气通道(61)，低压排气通道(61)与低压换热器(5)右侧的上端通过低压缸排气管(68)连接，缸盖(14)的右端设有与第二高压进气腔(60)相通的高压进气通道(67)，高压进气通道(67)与低压换热器(5)右侧的下端通过高压缸进气管(69)连接，缸盖(14)的后端设有与高压排气腔(59)相通的高压排气通道(62)，高压排气通道(62)与高压换热器(10)右侧的上端通过高压缸排气管(70)连接，高压换热器(10)右侧的下端设有排气口(63)。