CN111005855A - 电动压缩机装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动压缩机装置，包括：‑压缩机(1)，其包括至少一个具有至少一个气缸孔的气缸体(12)，活塞布置成往复运动并且通过连杆与可旋转地安装在曲轴箱(11)中的曲轴连接，其中气缸孔由气缸盖(13)封闭，由此在活塞和气缸盖(13)之间形成压缩腔，并且其中气缸盖(13)包括至少一个进气阀和至少一个排气阀，‑一种电动机(2)，具有电动机壳体(21)、定子和具有可旋转地安装的转子轴的转子，其中‑电动机(2)的转子轴和压缩机(1)的曲轴无离合器牢固地连接在一起或者制成一体。

Description

电动压缩机装置

本发明涉及对包括压缩机和电动机的电驱动压缩机装置的改进。

压缩机包括至少一个具有一个或多个气缸孔的气缸体，在每个气缸孔中活塞可前后移动。活塞通过连杆与曲轴连接，曲轴可旋转地安装在曲轴箱中并用于驱动压缩机。气缸孔由气缸盖封闭，由此在活塞和气缸盖之间形成压缩腔。为了将未压缩空气引入压缩腔并从压缩腔排出压缩空气，气缸盖通常具有至少一个进气阀和一个用于每个气缸孔的排气阀。

除压缩机之外，电动压缩机装置还具有电动机，该电动机在许多情况下通过法兰连接到曲轴箱。该法兰连接必须密封。

电动机的转子轴通常通过压缩机的曲轴的联轴器进行耦合。联轴器是影响压缩机装置价格的附加部件。

如果这种压缩机装置用在车辆中，其通常结合到车辆的油路中，以润滑曲轴和连杆的轴承以及活塞-气缸孔的摩擦配合。否则，增加了一个带有用于其自身的油泵的独立油路，这反过来又增加了成本。

为了冷却压缩空气-特别是在两级压缩机中-通常使用额外的热交换器和其自身的电驱动风扇，该电风扇很大并且增加压缩机装置的总成本。

因此，本发明的一个目的是改进电动压缩机装置，使其空间要求降低，其结构大大简化，从而压缩机装置的生产成本低廉。另一目的是避免密封问题。另一目的是简化润滑并使其独立于辅助设备。另一目的是简化由压缩机压缩的空气冷却步骤。

这些目的通过权利要求中描述的压缩机装置来实现。

在此提出一种电动压缩机装置，包括具有至少一个气缸体的压缩机，所述气缸体具有至少一个气缸孔，活塞布置成可前后移动并且通过连杆与曲轴连接，其可旋转地安装在曲轴箱中，其中气缸孔由气缸盖封闭，其中，在活塞和气缸盖之间形成压缩腔，并且其中气缸盖具有至少一个进气阀和至少一个排气阀，以及具有壳体、定子和转子的电动机，转子具有可旋转地安装的转子轴。

根据本发明，可以根据下面描述的一个或多个方面开发这种压缩机装置，以便实现上述目的中的一个或多个，其中所描述的各个方面可以以任何期望的方式组合。

根据第一实施例，可以在这样的压缩机装置中提供电动机的转子轴和压缩机无离合器的曲轴彼此牢固地连接或者制成一体。在此所提出的与电动机的转子轴结合到压缩机的单元曲轴的实施例可以省去压缩机和电动机之间的常规联轴器，使得压缩机装置的制造成本较低。

根据第二实施例，压缩机的曲轴箱和电动机壳体制成一体。这确保压缩机装置整体上比具有法兰电动机的压缩机体积小。同时，其可以省去压缩机和电动机之间的密封，由此压缩机装置更可靠并且更便宜地生产。例如，电动机的定子可以容易地嵌入紧凑的一体式壳体中。随后，转子可以被推到转子轴上并锁定在转子轴上。

此外，所提出的压缩机装置可以设计成例如使得压缩机具有两个气缸孔，每个气缸孔具有一个活塞，其串联连接成两个压缩机级，其中第一压缩机级的排气阀可连通性连接到第二压缩机级的进气阀。在这种情况下，每个气缸孔可以布置在单独的气缸体中，并且两个气缸体连接到曲轴箱并且由相应的气缸盖封闭。气缸体的布置可以例如是V形的。

在另一实施例中，提供了具有由转子轴以已知的方式驱动的风扇的电动机，其在操作期间产生用于冷却电动机的气流，其中，由压缩机压缩的气流通过布置在由电动机的风扇产生的气流中的热交换器来冷却。

特别有利地，热交换器包括至少一个翅片管，该翅片管布置成至少部分地以短距离包围电动机壳体。这使得可以省去具有自带电驱动风扇的单独热交换器的复杂安装。

为了特别有效地提高冷却性能，例如在两级压缩机中，压缩机压缩的气流从第一压缩机级的排气阀通过第一热交换器到达第二压缩机级的进气阀，并从第二压缩机级的排气阀通过第二热交换器到达采样点。

在另一个实施例中可以提供的是，压缩机装置具有外壳，该外壳引导由电动机的风扇产生的气流经过热交换器。此外，该外壳可以显着地有助于抑制压缩机的噪音释放。

在另一实施例中，为了省去压缩机的外部润滑，在压缩机的曲轴箱中的所提出的压缩机装置中设置有油槽，并且在曲轴或连杆轴承处布置有至少一个用于实现旋转润滑的指状物。所以，压缩机装置不需要集成到车辆的油路中，也不需要具有其自身的油泵的单独的油回路。

在一个特别有利的实施例中，设置在压缩机的曲轴箱中的压缩机装置中，设置有油槽和由曲轴油泵驱动，以实现压力循环润滑。同样在该实施例中，可以省去外部油泵并且最佳地利用压缩机的空间。

这种油泵可以包括，例如，曲轴向下延伸、带有导油通道和集成的泄油阀的油泵连杆，以及布置在油泵连杆下端的油泵活塞，在带有进油阀的油泵缸中引导该油泵活塞，其中进油阀设置在油槽中。

油槽位于压缩机曲轴箱的下部。油泵通过油泵进油阀将润滑油从油槽吸入油泵缸，并通过导油通道输送到曲轴。

润滑油从该处供给到曲轴的轴承和/或压缩机的一个或多个连杆。轴承经过润滑，润滑油排出并流回油槽。

用参考实施例和相关附图更详细地解释本发明。其中显示了：

图1和图2示出了具有两级空气压缩机1的压缩机装置的实施例的两个不同的透视图，其中在第一压缩机级和第二压缩机级之间可中间冷却，并且在第二压缩机级之后可后冷却，并且

图3是由曲轴驱动的示意图，其布置在压缩机油泵的曲轴箱中。

电动机2的电机轴和压缩机1的曲轴14在没有离合器的情况下彼此固定连接并形成一个单元。这消除了电动机2和压缩机1之间的其他常规联轴器。电动机2的电动机壳体21和压缩机1的曲轴箱11也设计为部件。另外，压缩机1的两个V形布置的气缸体12与曲轴箱11一体制成，并且每个气缸体12具有其自己的气缸盖13。电动机2的转子和定子嵌入电动机2的电动机壳体21中。

借助于气流进行压缩空气的冷却，该气流由电动机2的风扇22产生，该风扇22布置在电动机2的压缩机1的相对侧上并且同时也冷却电动机2。压缩气流过热交换器3，热交换器3包括特殊的翅片管，其特别是带肋的并因此具有大的表面积。气流从第一压缩机级的排气阀通过第一热交换器到达第二压缩机级的进气阀，并从第二压缩机级的排气阀通过第二热交换器到达采样点。翅片管3包围电动机2并因此被电动机2的风扇22产生的气流包围，从而被冷却。因此消除了通常的单独的热交换器。

润滑系统设计为封闭系统，如图3所示。其不需要用于轴承的外部油泵。通过压缩机1的曲轴14实现用油润滑，该曲轴14驱动布置在曲轴箱11中的油泵4，由此实现压力循环润滑。油泵4完全位于压缩机的壳体中并且没有外部部件。

润滑油位于曲轴箱11下部的油槽5中。油泵4从该油槽5吸入润滑油并将其推到曲轴14。通过压力，将润滑油分配到各个轴承。润滑轴承，润滑油排出，重力将其带回到油槽5中。在回路中，可以在其中布置(未示出的)过滤器，其分离和结合悬浮颗粒。通过油槽5和曲轴箱11的合适设计，通过利用环境空气冲洗来进行润滑油的冷却。

在所示的实施例中，油泵设计为柱塞活塞发动机。它由油泵连杆41、油泵活塞44和油泵缸45组成，在油槽5中布置有油泵进油阀46。

曲轴机构的实现在于，带有连杆42的油泵连杆41位于曲轴14上并由此驱动。油泵连杆41在其纵向方向上具有导油通道43，该导油通道43也延伸穿过油泵活塞44。在特定情况下，油泵活塞44设计为球形活塞。油泵缸45在其下侧上具有布置在油槽5中的油泵进油阀46，其在特定情况下设计为阀座板上的薄片。

当油泵活塞44向上移动时，其通过下油泵进油阀46将油吸入油泵活塞44和油泵进油阀46之间的油泵缸45的腔室中。

在随后的油泵活塞44的向下运动中，油泵进油阀46关闭，在油泵缸45中产生压力，其进入油泵连杆41的导油通道43并且油流过曲轴中的集成的泄油阀。

附图标记

1 压缩机

11 曲轴箱

12 气缸体

13 气缸盖

14 曲轴

2 电动机

21 电动机壳体

22 风扇

3 热交换器

4 油泵

41 油泵连杆

42 连杆

43 导油通道

44 油泵活塞

45 油泵缸

46 油泵进油阀

5 油槽

Claims (10)

1.一种电动压缩机装置，包括：

-压缩机(1)，其包括至少一个具有至少一个气缸孔的气缸体(12)，活塞布置成往复运动并且通过连杆与曲轴(14)连接，曲轴(14)可旋转地安装在曲轴箱(11)中，其中气缸孔由气缸盖(13)封闭，由此在活塞和气缸盖(13)之间形成压缩腔，并且其中气缸盖(13)具有至少一个进气阀和至少一个排气阀，

-电动机(2)，具有电动机壳体(21)、定子和具有可旋转地安装于转子轴的转子，其中

-电动机(2)的转子轴和压缩机(1)的曲轴(14)无离合器彼此牢固地连接或者制成一体。

2.根据权利要求1所述的压缩机装置，其中压缩机(1)的曲轴箱(11)和电动机(2)的电动机壳体(21)制成一体。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机装置，其中所述压缩机(1)具有两个气缸孔，每个气缸孔具有活塞，所述活塞串联连接成两个压缩机级，其中所述第一压缩机级的排气阀与所述第二压缩机级的进气阀连通性连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机装置，其中所述电动机(2)具有由所述转子轴驱动的风扇(22)，所述转子轴风扇(22)在运行期间产生用于冷却所述电动机(2)的气流，其中压缩机(1)的压缩气流通过布置有风扇(22)的热交换器(3)的气流来冷却。

5.根据权利要求4所述的压缩机装置，其中所述热交换器(3)包括至少一个翅片管，所述翅片管布置成至少部分地以短距离包围所述电动机壳体(21)。

6.根据权利要求3或4所述的压缩机装置，其中由压缩机(1)压缩的气流从第一压缩机级的排气阀通过第一热交换器引导到第二压缩机级的进气阀，并从第二压缩机级的排气阀通过第二热交换器到达采样点。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的压缩机装置，包括外壳，所述外壳引导由所述电动机的风扇(22)产生的气流通过所述热交换器(3)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机装置，其中在所述压缩机(1)的曲轴箱(11)中设置有油槽，并且在曲轴或连杆轴承处布置有至少一个用于实现旋转润滑的指状物。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机装置，其中在压缩机(1)的曲轴箱(11)中设置有油槽(5)和用于实现压力循环润滑的曲轴(14)驱动油泵(4)中的其中一个。

10.根据权利要求9所述的压缩机装置，所述油泵(4)从所述曲轴(14)向下延伸，具有导油通道(43)和一个位于油泵连杆(41)下端的油泵活塞(44)，在带有进气阀(46)的油泵缸(45)中引导所述油泵活塞(44)，其中在油槽(5)中设置有进气阀(46)。

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