CN113757076B - 新能源汽车使用的耐磨空压机活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空压机技术领域，具体为新能源汽车使用的耐磨空压机活塞，包括底座、腰圆孔和轴销，所述底座由一个圆盘和两个连接桩组成，两个连接桩焊接在圆盘的底端两侧，连接桩上开设有腰圆孔，且腰圆孔内设置有轴销，所述底座的底部固定有限位座，所述限位座的中心处凸起并贯通开设有通孔，所述限位座的顶端贯穿圆盘并与圆盘上表面齐平，所述限位座的四周通过螺栓与圆盘连接固定，所述底座的上表面设置有衔接组件，所述衔接组件包括固定座和衔接台，所述固定座的底部呈阶梯状，所述固定座的底端贯穿限位座，所述固定座的底端一体化连接有顶杆。本发明具有随进程可变式直径设计，降低活塞运动中的磨损强度，大幅度提升活塞的使用寿命。

Description

新能源汽车使用的耐磨空压机活塞

技术领域

本发明涉及空压机技术领域，具体为新能源汽车使用的耐磨空压机活塞。

背景技术

新能源汽车中需要用到许多高压气体作为动力的部件，如气缸等部件，高压气体需要通过空压机产生，活塞式空压机，体积小，寿命长，在汽车中广泛使用。

公开号为CN112879267A的中国发明专利公开了新能源汽车使用的耐磨空压机活塞，包括活塞裙，所述活塞裙的外圆周面上设有耐磨涂层；所述耐磨涂层包括以下组分制成：聚四氟乙烯9-12重量份、二硫化钼1-1.5重量份、芳纶1.5-2.5重量份及偶联剂0.1-0.2重量份。该发明在活塞裙外圆周面上设置耐磨涂层，提升抗磨性与静音效果。

其通过在活塞裙外周面上涂抹耐磨涂层来提升活塞的的寿命，但是在工作时，活塞裙还是会始终与空压机缸壁使用做活塞运动，即使通过提升材料强度，或者增加了耐磨涂层，其本身摩擦强度与次数无法改变，耐磨性提升不明显，无法通过降低摩擦强度，来从结构上提升活塞的耐磨性，无法大幅度提升活塞寿命。

因此亟需设计新能源汽车使用的耐磨空压机活塞来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供新能源汽车使用的耐磨空压机活塞，以解决上述背景技术中提出的无法通过降低摩擦强度，来从结构上提升活塞的耐磨性，无法大幅度提升活塞寿命的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：新能源汽车使用的耐磨空压机活塞，包括底座、腰圆孔和轴销，所述底座由一个圆盘和两个连接桩组成，两个连接桩焊接在圆盘的底端两侧，连接桩上开设有腰圆孔，且腰圆孔内设置有轴销，所述底座的底部固定有限位座，所述限位座的中心处凸起并贯通开设有通孔，所述限位座的顶端贯穿圆盘并与圆盘上表面齐平，所述限位座的四周通过螺栓与圆盘连接固定，所述底座的上表面设置有衔接组件，所述衔接组件包括固定座和衔接台，所述固定座的底部呈阶梯状，所述固定座的底端贯穿限位座，所述固定座的底端一体化连接有顶杆，顶杆的外表面固定套接有限位环，限位环的底部设置有箍环，且所述限位环通过箍环与顶杆连接固定，所述限位环的上表面与限位座的底部相抵，所述衔接台的底端通过螺栓与固定座连接固定，所述衔接台的外表面套设有活塞，所述活塞的外表面设置有密封条，所述活塞包括活塞块和活塞片，所述活塞块和活塞片的数量皆为四个，且每个所述活塞块均与活塞片相邻贴合。

优选的，所述腰圆孔呈腰圆形，所述轴销侧面与腰圆孔的内壁相抵。

优选的，所述固定座的横截面呈T型，所述固定座与限位座滑动连接，顶杆的的底端呈球形并与轴销的外表面相抵。

优选的，所述活塞块呈扇形，且所述活塞块与衔接台相抵的一侧内壁呈倾斜设置，且所述活塞块的内壁与衔接台的外表面过盈配合。

优选的，所述活塞块的内壁一体化连接有第一连接块，所述第一连接块的横截面呈“T”形，所述衔接台的外表面开设有第一连接槽，第一连接槽的底端延伸至衔接台的底部，所述第一连接槽与第一连接块过盈配合，所述第一连接槽的数量为四个，四个所述第一连接槽呈十字形分布。

优选的，四个所述活塞片呈十字形分布，且每个所述活塞片皆设置于相邻两个活塞块之间，所述活塞片与活塞块之间相贴合，且所述活塞片与活塞块相抵的两侧表面皆呈楔形，所述活塞片的顶端宽度比底端窄。

优选的，所述活塞片与衔接台相抵的一侧表面一体化连接有第二连接块，所述第二连接块的横截面呈“T”形，所述衔接台的侧面开设有第二连接槽，所述第二连接块插设于第二连接槽内并与第二连接槽过盈配合，且第二连接槽的内壁倾斜角度是第一连接槽倾斜角度的两倍。

优选的，所述底座的上表呈十字形开设有凹槽，且所述凹槽位于活塞片的正下方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该新能源汽车使用的耐磨空压机活塞具有随进程可变式直径设计，降低活塞运动中的磨损强度，大幅度提升活塞的使用寿命。

通过将传统的活塞改为由四个活塞块和四个活塞片配合组成，并通过四根衔接台进行衔接，在压缩空气时，连杆推动底座和活塞做活塞运动，连杆会推动固定座向前顶动，使四个活塞块和四个活塞片能完成张开，组合成正常尺寸的活塞，在空压机缸筒内压缩空气，活塞退回时，此时空压机缸筒内空气已经被压缩至气瓶中，活塞收回状态只需进气，连杆也不会抵着固定座，使固定座产生松动，同时空压机缸筒内的余压作用到衔接台上，会使衔接台发生向后微微退动，使活塞片能随着往后退动，使活塞块与活塞片间产生了空隙，没有了衔接台的抵触强度，活塞块会向衔接台内微收，从而降低了活塞块和活塞片的侧裙与空压机缸筒件的紧密性，从而降低了摩擦强度，使整个活塞在工作时，仅需在压缩进程时承受高强度摩擦，进气进程压摩擦强度大大减小，从而降低了活塞运动中的整体磨损强度，大幅度提升活塞的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构整体示意图；图2为本发明图1中活塞片的结构整体示意图；图3为本发明实施例一的结构正视示意图；图4为本发明图3中A-A处结构俯视剖视示意图；图5为本发明实施例一的结构俯视示意图；图6为本发明图5中B-B处结构正视剖视示意图；图7为本发明图5中C-C处结构正视剖视示意图；图8为本发明图6中活塞块的结构收缩状态示意图；图9为本发明实施例二的衔接台和活塞片整体结构示意图。

图中：1、底座；2、腰圆孔；3、轴销；4、衔接组件；41、固定座；42、衔接台；43、第一连接槽；44、限位环；45、第二连接槽；5、活塞；51、活塞块；52、活塞片；53、第一连接块；54、第二连接块；6、限位座；7、凹槽；8、密封条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例一：包括底座1、腰圆孔2和轴销3，底座1由一个圆盘和两个连接桩组成，两个连接桩焊接在圆盘的底端两侧，连接桩上开设有腰圆孔2，且腰圆孔2内设置有轴销3，如图1所示，轴销3用于连接外部零件。

底座1的底部固定有限位座6，限位座6的中心处凸起并贯通开设有通孔，限位座6的顶端贯穿圆盘并与圆盘上表面齐平，限位座6的四周通过螺栓与圆盘连接固定，底座1的上表面设置有衔接组件4，衔接组件4包括固定座41和衔接台42，固定座41的底部呈阶梯状，固定座41的底端贯穿限位座6，固定座41的底端一体化连接有顶杆，如图6所示，限位座6用于固定座41进行限位，限位座6和底座1设计为可拆卸，方便零件分开加工，降低生产难度。

顶杆的外表面固定套接有限位环44，限位环44的底部设置有箍环，且限位环44通过箍环与顶杆连接固定，限位环44的上表面与限位座6的底部相抵，衔接台42的底端通过螺栓与固定座41连接固定，限位环44用于对固定座41进行限位，箍环起到将限位环44与顶杆连接固定的作用。

衔接台42的外表面套设有活塞5，活塞5的外表面设置有密封条8，活塞5包括活塞块51和活塞片52，活塞块51和活塞片52的数量皆为四个，且每个活塞块51均与活塞片52相邻贴合，密封条8由八瓣组成，分别固定在四个活塞块51和活塞片52上，四个活塞块51和活塞片52合起后组合成标准尺寸的活塞5，同时八瓣密封条8也合起成一个完整的密封圈，提升活塞5与外部空压机缸筒间的密封性。

进一步的，腰圆孔2呈腰圆形，方便轴销3在腰圆孔2内运动，轴销3在腰圆孔2内上下滑动时，能推动顶杆，轴销3侧面与腰圆孔2的内壁相抵，提高轴销3与轴销3的连接紧密性。

进一步的，如图6所示，固定座41的横截面呈T型，固定座41与限位座6滑动连接，顶杆的的底端呈球形并与轴销3的外表面相抵，使外部驱动连杆装在轴销3上后，能顶动固定座41底端，使固定座41推动衔接台42在活塞5内伸缩。

进一步的，如图4和图6所示，活塞块51呈扇形，且活塞块51与衔接台42相抵的一侧内壁呈倾斜设置，且活塞块51的内壁与衔接台42的外表面过盈配合。

进一步的，如图4和图6所示，活塞块51的内壁一体化连接有第一连接块53，第一连接块53的横截面呈“T”形，衔接台42的外表面开设有第一连接槽43，第一连接槽43的底端延伸至衔接台42的底部，第一连接槽43与第一连接块53过盈配合，第一连接槽43的数量为四个，四个第一连接槽43呈十字形分布，装配时，第一连接块53可以从底部插入第一连接槽43内，第一连接块53的横截面呈“T”形，这样可以被第一连接槽43限位，第一连接槽43的内壁由衔接台42轴心向外倾斜，这样衔接台42向腰圆孔2方向运动时，能通过第一连接槽43和第一连接块53将活塞块51向着衔接台42的轴心方向拉动。

进一步的，如图6-7所示，活塞片52的数量为四个，四个活塞片52呈十字形分布，且每个活塞片52皆设置于相邻两个活塞块51之间，活塞片52与活塞块51之间相贴合，且活塞片52与活塞块51相抵的两侧表面皆呈楔形，活塞片52的顶端宽度比底端窄，这样设计，使活塞片52下降时，活塞块51和活塞片52之间会产生间隙，使四个活塞片52具有收缩的空间，在衔接台42向上推进的状态下，四个活塞片52与四个活塞块51组成标准尺寸的活塞5，同时四个活塞片52与四个活塞块51以及衔接台42件保持紧密贴合状态，满足正常使用的密封性需求，密封条8均匀固定在四个活塞片52与四个活塞块51上，四个活塞片52与四个活塞块51在正常状态下上面分布的密封条8合成一个完成的圈状，并且密封条8突出活塞片52和活塞块51的表面，即使活塞片52和活塞块51在收缩状态下，也能保持密封圈8贴合外部空压机的缸壁，保证低压密封性。

活塞片52与衔接台42相抵的一侧表面一体化连接有第二连接块54，第二连接块54的横截面呈“T”形，衔接台42的侧面开设有第二连接槽45，第二连接块54插设于第二连接槽45内并与第二连接槽45过盈配合，且第二连接槽45的内壁倾斜角度是第一连接槽43倾斜角度的两倍，这样设计，使第二连接槽45的底端终止在衔接台42的侧面，第一连接槽43终止在衔接台42的底端，避免衔接台42同一个部位开槽过多，不影响衔接台42的整体强度，第二连接槽45和第二连接块54的形状与第一连接槽43和第一连接块53的形状相同。

进一步的，如图1和7所示，底座1的上表呈十字形开设有凹槽7，且凹槽7位于活塞片52的正下方，给活塞片52提供退回时的空间。

工作原理：使用时，将活塞5装在空压机缸筒内，将空压机中用于驱动活塞5的连杆通过轴销3与腰圆孔2连接，通过连杆前后伸缩，拉动底座1和活塞5做活塞运动。

在压缩进程中，连杆推动底座1和活塞5向前压缩空气，连杆推动轴销3，轴销3在腰圆孔2内滑动，使连杆向前推动固定座41，使固定座41向前顶动衔接台42完全插入活塞块51和活塞片52之间，使四个活塞块51和四个活塞片52能完成张开，组合成正常尺寸的活塞5，正常尺寸下，活塞5与空压机缸壁紧抵，保持活塞5与空压机缸壁的密封性，使活塞5向前推动时将空压机缸筒内空气进行压缩。

压缩完成活塞5退回时，连杆向后运动，不会抵着固定座41，使固定座41失去限位产生松动，同时空压机缸筒内的残余压力作用到衔接台42上，会使衔接台42发生向后微微的退动，使活塞片52能随着衔接台42往后退动，由于活塞片52与活塞块51连接处为楔形，活塞片52向后退，活塞块51与活塞片52间会产生了空隙，使活塞块51有向衔接台42轴心收缩的空间。

且衔接台42向后退时，第一连接槽43会推动第一连接块53，使第一连接块53向着衔接台42中心处的方向移动，即可使四个活塞块51微微向内收缩，使整个活塞5的直径变小，降低了活塞块51和活塞片52的侧裙与空压机缸筒件的紧密性，降低了摩擦强度。

同时，由于密封条8是凸出活塞片52和活塞块51表面的设计，密封条8的橡胶材质特性，本身具有弹力，即使活塞5直径缩小，密封条8也能贴着空压机缸壁，满足进气时低压状态的密封，使整个活塞5在工作时，仅需在压缩进程时承受高强度摩擦，进气进程摩擦强度大大减小，降低了活塞运动中的整体磨损强度。

实施二：包括底座1、腰圆孔2和轴销3，底座1由一个圆盘和两个连接桩组成，两个连接桩焊接在圆盘的底端两侧，连接桩上开设有腰圆孔2，且腰圆孔2内设置有轴销3，如图1所示，轴销3用于连接外部零件，轴销3由轴套和销轴组成，销轴与腰圆孔2内壁相抵，销轴穿过轴套，轴套直径大于腰圆孔2宽度，这样轴套改变直径，可以适配更多型号的外部零件。

底座1的底部固定有限位座6，限位座6的中心处凸起并贯通开设有通孔，限位座6的顶端贯穿圆盘并与圆盘上表面齐平，限位座6的四周通过螺栓与圆盘连接固定，底座1的上表面设置有衔接组件4，衔接组件4包括固定座41和衔接台42，固定座41的底部呈阶梯状，固定座41的底端贯穿限位座6，固定座41的底端一体化连接有顶杆，如图6所示，限位座6用于固定座41进行限位，限位座6和底座1设计为可拆卸，方便零件分开加工，降低生产难度，限位座6与底座1紧密连接。

顶杆的外表面固定套接有限位环44，限位环44的底部设置有箍环，且限位环44通过箍环与顶杆连接固定，限位环44的上表面与限位座6的底部相抵，衔接台42的底端通过螺栓与固定座41连接固定，限位环44用于对固定座41进行限位，箍环起到将限位环44与顶杆连接固定的作用，限位环44内部安装有直线轴承，固定座41的底部穿过直线轴承，使固定座41在限位环44上运动更加顺滑。

衔接台42的外表面套设有活塞5，活塞5的外表面设置有密封条8，活塞5包括活塞块51和活塞片52，活塞块51和活塞片52的数量皆为四个，且四个活塞块51和活塞片52相邻贴合，密封条8由八瓣组成，分别固定在四个活塞块51和活塞片52上，四个活塞块51和活塞片52合起后组合成标准尺寸的活塞5，同时八瓣密封条8也合起成一个完整的密封圈，提升活塞5与外部空压机缸筒间的密封性，八瓣密封条8相抵处呈凹凸设计，这样可以使相邻的密封条8连接后能够嵌合，这样可以使八瓣密封条8合起后连接处更加紧密，增加密封性。

进一步的，如图6所示，固定座41的横截面呈T型，固定座41与限位座6滑动连接，顶杆的的底端活动连接有滚珠并与轴销3的外表面相抵，降低轴销3与顶杆底部的摩擦力，使外部驱动连杆装在轴销3上后，能顶动固定座41底端，使固定座41推动衔接台42在活塞5内伸缩。

进一步的，如图4和图6所示，活塞块51呈扇形，且活塞块51与衔接台42相抵的一侧内壁呈倾斜设置，且活塞块51的内壁与衔接台42的外表面过盈配合，活塞块51的内壁和衔接台42的外表面均做抛光处理，降低活塞块51在衔接台42上滑动摩擦力，同时使活塞块51与衔接台42之间更加紧密。

进一步的，如图4和图6所示，活塞块51的内壁一体化连接有第一连接块53，第一连接块53的横截面呈“T”形，衔接台42的外表面开设有第一连接槽43，第一连接槽43的底端延伸至衔接台42的底部，第一连接槽43与第一连接块53过盈配合，第一连接槽43的数量为四个，四个第一连接槽43呈十字形分布，装配时，第一连接块53可以从底部插入第一连接槽43内，第一连接块53的横截面呈“T”形，这样可以被第一连接槽43限位，第一连接槽43的内壁由衔接台42轴心向外倾斜，这样衔接台42向腰圆孔2方向运动时，能通过第一连接槽43和第一连接块53将活塞块51向着衔接台42的轴心方向拉动，衔接台42的顶部包覆有第一橡胶条，活塞片52的顶端包覆有第二橡胶条，第一橡胶条与第二橡胶条平行设置，且第一橡胶条与第二橡胶条相抵，这样设计，可以弥补加工精度不足的问题，即使活塞块51和活塞片52之间由于精度问题，导致拼合后存在缝隙，影响密封，也能通过密封条的特性，来满足衔接台42、活塞块51以及活塞块52之间的密封性。

进一步的，如图6-7所示，活塞片52的数量为四个，四个活塞片52呈十字形分布，且每个活塞片52皆设置于相邻两个活塞块51之间，活塞片52与活塞块51之间过盈配合，且活塞片52与活塞块51相抵的两侧表面皆呈楔形，活塞片52的顶端宽度比底端窄，这样设计，使活塞片52下降时，活塞块51和活塞片52之间会产生间隙，使四个活塞片52具有收缩的空间，在衔接台42向上推进的状态下，四个活塞片52与四个活塞块51组成标准尺寸的活塞5，同时四个活塞片52与四个活塞块51以及衔接台42件保持紧密贴合状态，满足正常使用的密封性需求，密封条8均匀固定在四个活塞片52与四个活塞块51上，四个活塞片52与四个活塞块51在正常状态下上面分布的密封条8合成一个完成的圈状，并且密封条8突出活塞片52和活塞块51的表面，即使活塞片52和活塞块51在收缩状态下，也能保持密封圈8贴合外部空压机的缸壁，保证低压密封性。

活塞片52与衔接台42相抵的一侧表面一体化连接有第二连接块54，第二连接块54的横截面呈“T”形，衔接台42的侧面开设有第二连接槽45，第二连接块54插设于第二连接槽45内并与第二连接槽45过盈配合，且第二连接槽45的内壁倾斜角度是第一连接槽43倾斜角度的两倍，这样设计，使第二连接槽45的底端终止在衔接台42的侧面，第一连接槽43终止在衔接台42的底端，避免衔接台42同一个部位开槽过多，不影响衔接台42的整体强度，第二连接槽45和第二连接块54的形状与第一连接槽43和第一连接块53的形状相同。

进一步的，如图1和7所示，底座1的上表呈十字形开设有凹槽7，且凹槽7位于活塞片52的正下方，给活塞片52提供退回时的空间衔接台42与活塞片52的顶端可包覆或内嵌用于密封的橡胶条，这样设计，可以弥补加工精度不足的问题，即使活塞块51和活塞片52之间由于精度问题，导致拼合后存在缝隙，影响密封，也能通过密封条的特性，来满足衔接台42、活塞块51以及活塞块52之间的密封性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨再将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.新能源汽车使用的耐磨空压机活塞，包括底座（1）、腰圆孔（2）和轴销（3），所述底座（1）由一个圆盘和两个连接桩组成，两个连接桩焊接在圆盘的底端两侧，连接桩上开设有腰圆孔（2），且腰圆孔（2）内设置有轴销（3），其特征在于：所述底座（1）的底部固定有限位座（6），所述限位座（6）的中心处凸起并贯通开设有通孔，所述限位座（6）的顶端贯穿圆盘并与圆盘上表面齐平，所述限位座（6）的四周通过螺栓与圆盘连接固定，所述底座（1）的上表面设置有衔接组件（4），所述衔接组件（4）包括固定座（41）和衔接台（42），所述固定座（41）的底部呈阶梯状，所述固定座（41）的底端贯穿限位座（6），所述固定座（41）的底端一体化连接有顶杆，顶杆的外表面固定套接有限位环（44），限位环（44）的底部设置有箍环，且所述限位环（44）通过箍环与顶杆连接固定，所述限位环（44）的上表面与限位座（6）的底部相抵，所述衔接台（42）的底端通过螺栓与固定座（41）连接固定，所述衔接台（42）的外表面套设有活塞（5），所述活塞（5）的外表面设置有密封条（8），所述活塞（5）包括活塞块（51）和活塞片（52），所述活塞块（51）和活塞片（52）的数量皆为四个，且每个所述活塞块（51）均与活塞片（52）相邻贴合，所述固定座（41）的横截面呈T型，所述固定座（41）与限位座（6）滑动连接，顶杆的底端呈球形并与轴销（3）的外表面相抵，所述活塞块（51）呈扇形，且所述活塞块（51）与衔接台（42）相抵的一侧内壁呈倾斜设置，且所述活塞块（51）的内壁与衔接台（42）的外表面过盈配合，所述活塞块（51）的内壁一体化连接有第一连接块（53），所述第一连接块（53）的横截面呈“T”形，所述衔接台（42）的外表面开设有第一连接槽（43），第一连接槽（43）的底端延伸至衔接台（42）的底部，所述第一连接槽（43）与第一连接块（53）过盈配合，所述第一连接槽（43）的数量为四个，四个所述第一连接槽（43）呈十字形分布，四个所述活塞片（52）呈十字形分布，且每个所述活塞片（52）皆设置于相邻两个活塞块（51）之间，所述活塞片（52）与活塞块（51）之间相贴合，且所述活塞片（52）与活塞块（51）相抵的两侧表面皆呈楔形，所述活塞片（52）的顶端宽度比底端窄，所述活塞片（52）与衔接台（42）相抵的一侧表面一体化连接有第二连接块（54），所述第二连接块（54）的横截面呈“T”形，所述衔接台（42）的侧面开设有第二连接槽（45），所述第二连接块（54）插设于第二连接槽（45）内并与第二连接槽（45）过盈配合，且第二连接槽（45）的内壁倾斜角度是第一连接槽（43）倾斜角度的两倍。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车使用的耐磨空压机活塞，其特征在于：所述腰圆孔（2）呈腰圆形，所述轴销（3）侧面与腰圆孔（2）的内壁相抵。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车使用的耐磨空压机活塞，其特征在于：所述底座（1）的上表呈十字形开设有凹槽（7），且所述凹槽（7）位于活塞片（52）的正下方。

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