CN205638847U - 一种汽车用的组合活塞式电子真空泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车用的组合活塞式电子真空泵。包括阀体、电动机组件、消音排气组件、偏心轴总成、两个活塞总成和两个进气单向阀；阀体设有中心内腔，阀体上端面设有电机安装孔，阀体设有左右阶梯孔，左右阶梯孔和电机安装孔均与中心内腔相通；中心内腔内装有组合式动平衡传动偏心轴总成，中心内腔连接消音排气组件进行覆盖密封，电机安装孔装有电动机组件；左右阶梯孔端面连接端盖密封，内部均装有活塞总成和进气单向阀，上装有电动机组件连接偏心轴总成驱动旋转。本实用新型真空泵采用了新的传动平衡机构，活塞结构等，降低装配成本和加工成本，提升了装配安全性，使泵的密封性，噪音，寿命都有了明显提升，能够满足汽车使用的各种要求。

Description

一种汽车用的组合活塞式电子真空泵

技术领域

本实用新型涉及一种真空泵，具体是涉及了一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，属于电动汽车伺服制动领域。

背景技术

电动汽车的迅速发展，电动机代替了传统汽车的内燃机。然而现阶段的电动车的制动助力系统还是以传统的制动助力器为主。缺失了内燃机这个真空源，则需要一个真空泵为制动助力器提供真空源。电动真空泵为此产生。目前车用电动真空泵大多采用叶片式，其结构复杂，要求加工精度高，持续工作时间短，噪音大，一旦叶片出现问题则会导致泵直接失效等一系列缺点。

活塞式电动真空泵在市场上运用的越来越多，其拥有结构简单，加工精度要求相对叶片式真空泵较低的特点。但是现今存在的活塞式电动真空泵动的运动是一个偏心轴绕转动中心旋转带动活塞运动的过程，该过程必定产生动不平衡和转动轴的动扰度的变化，从而导致噪音大，尤其是在高速转动过程中显现尤为明显，此时动平衡机构尤为重要。然而一些考虑到动平衡的活塞式电动真空泵动平衡机构采用的都是过盈铆压连接，装配条件要求高，装配困难，而且一旦其工作失效或者生产装配出现差错，则整个产品报废，无法进行后期维护或零件替换，导致使用和生产成本不能有效降低。活塞在运动过程中为一个摇摆的姿态，传统的圆柱形活塞头在运动过程中与缸壁间隙是一个变化状态，该状态会导致活塞头配合的柔性密封环的密封状态和受力状态不均匀，导致整个真空泵的寿命和性能降低。传统的活塞式电动真空泵的消音器排气口无法抵挡外界有水的环境，在涉水环境下工作的性能和可靠度降低。同时进气单向阀存在密封性能不好或者结构及装配复杂的问题，以及存在进气过程中气体流动对单向阀片扰动过大而导致噪音增加的缺陷。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型的目的是提出了一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，噪音小，震动小，持续工作时间长，结构简单，密封性好，在各种工况下都有良好性能且便于加工、装配和维护。

本实用新型真空泵包括阀体、安装在阀体上的直流电动机，按置在阀体腔内的组合式动平衡机构，两个置于于阀体圆柱活塞腔的组合式集成单向阀薄球头活塞，两个铆接在阀体上的进气阀，一个铆接在阀体上进气接头和安装在阀体出气部位的消音排气口。本实用新型对活塞，动平衡机构，进气单向阀，消音排气口等结构进行了新设计和改良，所述的阀体为铝合金机械加工成型，一对小端面带有一组对置的阶梯孔，大端面加工出一个放置偏心轴的中心内腔和电机固定孔。在阶梯处用进气单向阀铆接隔离成两个腔室，左右阶梯孔小径孔用来充当活塞运动腔，将在活塞密封环与活塞头形成槽中涂抹好油脂的活塞头放入其中，大径孔相互贯通并由进气接头接入大气，大径端面用两个密封盖铆压密封。电机放入阀体的电机限位阶梯孔中由螺钉固定在阀体上。中心内腔内放置一个组合式动平衡传动偏心轴总成，偏心轴总成旋转中心与电机轴采用螺钉紧固，偏心轴上与活塞尾部轴承连接。再用消音排气口将中心内腔覆盖密封，用螺钉固定再阀体上。消音排气口内置有消音材料和一个防水单向阀装置。

具体地说，本实用新型是采用以下技术方案：

本实用新型包括阀体、装在阀体顶面的电动机组件、安装在阀体上的消音排气组件以及内置阀体中的组合式动平衡传动偏心轴总成、两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成和两个进气单向阀；阀体设有贯通到下端面的圆柱形的中心内腔，阀体上端面设有电机安装孔，阀体的左右端面分别开有结构相同的左阶梯孔和右阶梯孔，左阶梯孔、右阶梯孔和电机安装孔均与中心内腔相通；中心内腔内安装有组合式动平衡传动偏心轴总成，中心内腔的下端口连接消音排气组件进行覆盖密封，电机安装孔上安装有电动机组件；左阶梯孔和右阶梯孔端面连接阀体密封端盖进行密封，内部均安装有集成单向阀组合式薄球体活塞总成和进气单向阀，上安装有电动机组件连接组合式动平衡传动偏心轴总成驱动其偏心轴部分旋转，组合式动平衡传动偏心轴总成的偏心轴部分与两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成间隙相连。

所述的左阶梯孔和右阶梯孔的中轴线平行但不同轴，两者其中一个阶梯孔的中轴线与阀体中轴线重合，左阶梯孔和右阶梯孔小径孔靠近大径孔的孔端部内均固定安装有进气单向阀，使得两个阶梯孔的小径孔内均形成与中心内腔相通的活塞运动腔室，两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成的活塞部分伸入到活塞运动腔室中；

左阶梯孔和右阶梯孔大径孔外端均连接阀体密封端盖进行密封，阀体密封端盖与阶梯孔的大径孔外端进行铆压密封；阀体侧部设有与中轴线平行的孔道，孔道分别与左阶梯孔和右阶梯孔大径孔的侧壁连通，孔道在阀体各侧壁设有加工孔并由金属堵头进行铆压密封；在阀体的孔道对侧侧面加工有一个用于安装组合式动平衡传动偏心轴总成紧固螺钉的孔，孔通过橡胶堵头密封。

所述的电动机组件包括安装在阀体上面的电动机，电动机使用的为直流电机，电动机由固定螺钉通过电机固定孔紧固在阀体上，并电机输出轴通过电机轴承安装在电机安装孔中进行配合定位；电机输出轴端部设有扁位。

所述组合式动平衡传动偏心轴总成包括机加一体的偏心传动销轴、配重紧固螺钉、平衡块和平衡块紧固螺母，偏心传动销轴主要由一小径轴和一大径轴偏心连接而成；大径轴位于上部，大径轴的上端面开有圆柱形盲孔，圆柱形盲孔的侧壁开有径向的螺纹孔，配重紧固螺钉螺纹连接到螺纹孔中；圆柱形盲孔外端面设有环形凸台，环形凸台连接到所述电动机组件的电机轴承内圈端面，所述电动机组件的电机输出轴插入到圆柱形盲孔，配重紧固螺钉端部穿过于偏心传动销轴圆柱形盲孔侧壁的螺纹孔后压紧在所述电动机组件的电机输出轴端部的扁位处；小径轴的中部分别与左阶梯孔和右阶梯孔中的集成单向阀组合式薄球体活塞总成通过轴承连接，小径轴端部设有带有与螺纹的扁位，平衡块套在扁位处并通过紧固螺母固定。

所述的平衡块为大小圆形结构，双圆边切线形式，平衡块在小圆的圆心处加工有与小径轴的扁位间隙配合的扁位孔。

所述的集成单向阀组合式薄球体活塞总成包括活塞阀座、活塞阀片、活塞头、活塞杆、活塞密封环、轴承和沉头螺钉，活塞头朝向进气单向阀，活塞杆置于中心内腔。

活塞阀座和活塞头通过沉头螺钉连接到活塞杆的一端，活塞杆另一端设有通孔，通孔通过轴承活动套接到所述组合式动平衡传动偏心轴总成的偏心轴部分上；活塞阀座和活塞头中部之间形成密封空间，并设有活塞阀片；活塞阀座和活塞头边缘之间设有活塞密封环，活塞头通过活塞密封环与阶梯孔密封连接。

所述的活塞头：活塞头为阶梯轴结构，阶梯轴小端中心开有轴套孔，轴套孔套在活塞杆的圆柱头上并间隙配合，阶梯轴大端中心开有圆形盲孔，圆形盲孔的孔底面为球面，球面中心设有与轴套孔同轴相通的活塞头孔，圆形盲孔周围边缘的阶梯轴大端端面设有密封环环形凸台，密封环环形凸台外围的阶梯轴大端端面作为活塞头环形外圆平面。

所述的活塞阀座：活塞阀座呈盘状体，盘状体朝向活塞头的端面中心设有阀座环形凸台，阀座环形凸台外围的活塞阀座所在端面上设有带有两个阶梯的环形阶梯槽，阀座环形凸台和环形阶梯槽之间设有轴肩，活塞阀座中心开有贯穿阀座环形凸台和盘状体的沉头孔；环形阶梯槽的内阶梯端面沿圆周间隔设有多个通孔，多个通孔所在圆周外围的内阶梯端面设有阀片环形凸台环形阶梯槽外围的活塞阀座端面作为阀座环形外圆平面；阀座环形外圆平面与活塞头环形外圆平面的边缘均加工圆角。

所述的活塞密封环：阀座环形外圆平面与活塞头环形外圆平面之间安装有活塞密封环，活塞密封环内缘套在密封环环形凸台的外周围并间隙配合，活塞密封环外缘延伸出活塞头和活塞阀座连接到活塞头和活塞运动腔室侧壁之间，活塞密封环与活塞运动腔室侧壁之间具有间隙，形成活塞环形槽，活塞环形槽内均匀涂抹有润滑油脂。

所述的活塞阀片：阀座环形凸台套入活塞头孔中并间隙配合，活塞阀座的环形阶梯槽和活塞头的球面之间安装有活塞阀片，轴肩肩端面压紧顶在活塞头孔的外端面上使得对活塞阀片的轴向进行限位；活塞阀片开有中心孔，中心孔套在活塞阀座的轴肩上并过盈配合，当活塞进行抽气过程时，阀片环形凸台作为活塞阀片的密封环，阀片环形凸台与活塞阀片接触密封。

所述的活塞杆：活塞杆头部为圆柱头，圆柱头套入活塞头的轴套孔中并间隙配合，圆柱头的端面中心加工有螺纹孔，圆柱头和螺纹孔的轴向均沿活塞运动方向，沉头螺钉依次穿过活塞阀座的沉头孔、活塞头的活塞头孔后连接到螺纹孔内，使得活塞杆、活塞阀座和活塞头被轴向压紧；活塞杆尾部为带有圆孔的盘状结构，圆孔的轴线垂直于活塞运动方向，圆孔经轴承套在组合式动平衡传动偏心轴总成上，圆孔与轴承过盈配合。

所述的活塞阀片为采用耐高、低温，良好弹性材料所制成的盘状薄片。

所述的活塞头、活塞阀座和活塞杆均由铝合金制成。

所述的活塞密封环为耐高、低温，耐油脂，摩擦系数低且有一定强度和弹性性的柔性圆环形薄片。

所述的消音排气组件包括顶盖、底盖、卡圈、降噪材料、单向膜片、盘头螺钉和密封垫片，顶盖连接盖在底盖上，顶盖和底盖之间填充有降噪材料，底盖通过盘头螺钉固定在中心内腔下端面；顶盖端面设有用于气体流出的出气口，底盖端面偏离中心位置设有排气通孔，排气通孔周围底盖的内端面设有环形安装凸台，环形安装凸台与排气通孔之间的底盖端面作为台阶端面，卡圈安装在环形安装凸台内。

所述的卡圈为具有大端和小端的阶梯环结构，形成小端端面、大端台阶面以及位于小端端面和大端台阶面之间的阶梯圆柱侧壁，卡圈的小端端面与台阶端面之间设有防水单向膜片，大端台阶面配合接触环形安装凸台的凸台端面，阶梯圆柱侧壁配合接触环形安装凸台的侧壁。

所述的防水单向膜片主要由中部的半球结构和半球结构周围的固定裙部连接成，半球结构朝向顶盖突出，半球结构开有十字切口，固定裙部连接在卡圈的小端端面与台阶端面之间；卡圈的阶梯圆柱侧壁设有环形突起，环形安装凸台的侧壁设有环形槽，环形突起嵌入安装到环形槽中使得卡圈轴向限位地配合安装在环形安装凸台中，使得对防水单向膜片进行夹紧限位。

所述的进气单向阀包括阀芯和阀座，阀座设有位于中心的阀座通孔，阀座的阀座通孔周围沿圆周间隔设有多个排气孔，阀座大端面作为阀座端面，小端面在位于阀座通孔周围设有内凹的内外两道环形阶梯台阶，阀座的外端面通过外锥面与外环形阶梯台阶的侧壁过渡连接，内环形阶梯台阶与外环形阶梯台阶之间通过内锥面过渡连接，与内锥面连接的外环形阶梯台阶边缘形成环形台阶，内环形阶梯台阶与阀座通孔连接的边缘加工倒角，内锥面所在的圆周间隔设有多个贯通两端的排气孔；

所述阀芯主要由碟状薄片、阀芯柱和阀芯柱头三部分固接而成，碟状薄片呈带有阀芯锥面的锥体，阀芯柱位于碟状薄片的小端和阀芯柱头之间，阀芯柱头的直径大于阀芯柱，碟状薄片锥体的阀芯锥面位于连接阀芯柱的一端，通过阀芯锥面与环形台阶紧密接触形成密封环。

所述的阀座经过热处理钢材机加制成盘状，碟状薄片由耐高、低温、良好弹性材料所制成。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型根据活塞运动腔室的直径和偏心距为参数设计了一种集成单向阀组合式薄球台活塞。该活塞采用了将活塞分解成活塞杆、活塞头、活塞阀座、活塞发片、活塞密封环、沉头螺钉、轴承共计7个零件。将活塞体分解为活塞头和活塞杆，分别加工成型，避免了一体式活塞体的复杂结构和加工工艺，降低了生产成本。薄球式活塞保证了活塞在运动过程中的均匀受力和均匀密封，增加了泵的寿命和性能。

2、本实用新型设计了一种新结构的组合式组合式动平衡传动偏心轴总成。该总成避免了传统平衡结构中一系列的铆压工艺，采用的是装配工艺。其由一个一体成型的偏心传动销轴、配重紧固螺钉、平衡块、紧固螺母共4个零件组成。紧固螺钉可以将电机输出轴紧固在偏心传动销轴的轴孔中，保证其无间隙配合避免运动过程中机械冲击产生的噪音，又可以保证装配的可拆卸性，避免了铆压结构的设备需求，更加简便快捷可靠。在偏心轴顶部有一个带螺纹的扁位，与之配合的为平衡块上的一个同尺寸扁位孔，用一个螺母紧固进行轴向和径向限位。扁位提高了平衡块在转动过程中可承受的转矩，避免了传统平衡块铆接时的定位和压机使用，降低了生产成本，提高了装配安全性和灵活性。平衡块装配在偏心轴的顶部，降低了偏心轴高速运转过程中的动绕度，同时也增强了电机输出轴转动中心的动平衡，大大降低了泵的跳动和噪音，提升了电机的寿命，从而提升整个泵的寿命和性能。整个动平衡传动偏心轴总成是可拆分的，该新结构摒弃了传统的铆压结构，缩短了装配流程，降低了次品率和废品率，提升了生产效益和生产安全性，降低了泵的震动、噪音，使泵的后期维护更加简便。

3、本实用新型在消音排气口内部增加了一个膜式防水单向阀，该单向阀开启力小排气方便，可以抵挡外界的水进入阀体内部，保证了涉水环境下泵的可靠性。

4、本实用新型在活塞密封环处涂抹油脂，并根据活塞结构采用了一种新的油脂涂抹方式。传统的电动真空泵活塞密封环部分采用了不涂抹油脂或者直接将油脂涂抹于头部的方法。不涂抹油脂会降低活塞密封环的寿命，但避免了油脂对单向阀的影响。直接将油脂涂抹于头部会使油脂堆积在活塞顶部，堵塞单向阀进气孔，导致进气阀片粘连，影响了单向阀的性能，导致泵性能下降。活塞在运动过程中是一个摇摆过程，活塞在推动阶段活塞密封环和活塞头之间的间隙量处于缩小状态，活塞在拉动阶段活塞密封环和活塞头之间的间隙量处于增加状态，根据这个现象，本实用新型将油脂涂抹于活塞环与活塞头间形成的槽中。该涂抹方式可以使活塞推动时将油脂均匀涂抹于活塞运动腔壁，拉动时将油脂刮回存入槽中，整个运动过程使腔壁始终形成一个油膜层。降低了活塞运动的阻力，增加了活塞环的寿命，提高了活塞运动过程中的密封性能。

本实用新型对进气单向阀结构进行改良优化。采用不同深度和角度锥面配合的的方式进行密封。使进气更加流畅，开度和刚度可变，解决了现存单向阀存在密封性能不好、结构及装配复杂的问题。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是图1的组合式动平衡传动偏心轴总成旋转90°后的局部剖面图。

图3是本实用新型阀体各腔室结构示意图。

图4是本实用新型气道结构示意图。

图5是本实用新型电动机安装示意图。

图6是本实用新型电动机电机轴承和电机输出轴的安装示意图。

图7是组合式动平衡传动偏心轴总成的结构示意图。

图8是平衡块的俯视图。

图9是本实用新型集成单向阀组合式薄球台活塞总成结构示意图。

图10是活塞杆的结构示意图。

图11是活塞阀座的结构示意图。

图12是活塞阀片的结构示意图。

图13是活塞头的结构端面图。

图14是图13的A-A剖视图。

图15是本实用新型进气单向阀的结构示意图。

图16是阀芯的结构示意图。

图17是阀座的结构示意图。

图18是本实用新型阀体和顶盖的俯视图。

图19是图18的A-A剖视的防水消音排气口结构图。

图中：阀体1、左阶梯孔11、右阶梯孔12、阀体密封端盖13、中心内腔14、电机安装孔15、橡胶堵头16、进气接头17、活塞运动腔室18、孔道19、金属堵头110；

电动机2、电机轴承21、电机固定孔22、电机输出轴23；

组合式动平衡传动偏心轴总成3、偏心传动销轴31、圆柱形盲孔311、小径轴312、扁位313、螺纹314、配重紧固螺钉32、平衡块33、扁位孔331、平衡块紧固螺母34；

集成单向阀组合式薄球体活塞总成4、活塞阀座41、盘状体411、阀座环形凸台412、环形阶梯槽413、阀片环形凸台415、轴肩416、阀座环形外圆平面417、沉头孔418、通孔419、活塞阀片42、中心孔421、活塞头43、阶梯轴大端431、轴套孔432、球面434、活塞头孔435、活塞头环形外圆平面436、活塞杆44、螺纹孔441、圆孔442、圆柱头443、活塞密封环45、轴承46、沉头螺钉47；

进气单向阀5、阀芯51、阀芯柱511、阀芯柱头512、锥面513、碟状薄片514、阀座52、阀座通孔521、阀座端面522、排气孔523、环形凹槽524、环形台阶525、内锥面526、外锥面527、倒角528；

消音排气组件6、顶盖61、底盖62、排气通孔621、环形槽622、小端端面623、卡圈63、环形突起631、台阶端面632、大端台阶面633、降噪材料64、单向膜片65、十字切口651、固定裙部652、盘头螺钉66、密封垫片67。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括阀体1、装在阀体1顶面的电动机组件、安装在阀体1上的消音排气组件6以及内置阀体1中的组合式动平衡传动偏心轴总成3、两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成4和两个进气单向阀5。

如图3所示，阀体1采用铝合金机加成型，阀体1设有贯通到下端面的圆柱形的中心内腔14，阀体1上端面设有电机安装孔15，阀体1的左右端面分开有结构相同的左阶梯孔11和右阶梯孔12，左阶梯孔11、右阶梯孔12和电机安装孔15均与中心内腔14相通；中心内腔14内安装有组合式动平衡传动偏心轴总成3，中心内腔14的下端口连接消音排气组件6进行覆盖密封，电机安装孔15上安装有电动机组件；左阶梯孔11和右阶梯孔12端面连接阀体密封端盖13进行密封，内部均安装有集成单向阀组合式薄球体活塞总成4和进气单向阀5，上安装有电动机组件连接组合式动平衡传动偏心轴总成3驱动其偏心轴部分旋转，组合式动平衡传动偏心轴总成3的偏心轴部分与两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成4间隙相连。

如图3所示，左阶梯孔11和右阶梯孔12的中轴线平行但不同轴，两者其中一个阶梯孔的中轴线与阀体1中轴线重合，左阶梯孔11和右阶梯孔12小径孔靠近大径孔的孔端部内均固定安装有进气单向阀5，使得两个阶梯孔的小径孔内均形成与中心内腔14相通的活塞运动腔室18，两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成4的活塞部分伸入到活塞运动腔室18中；左阶梯孔11和右阶梯孔12大径孔外端均连接阀体密封端盖13进行密封，阀体密封端盖13与阶梯孔的大径孔外端进行铆压密封，经过中心内腔14将两个由阀体密封端盖13、进气单向阀5及左阶梯孔11和右阶梯孔12大径孔形成的腔室连通并与外界联通；如图4所示，阀体1侧部设有与中轴线平行的孔道19，孔道19分别与左阶梯孔11和右阶梯孔12大径孔的侧壁连通，孔道19在阀体1各侧壁设有加工孔并由金属堵头110进行铆压密封。在阀体1的孔道19对侧侧面加工有一个用于安装组合式动平衡传动偏心轴总成3紧固螺钉的孔17，孔17通过橡胶堵头16密封。如图2所示，孔17的作用是让安装工具可伸入阀体内部进行安装螺钉用的，然后用橡胶堵头16过盈堵住孔17防止漏气以及噪音外漏。

如图5和图6所示，电动机组件包括安装在阀体1上面的电动机2，电动机2使用的为直流电机，电动机2由固定螺钉通过电机固定孔22紧固在阀体1上，并电机输出轴23通过电机轴承21安装在电机安装孔15中进行配合定位。电机输出轴23端部设有扁位，电机输出轴23端部的扁位与组合式动平衡传动偏心轴总成3的偏心传动销轴31轴孔间隙配合并由配重紧固螺钉32固定，配重紧固螺钉32端部穿过于偏心传动销轴31的孔侧壁压紧在电机输出轴23端部的扁位处。

如图7所示，组合式动平衡传动偏心轴总成3包括机加一体的偏心传动销轴31、配重紧固螺钉32、平衡块33和平衡块紧固螺母34，偏心传动销轴31主要由一小径轴312和一大径轴偏心连接而成。

大径轴位于上部，大径轴的上端面开有用于装配电机输出轴23的圆柱形盲孔311，圆柱形盲孔311的侧壁开有径向的螺纹孔，配重紧固螺钉32螺纹连接到螺纹孔中；圆柱形盲孔311外端面设有用于与电机轴承21内圈接触起轴向限位作用的环形凸台，环形凸台连接到电动机组件的电机轴承21内圈端面，电动机组件的电机输出轴23插入到圆柱形盲孔311，配重紧固螺钉32端部穿过于偏心传动销轴31圆柱形盲孔311侧壁的螺纹孔后压紧在电动机组件的电机输出轴23端部的扁位处。

小径轴312的中部分别与左阶梯孔11和右阶梯孔12中的集成单向阀组合式薄球体活塞总成4通过轴承连接，小径轴312端部设有带有与螺纹314的扁位313，平衡块33的扁位孔331套在扁位313处并通过紧固螺母34固定。

平衡块33为大小圆形结构，双圆边切线形式，平衡块33在小圆的圆心处加工有与小径轴312的扁位313间隙配合的扁位孔331，如图8所示。

如图9所示，集成单向阀组合式薄球体活塞总成4放置于活塞运动腔室18，包括活塞阀座41、活塞阀片42、活塞头43、活塞杆44、活塞密封环45、轴承46和沉头螺钉47，活塞头43朝向进气单向阀5，活塞杆44置于中心内腔14；活塞阀座41和活塞头43通过沉头螺钉47连接到活塞杆44的一端，活塞杆44另一端设有通孔，通孔通过轴承46活动套接到组合式动平衡传动偏心轴总成3的偏心传动销轴31的小径轴312上；活塞阀座41和活塞头43中部之间形成密封空间，并设有活塞阀片42；活塞阀座41和活塞头43边缘之间设有活塞密封环45，活塞头43通过活塞密封环45与阶梯孔11、12密封连接。

集成单向阀组合式薄球体活塞总成4在活塞运动腔室18中往复运动，在运动过程中，活塞运动腔室18体积随活塞运动变化而变化，致使活塞运动腔室18的气体可以排出，而中心内腔14中的气体不可流入活塞运动腔室18。

如图13和图14所示，活塞头43为阶梯轴结构，阶梯轴小端中心开有轴套孔432，轴套孔432套在活塞杆44的圆柱头443上并间隙配合，阶梯轴大端431中心开有圆形盲孔，圆形盲孔的孔底面为球面434，球面434作为活塞阀片42活动时的退让空间，球面434中心设有与轴套孔432同轴相通的活塞头孔435，活塞头孔435用于安装活塞阀座41并进行间隙配合限位，圆形盲孔周围边缘的阶梯轴大端431端面设有用于对活塞密封环45进行中心限位的密封环环形凸台433，密封环环形凸台433外围的阶梯轴大端431端面作为活塞头环形外圆平面436。

如图11所示，活塞阀座41呈盘状体411，盘状体411朝向活塞头43的端面中心设有阀座环形凸台412，阀座环形凸台412外围的活塞阀座41所在端面上设有带有两个阶梯的环形阶梯槽413，阀座环形凸台412和环形阶梯槽413之间设有轴肩416，活塞阀座41中心开有贯穿阀座环形凸台412和盘状体411的沉头孔418，沉头孔418的大端位于盘状体411处，沉头孔418用于安装沉头螺钉47并紧固限位；环形阶梯槽的内阶梯端面沿圆周间隔设有多个通孔419，多个通孔419所在圆周外围的内阶梯端面设有阀片环形凸台415环形阶梯槽413外围的活塞阀座41端面作为阀座环形外圆平面417；阀座环形外圆平面417与活塞头环形外圆平面436的边缘均加工圆角，使得集成单向阀组合式薄球体活塞总成4活动时不会磨损活塞密封环45。

阀座环形外圆平面417与活塞头环形外圆平面436之间安装有活塞密封环45，活塞密封环45内缘套在密封环环形凸台433的外周围并间隙配合，活塞密封环45内缘连接在活塞阀座41和活塞头43之间，活塞密封环45外缘延伸出活塞头43和活塞阀座41连接到活塞头43和活塞运动腔室18侧壁之间，活塞密封环45与活塞运动腔室18侧壁之间具有间隙，形成活塞环形槽48，活塞环形槽48内均匀涂抹有润滑油脂。

本实用新型的涂抹润滑油脂是根据活塞在活塞运动腔室18的特殊运动状态进行涂抹的。由于活塞在推动过程中会对柔性活塞密封环45与活塞运动腔室壁形成的活塞环形槽48进行挤压，此时会将活塞环形槽48内的耐磨润滑油脂挤出涂抹于活塞运动腔室壁上，待活塞拉回时将涂抹在活塞运动腔室壁上油脂有可以刮回存储于活塞环形槽48中，使活塞密封环45与活塞运动腔室壁一直保持一定厚度的润滑油脂膜。

涂抹的耐磨润滑油脂具有耐高低温且其中添加一定量耐磨剂且对活塞密封环组成成分无影响的特点。

阀座环形凸台412套入活塞头孔435中并间隙配合，活塞阀座41的环形阶梯槽413和活塞头43的球面434之间安装有活塞阀片42，轴肩416肩端面压紧顶在活塞头孔435的外端面上使得对活塞阀片42的轴向进行限位；如图12所示，活塞阀片42开有中心孔421，中心孔421套在活塞阀座41的轴肩416上并过盈配合，当活塞进行抽气过程时，阀片环形凸台415作为活塞阀片42的密封环，阀片环形凸台415与活塞阀片42接触密封，防止气体从中心内腔14进入活塞运动腔室18；活塞密封环45放入活塞运动腔室18后会自然成型为碗状与腔室壁进行柔性过盈贴合进行密封。

本实用新型集成单向阀组合式薄球体活塞总成4在往复运动过程中，气体只能从中心内腔14进入活塞运动腔室18而不能反向流动。

如图14所示，活塞杆44头部为圆柱头443，圆柱头443套入活塞头43的轴套孔432中并间隙配合，圆柱头443的端面中心加工有螺纹孔441，圆柱头443和螺纹孔441的轴向均沿活塞运动方向，沉头螺钉47依次穿过活塞阀座41的沉头孔418、活塞头43的活塞头孔435后连接到螺纹孔441内，使得活塞杆44、活塞阀座41和活塞头43被轴向压紧；活塞杆44尾部为带有圆孔442的盘状结构，圆孔442的轴线垂直于活塞运动方向，圆孔442经轴承46套在组合式动平衡传动偏心轴总成3的偏心传动销轴31的小径轴312上，圆孔442与轴承46过盈配合。

如图18和图19所示，消音排气组件6包括顶盖61、底盖62、卡圈63、降噪材料64、单向膜片65、盘头螺钉66和密封垫片67，顶盖61连接盖在底盖62上，顶盖61和底盖62之间填充有降噪材料64，底盖62通过盘头螺钉66固定在中心内腔14下端面；顶盖61端面设有用于气体流出的出气口，底盖62端面偏离中心位置设有排气通孔621，排气通孔621周围底盖62的内端面设有环形安装凸台，环形安装凸台与排气通孔621之间的底盖62端面作为台阶端面632，卡圈63安装在环形安装凸台内。

卡圈63为具有大端和小端的阶梯环结构，形成小端端面623、大端台阶面633以及位于小端端面623和大端台阶面633之间的阶梯圆柱侧壁，卡圈63的小端端面623与台阶端面632之间设有防水单向膜片65，大端台阶面633配合接触环形安装凸台的凸台端面，阶梯圆柱侧壁配合接触环形安装凸台的侧壁。

防水单向膜片65主要由中部的半球结构和半球结构周围的固定裙部652连接成，半球结构朝向顶盖61突出，半球结构开有十字切口651，固定裙部652连接在卡圈63的端面与台阶端面633之间；半球结构朝向顶盖61保证气体可以从底盖62一侧流入，从顶盖61一侧排出，而不能反向流动。

卡圈63与环形安装凸台的连接侧壁之间设有环形突起631和环形槽622，卡圈63的阶梯圆柱侧壁设有环形突起631，环形安装凸台的侧壁设有环形槽622，环形突起631嵌入安装到环形槽622中使得卡圈63轴向限位地配合安装在环形安装凸台中，使得对防水单向膜片65进行夹紧限位。

卡圈63和底盖62均由一种耐高温低温且有一定硬度的材料一体成型。，防水单向膜片65由一种耐高、低温有弹性的材料制成。

如图15所示，进气单向阀5包括阀芯51和阀座52，阀座52设有位于中心的阀座通孔521，阀芯51头端从阀座52小端向大端压入阀座通孔521中过盈配合，使得气体从阀座52大端一侧的腔室通过阀芯51向阀座52小端一侧的腔室单向流动。

如图16和图17所示，阀座52的阀座通孔521周围沿圆周间隔设有多个排气孔523，阀座52大端面作为阀座端面522，小端面在位于阀座通孔521周围设有内凹的内外两道环形阶梯台阶，与阀座通孔521一起形成阶梯孔，阀座52的外端面通过外锥面527与外环形阶梯台阶的侧壁过渡连接，内环形阶梯台阶与外环形阶梯台阶之间通过内锥面526过渡连接，与内锥面526连接的外环形阶梯台阶边缘形成环形台阶525，环形台阶525与内锥面526的锥度相同，内环形阶梯台阶与阀座通孔521连接的边缘加工倒角528，内锥面526所在的圆周间隔设有多个贯通两端的排气孔523；阀芯51主要由碟状薄片514、阀芯柱511和阀芯柱头512三部分同轴固接而成，碟状薄片514呈带有阀芯锥面513的锥体，阀芯柱511位于碟状薄片514的小端和阀芯柱头512之间，阀芯柱头512的直径大于阀芯柱511，碟状薄片514锥体的阀芯锥面513位于连接阀芯柱511的一端，通过阀芯锥面513与环形台阶525紧密接触形成密封环。

阀座52大端面与小端面之间的侧壁设有环形凹槽524，阀座52小端面套入需装配的孔中，阀座52大端面连接到需装配的孔外端面，并在环形凹槽524处填充耐磨润滑油脂进行固定，使得阀座52两端分隔为隔离的两个腔室，隔离后气体只能从阀座52大端一侧的腔室通过阀芯51向小端一侧的腔室流动，而不可反向流动，实现单向阀功能。

阀芯柱头512直径大于阀座通孔521，阀芯柱511与阀座通孔521过盈配合。阀芯柱头512穿过阀座通孔521后与阀座端面522接触对阀芯51形成轴向和径向限位。

本实用新型的具体实施工作过程如下：

由附图1所示，将本实用新型进行装配，本实用新型所有部件和零件均为可活动紧固的形式进行装配，保证了装配工作的安全性和便利性。

当电机通电转动之后，带动平衡传动偏心轴总成3转动，带动两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成4在活塞运动腔室18中进行摇摆往复运动。

当活塞推动的过程，一侧活塞运动腔室体积减小，另一侧活塞运动腔室体积增大。体积减小侧中的气体无法从活塞运动腔室18透过进气单向阀5流入阶梯孔1112的大径腔室，但是可以推开活塞头上集成的单向气阀。体积增大侧，形成负压力，而活塞头部的单向阀由于大气压作用使活塞阀片42紧贴活塞阀座41形成密封处，气体无法从中心内腔14进入活塞运动腔室18。而进气阀座连同进气口一侧气压大于活塞运动腔室，推开进气单向阀5，使气体流入活塞运动腔室。当电机转动180°后活塞运动反向，活塞运动腔室18体积增大侧开始变为体积缩小侧，体积缩小侧开始变为体积增大侧。

气体流向如之前所述，从而形成一个循环过程，不断将进气口的气体抽出，由排气口排出。在高速转动过程中，转动中心为电机输出轴，偏心轴带动对置活塞运动将受到活塞的作用力绕转动中心转动，此时平衡块和配重螺钉也进行绕转动中心转动形成一个离心力，减小动不平衡效果。

Claims (10)

1.一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：

包括阀体(1)、装在阀体(1)顶面的电动机组件、安装在阀体(1)上的消音排气组件(6)以及内置阀体(1)中的组合式动平衡传动偏心轴总成(3)、两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成(4)和两个进气单向阀(5)；

阀体(1)设有贯通到下端面的圆柱形的中心内腔(14)，阀体(1)上端面设有电机安装孔(15)，阀体(1)的左右端面分别开有结构相同的左阶梯孔(11)和右阶梯孔(12)，左阶梯孔(11)、右阶梯孔(12)和电机安装孔(15)均与中心内腔(14)相通；中心内腔(14)内安装有组合式动平衡传动偏心轴总成(3)，中心内腔(14)的下端口连接消音排气组件(6)进行覆盖密封，电机安装孔(15)上安装有电动机组件；

左阶梯孔(11)和右阶梯孔(12)端面连接阀体密封端盖(13)进行密封，内部均安装有集成单向阀组合式薄球体活塞总成(4)和进气单向阀(5)，上安装有电动机组件连接组合式动平衡传动偏心轴总成(3)驱动其偏心轴部分旋转，组合式动平衡传动偏心轴总成(3)的偏心轴部分与两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成(4)间隙相连。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的左阶梯孔(11)和右阶梯孔(12)的中轴线平行但不同轴，两者其中一个阶梯孔的中轴线与阀体(1)中轴线重合，左阶梯孔(11)和右阶梯孔(12)小径孔靠近大径孔的孔端部内均固定安装有进气单向阀(5)，使得两个阶梯孔的小径孔内均形成与中心内腔(14)相通的活塞运动腔室(18)，两个集成单向阀组合式薄球体活塞总成(4)的活塞部分伸入到活塞运动腔室(18)中；

左阶梯孔(11)和右阶梯孔(12)大径孔外端均连接阀体密封端盖(13)进行密封，阀体密封端盖(13)与阶梯孔的大径孔外端进行铆压密封；阀体(1)侧部设有与中轴线平行的孔道(19)，孔道(19)分别与左阶梯孔(11)和右阶梯孔(12)大径孔的侧壁连通，孔道(19)在阀体(1)各侧壁设有加工孔并由金属堵头(110)进行铆压密封；在阀体(1)的孔道(19)对侧侧面加工有一个用于安装组合式动平衡传动偏心轴总成(3)紧固螺钉的孔(17)，孔(17)通过橡胶堵头(16)密封。

3.根据权利要求1所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的电动机组件包括安装在阀体(1)上面的电动机(2)，电动机(2)使用的为直流电机，电动机(2)由固定螺钉通过电机固定孔(22)紧固在阀体(1)上，并电机输出轴(23)通过电机轴承(21)安装在电机安装孔(15)中进行配合定位；电机输出轴(23)端部设有扁位(24)。

4.根据权利要求1所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述组合式动平衡传动偏心轴总成(3)包括机加一体的偏心传动销轴(31)、配重紧固螺钉(32)、平衡块(33)和平衡块紧固螺母(34)，偏心传动销轴(31)主要由一小径轴(312)和一大径轴偏心连接而成；

大径轴位于上部，大径轴的上端面开有圆柱形盲孔(311)，圆柱形盲孔(311)的侧壁开有径向的螺纹孔，配重紧固螺钉(32)螺纹连接到螺纹孔中；圆柱形盲孔(311)外端面设有环形凸台，环形凸台连接到所述电动机组件的电机轴承(21)内圈端面，所述电动机组件的电机输出轴(23)插入到圆柱形盲孔(311)，配重紧固螺钉(32)端部穿过于偏心传动销轴(31)圆柱形盲孔(311)侧壁的螺纹孔后压紧在所述电动机组件的电机输出轴(23)端部的扁位处；

小径轴(312)的中部分别与左阶梯孔(11)和右阶梯孔(12)中的集成单向阀组合式薄球体活塞总成(4)通过轴承连接，小径轴(312)端部设有带有与螺纹(314)的扁位(313)，平衡块(33)套在扁位(313)处并通过紧固螺母(34)固定。

5.根据权利要求4所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的平衡块(33)为大小圆形结构，双圆边切线形式，平衡块(33)在小圆的圆心处加工有与小径轴(312)的扁位(313)间隙配合的扁位孔(331)。

6.根据权利要求1所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的集成单向阀组合式薄球体活塞总成(4)包括活塞阀座(41)、活塞阀片(42)、活塞头(43)、活塞杆(44)、活塞密封环(45)、轴承(46)和沉头螺钉(47)，活塞头(43)朝向进气单向阀(5)，活塞杆(44)置于中心内腔(14)；

活塞阀座(41)和活塞头(43)通过沉头螺钉(47)连接到活塞杆(44)的一端，活塞杆(44)另一端设有通孔，通孔通过轴承(46)活动套接到所述组合式动平衡传动偏心轴总成(3)的偏心轴部分上；活塞阀座(41)和活塞头(43)中部之间形成密封空间，并设有活塞阀片(42)；活塞阀座(41)和活塞头(43)边缘之间设有活塞密封环(45)，活塞头(43)通过活塞密封环(45)与阶梯孔(11、12)密封连接。

7.根据权利要求6所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的活塞头(43)：活塞头(43)为阶梯轴结构，阶梯轴小端中心开有轴套孔(432)，轴套孔(432)套在活塞杆(44)的圆柱头(443)上并间隙配合，阶梯轴大端(431)中心开有圆形盲孔，圆形盲孔的孔底面为球面(434)，球面(434)中心设有与轴套孔(432)同轴相通的活塞头孔(435)，圆形盲孔周围边缘的阶梯轴大端(431)端面设有密封环环形凸台(433)，密封环环形凸台(433)外围的阶梯轴大端(431)端面作为活塞头环形外圆平面(436)；

所述的活塞阀座(41)：活塞阀座(41)呈盘状体(411)，盘状体(411)朝向活塞头(43)的端面中心设有阀座环形凸台(412)，阀座环形凸台(412)外围的活塞阀座(41)所在端面上设有带有两个阶梯的环形阶梯槽(413)，阀座环形凸台(412)和环形阶梯槽(413)之间设有轴肩(416)，活塞阀座(41)中心开有贯穿阀座环形凸台(412)和盘状体(411)的沉头孔(418)；环形阶梯槽的内阶梯端面沿圆周间隔设有多个通孔(419)，多个通孔(419)所在圆周外围的内阶梯端面设有阀片环形凸台(415)环形阶梯槽(413)外围的活塞阀座(41)端面作为阀座环形外圆平面(417)；阀座环形外圆平面(417)与活塞头环形外圆平面(436)的边缘均加工圆角；

所述的活塞密封环(45)：阀座环形外圆平面(417)与活塞头环形外圆平面(436)之间安装有活塞密封环(45)，活塞密封环(45)内缘套在密封环环形凸台(433)的外周围并间隙配合，活塞密封环(45)外缘延伸出活塞头(43)和活塞阀座(41)连接到活塞头(43)和活塞运动腔室(18)侧壁之间，活塞密封环(45)与活塞运动腔室(18)侧壁之间具有间隙，形成活塞环形槽(48)，活塞环形槽(48)内均匀涂抹有润滑油脂；

所述的活塞阀片(42)：阀座环形凸台(412)套入活塞头孔(435)中并间隙配合，活塞阀座(41)的环形阶梯槽(413)和活塞头(43)的球面(434)之间安装有活塞阀片(42)，轴肩(416)肩端面压紧顶在活塞头孔(435)的外端面上使得对活塞阀片(42)的轴向进行限位；活塞阀片(42)开有中心孔(421)，中心孔(421)套在活塞阀座(41)的轴肩(416)上并过盈配合，当活塞进行抽气过程时，阀片环形凸台(415)作为活塞阀片(42)的密封环，阀片环形凸台(415)与活塞阀片(42)接触密封；

所述的活塞杆(44)：活塞杆(44)头部为圆柱头(443)，圆柱头(443)套入活塞头(43)的轴套孔(432)中并间隙配合，圆柱头(443)的端面中心加工有螺纹孔(441)，圆柱头(443)和螺纹孔(441)的轴向均沿活塞运动方向，沉头螺钉(47)依次穿过活塞阀座(41)的沉头孔(418)、活塞头(43)的活塞头孔(435)后连接到螺纹孔(441)内，使得活塞杆(44)、活塞阀座(41)和活塞头(43)被轴向压紧；活塞杆(44)尾部为带有圆孔(442)的盘状结构，圆孔(442)的轴线垂直于活塞运动方向，圆孔(442)经轴承(46)套在组合式动平衡传动偏心轴总成(3)上，圆孔(442)与轴承(46)过盈配合。

8.根据权利要求1所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的消音排气组件(6)包括顶盖(61)、底盖(62)、卡圈(63)、降噪材料(64)、单向膜片(65)、盘头螺钉(66)和密封垫片(67)，顶盖(61)连接盖在底盖(62)上，顶盖(61)和底盖(62)之间填充有降噪材料(64)，底盖(62)通过盘头螺钉(66)固定在中心内腔(14)下端面；顶盖(61)端面设有用于气体流出的出气口，底盖(62)端面偏离中心位置设有排气通孔(621)，排气通孔(621)周围底盖(62)的内端面设有环形安装凸台，环形安装凸台与排气通孔(621)之间的底盖(62)端面作为台阶端面(632)，卡圈(63)安装在环形安装凸台内；

所述的卡圈(63)为具有大端和小端的阶梯环结构，形成小端端面(623)、大端台阶面(633)以及位于小端端面(623)和大端台阶面(633)之间的阶梯圆柱侧壁，卡圈(63)的小端端面(623)与台阶端面(632)之间设有防水单向膜片(65)，大端台阶面(633)配合接触环形安装凸台的凸台端面，阶梯圆柱侧壁配合接触环形安装凸台的侧壁。

9.根据权利要求8所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的防水单向膜片(65)主要由中部的半球结构和半球结构周围的固定裙部(652)连接成，半球结构朝向顶盖(61)突出，半球结构开有十字切口(651)，固定裙部(652)连接在卡圈(63)的小端端面(623)与台阶端面(632)之间；卡圈(63)的阶梯圆柱侧壁设有环形突起(631)，环形安装凸台的侧壁设有环形槽(622)，环形突起(631)嵌入安装到环形槽(622)中使得卡圈(63)轴向限位地配合安装在环形安装凸台中，使得对防水单向膜片(65)进行夹紧限位。

10.根据权利要求1所述的一种汽车用的组合活塞式电子真空泵，其特征在于：所述的进气单向阀(5)包括阀芯(51)和阀座(52)，阀座(52)设有位于中心的阀座通孔(521)，阀座(52)的阀座通孔(521)周围沿圆周间隔设有多个排气孔(523)，阀座(52)大端面作为阀座端面(522)，小端面在位于阀座通孔(521)周围设有内凹的内外两道环形阶梯台阶，阀座(52)的外端面通过外锥面(527)与外环形阶梯台阶的侧壁过渡连接，内环形阶梯台阶与外环形阶梯台阶之间通过内锥面(526)过渡连接，与内锥面(526)连接的外环形阶梯台阶边缘形成环形台阶(525)，内环形阶梯台阶与阀座通孔(521)连接的边缘加工倒角(528)，内锥面(526)所在的圆周间隔设有多个贯通两端的排气孔(523)；

所述阀芯(51)主要由碟状薄片(514)、阀芯柱(511)和阀芯柱头(512)三部分固接而成，碟状薄片(514)呈带有阀芯锥面(513)的锥体，阀芯柱(511)位于碟状薄片(514)的小端和阀芯柱头(512)之间，阀芯柱头(512)的直径大于阀芯柱(511)，碟状薄片(514)锥体的阀芯锥面(513)位于连接阀芯柱(511)的一端，通过阀芯锥面(513)与环形台阶(525)紧密接触形成密封环。