CN212508687U - 一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机，包括两列活塞和曲轴，非工作状态下，两列所述活塞沿曲轴轴线两侧平行对置，其中，曲轴上形成有两第一曲柄和位于两第一曲柄之间的第二曲柄，两第一曲柄和第二曲柄对置设置，将两活塞分别定义为第一活塞和第二活塞，则第一活塞通过第一连杆与曲轴连接，第二活塞通过第二连杆与曲轴连接，以使得两活塞在第一连杆和第二连杆的带动下实现交替往复运动，从而通过对置设置的活塞解决空压机运行振动大问题。

Description

一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机

技术领域

本实用新型属于车用空气压缩机技术领域，具体地说，涉及一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机。

背景技术

汽车内使用的空气压缩机主要作为向包括汽车制动、悬挂、车门开启及其他辅助用气装置在内的设备提供用气的气源，活塞式空气压缩机是一种常见的车用电动空气压缩机，图1为剖视图，示出了现有技术下一种常见的活塞式空气压缩机气缸内的剖视结构，参看图1，该活塞式空气压缩机内包括两列活塞，定义为第一活塞10a和第二活塞20a，图中示出了第一活塞10a和第二活塞20a的活塞轴之间的间距D，可以试想，当空压机运行两活塞做上下往复运动的的过程中，两活塞的曲柄连杆机构之间因质量不平衡会产生惯性力，再加上两活塞之间的间距较大，从而一并产生的惯性力矩也较大。

曲柄连杆机构的往复惯性力F_j是活塞组和连杆往复部分所产生的往复惯性力之和，而通常在连杆中产生拉伸力的往复惯性力方向规定为正方向的里，则活塞组和连杆往复部分所产生的往复惯性力之和的正值也即是使得连杆产生压缩的力的数值，公式也即写作：

F_j＝-M_jaj

已知往复质量M_j等于活塞组质量M_p和连杆往复质量Mc1之和，则往复惯性力可以写成：

F_j＝(M_p+Mc1)rω**2(cosα+λcos2α)

从而，将上式变形后，将往复惯性力看成两部分的之和，则有：

F_j＝M_jrω**2cosα+M_jrω**2λcos2α；也即：

F_j＝F_j1+F_j2

其中，F_j1一般称为一阶往复惯性力，F_j2称为二阶往复惯性力。

一阶往复惯性力的最大值是二阶往复惯性力最大值的1/λ，而λ的通常取值范围在1/3.5至1/6的范围内，也即λ的数值大小小于1，可以看出，在往复惯性力中，是一阶往复惯性力起到主要作用。

参照图1中的现有结构，一种容易想到的解决办法，是使得两缸活塞采用相同材质，并采用相同的活塞连杆形成对称结构，从而使得两缸活塞结构同质量重心，也即使得两缸在两个方向上的一阶往复惯性力的合力为零、旋转惯性力的合力为零、二阶往复惯性力矩为零，但由于两缸活塞之间间距D的存在，仍然无法消除或者平衡一阶往复惯性力矩、二阶往复惯性力以及旋转惯性力矩的存在。正因如此，现有技术下活塞式空气压缩机运行过程中由于自身曲柄连杆活塞结构，运行过程中产生的震动要远大于其他类型的压缩机，且两缸之间的长间距结合斜率缓和的长跨度曲拐，又迫使活塞轴向体积难以缩小。

上述导致空压机运行过程中产生振动的力和力矩中，参看前述的公式，从数值上来说，相较于一阶往复惯性力二阶往复惯性力的影响较小，而针对旋转惯性力矩的通常做法是通过“过量平衡法”，即在曲柄上多加一部分配重使其平衡。但是，由于两缸活塞之间间距较大，则两活塞缸之间一阶往复惯性力矩的相互叠加难以平衡消除，不难看出，正如一阶往复惯性力在往复惯性力中起到主要作用，一阶往复惯性力矩是活塞式空压压缩机实际工况下产生振动的主要振动源。

有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决现有技术下活塞式空气压缩机实际工况下产生振动较大的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够平衡活塞曲柄连杆机构的往复、旋转惯性力，以及往复、旋转惯性力矩，降低空压机运行过程中的振动从而能够延长设备使用寿命的活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机。

为解决以上技术问题，本实用新型采取的一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构，包括两列活塞和曲轴，所述活塞分别通过连杆与所述曲轴连接，非工作状态下，两列所述活塞沿曲轴轴线两侧平行对置，其中，所述曲轴上形成有两第一曲柄和位于两第一曲柄之间的第二曲柄，两所述第一曲柄和第二曲柄对置设置，将两所述活塞分别定义为第一活塞和第二活塞，则所述第一活塞通过第一连杆与所述曲轴连接，所述第二活塞通过所述第二连杆与所述曲轴连接，以使得两所述活塞在所述第一连杆和第二连杆的带动下实现交替往复运动。

优选地，所述第一连杆为自其小端向一侧分叉并形成两大端的“V”字形连接件，第一连杆和第二连杆的小端与所述第一活塞和第二活塞分别连接，所述第一连杆的两大端分别与两所述第一曲柄对接，所述第二连杆的大端与所述第二曲柄对接。

进一步优选地，所述第一连杆的两大端上分别形成有第一内孔，两所述第一内孔处设置有第一轴瓦，所述第一连杆与所述第一内孔通过螺栓连接，以使得所述第一连杆与两所述第一曲柄固定；所述第二连杆的大端上第二连杆的大端处设置有轴瓦，所述第二连杆通过螺栓与所述第二曲柄固定，其中，空压机压缩，所述第一连杆和第二连杆的交替往复运动中，所述第一连杆与第二连杆之间形成让位。

又进一步优选地，两所述第一曲柄的端面上分别形成有开口朝向相反的两通孔，且每一通孔内形成有与所述第一内孔延伸方向垂直润滑油道，两所述润滑油道的底部又分别朝向所述第一曲柄的端面方向和第二曲柄的方向延伸，其中，所述润滑油道内，于所述通孔位置处设置堵盖，于其朝向所述第一曲柄端面方向的通道内设置堵球，则所述堵盖和堵球将所述润滑油道密封。

优选地，所述第一连杆和第二连杆同心设置，且所述第一连杆和第二连杆质量相同。

优选地，设定两列所述活塞之间的偏置距离为e，设定第一连杆或所述第二连杆的大端至小端的孔心距为l，以及设定所述曲轴旋转半径为r，则所述第一曲柄和所述第二曲柄之间的夹角α满足：cos(a/2)＝e/(l+r)。

又优选地，所述曲轴上，于所述曲柄处设置平衡块，其中，所述第一连杆和第二连杆的交替往复运动过程中，所述平衡块产生的旋转惯性力与所述第一连杆和第二连杆产生的旋转惯性力平衡。

相应的，还应该提供一种运用上述活塞连杆机构的无油两级空压机，该空压机包括两缸活塞和电机，两缸活塞以所述空压机轴线为轴偏置分布，所述空压机内包括：主轴，该主轴与所述电机连接，并被所述电机驱动旋转；曲轴，该曲轴与所述主轴直连，所述曲轴上形成有两第一曲柄和位于两第一曲柄之间的第二曲柄，两所述第一曲柄和第二曲柄对置设置，将两所述活塞分别定义为第一活塞和第二活塞，则所述第一活塞通过第一连杆与所述曲轴连接，所述第二活塞通过所述第二连杆与所述曲轴连接，其中，所述电机开启向所述主轴提供动力，以驱动所述曲轴旋转，则对置于所述曲柄的两缸活塞在第一连杆和第二连杆带动下做交替往复运动。

由于以上技术方案的采用，本实用新型相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、活塞为平行对置设置，并分布于曲轴轴线方向的两侧，这样，使得活塞轴向间距为零，则在两缸活塞的交替往复等速运动中，在平衡一阶往复惯性力、旋转惯性力以及二阶往复惯性力矩的基础上，进一步使得一阶往复惯性力矩、以及旋转惯性力矩得到平衡；

2、进一步地，由于缩小了两缸活塞之间的间距，从而，使得现有技术下通过在曲柄上增加配重的方式不再存在一阶往复惯性力矩的相互叠加难以平衡消除的问题；

3、由于平衡了一阶往复惯性力矩、旋转惯性力矩，使得机构整体运行过程中的震动问题得到较大幅度的缓解，保障了设备运行的稳定性的同时，使得机构整体的使用寿命得到保证；

4、两缸活塞的第一连杆和第二连杆可以采用不同形状或材料配比实现相同的质量和重心，例如，将第一连杆设置成自其一端向一侧分叉形成两个大端的“V”字形连接件，两大端与曲轴的相应曲柄对接；

5、作为上述活塞连杆结构的运用，是将该活塞连杆与偏置布置的两缸活塞连接，并且偏置的两缸活塞也采用不同材质密度制备成相同质量，从而使一阶往复惯性力及旋转惯性力达到平衡，减少整机运行状态下的震动幅度；

6、对置设置或者偏置布置的两缸活塞，都可以实现缩小活塞缸体积，以使得整机结构更加紧凑，便于整车布置，在缩小整机规格的同时延长整机使用寿命；

7、曲柄内形成有与内孔延伸方向垂直的润滑油道，且润滑油道的底部又分别朝向两曲柄的端面方向进一步延伸，润滑油道上于通孔位置处设置堵盖，于朝向曲柄端面方向的通道内设置堵球，使得润滑油道构成密封，这样在外置油泵的作用下，为曲轴上的各个轴瓦提供压力润滑；

8、将现有技术下两缸气体的一级压缩后排出的方式改进为经过两级压缩后排出的方式，具体为，在低压活塞缸体底部设置朝向缸体内侧开合的进气阀片，在位于低压活塞一侧的阀板上开设朝向气流腔开合的排气阀片，在位于高压活塞一侧的阀板上开设朝向高压活塞缸开合的进气阀片和通向排气腔的排气阀片，这样，低压活塞缸的气体经过一级压缩后通过气流腔进入至高压活塞缸内，经过二次压缩后从高压活塞缸内流至排气腔后排出，其由于运用如前所述的偏心连杆结构，则可以实现低压活塞和高压活塞交替的从下止点向上止点运动，也即交替对各自缸内的气体进行压缩，从而，经过两级压缩的气体显著提高了空压机的排气压力；

9、压缩过程中通过外置的风扇对缸头实现实时降温，则因活塞交替往复运动及压缩气体产生热量而升温的各部件得到降温，再加上经过高压活塞二级压缩后的高压气体流回至排气腔内后再排出，从而使得排气温度得到有效降低，进一步地，改善轴承等各组件运行工况，提升了各组件的使用寿命，保证了整机的运行稳定性；

10、各排气阀片上都分别设置有限程板，则排气阀片开启时行程被限程板限位，并控制其开启角度的大小，这样，保证活塞缸向外稳定排气，另一方面也保证阀片的及时关闭，保障了整机的压缩效率；

11、于轴承外侧设置防尘油封，防尘油封是橡胶件与支撑骨架硫化形成，从而，将防尘油封沿免维护轴承的轴面周向延伸以实现免维护轴承与电机主轴外侧之间的密封；

12、采用一种多点支撑分体式曲轴传动结构，保障多点支撑的强度，同时此结构有效解决了传动部件因加工和装配误差，导致两曲柄形位偏差过大，致使运行振动大、寿命低的技术问题。

附图说明

图1为剖视图，示出了现有技术下一种常见的活塞式空气压缩机气缸内的剖视结构；

图2为示意图，示出了本实用新型的一个较佳实施例所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构；

图3为侧视图，示出了图2所示的活塞式空气压缩机活塞连杆结构的侧面结构；

图4为剖视图，示出了图3中A-A方向的剖视结构；

图5为示意图，示出了图2所示的活塞式空气压缩机活塞连杆结构中的配重块的结构；

图6为状态图，示出了图2所示的活塞式空气压缩机活塞连杆结构旋转90度后的状态；

图7为状态图，示出了图2所示的活塞式空气压缩机活塞连杆结构旋转180度后的状态；

图8为状态图，示出了图2所示的活塞式空气压缩机活塞连杆结构旋转270度后的状态；

图9为示意图，示出了本实用新型的又一较佳实施例中运用活塞式空气压缩机活塞连杆结构的一种无油两级空压机的结构；

图10为俯视图，示出了图9所示的较佳实施例中无油两级空压机的俯视结构；

图11为局部剖视图，示出了图10的局部剖视结构；

图12为示意图，示出了本实用新型的另一较佳实施例中所述的无油空压机多点支撑曲轴的结构；

图13为示意图，示出了图12所示的无油空压机多点支撑曲轴与连杆连接的结构。

图14为剖视图，示出了本实用新型的另一较佳实施例中所述的两级压缩空气压缩机的剖视结构。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

需要说明的是，本实用新型实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本实用新型的较佳实施例中所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构，是针对现有技术中活塞式空压机实际工况下运行震动大，使用寿命短的提出的。众所周知，活塞式空气压缩机产生振动的主要原因是由于曲柄连杆机构不平衡质量的惯性力或惯性力矩造成的。因此，消除或减小空气压缩机振动，首先考虑的主要方法是对曲柄连杆的结构进行平衡，从而消除或限制旋转零部件或往复机构的不平衡惯性力，以将振动限制在允许的范围内。

本实用新型的较佳实施例是通过使得两缸活塞平行对置设置，以实现缩小两缸活塞轴心线之间的距离，以达到在平衡一阶往复惯性力、旋转惯性力以及二阶往复惯性力矩的基础上，进一步使得一阶往复惯性力矩、二阶往复惯性力以及旋转惯性力矩得到平衡的技术效果。

图2为示意图，示出了本实用新型的一个较佳实施例所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构。如图2所示，本实用新型的该较佳实施例中所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构包括两列活塞以及与活塞连接的曲轴10，两列活塞分别通过连杆与曲轴10连接。具体地说，图2示出的是该连杆结构处于非工作状态下的结构，可以看出，非工作状态下，两列活塞沿曲轴10轴线两侧平行对置。

图3为侧视图，示出了图1所示的活塞式空气压缩机活塞连杆结构的侧面结构。图4为剖视图，示出了图3中A-A方向的剖视结构。通过图3和图4，可以看出，曲轴10上形成有多个拐点，包括两个第一曲柄11和位于两第一曲柄11之间的第二曲柄12，根据图2展示的方向，将两活塞分别定义为第一活塞21和第二活塞22，则将连接第一活塞21和第一曲柄11的连杆定义为第一连杆31，将连接第二活塞22和第二曲柄12的连杆定义为第二连杆32，如图所示，两缸活塞的第一连杆31和第二连杆32可以采用不同形状或材料配比实现相同的质量和重心，在该较佳实施例中，第一连杆31为“V”字形，其与活塞连接的小端向曲轴10方向延伸后分叉形成两大端，并分别与两第一曲柄11通过螺栓23对应连接，而第二连杆31为长直状，即包括与第二活塞22连接的小端和与第二曲柄122通经过螺栓23连接的大端。

继续参看图4，第一曲柄11与第一连杆31的两大端对应的位置上，都分别形成有第一内孔13，两第一内孔13内设置有第一轴瓦14，也即，第一连杆31的两个大端与两第一曲柄11的连接是通过螺栓分别穿过两第一内孔13形成固定；同样的，第二曲柄12与第二连杆32大端对应的位置处形成第二内孔15，第二内孔15内设置有第二轴瓦16，第二连杆32的大端与第二曲柄12的连接也是通过螺栓穿过第二内孔15形成固定。

继续参看图4，两第一曲柄11的端面上分别形成有开口朝向相反的两个通孔17，每一通孔17内形成一与第一内孔13延伸方向垂直的润滑油道18，也可以说成，两第一曲柄11上的通孔17都朝向另一曲柄方向延伸至底部，而后又分别朝向第一曲柄11的端面方向和第二曲柄12的方向延伸并形成两狭长通道，而其中，两润滑油道18朝向第二曲柄12方向延伸的通道于第二内孔15位置处汇聚。再看，润滑油道18内，通孔17位置处采用堵盖171进行密封，通向第一曲柄11端面方向的通道内采用堵球172进行密封，这样，通过堵盖171和堵球172将润滑油道18构成密封油道，这样，在外置油泵的作用下为第一曲轴11和第二曲轴12上的轴瓦实现压力润滑。

在该较佳实施例中，设定第一活塞21和第二活塞22之间的偏置距离为e，然后设定第一连杆31的大端至小端之间，或者是第二连杆32的大端至小端之间的孔心距为l，以及设定曲轴旋转半径为r，则第一曲柄11和第二曲柄12之间的夹角α满足：cos(a/2)＝e/(l+r)。也即，通过改变第一曲柄11和第二曲柄12之间的夹角的大小，可实现对第一活塞21和第二活塞22对向等速运动从而减低运行振动，并且，在此基础上，还可进一步地通过在曲第一曲轴11和第二曲轴12上增设平衡配重以进一步地降低运行振动。图5为示意图，示出了图2所示的活塞式空气压缩机活塞连杆结构中的配重块的结构。曲轴的曲柄位置处设置平衡块19，则第一连杆31和第二连杆32的交替往复运动过程中，平衡块19产生的旋转惯性力与第一连杆31、第二连杆32产生的旋转惯性力平衡。在本实用新型的其他实施例中，除增加平衡重的方式以外，也可以通过去重的方式实现相同的技术效果。

图6至图8分别示出了本实用新型的该较佳实施例所述的活塞连杆结构由初始状态，经旋转90度、180度、270度的状态。参看图6至图8可以看出，实际工况下，第一连杆31和第二连杆32进行交替往复等速运动，从而使得两活塞相应的进行交替的往复等速运动，且，由于第一连杆31为斜跨样式，这样，在交替运动过程中，第一连杆31为第二连杆32的运动实现让位。

而在本实用新型的不同实施例中，除将活塞缸平行对置这一种方式以外，也可以采用两缸偏置分布的方式，也即以空压机主轴为轴心，两缸以空压机主轴为轴心偏置分布，也同样可以实现缩小两缸活塞轴心线之间距离的目的。图9为示意图，示出了本实用新型的又一较佳实施例中运用活塞式空气压缩机活塞连杆结构的一种无油两级空压机的结构。图10为俯视图，示出了图9所示的较佳实施例中无油两级空压机的俯视结构。图11为局部剖视图，示出了图10的局部剖视结构。参看图9至图11，本实用新型的整机安放于一对前橡胶减震垫51、和一对后橡胶减震垫52上，两缸活塞(61、62)以空压机轴线为轴偏置分布，作为上述活塞连杆结构的运用的拓展，偏置的两缸活塞也采用不同材质密度制备成相同质量，从而使一阶往复惯性力及旋转惯性力达到平衡，减少整机运行状态下的震动幅度。主轴40一端与电机50啮合，另一端与曲轴10啮合，从而主轴40在电机50驱动下带动曲轴10旋转，与曲轴10连接的连杆做交替往复等速运动，从而使得偏置的两缸活塞进行交替往复等速运动，并对缸内气体进行压缩。

为保证装配时轴承可压装于曲柄上，理论上也采用分体式曲柄，但若采用分体式曲柄，则又由于加工及装配上难于保证一体性及形位公差过大，从而导致性能寿命差。为解决该技术问题，相应的，本实用新型的较佳实施例中提供了一种无油空压机多点支撑曲轴结构。图12为示意图，示出了本实用新型的另一较佳实施例中所述的无油空压机多点支撑曲轴的结构。图13为示意图，示出了图12所示的无油空压机多点支撑曲轴与连杆连接的结构。参看图12和图13，曲轴结构100与空压机连杆200连接，该曲轴结构100配置为三段式，为方便说明，将曲轴结构的三段按照其形状定义为两端对称的第三曲柄101、第四曲柄102，以及连接第三曲柄101和第四曲柄102的第五曲柄103，第三曲柄101和第四曲柄102是关于第五曲柄103对置分布的，如图所示，第三曲柄101和第五曲柄103的对接位置形成第一偏心轴颈104，第五曲柄103与第四曲柄102的对接位置形成第二偏心轴颈105，并且，第三曲柄101未与第五曲柄103连接的一端，以及第四曲柄102未与第五曲柄103连接的一端都形成主轴颈106，主轴颈106是在装配后与主轴对应的，主轴颈106上可以加设支撑轴承107，并且，在第三曲柄101的外侧轴颈上也可以相应地设置支撑轴承107。

在该实施例中，第三曲柄101与第五曲柄103之间，以及第五曲柄103与第四曲柄102之间的连接方式，都是与传动定位销轴108形成过盈结构后实现连接，并通过与轴承内圈压紧的方式固定。具体地说，本实用新型采用的多点支撑的曲轴，是在其偏心曲柄上设有偏心定位通孔结构，曲轴结构是先由整体式曲轴完成两主轴颈、偏心曲柄轴颈、曲柄偏心定位孔加工，进一步进行热处理及表面处理等。在成品检验合格后，再沿曲柄中心线切割分离，从而保障了分离后的曲轴两部分的公差一致性。该多点支撑的曲轴的在装配时可以采用下述步骤：先将免维护轴承内圈与第三曲柄101的一半曲柄进行压装，并在此曲柄内偏心定位通孔结构处过盈压入传动定位销轴108定位，然后压入第五曲柄103的一半曲柄。此后，相应地将第五曲柄103的另一半曲柄与第四曲柄102的一半装配。另外，可选的是，对传动定位销轴108进行翻边铆压保障一体性强度并防止脱出。此结构工艺可以保障分离的两半曲轴曲柄在压装后的同轴度及定位销轴的同轴度，继而可以保障两支点轴径装配后的同轴度，从而使得传动运行平稳。此外，优选的是，此结构工艺的免维护轴承采用免维护双列免维护轴承，由此该免维护轴承内的两滚子承载滚道均布于分离的两半曲柄的两端，使曲轴受力均衡强度可靠。

基于上述结构的这种无油空压机，实际运用中，虽可以实现两列活塞交替往复等速运动，但仍可能因气体压缩不充分造成的排气压力不够，以及因设备过热造成的排气温度过高的技术问题，而上述因素的长期存在又会进一步导致活塞运动过程中对轴承等各组件产生的额外负荷，甚至于影响各组件的使用寿命，以及整机的运行的稳定性。

针对上述问题，容易想到的是，通过进一步压缩气体使其排气压力提高，以及通过降温或者传导等方式，使得排气温度降低。因而，在本实用新型的实施例中，又提出了运用前述的曲轴结构的一种两级压缩空气压缩机。图14为剖视图，示出了本实用新型的另一较佳实施例中所述的两级压缩空气压缩机的剖视结构。如图10、图11以及图14所示，在该较佳实施例中所示的两级压缩空气压缩机是包括了偏置的两缸活塞，沿用前述的定义，分别为低压活塞61和高压活塞62，高压活塞62与低压活塞61通过涨紧套63和多个螺栓与箱体64固定，高压活塞62和低压活塞61通过滚轴轴承65与偏心连杆66连接，二者与曲轴连接安装位置处、电机主轴40上，以及电机主轴40外侧都设置免维护轴承67，再在免维护轴承67的外侧加设防尘油封68。

两缸活塞的顶部设置有覆盖两缸活塞的阀板69，阀板69通过缸盖70固定，缸盖70上设置有排口71。阀板69与空压机的箱体64顶盖之间保持一定的距离，从而于阀板69与空压机的箱体64顶盖之间形成一空腔区域，将该空腔区域定义为气流腔72。

高压活塞62和低压活塞61分别通过活塞销85与一偏心连杆66连接，曲轴10连接偏心连杆66以及电机主轴40，从而，当电机主轴40转动可通过曲轴10带动偏心连杆66交替旋转往复运动，以使得低压活塞61和高压活塞62交替着于各自的上止点和下止点之间往复运动。

气体从空压机的进气接头73处被吸入至箱体64，并通过箱体64内的多个消声孔74进入至箱体64内，最后排至低压活塞61处。参看图12，低压活塞61的缸体底部设置有第一进气阀片75，第一进气阀片75可以开合地与低压活塞61的缸体底部固定连接，且非承压状态下，第一进气阀片75与低压活塞61的缸体底部贴合，也即是说，此时，低压活塞61的缸体通过第一进气阀片75密封。

继续参看图12，阀板69上形成有三个通孔，三个用于排气的通孔中，其中之一位于低压活塞61一侧的阀板69上，定义为第一排气口76；余下两通孔位于高压活塞62一侧的阀板69上，分别定义为第二排气口77和第三排气口78，从图中看出，第一排气口76、第二排气口77和第三排气口78都分别设置成使得活塞缸体和气流腔连通的。第一排气口76上可盖合地固定有第一排气阀片79，第一排气阀片79可朝向气流腔72一侧开合；第二排气口77上可盖合地固定有第二进气阀片80，第二进气阀片80是位于阀板69底部并可朝向高压活塞62缸体一侧开启的；第三排气口78上可盖合地固定有第二排气阀片81，第二排气阀片81是位于阀板69顶部并可朝向气流腔72一侧开启的。与第一进气阀片75类似，非承压状态下，第一排气阀片79覆盖在低压活塞61顶部，以使得低压活塞61与气流腔72之间密封，第二进气阀片80与阀板69底部盖合，从而将气流腔72与高压活塞62缸体之间密封，第二排气阀片81与阀板69顶部盖合，也是将气流腔72与高压活塞62缸体之间密封。

为了限制各个排气阀片的开启角度，可以于第一排气阀片79和第二排气阀片81上设置限程板82，限程板82同样是位于阀板69上方并倾斜设置。限程板82的一端与阀板69固定，后其另一端是于排气阀片的上方朝向倾斜方向延伸，从而限程板82的板面与排气阀片表面之间形成的区域，即为排气阀片的开启区域。则第一排气阀片79、第二排气阀片81朝向气流腔72方向的翻转，被各自上方的限程板82限位，这样，保证活塞缸向气流腔稳定排气，另一方面也保证了阀片的及时关闭，保障整机的压缩效率。另外，还于高压活塞62与低压活塞61上都设置自润滑活塞环83和导向环84。

工作时，在曲轴连杆机构带动下，高压活塞62、低压活塞61组实现交替上下往复运动。当低压活塞61从下止点向上止点运动时，缸内容积增大产生负压，气体从低压活塞61下方推开第一进气阀片75吸入气流腔72内；当低压活塞61从下止点向上止点运动时，缸内容积减小，气体受挤压，气压升高直至推动第一排气阀片79排出至气流腔72内，此时完成一级缸气体的一次压缩。与此同时，高压活塞62从上止点向下止点运动，此时缸内容积增大产生负压，在一级压缩气体力的共同作用下，气流腔72内经一级压缩的气体从第二进气阀片80口吸入缸内；当高压活塞62从下止点向上止点运动时，缸内容积减少，气体再次受挤压，气压升高直至推动第二排气阀片81再次排至气流腔72内，此时完成气体的第二次压缩。随着活塞往复运动，上述过程反复出现气体被源源不断被压缩，并最终从排口71排出。

由于以上技术方案的采用，本实用新型相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、活塞为平行对置设置，并分布于曲轴轴线方向的两侧，这样，使得活塞轴向间距为零，则在两缸活塞的交替往复等速运动中，在平衡一阶往复惯性力、旋转惯性力以及二阶往复惯性力矩的基础上，进一步使得一阶往复惯性力矩及旋转惯性力矩得到平衡；

2、进一步地，由于缩小了两缸活塞之间的间距，从而，使得现有技术下通过在曲柄上增加配重的方式不再存在一阶往复惯性力矩的相互叠加难以平衡消除的问题；

3、由于平衡了一阶往复惯性力矩、以及旋转惯性力矩，使得机构整体运行过程中的震动问题得到较大幅度的缓解，保障了设备运行的稳定性的同时，使得机构整体的使用寿命得到保证；

4、两缸活塞的第一连杆和第二连杆可以采用不同形状或材料配比实现相同的质量和重心，例如，将第一连杆设置成自其一端向一侧分叉形成两个大端的“V”字形连接件，两大端与曲轴的相应曲柄对接；

5、作为上述活塞连杆结构的运用，是将该活塞连杆与偏置布置的两缸活塞连接，并且偏置的两缸活塞也采用不同材质密度制备成相同质量，从而使一阶往复惯性力及旋转惯性力达到平衡，减少整机运行状态下的震动幅度；

6、对置设置或者偏置布置的两缸活塞，都可以实现缩小活塞缸体积，以使得整机结构更加紧凑，便于整车布置，在缩小整机规格的同时延长整机使用寿命；

7、曲柄内形成有与内孔延伸方向垂直的润滑油道，且润滑油道的底部又分别朝向两曲柄的端面方向进一步延伸，润滑油道上于通孔位置处设置堵盖，于朝向曲柄端面方向的通道内设置堵球，使得润滑油道构成密封，这样在外置油泵的作用下，为曲轴上的各个轴瓦提供压力润滑；

8、将现有技术下两缸气体的一级压缩后排出的方式改进为经过两级压缩后排出的方式，具体为，在低压活塞缸体底部设置朝向缸体内侧开合的进气阀片，在位于低压活塞一侧的阀板上开设朝向气流腔开合的排气阀片，在位于高压活塞一侧的阀板上开设朝向高压活塞缸开合的进气阀片和通向排气腔的排气阀片，这样，低压活塞缸的气体经过一级压缩后通过气流腔进入至高压活塞缸内，经过二次压缩后从高压活塞缸内流回至排气腔后排出，其由于运用如前所述的偏心连杆结构，则可以实现低压活塞和高压活塞交替的从下止点向上止点运动，也即交替对各自缸内的气体进行压缩，从而，经过两级压缩的气体显著提高了空压机的排气压力；

9、压缩过程中通过外置的风扇对缸头实现实时降温，则因活塞交替往复运动摩擦及压缩气体产生的热量而升温的各部件得到降温，再加上经过高压活塞二级压缩后的高压气体流回至排气腔内后再排出，从而使得排气温度得到有效降低，进一步地，改善轴承等各组件的运行工况，提升了各组件的使用寿命，保证了整机的运行稳定性；

10、各排气阀片上都分别设置有限程板，则排气阀片朝向气流腔开启时行程被限程板限位，并控制其开启角度的大小，这样，保证活塞缸向外稳定排气，及时回关，降低泄漏，另一方面也保证了压缩效率；

11、于轴承外侧设置防尘油封，防尘油封是橡胶件与支撑骨架硫化形成，从而，将防尘油封沿免维护轴承的轴面周向延伸以实现免维护轴承与电机主轴外侧之间的密封；

12、采用一种多点支撑分体式曲轴传动结构，保障多点支撑的强度，同时此结构有效解决了传动部件因加工和装配误差，导致两曲柄形位偏差过大，致使运行振动大、寿命低的技术问题。

以上对本实用新型做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构，包括两列活塞和曲轴，所述活塞分别通过连杆与所述曲轴连接，其特征在于，非工作状态下，两列所述活塞沿曲轴轴线两侧平行对置，其中，

所述曲轴上形成有两第一曲柄和位于两第一曲柄之间的第二曲柄，两所述第一曲柄和第二曲柄对置设置，将两所述活塞分别定义为第一活塞和第二活塞，则所述第一活塞通过第一连杆与所述曲轴连接，所述第二活塞通过第二连杆与所述曲轴连接，

以使得两所述活塞在所述第一连杆和第二连杆的带动下实现交替往复运动。

2.根据权利要求1所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构，其特征在于，

所述第一连杆为自其小端向一侧分叉并形成两大端的“V”字形连接件，第一连杆和第二连杆的小端与所述第一活塞和第二活塞分别连接，所述第一连杆的两大端分别与两所述第一曲柄对接，所述第二连杆的大端与所述第二曲柄对接。

3.根据权利要求2所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构，其特征在于，

所述第一曲柄与所述第一连杆的两大端对应的位置处都分别形成有第一内孔，两所述第一内孔处设置有第一轴瓦，所述第一连杆与所述第一内孔通过螺栓连接，以使得所述第一连杆与两所述第一曲柄固定；

所述第二曲柄与所述第二连杆大端对应的位置处形成有第二内孔，所述第二内孔处设置有第二轴瓦，所述第二连杆通过螺栓与所述第二曲柄固定，其中，

空压机压缩，所述第一连杆和第二连杆的交替往复运动中，所述第一连杆与第二连杆之间形成让位。

4.根据权利要求3所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构，其特征在于，两所述第一曲柄的端面上分别形成有开口朝向相反的两通孔，且每一通孔内形成有与所述第一内孔延伸方向垂直润滑油道，两所述润滑油道的底部又分别朝向所述第一曲柄的端面方向和第二曲柄的方向延伸，其中，

所述润滑油道内，于所述通孔位置处设置堵盖，于其朝向所述第一曲柄端面方向的通道内设置堵球，则所述堵盖和堵球将所述润滑油道密封。

5.根据权利要求1至4任一项所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构，其特征在于，所述第一连杆和第二连杆同心设置，且所述第一连杆和第二连杆质量相同。

6.根据权利要求2至4任一项所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构，其特征在于，设定两列所述活塞之间的偏置距离为e，设定第一连杆或所述第二连杆的大端至小端的孔心距为l，以及设定所述曲轴旋转半径为r，则所述第一曲柄和所述第二曲柄之间的夹角α满足：

cos(a/2)＝e/(l+r)。

7.根据权利要求6所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构，其特征在于，所述曲轴上，于所述曲柄处设置平衡块，其中，

所述第一连杆和第二连杆的交替往复运动过程中，所述平衡块产生的旋转惯性力与所述第一连杆和第二连杆产生的旋转惯性力平衡。

8.一种无油两级空压机，其特征在于，其具有权利要求1-7中任一项所述的活塞式空气压缩机活塞连杆结构。

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