CN218207074U - 基于楔形离合器的双动力压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种基于楔形离合器的双动力压缩机，属于双动力车用空调压缩机技术领域，包括轮带电磁离合器机构、行星加速器、楔形离合器、电机机构、偏心轴和压缩机构；压缩机构通过偏心轴与电机机构和行星加速器相连接；其中，轮带电磁离合器机构的吸盘与行星加速器的行星保持架输入轴直连；偏心轴通过楔形离合器与行星加速器的太阳轮连接。本实用新型的基于楔形离合器的双动力压缩机通过楔形离合器将行星加速器与偏心轴相连接，当电机机构驱动时，避免了与行星加速器和轮带电磁离合器产生相对运动增加了额外阻力，进而达到降低电机功率的技术效果。

Description

基于楔形离合器的双动力压缩机

技术领域

本实用新型涉及双动力车用空调压缩机技术领域，具体说，涉及一种基于楔形离合器的双动力压缩机。

背景技术

现有的燃油车的车用空调压缩机是通过皮带轮进行机械驱动，仅在发动机运行状态下才能工作；在驻车熄火情况下，基于省油或者减少发动机噪音等需求将车辆熄火，从而导致了发动机停转情况下无法使用空调降温的问题。

现有技术中公开了基于行星齿轮加速器的双动力压缩机（申请号CN202220210859.5），包括皮带轮和电机机构共用一组涡旋盘，通过行星加速器达到提高涡旋盘转速的目的，从而实现压缩机的工作状态可以在电动和发动机轮带传动两种模式下快速切换且在采用较小排量的压缩机时而不影响制冷效果的技术效果， 但是仍然存在弊端如下：1）当轮带机构驱动时，电机机构的转子产生相对转动，产生反电动势冲击控制和磁阻扭矩，给燃油发动机增加额外负载；2）当电机机构驱动时，行星加速器与电磁离合器相对运动产生额外阻力，消耗电机功率。

因此，亟需一种设计合理，节能的双动力压缩机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于楔形离合器的双动力压缩机，该基于楔形离合器的双动力压缩机解决了双动力压缩机在使用电机驱动时行星加速器损耗电机额外功率和使用皮带轮驱动时损耗发动机额外功率的弊端。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种基于楔形离合器的双动力压缩机，包括轮带电磁离合器机构、借助旋转运动来压缩流体的压缩机构、连接在压缩机构上的偏心轴、贯穿设置在偏心轴上的电机机构、行星加速器和楔形离合器；

压缩机构通过偏心轴与电机机构和轮带电磁离合器机构相连接；其中，轮带电磁离合器机构的吸盘通过行星加速器与偏心轴连接；

偏心轴通过楔形离合器与行星加速器的太阳轮连接；当电机机构转子驱动时，内置于电机机构转子内的滚针单向轴承锁紧偏心轴一起旋转，楔形离合器处于解锁状态；

轮带电磁离合器机构的吸盘与行星加速器的行星保持架输入轴连接，当轮带电磁离合器机构的吸盘吸合驱动行星保持架输入轴旋转时，楔形离合器处于锁止状态，而电机机构转子内的单向滚针轴承处于解锁状态。

进一步，优选的结构为，沿着自电机机构至轮带电磁离合器机构的方向，在太阳轮的内依次设置有楔形离合器、第一轴承和第二轴承；

第一轴承和第二轴承的外圈均与太阳轮的内圈相连接；

第一轴承的内圈与偏心轴相连接；第二轴承的内圈与行星保持架输入轴相连接；

当电机机构转子驱动偏心轴旋转时，偏心轴带动第一轴承的内圈旋转，外圈保持静止；同时第二轴承也处于静止状态；当轮带电磁离合器机构的吸盘吸合驱动行星保持架输入轴旋转时，楔形离合器锁止偏心轴，第一轴承跟随太阳轮旋转；第二轴承的内圈跟随行星保持架输入轴的转速旋转，第二轴承的外圈跟随太阳轮的转速旋转。

进一步，优选的结构为，在第一轴承和第二轴承之间设置有用于隔离第一轴承与第二轴承的隔离片。

进一步，优选的结构为，电机机构转子通过传动组件与偏心轴连接，转子的动力通过传动组件驱动偏心轴旋转；其中，传动组件包括单向滚针轴承和偏心轴轴套，单向滚针轴承与偏心轴、转子均为同轴心设置，偏心轴套套接在单向滚针轴承的外圆，电机机构的转子内圆套接在偏心轴轴套的外圆，单向滚针轴承套接在偏心轴上。

进一步，优选的结构为，行星加速器还包括行星轮、齿圈和行星保持架输入轴；齿圈与压缩机壳体过盈配合，行星轮经行星保持架输入轴与轮带电磁离合器机构的吸盘相连接，皮带轮通过吸盘吸合后驱动行星保持架输入轴旋转。

进一步，优选的结构为，轮带电磁离合器机构的皮带轮套接在压缩机壳体上通过吸盘的吸合与行星保持架输入轴连接，压缩机壳体与行星保持架输入轴滚动连接；电机机构包括定子和内置磁钢的转子，定子与压缩机壳体过盈配合，转子的内圆表面与偏心轴轴套外表面固定连接。

进一步，优选的结构为，轮带电磁离合器为摩擦式电磁离合器，包括吸盘、用于控制吸盘与皮带轮吸合或者分离的电磁线圈和弹性元件；其中，

皮带轮通过轮带轴承与压缩机壳体滚动连接，电磁线圈设置在皮带轮和压缩机壳体之间，在皮带轮的轮轴平行方向设置有吸盘，行星保持架输入轴通过弹性元件与吸盘相连接。

如上所述，本实用新型的一种基于楔形离合器的双动力压缩机，通过同轴设置轮带、压缩机构、偏心轴以及电机机构，轮带电磁离合器机构的吸盘通过行星加速器与偏心轴连接；偏心轴通过楔形离合器与行星加速器的太阳轮连接；实现了压缩机具备两种高效驱动方式；其有益效果如下：

1）在皮带轮和电机机构共用一组涡旋盘，通过行星加速器达到提高涡旋盘转速的目的的场景中，当电机机构的转子驱动时，避免了行星加速器与轮带电磁离合器产生相对运动增加了额外阻力，进而达到降低电机功率的技术效果。

2）进而实现两种驱动方式的独立运作，同时避免了额外功率损耗，实现带轮动力与电机动力利用的最大化；

3）楔形离合器以及双轴承内置于太阳轮中间的设置，在实现了压缩机的整体结构的传动稳定性的基础之上，最大化的节省安装空间，最大化满足双驱压缩机的轻量化需求；

4）可以在现有技术的双动力压缩机模型中实施而无需大量的改装。因此，降低了开发新压缩机模型和改造现有压缩机的成本。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1是本实用新型的一个实施例所述的基于楔形离合器的双动力压缩机的结构示意图；

图2是本实用新型的一个实施例所述的行星加速器的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例所述的行星加速器的爆炸结构示意图。

其中，1、压缩机构；2、电机机构； 3、偏心轴轴套； 4、单向滚针轴承； 5、偏心轴；6、楔形离合器；7、太阳轮； 8、齿圈；9、行星轮；10、第一轴承；11、隔离片；12、第二轴承；13、行星保持架输入轴；14、轮带电磁离合器机构。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “横向”、“上”、“下”、“前端”、“末端”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、 “轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。而“连接”和“固定连接”及其变型是指同轴和同步连接，其中两个连接的组件不能彼此相对移动(例如，通过联接的连接和由平键形成的连接) 或花键和轴环，或具有固定转速比的背面传动连接(例如通过齿轮，皮带轮或链轮的传动连接)。

下面将参照附图对本实用新型的各个实施例进行详细描述。

实施例1

图1对一个实施例所述的基于楔形离合器的双动力压缩机的结构示意进行描述。其中，图1为是本实用新型的一个实施例所述的基于楔形离合器的双动力压缩机的结构示意图；如图1所示，本实施例的基于楔形离合器的双动力压缩机包括轮带电磁离合器机构14、借助旋转运动来压缩流体的压缩机构1、连接在压缩机构1上的偏心轴5、贯穿设置在偏心轴5上的电机机构2、行星加速器和楔形离合器6；压缩机构1通过偏心轴5与电机机构2和行星加速器机构中的行星保持架输入轴13与轮带电磁离合器机构14中的吸盘相连接；偏心轴5通过楔形离合器6与行星加速器的太阳轮7连接；当电机机构2中的转子驱动偏心轴5旋转时，内置于电机机构的转子内的单向滚针轴承4处于锁紧状态，同时楔形离合器6处于解锁状态；轮带电磁离合器机构14中的吸盘与行星加速器的行星保持架输入轴13连接，当轮带电磁离合器机构14的吸盘吸合驱动行星保持架输入轴13旋转时，楔形离合器6处于锁止状态，而电机机构2中的单向滚针轴承4处于解锁状态。行星加速器还包括行星轮9、齿圈8和行星保持架输入轴；齿圈8与压缩机壳体过盈配合，行星轮9经行星保持架输入轴13与轮带电磁离合器机构14的吸盘相连接，皮带轮通过吸盘吸合后驱动行星保持架输入轴13旋转。也就是说，齿圈固定，行星保持架输入轴为主动件，而太阳轮为从动件。轮带电磁离合器机构14皮带轮套接在压缩机壳体上，并通过吸盘的吸合与行星保持架输入轴13连接，压缩机壳体与行星保持架输入轴13滚动连接；电机机构2包括定子和内置磁钢的转子，定子与压缩机壳体过盈配合，转子的内圆表面与偏心轴轴套3的外表面固定连接。轮带电磁离合器为摩擦式电磁离合器，包括吸盘、用于控制吸盘与皮带轮吸合或者分离的电磁线圈和弹性元件；其中，皮带轮通过轮带轴承与压缩机壳体滚动连接，电磁线圈设置在皮带轮和压缩机壳体之间，在皮带轮的轮轴平行方向设置有吸盘，行星保持架输入轴13通过弹性元件与吸盘相连接。

其中，电机机构2通过传动组件与偏心轴5连接，转子的动力通过传动组件驱动偏心轴5旋转；其中，传动组件包括单向滚针轴承4和偏心轴轴套3，单向滚针轴承4与偏心轴5、转子均为同轴心设置，偏心轴套3套接在单向滚针轴承4的外圆，电机机构的转子内圆套接在偏心轴轴套的外圆，单向滚针轴承4套接在偏心轴上。需要说明的是，只是利用单向滚针轴承逆止锁定的特性，电机机构运转的时候能够锁紧偏心轴旋转，当使用皮带轮与行星加速器驱动偏心轴时，转子相对于偏心轴是松开状态，不会带着转子旋转，而产生反电动势冲击损坏控制器和产生磁阻损耗燃油发动机功率；在具体的实施过程中，偏心轴轴套3的具体结构可以但不限制于为现有技术中的包括套筒部和直径大于套筒部的台阶部的结构。

具体地说，在现有技术中，直接将行星加速器的太阳轮与偏心轴相连接时，当轮带机构驱动时，电机机构的转子产生相对转动，与定子切割磁力线产生反电动势冲击损坏控制器和产生磁阻扭矩给燃油发动机增加额外负载的问题；当电机机构驱动时，行星加速器与电磁离合器相对运动产生额外阻力，消耗电机功率的问题。本实施例中的基于楔形离合器的双动力压缩机就是将楔形离合器6内置于行星加速器的太阳轮7中，设置偏心轴5与太阳轮7之间。在经过行星加速器对涡旋盘起到增速传动的作用的场景中，在行星加速器中的太阳轮7中间内置楔形离合器6起到逆止锁定特性以及支撑的作用。同时，双驱压缩机内部有永磁电机，电机转子中间通过空心轴套轴的形式在轮带驱动的时候不产生相对运动，因此就不会产生反电动势冲击损坏控制器和产生磁阻扭矩损耗发动机功率和产生；当压缩机的驱动方式为用电机机构2驱动时，转子轴套（即偏心轴轴套）内置了单向滚针轴承4，并利用其逆止锁定特性，驱动偏心轴5带动压缩机构1的涡旋盘的制冷工作，此时太阳轮7中的楔形离合器6脱开，行星加速器跟电磁离合器不参与相对运转，因此电机机构驱动时，也不会带来额外的摩擦力负载而损耗电机额外功率。

需要说明的是，楔形离合器6为以下所述的单向离合器，该离合器由中间支撑环以及楔块等组成为优选方案，也可以是带内外圈支撑的单向轴承替代；其具备的功能为，在离合器被接合时沿一个方向选择性地将外侧锁定至内侧，并且允许内侧相对于外侧沿至少另一方向旋转。单向离合器在离合器被锁定时锁定外侧沿内侧方向的旋转，并且在离合器解锁时允许内侧沿外侧方向自由旋转。在具体的实施过程中，对于楔形离合器6的型号不做具体限定，只要能实现上述功能即可。

选择楔形离合器用于连接太阳轮和偏心轴，具有灵敏度高、可瞬间锁止（或解锁），结构简单，不易发生故障的特点。楔形离合器可以在相同尺寸范围内可以放置更多的楔形块，有利于提供大扭矩，增加了使用寿命；而且，将楔形离合器内置于太阳轮的中间，由于楔形离合器不需要额外的内圈和外圈，减少了所需的安装尺寸，大大节省了安装空间，从而更加满足双驱压缩机的轻量化需求。

图2和图3对一个实施例所述的基于楔形离合器的双动力压缩机的结构示意进行描述。其中，图2是本实用新型的一个实施例所述的行星加速器的结构示意图；图3是本实用新型的一个实施例所述的行星加速器的爆炸结构示意图。如图2、3所示，在具体的实施过程中，沿着自电机机构2至轮带电磁离合器机构14的方向，在太阳轮7的内依次设置有楔形离合器6、第一轴承10和第二轴承12；第一轴承10和第二轴承12的外圈均与太阳轮7的内圈相连接；第一轴承10的内圈与偏心轴5相连接；第二轴承12的内圈与行星保持架输入轴13相连接；当电机机构2的转子驱动偏心轴5旋转时，偏心轴5带动第一轴承10的内圈旋转；第二轴承12处于静止状态；当轮带电磁离合器机构14的吸盘吸合驱动行星保持架输入轴13旋转时，楔形离合器6锁止偏心轴5，第一轴承10跟随太阳轮7旋转；第二轴承12的内圈跟随行星保持架输入轴13的转速旋转，第二轴承12的外圈跟随太阳轮7的转速旋转。

为了进一步增加第一轴承10和第二轴承12的独立性，在第一轴承10和第二轴承12之间设置有用于增加第一轴承10的内圈与第二轴承12的内圈的间隙距离的隔离片11，以避免第一轴承和第二轴承内圈旋转干涉。具体地说，隔离片11即为轴承垫片，模拟双动力压缩机中行星加速器的实际的装配工况，利用轴承垫片检测装置辅助，在第一轴承和第二轴承之间装配相适配的轴承垫片。

具体地说，在太阳轮7里面除了放置楔形离合器，还同时放置第一轴承10和第二轴承12，两个轴承的轴承外圈都是与太阳轮内壁配合接触，两轴承的中间使用隔离片11使其轴承内圈有间隙。需要说明的是，虽然第一轴承和第二轴承是结构完全相同的两个轴承，但两者起到完全不同的功能作用。其中，第一轴承10用于提供偏心轴的支撑功能；在使用皮带轮提供动力输入至行星保持架传动的时候，第一轴承的内外圈是相对静止的；因为楔形离合器6锁止了偏心轴5（即锁紧位置），第一轴承10整体跟随太阳轮7的转速整体旋转。在使用电机机构2的永磁电机转子提供动力驱动偏心轴旋转时，楔形离合器6处于松开状态（即解锁状态），仅偏心轴5带着第一轴承10的内圈旋转，同时行星加速部分不做相对运转。第二轴承12用于提供太阳轮的支撑功能；第二轴承12在使用皮带轮提供动力输入至行星保持架传动的时候，第二轴承12的内外圈都是旋转的，且相对转速不一致。需要说明的是，由于行星加速器的加速的作用，第二轴承12的外圈的转速与其内圈的转速比由该行星加速器的行星加速比所决定。在由电机机构2的永磁电机转子提供动力驱动偏心轴5旋转时，第二轴承12是静止装配，仅起到连接支撑作用。

在具体的实施过程中，行星加速器可以为齿轮轴线固定的普通齿轮变速器，在本实施例中，行星加速器为单排行星齿轮机构。行星加速器的变速比根据实际的应用场景进行选择。其中，行星轮与齿圈为内啮合齿轮传动，行星轮与太阳轮之间为外啮合齿轮传动，而太阳轮为空心轮，在太阳轮中设置楔形离合器以及第一轴承和第二轴承，在实现了整体结构的传动稳定性的基础之上，最大化的节省安装空间，以满足双驱压缩机的轻量化需求。

实施例2

在不需要行星加速器的双驱压缩机场景中，也可以采用楔形离合器通过传动轴直接连接轮带电磁离合器机构的吸盘。当轮带电磁离合器机构的吸盘吸合驱动传动轴旋转时，楔形离合器处于锁止状态，而电机机构转子内的单向滚针轴承处于解锁状态有益效果。

实施例3

本实用新型的一种基于楔形离合器的双动力压缩机是对现有技术中的基于行星齿轮加速器的双动力压缩机（申请号CN202220210859.5）的改进性方案，在基于行星齿轮加速器的双动力压缩机的结构基础上，使得偏心轴通过楔形离合器与行星加速器的太阳轮连接；或在太阳轮内依次设置有楔形离合器、第一轴承和第二轴承。基于行星齿轮加速器的双动力压缩机的技术方案为现有技术，在此不再赘述。而增加楔形离合器的技术方案与实施例1的实现方式相同，在此不再赘述。最终达到实现两种驱动方式的独立运作，同时避免了额外功率损耗，实现带轮动力与电机动力利用的最大化；楔形离合器以及双轴承内置于太阳轮中间的设置，在实现了压缩机的整体结构的传动稳定性的基础之上，最大化的节省安装空间，最大化满足双驱压缩机的轻量化需求；可以在现有技术的双动力压缩机模型中实施而无需大量的改装。因此，降低了开发新压缩机模型和改造现有压缩机的成本的技术效果。

综上，本实用新型的一种基于楔形离合器的双动力压缩机，通过同轴设置轮带电磁离合器机构、压缩机构、偏心轴以及电机机构，轮带电磁离合器机构的吸盘与行星加速器的行星保持架直连；偏心轴通过楔形离合器与行星加速器的太阳轮连接；实现了压缩机具备两种高效驱动方式；在皮带轮和电机机构共用一组涡旋盘，通过行星加速器达到提高涡旋盘转速的目的的场景中，当电机机构驱动时，避免了行星加速器和轮带电磁离合器产生相对运动增加了额外阻力，进而达到降低电机功率的技术效果。进而实现两种驱动方式的独立运作，同时避免了额外功率损耗，实现带轮动力与电机动力利用的最大化；楔形离合器以及双轴承内置于太阳轮中间的设置，在实现了压缩机的整体结构的传动稳定性的基础之上，最大化的节省安装空间，最大化满足双驱压缩机的轻量化需求；可以在现有技术的双动力压缩机模型中实施而无需大量的改装。因此，降低了开发新压缩机模型和改造现有压缩机的成本。

尽管前面公开的内容示出了本实用新型的示例性实施例，但应注意，在不背离权利要求限定的本实用新型的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的结构，权利要求的组成元件可以用任何功能等效的元件替代。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (7)

1.一种基于楔形离合器的双动力压缩机，其特征在于，

包括轮带电磁离合器机构、借助旋转运动来压缩流体的压缩机构、连接在所述压缩机构上的偏心轴、贯穿设置在所述偏心轴上的电机机构、行星加速器和楔形离合器；

所述压缩机构通过所述偏心轴与所述电机机构和所述轮带电磁离合器机构相连接；其中，所述轮带电磁离合器机构的吸盘通过行星加速器与所述偏心轴连接；

所述偏心轴通过所述楔形离合器与所述行星加速器的太阳轮连接；当电机机构转子驱动时，内置于所述电机机构转子内的滚针单向轴承锁紧所述偏心轴一起旋转，所述楔形离合器处于解锁状态；

轮带电磁离合器机构的吸盘与所述行星加速器的行星保持架输入轴连接，当所述轮带电磁离合器机构的吸盘吸合驱动所述行星保持架输入轴旋转时，所述楔形离合器处于锁止状态，而所述电机机构转子内的单向滚针轴承处于解锁状态。

2.根据权利要求1所述的基于楔形离合器的双动力压缩机，其特征在于，

沿着自电机机构至轮带电磁离合器机构的方向，在所述太阳轮的内依次设置有楔形离合器、第一轴承和第二轴承；

所述第一轴承和所述第二轴承的外圈均与所述太阳轮的内圈相连接；

所述第一轴承的内圈与所述偏心轴相连接；所述第二轴承的内圈与所述行星保持架输入轴相连接；

当所述电机机构转子驱动所述偏心轴旋转时，所述偏心轴带动所述第一轴承的内圈旋转，外圈保持静止；同时所述第二轴承也处于静止状态；当所述轮带电磁离合器机构的吸盘吸合驱动所述行星保持架输入轴旋转时，所述楔形离合器锁止所述偏心轴，所述第一轴承跟随所述太阳轮旋转；所述第二轴承的内圈跟随所述行星保持架输入轴的转速旋转，所述第二轴承的外圈跟随所述太阳轮的转速旋转。

3.根据权利要求2所述的基于楔形离合器的双动力压缩机，其特征在于，

在所述第一轴承和所述第二轴承之间设置有用于隔离所述第一轴承与所述第二轴承的隔离片。

4.根据权利要求1所述的基于楔形离合器的双动力压缩机，其特征在于，所述电机机构转子通过传动组件与所述偏心轴连接，所述转子的动力通过传动组件驱动所述偏心轴旋转；其中，传动组件包括单向滚针轴承和偏心轴轴套，所述单向滚针轴承与所述偏心轴、所述转子均为同轴心设置，所述偏心轴套套接在所述单向滚针轴承的外圆，所述电机机构的转子内圆套接在所述偏心轴轴套的外圆上，所述单向滚针轴承套接在所述偏心轴上。

5.根据权利要求1所述的基于楔形离合器的双动力压缩机，其特征在于，行星加速器还包括行星轮、齿圈和行星保持架输入轴；齿圈与压缩机壳体过盈配合，行星轮经行星保持架输入轴与所述轮带电磁离合器机构的吸盘相连接，皮带轮通过吸盘吸合后驱动所述行星保持架输入轴旋转。

6.根据权利要求5所述的基于楔形离合器的双动力压缩机，其特征在于，

所述轮带电磁离合器机构的皮带轮套接在压缩机壳体上通过吸盘的吸合与行星保持架输入轴连接，压缩机壳体与行星保持架输入轴滚动连接；电机机构包括定子和内置磁钢的转子，所述定子与所述压缩机壳体过盈配合，所述转子的内圆表面与所述偏心轴轴套外表面固定连接。

7.根据权利要求5所述的基于楔形离合器的双动力压缩机，其特征在于，

所述轮带电磁离合器为摩擦式电磁离合器，包括吸盘、用于控制所述吸盘与所述皮带轮吸合或者分离的电磁线圈和弹性元件；其中，

所述皮带轮通过轮带轴承与所述压缩机壳体滚动连接，所述电磁线圈设置在所述皮带轮和所述压缩机壳体之间，在所述皮带轮的轮轴平行方向设置有所述吸盘，所述行星保持架输入轴通过所述弹性元件与吸盘相连接。

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