CN220470137U - 一种带逆向旋转活塞的两级压缩机结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，外壳体、第一活塞和第二活塞，第一活塞上设有第一溢流口；第二活塞上设有第二溢流口，第一活塞和第二活塞将外壳体的内腔划分为三个腔体，分别为第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔，第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔通过第一溢流口和第二溢流口连通。本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，最大优点是系统的平衡性，减少空压机的噪声和振动，使用三个而不是两个工作腔，使得在相同的安装空间内有更高的功率密度和更高的可实现压力，由于三个工作腔之间的压力差与两个工作腔的设计相比更小，活塞以及连接的密封件、导向器、连杆和轴承上的负荷更低，负载变化更小，使用寿命延长。

Description

一种带逆向旋转活塞的两级压缩机结构

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，尤其是指一种带逆向旋转活塞的两级压缩机结构。

背景技术

目前，单级或双级往复式空气压缩机被用于为汽车空气悬挂系统中提供压缩空气。在往复式压缩机中，活塞与连杆连接，连杆由电机轴驱动带动活塞在气缸中上下往复运动，引起气缸容积的变化从而实现气体压力的变化，达到增压的目的。

单级往复式压缩机有一个压缩室，双级压缩机有两个串联的压缩室。在双级压缩机结构中，第二压缩室并不从外界吸入空气，而是通过第一压缩室输入被一级压缩过的空气进行二次压缩。在目前被常用于汽车空气悬架底盘的双极压缩机中，两个压缩室之间的连接是通过活塞中设置的一个通气道实现的。为此，两个活塞必须彼此刚性连接。双机活塞与连杆形成一个组件，连杆由一个电动马达的偏心轴驱动将电机的旋转运动转化为活塞的上下往复平移运动，从而改变第一第二压缩腔室的体积，实现在第一压缩腔室汽体的压缩后，通过活塞中的通气道，进入第二压缩腔室进行二级压缩。两级压缩机的优点是具有更高的功率密度和更高可实现压力。

在现有的单级和双级压缩机中，活塞在运动过程中会形成一个摆动质量，因而出现振动不平衡的现象。在双级压缩机的情况下，由于双级活塞间进行刚性连接，活塞总是往同一方向移动，这意味着它们的惯性力会进行叠加，此外，由于刚性连接的双级活塞共同质量较大，这种不平衡在双级压缩机中表现更明显，产生更多振动。虽然，在目前双级压缩机设计中，为了减少双级活塞设计导致的振动增加，在电机轴上使用了一个可旋转的平衡块。然而，振荡不平衡并不能因为旋转平衡块的使用而得到完全纠正，而不在另一个空间平面产生新的不平衡。这导致缩机系统的振动无法避免，从而无法达到整车对NVH(噪声、振动与声振粗糙度)特性的要求，特别是在新能源汽车对各部件噪声与振动的要求越来越严苛的情况下，目前的双级空压机设计已经不再满足汽车制造商当前及未来对空气压缩机部件的技术要求。目前为了降低空气压缩机的噪声和振动，采取加上一个金属或者塑料外壳的方式将空压机缩机包裹起来，但这种被动的性能改善方法虽然实现噪声和振动的降低，但是会大大增加成本，重量和装配空间。此外，由于空压机被外壳和减震材料层层包裹，导致散热能力大大变差，散热时间增长，有效工作时间减少，显著降低空压机的有效使用效率。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中带刚性连接活塞的双级压缩机的不平衡和振动的问题，达到主动减轻噪声和振动的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，包括：外壳体；第一活塞，其设置在外壳体内，并且所述第一活塞与外壳体内壁滑动配合，所述第一活塞上设有第一溢流口；第二活塞，其设置在外壳体内，并且所述第二活塞与外壳体内壁滑动配合，所述第二活塞上设有第二溢流口，所述第一活塞和第二活塞将外壳体的内腔划分为三个腔体，分别为第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔，所述第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔通过第一溢流口和第二溢流口连通；第一连杆，其一端与所述第一活塞连接；第二连杆，其一端与所述第二活塞连接；第一偏心轮，其与所述第一连杆远离第一活塞的另一端连接；第二偏心轮，其与所述第二连杆远离第二活塞的另一端连接；传动轴，其转动设置在外壳体上，所述第一偏心轮和第二偏心轮与传动轴为偏心连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一活塞的截面积大于第二活塞的截面积，所述第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔沿第一活塞至第二活塞的方向依次设置，并且所述第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔的截面积逐渐减小。

在本实用新型的一个实施例中，所述外壳体位于第一工作腔的一端设有进气口，所述外壳体位于位于第三工作腔的一端设有出气口。

在本实用新型的一个实施例中，所述进气口位置处设有第一止回阀，所述第一止回阀用于阻止第一工作腔内空气从进气口排出，所述出气口位置处设有第二止回阀，所述第二止回阀用于阻止空气倒流回第三工作腔内。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一溢流口位置处设有第三止回阀，所述第三止回阀用于阻止第二工作腔内的空气回流第一工作腔。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二溢流口位置处设有第四止回阀，所述第四止回阀用于阻止第三工作腔内的空气回流第二工作腔。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一连杆与第一偏心轮的连接处通过第一轴承连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二连杆与第二偏心轮的连接处通过第二轴承连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一活塞与第一工作腔的内壁滑动配合，所述第二活塞与第三工作腔的内壁滑动配合。

在本实用新型的一个实施例中，所述传动轴位于第二工作腔位置处。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，与现有技术水平相比，最大优点是系统的平衡性，由于活塞的摆动惯性质量和偏心轮的旋转惯性质量相互补偿，因此整个系统是平衡的，减少空压机系统振动和噪声，满足新能源汽车对压缩机严格的噪声和振动的要求，提高新能源汽车驾乘舒适性。此外，使用三个而不是两个工作腔，使得在相同的安装空间内有更高的功率密度和更高的可实现压力。由于三个工作腔之间的压力差与两个工作腔的设计相比更小，两个活塞以及连接的密封件、导向器、连杆和轴承上的负荷更低，负载变化更小，这将使部件的使用寿命更长。此新型活塞设计结构和生产工艺比现有双极刚性连接活塞更简单和优化，由于系统设计的初始状态是平衡的，可以省去现有系统的平衡块，减少材料和装配成本。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构的结构示意图；

图2是本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构应用时的步骤一；

图3是本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构应用时的步骤二；

图4是本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构应用时的步骤三；

图5是本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构应用时的步骤四。

说明书附图标记说明：外壳体1、第一工作腔11、第二工作腔12、第三工作腔13、进气口14、出气口15、第一止回阀16、第二止回阀17、第一活塞2、第一溢流口21、第三止回阀211、第二活塞3、第二溢流口31、第四止回阀311、第一连杆4、第二连杆5、第一偏心轮6、第二偏心轮7、传动轴8、第一轴承9、第二轴承10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1-5所示，本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，包括：外壳体1、第一活塞2、第二活塞3、第一连杆4、第二连杆5、第一偏心轮6、第二偏心轮7和传动轴8；第一活塞2，其设置在外壳体1内，并且所述第一活塞2与外壳体1内壁滑动配合，所述第一活塞2上设有第一溢流口21；第二活塞3，其设置在外壳体1内，并且所述第二活塞3与外壳体1内壁滑动配合，所述第二活塞3上设有第二溢流口31，所述第一活塞2和第二活塞3将外壳体1的内腔划分为三个腔体，分别为第一工作腔11、第二工作腔12和第三工作腔13，所述第一工作腔11、第二工作腔12和第三工作腔13通过第一溢流口21和第二溢流口31连通；第一连杆4，其一端与所述第一活塞2连接；第二连杆5，其一端与所述第二活塞3连接；第一偏心轮6，其与所述第一连杆4远离第一活塞2的另一端连接，所述第一连杆4与第一偏心轮6的连接处通过第一轴承9连接；第二偏心轮7，其与所述第二连杆5远离第二活塞3的另一端连接，所述第二连杆5与第二偏心轮7的连接处通过第二轴承10连接；传动轴8，其转动设置在外壳体1上，所述第一偏心轮6和第二偏心轮7与传动轴8为偏心连接。

其中，所述第一活塞2的截面积大于第二活塞3的截面积，所述第一工作腔11、第二工作腔12和第三工作腔13沿第一活塞2至第二活塞3的方向依次设置，并且所述第一工作腔11、第二工作腔12和第三工作腔13的截面积逐渐减小。所述第一活塞2与第一工作腔11的内壁滑动配合，所述第二活塞3与第三工作腔13的内壁滑动配合。所述传动轴8位于第二工作腔12位置处。

此外，所述外壳体1位于第一工作腔11的一端设有进气口14，所述外壳体1位于位于第三工作腔13的一端设有出气口15。

另外，所述进气口14位置处设有第一止回阀16，所述第一止回阀16用于阻止第一工作腔11内空气从进气口14排出，所述出气口15位置处设有第二止回阀17，所述第二止回阀17用于阻止空气倒流回第三工作腔13内。所述第一溢流口21位置处设有第三止回阀211，所述第三止回阀211用于阻止第二工作腔12内的空气回流第一工作腔11。所述第二溢流口31位置处设有第四止回阀311，所述第四止回阀311用于阻止第三工作腔13内的空气回流第二工作腔12。

本实用新型的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构通过传动轴8启动，包括四个工作步骤，其中工作步骤一(图2)和工作步骤三(图4)以及工作步骤二(图3)和工作步骤四(图5)同时发生，但在两个活塞上空间上分开。

在第一个步骤中，传动轴8将第一偏心轮6转向远离活塞的一侧，以便第一活塞2增加第一工作腔11的容积。这就把空气通过进气口14吸进第一工作腔11。

在第二个工作步骤中，传动轴8将偏心轴转到面向活塞的一侧，这样第一活塞2就减少了第一工作腔11的容积。第一止回阀16阻止空气通过进气口14流出。这迫使空气通过第一溢流口21进入第二工作腔12。

在第三个工作步骤中，传动轴8将连杆再次旋转到远离活塞的一侧。这使得第一活塞2和第二活塞3减少第二工作腔12中的体积。第三止回阀211阻止空气流回第一工作腔11。这就迫使空气通过第二活塞3的第二溢流口31从第二工作腔12流出，进入第三工作腔13。

在第四个工作步骤中，传动轴8再次将第二偏心轮7转向面对活塞的一侧，这样第二活塞3就减少了第三工作腔13的容积。第四止回阀311防止空气流回第二工作腔12。这迫使空气通过出气口15排出。第二止回阀17防止空气回流到第三工作腔13。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于，包括：

外壳体；

第一活塞，其设置在外壳体内，并且所述第一活塞与外壳体内壁滑动配合，所述第一活塞上设有第一溢流口；

第二活塞，其设置在外壳体内，并且所述第二活塞与外壳体内壁滑动配合，所述第二活塞上设有第二溢流口，所述第一活塞和第二活塞将外壳体的内腔划分为三个腔体，分别为第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔，所述第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔通过第一溢流口和第二溢流口连通；

第一连杆，其一端与所述第一活塞连接；

第二连杆，其一端与所述第二活塞连接；

第一偏心轮，其与所述第一连杆远离第一活塞的另一端连接；

第二偏心轮，其与所述第二连杆远离第二活塞的另一端连接；

传动轴，其转动设置在外壳体上，所述第一偏心轮和第二偏心轮与传动轴为偏心连接。

2.根据权利要求1所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述第一活塞的截面积大于第二活塞的截面积，所述第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔沿第一活塞至第二活塞的方向依次设置，并且所述第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔的截面积逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述外壳体位于第一工作腔的一端设有进气口，所述外壳体位于第三工作腔的一端设有出气口。

4.根据权利要求3所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述进气口位置处设有第一止回阀，所述第一止回阀用于阻止第一工作腔内空气从进气口排出，所述出气口位置处设有第二止回阀，所述第二止回阀用于阻止空气倒流回第三工作腔内。

5.根据权利要求1所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述第一溢流口位置处设有第三止回阀，所述第三止回阀用于阻止第二工作腔内的空气回流第一工作腔。

6.根据权利要求1或5所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述第二溢流口位置处设有第四止回阀，所述第四止回阀用于阻止第三工作腔内的空气回流第二工作腔。

7.根据权利要求1所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述第一连杆与第一偏心轮的连接处通过第一轴承连接。

8.根据权利要求1所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述第二连杆与第二偏心轮的连接处通过第二轴承连接。

9.根据权利要求2所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述第一活塞与第一工作腔的内壁滑动配合，所述第二活塞与第三工作腔的内壁滑动配合。

10.根据权利要求9所述的带逆向旋转活塞的两级压缩机结构，其特征在于：所述传动轴位于第二工作腔位置处。