带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车车用空调电动压缩机系统，具体地说是一种带减速机构的新能源车用空调小型化电动压缩机。
【背景技术】
[0002]当前新能源汽车主要是电动汽车的开发应用正方兴未艾。对车用空调压缩机来说，其驱动方式也在经历着由传统汽油发动机皮带带动向电力驱动的应用和市场转变。
[0003]传统车用空调压缩机主要由压缩机和离合器组成，其中压缩机实现制冷气体的压缩；离合器用于控制皮带驱动，即离合器抱紧时皮带驱动压缩机工作，实现制冷循环。其中压缩机作为整个空调系统中的关键机械部件，有多种构造形式，传统车用空调压缩机主要有活塞式、旋片式、涡旋式等等。其中活塞式又有摆盘式、单向斜盘、双向斜盘等形式。目前中高档的轿车主要采用双向斜盘式。近年来，斡旋式也在一些小型车上开始采用，但主流仍是斜盘式等活塞压缩机。
[0004]电动压缩机则由压缩机、电机和控制器组成，电机和控制器一起实现驱动压缩机工作。在目前初步发展的电动轿车用电动空调压缩机中，压缩机部分大部分采用了涡旋式。这是由于涡旋式压缩机的排量小(20cc左右)，启动扭矩小，采用高转速实现必要的制冷能力，而小扭矩和高转速适合电机制作的小型化。所以在类似丰田普瑞斯这样的混合动力汽车采用涡旋电动压缩机以后，各生产厂家都在这个方向努力。
[0005]涡旋式电动压缩机虽然有各种优点，但是也有其缺点，如机械制作需要的高精度和高品质，工作过程中需要的高转速(最高6000转以上)，对可靠性的要求高等。从目前国内涡旋式压缩机的加工制作看，在低成本的市场需求压力和高要求的制造之间仍存在矛盾，导致目前涡旋式压缩机在使用耐久性方面仍比不上久经考验的斜盘式压缩机。而开发活塞式电动压缩机显然在市场上有需求，但受限于一般活塞式压缩机的排量大(?lOOcc)，启动和工作扭矩大，尽管其转速要求低，但在电机设计上存在尺寸偏大的矛盾，不适应车用空调压缩机小型化的需求。之前了解到的一些设计都出现过烧电机等系统设计问题。所以尽管活塞式电动压缩机有市场需求，国内制造技术成熟，但迄今未见市场上有小型化成熟的斜盘式电动压缩机推出。
[0006]与此同时，大型的新能源车如电动客车由于制冷量要求大，小排量的电动压缩机光靠提高电机转速仍然不能满足需求，所以针对电动大巴的空调压缩机单圈排量都需要在10cc左右。此时无论是涡旋式还是斜盘活塞式压缩机都存在启动和运行扭矩大的情况，而驱动工作的电机则都面临尺寸和转速扭矩的矛盾。目前市场上基于涡旋压缩机的10cc排量电动客车用电动压缩机的体积比电动轿车用电动压缩机的尺寸就大很多。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，其结构简单紧凑，体积小巧，在压缩机低转速即可达到车用需求的制冷量，实现可靠性的提升和商业生产制造的低成本。
[0008]按照本发明提供的技术方案:带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，包括电机和大排量压缩机，其特征在于:所述电机的输出轴与大排量压缩机的输入轴之间通过减速机构连接。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述减速机构为行星盘式结构，其包括太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈和行星盘，所述太阳齿轮固定安装在电机的输出轴上，在太阳齿轮外侧设置有若干个行星齿轮，所述内齿圈设置在若干个行星齿轮外围，所述行星盘设置在内齿圈前方，行星盘与内齿圈同轴固定连接，所述行星盘连接在大排量压缩机的输入轴上。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述行星盘内孔套在大排量压缩机的输入轴上并用端盖组件锁紧，行星盘与大排量压缩机的输入轴采用花键连接传动。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述端盖组件包括端盖、垫环、垫片和轴用挡圈，所述行星盘中心设有凹腔，所述垫环装在该凹腔内，所述端盖套在大排量压缩机的输入轴上，端盖将垫环锁紧以压住行星盘，所述轴用挡圈设置在端盖后侧，轴用挡圈与端盖之间设置垫片。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述大排量压缩机包括活塞式压缩机、旋片式压缩机和涡旋式压缩机。
[0013]本发明与现有技术相比，具有如下优点:
(I)、本发明通过采用精减和小型化的减速机构，实现了电机的小型化和大排量(10cc左右或更大，相对于小排量压缩机如20cc排量的涡旋式压缩机而言)压缩机的低转速。
[0014](2)、本发明中的电机部分仍可在较高转速工作，电机输出扭矩可按减速机构的减速比同步减小，从而使电机设计的尺寸要求和电气规格要求达到了一致，设计上不会出现矛盾。
[0015](3)、本发明中的压缩机部分仍可按传统车用压缩机的排量要求制造，达到容积效率的提升和最大限度继承如传统的活塞压缩机产业链条。
[0016](4)、本发明中的减速机构采用薄型的行星盘式结构，并且对压缩机和电机端面都做了相应的特别改进设计，以容纳此减速机构。
[0017](5)、本发明中电机和压缩机完全隔离，在车用电气可靠性方面有优势，降低了噪声和振动，在维修等方面也有好处。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例的结构示意图。
[0019]图2为图1中的A部放大示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0021]如图所示:实施例中的带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机主要有电机I和大排量压缩机2组成，所述电机I的输出轴与大排量压缩机2的输入轴之间通过减速机构连接。
[0022]如图1所示，本发明实施例中，所述减速机构为行星盘式结构，其主要由太阳齿轮3、行星齿轮4、内齿圈5和行星盘6组成，所述太阳齿轮3固定安装在电机I的输出轴上，在太阳齿轮3外侧设置有若干个行星齿轮4，所述内齿圈5设置在若干个行星齿轮4外围，所述行星盘6设置在内齿圈5前方，行星盘6与内齿圈5同轴固定连接，所述行星盘6连接在大排量压缩机2的输入轴上。
[0023]如图1所示，本发明实施例中，所述行星盘6内孔套在大排量压缩机2的输入轴上并用端盖组件锁紧，行星盘6与大排量压缩机2的输入轴采用花键连接传动。所述端盖组件包括端盖7、垫环8、垫片10和轴用挡圈9，所述行星盘6中心设有凹腔，所述垫环8装在该凹腔内，所述端盖7套在大排量压缩机2的输入轴上，端盖7将垫环8锁紧以压住行星盘6，所述轴用挡圈9设置在端盖7后侧，轴用挡圈9与端盖7之间设置垫片10。
[0024]本发明中的大排量压缩机2可以为活塞式(如摇摆式，斜盘式等)、旋片式和涡旋式等，不同结构形式的大排量压缩机2可以通过改进端盖7结构设计来与减速机构对接，采用该方法达到电机I的小型化以及电动压缩机整机的小型化。电动客车等用大排量的活塞式、涡旋式压缩机也可采用此种方案实现小型化。
[0025]本发明的工作过程及工作原理如下:
电机I在控制器的电力驱动下运转，电机I的输出轴带动太阳齿轮32.1转动，太阳齿轮3驱动环绕在其周围的行星齿轮4转动，行星齿轮4驱动内齿圈52.3转动，从而使行星盘6也跟着转动；由于行星盘6与大排量压缩机2的输入轴连接，行星盘6转动时带动大排量压缩机2运行。
[0026]本发明通过在电机I与大排量压缩机2之间设置减速机构，使得电机I转速和大排量压缩机2转速有一个对应于减速比的转速比例，即电机I转速快，大排量压缩机2转速慢；同时减速机构能够将电机I的扭矩放大到与减速比同样的倍数。这样一来，驱动大排量压缩机2所需的较大扭矩得到了满足。而且本发明选用的大排量压缩机2排量大，即使以较低的转速运转也能得到和小排量压缩机同样的制冷效果。例如，一般的涡旋压缩机排量为20cc，电机I转速(即涡旋压缩机转速)达到6000转/分，转制冷能力大约为3000W。而采用本发明的大排量电动压缩机2，假设其排量为lOOcc，那么达到同等的制冷量，大排量压缩机2转速只需要达到约1200转/分就可以了。此时电机I的转速就是1200*N (N为减速比)。可以看到电机I的转速仍然可以保持较高，这对电机I设计的小型化设计和成本十分有利。同时大排量压缩机2满负荷的工作转速也不高，在控制器随着车厢内温度降低变频调低电机I转速的实际工况下，大排量压缩机2的转速可以低至几百转即可。这样就大大提高了系统的整体可靠性和寿命。
[0027]总体看，本发明仅仅以一个约40_厚度的行星盘式结构的减速机构为代价，就可采用更小和更低成本的电机1，使得整机尺寸接近小排量的涡旋电动压缩机，实现了大排量电动压缩机的小型化，在车用领域可以提高系统可靠性，降低噪声和振动，继承整体产业链条，降低商用成品的成本。
【主权项】
1.带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，包括电机(I)和大排量压缩机(2)，其特征在于:所述电机(I)的输出轴与大排量压缩机(2)的输入轴之间通过减速机构连接。
2.如权利要求1所述的带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，其特征在于:所述减速机构为行星盘式结构，其包括太阳齿轮(3)、行星齿轮(4)、内齿圈(5)和行星盘(6 )，所述太阳齿轮(3 )固定安装在电机(I)的输出轴上，在太阳齿轮(3 )外侧设置有若干个行星齿轮(4 )，所述内齿圈(5 )设置在若干个行星齿轮(4 )外围，所述行星盘(6 )设置在内齿圈(5)前方，行星盘(6)与内齿圈(5)同轴固定连接，所述行星盘(6)连接在大排量压缩机(2)的输入轴上。
3.如权利要求2所述的带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，其特征在于:所述行星盘(6)内孔套在大排量压缩机(2)的输入轴上并用端盖组件锁紧，行星盘(6)与大排量压缩机(2)的输入轴采用花键连接传动。
4.如权利要求3所述的带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，其特征在于:所述端盖组件包括端盖(7)、垫环(8)、垫片(10)和轴用挡圈(9)，所述行星盘(6)中心设有凹腔，所述垫环(8)装在该凹腔内，所述端盖(7)套在大排量压缩机(2)的输入轴上，端盖(7)将垫环(8)锁紧以压住行星盘(6)，所述轴用挡圈(9)设置在端盖(7)后侧，轴用挡圈(9)与端盖(7)之间设置垫片(10)。
5.如权利要求1所述的带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，其特征在于:所述大排量压缩机(2)包括活塞式压缩机、旋片式压缩机和涡旋式压缩机。
【专利摘要】本发明涉及带减速机构的小型化新能源车用空调大排量电动压缩机，包括电机和大排量压缩机，其特征在于：所述电机的输出轴与大排量压缩机的输入轴之间通过减速机构连接。本发明结构简单紧凑，体积小巧，在压缩机低转速即可达到车用需求的制冷量，实现可靠性的提升和商业生产制造的低成本。
【IPC分类】F04C23-02, H02K7-116, H02K7-14, F04B35-04
【公开号】CN104819124
【申请号】CN201510238211
【发明人】钱军辉, 顾伟东, 吴剑锋
【申请人】无锡市博晨齿轮冷挤有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月11日