活塞缸、空压机泵头及集成式电动无油空压机的制作方法

本发明属于电动空压机领域，具体涉及一种活塞缸、空压机泵头及集成式电动无油空压机。

背景技术：

1、新能源车用电动空气压缩机主要用于向汽车制动系统、空气悬挂系统、车门系统及辅助用气装置提供压缩气源。

2、在现有的活塞式电动无油空压机领域中，空压机工作所产生的高温经常是引起空压机性能(排气效率、排气温度)、寿命(电机退磁、磨损加剧)下降及空压机失效的重要因素。针对上述情况现有技术中通常采用冷却风扇、排气冷却器、冷却盘管等外部结构对级间气体、排出气体和空压机泵头进行冷却；由此导致空压机整体结构臃肿复杂，体积重量大，整机成本高，难于满足车辆使用日益小型化、轻量化、高性价比的需求。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提供一种活塞缸、空压机泵头及集成式电动无油空压机，该电动无油空压机具有高效冷却、高度集成、结构简单体积小和成本低的优点。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、第一方面，提供活塞缸，所述活塞缸采用一体式活塞缸，所述活塞缸内具有两个相互连通的压缩腔，其中，所述活塞缸的两个压缩腔构造成将气体压缩行程错开布置且所在区域周围能够通过布置多个散热件对压缩空气进行冷却的台阶式结构。

4、在某些实施例中，所述活塞缸在两个压缩腔的顶部分别设有相对应的排气腔以及将排气腔和压缩腔各自区域进行划分的区域划分板，所述活塞缸在各个排气腔内均设有用于固定排气阀的排气阀固定座。

5、第二方面，提供空压机泵头，包括缸盖以及与缸盖配合连接的所述的活塞缸，所述缸盖内具有与所述活塞缸的压缩腔内部连通的气道，所述缸盖具有与所述活塞缸构形成密封结构的密封部，所述缸盖的密封部上设有多个散热部件，所述散热部件位于所述活塞缸的两个压缩腔中的一级压缩腔对应的排气腔内，所述一级压缩腔为两个压缩腔中压缩气体预先通过的压缩腔，而两个压缩腔分别是一级压缩腔、二级压缩腔，所述缸盖的密封部上侧设有与气道所在部分相接的多个散热件。

6、第三方面，提供集成式电动无油空压机，包括：箱体、具有设置在箱体内电机定子的电机组件以及设置在所述电机组件的电机轴外侧且通过油封与电机轴形成密封结构的密封盖，箱体的顶面上设有所述的空压机泵头，箱体的前侧、后侧分别设有与箱体共同形成密封结构的前端盖、后端盖，箱体内设有曲轴组件和气路配件，曲轴组件与电机组件的电机轴固连，曲轴组件的左侧、右侧分别设有气体压缩连杆组件、活塞连杆组件；气体压缩连杆组件、活塞连杆组件分别与对应的所述空压机泵头的压缩腔相互配合连接，以将气体在所述活塞缸的压缩腔内压缩；气路配件与气体压缩连杆组件以及所述活塞缸的两个压缩腔连接，以共同形成气路；所述密封盖套接所述电机组件的电机轴外侧且通过油封与电机轴形成密封结构。

7、在某些实施例中，所述气路配件包括：

8、一级进气阀片，设置在所述气体压缩连杆组件上与对应的所述活塞缸的压缩腔配合连接的端面上；

9、两个排气阀，分别设置在对应的所述排气阀固定座上；以及

10、二级进气阀片，通过二级进气限程螺钉设置在所述活塞缸的两个压缩腔之间。

11、在某些实施例中，所述电机组件的电机轴的前端为锥轴结构，所述电机组件的电机轴的后端设有与所述后端盖配合连接以形成后端支撑的球轴承。

12、在某些实施例中，所述曲轴组件包括：

13、两个分体式的曲轴，左右对置分布且均具有通过固定组件与所述电机轴的锥轴结构相固定配合以形成前端支撑的锥孔；

14、支撑轴承，设置在两个分体式曲轴的外圈；以及

15、缸套，具有滚花结构且设置在所述支撑轴承的外圈。

16、在某些实施例中，所述电机组件的电机轴与电机转子一体成型，所述电机组件的电机轴内具有轴向延伸至连通外界的第一通气孔，所述电机组件的电机轴在轴身前端未接触所述曲轴部分径向设有多个将第一通气孔与气路连通的第二通气孔。

17、在某些实施例中，还包括：设置在所述后端盖上的进气接头。

18、在某些实施例中，还包括：设置在所述前端盖上的进气接头，所述曲轴上具有将所述活塞缸的一级压缩腔与外界连通的曲轴通气孔。

19、本发明的有益效果是：

20、1、一体式活塞缸：集成缸身和区域划分板，减少零部件成本，简化装配步骤，设置台阶式压缩结构，将两个压缩腔的活塞压缩行程错开布置，避免现有技术中双缸或多缸空压机的压缩行程重复，导致缸体热量分部不均，局部高温导致缸体变形、镀层磨损加剧，寿命降低；同时台阶式压缩结构使由一级压缩腔构造成的一级排气区容积大幅提升，由此设置相应的散热筋结构来提升冷却性能，以针对一级排气气体进行冷却；实现了一级压缩气体直接在空压机泵头内完成冷却后进入二级压缩腔，避免一级压缩气体需经过缸盖、外部冷却器等部件冷却后重新回到空压机泵头再行进入二级压缩腔的环节，再者，省去了外部冷却器等部件，简化缸盖结构，并解决了现有的活塞式电动无油空压机采用诸多降温外部结构对级间气体、排出气体和空压机泵头进行冷却由此导致空压机整体结构臃肿复杂，体积重量大，整机成本高，难于满足车辆使用日益小型化、轻量化、高性价比的需求的问题。

21、2、集成式锥轴传动支撑结构：改变现有技术中电机和空压机泵头分体式的结构设计，将驱动电机定子、转子等核心结构集成在空压机箱体内；同时，电机轴和空压机曲轴采用锥孔配合传动结构，确保电机轴和曲轴装配时同心度要求，避免现有技术中键传动结构可靠性差的问题，同时省去了现有技术中的联轴器；同时现有技术中电机转子和主轴采用前后双轴承支撑的结构。本发明电机主轴仅后端设计独立支撑轴承，其前端支撑前置，通过锥孔配合结构将空压机曲轴的支撑轴承同时作为电机轴的前端支撑；由此集成式锥轴传动支撑结构既起到电机主轴-曲轴旋转传动作用又实现电机转子结构的支撑作用。

22、3、采用电机轴进气冷却结构，电机轴设置内通孔，外界自然空气通过电机轴进入空压机内部；上述进气过程针对设置在电机轴上的转子结构进行高效冷却，避免现有技术中电机高温导致转子磁钢退磁、性能寿命降低，最终导致空压机失效的问题。

技术特征：

1.活塞缸，其特征在于，所述活塞缸采用一体式活塞缸，所述活塞缸内具有两个相互连通的压缩腔，其中，所述活塞缸的两个压缩腔构造成将气体压缩行程错开布置且所在区域周围能够通过布置多个散热件对压缩空气进行冷却的台阶式结构。

2.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述活塞缸在两个压缩腔的顶部分别设有相对应的排气腔以及将排气腔和压缩腔各自区域进行划分的区域划分板，所述活塞缸在各个排气腔内均设有用于固定排气阀的排气阀固定座。

3.空压机泵头，其特征在于，包括缸盖以及与缸盖配合连接的权利要求2所述的活塞缸，所述缸盖内具有与所述活塞缸的压缩腔内部连通的气道，所述缸盖具有与所述活塞缸构形成密封结构的密封部，所述缸盖的密封部上设有多个散热部件，所述散热部件位于所述活塞缸的两个压缩腔中的一级压缩腔对应的排气腔内，所述一级压缩腔为两个压缩腔中压缩气体预先通过的压缩腔，而两个压缩腔分别是一级压缩腔、二级压缩腔，所述缸盖的密封部上侧设有与气道所在部分相接的多个散热件。

4.集成式电动无油空压机，其特征在于，包括：箱体、具有设置在箱体内电机定子的电机组件以及设置在所述电机组件的电机轴外侧且通过油封与电机轴形成密封结构的密封盖，箱体的顶面上设有权利要求3所述的空压机泵头，箱体的前侧、后侧分别设有与箱体共同形成密封结构的前端盖、后端盖，箱体内设有曲轴组件和气路配件，曲轴组件与电机组件的电机轴固连，曲轴组件的左侧、右侧分别设有气体压缩连杆组件、活塞连杆组件；气体压缩连杆组件、活塞连杆组件分别与对应的所述空压机泵头的压缩腔相互配合连接，以将气体在所述活塞缸的压缩腔内压缩；气路配件与气体压缩连杆组件以及所述活塞缸的两个压缩腔连接，以共同形成气路；所述密封盖套接所述电机组件的电机轴外侧且通过油封与电机轴形成密封结构。

5.根据权利要求4所述的集成式电动无油空压机，其特征在于：所述气路配件包括：

6.根据权利要求4所述的集成式电动无油空压机，其特征在于，所述电机组件的电机轴的前端为锥轴结构，所述电机组件的电机轴的后端设有与所述后端盖配合连接以形成后端支撑的球轴承。

7.根据权利要求6所述的集成式电动无油空压机，其特征在于，所述曲轴组件包括：

8.根据权利要求4所述的集成式电动无油空压机，其特征在于，所述电机组件的电机轴与电机转子一体成型，所述电机组件的电机轴内具有轴向延伸至连通外界的第一通气孔，所述电机组件的电机轴在轴身前端未接触所述曲轴部分径向设有多个将第一通气孔与气路连通的第二通气孔。

9.根据权利要求8所述的集成式电动无油空压机，其特征在于，还包括：设置在所述后端盖上的进气接头。

10.根据权利要求7所述的集成式电动无油空压机，其特征在于，还包括：设置在所述前端盖上的进气接头，所述曲轴上具有将所述活塞缸的一级压缩腔与外界连通的曲轴通气孔。

技术总结
本发明公开了一种活塞缸、空压机泵头及集成式电动无油空压机，所述活塞缸采用一体式活塞缸，所述活塞缸内具有两个相互连通的压缩腔，其中，所述活塞缸的两个压缩腔构造成将气体压缩行程错开布置且所在区域周围能够通过布置多个散热件对压缩空气进行冷却的台阶式结构。本发明电动无油空压机具有高效冷却、高度集成、结构简单体积小和成本低的优点。

技术研发人员：朱彬,李传武,钟周乐,周胜博,余文,吴克锡
受保护的技术使用者：浙江瑞立空压装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13