帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車車用空調電動壓縮機系統，具體地說是一種帶減速機構的新能源車用空調小型化電動壓縮機。
【背景技術】
[0002]當前新能源汽車主要是電動汽車的開發應用正方興未艾。對車用空調壓縮機來說，其驅動方式也在經歷著由傳統汽油發動機皮帶帶動向電力驅動的應用和市場轉變。
[0003]傳統車用空調壓縮機主要由壓縮機和離合器組成，其中壓縮機實現制冷氣體的壓縮；離合器用于控制皮帶驅動，即離合器抱緊時皮帶驅動壓縮機工作，實現制冷循環。其中壓縮機作為整個空調系統中的關鍵機械部件，有多種構造形式，傳統車用空調壓縮機主要有活塞式、旋片式、渦旋式等等。其中活塞式又有擺盤式、單向斜盤、雙向斜盤等形式。目前中高檔的轎車主要采用雙向斜盤式。近年來，斡旋式也在一些小型車上開始采用，但主流仍是斜盤式等活塞壓縮機。
[0004]電動壓縮機則由壓縮機、電機和控制器組成，電機和控制器一起實現驅動壓縮機工作。在目前初步發展的電動轎車用電動空調壓縮機中，壓縮機部分大部分采用了渦旋式。這是由于渦旋式壓縮機的排量小(20cc左右)，啟動扭矩小，采用高轉速實現必要的制冷能力，而小扭矩和高轉速適合電機制作的小型化。所以在類似豐田普瑞斯這樣的混合動力汽車采用渦旋電動壓縮機以后，各生產廠家都在這個方向努力。
[0005]渦旋式電動壓縮機雖然有各種優點，但是也有其缺點，如機械制作需要的高精度和高品質，工作過程中需要的高轉速(最高6000轉以上)，對可靠性的要求高等。從目前國內渦旋式壓縮機的加工制作看，在低成本的市場需求壓力和高要求的制造之間仍存在矛盾，導致目前渦旋式壓縮機在使用耐久性方面仍比不上久經考驗的斜盤式壓縮機。而開發活塞式電動壓縮機顯然在市場上有需求，但受限于一般活塞式壓縮機的排量大(?lOOcc)，啟動和工作扭矩大，盡管其轉速要求低，但在電機設計上存在尺寸偏大的矛盾，不適應車用空調壓縮機小型化的需求。之前了解到的一些設計都出現過燒電機等系統設計問題。所以盡管活塞式電動壓縮機有市場需求，國內制造技術成熟，但迄今未見市場上有小型化成熟的斜盤式電動壓縮機推出。
[0006]與此同時，大型的新能源車如電動客車由于制冷量要求大，小排量的電動壓縮機光靠提高電機轉速仍然不能滿足需求，所以針對電動大巴的空調壓縮機單圈排量都需要在10cc左右。此時無論是渦旋式還是斜盤活塞式壓縮機都存在啟動和運行扭矩大的情況，而驅動工作的電機則都面臨尺寸和轉速扭矩的矛盾。目前市場上基于渦旋壓縮機的10cc排量電動客車用電動壓縮機的體積比電動轎車用電動壓縮機的尺寸就大很多。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，其結構簡單緊湊，體積小巧，在壓縮機低轉速即可達到車用需求的制冷量，實現可靠性的提升和商業生產制造的低成本。
[0008]按照本發明提供的技術方案:帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，包括電機和大排量壓縮機，其特征在于:所述電機的輸出軸與大排量壓縮機的輸入軸之間通過減速機構連接。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述減速機構為行星盤式結構，其包括太陽齒輪、行星齒輪、內齒圈和行星盤，所述太陽齒輪固定安裝在電機的輸出軸上，在太陽齒輪外側設置有若干個行星齒輪，所述內齒圈設置在若干個行星齒輪外圍，所述行星盤設置在內齒圈前方，行星盤與內齒圈同軸固定連接，所述行星盤連接在大排量壓縮機的輸入軸上。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述行星盤內孔套在大排量壓縮機的輸入軸上并用端蓋組件鎖緊，行星盤與大排量壓縮機的輸入軸采用花鍵連接傳動。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述端蓋組件包括端蓋、墊環、墊片和軸用擋圈，所述行星盤中心設有凹腔，所述墊環裝在該凹腔內，所述端蓋套在大排量壓縮機的輸入軸上，端蓋將墊環鎖緊以壓住行星盤，所述軸用擋圈設置在端蓋后側，軸用擋圈與端蓋之間設置墊片。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述大排量壓縮機包括活塞式壓縮機、旋片式壓縮機和渦旋式壓縮機。
[0013]本發明與現有技術相比，具有如下優點:
(I)、本發明通過采用精減和小型化的減速機構，實現了電機的小型化和大排量(10cc左右或更大，相對于小排量壓縮機如20cc排量的渦旋式壓縮機而言)壓縮機的低轉速。
[0014](2)、本發明中的電機部分仍可在較高轉速工作，電機輸出扭矩可按減速機構的減速比同步減小，從而使電機設計的尺寸要求和電氣規格要求達到了一致，設計上不會出現矛盾。
[0015](3)、本發明中的壓縮機部分仍可按傳統車用壓縮機的排量要求制造，達到容積效率的提升和最大限度繼承如傳統的活塞壓縮機產業鏈條。
[0016](4)、本發明中的減速機構采用薄型的行星盤式結構，并且對壓縮機和電機端面都做了相應的特別改進設計，以容納此減速機構。
[0017](5)、本發明中電機和壓縮機完全隔離，在車用電氣可靠性方面有優勢，降低了噪聲和振動，在維修等方面也有好處。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明實施例的結構示意圖。
[0019]圖2為圖1中的A部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0021]如圖所示:實施例中的帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機主要有電機I和大排量壓縮機2組成，所述電機I的輸出軸與大排量壓縮機2的輸入軸之間通過減速機構連接。
[0022]如圖1所示，本發明實施例中，所述減速機構為行星盤式結構，其主要由太陽齒輪3、行星齒輪4、內齒圈5和行星盤6組成，所述太陽齒輪3固定安裝在電機I的輸出軸上，在太陽齒輪3外側設置有若干個行星齒輪4，所述內齒圈5設置在若干個行星齒輪4外圍，所述行星盤6設置在內齒圈5前方，行星盤6與內齒圈5同軸固定連接，所述行星盤6連接在大排量壓縮機2的輸入軸上。
[0023]如圖1所示，本發明實施例中，所述行星盤6內孔套在大排量壓縮機2的輸入軸上并用端蓋組件鎖緊，行星盤6與大排量壓縮機2的輸入軸采用花鍵連接傳動。所述端蓋組件包括端蓋7、墊環8、墊片10和軸用擋圈9，所述行星盤6中心設有凹腔，所述墊環8裝在該凹腔內，所述端蓋7套在大排量壓縮機2的輸入軸上，端蓋7將墊環8鎖緊以壓住行星盤6，所述軸用擋圈9設置在端蓋7后側，軸用擋圈9與端蓋7之間設置墊片10。
[0024]本發明中的大排量壓縮機2可以為活塞式(如搖擺式，斜盤式等)、旋片式和渦旋式等，不同結構形式的大排量壓縮機2可以通過改進端蓋7結構設計來與減速機構對接，采用該方法達到電機I的小型化以及電動壓縮機整機的小型化。電動客車等用大排量的活塞式、渦旋式壓縮機也可采用此種方案實現小型化。
[0025]本發明的工作過程及工作原理如下:
電機I在控制器的電力驅動下運轉，電機I的輸出軸帶動太陽齒輪32.1轉動，太陽齒輪3驅動環繞在其周圍的行星齒輪4轉動，行星齒輪4驅動內齒圈52.3轉動，從而使行星盤6也跟著轉動；由于行星盤6與大排量壓縮機2的輸入軸連接，行星盤6轉動時帶動大排量壓縮機2運行。
[0026]本發明通過在電機I與大排量壓縮機2之間設置減速機構，使得電機I轉速和大排量壓縮機2轉速有一個對應于減速比的轉速比例，即電機I轉速快，大排量壓縮機2轉速慢；同時減速機構能夠將電機I的扭矩放大到與減速比同樣的倍數。這樣一來，驅動大排量壓縮機2所需的較大扭矩得到了滿足。而且本發明選用的大排量壓縮機2排量大，即使以較低的轉速運轉也能得到和小排量壓縮機同樣的制冷效果。例如，一般的渦旋壓縮機排量為20cc，電機I轉速(即渦旋壓縮機轉速)達到6000轉/分，轉制冷能力大約為3000W。而采用本發明的大排量電動壓縮機2，假設其排量為lOOcc，那么達到同等的制冷量，大排量壓縮機2轉速只需要達到約1200轉/分就可以了。此時電機I的轉速就是1200*N (N為減速比)。可以看到電機I的轉速仍然可以保持較高，這對電機I設計的小型化設計和成本十分有利。同時大排量壓縮機2滿負荷的工作轉速也不高，在控制器隨著車廂內溫度降低變頻調低電機I轉速的實際工況下，大排量壓縮機2的轉速可以低至幾百轉即可。這樣就大大提高了系統的整體可靠性和壽命。
[0027]總體看，本發明僅僅以一個約40_厚度的行星盤式結構的減速機構為代價，就可采用更小和更低成本的電機1，使得整機尺寸接近小排量的渦旋電動壓縮機，實現了大排量電動壓縮機的小型化，在車用領域可以提高系統可靠性，降低噪聲和振動，繼承整體產業鏈條，降低商用成品的成本。
【主權項】
1.帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，包括電機(I)和大排量壓縮機(2)，其特征在于:所述電機(I)的輸出軸與大排量壓縮機(2)的輸入軸之間通過減速機構連接。
2.如權利要求1所述的帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，其特征在于:所述減速機構為行星盤式結構，其包括太陽齒輪(3)、行星齒輪(4)、內齒圈(5)和行星盤(6 )，所述太陽齒輪(3 )固定安裝在電機(I)的輸出軸上，在太陽齒輪(3 )外側設置有若干個行星齒輪(4 )，所述內齒圈(5 )設置在若干個行星齒輪(4 )外圍，所述行星盤(6 )設置在內齒圈(5)前方，行星盤(6)與內齒圈(5)同軸固定連接，所述行星盤(6)連接在大排量壓縮機(2)的輸入軸上。
3.如權利要求2所述的帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，其特征在于:所述行星盤(6)內孔套在大排量壓縮機(2)的輸入軸上并用端蓋組件鎖緊，行星盤(6)與大排量壓縮機(2)的輸入軸采用花鍵連接傳動。
4.如權利要求3所述的帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，其特征在于:所述端蓋組件包括端蓋(7)、墊環(8)、墊片(10)和軸用擋圈(9)，所述行星盤(6)中心設有凹腔，所述墊環(8)裝在該凹腔內，所述端蓋(7)套在大排量壓縮機(2)的輸入軸上，端蓋(7)將墊環(8)鎖緊以壓住行星盤(6)，所述軸用擋圈(9)設置在端蓋(7)后側，軸用擋圈(9)與端蓋(7)之間設置墊片(10)。
5.如權利要求1所述的帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，其特征在于:所述大排量壓縮機(2)包括活塞式壓縮機、旋片式壓縮機和渦旋式壓縮機。
【專利摘要】本發明涉及帶減速機構的小型化新能源車用空調大排量電動壓縮機，包括電機和大排量壓縮機，其特征在于：所述電機的輸出軸與大排量壓縮機的輸入軸之間通過減速機構連接。本發明結構簡單緊湊，體積小巧，在壓縮機低轉速即可達到車用需求的制冷量，實現可靠性的提升和商業生產制造的低成本。
【IPC分類】F04C23-02, H02K7-116, H02K7-14, F04B35-04
【公開號】CN104819124
【申請號】CN201510238211
【發明人】錢軍輝, 顧偉東, 吳劍鋒
【申請人】無錫市博晨齒輪冷擠有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月11日