【壓縮機網(wǎng)】技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明是一種用于活塞往復式壓縮機傳動(dòng)的智能驅動(dòng)系統，涉及容積式活塞壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，該技術(shù)已申請專(zhuān)利。

　　背景技術(shù)

　　目前的容積式活塞壓縮機工作原理，大多是通過(guò)曲軸偏心旋轉推動(dòng)活塞往復運動(dòng)?；钊M(jìn)行壓縮氣體過(guò)程中，氣缸中的氣體壓力不斷升高，對活塞的反壓力不斷增大，而驅動(dòng)曲軸旋轉的原動(dòng)機，輸出的功率與扭矩是一個(gè)固定值，曲軸要在恒定功率輸入條件下，去克服活塞傳導的不斷升高的反作用力，必然會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)及能效低等很多缺陷；原動(dòng)機恒扭矩的工作特性是不能適應壓縮機工作需求的，急需一種能適應壓縮氣體過(guò)程特征的智能驅動(dòng)系統，來(lái)提高活塞式壓縮機的各項性能。

　　研發(fā)理念

　　1.人工智能與智能驅動(dòng)系統的概念

　　壓縮機就是一個(gè)壓縮氣體的設備，與人工智能存在什么關(guān)聯(lián)呢？壓縮機的人工智能又會(huì )體現在哪里呢？其實(shí)我們用打氣筒給自行車(chē)車(chē)胎充氣，就是人工智能的一種體現，在打氣的進(jìn)氣過(guò)程中所需要的人力較小，所以可以快速提起打氣桿完成進(jìn)氣過(guò)程，壓縮排氣過(guò)程中氣體壓力逐步升高，必須加大力度進(jìn)行壓氣工作，這時(shí)下壓打氣桿的速度可以逐步減速；打氣過(guò)程的人工智能，就是可以隨著(zhù)壓縮空氣所需的作用力進(jìn)行加力或減力工作，合理分配人工動(dòng)力。

　　原動(dòng)機驅動(dòng)壓縮機工作，用驅動(dòng)機械替代了人工，但原動(dòng)機是恒定扭矩輸出帶動(dòng)壓縮機工作的，原動(dòng)機不具備人工智能所具備的加力或減力工作模式，更不能適應壓縮機傳導的反作用力的變化，所以壓縮機與原動(dòng)機都不具備人工智能。

　　智能驅動(dòng)系統就是在壓縮機與原動(dòng)機之間安裝一個(gè)模擬人工智能的驅動(dòng)機構，讓原動(dòng)機的動(dòng)力模式與壓縮機的工作模式相互匹配，達到z*佳的節能效果。

　　2.智能驅動(dòng)系統的加力與減力工作模式

　　以原動(dòng)機直連驅動(dòng)工作的壓縮機為例，壓縮機的驅動(dòng)軸旋轉一圈，活塞往復運動(dòng)一次。驅動(dòng)軸旋轉180°進(jìn)行進(jìn)氣工作，旋轉180°進(jìn)行壓縮排氣工作，原動(dòng)機的功率分配也是180°進(jìn)行進(jìn)氣工作，180°進(jìn)行壓縮排氣工作，功率分配極不合理。智能驅動(dòng)系統直接改變了以上工作模式，智能驅動(dòng)系統可以根據壓縮機工作的功率需求來(lái)合理分配驅動(dòng)功率。如智能驅動(dòng)系統可以用驅動(dòng)軸旋轉60°來(lái)進(jìn)行進(jìn)氣工作，用300°來(lái)進(jìn)行壓縮與排氣工作，用驅動(dòng)軸轉角分配實(shí)現加力與減力工作模式。智能驅動(dòng)系統改變了原動(dòng)機的功率輸出模式，z*大限度的適應了壓縮機的功率需求模式。

　　發(fā)明內容

　　如圖1所示，智能驅動(dòng)活塞式壓縮機由曲柄連桿機構與轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器構成。轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器由傳動(dòng)曲軸、曲輪軸、轉輪與擺線(xiàn)輪組成，曲柄連桿機構的曲軸與曲輪軸相互連接，傳動(dòng)曲軸旋轉一圈，曲輪軸帶動(dòng)曲軸旋轉一圈。

　　轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器的工作原理 

　　圖2是轉輪擺線(xiàn)驅動(dòng)器的剖視圖，轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器由傳動(dòng)曲軸、曲輪軸、擺線(xiàn)輪與轉輪組成。傳動(dòng)曲軸安裝在機體的軸承座中，該傳動(dòng)曲軸的軸頸安裝在擺線(xiàn)輪的偏心軸承滾道中，傳動(dòng)曲軸旋轉，帶動(dòng)擺線(xiàn)輪回旋自轉。擺線(xiàn)輪安裝在轉輪的偏心軸承滾道中，擺線(xiàn)輪受到轉輪運動(dòng)軌跡的控制，將傳動(dòng)曲軸的勻速旋轉運動(dòng)轉變?yōu)閿[線(xiàn)輪的加速與減速運動(dòng)。曲輪軸的軸頭安裝在擺線(xiàn)輪的偏心軸承滾道中，該曲輪軸在擺線(xiàn)輪的帶動(dòng)下做加速與減速運動(dòng)。

　　傳動(dòng)曲軸旋轉一圈，曲輪軸旋轉一圈，在旋轉一圈的過(guò)程中，傳動(dòng)曲軸是勻速運動(dòng)的，而曲輪軸是做加速與減速運動(dòng)的。根據功率公式W = FV，傳動(dòng)曲軸輸出的扭力是一個(gè)恒定值，曲輪軸輸出的扭力是一個(gè)變化值。

　　曲輪軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞進(jìn)行進(jìn)氣工作，曲輪軸做加速旋轉，速度增加扭力減小?；钊M(jìn)氣過(guò)程中所需的扭力相對較小，曲輪軸輸出的扭力減小，曲輪軸所輸出的扭力滿(mǎn)足了進(jìn)氣過(guò)程中的功率需求。曲輪軸做減速旋轉，速度減小扭力增強?；钊趬嚎s過(guò)程中受到的反作用力不斷增加，曲輪軸輸出的扭力也不斷增強，曲輪軸所輸出的扭力滿(mǎn)足了壓縮排氣過(guò)程中的功率需求。

　　圖3是轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器的工作原理示意圖

　　圖A的傳動(dòng)曲軸與曲輪軸同步旋轉到360O，活塞位于上止點(diǎn)處。圖B的傳動(dòng)曲軸旋轉到60O時(shí)，曲輪軸旋轉到180O，活塞位于下止點(diǎn)處。圖C的傳動(dòng)曲軸位于90O時(shí)，曲輪軸旋轉到240O。圖D傳動(dòng)曲軸位于180O時(shí)，曲輪軸旋轉到300O。通過(guò)圖3可以看出，當傳動(dòng)曲軸勻速旋轉時(shí)，擺線(xiàn)輪回旋自轉，帶動(dòng)曲輪軸做加速與減速旋轉運動(dòng)。

　　轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器的轉輪、擺線(xiàn)輪與傳動(dòng)曲軸的偏心距離是相互制約的一種比例偏心距離。當傳動(dòng)曲軸與擺線(xiàn)輪的偏心距為定值時(shí)，轉輪偏心軸承滾道的圓心距離與傳動(dòng)曲軸軸體的軸線(xiàn)距離，決定了傳動(dòng)曲軸與擺線(xiàn)輪的旋轉角度差值。

　　轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器的工作模式就是將傳動(dòng)曲軸輸入的恒定扭矩放大或減小。如傳動(dòng)曲軸通過(guò)原動(dòng)機輸入的扭矩是100N·m（1500r/min），那么曲輪軸輸出的扭矩可以是25N·m~400N·m（1500r/min），低值扭矩用來(lái)進(jìn)氣，高值扭矩用來(lái)壓縮排氣。

　　轉輪擺線(xiàn)智能驅動(dòng)器與曲柄機構的組合安裝結構

　　圖4擺線(xiàn)輪與曲輪軸相互固定，曲輪軸上安裝有軸頸，結構更加簡(jiǎn)單。

　　圖5曲輪軸的軸體與擺線(xiàn)輪同心固定，該軸體安裝在轉輪的偏心軸承滾道中，結構更加緊湊簡(jiǎn)單。

　　有益效果

　　壓縮機的能效值是根據壓縮氣體的流量所需的功率數值決定的，同時(shí)我們可以通過(guò)能效數值表分析出活塞式壓縮機的能效極低，這也是活塞式壓縮機逐步被螺桿機替代的根本原因。該智能驅動(dòng)技術(shù)在活塞壓縮機技術(shù)領(lǐng)域的應用，能z*大限度的提高活塞式壓縮機的工作能效，必會(huì )將活塞壓縮機的能效標準提高到一個(gè)全新標準。智能驅動(dòng)技術(shù)將賦予活塞式壓縮機的新生，整個(gè)活塞式壓縮機行業(yè)將迎來(lái)徹底的顛覆性技術(shù)革命。

來(lái)源：■文/周覺(jué)明