【壓縮機網(wǎng)】中國發(fā)展新能源汽車(chē)，強調“純電驅動(dòng)”，但是電池的比能量與汽油(柴油)相比，相差幾十倍，而用戶(hù)對一次持續里程期望是不會(huì )降低了。解決這個(gè)矛盾，一是提高動(dòng)力電池的比能量，二是提高充電環(huán)境便利性，三是降低汽車(chē)自身的無(wú)效功耗。下面對汽車(chē)總成件耗能比較大的車(chē)載空壓機的基本工作原理及有關(guān)技術(shù)換代予以介紹，供同行參考。

 

　　一、商業(yè)車(chē)(運營(yíng)客車(chē))對空壓機的技術(shù)提出更高的要求

 

　　2017年3月7日，交通運輸部發(fā)布“關(guān)于貫徹落實(shí)交通運輸行業(yè)標準《營(yíng)運客車(chē)安全技術(shù)條件》(JT/T 1094-2016)(簡(jiǎn)稱(chēng)JT/T 1094標準)的通知”，明確了該標準將于今年4月1日起正式實(shí)施。

 

　　JT/T 1094標準在制動(dòng)系方面，提出車(chē)長(cháng)大于9米的營(yíng)運客車(chē)，所有車(chē)輪應安裝盤(pán)式制動(dòng)器，采用氣壓制動(dòng)系統的營(yíng)運客車(chē)，行車(chē)制動(dòng)管路內工作氣壓應大于等于1000kPa，即為10公斤。

 

　　JT/T 1094標準對行車(chē)制動(dòng)管路內工作氣壓值的提升，是為了保證營(yíng)運車(chē)輛的安全，同時(shí)要求空壓機提高工作效率，導致消耗更多的能量。工作氣壓源于空壓機，這就導致一個(gè)矛盾：一方面要求工作壓力提高，另一方面，空壓機自己在壓縮空氣時(shí)，要更加節能。

 

　　二、車(chē)載空壓機的工作原理及分類(lèi)

 

　　空氣壓縮機(air compressor)是氣源裝置中的主體。將原動(dòng)機(通常是電動(dòng)機)的機械能轉換成氣體壓力能，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。車(chē)載空壓機進(jìn)去的氣體是自然狀態(tài)，出來(lái)的是有一定密度的壓縮空氣，再送到儲氣罐里，形成高于10公斤以上壓力的高壓空氣，供車(chē)輛部件做功。

 

　　空壓機在汽車(chē)上主要分為三類(lèi)應用：剎車(chē)系統、門(mén)泵和離合器分泵、空氣懸架?；谲?chē)載用途的特殊需要，客戶(hù)對車(chē)載空壓機有以下需求：安全可靠、空氣品質(zhì)高、維護低成本、節能高效、重量輕、體積小、噪音低。

 

　　目前，車(chē)載空壓機分為：活塞空壓機、螺桿空壓機、滑片式空壓機和渦旋空壓機等。

 

　　(1)活塞式空壓機的工作原理

 

　　活塞的往復運動(dòng)是由電動(dòng)機帶動(dòng)的曲柄旋轉，再轉化為活塞滑動(dòng)的往復運動(dòng)。

 

 

　?、賶嚎s過(guò)程：在氣缸內作往復運動(dòng)的活塞向右移動(dòng)時(shí)，氣缸內活塞左腔的壓力低于大氣壓力Pa，吸氣閥開(kāi)啟，外界空氣吸入缸內。

 

　?、谂艢膺^(guò)程：當缸內壓力高于輸出空氣管道內壓力P后，排氣閥打開(kāi)，壓縮空氣送至輸氣管內。

 

　　按氣缸的配置方式分有立式、臥式、角度式、對稱(chēng)平衡式和對置式幾種。按壓縮級數可分為單級式、雙級式和多級式三種。按設置方式可分為移動(dòng)式和固定式兩種。按控制方式可分為卸荷式和壓力開(kāi)關(guān)式兩種。車(chē)用活塞式空壓機見(jiàn)圖2。

 

　　(2)雙螺桿式單級壓縮空壓機工作原理

 

　　一臺根據雙螺桿(也稱(chēng)陰陽(yáng)轉子)轉動(dòng)使氣體產(chǎn)生容積變化的工作原理設計的機器，它能把自然空氣吸入再經(jīng)過(guò)內部幾道過(guò)程完成工作，z*終排出滿(mǎn)足壓力要求的壓縮空氣，此機器謂螺桿式空氣壓縮機。見(jiàn)圖3。

 

 

　　(3)滑片空壓機的工作原理

 

　　滑片安裝在轉子的槽中，旋轉的轉子相對于氣缸呈偏心式運轉，通過(guò)離心力將滑片推至氣缸壁，在缸壁反作用力下，滑片又原至初始位置。轉子運動(dòng)起來(lái)后，滑片與氣缸之間容積不斷減少，完成空氣的壓縮過(guò)程。工作原理見(jiàn)圖4。

 

 

　　車(chē)用滑片式壓縮機外形見(jiàn)圖5，主要由轉子和定子組成，其中轉子上開(kāi)有縱向的滑槽，滑片在其中自由滑動(dòng)；定子為一個(gè)氣缸，轉子在定子中偏心放置。當轉子旋轉時(shí)，滑片在離心力作用下甩出并與定子通過(guò)油膜緊密接觸，相鄰兩個(gè)滑片與定子內壁間形成一個(gè)封閉的空氣腔-壓縮腔。轉子轉動(dòng)時(shí)，壓縮腔的體積隨著(zhù)滑片滑出量的大小而變化。在吸氣過(guò)程中，空氣經(jīng)由過(guò)濾器被吸入壓縮腔，并與噴入主機內的潤滑油混合。在壓縮過(guò)程中，壓縮腔的體積逐漸縮小，壓力逐漸升高，之后油氣混合物通過(guò)排氣口排出。

 

 

　?。?）渦旋式空氣壓縮機及其工作原理

 

 

　　渦旋式壓縮機由兩個(gè)雙函數方程型線(xiàn)的動(dòng)、靜渦盤(pán)相互咬合而成。在吸氣、壓縮、排氣的工作過(guò)程中，靜盤(pán)固定在機架上，動(dòng)盤(pán)由偏心軸驅動(dòng)并由防自轉機構制約，圍繞靜盤(pán)基圓中心，作很小半徑的平面轉動(dòng)。氣體通過(guò)空氣濾芯吸入靜盤(pán)的外圍，隨著(zhù)偏心軸的旋轉，氣體在動(dòng)靜盤(pán)噬合所組成的若干個(gè)月牙形壓縮腔內被逐步壓縮，然后由靜盤(pán)中心部件的軸向孔連續排出。

 

　　三、各型式壓縮機車(chē)載應用優(yōu)缺點(diǎn)對比

 

　　四、新能源商業(yè)車(chē)的需求

 

　　通過(guò)上面的介紹和分析，可見(jiàn)新能源商業(yè)車(chē)對車(chē)載空壓機的主要需求是經(jīng)久耐用，壽命長(cháng)；維護成本低、運行噪音低；外圍控制管路少、集成度高；外型尺寸小，重量輕。不同空壓機有不同用途，車(chē)用空壓機也有自己的特點(diǎn)，對比來(lái)看，目前滑片機與小型活塞機更適應新能源商業(yè)車(chē)。但由于受車(chē)載環(huán)境所限，不能過(guò)多設置壓縮空氣后處理設備，且會(huì )增加一次性投資成本和額外保養成本，故而，車(chē)載空壓機向無(wú)油機方向發(fā)展是主流，也符合新能源綠色環(huán)保的總要求。

 

 

　　總之，新能源汽車(chē)發(fā)展，不僅要求大三電(電池、電機、電控)總成件，提高技術(shù)含量，同時(shí)要求像空壓機這樣的高能耗總成件，也要與時(shí)俱進(jìn)。