让新能源汽车更节能车载空压机需要换代

2012-09-06 行业资讯第一电动网雷洪钧

　　中国发展新能源汽车，强调“纯电驱动”，但是电池的比能量与汽油(柴油)相比，相差几十倍，而用户对一次持续里程期望是不会降低了。解决这个矛盾，一是提高动力电池的比能量，二是提高充电环境便利性，三是降低汽车自身的无效功耗。下面对汽车总成件耗能比较大的车载空压机的基本工作原理及有关技术换代予以介绍，供同行参考。

　　一、商业车(运营客车)对空压机的技术提出更高的要求

　　2017年3月7日，交通运输部发布“关于贯彻落实交通运输行业标准《营运客车安全技术条件》(JT/T 1094-2016)(简称JT/T 1094标准)的通知”，明确了该标准将于今年4月1日起正式实施。

　　JT/T 1094标准在制动系方面，提出车长大于9米的营运客车，所有车轮应安装盘式制动器，采用气压制动系统的营运客车，行车制动管路内工作气压应大于等于1000kpa，即为10公斤。

　　JT/T 1094标准对行车制动管路内工作气压值的提升，是为了保证营运车辆的安全，同时要求空压机提高工作效率，导致消耗更多的能量。工作气压源于空压机。这个有一个矛盾，一方面要求工作压力，另一个方面，空压机自己在压缩空气时，更加节能。

　　二、车载空压机的工作原理及分类

　　空气压缩机(英文为：air compressor)是气源装置中的主体。其工作原理是：将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。进去的气体的是自然态，出来的有一定密度的压缩空气，再送到储气罐里，再形成高于10公斤以上压力的高压空气，供车辆其他部件做功。

　　目前车载空压机分为3大类：主要分为活塞空压机、螺杆空压机、滑片式空压机等。

　　(1)活塞式空压机的工作原理

　　活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄曲柄的旋转，在转化为活塞滑动的往复运动。

　　1：排气阀; 2 :气缸; 3:活塞; 4:活塞杆; 5:滑块; 6:连杆; 7:曲柄: 8:吸气阀; 9阀门弹簧

　　图1活塞式空压机的工作原理

　　①为压缩过程: 在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力p a ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内。

　　②排气过程: 当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内。

　　按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。按设置方式可分为移动式和固定式两种。按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。车用的活塞式空压机见图2：

　　图2 常见车用的活塞式空压机

　　(2)螺杆式单级压缩空压机工作原理

　　一台根据双螺杆(也称阴阳转子)转动使气体产生容积变化的工作原理设计的机器，它能把自然空气吸入再经过内部几道过程完成工作，最终排出满足压力要求的压缩空气，此机器谓螺杆式空气压缩机。见图3。

　　图3螺杆式单级压缩空压机工作原理

　　由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化，通过进气阀使空气经过空气滤清器(消声器)进入气缸，在压缩行程中，由於气缸容积的缩小，压缩空气经过排气阀的作用，经排气管，单向阀(止回阀)进入储气罐。常见车用螺杆式单级压缩空压见图3。

　　图3 常见车用螺杆式单级压缩空压机

　　(3)滑片空压机的工作原理

　　滑片安装在转子的槽中，旋转的转子相对于气缸呈偏心式运转，通过离心力将滑片推至气缸壁，在缸壁反作用力下，滑片又原至初始位置。转子运动起来后，滑片与气缸之间容积不断减少，完成了空气的压缩过程。实际上，转子嵌入5个以上的滑片。工作原理见图4。

　　图4 滑片空压机的工作原理

　　1:空气过滤器；2：吸气调节器；3：转子；4：定子；5：滑片；6：压缩腔；7：压缩空气；8：有系统；9：油膜;10:油/气分离器芯；11：冷却器；12：油滤清器；13：最小压力阀

　　车用滑片式压缩机外形见(图5)，主要由转子和定子组成，其中转子上开有纵向的滑槽，滑片在其中自由滑动；定子为一个气缸，转子在定子中偏心放置。当转子旋转时，滑片在离心力作用下甩出并与定子通过油膜紧密接触，相邻两个滑片与定子内壁间形成一个封闭的空气腔-压缩腔。转子转动时，压缩腔的体积随着滑片滑出量的大小而变化。在吸气过程中，空气经由过滤器被吸入压缩腔，并与喷入主机内的润滑油混合。在压缩过程中，压缩腔的体积逐渐缩小，压力逐渐升高，之后油气混合物通过排气口排出。实际产品见图5 。