解析車載空壓機的基本工作原理及有關的技術換代

2020-12-06 OFweek維科網

中國發展新能源汽車，強調「純電驅動」，但是電池的比能量與汽油(柴油)相比，相差幾十倍，而用戶對一次持續裡程期望是不會降低了。解決這個矛盾，一是提高動力電池的比能量，二是提高充電環境便利性，三是降低汽車自身的無效功耗。下面對汽車總成件耗能比較大的車載空壓機的基本工作原理及有關技術換代予以介紹，供同行參考。

一、商業車(運營客車)對空壓機的技術提出更高的要求

2017年3月7日，交通運輸部發布「關於貫徹落實交通運輸行業標準《營運客車安全技術條件》(JT/T 1094-2016)(簡稱JT/T 1094標準)的通知」，明確了該標準將於今年4月1日起正式實施。

JT/T 1094標準在制動系方面，提出車長大於9米的營運客車，所有車輪應安裝盤式制動器，採用氣壓制動系統的營運客車，行車制動管路內工作氣壓應大於等於1000kpa，即為10公斤。

JT/T 1094標準對行車制動管路內工作氣壓值的提升，是為了保證營運車輛的安全，同時要求空壓機提高工作效率，導致消耗更多的能量。工作氣壓源於空壓機。這個有一個矛盾，一方面要求工作壓力，另一個方面，空壓機自己在壓縮空氣時，更加節能。

二、車載空壓機的工作原理及分類

空氣壓縮機(英文為：air compressor)是氣源裝置中的主體。其工作原理是：將原動機(通常是電動機)的機械能轉換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發生裝置。進去的氣體的是自然態，出來的有一定密度的壓縮空氣，再送到儲氣罐裡，再形成高於10公斤以上壓力的高壓空氣，供車輛其他部件做功。

目前車載空壓機分為3大類：主要分為活塞空壓機、螺杆空壓機、滑片式空壓機等。

(1)活塞式空壓機的工作原理

活塞的往復運動是由電動機帶動的曲柄曲柄的旋轉，在轉化為活塞滑動的往復運動。

1：排氣閥；2 :氣缸；3:活塞；4:活塞杆；5:滑塊；6:連杆；7:曲柄: 8:吸氣閥；9閥門彈簧

圖1活塞式空壓機的工作原理

①為壓縮過程: 在氣缸內作往復運動的活塞向右移動時，氣缸內活塞左腔的壓力低於大氣壓力p a ，吸氣閥開啟，外界空氣吸入缸內。

②排氣過程: 當缸內壓力高於輸出空氣管道內壓力 p 後，排氣閥打開。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式和固定式兩種。按控制方式可分為卸荷式和壓力開關式兩種。車用的活塞式空壓機見圖2：

圖2 常見車用的活塞式空壓機

(2)螺杆式單級壓縮空壓機工作原理

一臺根據雙螺杆(也稱陰陽轉子)轉動使氣體產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過內部幾道過程完成工作，最終排出滿足壓力要求的壓縮空氣，此機器謂螺杆式空氣壓縮機。 見圖3。

圖3螺杆式單級壓縮空壓機工作原理

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