双动力压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，具体说，涉及一种双动力压缩机。


背景技术：

2.现有的燃油车的车用空调压缩机是通过皮带轮进行机械驱动，仅在发动机运行状态下才能工作；在驻车情况下，基于省油或者减少发动机噪音等需求将车辆熄火，从而导致了发动机停转情况下无法使用空调降温的问题。在现有技术中，存在采用在车内增加电动机传动与内燃机传动共用一副涡旋盘的双动力压缩机以解决上述问题。
3.现有技术中公开了带电双驱汽车空调压缩机减速离合机构与电机传动装置（申请号2020216552489），包括压缩机壳体、皮带轮、端盖和设置在压缩机壳体内的行星齿轮减速器、棘轮离合器、电机以及涡旋式压缩机构；还包括用于控制皮带轮、电机以及涡旋式压缩机构的控制系统；其中，电机与行星齿轮减速器、棘轮离合器、压缩机主轴同轴心设置；皮带轮的输出端与压缩机主轴相连接；电机的输出端通过行星齿轮减速器、棘轮离合器、与压缩机主轴相连接。虽然通过电机和皮带轮共用同一个压缩机机构，达到了轻量化、节省安装空间的效果，但是仍然存在采用行星齿轮减速器、棘轮等复杂结构的传动结构，导致故障发生概率升高的弊端。
4.因此，亟需一种设计更加合理、故障率低、稳定性高、更加轻量化的双动力压缩机。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种双动力压缩机，该双动力压缩机具有设计更加合理、故障率低、稳定性高、更加轻量化的特点。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种双动力压缩机包括压缩机壳体、轮带机构、端盖和设置在压缩机壳体内的借助旋转运动来压缩流体的压缩机构、连接在压缩机构上的旋转驱动轴以及贯穿在旋转驱动轴上的电机机构；
7.压缩机构通过旋转驱动轴穿过电机机构与轮带机构相连接；其中，电机机构通过包括单向轴承和轴承套的轴承套组件与旋转驱动轴相连接。
8.进一步，优选的结构为，轴承套组件还包括滚针轴承，单向轴承、滚针轴承和轴承套套接在旋转驱动轴上；
9.其中，轴承套包括套筒部和直径大于套筒部的台阶部；套筒部具有外表面和内表面；电机机构的输出端与套筒部的外表面相连接；旋转驱动轴通过滚针轴承与套筒部的内表面滚动连接；台阶部和套筒部的交界处形成用于抵接单向轴承的环状的第一台阶面；单向轴承的内圈与旋转驱动轴固定连接，单向轴承的外圈与台阶部固定连接。
10.进一步，优选的结构为，台阶部向外延伸形成环状的第二台阶面，第二台阶面与用于增大轴承套的转动阻力的阻尼器相连接。
11.进一步，优选的结构为，阻尼器包括弹性组件和滚珠，弹性组件的固定端与压缩机构相连接，弹性组件的自由端朝向第二台阶面；滚珠与弹性组件的自由端以及第二台阶面
滚动连接。
12.进一步，优选的结构为，压缩机构包括动涡旋盘和静涡旋盘，静涡旋盘与端盖固定连接，静涡旋盘与动涡旋盘啮合，动涡旋盘与旋转驱动轴相连接，旋转驱动轴穿过支撑轴承与轴承套组件相连接，端盖、静涡旋盘以及与支撑轴承对应设置的轴承座形成压缩腔；
13.其中，在轴承座与动涡旋盘之间的滑道中，设置有防自转机构。
14.进一步，优选的结构为，电机机构包括定子和内置磁钢的转子，定子与压缩机壳体过盈配合，转子与轴承套的套筒部的外表面固定连接。
15.进一步，优选的结构为，在压缩机壳体与端盖之间，设置有密封圈。
16.进一步，优选的结构为，轮带机构套接在包覆有压缩机壳体的旋转驱动轴上，压缩机壳体与旋转驱动轴滚动连接，轮带机构包括皮带轮和用于控制皮带轮转动的电磁离合器。
17.进一步，优选的结构为，电磁离合器为摩擦式电磁离合器，包括吸盘、用于控制吸盘与皮带轮吸合或者分离的电磁线圈和弹性元件；其中，
18.皮带轮通过轮带轴承与压缩机壳体滚动连接，电磁线圈设置在皮带轮和压缩机壳体之间，在皮带轮的轮轴平行方向设置有吸盘，旋转驱动轴通过弹性元件与吸盘相连接。
19.如上所述，本实用新型的一种双动力压缩机，通过采用轴承套和单向轴承结合的方式代替了行星齿轮减速器及棘轮，实现电机传动与涡旋盘的稳定连接；其有益效果如下：
20.1）将燃油车空调压缩机的驱动模式由燃油车发动机驱动转换为电机驱动和发动机驱动两种方式自由切换，从而解决燃油车空调压缩机因发动机熄火而空调停止工作的问题；皮带轮和电机共用一组涡旋盘，且在压缩机壳体内同轴设置单向轴承、轴承套、电机以及涡旋式压缩机构；在实现两种驱动方式的基础上，进一步缩小了安装空间，进一步实现了空调系统的轻量化；
21.2）通过采用轴承套以及单向轴承，实现了两种驱动方式的独立运作。利用单向轴承作为超越离合器，避免了采用皮带轮驱动时电机转子转动，进而避免了额外能量损耗，实现带轮动力利用的最大化。
22.3) 由于采用了轴承套和单向轴承结合的方式代替了行星齿轮减速器及棘轮机构，从而简化了压缩机的整体结构，提高了运转稳定性，增强了压缩机系统的可靠性，并且进一步缩小了压缩机的体积。
23.为了实现上述以及相关目的，本实用新型的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本实用新型的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本实用新型的原理的各种方式中的一些方式。此外，本实用新型旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
24.通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
25.图1是本实用新型的一个实施例所述的双动力压缩机的结构示意图；
26.图2是本实用新型的一个实施例所述的压缩机构的结构示意图；
27.图3是本实用新型的一个实施例所述的轴承套组件的结构示意图；
28.图4是本实用新型的一个实施例所述的单向轴承的结构示意图；
29.图5是本实用新型的一个实施例所述的轮带机构的结构示意图；
30.图6是本实用新型的一个实施例所述的双动力压缩机控制方法的结构示意图。
31.其中，1、压缩机壳体；2、轮带机构；3、涡旋式压缩机构；4、端盖；5、电机机构；6、轴承套组件；7、阻尼器；
32.21、皮带轮；22、电磁离合器；221、吸盘；222、电磁线圈；223、弹性元件；224、螺母；225、轮带轴承；31、动涡旋盘；32、静涡旋盘；33、旋转驱动轴；331、末端轴承；332、轴封；34、支撑轴承；35、轴承座；36、防自转机构；37、吸气口；38、排气口；39、主平衡块；51、定子；52、转子；53、磁钢；61、单向轴承；611、内圈；612、外圈；62、轴承套；621、套筒部；622、台阶部；623、第一台阶面；624、第二台阶面；63、滚针轴承； 71、弹簧；72、滚珠。
具体实施方式
33.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
34.需要说明的是，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、
ꢀ“
横向”、
ꢀ“
上”、“下”、“前端”、“末端”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、
ꢀ“
轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
35.现有的双动力压缩机包括压缩机壳体、皮带轮、端盖和设置在压缩机壳体内的行星齿轮减速器、棘轮离合器、电机以及涡旋式压缩机构；其中，皮带轮经传动皮带连接至发动机的输出轴，皮带轮的输出端与压缩机主轴相连接，电机的输出端通过行星齿轮减速器与压缩机主轴相连接，传动机构的稳定性有待提高。本实用新型的一种双动力压缩机通过设置单向轴承作为单向离合器的方式实现电机传动和轮带传送共同使用同一副涡旋盘。在轮带带动偏心的旋转驱动轴对涡旋盘做功时，利用单向轴承的超越离合特性使电机转子实现静止；当轮带停止时，电机的转子旋转使单向轴承逆止锁定旋转驱动轴，从而带动旋转驱动轴对涡旋盘做功，达到了进一步提升双动力压缩装置的运行稳定性的技术效果。
36.下面将参照附图对本实用新型的各个实施例进行详细描述。
37.图1双动力压缩机的结构进行了示例性的描述，图1为本实用新型的一个实施例所述的双动力压缩机的结构。如图1所示，双动力压缩机包括压缩机壳体1、轮带机构2、端盖4和设置在压缩机壳体1内的借助旋转运动来压缩流体的压缩机构3、连接在压缩机构上的旋转驱动轴33以及贯穿在旋转驱动轴33上的电机机构5。压缩机构通过旋转驱动轴33穿过电机机构5与轮带机构2相连接；其中，电机机构5通过包括单向轴承61和轴承套62的轴承套组件6与旋转驱动轴33相连接。具体地说，压缩机构为涡旋式压缩机，该双动力压缩机被设置在空调系统中的流体压缩式制冷回路中，对制冷剂进行压缩。作为偏心主轴的旋转驱动轴33的前端插入涡旋式压缩机的动涡旋盘中，与动涡旋盘的输出端相连接。需要说明的是，在具体的实施过程中，压缩机可以为涡旋压缩机构，也可以为离心压缩机构或轴流压缩机构；另外，在本实施例中，压缩机构、连接在压缩机构上的旋转驱动轴33以及贯穿在旋转驱动轴
33上的电机机构5依次设置在压缩机壳体1内，在具体的实施过程中，具体位置不做限制。
38.图2对双动力压缩机的压缩机构进行了示例性的描述，图2为本实用新型的一个实施例所述的双动力压缩机的压缩机构的结构。如图2所示，压缩机构包括动涡旋盘31和静涡旋盘32，静涡旋盘32与端盖4固定连接，静涡旋盘32与动涡旋盘31啮合，动涡旋盘31与旋转驱动轴33相连接，旋转驱动轴33穿过支撑轴承34与轴承套组件6相连接，端盖4、静涡旋盘32以及与支撑轴承34对应设置的轴承座35形成压缩腔。压缩机机壳1的上部设置有吸气口37和排气口38。为了进一步保证压缩机构的运行，涡旋盘中还设置有阀片和主平衡块39，其中，主平衡块39可以补正偏心的旋转驱动轴33的旋转不平衡。具体地说，端盖与静涡旋盘固定连接，而动涡旋盘与静涡旋盘啮合，轴承座与端盖、静涡旋盘形成半封闭空间。旋转驱动轴分别通过支撑轴承和轴承座进行支撑连接后，通过关节头以及轴承与动涡旋盘连接。
39.在一个具体的实施例中，为了进一步提升压缩机构的稳定性，在轴承座35与动涡旋盘之间的滑道中，设置有防自转机构36。具体地说，防自转机构36为十字滑环，也可以弹子盘式或者销柱式等，在此不做具体的限定。
40.通过设置防自转机构36，以实现动涡旋盘31不进行自转仅进行公转。动涡旋盘随着防自转机构36做平移运动，各压缩室的容积不断发生变化，进而实现吸入及压缩气体的动作。
41.图3对双动力压缩机的轴承套组件进行了示例性的描述，图3为本实用新型的一个实施例所述的轴承套组件的结构。如图3所示，电机机构5包括定子51和内置磁钢53的转子52，定子51与压缩机壳体1过盈配合，转子52与轴承套62的套筒部621的外表面固定连接。定子和转子组合从而构成电机驱动机构，转子52与旋转驱动轴33一体旋转。通过转子内置磁钢的磁阻，以及控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使定子对转子产生加强磁阻，进一步消除轮带高速运转过程中，导致单向轴承的超越不分离现象。
42.具体地说，轴承套组件6还包括滚针轴承63，单向轴承61、滚针轴承63和轴承套62依次套接在旋转驱动轴33上。其中，轴承套62包括套筒部621和直径大于套筒部621的台阶部622；套筒部621具有外表面和内表面；电机机构5的输出端与套筒部621的外表面相连接；旋转驱动轴33通过滚针轴承63与套筒部621的内表面滚动连接；台阶部622和套筒部621的交界处形成用于抵接单向轴承61的环状的第一台阶面623。
43.在一个具体的实施例中，台阶部622向外延伸形成环状的第二台阶面624，第二台阶面624与用于增大轴承套62的转动阻力的阻尼器7相连接。具体地说，同轴地设置套筒部和台阶部；其中，套筒部的直径较小，而台阶部的直径较大，而第二台阶面的外直径大于其内直径，也就是说轴承套62自靠近电机机构的一端至远离电机机构的一端，为直径渐扩的台阶式套筒结构。在具体的实施过程中，轴承套分别装入单向轴承和滚针轴承，前端的外侧套接有转子，后端连接有阻尼器7。虽在实施过程中，滚针轴承和支撑轴承作为滑动轴承，不过并不局限于此，也可以采用例如滚动轴承、深沟球轴承或者轴瓦等。另外，第一台阶面和第二台阶面均为环状。需要说明的是，在本实施例中，轴承套组件设置为上述结构，在具体的实施过程中，也可以根据具体的应用场景设定为无阻尼器式结构的轴承套组件；或者通过两端各自设置一个小号单向轴承替代目前的滚针轴承；另外，单向轴承也可以采用单向滚针轴承进行替代；对于具体的实现方式，并不进行限定。
44.通过上述轴承套的设计结构，既可以实现单向轴承与旋转驱动轴的固定连接，滚
针轴承与轴承套的滚动连接以及转子与轴承套外壁的固定连接，进而在实现转子与定子轴向相对位置的定位作用的基础上，还可以达到在电机运转过程中，保持转子与定子间的气隙相对均匀的技术效果；阻尼器与轴承套末端的滚动摩擦连接功能，而且具有设计合理，结构稳定，减少占用安装空间的技术效果。
45.在一个具体的实施例中，阻尼器7包括弹性组件（在本实施中，弹性组件为弹簧71）和滚珠72，弹簧71的固定端与压缩机构相连接，弹簧71的自由端朝向第二台阶面624；滚珠72与弹簧71自由端以及第二台阶面624滚动连接。弹簧71在朝向第二台阶面方向的一面设有滚珠72。在具体的实施过程中，滚珠可以包括滚珠底座和滚珠，滚珠底座可以呈圆弧形，滚珠底座上设有球形孔，滚珠嵌入到球形通孔中。通孔的大小与滚珠尺寸适配；也可以将滚珠直接设置在弹簧的自由端；通过滚珠与轴承套的第二台阶面624接触产生滚动摩擦，滚动摩擦产生的阻力较小，且产生噪音较小；而且将滚珠底部设置为弹簧，以增加滚珠与第二台阶面的接触紧密程度。为了进一步提升结构的紧凑度，将阻尼器嵌入式设置在轴承座与轴承套的第二台阶相对面上。总之，通过设置阻尼器7，增加轴承套所承受的摩擦力，进一步消除轮带高速运转过程中，导致单向轴承的超越不分离现象。需要说明的是，弹性组件可以为弹簧、弹片等。
46.需要说明的是，本实施例采用弹簧和滚珠配合的方式作为阻尼器。在具体的实施过程中，也可以通过控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使定子对转子产生加强磁阻实现阻尼。
47.其中，阻尼器机构并不限于以上二种实现方式，其它速度型的阻尼器也适用于本实施例。例如使用粘滞阻尼方式，利用冷冻油的粘性，通过加大轴承座端面和第二台阶面624接触面积，调整二者合适间距，实现粘滞阻尼。
48.图4对双动力压缩机的单向轴承进行了示例性的描述，图4为本实用新型的一个实施例所述的单向轴承的结构。如图4所示，单向轴承包括内圈611和外圈612；单向轴承61的内圈611与旋转驱动轴33固定连接，单向轴承的外圈612与台阶部622固定连接。需要说明的是，单向轴承与旋转驱动轴的连接方式可以为键连接、过盈连接等；充分利用了单向轴承内圈转动而外圈不转状态下的超越离合特性，以及在外圈旋转状态下的逆止锁定特性。
49.具体的说，在轮带带动偏心的旋转驱动轴对涡旋盘做功时，利用单向轴承的超越离合特性使电机转子实现静止；当轮带停止时，电机的转子旋转使单向轴承逆止锁定旋转驱动轴，从而带动旋转驱动轴对涡旋盘做功，达到了进一步提升双动力压缩的运行稳定性的技术效果。
50.图5对双动力压缩机的轮带机构进行了示例性的描述，图5为本实用新型的一个实施例所述的轮带机构的结构。如图5所示，轮带机构2套接在包覆有压缩机壳体1的旋转驱动轴33上，压缩机壳体1与旋转驱动轴33滚动连接，轮带机构2包括皮带轮21和用于控制皮带轮21转动的电磁离合器22。通过电磁离合器22控制轮带的转动开启与关闭。
51.具体地说，电机机构的定子固定在压缩机壳体的内部，在定子结构的靠近轮带机构的一端，压缩机壳体包覆在旋转驱动轴的外侧。压缩机壳体通过套接在压缩机壳体上的轮带轴承225与轮带机构2实现连接。而在压缩机壳体1的内部，旋转驱动轴贯33穿过轴封332与末端轴承331，实现与其外侧的压缩机壳体的滚动连接。在压缩机壳体1与端盖4之间，设置有密封圈，通过压缩机壳体与端盖结合，形成压缩机的外部壳体结构。
52.在一个具体的实施例中，电磁离合器22为摩擦式电磁离合器，包括吸盘221、用于控制吸盘221与皮带轮21吸合或者分离的电磁线圈222和弹性元件223；其中，皮带轮21通过轮带轴承225与压缩机壳体1滚动连接，电磁线圈222设置在皮带轮21和壳体1之间，在皮带轮21的轮轴平行方向设置有吸盘221，旋转驱动轴33通过弹性元件223与吸盘221相连接。具体的说，电磁离合器22设置在旋转驱动轴的靠近轮带机构的末端；弹性元件的一端与旋转驱动轴通过螺母224连接，弹性元件的另一端连接有吸盘。通过控制电磁线圈的通电与否，进而控制轮带动力的结合与分离。
53.本实用新型还包含一种双动力压缩机控制方法。
54.图6对双动力压缩机控制方法的原理进行了描述，图6是一个实施例所述的双动力压缩机控制方法的原理示意图，如图6所示，双动力压缩机控制方法通过上述双动力压缩机实现压缩机的动力切换，方法包括：
55.s610、当电机机构停止工作，发动机运转时，电磁离合器导通，电磁线圈产生将吸盘与皮带轮相吸合的电磁力，皮带轮通过电磁离合器带动旋转驱动轴转动，进而带动压缩机构旋转进行流体压缩；其中，旋转驱动轴带动单向轴承内圈转动；通过转子内置的磁钢对定子内壁进行吸合以及通过在轴承座上设置的阻尼器对轴承套的第二台阶面进行摩擦；以实现轴承套以及单向轴承的外圈处于静止状态。
56.在具体的实施过程中，也可以通过控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使定子对转子产生加强磁阻。进而实现轴承套以及单向轴承的外圈处于静止状态。
[0057] s620、当电机机构工作时，电磁离合器断开，吸盘与皮带轮处于分离状态；转子带动与其卡接的轴承套转动，单向轴承的内圈和外圈锁止，轴承套带动单向轴承以及旋转驱动轴转动，进而带动压缩机构旋转进行流体压缩。
[0058]
在轮带带动偏心的旋转驱动轴对涡旋盘做功时，单向轴承内圈转动而外圈不转状态下发挥其超越离合特性，使电机转子实现静止；当轮带停止时，电机的转子旋转使单向轴承逆止锁定旋转驱动轴，从而带动旋转驱动轴对涡旋盘做功，达到了进一步提升双动力压缩装置的运行稳定性的技术效果。
[0059]
本实用新型的一种双动力压缩机，通过采用单向轴承，实现了两种驱动方式的独立运作，进一步解决了皮带轮和电机共用一个涡旋盘产生的反串电动势，从而避免了反串电动势对电机及控制系统的损伤。在提升压缩机运行稳定性的基础上，进一步缩小了安装空间，降低了成本，达到了实现了压缩机的轻量化的技术效果。
[0060]
尽管前面公开的内容示出了本实用新型的示例性实施例，但应注意，在不背离权利要求限定的本实用新型的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的结构，权利要求的组成元件可以用任何功能等效的元件替代。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。