[发明专利]一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机

说明书

本发明提供一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构，包括两列活塞和曲轴，非工作状态下，两列所述活塞沿曲轴轴线两侧平行对置，其中，曲轴上形成有两第一曲柄和位于两第一曲柄之间的第二曲柄，两第一曲柄和第二曲柄对置设置，将两活塞分别定义为第一活塞和第二活塞，则第一活塞通过第一连杆与曲轴连接，第二活塞通过第二连杆与曲轴连接，以使得两活塞在第一连杆和第二连杆的带动下实现交替往复运动，从而通过对置设置的活塞解决空压机运行振动大问题。

技术领域

本发明属于车用空气压缩机技术领域，具体地说，涉及一种活塞式空气压缩机活塞连杆结构及无油两级空压机。

背景技术

汽车内使用的空气压缩机主要作为向包括汽车制动、悬挂、车门开启及其他辅助用气装置在内的设备提供用气的气源，活塞式空气压缩机是一种常见的车用电动空气压缩机，图1为剖视图，示出了现有技术下一种常见的活塞式空气压缩机气缸内的剖视结构，参看图1，该活塞式空气压缩机内包括两列活塞，定义为第一活塞10a和第二活塞20a，图中示出了第一活塞10a和第二活塞20a的活塞轴之间的间距D，可以试想，当空压机运行两活塞做上下往复运动的的过程中，两活塞的曲柄连杆机构之间因质量不平衡会产生惯性力，再加上两活塞之间的间距较大，从而一并产生的惯性力矩也较大。

曲柄连杆机构的往复惯性力F_j是活塞组和连杆往复部分所产生的往复惯性力之和，而通常在连杆中产生拉伸力的往复惯性力方向规定为正方向的里，则活塞组和连杆往复部分所产生的往复惯性力之和的正值也即是使得连杆产生压缩的力的数值，公式也即写作：

F_j＝-M_jaj

已知往复质量M_j等于活塞组质量M_p和连杆往复质量Mc1之和，则往复惯性力可以写成：

F_j＝(M_p+Mc1)rω**2(cosα+λcos2α)

从而，将上式变形后，将往复惯性力看成两部分的之和，则有：

F_j＝M_jrω**2cosα+M_jrω**2λcos2α；也即：

F_j＝F_j1+F_j2

其中，F_j1一般称为一阶往复惯性力，F_j2称为二阶往复惯性力。

一阶往复惯性力的最大值是二阶往复惯性力最大值的1/λ，而λ的通常取值范围在1/3.5至1/6的范围内，也即λ的数值大小小于1，可以看出，在往复惯性力中，是一阶往复惯性力起到主要作用。

参照图1中的现有结构，一种容易想到的解决办法，是使得两缸活塞采用相同材质，并采用相同的活塞连杆形成对称结构，从而使得两缸活塞结构同质量重心，也即使得两缸在两个方向上的一阶往复惯性力的合力为零、旋转惯性力的合力为零、二阶往复惯性力矩为零，但由于两缸活塞之间间距D的存在，仍然无法消除或者平衡一阶往复惯性力矩、二阶往复惯性力以及旋转惯性力矩的存在。正因如此，现有技术下活塞式空气压缩机运行过程中由于自身曲柄连杆活塞结构，运行过程中产生的震动要远大于其他类型的压缩机，且两缸之间的长间距结合斜率缓和的长跨度曲拐，又迫使活塞轴向体积难以缩小。

上述导致空压机运行过程中产生振动的力和力矩中，参看前述的公式，从数值上来说，相较于一阶往复惯性力二阶往复惯性力的影响较小，而针对旋转惯性力矩的通常做法是通过“过量平衡法”，即在曲柄上多加一部分配重使其平衡。但是，由于两缸活塞之间间距较大，则两活塞缸之间一阶往复惯性力矩的相互叠加难以平衡消除，不难看出，正如一阶往复惯性力在往复惯性力中起到主要作用，一阶往复惯性力矩是活塞式空压压缩机实际工况下产生振动的主要振动源。