一種車用渦旋壓縮機的製作方法

2023-07-16 08:21:12

本發明涉及壓縮機領域，尤其涉及一種車用渦旋壓縮機。

背景技術：

現有的壓縮機在將電機引出線從電機定子連接到接線柱時具有以下特點和弊端：

1)現有多數壓縮機的接線柱從壓縮機的外側進行安裝。由於壓縮機在使用過程中其內側氣壓力高於外側大氣壓，當接線柱從壓縮機的外側安裝時，壓縮機內外側的壓力差迫使接線柱端板與其對配安裝面呈分離趨勢，不利於接線柱端板與殼體之間的密封。並且壓縮機內外側的壓力差最終作用在接線柱的緊固件之上，緊固件承受很大的壓力。緊固件除了需要克服壓縮機內外側的壓差之外，還需要對接線柱端面再施加一定的壓力才能使接線柱端面與其對配安裝面嚴密貼合以實現密封。這種安裝方式對接線柱以及緊固件的強度要求很高，不利於壓縮機的輕量化和低成本化。

2)多數都是將電機定子過盈裝配到殼體內部，再將電機引出線與安裝在殼體或殼蓋上的接線柱進行連接。該連接過程需要在殼蓋與殼體形成密閉腔體之前完成。如果接線柱安裝在殼蓋上，當引出線與接線柱的裝配完成並且殼蓋與殼體形成密閉腔體之後，引出線勢必會有一段的長度冗餘，否則在壓縮機腔體封閉之前無法進行引出線與接線柱的裝配。由於壓縮機運轉時的振動，長出的引出線有可能碰觸到周邊的金屬部件，一旦引出線的絕緣保護層受損並且裸露導線接觸金屬部件就會發生漏電，對於整機的絕緣性和可靠性是很不利的。假如接線柱也安裝在殼體上，由於引出線與接線柱的裝配需要佔用一定的操作空間，若殼體空間緊湊則裝配和檢查作業都不方便，而若殼體預留操作空間則不利於壓縮機的小型化。因此，在連接引出線與接線柱時，將電機定子過盈裝配到殼體內部的結構總會有其弊端。

3)在壓縮機內部，接線柱與電機引出線的連接處可能有一部分的接線柱柱體裸露在含有製冷劑、潤滑油以及可能含有微量水分和雜質的環境中。由於製冷劑與水分及雜質的絕緣性較差，接線柱柱體裸露在其中會導致接線柱與電機引出線的連接處的絕緣性下降。

4)當空調系統充注較多製冷劑或者壓縮機運轉並停機之後，很可能會有一部分混有潤滑油以及微量水分和雜質的液態製冷劑流入壓縮機的低壓腔。如果該液態製冷劑浸到接線柱與電機引出線的連接處，壓縮機的絕緣性會大幅衰減。

技術實現要素：

本發明為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種壓縮機，其本發明提供的壓縮機便於接線柱的裝配，並且提高壓縮機的絕緣性。

本發明提供一種壓縮機，包括：殼體，所述殼體具有第一開口以與一殼蓋部形成容置空間；壓縮機構；電機機構，包括電機轉子和電機定子，所述電機機構位於所述容置空間內，其中，所述電機定子通過電機引出線連接至接線柱，所述電機定子直接或間接和接線柱安裝在殼蓋部，並且電機定子與所述殼蓋部、接線柱與所述殼蓋部的安裝面都位於所述殼蓋部與殼體形成封閉腔體的內側。

相比現有技術，本發明具有如下優勢：

1)由於接線柱安裝在壓縮機內部低壓側，而且壓縮機的內側壓力大於外部壓力，壓縮機的內外側壓差作用在接線柱端板並迫使端板貼緊殼蓋部的內壁。接線柱的密封件不需要對接線柱端板施加太大的壓力即可實現接線柱與靜渦盤的低壓側端面之間的較好密封。

2)接線柱安裝在低壓側時，接線柱與密封件的受力情況更好，對接線柱以及密封件的強度要求不是很高，有利於相關零件的輕量化和低成本化。

3)在電機引出線與接線柱的連接部位增加絕緣防護裝置，進一步降低電機引出線與接線柱的導電部分暴露在含有製冷劑、潤滑油及可能含有微量水分和雜質的環境中的可能性，從而提高壓縮機的絕緣性能。

附圖說明

通過參照附圖詳細描述其示例實施方式，本發明的上述和其它特徵及優點將變得更加明顯。

圖1示出了根據本發明實施例的壓縮機的立體圖。

圖2示出了根據本發明實施例的壓縮機的剖面圖。

圖3為圖2中的局部視圖f。

圖4為圖2中的局部視圖g。

圖5示出了根據本發明實施例的壓縮機的主視圖。

圖6為圖5的a-a剖面圖。

圖7為圖5的b-b剖面圖。

圖8示出了根據本發明實施例的壓縮機殼體分解圖。

圖9示出了根據本發明實施例的壓縮機殼體主視圖。

圖10為圖9的c-c剖面圖。

圖11示出了根據本發明實施例的上支架-電機機構-下支架裝配立體圖。

圖12示出了根據本發明實施例的上支架-電機機構-下支架裝配仰視圖。

圖13為圖12的d-d剖面圖。

圖14示出了根據本發明實施例的壓縮機殼體內部的仰視圖。

圖15為圖14的e-e剖面圖。

圖16示出了根據本發明實施例的上支架一視角的立體圖。

圖17示出了根據本發明另一實施例的上支架-電機機構-下支架裝配剖面圖。

圖18為圖17中的局部視圖t。

圖19示出了根據本發明又一實施例的壓縮機殼體內部件的立體圖。

圖20示出了根據本發明又一實施例的壓縮機剖面圖。

圖21為圖20的局部視圖o。

圖22示出了根據本發明又一實施例的接線柱的立體圖。

具體實施方式

現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明將全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略對它們的重複描述。

為了改善現有技術的缺陷，本發明提供了一種壓縮機，優選地為車用渦旋壓縮機。下面以立式結構，即軸系傳動機構與渦旋泵體軸線採用立式布置的壓縮機為例描述各個實施例，但本發明並非以此為限。本發明提供的壓縮機優選地供電動汽車使用，但本發明並非以此為限。

首先結合圖1至圖16描述本發明的一種具體實施例。圖1示出了根據本發明實施例的壓縮機的立體圖。圖2示出了根據本發明實施例的壓縮機的剖面圖。圖3為圖2中的局部視圖f。圖4為圖2中的局部視圖g。圖5示出了根據本發明實施例的壓縮機的主視圖。圖6為圖5的a-a剖面圖。圖7為圖5的b-b剖面圖。圖8示出了根據本發明實施例的壓縮機殼體分解圖。圖9示出了根據本發明實施例的壓縮機殼體主視圖。圖10為圖9的c-c剖面圖。圖11示出了根據本發明實施例的上支架-電機機構-下支架裝配立體圖。圖12示出了根據本發明實施例的上支架-電機機構-下支架裝配仰視圖。圖13為圖12的d-d剖面圖。圖14示出了根據本發明實施例的壓縮機殼體內部的仰視圖。圖15為圖14的e-e剖面圖。圖16示出了根據本發明實施例的上支架一視角的立體圖。

在本實施例中，立式壓縮機包括殼體3、包括靜渦盤2和動渦盤15的壓縮機構及電機機構。優選地，立式壓縮機還包括上蓋1。

殼體3具有第一開口。可選地，殼體3為鑄造件。殼體3包括一擋牆308，擋牆308將容置空間劃分為低壓腔309和控制器腔302。低壓腔309容置電機機構。控制器腔302設有一第二開口。立式壓縮機還包括控制器腔蓋4和電控部件。控制器腔蓋4密封第二開口。具體而言，制器腔蓋4和殼體3通過密封圈9(或密封墊片，或密封膠)以及螺栓10實現密封和緊固。電控部件設置在控制器腔蓋4和擋牆之間的控制器腔302內。優選地，擋牆308設有朝向控制器腔302開口的凹腔305。電控部件可選地包括第一電控部件及第二電控部件。第一電控部件容置於凹腔305內。第一電控部件包括但不限於如下部件中的一種或多種：電容、電感及繼電器。第二電控部件與擋牆308設置凹腔305之外的部分貼合。第二電控部件包括功率元件。具體而言，凹腔305設置的位置，在低壓腔309一側與低壓腔309內零件不幹涉，在控制器腔302一側功率元件與殼體3的擋牆308未設置凹腔305的部分貼合，在低壓腔309內從吸氣腔203流入的製冷劑流經擋牆308，製冷劑吸收功率元件散發的熱量，實現對功率元件的冷卻。這樣，通過殼體3的擋牆308將低壓腔309內多餘空間劃分用於容置電控部件，以減少控制器腔302部分的寬度l2，實現立式渦旋壓縮機的小型化。而未設置在凹腔305內的其餘第二電控部件可不與擋牆308貼合。

靜渦盤2包括設有渦旋齒201的低壓側202和背向渦旋齒201的高壓側206。靜渦盤2的低壓側202與殼體3的第一開口相對以形成一容置空間。優選地，殼體3和靜渦盤2的低壓側202形成的容置空間可選地為類長方體。但本發明不限於此，容置空間例如還可以是類圓柱體、類正方體等形狀。可選地，殼體3和靜渦盤2通過密封圈7(或密封墊片，或密封膠)以及螺栓8實現密封和緊固。優選地，靜渦盤為耐磨高強度鋁合金件，例如鍛造鋁合金、擠壓鑄造鋁合金等等(其中，高強度鋁合金件的材料強度和緻密性均優於普通鑄造件)。可選地，靜渦盤2和殼體3上還設置有一個或多個安裝支腳207、303，以將壓縮機安裝在汽車內。

上蓋1與靜渦盤2的高壓側206之間形成高壓腔2014。高壓腔2014內安裝有排氣閥片30和排氣擋板。可選地，通過密封圈5(或密封墊片，或密封膠)及螺栓6實現上蓋1和靜渦盤2的密封和緊固。靜渦盤2的低壓側202還形成有吸氣腔203。靜渦盤2上還設置有與高壓腔2014相連通的排氣口2012以及與吸氣腔203相連通的吸氣口2010。靜渦盤2還設置有吸氣螺紋孔2011和排氣螺紋孔。吸氣腔203與吸氣口2010連通。換言之，高強度鋁合金材質的靜渦盤2作為壓縮機外殼的一部分，壓縮機的吸氣口2010、排氣口2012均設在靜渦盤2上。由於高強度鋁合金，例如鍛造或擠壓鑄造等材料的材料強度和緻密性都優於鑄件，因此吸氣口2010、排氣口2012的氣密性和螺紋強度更好。同時，鑄造的殼體3的機加工部位和機加工面積較少，殼體3的氣密性更好，進而可提高整機的氣密性。

動渦盤15位於容置空間內。動渦盤15設有渦旋齒1501的一側與靜渦盤2的低壓側202相對，且靜渦盤2的渦旋齒201與動渦盤15的渦旋齒1501形成壓縮腔。

電機機構包括電機轉子20和電機定子12。電機機構位於容置空間內的低壓腔309.。電機機構用於驅動動渦盤15相對於靜渦盤2轉動，以壓縮壓縮腔內的製冷劑。

具體而言，壓縮機製冷劑通路為：製冷劑通過吸氣口2010進入吸氣腔203，吸氣腔203和低壓腔309連通，製冷劑經過低壓腔309之後流入靜渦盤低壓側202，之後流入靜渦盤渦旋齒201和動渦盤渦旋齒1501形成的壓縮腔內被壓縮，壓縮之後的製冷劑經過排氣孔209流入高壓腔2014，之後製冷劑排入與高壓腔2014連通的排氣口2012之中。進一步地，製冷劑從靜渦盤2的吸氣口2010流入立式壓縮機，並背向靜渦盤向殼體3底壁流動，製冷劑經過殼體3的擋牆308以對控制器腔302內的電控部件進行冷卻，且製冷劑流經電機機構以對電機機構進行冷卻，然後流入靜渦盤2與動渦盤15形成的壓縮腔內。

如上，本發明提供的壓縮機優選地為立式結構，由於殼體內容置空間為類長方形，整機的長度比臥式壓縮機更短，同時在高度上保持原有水平，安裝在汽車上時佔用更少的橫向安裝空間，並且壓縮機的低壓腔309的底部可形成更平穩的潤滑油池31，潤滑效果更好，可提高壓縮機的可靠性，並降低壓縮機的排油量。此外，如果有固體雜質通過吸氣口2010和吸氣腔203進入壓縮機內，雜質會優先沉積在低壓腔309的下部，因此雜質進入靜渦盤2和動渦盤15組成的泵體壓縮腔的概率很小，可大大降低因雜質進入而導致泵體損傷的風險。

可選地，在本實施例中，壓縮機還包括上支架11和下支架13。上支架11和下支架13設有貫通的通孔，以供軸承機構穿過。

上支架11與靜渦盤2的低壓側202連接固定。具體而言，螺栓29穿過上支架11上設置螺栓通孔及靜渦盤2上設置的螺紋孔2015以使上支架11與靜渦盤2的低壓側202連接固定。

下支架13通過電機定子12與上支架11連接固定。具體而言，在本實施例中，上支架11包括與靜渦盤2連接固定的第一側及與第一側相背的第二側。上支架11的第二側上設置有多個上支架凸臺1105。各上支架凸臺1105設置有螺紋孔1106。可選地，上支架11包括四個所述螺栓通孔1106，四個所述螺栓通孔1106的中心連線形成正方形形狀，本發明不限於此。電機定子12設置有與螺紋孔1106對應的多個第一螺栓通孔。下支架13設置有與螺紋孔1106對應的多個第二螺栓通孔。螺栓35穿過第二螺栓通孔、第一螺栓通孔及螺紋孔1106以將上支架11、電機定子12及下支架13連接固定。優選地，上支架11、電機定子12、下支架13懸掛於靜渦盤2的低壓側，並與殼體3無接觸部分。

上支架11、電機定子12、下支架13安裝在一起之後吊裝在靜渦盤2上，上支架11、電機定子12、下支架13與殼體3不接觸，可避免壓縮機運轉時電機與傳動機構產生的振動及噪聲直接通過殼體3傳出，從而能夠改善整機的振動與噪音性能。由於取消了電機定子12與殼體3的過盈配合，可放寬對殼體3和電機定子12的零件精度要求，因此可以降低生產成本。此外，該安裝結構還可實現在壓縮機裝配過程中對內部所有零件的可視化檢查，能夠降低裝配作業時的誤操作機率。因此，該安裝結構可以優化壓縮機的零件加工和裝配方式，有利於降低生產成本。

可選地，動渦盤15背向靜渦盤2的一側設置有軸承孔。一動盤軸承16設置在軸承孔內。上支架11和動渦盤15之間還設置有耐磨墊片14。壓縮機還可以包括一上軸承17及一下軸承18，上軸承17及一下軸承18分別套接偏心曲軸19的兩端。偏心曲軸19向動渦盤15提供旋轉力。

進一步地，結合上述各附圖並繼續參見圖17及圖18。圖17示出了根據本發明另一實施例的上支架-電機機構-下支架裝配剖面圖。圖18為圖17中的局部視圖t。壓縮機還可以包括導柱36。螺栓35穿過導柱36，使得導柱36位於螺栓35和電機定子12的第一螺栓通孔的內壁之間。導柱36與第一螺栓通孔過盈裝配。導柱36的一端抵接上支架11，導柱36的另一端抵接下支架11。由此，可解決因電機定子12兩端面平行度不良或者電機定子12端面平面度不良而進一步導致的上、下支架軸承孔的同軸度不良問題，從而能夠提高上、下軸承的裝配精度，進而提高壓縮機的效率。優選地，導柱36的軸向長度大於第一螺栓通孔的軸向長度。具體而言，導柱36兩端平整抵接上下支架，且使得電機定子12與上下支架之間留有一定距離。

下面結合圖19至圖22描述本發明提供的又一實施例的壓縮機。圖19示出了根據本發明又一實施例的壓縮機殼體內部件的立體圖。圖20示出了根據本發明又一實施例的壓縮機剖面圖。圖21為圖20的局部視圖o。圖22示出了根據本發明又一實施例的接線柱的立體圖。

與前述的壓縮機類似，本實施例中，壓縮機包括殼體3、壓縮機構及電機機構。殼體3具有第一開口。壓縮機構包括靜渦盤2及動渦盤3。靜渦盤2的低壓側202與殼體3的第一開口相對以形成一容置空間。電機機構包括位於容置空間內的電機轉子和電機定子12。電機定子12通過上支架11與靜渦盤2連接固定。

在本實施例中，電機定子12通過電機引出線1201連接至接線柱21，並通過靜盤接線通孔2106和殼體接線通孔3010連接至控制器腔302內的電控部件。接線柱21位於殼體3內壁和電機定子12的外壁之間，並遠離油池31(也就是位於殼體3與靜渦盤2形成的容置空間頂部)。具體而言，接線柱21包括柱體2101和端板2102。端板2102上設有供柱體2101穿過的通孔。電機引出線1201包括與柱體2101電連接的端子1202以及包覆在端子1202外部的絕緣護罩1203。在絕緣護罩1203與端板2102之間的柱體2101的外部環繞著絕緣護套2104。絕緣護套2104的內徑小於柱體2101的直徑。可選地，接線柱21設置在所述靜渦盤2上。具體而言，靜渦盤2設有供接線柱21的柱體2101穿過的通孔，及環繞靜渦盤2供接線柱21的柱體2101穿過的通孔設置的朝向電機機構開口的凹槽。端板2102背離電機機構的表面與凹槽的底壁相接觸。可選地，還包括接線蓋板2105，接線蓋板2105罩在靜渦盤2背面所設的凹槽的端面，以保護接線柱21及連至控制器的導線。

在本實施例中，由於電機定子12與靜渦盤2連接固定，且接線柱21也與靜渦盤2連接固定，電機定子12與接線柱21之間的位置關係已經固定不變，並且靜渦盤2和殼體3尚未進行裝配，有充足的操作空間進行電機引出線1201與接線柱21的裝配。採用長度合適的引出線1201，確保引出線1201的長度剛好足夠將端子1202安裝在接線柱21的柱體2101上，引出線1201的長度幾乎沒有冗餘。在將端子1202安裝在接線柱21時先把絕緣護套2104套在柱體2101的外部，絕緣護套2104的內徑小於柱體2101的外徑，使絕緣護套2104的內孔與柱體2101外表面能夠緊密貼合。然後將端子1201安裝在柱體2101上並壓緊絕緣護罩1203使絕緣護套2104發生彈性變形，確保絕緣護罩1203與絕緣護套2104之間以及絕緣護套2104與端板2102之間緊密貼合。至此完成電機引出線1201與接線柱21的裝配。之後再將靜渦盤2和殼體3通過螺栓緊固安裝形成密閉的腔體。

靜渦盤2作為壓縮機的外殼的一部分，接線柱21安裝在靜渦盤2的內側。電機定子12通過上支架11上間接安裝在靜渦盤2上。該安裝方式的好處在於當靜渦盤2與殼體3安裝形成封閉腔之前就已經確定了電機引出線1201與接線柱21之間的裝配位置關係，並且在靜渦盤2與殼體3安裝形成封閉腔之後電機引出線1201與接線柱21之間的裝配位置關係不再發生變化。並且靜渦盤2與殼體3安裝形成封閉腔之前，可根據電機引出線1201和接線柱21的安裝點的位置精確計算電機引出線1201的長度，確保在電機引出線1201與接線柱21之間裝配完成後，引出線1201的長度沒有冗餘，也能使引出線1201的位置得到較好的固定，基本消除了壓縮機振動引起的電機引出線1201的晃動。電機引出線1201與周邊零件或者壓縮機殼體碰觸的可能性幾乎為零，大大提高了壓縮機的絕緣性和可靠性。並且在設計壓縮機殼體3以及電機引出線1201件時只需要預留必要的電氣安全間隙，有利於壓縮機的小型化。

由於接線柱21與電機引出線1201的安裝位置遠離油池，位於壓縮機內側的頂部，而壓縮機內如果存有包含潤滑油或微量水分及雜質的液態製冷劑，液態製冷劑先從壓縮機內側的底部開始積存，只有當液態製冷劑幾乎充滿壓縮機內腔時才會浸到接線柱21與電機引出線1201的連接部。因此，接線柱21與電機引出線1201安裝在壓縮機內側頂部比安裝在其它位置時，接線柱21與電機引出線1201的連接部浸到液態製冷劑裡的概率更小，壓縮機的絕緣性更好。

同時，由於電機引出線1201與接線柱21之間的裝配過程是在壓縮機外殼開放的環境中完成的，因此有著充足的操作空間，並且裝配作業全程可視化，能夠大大提高裝配與檢查作業的便利性，進而能降低作業中的誤操作機率，提高生產效率。

進一步地，由於接線柱21安裝在靜渦盤2的低壓側，而且壓縮機的內側壓力大於外部壓力，壓縮機的內外側壓差作用在接線柱端板2102並迫使端板2102貼緊靜渦盤2的凹槽內壁。接線柱21的密封件2103不需要對接線柱端板2102施加太大的壓力即可實現接線柱21與靜渦盤2的低壓側端面之間的較好密封。因此，相比於接線柱21從壓縮機外側安裝的安裝方式，接線柱21安裝在靜渦盤2的低壓側端面時，接線柱21與密封件2103的受力情況更好，對接線柱21以及密封件2103的強度要求不是很高，有利於相關零件的輕量化和低成本化。

此外，在電機引出線1201與接線柱21的連接部位增加絕緣防護裝置，其一是在引出線端子1202外部增加絕緣護罩1203，其二是在絕緣護罩1203與端板2102之間的接線柱柱體2101外部增加絕緣護套2104。這兩處絕緣防護裝置能進一步降低電機引出線1201與接線柱21的導電部分暴露在含有製冷劑、潤滑油及可能含有微量水分和雜質的環境中的可能性，從而提高壓縮機的絕緣性能。

具體而言，上述實施例描述了靜渦盤作為殼蓋部的接線柱連接方式。而在一些變化例中，殼蓋部為單獨的部件，殼蓋部與殼體形成容置空間，接線柱設置在該殼蓋部上。對應地，殼蓋部設有供接線柱的柱體穿過的通孔，及環繞殼蓋部供所述接線柱的柱體穿過的通孔設置的朝向電機機構開口的凹槽。端板背離電機機構的表面與凹槽的底壁相接觸。這些變化例皆在本發明的保護範圍內。

相比現有技術，本發明具有如下優勢：

1)由於接線柱安裝在壓縮機內部低壓側，而且壓縮機的內側壓力大於外部壓力，壓縮機的內外側壓差作用在接線柱端板並迫使端板貼緊殼蓋部的內壁。接線柱的密封件不需要對接線柱端板施加太大的壓力即可實現接線柱與靜渦盤的低壓側端面之間的較好密封。

2)接線柱安裝在低壓側時，接線柱與密封件的受力情況更好，對接線柱以及密封件的強度要求不是很高，有利於相關零件的輕量化和低成本化。

3)在電機引出線與接線柱的連接部位增加絕緣防護裝置，進一步降低電機引出線與接線柱的導電部分暴露在含有製冷劑、潤滑油及可能含有微量水分和雜質的環境中的可能性，從而提高壓縮機的絕緣性能。

以上具體地示出和描述了本發明的示例性實施方式。應該理解，本發明不限於所公開的實施方式，相反，本發明意圖涵蓋包含在所附權利要求範圍內的各種修改和等效置換。