讓新能源汽車更節能，車載空壓機需要更新換代

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，而用戶對一次持續里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，再送到儲氣罐里，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、螺桿空壓機、滑片式空壓機等。

(1)活塞式空壓機的工作原理

活塞的往複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複運動。

1：排氣閥; 2 :氣缸; 3:活塞; 4:活塞桿; 5:滑塊; 6:連桿; 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: 在氣缸內作往複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 后，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、卧式、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)螺桿式單級壓縮空壓機工作原理

一台根據雙螺桿(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，此機器謂螺桿式空氣壓縮機。 見圖3。

圖3螺桿式單級壓縮空壓機工作原理

由電動機直接驅動壓縮機，使曲軸產生旋轉運動，帶動連桿使活塞產生往複運動，引起氣缸容積變化。由於氣缸內壓力的變化，通過進氣閥使空氣經過空氣濾清器(消聲器)進入氣缸，在壓縮行程中，由於氣缸容積的縮小，壓縮空氣經過排氣閥的作用，經排氣管，單向閥(止回閥)進入儲氣罐。常見車用螺桿式單級壓縮空壓見圖3。

圖3 常見車用螺桿式單級壓縮空壓機

(3)滑片空壓機的工作原理

滑片安裝在轉子的槽中，旋轉的轉子相對於氣缸呈偏心式運轉，通過離心力將滑片推至氣缸壁，在缸壁反作用力下，滑片又原至初始位置。轉子運動起來后，滑片與氣缸之間容積不斷減少，完成了空氣的壓縮過程。實際上，轉子嵌入5個以上的滑片。工作原理見圖4。

圖4 滑片空壓機的工作原理

1:空氣過濾器；2：吸氣調節器；3：轉子；4：定子；5：滑片；6：壓縮腔；7：壓縮空氣；8：有系統；9：油膜;10:油/氣分離器芯；11：冷卻器；12：油濾清器；13：最小壓力閥

車用滑片式壓縮機外形見(圖5)，主要由轉子和定子組成，其中轉子上開有縱向的滑槽，滑片在其中自由滑動；定子為一個氣缸，轉子在定子中偏心放置。當轉子旋轉時，滑片在離心力作用下甩出並與定子通過油膜緊密接觸，相鄰兩個滑片與定子內壁間形成一個封閉的空氣腔-壓縮腔。轉子轉動時，壓縮腔的體積隨著滑片滑出量的大小而變化。在吸氣過程中，空氣經由過濾器被吸入壓縮腔，並與噴入主機內的潤滑油混合。在壓縮過程中，壓縮腔的體積逐漸縮小，壓力逐漸升高，之後油氣混合物通過排氣口排出。實際產品見圖5 。

圖5 車用滑片式壓縮機外形

三、滑片式壓縮機更適應新能源商業車

通過上面介紹和分析，滑片式壓縮機更適應新能源商業車，其主要理由經久耐用，壽命長；無軸向受力、運行噪音低；外圍控制管路少、集成度高。外型尺寸小，重心低。具體指標：

①滑片式壓縮機只有1個轉子是運動部件，使用壽命超過10萬小時；

②滑片式壓縮機轉速為1480轉/分鐘，是低速電機即可，對整車平衡型貢獻度高。

③單一迴轉運動，滑片沒有幾乎磨損，內泄漏可能性極小，對環境的友好性

④滑片式壓縮機結構緊湊，便於安裝，日常維護工作量少，對生產廠家依賴度低。

⑤國內的產品經，排出的空氣含油量小於1·5ppm，空氣純凈度高。

總之，新能源汽車發展，不僅要求大三電(電池、電機、電控)總成件，提高技術含量，同時要求象空壓機高能耗的總成件，也要與時俱進。不同空壓機，有不同用途，但是車用空壓機有自己的特點，目前滑片式壓縮機更適應新能源商業車，其原理正確，優點突出，節能明顯，環保性更佳。