[打印] [關(guān)閉] 發(fā)布時間：[2016-08-30 14:54]

　　智能驅(qū)動活塞式壓縮機技術(shù)創(chuàng)新

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　此發(fā)明是一種用于活塞往復(fù)式壓縮機傳動的智能驅(qū)動系統(tǒng)，涉及容積式活塞壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，該技術(shù)已申請專利。

　　背景技術(shù)

　　目前的容積式活塞壓縮機工作原理，大多是通過曲軸偏心旋轉(zhuǎn)推動活塞往復(fù)運動。活塞進(jìn)行壓縮氣體過程中，氣缸中的氣體壓力不斷升高，對活塞的反壓力不斷增大，而驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)的原動機，輸出的功率與扭矩是一個固定值，曲軸要在恒定功率輸入條件下，去克服活塞傳導(dǎo)的不斷升高的反作用力，必然會產(chǎn)生振動及能效低等很多缺陷;原動機恒扭矩的工作特性是不能適應(yīng)壓縮機工作需求的，急需一種能適應(yīng)壓縮氣體過程特征的智能驅(qū)動系統(tǒng)，來提高活塞式壓縮機的各項性能。

　　研發(fā)理念

　　1.人工智能與智能驅(qū)動系統(tǒng)的概念

　　壓縮機就是一個壓縮氣體的設(shè)備，與人工智能存在什么關(guān)聯(lián)呢?壓縮機的人工智能又會體現(xiàn)在哪里呢?其實我們用打氣筒給自行車車胎充氣，就是人工智能的一種體現(xiàn)，在打氣的進(jìn)氣過程中所需要的人力較小，所以可以快速提起打氣桿完成進(jìn)氣過程，壓縮排氣過程中氣體壓力逐步升高，必須加大力度進(jìn)行壓氣工作，這時下壓打氣桿的速度可以逐步減速;打氣過程的人工智能，就是可以隨著壓縮空氣所需的作用力進(jìn)行加力或減力工作，合理分配人工動力。

　　原動機驅(qū)動壓縮機工作，用驅(qū)動機械替代了人工，但原動機是恒定扭矩輸出帶動壓縮機工作的，原動機不具備人工智能所具備的加力或減力工作模式，更不能適應(yīng)壓縮機傳導(dǎo)的反作用力的變化，所以壓縮機與原動機都不具備人工智能。

　　智能驅(qū)動系統(tǒng)就是在壓縮機與原動機之間安裝一個模擬人工智能的驅(qū)動機構(gòu)，讓原動機的動力模式與壓縮機的工作模式相互匹配，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

　　2.智能驅(qū)動系統(tǒng)的加力與減力工作模式

　　以原動機直連驅(qū)動工作的壓縮機為例，壓縮機的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)一圈，活塞往復(fù)運動一次。驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)180°進(jìn)行進(jìn)氣工作，旋轉(zhuǎn)180°進(jìn)行壓縮排氣工作，原動機的功率分配也是180°進(jìn)行進(jìn)氣工作，180°進(jìn)行壓縮排氣工作，功率分配極不合理。智能驅(qū)動系統(tǒng)直接改變了以上工作模式，智能驅(qū)動系統(tǒng)可以根據(jù)壓縮機工作的功率需求來合理分配驅(qū)動功率。如智能驅(qū)動系統(tǒng)可以用驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)60°來進(jìn)行進(jìn)氣工作，用300°來進(jìn)行壓縮與排氣工作，用驅(qū)動軸轉(zhuǎn)角分配實現(xiàn)加力與減力工作模式。智能驅(qū)動系統(tǒng)改變了原動機的功率輸出模式，最大限度的適應(yīng)了壓縮機的功率需求模式。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　如圖1所示，智能驅(qū)動活塞式壓縮機由曲柄連桿機構(gòu)與轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器構(gòu)成。轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器由傳動曲軸、曲輪軸、轉(zhuǎn)輪與擺線輪組成，曲柄連桿機構(gòu)的曲軸與曲輪軸相互連接，傳動曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，曲輪軸帶動曲軸旋轉(zhuǎn)一圈。

　　轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器的工作原理

　　圖2是轉(zhuǎn)輪擺線驅(qū)動器的剖視圖，轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器由傳動曲軸、曲輪軸、擺線輪與轉(zhuǎn)輪組成。傳動曲軸安裝在機體的軸承座中，該傳動曲軸的軸頸安裝在擺線輪的偏心軸承滾道中，傳動曲軸旋轉(zhuǎn)，帶動擺線輪回旋自轉(zhuǎn)。擺線輪安裝在轉(zhuǎn)輪的偏心軸承滾道中，擺線輪受到轉(zhuǎn)輪運動軌跡的控制，將傳動曲軸的勻速旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閿[線輪的加速與減速運動。曲輪軸的軸頭安裝在擺線輪的偏心軸承滾道中，該曲輪軸在擺線輪的帶動下做加速與減速運動。

　　傳動曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，曲輪軸旋轉(zhuǎn)一圈，在旋轉(zhuǎn)一圈的過程中，傳動曲軸是勻速運動的，而曲輪軸是做加速與減速運動的。根據(jù)功率公式W = FV，傳動曲軸輸出的扭力是一個恒定值，曲輪軸輸出的扭力是一個變化值。

　　曲輪軸通過連桿帶動活塞進(jìn)行進(jìn)氣工作，曲輪軸做加速旋轉(zhuǎn)，速度增加扭力減小。活塞進(jìn)氣過程中所需的扭力相對較小，曲輪軸輸出的扭力減小，曲輪軸所輸出的扭力滿足了進(jìn)氣過程中的功率需求。曲輪軸做減速旋轉(zhuǎn)，速度減小扭力增強?；钊趬嚎s過程中受到的反作用力不斷增加，曲輪軸輸出的扭力也不斷增強，曲輪軸所輸出的扭力滿足了壓縮排氣過程中的功率需求。

　　圖3是轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器的工作原理示意圖

　　圖A的傳動曲軸與曲輪軸同步旋轉(zhuǎn)到360O，活塞位于上止點處。圖B的傳動曲軸旋轉(zhuǎn)到60O時，曲輪軸旋轉(zhuǎn)到180O，活塞位于下止點處。圖C的傳動曲軸位于90O時，曲輪軸旋轉(zhuǎn)到240O。圖D傳動曲軸位于180O時，曲輪軸旋轉(zhuǎn)到300O。通過圖3可以看出，當(dāng)傳動曲軸勻速旋轉(zhuǎn)時，擺線輪回旋自轉(zhuǎn)，帶動曲輪軸做加速與減速旋轉(zhuǎn)運動。

　　轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器的轉(zhuǎn)輪、擺線輪與傳動曲軸的偏心距離是相互制約的一種比例偏心距離。當(dāng)傳動曲軸與擺線輪的偏心距為定值時，轉(zhuǎn)輪偏心軸承滾道的圓心距離與傳動曲軸軸體的軸線距離，決定了傳動曲軸與擺線輪的旋轉(zhuǎn)角度差值。

　　轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器的工作模式就是將傳動曲軸輸入的恒定扭矩放大或減小。如傳動曲軸通過原動機輸入的扭矩是100N·m(1500r/min)，那么曲輪軸輸出的扭矩可以是25N·m~400N·m(1500r/min)，低值扭矩用來進(jìn)氣，高值扭矩用來壓縮排氣。

　　轉(zhuǎn)輪擺線智能驅(qū)動器與曲柄機構(gòu)的組合安裝結(jié)構(gòu)

　　圖4擺線輪與曲輪軸相互固定，曲輪軸上安裝有軸頸，結(jié)構(gòu)更加簡單。

　　圖5曲輪軸的軸體與擺線輪同心固定，該軸體安裝在轉(zhuǎn)輪的偏心軸承滾道中，結(jié)構(gòu)更加緊湊簡單。

　　有益效果

　　壓縮機的能效值是根據(jù)壓縮氣體的流量所需的功率數(shù)值決定的，同時我們可以通過能效數(shù)值表分析出活塞式壓縮機的能效極低，這也是活塞式壓縮機逐步被螺桿機替代的根本原因。該智能驅(qū)動技術(shù)在活塞壓縮機技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，能最大限度的提高活塞式壓縮機的工作能效，必會將活塞壓縮機的能效標(biāo)準(zhǔn)提高到一個全新標(biāo)準(zhǔn)。智能驅(qū)動技術(shù)將賦予活塞式壓縮機的新生，整個活塞式壓縮機行業(yè)將迎來徹底的顛覆性技術(shù)革命。