摘要：隨著科技的進步以及國家政策的引導(dǎo)，新能源汽車最近幾年突飛猛進。目前大多數(shù)的新能源車，如純電動客車、純電動物流車、純電動洗掃車等都采用氣壓制動系統(tǒng)及氣動門控系統(tǒng)。電動空氣壓縮機為整車氣壓制動系統(tǒng)及其他輔助用氣系統(tǒng)提供氣源，是電動汽車車必不可少的關(guān)鍵零部件之一。目前車載空氣壓縮機主要有四種：活塞式空壓機、螺桿式空壓機、滑片式空壓機、渦旋空壓機。四種產(chǎn)品各有優(yōu)缺點，與活塞式、螺桿式相比，滑片式空壓機憑借其超長的壽命、良好的可靠性、優(yōu)異的排氣質(zhì)量、最高的效率和最少的維護量占有著全方位的優(yōu)勢

關(guān)鍵詞：新能源汽車；滑片式空氣壓縮機

1.滑片式空氣壓縮機的在新能源汽車上的應(yīng)用：

滑片式空氣壓縮機是提供氣源動力的設(shè)備，它是將原始的機械能或者電能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。在傳統(tǒng)燃料汽車中，發(fā)動機通過齒輪嚙合帶動空氣壓縮機運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生壓縮空氣驅(qū)動氣動執(zhí)行元件。純電動汽車取消了發(fā)動機，空氣壓縮機必須電機化由電池驅(qū)動，輸出的壓縮空氣主要用于剎車系統(tǒng)，門泵和離合器分泵，空氣懸架等。

當車載儲氣瓶中的壓力不足時，車載控制器發(fā)出開關(guān)指令后電源接通，滑片式空氣壓縮機開始運轉(zhuǎn)。當車載儲氣瓶中的壓力達到額定的壓力時，車載控制器發(fā)出開關(guān)指令后電源斷開，空壓機停止工作。剎車系統(tǒng)的最低壓力設(shè)置一般為5.5bar，最高壓力為8-10bar，低于前者控制器發(fā)出指令空壓機開啟供氣，高于后者則空壓機關(guān)閉停止供氣。這兩個數(shù)值設(shè)定是根據(jù)剎車系統(tǒng)的實際需要在控制器中預(yù)先設(shè)置的。

2.滑片式空氣壓縮機的原理：

滑片式空壓機是唯一采用接觸密封的回轉(zhuǎn)式空壓機，主要由電機、機殼、轉(zhuǎn)子、定子、滑片等主要部件組成，轉(zhuǎn)子外表面與氣缸內(nèi)表呈圓形，轉(zhuǎn)子偏心的安裝在氣缸內(nèi)，轉(zhuǎn)子上開有若干滑片槽，每個槽中裝有自由滑動的滑片，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片受離心力的作用從槽中甩出，其端部緊貼在氣缸內(nèi)表面上，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，壓縮室的容積隨滑片的滑出量而變化。

在吸氣過程中，空氣經(jīng)由空氣過濾器及進氣調(diào)節(jié)比例閥而吸入，該調(diào)節(jié)閥主要根據(jù)排氣壓力而控制進氣量?；娇諝鈮嚎s機中有高效的潤滑系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于滑片式空壓機的潤滑和降溫，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)過程中，潤滑油在氣缸壁上形成的一層薄薄的油膜可以防止金屬部件之間直接接觸而造成磨損?；谶\行時依靠離心力被甩出，而定子中噴入的潤滑油使滑片與定子之間產(chǎn)生了一層油膜，它主要起密封作用，防止氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)回流，有效防止滑片與轉(zhuǎn)子間隙漏氣導(dǎo)致的內(nèi)泄露問題。在壓縮過程中，壓縮機轉(zhuǎn)子的滑片與氣缸之間容積不斷減少，壓縮后的油氣混合氣經(jīng)迷宮后實現(xiàn)一次機械分離除掉油氣混合物內(nèi)99%的潤滑油，然后再經(jīng)過油氣分離濾芯進行二次過濾分離，使壓縮空氣中含油量低至2PPM，最終排出潔凈的壓縮氣體。隨著轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，氣體的不斷壓縮，當機頭的內(nèi)部溫度達到84度左右時，機頭部位與冷凝器向聯(lián)通的溫度控制閥自動打開，潤滑油流進冷凝器中，使得泵腔內(nèi)的溫度始終不高于110度。

3.滑片式空壓機的優(yōu)勢：

1.穩(wěn)定可靠，使用壽命長：滑片式壓縮機屬于主動型密封，滑片長時間運行后雖然會有一定的磨損，但滑片是主動甩向定子的，能自動補償，所以滑片式壓縮機容積效率始終如一，使用壽命在10萬小時以上。

2.體積小，重量輕：滑片式空氣壓縮機采用全鋁殼體，重量較輕。整機外形很簡單，幾乎看不到任何備件。它使用空氣過濾器，進氣閥，油分離器，安全閥，最小壓力閥，機油濾清器，溫控旁通閥，回流閥等部件均以模塊的形式集中在模塊中。轉(zhuǎn)動部件采用滑動軸承，由于沒有軸向力，不需要推力軸承總成體積小且易拆卸，方便后期的維護保養(yǎng)。

3.電機轉(zhuǎn)速低，傳動效率高：滑片式空氣壓縮機采用電機與泵頭通過彈性聯(lián)軸器直連的方式聯(lián)結(jié)，保證了99%以上的傳動效率。

4.運行平穩(wěn)，噪音低：回轉(zhuǎn)壓縮機的噪音主要源于機頭內(nèi)部的氣體泄漏。采用接觸密封的滑片壓縮機有效的阻止了內(nèi)泄漏，所以噪音比其他類型壓縮機要小，一般不需要隔音裝置。

4.滑片式空壓機的選型：

滑片式壓縮機排氣量一般在0.3～40m3/min，選配空壓機的步驟是：先確定工作壓力，再定相應(yīng)容積流量。

壓力選型，首先要確定用氣端所需要的工作壓力，加上1-2 bar的余量，再選擇空壓機的壓力，（該余量是考慮從空壓機安裝地點到實際用氣端管路距離的壓力損失，根據(jù)距離的長短在1-2 bar之間適當考慮壓力余量）。當然，管路通徑的大小和轉(zhuǎn)彎點的多少也是影響壓力損失的因素，管路通徑越大且轉(zhuǎn)彎點越少，則壓力損失越??；反之，則壓力損失就越大。因此，當空壓機與各用氣端管路之間距離太遠時，應(yīng)適當放大主管路的通徑。如果環(huán)境條件符合空壓機的安裝要求且工況允許的話，可在用氣端就近安裝。

容積流量選型，在選擇空壓機容積流量時，應(yīng)先了解所有的用氣設(shè)備的容積流量，把流量的總數(shù)乘以1.2（即放大20%余量）；在功率不變的情況下，當轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，容積流量和工作壓力也相應(yīng)發(fā)生變化；例如：一臺22KW的空壓機，在制造時確定工作壓力為7bar，根據(jù)壓縮機主機技術(shù)曲線計算轉(zhuǎn)速，排氣量為3.8 m3/min。當確定工作壓力為8bar時，轉(zhuǎn)速必須降低（否則驅(qū)動電機會超負荷），這時，排氣量為3.6 m3/min；因為，轉(zhuǎn)速降低了，排氣也相應(yīng)減少了，依此類推。功率的選型是在滿足工作壓力和容積流量的條件下，供電容量能滿足所匹配驅(qū)動電機的使用功率即可。

5.滑片式空壓機的維護保養(yǎng)及注意事項：

車輛初期運行5000公里，須首次更換機油，后續(xù)每運行20000～30000公里或1年必須更換機油（以先到為準）。車輛運行過程中應(yīng)每5000公里或一個半月通過油鏡或油尺檢查機油的清潔度及機油高度。若因運營環(huán)境惡劣導(dǎo)致機油未到維護抑里程提前污濁必須及時更換機油，若油位下降到油鏡中心紅點以下（油尺下限）時.應(yīng)及時加油。車輛每運行5000公里或一個半月，應(yīng)拆開空濾蓋，取出其中濾芯，清理灰塵。每運行60000公里必須更換空壓機空氣濾芯。

由于滑片式空氣壓縮機利用空壓機油進行潤滑和冷卻，反轉(zhuǎn)后油循環(huán)無法建立，會引起泵頭高溫跳機或拉缸卡死故障。因此恢復(fù)運轉(zhuǎn)時，必須確保電機旋向與“旋向標識”方向一致，避免造成反轉(zhuǎn)。壓縮機不能在高于銘牌規(guī)定的排氣壓力下工作，否則電動機會過載，導(dǎo)致電動機和壓縮機損壞。整機搬運時不許將受力點作用在主機和電機上，應(yīng)將受力點作用在安裝底座上。搬運時小心不要磕碰。加油通過觀察窗或油尺檢查油位高低。若油不夠，應(yīng)及時加油。

6.常見故障與分析：

基于目前的科技水平，絕大多數(shù)的滑片式空氣壓縮機都是需要靠潤滑油來潤滑和降溫的，基于目前整車廠的問題反饋以及多年的滑片式空氣壓縮機行業(yè)經(jīng)驗，潤滑油的乳化問題是最常見的。潤滑油的乳化是指潤滑油出現(xiàn)了乳黃色、乳白色的現(xiàn)象，看起來像酸奶，還有少許的泡泡，實質(zhì)上是潤滑油發(fā)生了化學(xué)變化。發(fā)生乳化的潤滑油則無法實現(xiàn)正常的潤滑和降溫作用，導(dǎo)致空壓機的滑片與轉(zhuǎn)子間無法形成油膜，導(dǎo)致內(nèi)泄露增大，排氣量不足，潤滑不夠?qū)е禄娇諝鈮嚎s的磨損加大，嚴重的情況會導(dǎo)致葉片無法正常甩出，導(dǎo)致無法排氣，潤滑油無法正常流動導(dǎo)致機頭溫度過高，出現(xiàn)空壓機高溫跳機而停止工作。潤滑油出現(xiàn)乳化，一般是混入了不相容的液體，也就是水。

解決潤滑油乳化問題的方案：1.減少壓縮空氣過程中冷凝水的產(chǎn)生

（1）優(yōu)化滑片式空壓機的內(nèi)部構(gòu)造：

a、在泵頭與冷凝器之間增加溫控閥，設(shè)置開啟溫度為80℃，使得泵腔內(nèi)部溫度得到有效交換恒定的同時，確保潤滑油溫度始終大于露點溫度，不至于有一定濕度的高溫高密度的壓縮氣體中的水分接觸到低溫的潤滑油液面時而凝析。

b、在泵頭中內(nèi)置卸荷閥：開機時卸荷閥處于打開狀態(tài)，使部分壓縮空氣回流到吸氣口，形成內(nèi)循環(huán)，快速建立壓力和提高溫度，減少壓縮氣體析出冷凝水的程度；關(guān)機時卸荷閥處于關(guān)閉狀態(tài)，使得泵腔與出氣口快速聯(lián)通放出內(nèi)腔的高壓氣體，杜絕壓縮氣體在泵腔內(nèi)析出冷凝水。

（2）優(yōu)化新能源汽車的控制方案：

在控制器中設(shè)置首次開機連續(xù)運行10分鐘，使空壓機內(nèi)腔溫度迅速升高至露點溫度之上（23～75 ℃），以后5-8分鐘在氣壓降至0.55bar時補氣1.5分鐘，溫度上升10 ℃左右，可以使停機過程中下降的溫度得以彌補，保持在80 ℃度左右，就可以保證沒有冷凝水的析出。

2.提高潤滑油的抗乳化性能：與專業(yè)的潤滑油生產(chǎn)企業(yè)進行合作，在潤滑油中假如適量的抗乳化因子，研制一款專門針隊滑片式空氣壓縮機用的具備良好的抗乳化性能的潤滑油。

參考文獻

[1]楊富林，王鈞，吳泰. JB/T4253-2013一般用噴油滑片空氣壓縮機.機械工業(yè)出版社

[2]郁永章. 容積式壓縮機技術(shù)手冊.機械工業(yè)出版社

作者簡介：孫利杰（1983.10），男，漢族，山西長治人，中級工程師，本科，大連德潤電動汽車科技有限公司，研究方向：新能源汽車的剎車與助力轉(zhuǎn)向。

（作者單位：大連德潤電動汽車科技有限公司）