中國發(fā)展新能源汽車，強調(diào)“純電驅(qū)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(xù)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(huán)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(guān)技術(shù)換代予以介紹，供同行參考。

一、商業(yè)車(運營客車)對空壓機的技術(shù)提出更高的要求

2017年3月7日，交通運輸部發(fā)布“關(guān)于貫徹落實交通運輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《營運客車安全技術(shù)條件》(JT/T 1094-2016)(簡稱JT/T 1094標(biāo)準(zhǔn))的通知”，明確了該標(biāo)準(zhǔn)將于今年4月1日起正式實施。

JT/T 1094標(biāo)準(zhǔn)在制動系方面，提出車長大于9米的營運客車，所有車輪應(yīng)安裝盤式制動器，采用氣壓制動系統(tǒng)的營運客車，行車制動管路內(nèi)工作氣壓應(yīng)大于等于1000kpa，即為10公斤。

JT/T 1094標(biāo)準(zhǔn)對行車制動管路內(nèi)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(dǎo)致消耗更多的能量。工作氣壓源于空壓機。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(jié)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(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。進去的氣體的是自然態(tài)，出來的有一定密度的壓縮空氣，再送到儲氣罐里，再形成高于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

活塞的往復(fù)運動是由電動機帶動的曲柄曲柄的旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)化為活塞滑動的往復(fù)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(nèi)作往復(fù)運動的活塞向右移動時，氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力p a ，吸氣閥開啟，外界空氣吸入缸內(nèi)。

②排氣過程: 當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出空氣管道內(nèi)壓力 p 后，排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi)。

按氣缸的配置方式分有立式、臥式、角度式、對稱平衡式和對置式幾種。按壓縮級數(shù)可分為單級式、雙級式和多級式三種。按設(shè)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(guān)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

一臺根據(jù)雙螺桿(也稱陰陽轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)動使氣體產(chǎn)生容積變化的工作原理設(shè)計的機器，它能把自然空氣吸入再經(jīng)過內(nèi)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(qū)動壓縮機，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運動，引起氣缸容積變化。由於氣缸內(nèi)壓力的變化，通過進氣閥使空氣經(jīng)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(jīng)過排氣閥的作用，經(jīng)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(zhuǎn)子的槽中，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子相對于氣缸呈偏心式運轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)節(jié)器；3：轉(zhuǎn)子；4：定子；5：滑片；6：壓縮腔；7：壓縮空氣；8：有系統(tǒng)；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(zhuǎn)子和定子組成，其中轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子在定子中偏心放置。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片在離心力作用下甩出并與定子通過油膜緊密接觸，相鄰兩個滑片與定子內(nèi)壁間形成一個封閉的空氣腔-壓縮腔。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jīng)由過濾器被吸入壓縮腔，并與噴入主機內(nèi)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，之后油氣混合物通過排氣口排出。實際產(chǎn)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(yīng)新能源商業(yè)車

通過上面介紹和分析，滑片式壓縮機更適應(yīng)新能源商業(yè)車，其主要理由經(jīng)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(biāo)：

①滑片式壓縮機只有1個轉(zhuǎn)子是運動部件，使用壽命超過10萬小時；

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

③單一回轉(zhuǎn)運動，滑片沒有幾乎磨損，內(nèi)泄漏可能性極小，對環(huán)境的友好性

④滑片式壓縮機結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝，日常維護工作量少，對生產(chǎn)廠家依賴度低。

⑤國內(nèi)的產(chǎn)品經(jīng)，排出的空氣含油量小于1·5ppm，空氣純凈度高。

總之，新能源汽車發(fā)展，不僅要求大三電(電池、電機、電控)總成件，提高技術(shù)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(yīng)新能源商業(yè)車，其原理正確，優(yōu)點突出，節(jié)能明顯，環(huán)保性更佳。