燃料电池车用双驱动无油螺杆压缩机设计与试验研究
2021-04-22
流体机械 2021年3期
(西安交通大学,西安 710049)
0 引言
作为燃料电池汽车系统重要设备之一,空气压缩机需具备的核心功能是为燃料电池系统提供无油的压缩空气,进而保证氢燃料电池系统持续健康地发生电化学反应而输出电能[1]。螺杆压缩机作为燃料电池车用空气压缩机的一种,具有结构简单、可运行工况范围广、维护周期长等优点。因此,在各类型燃料电池车用压缩机中,螺杆压缩机得到了各个国家相关机构广泛的研究并成为燃料电池汽车空气压缩机的首选机型之一[2-4]。为了满足燃料电池系统对空气压缩机提出的无油条件,螺杆压缩机常使用同步齿轮来保证阴阳转子啮合而不发生接触和无油润滑,轴承采取脂润滑的方式尽可能满足无油润滑。但是无油螺杆压缩机无法避免同步齿轮的使用,在螺杆压缩机的部分运行工况,同步齿轮腔的润滑油依然有可能泄漏至转子腔造成压缩空气被污染。因此,避免同步齿轮腔润滑油泄漏至转子腔是双螺杆压缩机需要解决的核心问题。
近年来,我国通过863等科技计划支持国内研发机构与企业合作开展燃料电池关键技术攻关。邢子文等[5-7]对燃料电池空气压缩机与其产品的设计和开发做了深入研究,开发出了燃料电池汽车供气系统用的LG300无油螺杆空气压缩机等多款机型,为实现压缩空气的无油和冷却以及转子啮合间隙的密封,压缩机设计为喷水式转子工作腔。西安交通大学开发出用于30 kW燃料电池的无油螺杆压缩机,通过上海重塑科技集成后,在东风汽车的燃料电池物流车上批量装车运行。……
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