主要燃料电池汽车厂商空压机类型对比
全球各大燃料电池汽车生产商为空气供应系统选择的空压机类型也不尽相同。比如丰田2002款FCHV和2008款FCHV-adv燃料电池汽车搭载了涡旋式空压机，Mirai燃料电池汽车搭载六叶螺旋罗茨式空压机。本田公司Clarity燃料电池汽车用两级电动离心式空压机取代了螺杆式空压机。戴姆勒旗下xinGLC F-Cell燃料电池汽车采用离心式空压机，而在前几代中，A-class采取螺杆式空压机和膨胀机结合的形式，B-Class和F-Class采用螺杆式空压机。
各类空压机对比
虽然燃料电池用空压机的设计方法与传统内燃机增压器相似，但两者在使用环境、工作范围和要求上有着较大差别。燃料电池用空压机需要满足无油、低噪声、低成本、小型化、工作范围宽、动态响应快等特点。某种程度上，燃料电池用空压机代表了空气压缩机行业的高水ping，涉及到空气动力学、传热学、流体力学、机械、电子、材料、电控和NVH等众多学科。上表为几种燃料电池用空压机的简单对比。可以发现，各型空压机均有其特有的优点和缺点，离心式空压机综合评分高。下面将从离心式空压机开始，依次从动图出发介绍各型空压机。
1. 离心式空压机
离心式空压机在功率密度、效率和噪声等方面具有hao的总体效果，被视为未来有前途的空气压缩方式之一。主要工作原理为通过叶轮对气体做功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转化为气体的压力能。据相关资料显示，从目前国内外燃料电池空压机的开发方向来看，离心式空压机将是今后的主流方向。目前，本田公司旗下Clarity和现代公司旗下ix35燃料电池汽车使用的正是离心式空压机。注意，本田公司旗下Clarity燃料电池汽车采用的是两级电动增压方式。
离心式空压机工作原理动态图一
离心式空压机工作原理动态图二
离心式空压机工作原理动态图三
离心式空压机叶轮
本田Clarity燃料电池两级电动增压
离心空压机也有一些缺点，比如不适合气体流量太小及压比过高的场合，工作区较窄，经济性较差，效率较低等。如下图所示，传统内燃机动力系统匹配空压机往往工作在中等流量范围，工作范围较大；燃料电池用空压机工作范围窄且靠近喘振边界。据相关资料显示，离心式空压机与涡轮机的搭配可能成为燃料电池用空压机未来发展的主要趋势，比如博格华纳(BorgWarner)开发的FCAS涡轮增压空压机。
传统内燃机与燃料电池用空压机工作范围对比
博格华纳涡轮增压空压机
2. 螺杆式空压机
螺杆式空压机可分为单螺杆式和双螺杆式。螺杆式空压机在汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子，两转子都有几个凹形齿，两者互相反向旋转。主转子又称阳转子或凸转子，通过发动机或电动机驱动，另一转子称阴转子或凹转子，由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。驱动过程中理论上没有金属接触。通用汽车和戴姆勒旗下燃料电池汽车层搭载过螺杆式空压机。
单螺杆式空压机工作原理动态图
双螺杆式空压机工作原理动态图一
双螺杆式空压机工作原理动态图二
双螺杆式空压机工作原理动态图三
注意，戴姆勒旗下燃料电池汽车GLC F-CELL已经用电动增压器(离心式)取代了传统的螺杆式压缩机。
3. 罗茨式空压机
罗茨式空压机属于容积回转压缩机，这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积，在转子回转过程找那个从吸气口带走气体，当移到排气口附件与排气口相连通的瞬时间，因有较高压力的气体回流，此时工作容积中的压力突然升高，然后将气体输送到排气通道。两转子互不接触，靠严密控制的间隙实现密封，故排出的气体不受润滑油污染。
罗茨式空压机叶轮形状
罗茨式空压机工作原理动态图一
罗茨式空压机工作原理分解
罗茨式空压机工作原理动态图二
丰田公司旗下Mirai燃料电池汽车搭载了全新开发的六叶螺旋罗茨式空压机。与传统罗茨式空压机中叶轮与轴向平行不同，丰田纺织开发的罗茨式空压机，叶轮呈现螺旋形状。上汽集团开发的燃料电池汽车也层搭载过罗茨式空压机。罗茨式空压机的优势主要有：转速较低，不必使用结构复杂的空气轴承；运行区较宽；技术相对成熟。
Mirai六叶螺旋罗茨式空压机
4. 涡旋式空压机
涡旋式空压机由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成的可压缩容积压缩机，由两个双函数方程型线的动、静涡盘相互咬合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中，静盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静盘的外围，随着偏心轴的旋转，气体在动静盘噬合所组成的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，然后由静盘中心部件的轴向孔连续排出。
涡旋式空压机转子
涡旋式空压机工作原理动态图一
涡旋式空压机工作原理动态图二
丰田公司在2002版FCHV和2008版FCHV-adv燃料电池汽车上均曾搭载了涡旋式空压机。
5. 往复式空压机
往复式空压机通过气缸内活塞或隔膜的往复运动使刚体容积周期变化并实现气体增压和输送，属于容积型空压机。根据往复运动的构件分为活塞式和隔膜式空压机。
活塞式空压机动态图一
优点：1.热效率高、单位耗电量少；2.加工方便，对材料要求低，造价低廉；3.装置简单；4.设计、生产早，制造技术成熟；5.应用范围广。
缺点：1.运动部件多，结构复杂，检修工作量大；2.转速受限制；3.活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快；4.噪音大；5.控制系统的落后，不适应连锁控制和无人值守的需要。
焕能科技离心机余热回收系统，已在食品、制药、钢铁厂、造船厂得到广泛使用，通过回收高温压缩空气热量，转化产出热水，稳定供给全厂员工生活热水，以及办公区和宿舍供暖。在石油化工、食品、制药、造船等工厂内，压缩空气需求量大，空压机房一般都使用，大型离心空气压缩机，才能稳定供应全厂压缩空气。而大型离心空压机耗电量高，维护、运行费用投入大，压缩空气制造成本相对较高。
离心机冷却系统分风冷和水冷，风冷系统投入很大，大多选用水冷却塔。离心机冷却塔冷却高温空气，存在两个方面的弊端：
焕能科技离心机余热回收系统，已在食品、制药、钢铁厂、造船厂得到广泛使用，通过回收高温压缩空气热量，转化产出热水，稳定供给全厂员工生活热水，以及办公区和宿舍供暖。
空压机是气源装置中的主体，它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置,是利用空气压缩原理制成超过大气压力的压缩空气的机械。空压机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机，速度式压缩机，容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力;速度式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。那么，空压机常见的故障该如何进行排除呢?
想要排除空压机常见的故障应注意以下几个方面的问题：
一、在空压机操作前，应该注意以下几个问题：1、保持油池中润滑油在标尺范围内，空压机操作前应检查注油器内的油量不应低于刻度线值。2、检查各运动部位是否灵活，各联接部位是否紧固，润滑系统是否正常，电机及电器控制设备是否安全可靠。3、空压机操作前应检查防护装置及安全附件是否完好齐全。4、检查排气管路是否畅通。5、接通水源，打开各进水阀，使冷却水畅通。
二、空压机操作时应注意长期停用后首次起动前，必须盘车检查，注意有无撞击、卡住或响声异常等现象。
三、机械必须在无载荷状态下起动，待空载运转情况正常后，再逐步使空压机进入负荷运转。
四、空压机操作时,正常运转后，应经常注意各种仪表读数，并随时予以调整。
五、空压机操作中，还应检查下列情况：1、电动机温度是否正常，各电表读数是否在规定的范围内。2、各机件运行声音是否正常。3、吸气阀盖是否发热，阀的声音是否正常。4、空压机各种安全防护设备是否可靠。
六、空压机操作2小时后，需将油水分离器、中间冷却器、后冷却器内的油水排放一次，储风桶内油水每班排放一次。
七、空压机操作中发现下列情况时，应立即停车，查明原因，并予以排除。1、润滑油终断或冷却水终断。2、水温突然升高或下降。3、排气压力突然升高，安全阀失灵。4、负荷突然超出正常值。5、机械响声异常。6、电动机或电器设备等出现异常。
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