无油涡旋压缩机因具备提供洁净、无污染的气源,同时满足结构简单、重量轻与低噪声等特点而被广泛应用。但由于无油涡旋压缩机在高压压缩过程中排气温度过高,导致涡旋齿不同位置变形差异过大,不能有效应用于高压制动气泵上。为此,本文以某公司无油涡旋制动气泵研发项目为背景,设计一种三级无油涡旋制动气泵,能为汽车制动装置提供小排量高压制动气源,开展的研究工作如下:1.为解决高压压缩带来排气温度高的问题,对比分析单、双级涡旋制动气泵设计方案的优劣,提出一种新型的三级无油涡旋制动气泵设计方案。2.设计一种新型的高压无油涡旋盘。该涡旋盘能在单对涡旋盘上实现两级气体压缩,并在一、二级压缩之间设置了气体冷却过程。依据等压比分配原则,设计了高压无油涡旋型线,确定了高压涡旋型线方程,证明了该型线能实现正确啮合,并在高压压缩过程中能有效降低排气温度50%以上,符合涡旋盘的设计要求。3.为确定冷却后气体温度,对级间冷却过程气体进行理论分析。依据定压冷却原则,建立冷却过程气体能量守恒微分方程,推导出冷却水相关公式,证明了给定质量的冷却水能够实现气体定压冷却,推导出涡旋齿相关公式,以改进涡旋盘设计。4.三级无油涡旋制动气泵参数与结构设计。根据涡旋制动气泵技术指标,对关键零部件的参数进行分析与计算,并结合涡旋压缩机的设计和加工经验,运用SolidWorks软件进一步对涡旋制动气泵进行结构设计,从而完成整体机型的设计。