CN101201046B - 可变排量压缩机 - Google Patents

Abstract

公开一种可变排量压缩机，所述压缩机从吸入压力区吸取制冷剂并将制冷剂排到排出压力区，并基于控制压力室中的压力来控制排量。压缩机具有凸轮体、活塞、供应通道、释放通道以及开关阀。凸轮体的倾斜角能够基于控制压力室中的压力改变。活塞随凸轮体的旋转而在每个缸膛中往复运动。供应通道将排出压力区的制冷剂供应给控制压力室。释放通道将控制压力室的制冷剂释放到吸入压力区。开关阀响应于温度改变而选择性地打开和关闭释放通道。当温度等于或高于预设温度时，开关阀切断释放通道。所述预设温度设定为能够导致所述控制压力室中的润滑剂不足的值。

Description

可变排量压缩机

技术领域

本发明涉及一种可变排量压缩机，更具体地，涉及对润滑性能的改进。

背景技术

当压缩机在制冷剂不足的条件下运行时，制冷剂的温度可能会变得异常地高。在这种情况下，制冷剂里所含的润滑剂就会减少。在日本专利公报号62-91672和日本专利公报号3-100381公开的可变排量压缩机中，从排出压力区送往控制压力室的制冷剂中所含的润滑剂的量很少，送往控制压力室的润滑剂的量不足。如果压缩机以大排量运行，也就是说斜盘的倾斜角很大，当润滑剂不足时，斜盘和闸瓦之间可能发生卡咬。

日本专利公报号62-91672公开的可变排量压缩机具有压力控制部，该压力控制部结合有一个位于排出室和信号压力室(控制压力室)之间的形状变化构件。该形状变化构件包括用形状记忆合金制成的、温度响应的弹簧。当制冷剂的温度等于或高于预设温度时，弹簧的推力迅速增加而使压力控制部的高压阀打开。当高压阀打开时，从排出室送往信号压力室的制冷剂的量增加。因此，信号压力室内的压力增加，且摇盘的倾斜角减小。因此，避免了斜盘和闸瓦之间的卡咬。

在日本专利公报号62-91672公开的可变排量压缩机中，当制冷剂的温度等于或高于预设温度时，送往信号压力室的制冷剂的量增加，从而摇盘的倾斜角减小。另一方面，在日本专利公报号62-91672公开的压缩机中，信号压力室中的制冷剂通过释放通道流出到吸入室。因此，为了保持摇盘的小倾斜角，需要以高流量不断地向信号压力室供应制冷剂。但是，由于制冷剂的温度很高，向信号压力室不断地供应制冷剂可能对滑动构件的可靠性产生不利影响。

而且，由于信号压力室中的制冷剂流出到吸入室，润滑剂与制冷剂一起流出信号压力室。此外，在制冷剂温度异常高的状态下，制冷剂中润滑剂的量已经减少了，因此，只有少量润滑剂送到信号压力室。信号压力室中的润滑剂量将因此变得不足。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可变排量压缩机，该可变排量压缩机即使在制冷剂的温度异常高时也能够防止控制压力室中润滑剂量的不足。

为了实现上述目的并依据本发明的一个方面，提供一种可变排量压缩机。所述压缩机从吸入压力区抽取制冷剂并将制冷剂排到排出压力区，并根据控制压力室的压力来控制排量。所述压缩机包括凸轮体、活塞、供应通道、释放通道以及开关阀。凸轮体设置于控制压力室中。凸轮体的倾斜角能够基于控制压力室中的压力改变。活塞随凸轮体的转动而在缸膛中往复运动。供应通道将排出压力区的制冷剂供应给控制压力室。释放通道将控制压力室中的制冷剂排到吸入压力区。开关阀响应于开关阀温度的改变而选择性地打开或关闭释放通道。当开关阀的温度等于或高于预设温度时，开关阀切断释放通道。所述预设温度设定为能够导致所述控制压力室中的润滑剂不足的值。

根据本发明的优选实施方式，所述开关阀由双金属制成。

根据本发明的优选实施方式，所述活塞在所述缸膛中限定有压缩室，所述压缩室通过隔开壁与所述吸入压力区和所述排出压力区隔开，其中，当所述活塞往复运动时，所述活塞将制冷剂从所述吸入压力区吸取到所述压缩室并将制冷剂从所述压缩室排到所述排出压力区，其中所述隔开壁带有连通通道，所述连通通道延伸贯穿所述隔开壁并形成所述释放通道的至少一部分，以及其中所述开关阀由所述隔开壁支撑并关闭所述连通通道的入口或出口，因此切断所述释放通道。

根据本发明的优选实施方式，所述压缩机进一步包括旋转轴，所述旋转轴支撑所述凸轮体而使得所述凸轮体能够与所述旋转轴一体地旋转并能够倾斜，其中所述旋转轴带有轴向通道，所述轴向通道形成所述释放通道的至少一部分，所述轴向通道带有开口于所述旋转轴内端的出口，且其中所述开关阀由所述旋转轴的内端支撑并关闭所述轴向通道的出口，因此切断所述释放通道。

根据本发明的优选实施方式，所述压缩机进一步包括带有所述缸膛的气缸体，其中所述释放通道延伸贯穿所述气缸体而将所述控制压力室连接到所述吸入压力区；其中所述开关阀由所述气缸体的面向所述控制压力室的端面支撑并关闭所述释放通道的开口于所述气缸体端面处的入口，因此切断所述释放通道。

根据本发明的优选实施方式，所述压缩机进一步包括电磁排量控制阀，所述电磁排量控制阀控制所述供应通道的流道面积。

通过下文结合附图以示例性方式阐明本发明原理的描述，本发明的其他方面及其优点将变得明显。

附图说明

通过参照下文对目前优选实施方式及附图的说明，可以最好地理解本发明及其目的和优点，在附图中：

图1A是侧向横截面视图，其示出根据本发明一个实施方式的可变排量压缩机；

图1B是说明图1所示的可变排量压缩机的放大横截面视图；

图2是说明根据第一改进实施方式的可变排量压缩机的放大横截面视图；

图3是说明根据第二改进实施方式的可变排量压缩机的放大横截面视图。

具体实施方式

现在将参照图1A和1B来描述本发明的一个实施方式。

如图1A所示，前壳体构件12固定在气缸体11的前端。后壳体构件13通过阀片14、阀瓣片15、16固定在气缸体11的后端，其间装有止挡板17。气缸体11、前壳体构件12和后壳体构件13形成可变排量压缩机10的壳体。压缩机10形成车用空调的一部分。

前壳体构件12限定一个控制压力室121，并且通过向心轴承19以可旋转方式支撑旋转轴18。旋转轴18的内端181位于延伸贯穿气缸体11的支撑孔112的内部。在支撑孔112中，旋转轴18通过滑动轴承20由气缸体11以可旋转方式支撑。旋转轴18贯穿前壳体构件12突出于控制压力室121的外部，并从作为外部驱动源的车辆发动机E获取动力而旋转。

旋转支撑体21固定于旋转轴18，且起到凸轮体作用的斜盘22支撑于旋转轴18。斜盘22可以沿旋转轴18的轴向移动并相对于轴向倾斜。斜盘22具有导引销23。每个导引销23以可移动方式插入形成于旋转支撑体21中的一个导引孔211内。

导引孔211和导引销23的接合使得斜盘22可以沿旋转轴18的轴向移动并同时倾斜，并与旋转轴18一起转动。斜盘22通过相对于导引孔211滑动导引销23和相对于旋转轴18滑动斜盘22而倾斜。

当斜盘22的径向中心朝旋转支撑体21移动时，斜盘22的斜度增大。当旋转支撑体21接触到斜盘22时，斜盘22的倾斜角最大。当处于图1A中实线所示的位置时，斜盘22处于最大倾斜位置。当处于点划线所示的位置时，斜盘22处于最小倾斜位置。

缸膛111延伸贯穿气缸体11。每个缸膛111容纳一个活塞24。斜盘22的转动通过闸瓦25转化为活塞24的往复运动。每个活塞24在关联的缸膛111中往复运动。每个活塞24在关联的缸膛111中限定一个压缩室114。

吸入室131和排出室132限定于后壳体构件13中。吸入口141形成于阀片14、阀瓣片16和止挡板17中。每个吸入口141对应于一个缸膛111。排出口142形成于阀片14和阀瓣片15上。每个排出口142对应于一个缸膛111。阀片14、阀瓣片15、16以及止挡板17形成一隔开壁，把压缩室114与处于吸入压力区的吸入室131和处于排出压力区的排出室132隔开。

吸入阀瓣151形成于阀瓣片15上。每个吸入阀瓣151对应于一个吸入口141。排出阀瓣161形成于阀瓣片16上。每个排出阀瓣161对应于一个排出口142。当每个活塞24从上止点向下止点移动时，吸入室131中的制冷剂经由相应的吸入口141吸入到相应的压缩室114中，同时弯曲吸入阀瓣151。当每个活塞24从下止点向上止点移动时，相应压缩室114中的气态制冷剂经由相应的排出口142排到排出室132中，同时弯曲排出阀瓣161。止挡板17包括与排出阀瓣161对应的止挡171。每个止挡171限制相应排出阀瓣161的开度。

被排到排出室132后，制冷剂流出到与压缩机10相连的外部制冷回路34。用于从制冷剂吸收热量的热交换器35、膨胀阀36以及用于将周围热量传递给制冷剂的热交换器37位于外部制冷回路34中。在排到外部制冷回路34后，制冷剂返回吸入室131。

电磁排量控制阀26安装于后壳体构件13中。排量控制阀26位于供应通道27中，该供应通道将排出室132连接到控制压力室121。排量控制阀26调节供应通道27的流道面积。排量控制阀26具有一个电磁螺线管(未图示)。电磁螺线管受负载控制，即，通过控制计算机C励磁和消磁。根据吸入室131中的压力和供应给电磁螺线管的电流的负载循环来调节排量控制阀26的开度。此外，当排量控制阀26的阀孔关闭时，排出室132中的制冷剂不送往控制压力室121。

旋转轴18具有一轴向通道182。轴向通道182与支撑孔112连通。空隙28限定于旋转支撑体21和前壳体构件12之间。轴向通道182通过开口于旋转轴18周向表面的通口183与空隙28连通。支撑孔112通过延伸贯穿阀瓣片15、16、阀片14和止挡板17的连通通道29和吸入室131连通。通口183、轴向通道182、支撑孔112和连通通道29形成释放通道31，该释放通道连接控制压力室121和吸入室131，从而将控制压力室121中的制冷剂释放到吸入室131(吸入压力区)。

作为簧片阀的开关阀30位于支撑孔112中以选择性地开启和关闭连通通道29。开关阀30、阀瓣片15、16、阀片14和止挡板17通过螺钉38和螺母39彼此紧固。开关阀30由双金属制成。当开关阀30的温度等于或高于预设温度时，开关阀30与阀瓣片15接触而关闭连通通道29的入口，如图1B实线所示。可以通过试验和计算机计算来获得可导致润滑剂不足的预设温度的值。

当开关阀30切断连通通道29时，即当开关阀切断释放通道31时，控制压力室121中的制冷剂不经由释放通道31流出到吸入室131。在这种状态下，如果已经在压缩室114中被压缩的高压制冷剂经由每个活塞24的外周面与相应缸膛111的内周面之间的间隙泄漏到控制压力室121，则控制压力室121中的压力增大。即，即使斜盘22的倾斜角相对较大，倾斜角通过控制压力室121中的压力增加而减小，且压缩机排量减小。

当开关阀30如图1A所示保持连通通道29的入口291开启时，控制压力室121与吸入室131通过释放通道31连通。因此，控制压力室121中的制冷剂经由释放通道31(通口183、轴向通道182、支撑孔112和连通通道29)流出到吸入室131。当开关阀30与阀瓣片15面接触并关闭连通通道29时，释放通道31切断。因此，控制压力室121中的制冷剂不通过释放通道31流向吸入室131。

在开关阀30保持连通通道29开启的状态下，如果排量控制阀26的开度增大，则通过供应通道27从排出室132流入控制压力室121的制冷剂的流量增加，其使得控制压力室121中的压力增大。因此，斜盘22的倾斜角减小，且压缩机排量减少。另一方面，在开关阀30开启的状态下，如果排量控制阀26的开度减小，控制压力室121中的制冷剂经由释放通道31流出到吸入室131，通过供应通道27从排出室132流入到控制压力室的制冷剂的流量减小。这降低了控制压力室121中的压力，从而增大了斜盘22的倾斜角。相应地，压缩机的排量增大。

控制计算机C连接于车厢温度设定装置32和车厢温度传感器33。控制计算机C控制排量控制阀26的开度，即控制流往排量控制阀26的电磁螺线管的电流，从而使得由车厢温度传感器33检测到的车辆温度趋于由车厢温度设定装置32设定的目标值。

本实施方式具有以下优点：

(1)当可变排量压缩机10中制冷剂的温度由于例如可变排量压缩机10和外部制冷回路34中制冷剂量的不足而变得异常高时，控制压力室121中的润滑剂的量可能不足。如果可变排量压缩机10在控制压力室121中润滑剂量不足且斜盘22倾斜角大的状态下运行，则斜盘22和闸瓦25之间可能发生卡咬。

当开关阀30的温度等于或高于预设温度时，开关阀30切断释放通道31。制冷剂因此不能通过释放通道31从控制压力室121流出到吸入室131。这种情况下，如果已经在压缩室114内被压缩的高压制冷剂通过每个活塞24的外周面与相应缸膛111的内周面之间的间隙泄漏到控制压力室121，则控制压力室121中的压力增大。也就是说，即使斜盘22倾斜而使得活塞24往复运动以压缩制冷剂，斜盘22的倾斜角也因为控制压力室121中的压力升高而迅速减小，斜盘22因此移动到如图1A中点划线所示的倾斜角最小的位置。而且，在开关阀30保持连通通道29关闭的状态下，控制压力室121中的润滑剂不通过释放通道31流出到吸入室131。因此，即使制冷剂温度异常地高，控制压力室121中的润滑剂也不会变得不足。

(2)开关阀30是片状簧片阀，其形状响应于温度改变而改变。双金属适合用作开关阀30的材料。

(3)选择性地开启和关闭延伸贯穿阀片14的连通通道29的开关阀30通过螺钉38和螺母39容易地附连至阀片14。带有作为释放通道31的一部分的连通通道29的阀片14适合充当支撑开关阀30的支撑部，该开关阀选择性地开启和关闭连通通道29。

上述实施方式可作如下改进。

如图2所示，由双金属制成的开关阀30可通过螺钉38附连于旋转轴18的内端181。这种情况下，开关阀30响应温度改变而改变其形状，从而选择性地在内端181处开启和关闭轴向通道182。具体而言，当开关阀30的温度等于或高于预设温度时，开关阀30关闭位于内端181处的轴向通道182出口。

在如图3所示的改进实施方式中，控制压力室121和吸入室131通过延伸贯穿气缸体11、阀瓣片15、16、阀片14以及止挡板17的释放通道31A彼此连接。由双金属制成的开关阀30通过螺钉40附连于气缸体11的面向控制压力室121的端面113。通过响应温度改变而改变其形状的开关阀30在端面113处选择性地开启和关闭释放通道31A。具体而言，当开关阀30的温度等于或高于预设温度时，开关阀30关闭位于端面113处的释放通道31A入口。

选择性地开启和关闭延伸贯穿气缸体11的释放通道31A的开关阀30通过螺钉40容易地附连于气缸体11。设置有释放通道31A的气缸体11适合用作支撑开关阀30的支撑部。

连通通道29的出口(连通通道29的面向吸入室131的开口)可通过由双金属制成的开关阀关闭。

形状记忆合金可用作响应温度变化的开关阀的材料。

本发明可应用于其中电磁排量控制阀位于释放通道31、31A上的可变排量压缩机中。这种情况下，当电磁排量控制阀的开度增大时，从控制压力室121流出到吸入室131的制冷剂的量增加，从而降低控制压力室121中的压力。相应地，压缩机排量增加。当控制阀的开度减小时，从控制压力室121流出到吸入室131的制冷剂的量减少，从而升高控制压力室121中的压力。相应地，压缩机排量减少。

本发明可应用于日本专利公报号62-91672所公开的摇盘型可变排量压缩机中。

Claims (6)

1.一种可变排量压缩机，其中所述压缩机从吸入压力区吸取制冷剂并将制冷剂排到排出压力区，并基于控制压力室中的压力来控制排量，所述压缩机包括：

凸轮体，其设置于所述控制压力室中，其中所述凸轮体的倾斜角能够基于所述控制压力室中的压力改变；

活塞，其随所述凸轮体的转动而在缸膛中往复运动；

供应通道，其用于将所述排出压力区中的制冷剂供应给所述控制压力室；

释放通道，其用于将所述控制压力室中的制冷剂排到所述吸入压力区；以及

开关阀，其响应于所述开关阀的温度改变而选择性地开启和关闭所述释放通道，其中，当所述开关阀的温度等于或高于预设温度时，所述开关阀切断所述释放通道，

其中，所述预设温度设定为能够导致所述控制压力室中的润滑剂不足的值。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述开关阀由双金属制成。

3.如权利要求1或2所述的压缩机，

其中所述活塞在所述缸膛中限定有压缩室，所述压缩室通过隔开壁与所述吸入压力区和所述排出压力区隔开，其中，当所述活塞往复运动时，所述活塞将制冷剂从所述吸入压力区吸取到所述压缩室并将制冷剂从所述压缩室排到所述排出压力区，

其中所述隔开壁带有连通通道，所述连通通道延伸贯穿所述隔开壁并形成所述释放通道的至少一部分，以及

其中所述开关阀由所述隔开壁支撑并关闭所述连通通道的入口或出口，因此切断所述释放通道。

4.如权利要求1或2所述的压缩机，进一步包括旋转轴，所述旋转轴支撑所述凸轮体而使得所述凸轮体能够与所述旋转轴一体地旋转并能够倾斜，其中所述旋转轴带有轴向通道，所述轴向通道形成所述释放通道的至少一部分，所述轴向通道带有开口于所述旋转轴内端的出口，且其中所述开关阀由所述旋转轴的内端支撑并关闭所述轴向通道的出口，因此切断所述释放通道。

5.如权利要求1或2所述的压缩机，进一步包括带有所述缸膛的气缸体，其中所述释放通道延伸贯穿所述气缸体而将所述控制压力室连接到所述吸入压力区；

其中所述开关阀由所述气缸体的面向所述控制压力室的端面支撑并关闭所述释放通道的开口于所述气缸体端面处的入口，因此切断所述释放通道。

6.如权利要求1或2所述的压缩机，进一步包括电磁排量控制阀，所述电磁排量控制阀控制所述供应通道的流道面积。

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