CN101225810A - 无离合器变容量压缩机中的电磁容量控制阀 - Google Patents

无离合器变容量压缩机中的电磁容量控制阀 Download PDF

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Abstract

公开了一种无离合器变容量压缩机中的电磁容量控制阀。该控制阀包括阀体、电磁驱动装置、缓冲弹簧和推动弹簧。电磁驱动装置朝关闭阀孔的位置驱动阀体。缓冲弹簧朝关闭阀孔的位置推动阀体。推动弹簧克服缓冲弹簧的弹性推动力在远离关闭阀孔位置的方向上推动阀体。在没有电流供给到电磁驱动装置的状态下，阀体可以克服缓冲弹簧的弹性推动力朝远离关闭阀孔位置的方向移动。

Description

无离合器变容量压缩机中的电磁容量控制阀
技术领域
该本发明涉及一种无离合器变容量压缩机中的电磁容量控制阀。
背景技术
公开号为10-205444和2001-173556的日本专利申请分别公开了一种可变容量压缩机，其中在排放室(排放压力区域)中的制冷剂通过供给通道送入控制压力室，并且控制压力室中的制冷剂通过释放通道释放到吸入压力区域，借此调整控制压力室中的压力。通过改变位于供给通道中的电磁容量控制阀的开启度，来调节控制压力室中的压力。当容量控制阀的开启度增加时，从排放室供给到控制压力室的制冷剂流率增加，因此控制压力室的压力也增加。这就减小了旋转斜盘的倾斜角度，因此该压缩机的容量也将减小。相反，当该容量控制阀的开启度减少时，从排放室供给到控制压力室的制冷剂流率减少，因此控制压力室的压力也将降低。这样就增大旋转斜盘的倾斜角度，因此该压缩机的容量也将增加。
在上述的电磁容量控制阀中，当电流供给给螺线管线圈时，固定铁心吸引可动铁心，并且该可动铁心连接到其上的阀体向关闭阀孔的位置移动。当没有电流供给该螺线管线圈时，被固定到该可动铁心的操纵杆或该可动铁心本身接触容纳该可动铁心的圆筒形容器的底壁。
当振动传给可动铁心和阀体时，可动铁心和阀体朝移动方向振动，借此改变该电磁容量控制阀的开启度。尤其是，当容量控制阀的开启度为最大时，也就是说操纵杆或可动铁心接触到该圆筒形容器的底壁时，该容量控制阀的开启度在最大开启度和较小的开启度之间波动。如果该容量控制阀的开启度低于最大开启度，通过供给通道从排放室进入到控制压力室的制冷剂流率将减少。
公开号为10-205444的日本专利申请中公开的无离合器型压缩机装配在车辆上，并且具有旋转斜盘，在车用发动机开动时斜盘一直转动。因此，当冷却操作停止时，该旋转斜盘的倾斜角必须可靠地最小化。然而，在该传统电磁容量控制阀中，如果阀体在开启度最大时振动，输送到该控制压力室的制冷剂流率将减小，这就可能增加旋转斜盘的倾斜角。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于无离合器可变容量压缩机的电磁容量控制阀，当没有电流提供给电磁容量控制阀时，即使输送给控制压力室的制冷剂流率由于阀体的振动而波动，控制阀也能够保持旋转斜盘的倾斜角。
为了实现前述目的，根据该本发明的一个方面，提供一种用于无离合器变容量压缩机的电磁容量控制阀，该压缩机的容量是根据控制压力室中的压力进行控制的。该压缩机具有将排出压力区域中的制冷剂供给到该控制压力区域的供给通道，和将该控制压力室中的制冷剂释放到吸入压力区域的释放通道。该控制阀包括阀体、电磁驱动装置、弹性推动构件，并且反向推动构件。该阀体能够打开和关闭阀孔，该阀孔构成供给通道的一部分。该电磁驱动装置能够朝关闭阀孔的位置驱动阀体。弹性推动构件能够朝关闭阀孔的位置推动该阀体。该反向推动构件能够克服该弹性推动构件的弹性推动力在远离关闭阀孔位置的方向推动该阀体。在没有电流提供给电磁驱动装置的情况下，阀体可以克服弹性推动构件的弹性推动力在远离关闭阀孔位置的方向移动。
本发明的其他方面和优点在结合下面的附图的描述中是显而易见的，该描述通过示例说明了本发明的原理。
附图说明
参照对当前优选实施例的下列描述并结合附图，可以更好的理解本发明以及本发明的优点和目的，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的整个变容量压缩机的剖面侧视图；
图2A和2B是放大的截面侧视图，示出安装在图1所示压缩机中的电磁容量控制阀；和
图3是放大的截面侧视图，示出了根据本发明第二实施例的电磁容量控制阀。
具体实施方式
本发明的第一实施例将参照图1至2B进行描述。
如图1所示，变容量压缩机10的壳体包括缸体11、前壳体构件12，和后壳体构件13。该前壳体构件12安装到缸体11的前端，后壳体构件13安装到缸体11的后端，阀板14、阀片板15、16、保持板17安装在其间。缸体11、前壳体构件12和后壳体构件13构成于该压缩机10的壳体。压缩机10构成装配到例如一车辆上的空气调节器一部分。
前壳体构件12和缸体11限定出控制压力室121。该前壳体构件12和缸体11通过径向轴承19、20可旋转地支持旋转轴18。旋转轴18从控制压力室121伸出到外部，并且从车用发动机E获得动力，即从外部驱动源通过动力传动机构(未示出)转动。当车用发动机E开动时，旋转轴18总是从该车用发动机E获得旋转动力。
旋转支架21固定到旋转轴18，并且旋转斜盘22被支撑在旋转轴18上。该旋转斜盘22可以相对于旋转轴18倾斜，并沿旋转轴18滑动。一对导孔211形成在旋转支架21中，一对引导销23形成在旋转斜盘22上。引导销23可滑动地配合在导孔211中。导孔211与引导销23的接合允许旋转斜盘22在倾斜的时候沿旋转轴18的轴线方向移动，并且与旋转轴18一起转动。旋转斜盘22通过引导销23相对于导孔211的滑动，并且使旋转斜盘22相对于旋转轴18滑动而倾斜。
当旋转斜盘22的径向中心部分移向旋转支架21时，旋转斜盘22的倾斜度增大。旋转斜盘22的最大倾斜角度被定义在旋转支架21和该旋转斜盘22接触时。在图1中实线所表示的位置时，该旋转斜盘22处于最大倾斜位置。在图1中点划线所表示的位置时，该旋转斜盘22处于最小的倾斜位置。
缸孔111贯穿缸体11。每个缸孔111容纳一个活塞24。旋转斜盘22的转动通过滑履25转换为活塞24的往复运动。因而每个活塞24在相应的缸孔111内往复运动。
吸入室131和排放室132限定在后壳体构件13内。该吸入室131为吸入压力区域，该排放室132为排出压力区域。吸入口141形成在阀板14、阀片板16、保持板17上。每个吸入口141都与一个缸孔111相对应。排放口142形成在阀板14和阀片板15上。每个排放口142都与一个缸孔111相对应。吸入阀片151形成在阀片板15上。每个吸入阀片151都与一个吸入口141相对应。排放阀片161形成在阀片板16上。每个排放阀片161都与一个排放口142相对应。当每个活塞24从上止点移到下止点时(在图1从右侧向左侧)，在使吸入阀片151弯曲的同时通过相应的吸入口141在吸入室131中的制冷剂被吸入到相应的缸孔111内。当每个活塞24从下止点移到上止点时(在图1从左侧向右侧)，在使排放阀片161的弯曲的同时，通过相应的排放口142在缸孔111内的气态制冷剂被排放到排放室132内。该保持板17包括止挡件171，该止挡件与排放阀片161相对应。每个止挡件71都限制了相应的排放阀片161的打开程度。
吸入室131通过位于压缩机10外部的外部制冷剂回路26与排放室132连通。从排放室132排放的制冷剂流到外部制冷剂回路26。从该制冷剂中吸收热量的热交换器27，膨胀阀28，和将环境中的热量传给制冷剂的热交换器29设置在外部制冷剂回路26上。膨胀阀28根据热交换器29出口处气体温度的波动控制制冷剂的流率。被排放到外部制冷剂回路26后，制冷剂流入吸入室131。
排放室132通过供给通道30与控制压力室121连通。控制压力室121通过释放通道31与吸入室131连通。控制压力室121中的制冷剂通过释放通道31流向吸入室131。电磁容量控制阀32安装在后壳体构件13中。该电磁容量控制阀32调节供给通道30的横截面面积。
如图2A和2B所示，电磁容量控制阀32的电磁驱动装置33包括固定铁心34、螺线管线圈35，和可动铁心36。当电流供给给螺线管线圈35时，该固定铁心34被激励并吸引可动铁心36。固定铁心34的一部分位于具有底部的圆筒形容器47内。可动铁心36容纳在容器47。向电磁驱动装置33供给的电流由图1中示出的控制计算机C控制。在当前的实施例中，控制计算机C对该电磁驱动装置33进行占空比控制。传动杆37是辅助构件，固定于可动铁心36上。
阀套38形成电磁容量控制阀32，其包括阀孔形成部分39，阀孔40形成在其中。腔室41限定在阀孔形成部分39和固定铁心34之间。阀孔40与腔室41连通。该腔室41通过通道42和供给通道30与控制压力室121连通。该阀孔40通过通道56和供给通道30与排放室132连通。
腔室41通过通道43与位于可动铁心36和固定铁心34之间的空间44连通。腔室41通过通道43、45也与位于可动铁心36和容器47的底壁471之间的背压空间46连通。也就是说，控制压力室121内的压力(控制压力)通过腔室41和通道43、45施加到背压空间46。
缓冲弹簧48在背压空间46中位于可动铁心36和底壁471之间。缓冲弹簧48起弹簧构件(弹性推动构件)的作用，与可动铁心36和底壁471接触。缓冲弹簧48的弹力(弹性推动力)朝固定铁心34推动可动铁心36。
阀体371与传动杆37一体形成。阀体371与阀孔形成部分39的座面391接触和分开，借此关闭和打开阀孔40。弹簧座49连接到位于腔室41内的传动杆37的一部分。起反向推动构件作用的推动弹簧50位于弹簧座49与阀孔形成部分39之间。推动弹簧50的弹力和缓冲弹簧48的弹力在铁心36和传动杆37处于其间的情形下彼此产生相反的作用。推动弹簧50的弹力在使可动铁心36离开固定铁心34的方向(在使阀体371移开关闭阀孔40的位置的方向)上移动传动杆37。
容纳室51形成在阀套38内，容纳波纹管52。波纹管52的固定端与作为阀套38一部分的端壁53连接在一起。波纹管52在容纳室51内限定了压力传感室511。波纹管52的活动端521固定到被动杆54上。被动杆54具有一个大直径部分541，其与波纹管52接触，和一个小直径部分542，其与大直径部分541连接在一起。被动杆54如此配置，即小直径部分542的远端与阀体371接触，并且大直径部分541的一部分位于阀孔40中。当传动杆37移动时，被动杆54在接触传动杆37的时候与传动杆37一体地移动。
被动杆54的大直径部分541把阀孔40与压力传感室511彼此隔开，结果排放室132的压力(排放压力)没有通过供给通道30、通道56和阀孔40施加到压力传感室511。
压力传感室511通过通道55与吸入室131连通。压力传感室511内的压力作用到波纹管52上，并使波纹管52收缩。压力传感室511为暴露到吸入室131内的压力(吸入压力)下的压力区域。当吸入压力增加时，波纹管52将有较大程度的收缩。也就是说，当吸入压力增加时，阀体371朝关闭阀孔40的位置移动，结果容量控制阀32的打开程度减少。因此，排放室132供给到控制压力室121的制冷剂流率减少，结果控制压力室121的压力减小。当吸入压力下降时，阀体371离开关闭阀孔40的位置移动，结果容量控制阀32的打开程度增加。因此，排放室132供给到控制压力室121的制冷剂流率增加，结果控制压力室121的压力增加。阀孔40的打开程度由电磁驱动装置33产生的驱动力、缓冲弹簧48的弹力、推动弹簧50的弹力和供给到压力传感室511的吸入压力决定。
图1中示出的控制计算机C根据空调开关57的打开和关闭，允许和停止供应电流到电磁驱动装置33。控制计算机C连接到舱室温度设定装置58和舱室温度传感器59。当空调开关57开启时，控制计算机C根据舱室温度设定装置58设定的目标舱室温度与舱室温度传感器59测定的温度之间的差值，控制供给到电磁驱动装置33的电流。如果占空比增加，传动杆37(阀体371)从腔室41朝阀孔40移动。
图1图示一个正向电磁驱动装置33提供最大电流，并且该阀体371关闭阀孔40的状态。在该状态下，通过供给通道30从排放室132供给到控制压力室121的制冷剂流率为零，并且控制压力室121内的制冷剂通过释放通道31流出到该吸入室131。这降低了控制压力室121内的压力，并且旋转斜盘22的倾斜角是最大的。在该状态下，活塞24的行程最大，并且该压缩机的容量最大。
当向电磁驱动装置33供给的电流小于该最大值时，阀孔40打开。在该状态下，虽然通过通道30制冷剂从排放室132供给到控制压力室121，但旋转斜盘22的倾斜角小于最大的倾斜角。
在图2A所示的状态下，到电磁驱动装置33的电流供给停止，并且阀孔40完全打开。在该状态下，制冷剂通过通道30从排放室132供给到控制压力室121，旋转斜盘22的倾斜角最小。该电磁容量控制阀32是常开的电磁容量控制阀，当没有电流供给到电磁驱动装置33时，阀孔40是打开的。
图2A中示出了一个到电磁驱动装置33的电流供给停止、并且可动铁心36和传动杆37没有振动的状态。图2B中示出了一个到电磁驱动装置33的电流供给停止、并且可动铁心36和传动杆37振动的状态。由图2B中实线示出可动铁心36处于由于振动而在压缩缓冲弹簧48的方向上从在可动铁心36和传动杆37没有振动的状态中可动铁心36的适当位置移动的位置。由图2B中点划线示出的可动铁心36处于由于振动而在展开缓冲弹簧48的方向上从在可动铁心36和传动杆37没有振动的状态中而可动铁心36的适当位置移动的位置。
第一个实施例可以达到以下优点。
(1)当阀体371不是在关闭阀孔40的位置时，阀体371由于振动，可以在朝向关闭阀孔40的位置的方向和远离关闭阀孔40的位置的方向上移动。如果阀体371从当阀体371和传动杆37没有振动时的正常位置朝关闭阀孔40的位置移动，从排放室132经容量控制阀32流到控制压力室121的制冷剂流率减小。相反，如果阀体371从当阀体371和传动杆37没有振动时的正常位置离开，从排放室132经容量控制阀32流到控制压力室121的制冷剂流率将增加。由于阀体371的振动引起的制冷剂流率的增加量与由于阀体371的振动引起制冷剂流率的减小量大体上相同。也就是说，由于阀体371的振动，在制冷剂流率增减的振动周期中的时间平均值大体上为零。因此，即使该可动铁心36和传动杆37振动，在当没有电流供给到电磁驱动装置33时的旋转斜盘22的倾斜角不会由阀体371的振动改变，压缩机10的旋转斜盘22的倾斜角维持在最小值。
(2)如果推动弹簧50的弹力增加，可动铁心36和传动杆37的振动是可以抑制的。但是在这种情况下，为了驱动传动杆37(也就是说阀体371)，必须增加提供给电磁驱动装置33的电流以便使装置33的驱动力按照推动弹簧50的弹力的增大而增大。在目前的实施例中，为了抑制可动铁心36和传动杆37的振动，不必增加推动弹簧50的弹力。因此，可利用低电流来致动传动杆37(阀体371)。
参照图3描述根据本发明的第二实施例。将同样的参考数字用来表示与第一个实施例中相应的元件。
在电磁容量控制阀32A中的容纳室51通过波纹管52分成第一压力传感室60和第二压力传感室61。第一压力传感室60通过压力引入通道62与节流部分261上游的外部制冷剂回路26A的一部分连通。第二压力传感室61通过压力引入通道63与节流部分261下游的外部制冷剂回路26B的一部分连通。也就是说，第一压力传感室60是这样的区域，其中的压力与节流部分261上游的外部制冷剂回路26A的区段相等。而第二压力传感室61是这样的区域，其中的压力与节流部分261下游的外部制冷剂回路26B的区段相等。第一压力传感室60内的压力和第二压力传感室61内的压力与在波纹管52处于其间的情形下彼此相对。第二压力传感室61通过阀孔40A与腔室41连通。当阀孔40A打开时，在第二压力传感室61内的制冷剂可以流入控制压力室121。
当制冷剂流过外部制冷剂回路26A、26B时，节流部分261上游的外部制冷剂回路26A的压力，变得高于节流部分261下游和热交换器27上游的外部制冷剂回路26B的压力。当每个外部制冷剂回路26A、26B(排放压力区域)中的制冷剂流率增加时，外部制冷剂回路26A与26B之间的压差，或节流部分261两侧的压差将增加。当每个外部制冷剂回路26A、26B中的制冷剂流率减少时，外部制冷剂回路26A与26B之间的压差，或节流部分261两侧的压差将减少。当节流部分261两侧之间的压差增加时，压力传感室60、61之间的压差将增加。当节流部分261两侧之间的压差减少时，压力传感室60、61之间的压差将减少。根据压力传感室60、61之间的压差，推动传动杆37远离阀孔40A的推动力将发生改变。
阀孔40A的打开程度由电磁驱动装置33产生的驱动力、波纹管65的力、推动弹簧50的弹力和压力传感室60、61之间的压差决定。
该可动铁心36容纳在圆柱形容器64内。容器64与波纹管65连接在一起，该波纹管65起到弹性推动构件的作用。传动杆37的下端与波纹管65的活动端651的内表面接触。当该可动铁心36和该传动杆37振动时，该波纹管65的活动端651与传动杆37接触的同时与杆37一起振动，结果波纹管65收缩。
当没有电流提供给电磁驱动设备33时，同时可动铁心36和传动杆37也不振动，波纹管65位于图3中实线所示的位置。当由于振动从可动铁心36和传动杆37没有振动的上述位置移动时，波纹管65位于图3中点划线所示的位置。
本发明的第二实施例具有与第一实施例相同的优点。
对于本领域技术人员而言，显而易见的是本发明也可以采用许多其他的不脱离本发明的精神和范围的具体形式来实施。特别地，可以理解的是本发明可以用下面的形式实施。
圈形缓冲弹簧48可以由弹性体代替，例如盘簧或橡胶构件。
固定铁心34和可动铁心36可通过一个拉簧彼此连接，代替所提供的缓冲弹簧48。拉簧朝固定铁心34拉动可动铁心36。当没有电流供给电磁驱动装置33时，拉簧允许可动铁心36和传动杆37两者一起从适当的位置朝向和远离阀孔40移动。
阀体371和传动杆37可单独地形成。
应理解的是，本发明的示例和实施例仅仅是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于在此所给出的详细描述，本发明可在后附的权利要求的范围和等同方案内进行变型。

Claims (5)

1.一种无离合器变容量压缩机(10)中的电磁容量控制阀，所述压缩机的容量根据控制压力室(121)内的压力进行控制，其中所述压缩机(10)具有供给通道(30)和释放通道(31)，所述供给通道用于将排放压力区域(132)内的制冷剂供给到所述控制压力室(121)，所述释放通道用于将控制压力室(121)内的制冷剂释放到吸入压力区域(131)，所述控制阀的特征在于：
阀体(371)，能够打开和关闭形成供应通道(30)的一部分的阀孔(40)；
电磁驱动装置(33)，能够朝关闭阀孔(40)的位置驱动所述阀体(371)；
弹性推动构件(48)，能够朝关闭阀孔(40)的位置推动所述阀体(371)；
反向推动构件(50)，能够克服弹性推动构件(48)的弹性推动力，在离开关闭阀孔(40)的位置的方向上推动阀体(371)；
其中，在没有电流供给到所述电磁驱动装置(33)的状态下，所述阀体(371)被允许克服所述弹性推动构件(48)的弹性推动力在离开关闭阀孔(40)的位置的方向上移动。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于：所述电磁驱动装置(33)具有可动铁心(36)和固定铁心(34)，其中辅助构件(37)与所述阀体(371)一体地形成或与所述阀体(371)连接在一起，以能够与所述阀体(371)一体地移动，并且其中所述弹性推动构件(48)接触所述可动铁心(36)或所述辅助构件(37)，并在从所述可动铁心(36)朝所述固定铁心(34)的方向上推动所述辅助构件(37)。
3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于：该可动铁心(36)容纳在具有底壁(471)的圆筒形容器(47)内，并且其中弹性推动构件(48)是设置于所述容器(47)的底壁(471)与所述可动铁心(36)之间的弹簧元件，以与所述可动铁心(36)接触。
4.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于：所述弹性推动构件(48)是与所述辅助构件(37)接触的波纹管(65)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制阀，其特征在于：所述反向推动构件(50)是弹簧元件，其与电磁驱动装置(33)的驱动力相反地作用。
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