CN1014343B - 具有可变排量机构的斜盘形压缩机 - Google Patents

Abstract

一种斜盘式压缩机例如摇摆盘式压缩机，有一压力弹簧装在驱动轴位于斜盘和汽缸体之间，将斜盘推向最大斜角位置，斜盘铰链至与驱动轴连接的转子上，随着曲轴箱压力的变化调节斜角度，该曲轴箱压力由控制曲轴箱与低压腔之间的连通进行控制。上述压力弹簧的一端的内径，比驱动轴的直径小，以便压力弹簧在驱动轴上固定。

Description

本发明涉及一般的制冷压缩机，特别是具有可变排量机构的适用于汽车空调系统的斜盘式压缩机，例如一种摇摆盘式压缩机。

罗伯特等人申请的美国专利3861829公开了一种具有可变该压缩机的压缩比可由改变摇摆盘的斜面的倾斜角来控制。摇摆盘的倾斜角是根据曲柄室压力的变化进行调节的。曲柄室的压力变化是由控制吸气腔与曲柄室之间连通的阀腔机构产生的。

斯克莱申请的美国专利4480964更进一步详细地公开了一种开口环状回位弹簧，其一端固定在驱动轴上，另一端与连接到驱动盘上的套筒相配合。该驱动盘相当于本发明的斜盘，向零摇摆角位置运动并以此位置作为回位运动的条件。

然而，由于偏置弹簧的外形与开口环状回位弹簧极不相同，′964号专利没有公开被开口环状回位弹簧所代替的偏置弹簧。

进一步说，当偏置弹簧装于驱动轴上，但没有可靠地保障将其一端固定在该轴上时，该偏置弹簧可能沿着驱动轴运动。这种情况会引起偏置弹簧在驱动轴的不希望的位置产生卡死，从而使斜盘部分的倾斜运动因偏置弹簧的原因而受阻。因此使压缩机工作时变化排量不起作用。

本发明的主要目的在于提供一种具有可变容量的斜盘式压盘机，其斜盘由偏置弹簧的回位运动起动，压缩机工作时偏置弹簧不会在驱动轴上不希望的位置上产生卡死，其不受力时不会触及到所述斜盘而使斜盘倾斜运动受阻。

本发明的斜盘式压缩机包括一个压缩机壳体，该壳体带有前端板 与后端板连接其上的气缸体。曲柄室设置在前端板和气缸体之间，并且气缸体中有多个气缸。一个活塞滑动地装在一个气缸内。驱动机构连接着活塞使活塞在气缸中作往复运动。该驱动机构包括支承在压缩机壳体上可旋转的驱动轴。一个与驱动轴相连并可随之转动的转子以及将转子的动力传递给活塞的连接机构，即将转子的旋转运动转化为活塞的往复运动的机构。该连接机构包括一表面相对于驱动轴以一定倾角配置的斜盘。该倾角改变压缩机的容量。

后端板包括一个形成在那里的吸气腔和排气腔。吸气腔与曲柄室之间由连通通道连接。阀腔机构控制连通通道的开闭，从而使曲柄室内压力产生变化。

偏置弹簧装于驱动轴上，位于斜盘与气缸体之间，朝最大倾角推动斜盘。其特征是，所述驱动轴有靠内部分，该靠内部分比驱动轴的其余部分有较小的直径，所述靠内部分和所述其余部分是整体地形成，所述偏置弹簧的一端其内径较小于所述驱动轴的所述其余部分，所述偏置弹簧的所述一端是远离所述斜盘的一端，所述偏置弹簧安置在所述驱动轴上，使所述一端固定在所述驱动轴上的位置，接近所述靠内部分和所述其余部分整体地形成的位置。所述偏置弹簧不受力时有一予定长度，当所述倾角处于最大倾角至稍大于所述最小倾角的一予定中间倾角的范围内，所述弹簧不会触及到所述斜盘。

图1表示本发明第一个实施例的摇摆盘式压缩机的纵剖视图。特别表示了压缩机排量最小时的情况。

图2表示了图1所示压缩机排量最大时的情况。

图3表示图1所示的第一个实施例的实质部分的放大投影图。

图4表示图3所示的第一个实施例的实质部分的分解投影图。

图5表示相似于图3所示的本发明第二个实施例的实质部分。

图6表示相似于图3所示的本发明的第三个实施例的实质部分。

虽然本发明是以摇摆盘式压缩机进行叙述的，但决不仅限于这一方面，本发明可以广泛地用于斜盘形压缩机。

本发明的第一个实施例摇摆盘式制冷压缩机如图1所示。压缩机10包括气缸壳体组件20，该组件包括缸体21，置于缸体21一端的前端板23。在缸体21与前端板23之间形成曲柄室22，该后端板24装在缸体21的另一端，前端板23由多个螺栓101紧固在缸体21上。后端板24由多个螺栓102紧固在缸体21的另一端。阀板25置于后端板24和缸体21之间，开孔231形成在前端板23的中心，轴承30装在其中用以支承驱动轴26。驱动轴26包括内端部26a和靠近内端部26a的中部26b。内端部26a的直径小于中部26b的直径。驱动轴26的内端部26a可旋转地支承在位于缸体21上中心孔210中的轴承31上。孔210延伸到（图1中的右边）缸体21和壳体的后端面上。阀控机构19在以下详细描述。

凸轮转子40用销261固定在驱动轴26上，并随之转动。止推滚针轴承32设置在前端板23的内端面和凸轮转子40和靠近凸轮转子轴向端面之间，凸轮转子40包括具有销件42人该处伸出的臂41。斜盘50靠近凸轮转子40设置并包括驱动轴26穿过开孔53。斜盘50包括带有槽52的臂51。凸轮转子40和斜板50由销42连接，该销42插入槽42中形成铰链。销42可在槽52中滑动以便调节斜盘50相对于驱动轴26的纵轴的角度位置。

摇摆盘60通过轴承61和62可旋转地装在斜盘50上。叉形导块63用销64连接至摇摆盘60的外圆周上，并可滑动地跨在置于缸体21和前端板23之间的滑轨65上。叉形导块63防止摇摆盘60的旋转。当凸轮转子40转动时摇摆盘60沿滑轨65前后摆动。气缸体21包括多个沿圆周设置的气缸室70，活塞71在这些气缸室中作往复运动。每个活塞71通过相应的连杆72连到摇摆盘60上。

后端板24包括沿周向设置的环形吸气腔241和中心设置的排气腔251。阀板25装在气缸体21和后端板24之间，并包括多个连接各自气缸 70与吸气腔241并装有阀的吸气口242。阀板25还包括多个连接各自气缸70与吸气腔241并装有阀的排气口252。吸气口242和排气口252装的是希米初的美国专利4011029中所述的适当的舌簧阀。

吸气腔241包括进气阀部件241a，该部件与外部的制冷系统的蒸发器相连接（未示出）。排气腔带有连接到制冷系统（未示出）的冷凝器上的出口部件251a。密封垫27和28分别置于缸体21和阀板25的内表面之间以及阀板25的外表面和后端板24之间。密封垫27和28密封着缸体21、阀板25及后端板24的配合表面。

包括杯形套件191在内的阀控机构19配置在中心孔210中。杯形套件191在内构成阀腔192。O形环19a置于套件191的外表面以密封套件191和气缸体21的配合表面。带中孔196的环形板194固定在杯形套件191的开口端（图1的右边），并使阀板25和环形板194之间具有轴向间隙194b。

用于调节驱动轴26的轴向位置的螺纹件18设置在驱动轴26内端部26a和杯形套件191的封闭端之间（图1的左端）。螺纹件18包括多个形成在外圆周部的孔18a，在套件191的封闭端的外圆部具有多个孔193d。

阀控机构19还包括带波纹管193a的阀件193，阀元件193b同轴心地与波纹管193a的顶部连接（图1的右边），并与孔196共中心线。外螺纹件193c连接到波纹管193a的底端（图1的左端）。波纹管193a内充气保持予定压力。外螺纹件193c拧入套件191的封闭端以牢固地将套件191的封闭端与波纹管193a的底端连接起来。

因此，曲柄室22中的制冷剂气体经过轴承31和驱动轴26的内端部26a的外表面之间间隙以及孔210的内壁、孔18a和孔193d流入阀腔192，波纹管193a响应曲柄室22中的压力沿纵向收缩和膨胀以关闭或打开孔19b。

通道195从间隙194b开始沿径向延伸成形在缸体21的后端部（图1右边），并在阀板25的孔19b处终止。孔196将通道195与吸气腔241连接起来。

开口环33装在驱动轴26内端部26a靠近中部26b的位置。偏置弹簧34装在驱动轴26的中部26b上，位于斜盘50和开口环33之间。偏置弹簧一端固定在驱动轴26上并与开口环靠紧。处于松驰状态时，偏置弹簧34的另一端处于不致于与斜盘50的后端面的任何部位接触的位置，此时斜盘50位于和图2所示的最大倾斜角到予定的中间偏斜角，即最大倾斜角30%范围以内倾斜。因此当斜盘倾处于最大倾角30%以外时，偏置弹簧34的恢复力将推斜盘50向最大倾角。上述以及下述的倾角是就正交于驱动轴26轴线的垂直面而言的。因此，斜盘50倾斜角最大时，压缩机的工作排量也最大。

参见图3，第一个实施例的实质部分将在下面详细说明。直径比驱动轴26的中部26b小的内端部分26a与同中部26b后端形成的锥形部分26c接在一起（图3的右端）。偏置弹簧34的一端（图3的右端）装在靠近锥形部26c的内端部26a上。另一端（图3的左端）伸向斜盘50到满足上述条件为至。偏置弹簧34一端的内径比中间部分26b的直径小，开口环33装在内端部26a上并与锥形部26c将偏置弹簧34的一端夹紧。因此防止偏置弹簧34沿驱动轴26的轴向移动。

参见图4，第一个实施例的实质部分的装配过程描述如下。将驱动轴26内端对准偏置弹簧34的另一端后，将驱动轴26插入偏置弹簧34以使偏置弹簧34的一端与驱动轴26的锥形部26c接触。然后，从驱动轴26的内端将开口环33装上。当开口环33与偏置弹簧的一端靠紧时，开口环33固定在驱动轴26的内端部26a上并和锥形部分26c夹紧偏置弹簧34的一端。

当压缩机10工作时，驱动轴26由汽车（未示出）发动机通过电磁 离合器300转动。凸轮转子40由驱动轴26驱动旋转，从而引起斜盘50旋转。斜盘50的转动又引起摆盘前后摆动。摇摆盘60的前后摆动使在各自气缸70中的活塞71作往复运动。由于活塞71作往复运动，故通过进气阀部件241a吸入气腔241中的制冷气体再通过吸气口242吸入气缸70中并压缩，压缩后的制冷气体通过各自的排气口252从气缸70中排入排气腔251中，然扣通过出口251a进入制冷系统。

在压缩机10运转时，中间制冷气体经过气缸70与活塞之间的间隙71从气缸进入曲柄室22中。然后，曲柄室22中的中间制冷气体经过轴承31与驱动轴26的内端部26a的表面间隙以及孔210的内壁，孔18a和孔193d流入阀腔192。当曲柄室22中的压力即阀腔192中的压力超过波纹管193a内的予定压力时，波纹管193a收缩并由阀元件193b打开孔19b，使曲柄室22与吸气腔241连通。因此，曲柄室22的压力又降至吸气腔241的压力。另一方面，当曲柄室22中的压力低于波纹管193a中的予定压力时，波纹管193a膨胀，由阀元件193b关闭19b，使曲柄室22和吸气腔241之间的通道堵死。于是曲柄室22中的压力又由于中间制冷气体从气缸70中进入曲柄室22而逐渐上升。因此曲柄室22中的压力变化是由阀控机构19控制的。曲柄室22中的压力变化使斜盘50也即摇摆盘60的倾角变化，以致于改变活塞71的各自行程，因此改变了压缩机的排量。

更进一步说，在可变排量阶段，当斜盘50的倾角的在最大倾角30%以外时，斜盘50由偏置弹簧34的恢复力推向最大倾角。

图5表示了本发明的第二个实施例的实质部分。在第二个实施例中，偏置弹簧34′的内径比驱动轴26的中部26b的直径小。偏置弹簧34′从驱动轴26的内端通过驱动轴26过盈安装使其一端靠近边缘26d。开口环33牢固地装在驱动轴26的内端部上紧靠着偏置弹簧。

图6示出了本发明的第三个实施例的实质部分，在该实施例中，驱动轴26的中部26b包括锥形部26c，内部部26a与锥形部26c（图6的右 边）的锥端接在一起并锥端处直径相同。偏置弹簧34″的一端的内径比锥形部26c的锥端直径小。偏置弹簧34″从驱动轴26的内端通过驱动轴26过盈安装使其一端靠近锥形部分26c的锥端。开口环固定在驱动轴26的内端部并靠紧偏置弹簧34″的一端。

本发明是根据最佳实施例进行描述的，然而这些实施例仅仅是用作例子说明本发明，本发明并不限于这些实施例。该技术领域的熟练人员将懂得由权利要求所限定的本发明的其它一些变化。

Claims (7)

1、用于制冷系统的一种斜盘压缩机，该压缩机包括带有多个气缸置于其上的缸体的压缩机壳体，设置于该缸体一端并密封该缸体中曲柄室的前端板，装在每个所述气缸内并与之滑动配合的活塞，与该活塞相连并使该活塞在该气缸中作往复运动的驱动机构，该驱动机构包括一个支承在所述壳体上可旋转的驱动轴，连接在该驱动轴上并随之运动的转子，以及传送动力到活塞上与所述驱动轴连接的连接装置，即将所述转子旋转运动转化为在所述气缸内该活塞往复运动的装置，该连接装置包括相对于驱动轴以一定倾角设置的斜面板，该倾角随曲柄室中压力的变力而变化以此改变压缩机的容量，后端板设置于所述气缸体前端板的对面，并在此构成吸气腔和排气腔，一个将曲柄室与吸气腔连通的通道，一个控制该通道开闭引起曲柄室中压力变化的阀控装置，一个偏置弹簧装于驱动轴上并位于所述斜盘与所述气缸体之间以推动该斜板到最大倾角，其特征在于，所述驱动轴有靠内部分，该靠内部分比驱动轴的其作部分有较小的直径，所述靠内部分和所述其作部分是整体地形成，所述偏置弹簧的一端其内径较小于所述驱动轴的所述其作部分，所述偏置弹簧的所述一端是远离所述斜盘的一端，所述偏置弹簧安置在所述驱动轴上，使所述一端固定在所述驱动轴上的位置，接近所述靠内部分和所述其作部分整体地形成的位置，所述偏置弹簧不受力时有一予定长度，当所述倾角处于最大倾角至稍大于所述最小倾角的一予定中间倾角的范围内，所述弹簧不会触及到所述斜盘。

2、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述中间倾角大约是所述最大倾角的百分之三十。

3、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述所述靠内部分和所述其余部分整体地形成的位置包括一隆起部，所述压缩机还包括一开口环围绕所述靠内部分固定，并将所述偏置弹簧的所述一端压向所述隆起部，当倾角减小至低于一予定角度之后，所述开口环抵抗所述偏置弹簧的作用力，而所述偏置弹簧推动所述斜盘后退至最大倾角。

4、根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述隆起部是斜坡。

5、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述驱动轴含有一斜坡部分，与所述靠内部分和所述其余部分是整体地形成，所述压缩机还包括一开口环围绕所述靠内部分安置，并将所述偏置弹簧的所述一端压向所述斜坡部分。

6、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述连接装置还包括一摇摆盘围绕着所述斜盘安置，使所述斜盘相对所述摇摆盘是可以旋转的，所述斜盘的旋转运动转变为所述摇摆盘的章动运动，所述压缩机还包括多个连杆，各个连杆将所述活塞连接至所述摇摆盘，所述摇摆盘的章动运动促使所述活塞在所述气缸内的往复运动。

7、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述斜盘铰链接合至所述转子，所述铰链接合允许所述斜盘的斜角改变，所述驱动轴的旋转运动通过所述转子促使所述斜盘作旋转运动。

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