CN1016208B - 斜盘式制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

一种斜盘式制冷压缩机，有若干气缸沿其气缸体圆周分布。活塞可滑动地装于各气缸中，通过包括一块斜板的驱动机构使活塞在气缸中作往复运动。斜板有一凸台，以便在其上安装斜盘和环状平衡块。环状平衡块有一个凹陷的中心薄板区，该薄板区有若干孔，其侧壁为锥形，以便在压缩机运转时将足够的润滑油送到斜盘和环状平衡块薄板区之间的摩擦面上，不需要轴承就可使环状平衡块在斜盘上平衡地转动。

Description

本发明涉及一种制冷压缩机，尤其是涉及一种用于机动车辆空调系统中的斜盘式制冷压缩机。

日本专利申请公开号64-29678公开了一种如斜盘式压缩机之类的斜板式压缩机，它包括一个环状平衡块，其大部份质量分布在倾斜板毂盘或凸台的前端，使倾斜板在动态运行条件下处于平衡。环状平衡块由挡圈固定在适当位置。

图5示出了上述日本申请所描述的斜板式压缩机。斜盘60通过轴承61和62设置在倾斜板50的凸台54的周围，致使倾斜板50可相对于斜盘转动。凸台54在其轴向的后端（即图5中的右侧）有一小直径部份54a，从而54a的前端就构成了一个环形台肩541。斜盘60在其轴向后表面上的内圆周上有环形突出部份601，该环形突出部份终止于环形台肩541的同一轴向平面。环状平衡块500设置在小直径部份54a周围，并与台肩541和环形突出部份601相连。环状平衡块500在轴向后表面的内圆周上有环形凹陷处501，以使平衡块500的内圆周的厚度减小。凹陷处501的前端、环状平衡块500的内圆周处为薄板部份502。小直径部份54a外圆周表面径向有环形槽55，槽内放有开口环56。开口环56的外径部份延伸到槽55的外部并与环状平衡块500的薄板部份502接触。环状平衡块500的薄板部份502卡在开口环56和环形台肩541之间。因此，环状平衡块500被固定在台肩54上，并防止斜盘60沿轴向移动。这样，当压缩机运转时，环形突出部份601轴向后端表面总是与环状平衡块的轴向前表面接触， 导致环形突出部份601和环状平衡块500之间产生摩擦。压缩机运转时，环形突出部份601和环状平衡块500之间会产生过大的转动摩擦，这将引起重大故障，例如，在环形突出部份601和环状平衡块500之间出现不正常的摩损或卡住。

考虑到这个问题，一些市售的压缩机在环形突出部分601轴向后端面和环状平衡块500的轴向前表面之间装有一个轴承。但是，这又增加了部件的数量，并使组装过程复杂化。

因此，本发明的目的是提供一种斜盘式制冷压缩机，该压缩机有一个环状平衡块，在动态运行条件下，此平衡块能平衡斜板，又能防止斜盘轴向移动，同时，在不用轴承的结构中还能在斜盘上平滑地转动。

本发明的斜盘式压缩机包括一个带气缸体的压缩机壳体。气缸体有若干在圆周上分布的气缸。气缸体内封装有曲轴腔，该腔位于诸气缸的前面。压缩机壳体里还有一个吸气腔和一个排气腔。每个气缸中可滑动地装有一个活塞，驱动机构与各活塞相连，使活塞在气缸中作往复运动。所述驱动机构含有一根可转动地支撑在壳体中的驱动轴和连接装置，此连接装置含有一块安装在驱动轴周围的斜板。连接装置将驱动轴的旋转运动转变为活塞在气缸中的往复运动。斜板以某一角度设置在驱动轴上。压缩机还有一个环形平衡块，其中心有形成凹陷部份的薄板区。连接机构还有一个设置在斜板凸台周围的斜盘。环状平衡块卡在斜板的凸台上，以便在动态运行条件下使斜板维持平衡，并防止斜盘轴向运动。活塞通过连杆与斜盘相连。驱动轴和斜板的旋转运动导致斜盘作下俯摆动，并使活塞在气缸中作往复运动。环状平衡块的薄板区有若干孔，这些孔与所述凹陷部分的环形侧壁周边对挤，并对着斜盘的端面，凹陷部分的环状侧壁是锥形的，以便有效地将润滑 油送到斜盘和环状平衡块之间的摩擦面上。

图1为按照本发明第一个实施例的斜盘式制冷压缩机的垂直纵剖面图;

图2为图1所示的环状平衡块的底部平面图;

图3为沿图2中A-A线的环状平衡块剖面图;

图4为本发明第二个实施例所示的与图3相似的视图;

图5为现有的斜盘式压缩机的垂直纵剖面图。

图1至图4中与现有技术图5中所示部件相同的部件用相同的标号表示。另外，虽然图1至图4所示和所描述的压缩机10是一个具有可变容量机构的斜盘式制冷压缩机，但本发明并不限于此，它也适用于定容量的斜盘式制冷压缩机。此外，在下面的描述中，称图1的左侧为前侧而称右侧为后侧。“轴向的”一词是指与驱动轴纵轴相平行的方向，而“径向的”一词指的是与驱动轴纵轴相垂直的方向。当然，所有这些参考方向只是为描述方便而设定的，并不意味着对本发明作任何限制。

图1给出的是按照本发明的第一个实施例的斜盘式制冷压缩机10的结构。压缩机10包括圆柱形壳体组件20，其中有气缸体21、位于气缸体21一端的前盖板23、在气缸体21内所形成的曲轴腔22以及位于气缸体21另一端的后盖板24。为将曲轴腔22封闭在气缸体内，用一些螺栓101将前盖板23安装在气缸体21开口的前端。用一些螺栓102将后盖板24安装在气缸体21的另一端。阀板25位于后盖板24和气缸体21之间。前盖板23的中心有开口231。驱动轴26由放置在开口231中的轴承30支承。中心孔210穿过气缸体21延伸到后端表面。驱动轴26的 内端（后端）部份由放置在气缸体21的中心孔210中的轴承31可转动地支承着。阀控制机构19设置在孔210中并对着驱动轴26的后端。

用销钉件261将凸轮转子40固定在驱动轴26上，使其随轴26一起转动。在前盖板23轴向内（后）端面和凸轮转子40相邻的前轴端面之间安装有止推滚针轴承32。凸轮转子40包括一个带有销钉件42、并从该销钉件处延伸的臂41。斜板50位于驱动轴26的周围、并有开口53，驱动轴26穿过此开口。斜板50与凸轮转子40相邻。斜板50包括带长孔52的臂51和凸台54。凸轮转子40和斜板50由销钉件42相连，销钉件插入长孔52中以形成铰链接合。销钉件42可在长孔52中滑动，以便能调节斜板50与驱动轴26纵轴的相对倾斜位置。

用轴承61和62将斜盘60安装在斜板50的凸台54周围，使得斜板50可相对于斜盘60转动。斜板50的旋转运动导致斜盘60作下俯摆动。叉形滑块63固定在斜盘60的外周边上，并可滑动地安装在滑轨64中，该滑轨固定在前盖板23和气缸体21之间。叉形滑块63防止斜盘60转动，因而，当凸轮转子40和斜板50转动时，斜盘60沿着滑轨64作来回摆动。气缸体21包括若干沿园周分布的气缸室70，活塞71在气缸室中作往复运动。各活塞71通过相应的连杆72在圆周位置与斜盘60相连。斜盘60的下俯摆动导致活塞71在气缸70中作往复运动，以便压缩气缸中的制冷剂。

后盖板24在其圆周上含有环形吸气腔241和位于中心的排气腔251。阀板25按装在气缸体21和后盖板24之间，它包括若 干装有阀瓣的吸气口242，这些吸气口使吸气腔241与各个气缸70相通。阀板25还有装有若干阀瓣的排气口252，这些排气口使排气腔251与各个气缸70相通。吸气口242和排气口252均装有适当的、如专利权人Shimizu所获得的美国专利4011029中所描述的簧片阀。

吸气腔241有与外部冷却回路蒸发器（未示出）相连的入口部份241a。排气腔251有与外部冷却回路冷凝器（未示出）相连的出口部份251a。垫27位于气缸体21和阀板25的内表面之间，垫28位于阀板25的外表面和后盖板24之间，以便密封气缸体21、阀板25和后盖板24的不光滑表面。

通道400连通曲轴腔22和吸气腔241，它还有中心孔210和通路150。正如日本专利申请公开说明书01-142276中所描述的那样，阀控制机构19控制通道400的开闭，以改变压缩机的容量。

压缩机10运转时，车辆发动机通过电磁离合器300来带动驱动轴26旋转。凸轮转子40随驱动轴26一起旋转，斜板50也随之旋转，从而使斜盘60作下俯摆动。斜盘60的下俯摆动又带动各活塞71在其各自的气缸70中作往复运动。当活塞71作往复运动时，通过入口部份241a进入吸气腔241的气态制冷剂流过吸气口242进入各气缸70中，并在各气缸中受到压缩。压缩后的气态制冷剂经排气口252从各气缸70排至排气腔251，然后再由出口部份251a流入冷却回路中去。

为使吸气腔241中的压力保持恒定，可以根据蒸发器热负荷的变化或压缩机转速的变化来调节压缩机10的容量。通过改变斜板 50与垂直于驱动轴26轴线的平面之间的角度可调节压缩机的容量。此角度与曲轴腔的压力有关。曲轴腔中压力增加使斜板50和斜盘60的倾斜角减小，从而压缩机容量减少。曲轴腔中压力降低使斜板50和斜盘60的倾斜角加大，因而压缩机容量增加。图1所示的压缩机中，为了控制曲轴腔和吸气腔之间的联通，阀控制机构19根据曲轴腔中的压力动作，使其作用点根据排气腔的压力而改变，以便调节曲轴腔中的压力，从而改变倾斜板50的倾斜角度并改变压机的工作容量。当然，根据本发明也可采用其他类型的阀控制机构，或者根本不用阀控制机构。

压机10还有处于凸台54小直径部份54a的径向外表面上的环形槽55。凸台54具有环形台肩541，该台肩位于小直径部分54a的前面。环状平衡块500在后部径向内圆周区内有环形凹陷处501，结果在凹陷处501前部形成轴向薄板部份502。薄板部份502装配在凸台54的环形台肩541上。由软金属，例如由未淬火的铁制成的被放置在薄板部份502上的环形部件80被嵌插在槽55中，通过把薄板部份502夹在环形台肩541上来将环状平衡块500卡在斜板50的凸台54上。在斜盘60轴向后表面的内圆周上有环形突出部份601，该突出部份中止于薄板502轴向前表面的径向最外端。因此，压缩机运行时，环形突出部份601的轴向后端表面总是跟薄板部份502轴向前表面的径向最外端接触。这样，在压缩机运行时，一方面可以防止斜盘60的轴向移动，另一方面在斜盘60的环形突出部份601和环状平衡块500的薄板部份502之间产生转动摩擦。

再参见图2和图3，环状平衡块500有环形凹陷处501，其 环形侧壁501a沿径向朝内倾斜。薄板部份502有若干轴向孔503，这些孔以等角距离分布、并与侧壁501a前端的周边对齐，以致能对着斜盘60的环形突出部份601的后端表面。

仍参见图1，当压机运行时，混有雾状润滑油的制冷剂（为了介释，下文中称这种混合物为“制冷剂”）通过活塞71的向前运动，从吸气腔241进入气缸70中，而通过气缸71的向后运动受到压缩。在这种情况下，一部份制冷剂通过活塞71外圆周表面和气缸70内圆周表面之间的间隙从气缸70中流入曲轴腔22中。然后，曲轴腔22中的部份制冷剂通过通道400返回到吸气腔241中。

因为环状平衡块500转动，制冷剂与环状平衡块500碰撞，使得环状平衡块500附近的制冷剂与润滑油的分离作用有所提高。因此，被分离出的油就粘附到环状平衡块500的整个外表面上，然后再借助于由环状平衡块500的转动而产生的离心力使分离出的油径向地朝外运动。

尤其是粘附到环状平衡块500的环形凹陷处501底面上的已分离的油径向朝外运动，并聚集在环形凹陷处501侧壁501a的前端。由于离心力，粘附在环形侧壁501a上的分离出的油沿侧壁501a的斜面向前运动，并聚集在侧壁501a的前端。聚集在侧壁501a前端的润滑油通过轴向孔503流入斜盘60的环形突出部份601的后端面和环状平衡块500的薄板部份502的前表面之间的摩擦面中。因此，即使在极端的情况下，在环形突出部份601的轴向后端面和环状平衡块500的轴向前表面之间不装轴承，也可避免在环形突出部份601和薄板部份502之间出现不正常的磨损或卡住。

由于环状平衡块500靠近中心孔210，环状平衡块500附近的制冷剂总是由通过通道400从曲轴腔22返回到吸气腔241的新鲜制冷剂取代。所以，就有足够的润滑油提供给斜盘60的环形突出部份601的后端面和环状平衡块500的薄板部份502的前表面之间的摩擦面上。

图4示出了本发明的第二个实施例。在第二个实施例中，环状平衡块500的薄板部份502上有若干斜孔503′，这些孔以等角距离分布，并与侧壁501a前端的周边对齐。孔503′的倾斜角与环形侧壁501a的倾斜角一致，也就是说侧壁501a前端的向前延长线与孔503′径向最外围的线相重合。由于离心力，聚集在侧壁501a前端的润滑油可以有效地导入斜盘60的环形突出部份601后端面和环状平衡块500的薄板部份502的前表面之间的摩擦面中。

Claims (5)

1、在一种斜盘式制冷压缩机中，该压缩机包括一个带有气缸体的压缩机壳体，所述气缸体具有若干沿圆周分布的气缸；封装在所述气缸体内、位于所述各气缸前面的曲轴腔；可滑动地装在所述每个气缸中的活塞；与各所述活塞相连的驱动机构，以便使所述活塞在所述气缸中作往复运动，所述驱动机构包括一根可转动地支承在所述壳体中的驱动轴，所述驱动机构还包括有连接装置，以便使所述驱动轴与所述各活塞相连，从而将所述驱动轴的旋转运动转变为所述活塞在所述气缸中作往复运动，所述连接装置有一块安装在所述驱动轴上的倾斜板，该板具有与所述驱动轴成角度倾斜的表面，所述倾斜板有一凸台；设置在所述凸台周围的环状平衡块，所述环状平衡块有一个限定出凹陷部份的中心薄板区；和将所述薄板区固定在所述凸台上的装置，所述连接装置还有一块设置在所述凸台周围的斜盘，所述斜盘的一个端面相对于所述环状平衡块的所述薄板区来回滑动，所述各活塞通过连杆与所述斜盘相连，所述斜板随驱动轴一起旋转，使得所述斜盘作下俯摆动，从而使所述活塞在所述气缸中作往复运动，其特征在于：

所述环状平衡块在其所述薄板区有若干孔，这些孔与所述凹陷部份的环形侧壁周边对齐，并对着所述斜盘的所述的一个端面，其中所述凹陷部分的环形侧壁是锥形的。

2、如权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述若干孔中的每一个孔的中心轴与环状平衡块的轴平行。

3、如权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述若干孔中的每一个孔的中心轴倾斜于所述环状平衡块的轴，其倾斜角等于所述环状凹陷部份的所述环形侧壁的倾斜角。

4、如权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述孔的数量至少为3。

5、如权利要求4所述的压缩机，其特征在于所述孔为等角距离分布。

Images