CN101631955A - 空调压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行程可调节的空调压缩机，尤其是用于机动车，该空调压缩机具有一个传动装置，该传动装置用于在缸中往复运动的活塞，其中，所述活塞通过调节盘、如摆动盘(1)或摆动环(31)或摇摆盘以可调节的摆动角度被驱动，其中，该摆动角度的位置基本上通过在该传动装置中起作用的压力、惯性力和弹簧力影响。

Description

空调压缩机
技术领域
本发明涉及一种行程容积可调节的空调压缩机，尤其是用于机动车，该空调压缩机具有一个传动装置，该传动装置用于在缸中往复运动的活塞，其中，所述活塞通过调节盘、如摆动盘或摆动环或摇摆盘以可调节的摆动角度被驱动，其中，该摆动角度的位置基本上通过在该传动装置中起作用的压力、惯性力和弹簧力影响。
背景技术
这种空调压缩机已经公知。在此产生问题：空调压缩机在内燃发动机转动的情况下在关断的空调设备工况中易于使摆动机构绕其静止位置振动。另外公知了这样的空调压缩机：这种空调压缩机在制冷功率要求下、即在空调设备接通时不从稳定的摆动角度位置起启动并且在起动时产生振动或产生起动延迟。
发明内容
因此，本发明的任务在于，制造一种空调压缩机，该空调压缩机不具有这些问题。
该任务通过一种行程容积可调节的空调压缩机来解决，该空调压缩机尤其是用于机动车，该空调压缩机具有一个传动装置，该传动装置用于在缸中往复运动的活塞，其中，活塞通过调节盘、如摆动盘或摆动环或摇摆盘以可调节的摆动角度被驱动，其中，摆动角度的位置主要通过在传动装置中起作用的压力、惯性力和弹簧力影响，其中，根据本发明，在调节盘的摆动角度位置上起作用的弹簧力通过具有较高弹簧刚度的弹簧和具有较低弹簧刚度的配合弹簧形成。优选这样的机器：在该机器中，具有较高刚度的弹簧在摆动角度增大的方向上起作用并且具有较低弹簧刚度的配合弹簧在摆动角度减小的方向上起作用。
这样设计弹簧具有优点：通过具有不同特性的弹簧的这种组合，在力-摆动角度特性曲线的变化曲线中实现不连续性。通过适当地选择弹簧以及具有显著不同的较软的特性的配合弹簧得到弹簧力值在通过抑制下振动范围来防止显著地形成协振的机构的行程上不连续的分布。这有利地使得：该机器在空调设备的关断工况中不易于使摆动机构绕其静止位置协振，以及在制冷功率要求下、即在空调设备接通时借助于调节阀可靠地启动。
该空调压缩机的一个优选实施形式的特征在于：较刚性的弹簧借助于最大行程止挡而具有受限制的行程，而较弱的配合弹簧必要时在整个摆动角度行程上起作用。也优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，较刚性的弹簧在最大行程止挡中预给定在内燃发动机关断并且空调设备关断时调节盘的摆动角度的起始位置。这具有优点：空调压缩机可靠启动所需的摆动角度位置在几何上可通过止挡精确地预给定并且相应地在该点上或者明显硬的弹簧或者明显软的弹簧视摆动角度的调节方向而定可起作用。
也优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，较刚性的弹簧的止挡被设置得可从最大行程移动到最小行程。另外，优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，可移动的止挡通过可移动的保险环和驱动轴上的车削部或长形槽构成。可移动的止挡具有优点：较刚性的弹簧仅可被一直压缩到一定的最小行程并且由此得到保护以免通过进一步压缩而过载。
也优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，较刚性的弹簧通过止挡仅在调节盘的受限制的角度区域中起作用。也优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，较软的配合弹簧在调节盘的整个角度区域中起作用。因为抵抗较刚性的弹簧工作的较软的配合弹簧在工作中由于其相对弱的设计参数而对较刚性的弹簧几乎无作用，所以在最小摆动角度区域中较刚性的弹簧在摆动角度上承担真正的弹簧力控制的功能。较软的配合弹簧因此可在整个角度区域上起作用，而较刚性的弹簧的力作用不受影响。但较软的配合弹簧原则上也可从较刚性的弹簧的作用区域起以其弹簧行程终止并且不再继续伸展。
此外，优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，调节盘的最小的摆动角度大于、等于或小于零度。也优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，调节盘的起始位置摆动角度大于该最小的摆动角度。
一个根据本发明的空调压缩机的特征在于：在接通的空调设备工况中，较刚性的弹簧仅在该空调压缩机的高转速的范围中起作用。在关断的空调设备工况中，较刚性的弹簧在整个转速范围中起作用。
另外，优选这样的空调压缩机：在该空调压缩机中，较软的配合弹簧在该空调压缩机的整个转速范围中起作用。
附图说明
现在借助于附图描述本发明。
图1示出了一个摆动盘，该摆动盘直接止挡在一个软的弹簧和一个硬的弹簧上。
图2示出了图1中的摆动盘，其中，刚性的弹簧具有一个可移动的最大行程止挡。
图3示出了一个摆动环的导向装置，该导向装置在轴上具有导向套筒，此外具有图1中的弹簧装置。
图4示出了一个摆动环的导向装置，该导向装置具有如图3中所示的导向套筒，但具有刚性的弹簧的如图2中所示的可移动的止挡。
图5示出了一个导向套筒，该导向套筒在导向套筒上具有刚性的碟形弹簧并且在导向套筒内部具有软的配合弹簧。
图6示出了用于图1至图4中的机器方案的关于摆动角度的力变化曲线。
图7示出了用于图5中的机器方案的力变化曲线。
具体实施方式
图1中示出了一个摆动盘1，其中，摆动盘1在轴上通过导向套筒5可摆动地并且可移动地被导向。由现有技术公知的、也与轴相连接的摆动铰链在此没有示出。在此通过两个对置的碟形弹簧形成的一个刚性的弹簧9一方面通过轴7上的阶梯11抵抗最大行程止挡并且在另一侧通过保险环13在轴7上定位。一个螺旋弹簧15以其一个端部止挡在轴7的止挡17上并且以其另一个端部止挡在导向套筒5的止挡19上，该螺旋弹簧在其弹簧刚度方面比双重的碟形弹簧9明显软。由此，在机动车的空调压缩机和内燃发动机的关断状态中，通过较软的弹簧15使导向套筒5压在较硬的弹簧9上，但该较硬的弹簧在不实施弹簧行程的情况下由此预给定摆动盘1的起始角度。
内燃发动机一启动并且空调设备一接通，就通过空调压缩机的摆动盘1的起始角度在压缩机中并且在空调设备中建立压力，该压力使得摆动盘1进一步摆出并且使得空调设备中的质量流量更高，其中，摆动角度的大小通过相应的调节阀预给定，该调节阀调节工作空间中的压力。摆动盘1的导向套筒5的位置因此通过保持止挡的刚性的弹簧9的影响、通过空调压缩机中的压力情况、由调节阀实现的预给定值和较软的弹簧15的力预给定。
当发动机转速较高时，即当排出的质量流量由于空调压缩机的转速较高于是也自动地较大时，摆动角度可相应地减小，并且空调压缩机的摆动盘1的导向套筒5相应地由于较软的弹簧15的伸展并且由于通过调节阀预给定的压力情况而返回，直到该导向套筒又达到较硬的弹簧9的止挡。在该点，当传动装置中的压力情况进一步变化时，首先弹簧9的弹簧预夹紧力必须被克服一次，由此，在当内燃发动机的转速更高时导向套筒5可抵抗现在被压缩的硬的弹簧9使摆动盘1的摆动角度减小之前，在力-弹簧特性曲线的变化曲线中首先得到一个包括弹簧9的预夹紧力的阶梯。当内燃发动机转速进一步提高时，在极端情况下，弹簧9抵抗止挡13被压缩到最小行程，并且出现空调压缩机的最小的摆动角度，该最小的摆动角度由此小于空调压缩机的起始角度，如前所述。
尤其是在空调设备的关断状态中，即当不需要压缩机的质量流量时一一但内燃发动机的转速例如在以高速度行驶时非常高，调节空调压缩机的最小的摆动角度，如上所述。
在图2中，图1中的碟形弹簧9被弹簧组21替代，并且借助于一个可移动的保险环23而具有用于导向套筒5的可移动的止挡，该保险环在轴的长形槽25中被导向。保险环23由此可在内燃发动机的转速高时至多一直移动到第二止挡27并且负责：弹簧组21不可再被压缩并且由此受到保护以免过载。如图1中所示的其它全部构件在它们的功能方面未变化，因此，可参考图1中的说明。
在图3中，图1和图2中的摆动盘1被摆动环31替代，该摆动环设置在导向套筒29上。为了简化弹簧力功能的说明，在此也没有示出相应的摆动铰链和携动件。导向套筒29由此包围较软的弹簧15。通过该结构形式，弹簧15可在导向套筒29内部更好地利用空间，因为图1和图2中的导向套筒5的纵向伸展由于导向套筒29的端面的壁33相对窄而可强烈减小。在其它方面，夹入到刚性的弹簧9与软的弹簧15之间的导向装置的功能如图1中所示在此也得到实现。
在图4中，图3中的导向套筒装置用图2中的弹簧组21并且用通过可移动的保险盘23构成的止挡来实现，由此，就此而言在此也可参考如图2中所述的功能。
图5中示出了一个弹簧装置，该弹簧装置在功能上与图1至图4中的视图不同。摆动环31设置在导向套筒35上，该导向套筒包括一个碟形弹簧37，该碟形弹簧可与导向套筒35移动。该弹簧组合的功能表现如下：当内燃发动机转速低并且质量流量要求高、即空调压缩机的摆动环31的摆动角大时，导向套筒35借助于刚性的弹簧37使螺旋弹簧15压缩并且由此可实现大的摆动角度。当内燃发动机转速提高时——该提高又导致空调压缩机质量流量提高，摆动环31的摆动角度通过用于传动装置的调节阀的相应的压力预给定值减小，由此，附加地通过弹簧15的松弛，导向套筒与较刚性的弹簧37向左移位并且使压缩机中的摆动角度减小。当较刚性的弹簧37止挡在保险环13上时，通过弹簧37的变形而发生朝最小摆动角度方向的弹簧力升高。刚性的弹簧37因此不具有预夹紧力，因为软的弹簧15不作用在刚性的弹簧37上。在其它方面，功能可与上述功能相比较。
图6中示意性地示出了用于图1至图4中的方案的合成的弹簧力变化曲线。在轴40上关于轴42上的摆动角度α示出了弹簧力F的绝对力变化曲线。当转速低并且质量流量要求高时，摆动角度α按照通过弹簧15的弹簧刚度预给定的特性曲线44增大。当摆动角度一直减小到也与内燃发动机关断并且空调设备关断时的起始角度相应的止挡点46时，通过摆动盘1或摆动环31及其导向套筒5、29构成的调节装置通过止挡而抵抗硬的弹簧9、21以及其预夹紧力移位，由此，在硬的弹簧9、21可被压缩并且由此弹簧力变化曲线按照特性曲线50延续之前，首先在弹簧特性曲线中得到一个力阶跃48。如果软的弹簧15仍然可参与硬的弹簧9、21的预夹紧行程，则理论上这两个弹簧力变化曲线相加或者由于弹簧15的弹簧力减小以及弹簧9、21的弹簧力增大而相减。但事实上，弹簧15在其刚度方面软这样多，使得该弹簧的力影响在弹簧9的弹簧力增大时可忽略。
图7中示出了用于图5中的结构形式的弹簧组合的弹簧力变化曲线。在轴40上关于轴42上的摆动角度α示出了绝对的弹簧力变化曲线。起始角度α-止挡也在轴42上的点46上示出。当转速低并且质量流量要求高时，软的弹簧按照特性曲线44以其弹簧力起作用。但现在当摆动角度由于内燃发动机转速增大而减小时，如图5中已经描述的那样，在止挡13中硬的弹簧37按照特性曲线52变形并且由此朝摆动角度小的方向实施陡峭的弹簧力升高，直到最小止挡α-min，该最小止挡α-min例如当内燃发动机转速最大并且空调设备关断时、即当不需要质量流量时存在，所述硬的弹簧当然不是处于预夹紧状态中，而是松弛地在导向套筒35内部被带动。
因此，主要用于在关闭模式中使传动装置稳定的、传动装置的这种特殊的弹簧力协调装置的本发明上述方案使得：空调压缩机在关断的空调设备工况中不易于使摆动机构绕其静止位置协振，以及在制冷功率要求下空调压缩机的输送流量可借助于调节阀可靠地起动。根据本发明，这通过在力-摆动角度特性曲线的变化曲线中由于具有不同特性的弹簧的组合而形成的不连续性来实现。通过适当地选择具有显著不同的硬的和非常软的特性的弹簧以及配合弹簧得到弹簧力值在摆动机构的行程上不连续的变化曲线，该摆动机构通过抑制下振动范围来防止显著地形成协振。
参考标号清单
1摆动盘           19止挡
5导向套筒         21硬的弹簧组
7轴               23保险环
9硬的弹簧         25长形槽
11阶梯            27止挡
13保险环          29导向套筒
15软的螺旋弹簧    31摆动环
17止挡            33端面的壁
35导向套筒              46止挡点
37硬的碟形弹簧          48力阶跃
40弹簧力变化曲线的轴    50硬的弹簧的特性曲线
42摆动角度变化曲线的轴  52硬的弹簧的特性曲线
44软的弹簧的特性曲线

Claims (12)

1.行程容积可调节的空调压缩机，尤其是用于机动车，该空调压缩机具有一个传动装置，该传动装置用于在缸中往复运动的活塞，其中，所述活塞通过调节盘、如摆动盘(1)或摆动环(31)或摇摆盘以可调节的摆动角度被驱动，其中，该摆动角度的位置主要通过在该传动装置中起作用的压力、惯性力和弹簧力影响，其特征在于：在该调节盘的摆动角度位置上起作用的弹簧力通过具有较高弹簧刚度的弹簧(9，21，37)和具有较低弹簧刚度的配合弹簧(15)形成。
2.根据权利要求1的空调压缩机，其特征在于：所述具有较高刚度的弹簧(9，21，37)在摆动角度增大的方向上起作用并且所述具有较低弹簧刚度的配合弹簧(15)在摆动角度减小的方向上起作用。
3.根据权利要求1或权利要求2的空调压缩机，其特征在于：所述较刚性的弹簧(9，21，37)借助于最大行程止挡(11)而具有受限制的行程，而所述较弱的配合弹簧(15)必要时在整个摆动角度行程上起作用。
4.根据权利要求3的空调压缩机，其特征在于：所述较刚性的弹簧(9，21，37)在最大行程止挡(11)中预给定在内燃发动机关断并且空调设备关断时该调节盘的摆动角度的起始位置。
5.根据权利要求3或权利要求4的空调压缩机，其特征在于：所述较刚性的弹簧(21)的止挡被设置得可从最大行程移动到最小行程。
6.根据权利要求5的空调压缩机，其特征在于：所述可移动的止挡通过可移动的保险环(23)和驱动轴上的车削部(25)或长形槽构成。
7.根据上述权利要求之一的空调压缩机，其特征在于：所述较刚性的弹簧(21)通过该止挡仅在该调节盘的受限制的角度区域中起作用。
8.根据上述权利要求之一的空调压缩机，其特征在于：所述较软的配合弹簧(15)在该调节盘的整个角度区域中起作用。
9.根据上述权利要求之一的空调压缩机，其特征在于：该调节盘的最小的摆动角度大于、等于或小于零度。
10.根据上述权利要求之一的空调压缩机，其特征在于：该调节盘的起始位置摆动角度大于该最小的摆动角度。
11.根据上述权利要求之一的空调压缩机，其特征在于：所述较刚性的弹簧(9，21，37)在接通的空调设备工况中仅在该空调压缩机的高转速的范围中起作用并且在关断的空调设备工况中在整个转速范围中起作用。
12.根据上述权利要求之一的空调压缩机，其特征在于：所述较软的配合弹簧(15)在该空调压缩机的整个转速范围中起作用。
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