CN101865134A - 平动贯穿叶片式空调压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的是一种平动贯穿叶片式空调压缩机，包括固装在机壳(1)内的缸体(2)，分别与缸体(2)前后端密封连接的前端盖(3)和后端盖(4)，分别与前端盖(3)和机壳(1)呈轴孔动配合的主轴(5)，叶片(6)和平动机构(7)，以其还包括平动盘(8)，所述叶片(6)为贯穿式叶片，缸体型线呈圆形，且有2条相互对称又平行布置的圆切线段(2-1)，所述平动盘(8)在主轴(5)的驱动下作平面移动，所述叶片(6)随着平动盘(8)平移而沿所述圆切线段(2-1)作直线平移为主要特征，具有结构简单，缸体内可变容积大，排量大，摩擦摩损小，噪音低，功耗小，制造成本低和使用寿命长等特点。

Description

平动贯穿叶片式空调压缩机

技术领域

本发明涉及一种平动贯穿叶片式空调压缩机，尤其涉及的是汽车车用空调压缩机。属于压缩机领域。

背景技术

车用空调压缩机，是车用空调系统的核心，其工作压力在30～40kg/cm²范围内。空调压缩机工作压力、排量、功耗和使用寿命，是衡量空调压缩机性能优劣的主要指标。

已有的所述空调压缩机，主要有曲轴连杆机构压缩机，轴向柱塞式压缩机(包括摇盘式和斜盘式压缩机)，旋转叶片压缩机和涡旋式压缩机等四种类型，其中轴向柱塞式压缩是当代主流产品，但它受到涡旋式压缩机的激烈竞争。而旋转叶片压缩机，由于其体积小、重量轻而被同样看好。但是这种旋转叶片压缩机，由于其在工况下，存在叶片与缸体间高速相对滑动，摩擦磨损严重，功耗比例大等问题，而制约了这种旋转叶片压缩机的应用范围。

为此如何保留旋转叶片压缩机的长处，克服其所存在的不足，便成为业内研究开发的课题。

发明内容

本发明旨在提供一种体积小，重量轻，结构简单，功耗比例小，使用寿命长的一种平动贯穿叶片式空调压缩机，为汽车空调业的日益发展，提供装备支持。

实现本发明目的的技术构想是，兼取旋转叶片压缩机体积、重量小，容积效率高和噪声小，以及涡旋式压缩机的平动运动摩擦损耗小，适宜高速运行的优点，创立平动式贯穿叶片结构，改旋转运动为平移滑动，以降低叶片与缸体间的相对滑动速度，减少叶片与缸体的摩擦点，降低功耗，延长使用寿命，而由依靠离心力把叶片压向缸体形成密封，改变为固定长度的间隙密封配合，以改变叶片与缸体间的密封状况；通过平移机构，使活塞(本发明称之为平动盘)在缸体内作平移运动，扩大缸体可变容积空间，大幅度提高缸体空间的有效利用率，以有效加大同等条件下压缩机的排量，与相同规格尺寸、相同偏心距的旋转叶片压缩机相比，其可变容积增大68％，从而具有很高的经济性和实用性，实现本发明的目的。

基于上述技术构想，本发明由改变传统传动方式着手，实现其目的的技术方案是：

一种平动贯穿叶片式空调压缩机，包括固装在机壳内的缸体，分别与缸体前后端密封连接的前端盖和后端盖，分别与前端盖和机壳呈轴孔动配合的主轴，叶片和平动机构，其创新点在于：

a、还包括设在缸体内的圆柱状平动盘；所述平动盘的直径在缸体内径的75～85％范围内；平动盘的轴向两侧面，分别与前端盖和后端盖呈滑动密封配合；所述主轴的偏心轴，与平动盘的第一偏心孔互呈轴孔动配合；

b、所述叶片是2个；且叶片呈T型结构，所述T型结构的叶片的横向水平段的宽度，与平动盘的轴向长度相等，而叶片(6)横向水平段的高度，大于缸体内径与平动盘外径之差，从而构成固定尺寸的间隙密封，所述2个叶片组合起来的总长度等于缸体的内径；所述2个叶片分别设在平动盘沿其直径线布置的“工”字型叶片槽内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构；

c、所述缸体的型线呈圆状，在其同一直径线的两端，分别设有对称平行的圆切线段，所述圆切线段的长度，等于主轴的偏心轴的偏心距的2倍加上叶片的厚度，且以所述圆切线段的圆上切点为中心对称等长布置；位于对称布置的所述圆切线段两端处的前端盖和后端盖上，分别设有进气孔和排气孔；所述2只进气孔和2只排气孔，通过机壳与空调机的工作介质管路连接；

d、所述平动盘与平动机构连接；平动盘在主轴的驱动下，由平动机构限制了其转动自由度，而只能沿同一平面作平面移动；所述叶片随着平动盘的平动，而与缸体所设的圆切线段紧密靠接且作直线平移。

由以上所给出的技术方案可以明了，本发明所包括的2个叶片，对称布置在平动盘中心的两侧，且2个叶片的连线穿过平动盘的中心，构成贯穿式叶片结构，且所述贯穿式叶片结构的两端与缸体所设的2条圆切线段形成面面紧密靠接密封滑动配合；贯穿叶片和平动盘把缸体划分为两部分，形成2个密封空间。当平动盘作平动运动时，两个密封空间体积发生大小变化，分别令两个密封空间形成吸、排气过程，从而完成压缩气体的任务。同时由以上所给出的技术方案可以明了，本发明结构简单，加工方便，由于叶片与缸体接触摩擦点少，滑动速度小，因而噪音小，功耗小，磨损小，而使用寿命长，从而实现了本发明的目的。

这里应当说明的是，贯穿叶片从平动盘中心穿过，势必要把平动盘分割成两部分，为此在结构上作适当处理，把叶片分成两节，即由“工”字型结构改为2个“T”型结构，这样可使平动盘两端中心部分是整体，(与主轴偏心轴配合的第一偏心孔也开在此处)，而与2个“T”型叶片配合的叶片槽是贯通的，这样既能保证贯穿叶片的功能，又能方便制造和安装。

而所述缸体的型线，与一般的叶片式缸体型线不同，本发明的缸体型线基本呈圆形，另有2条互相对称又平行的直线段，且所述直线段与缸体内圆相切。本发明称所述直线段为圆切线段。

本发明所述平动机构，可以是钢珠式平动机构，或是十字滑槽式平动机构，或是销一孔式平动机构等多种结构形式，然而本发明有鉴于其平动贯穿叶片机构对平动机构的要求，与涡旋式压缩机的平动机构有所不同。涡旋式压缩机由动盘和定盘组合起来，就形成密封空间，对平动机构的选择比较灵活，而贯穿叶片机构，要与前后端盖组合才能组成密封空间，因而平动盘与前后端盖之间不能有泄漏通道，这样有些平动机构的平动效果就比较差。为了有效提高平动机构的平动效果，本发明特别主张所述平动机构是由双曲柄组成的四边形平动机构；其所包括的2个曲柄轴的圆柱状轴体，分别设在后端盖的圆心两侧且呈对称布置的轴体孔内且互呈轴孔动配合；在所述轴体的内侧所设的轴体偏心轴，与平动盘所设的第二偏心孔呈轴孔动配合，所述轴体偏心轴的偏心距，与主轴的偏心轴的偏心距相等。

基于进一步提高所述曲柄轴工作稳定性的考虑，本发明还主张，所述平动机构的曲柄轴的轴体的外侧面，还设有与轴体同中心布置的短轴；所述短轴设在与后端盖的轴体孔同中心布置的短轴孔内且互呈轴孔动配合。

上述技术方案得以实施后，本发明所具有的结构简单，加工方便，噪音小，功耗小，制备成本低，在同等条件下的排量高和使用寿命长等特点，是显而易见的。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式的结构简易示图；

图2是图1的A-A向视图；

图3是图1的B-B向视图；

图4是图1所示平动盘8的主视图；

图5是图4的右视图；

图6是图4的左视图；

图7是图1所示2个贯穿叶片6组合状态图；图中所示6-2为叶片6的纵向垂直段，K为横向水平段6-1的宽度，G为横向水平段6-1的高度，C为2个叶片6组合起来的总长度；

图8是本发明工况下，平动盘8平动状态示意图。图中所示8a为平动盘平移起始状态图，8b为逆时针平移45°的状态图，8c为平移90°的状态图，8d为平移135°的状态图，8e为平移180°的状态图，8f为平移225°的状态图，8g为平移270°的状态图，8h为平移315°的状态图。

具体实施方式

如附图1～7所示。

一种平动贯穿叶片式空调压缩机，包括固装在由机壳体和右机壳盖组成的机壳1内的缸体2，分别与缸体2前后端密封连接的前端盖3和后端盖4，分别与前端盖3和机壳1的右机壳盖呈轴孔动配合的主轴5，叶片6和平动机构7，而其：

还包括设在缸体2内的圆柱状平动盘8；所述平动盘8的直径在缸体2内径的75～85％范围内；平动盘8的轴向两侧面，分别与前端盖3和后端盖4呈滑动密封配合；所述主轴5的偏心轴5-1，与平动盘8的第一偏心孔8-1互呈轴孔动配合；

所述叶片6是2个；且叶片6呈T型结构，所述T型结构的叶片6的横向水平段6-1的宽度，与平动盘8的轴向长度相等，而叶片6横向水平段6-1的高度，大于缸体2内径与平动盘8外径之差，从而构成固定尺寸的间隙密封；所述2个叶片6组合起来的总长度等于缸体2的内径，也等于2条平行圆切线段2-1之间的垂直距离；所述2个叶片6分别设在平动盘8沿其直径线布置的“工”字型叶片槽8-2内且互呈滑动配合从而构成贯穿式叶片结构；

所述缸体2的型线呈圆状；在其同一直径线的两端，分别设有对称平行的圆切线段2-1，所述圆切线段2-1的长度，等于主轴5的偏心轴5-1的偏心距的2倍加上叶片6的厚度，且以所述圆切线段2-1的圆切点为中心对称等长布置；位于对称布置的所述圆切线段2-1两端处的前端盖3和后端盖4上，分别设有进气孔9和排气孔10；所述2只进气孔9和2只排气孔10，通过机壳1与空调机的工作介质管路连接；

所述平动盘8与平动机构7连接；平动盘8在主轴2的驱动下，由平动机构7限制了其转动的自由度，而只能沿同一平面作平面移动；所述叶片6随着平动盘8的平动，而与缸体2所设的圆切线段2-1紧密靠接且作直线平移。

所述平动机构7是由双曲柄组成的四边形平动机构；其所包括的2个曲柄轴7-1的圆柱状轴体7-1-1，分别设在后端盖4的圆心两侧且呈对称布置的轴体孔4-1内且互呈轴孔动配合；在所述轴体7-1-1的内侧所设的轴体偏心轴7-1-2，与平动盘8所设的第二偏心孔8-4互呈轴孔动配合，所述轴体偏心轴7-1-2的偏心距，与主轴5的偏心轴5-1的偏心距相等。

所述平动机构7的曲柄轴7-1的轴体7-1-1的外侧面，还设有与轴体7-1-1同中心布置的短轴7-1-3；所述短轴7-1-3，设在与后端盖4的轴体孔4-1同中心布置的短轴孔4-2内且互呈轴孔动配合。

如以上所描述的本发明的工作过程的简要描述是，请参读附图8。

当本发明的平动盘8处在附图8a的启动状态时，缸体2与平动盘8两者间构成左、右2个月牙式密封空间；当平动盘8平动45°至8b状态时，叶片6向左平移至圆切线段2-1的左端处，左月牙空间气体受压缩；平动盘8继续平移45°至附图8c状态时，左月牙空间受压气体从左下方排气孔10排出，左上方进气孔9进气；当平动盘再平移45°至附图8d状态时，左下方排气孔10封闭；当平动盘继续平移45°至附图8e状态时，此时贯穿叶片2平移至圆切线段2-1的中间位置，左下方排气孔10和右下方进气孔9封闭；平动盘8再平动45°至附图8f状态时，贯穿叶片2向右平移，右月牙空间气体受压缩；当平动盘8再平移45°至附图8g状态时，贯穿叶片向右平移至圆切线段2-1的终端，右上方排气孔10排气，右下放进气孔9进气；当平动盘8再继续平移45°至附图8h状态时，右上方排气孔10排尽右月牙空间的压缩气体，如此周而复始地工作。

由以上工作过程的描述可以明了，平动盘8平动一周，贯穿叶片往复运动4倍主轴5的偏心轴5-1的偏心距。由于贯穿叶片的平动，扩大了吸气空间，提高了压缩气体的排出量。由于贯穿叶片的滑移速度很慢，距离也不长，因此可以考虑予以增加橡胶密封件，以减少泄漏，提高容积效率。

本发明初样小试结果显示，本发明与已有旋转叶片压缩机相比，本发明具有以下积极效果。

1、结构紧凑，构成可变容积的零件少；由于结构简单，所以体积小、重量轻。

2、零件间相对运动的速度低，没有高速滑动，因而摩擦磨损少，功耗低，解决了已有的旋转叶片压缩机在这方面长期以来所存在的而一直未能解决的问题。

3、零件结构简单，加工方便，制造成本低。

4、具有适应高速运行的潜力。

5、使用寿命长。

6、由于结构形式的改变，本发明平动盘平移一周，有两次吸、排气过程，且吸气角度达到270°，这是已有压缩机不能与之相比拟的。

7、排量大。在同等条件下相比，本发明的排量可相对提高60～70％。

本发明的使用范围，不受本说明书描述的限制。至少可以适用于家用空调压缩机。

Claims (3)

1.一种平动贯穿叶片式空调压缩机，包括固装在机壳(1)内的缸体(2)，分别与缸体(2)前后端密封连劳成疾接的前端盖(3)和后端盖(4)，分别与前端盖(3)和机壳(1)呈轴孔动配合的主轴(5)，叶片(6)和平动机构(7)，其特征在于：

a、还包括设在缸体(2)内的圆柱状平动盘(8)；所述平动盘(8)的轴向两侧面，分别与前端盖(3)和后端盖(4)呈滑动密封配合；所述主轴(5)的偏心轴(5-1)，与平动盘(8)的第一偏心孔(8-1)互呈轴孔动配合；

b、所述叶片(6)是2个；且叶片(6)呈T型结构，所述T型结构的叶片(6)的横向水平段(6-1)的宽度，与平动盘(8)的轴向长度相等，而叶片(6)横向水平段(6-1)的高度，大于缸体(2)内径与平动盘(8)外径之差，从而构成固定尺寸的间隙密封；所述2个叶片(6)组合起来的总长度等于缸体(2)的内径；所述2个叶片(6)分别设在平动盘(8)沿其直径线布置的“工”字型叶片槽(8-2)内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构；

c、所述缸体(2)的型线呈圆状，在其同一直径线的两端，分别设有对称平行的圆切线段(2-1)，所述圆切线段(2-1)的长度，等于主轴(5)的偏心轴(5-1)的偏心距的2倍加上叶片(6)的厚度，且以所述圆切线段(2-1)的圆上切点为中心对称等长布置；位于对称布置的所述圆切线段(2-1)两端处的前端盖(3)和后端盖(4)上，分别设有进气孔(9)和排气孔(10)；所述2只进气孔(9)和2只排气孔(10)，通过机壳(1)与空调机的工作介质管路连接；

d、所述平动盘(8)与平动机构(7)连接；平动盘(8)在主轴(2)的驱动下，由平动机构(7)限制了其转动自由度，而只能沿同一平面作平面移动；所述叶片(6)随着平动盘(8)的平动，而与缸体(2)所设的圆切线段(2-1)紧密靠接且作直线平移。

2.根据权利要求1所述的平动贯穿叶片式空调压缩机，其特征在于，所述平动机构(7)是由双曲柄组成的四边形平动机构；其所包括的2个曲柄轴(7-1)的圆柱状轴体(7-1-1)，分别设在后端盖(4)的圆心两侧且呈对称布置的轴体孔(4-1)内且互呈轴孔动配合；在所述轴体(7-1-1)的内侧所设的轴体偏心轴(7-1-2)，与平动盘(8)所设的第二偏心孔(8-4)互呈轴孔动配合，所述轴体偏心轴(7-1-2)的偏心距，与主轴(5)的偏心轴(5-1)的偏心距相等。

3.根据权利要求2所述的平动贯穿叶片式空调压缩机，其特征在于，所述平动机构(7)的曲柄轴(7-1)的轴体(7-1-1)的外侧面，还设有与轴体(7-1-1)同中心布置的短轴(7-1-3)；所述短轴(7-1-3)，设在与后端盖(4)的轴体孔(4-1)同中心布置的短轴孔(4-2)内且互呈轴孔动配合。

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