CN102667155A - 用于车辆的空调压缩机、车辆 - Google Patents

Abstract

用于车辆(24)特别是汽车(25)的空调压缩机(1)，具有压缩腔(18)，该压缩腔具有用于要被压缩的冷却介质的入口(7)和用于已被压缩的冷却介质的出口(8)，其中压缩腔(18)的壁至少部分由能够线性移动的活塞(3)构成。在此作如下设置，即，活塞(3)在它的背离压缩腔的末端处构成控制压力腔(19)的至少一个壁区。此外本发明涉及具有空调装置的车辆。

Description

用于车辆的空调压缩机、车辆

技术领域

本发明涉及用于车辆特别是汽车的空调压缩机，具有压缩腔，压缩腔具有用于要被压缩的冷却介质的入口和用于已被压缩的冷却介质的出口，其中压缩腔的壁至少部分由能够线性移动的活塞构成。

此外本发明涉及具有驱动设备和空调装置的车辆，特别是汽车，其中空调装置具有空调压缩机。

背景技术

这里提到的类型的空调压缩机和车辆从现有技术中公知。为提高车辆内的舒适性，特别是关于车辆内部空间的温度，已知提供致力于冷却内部空间的空调装置。为此这种空调装置具有至少一个空调压缩机，它致力于在空调装置的循环中压缩气体状和/或蒸汽状冷媒，从而实现温度调节。这里已知基于活塞泵原理并且为此具有能够线性移动的活塞的空调压缩机，活塞用于压缩位于压缩腔内的气体状和/或蒸汽状的冷却介质。这里该活塞构成压缩腔的至少一个壁区，以便通过活塞的移动减小压缩腔的容积并且压缩位于其内的冷却介质。

已知的空调压缩机这样构造，使得它通过内燃机的曲轴的皮带传动或者链传动装置以机械方式被驱动。但是由此从这种车辆的驱动设备吸收能量，导致对于车辆的推进减少，此外能够察觉到排放有害物质(CO₂排放)。

发明内容

本发明的空调压缩机能够不减小驱动设备的功率被驱动并且与已知的空调压缩机相比允许实现相对小的结构空间。这种空调压缩机的特征在于当前的权利要求1的特征。相应地空调压缩机如此构造，使得活塞在它的背离压缩腔的末端处构成空调压缩机的控制压力腔的至少一个壁区。因此提供一种具有可在轴向移动的活塞的空调压缩机，该活塞在一侧或者说以一端与压缩腔共同作用，在另一侧或者以另一端与控制压力腔共同作用。通过控制压力腔和压缩腔之间的压力差使得活塞轴向移动。控制压力腔内的压力如其名可控，使得压缩腔内的压缩过程可通过提高或者降低控制压力腔内的压力调整。通过提高控制腔内的压力，活塞向压缩腔内移动，或者说压缩腔的容积减小。通过降低控制腔内的压力，活塞从压缩腔内移出，使得冷却介质向压缩腔内续流或者视情况被吸入。因此本发明的空调压缩机不是以机械方式而是优选以液压方式运行。就此而言可以在已有的液压系统上连接空调压缩机。因此该种有利的空调压缩机不从汽车的设备吸取为驱动/推进所需的能量。

优选在压缩腔的远离活塞的端部区域处设置或者构造压缩腔的入口和/或出口。由此保证为供给和压缩冷却介质能够使用压缩腔的最大可能的容积。在最简单的情况下入口和/或出口作为钻孔在构成压缩腔的外壳内构造。

优选为入口和/或出口分别配设止回阀。这里止回阀如此构造和/或设置，使得在压缩腔内压力升高时关闭入口所配设的止回阀并且打开出口所配设的止回阀，使得在压缩腔内被压缩的冷却介质在活塞移入压缩腔的情况下在高压力下从压缩腔内被驱出。如果活塞由于压力减小而在压力控制腔内在相反的方向上移动，则出口所配设的止回阀关闭先前释放的流通横截面，而入口所配设的止回阀释放流通横截面，使得气体状和/或蒸汽状的冷却介质能够续流到压缩腔内。因此止回阀保证在压缩腔内建立压力和分开引导冷却介质的冷却循环的高压段和低压段。

适宜的是为活塞配设至少一个复位弹簧。其中这里的复位应该理解为活塞从压缩腔出来的运动。换句话说复位弹簧的作用是通过活塞的移动提高压缩腔的容积。它具有这样的优点：能够减小控制压力腔内要调整的为使活塞在控制压力腔的方向上移动的(低)压力。复位弹簧通过它在控制压力腔的方向上向活塞施加弹簧力而保证空调压缩机持续可靠地运行。

此外优选复位弹簧为此作为螺旋弹簧构造并且在压缩腔内设置。因此复位弹簧作为压力弹簧作用，并且视情况在活塞的朝向压缩腔的端面和压缩腔的与活塞的该端面相对的外壳壁之间预紧地存在。

此外建议，控制压力腔可接入液压循环特别是汽车的驱动设备的液压循环中。为此控制压力腔具有相应的接头，其允许简单地接入这种液压循环内。适宜的是，构成控制压力腔的外壳的材料和材料厚度还根据高压要求选择。这首先导致控制压力腔作为液压腔构造，并且空调压缩机作为液压控制的空调压缩机构造。

为此优选控制压力腔具有用于液压循环的高压接头和低压接头。通过高压接头向控制压力腔导入液压液体，使得活塞向压缩腔内移动。为此必须适宜地在高压接头处存在压力，其足以移动活塞以便压缩在压缩腔内存在的气体状和/或蒸汽状的冷却介质。

最后建议，为低压和/或高压接头分别配设能够开关的阀。由此不仅能够以简单的方式方法调节空调压缩机的工作频率，而且也能够调节在压缩腔内作用的压缩压力。通过打开为高压接头配设的能够开关的阀使得液压液体在高压力下流入控制压力腔。此时低压接头适宜地关闭。通过液压液体的高压力使得活塞向压缩腔内移动并且压缩位于那里的冷却介质。最迟当压缩腔内的压力相应于控制腔内在活塞上作用的压力-也就是说包括复位弹簧的弹簧力-时，关闭为高压接头配设的阀并打开为低压接头配设的阀，使得液压液体从控制压力腔流出并通过控制压力腔内的压力损失使活塞返回。

本发明的车辆通过如上所述的空调压缩机得以彰显优点。该空调压缩机以适宜的方式接入在驱动设备的液压循环中，其中优选低压接头与液压循环的低压段连接并且高压接头与液压循环的高压段连接。通过相应操作，能够开关的阀现在能够以简单的方式方法控制或者说调节空调装置的冷却功率。因为不发生空调压缩机的机械式驱动，所以不从驱动设备抽取为移动所需要的功率，使得一方面能够完全为推进使用驱动设备的功率，另一方面减小有害物质的排放。

附图说明

下面根据附图详细说明本发明。其中

图1是空调压缩机的简化的剖面图并且

图2示出具有空调装置的车辆。

具体实施方式

图1表示用于空调装置特别是车辆或者说汽车的空调装置的空调压缩机1的简化的纵剖面图。空调压缩机1具有外壳2，其优选至少基本上构成圆筒形。在该外壳2内在轴向亦即在其纵轴线方向上可线性移动地设置活塞3。在它的外表面上在活塞3上设置两个形式为O环5的密封元件4，密封元件4密封封闭活塞3和外壳2内侧之间的缝隙。同时密封元件4还用于在外壳2内引导活塞3。当然也适宜的是用于引导其他在这里未图示的机构，例如形式为导片和/或导槽的机构，它们特别用于当活塞3在外壳2内移动时减小摩擦和防止活塞3在外壳2内卡住的倾斜。

此外空调压缩机1的外壳2在第一区6内具有入口7以及出口8，它们分别在外壳2的外壁内构造。在本例中入口7以及出口8基本上关于外壳2在径向上取向。入口7具有第一止回阀9，出口8具有第二止回阀10。止回阀的构造和功能普遍知晓，所以这里不详细说明止回阀9和10精确的构造。

在其与端部区域6相对的端部区域11内，空调压缩机1的外壳2具有高压接头12以及低压接头13，它们在本例中同样在外壳2的外壁中构造。这里给高压接头12和低压接头13分别配设了能够开关的阀14或者说15。借助接头12和13，空调压缩机1能够接入到上述汽车的驱动设备的液压循环中。借助能够开关的阀14和15能够对于各接头12、13来说关闭或者释放相应的流通横截面。视情况流通横截面可无级调节。止回阀9、10和/或阀14、15分别能够至少部分地与外壳2整体地或者作为分开的构件构造。

在外壳2内可移动地得到支承的、借助密封元件4相对于外壳2的内壁密封的活塞3把外壳2分成两个腔16和17。在外壳2的具有入口7和出口8的一侧的腔构成用于汽车的具有空调压缩机1的空调装置的冷却介质的压缩腔18。位于活塞3的相对的一侧的腔17与活塞一起构成控制压力腔19，它通过阀14和15的开关基本上控制活塞3的运动。

在压缩腔18内有利地设置复位弹簧20，它在本例中作为螺旋弹簧21构造。这里复位弹簧20与活塞3的自由的端面和外壳2的在端部区域6内的与活塞相对的封闭端面共同作用。复位弹簧20视情况在预紧的情况下在活塞3和外壳2之间设置，从而它对活塞3始终在控制压力腔19的方向上施加弹簧力。为使活塞3不完全进入控制压力腔19内，在这种情况下适宜地在外壳内壁上提供止挡，其防止活塞3太远地进入控制压力腔19内。因此控制压力腔19以及压缩腔18分别通过外壳2的壁以及通过活塞3的相应自由的端面构成。

下面说明空调压缩机1的作用：为入口7供给空调装置的冷却循环的要压缩的气体状和/或蒸汽状的冷却介质。止回阀9和10保证，只要压缩腔内的压力不超过一个关键性的压力，那么要压缩的冷却介质即便进入压缩腔18内，也不能从其中再度流出。为进行压缩过程，首先打开阀14，使得液压液体从驱动设备的液压循环流入控制压力腔19内，而阀15则关闭。由此在控制压力腔19内建立起压力，该压力致力于活塞3在压缩腔16的方向上或者说在端部区域6的方向上如箭头22所示的运动。此时复位弹簧20被张紧，并且位于压缩腔16内的气体状和/或蒸汽状的冷却介质被压缩，由此压缩腔18内的压力升高。

剩余的液体压向出口8的止回阀10，由此该止回阀在达到一个关键的压力时被打开，并且现在液体的、被压缩的冷却介质至少在控制压力腔内的压力比压缩腔18内的压力高的期间内通过出口8供给或者压入到冷却循环中。最迟当在压缩腔18和控制压力腔19之间发生压力平衡时，关闭高压接头12的阀14并且打开低压接头13的阀15。由此控制压力腔19内的液压液体减压，并且通过阀15和低压接头13返回驱动设备的液压循环内。复位弹簧20和现在在控制压力腔19和压缩腔18之间存在的压力差致力于使活塞3返回它的输出位置，如通过箭头23所示。此时在压缩腔18内剩余的冷却介质再度汽化，并且通过产生的抽吸作用经由止回阀9向压缩腔18内吸入附加的气体状和/或蒸汽状的冷却介质，而止回阀10再度关闭。这里开始重复上述过程。通过相应调整阀14和15能够影响活塞3的速度以及活塞3的行程。

图2简化示出车辆24的一个优选的实施例，该车辆作为汽车25构造，为此包括驱动设备26，驱动设备26包括内燃机和/或一个或者多个电机。为驱动设备26配设了液压单元27，它首先具有为液体的液压介质产生压力的机构。液压单元通过第一液压循环28与驱动设备26的部件连接，并且通过第二液压循环29与所述空调压缩机1连接。这里液压循环29的高压段与控制压力腔19的高压接头12连接，液压循环29的低压段与低压接头13连接。压缩腔18以其入口7及其出口8接入空调装置31的冷却循环30中，从而成为空调装置31的组成部分。此外在冷却循环30内接入冷凝器32，它被环境空气、视情况还借助鼓风机33流过，如箭头34所示。此外空调装置31优选包括-这里未图示-用于冷却介质的收集容器、用于接通和断开空调压缩机1的特别是形式为两点调节器的温度调节开关、配设于开关的温度传感器、膨胀阀以及具有能够开关的用于带来冷却功率的汽化器鼓风机的汽化器。

总之，空调压缩机1因此以简单的方式方法提供用于冷却介质的压缩可能性而不必从汽车25的驱动设备26抽走功率。此外本空调压缩机1提供一种特别紧凑的并且成本低的结构形式。此外也能够在发动机停止状态下没有问题地进行空气调节，这点特别在现代的混合驱动设计方案中如此，这种混合驱动设计方案除传统的内燃机例如汽油发动机或者柴油发动机外作为驱动部件还具有一个或者多个电机。

为防止空调压缩机1内在液压液体和冷却介质之间的污染，在另一个未图示的实施例中在压缩腔18和控制压力腔19之间提供“气氛的中间件”。例如可以在外壳2内提供一个或者多个用于分开不同介质的膜片。还可以设想的是，压缩腔18和控制压力腔19在不同的、基本上彼此分开的外壳部分内设置，同时在每一个外壳部分内可移动地安置一个分活塞，并且这些分活塞又通过相应的机构彼此连接。

Claims (10)

1.车辆(24)特别是汽车(25)的空调压缩机(1)，具有压缩腔(18)，所述压缩腔具有用于要被压缩的冷却介质的入口(7)和用于已被压缩的冷却介质的出口(8)，其中所述压缩腔(18)的壁至少部分由能够线性移动的活塞(3)构成，其特征在于，所述活塞(3)在其背离所述压缩腔的末端处构成控制压力腔(19)的至少一个壁区。

2.根据权利要求1所述的空调压缩机，其特征在于，在所述压缩腔(18)的远离所述活塞(3)的端部区域(6)处设置/构造所述入口(7)和/或所述出口(8)。

3.根据上述权利要求之一所述的空调压缩机，其特征在于，为所述入口(7)和/或所述出口(8)分别配设了止回阀(9、10)。

4.根据上述权利要求之一所述的空调压缩机，其特征在于，为所述活塞(3)配设至少一个复位弹簧(20)。

5.根据上述权利要求之一所述的空调压缩机，其特征在于，所述复位弹簧(20)作为螺旋弹簧(21)构造并且在所述压缩腔(18)内设置。

6.根据上述权利要求之一所述的空调压缩机，其特征在于，所述控制压力腔(19)能够接入到液压循环(29)特别是汽车(25)的驱动设备(26)的液压循环中。

7.根据上述权利要求之一所述的空调压缩机，其特征在于，所述控制压力腔(19)具有用于所述液压循环(29)的高压接头(12)和低压接头(13)。

8.根据上述权利要求之一所述的空调压缩机，其特征在于，为所述低压和/或高压接头(12、13)分别配设了能够开关的阀(14、15)。

9.车辆，特别是汽车(25)，具有驱动设备(26)和带有空调压缩机(1)的空调装置(31)，其特征在于，所述空调压缩机(1)根据上述权利要求之一项或者多项构造。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述控制压力腔(19)接入到所述驱动设备(26)的液压循环(29)之中。

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