CN1030097C - 带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种带悬臂驱动机构摇摆盘式压缩机，包括：带若干气缸和邻近气缸曲柄室的压缩机壳体，每个气缸中可滑动地装有一往复活塞，驱动机构配合连接到活塞上使活塞在气缸中作往复运动，驱动机构包括：一穿过前端板并在壳体中延伸的轴，一和该驱动轴连接的旋转的楔形凸轮转子。支承装置径向地可旋转地支承着该驱动机构。该支承装置包括一位于凸轮转子中的轴承。这种结构有效地防止了轴承寿命的减少，并且大大减少了压缩机工作时驱动机构的损坏性振动，并不降低驱动机构的刚性。

Description

本发明涉及用于机动车空调系统中的摇摆盘式压缩机。尤其是涉及带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机。

带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机是众所周知的技术。如图1就示出了Azami等的美国专利No.4，722，671，其中公开了一种带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机。仅仅是为了便于叙述清楚，将图的左侧称之为朝前或前方，而图的右侧称之为向后或后方。

参见图1，该压缩机包括，带缸体11的筒形外壳10，前壳体12及缸头13。在缸体11和前壳体12之间的外壳10的空腔之中构成曲柄室14。驱动机构15包括楔形转子151和驱动轴152，由销件16在驱动轴的内端处将该驱动轴152连接到转子151上。转子151包括在其后端的斜表面151a。转子151设置于曲柄室14中并通过止推滚针轴承17可旋转地支承于前壳体12的内表面上。驱动轴152可旋转地穿过轴孔121，该轴孔121通过前壳体12的中心并经过止推滚针轴承18形成于前壳体12中。摇摆盘19由止推滚针轴承20装于转子151的斜表面151a上。

圆柱孔11a通过罐体11的中心部沿轴向形成，并延伸至缸体11的后端。圆柱形件22轴向可滑动地装于孔11a中，但由键槽机构23防止其转动。圆柱形件22包括在其前端所形成的伞齿轮部分221。该伞齿轮部分221包括在其前端所形成的并用来容纳钢球21的球形凹腔221a。轴向孔222贯通地形成于圆柱形件22中，并延伸到圆柱形件22的后端。螺旋弹簧24装于圆柱形件22的轴向孔222中。螺纹件25拧到孔11a的后端部分上以调节圆柱形件22的轴向位置。螺旋弹簧24压缩地夹在轴向孔222的内底表面和螺纹件25的前端表面之间，这样，圆柱形件22由弹簧24的恢复力推向摇摆盘19。圆柱形件22的伞齿轮部分221与固定安装于摇摆盘19上的伞齿轮26啮合，由此，在转子151旋转期间可防止摇摆盘19旋转。钢球21也装于球形凹腔26a中，该球形凹腔26a在伞齿轮26中心部分的后端表面上形成，这样，摇摆盘19可章动但非转动地支承于钢球21上。

缸体11带有若干个沿圆周方向设置的并在缸体中形成的轴向气缸27，活塞28可滑动地并紧密地装于气缸中。每个活塞28都通过一活塞杆29与摇摆盘连接。每个活塞杆29的前端由球铰机构与摇摆盘连接。类似地，每个活塞杆29的后端也由球铰机构与活塞28连接。

缸头13通过阀板组件31设置于缸体11的后端，并由若干个螺栓30拧在缸体上。上述阀板组件31包括阀板311和气垫312及313。缸头13包括沿圆周方向设置的吸气腔32和处于中心的排气腔33，这些腔在缸头13的内空空腔中形成。隔壁131将吸气腔32与排气腔33隔开。吸气腔32带有进气口32a，该进气口32a连接到一外部的致冷系统的元件上，例如连接到蒸发器（未示出）上。排气腔33带有排气口33a，该排气口33a连接到致冷系统的另一元件上，例如冷凝器（未示出）上。阀板组件31还包括连接到吸气腔32和气缸27的带阀的吸气口31a和连接到排气腔33和气缸27的带阀的排气口31b，止动板34阻止排气簧片阀（未示出）过份地变形。螺栓和螺母装置35将止动板34拧到阀板组件31上。

当压缩机工作时，驱动轴152由任何合适的驱动源驱动，如通过诸如电磁离合器（未示出）等类似的传动装置由汽车发动机（未示出）驱动。转子151随驱动轴152旋转，由此，根据转子151的旋转，摇摆盘19相对于钢球21是易变的。摇摆盘19的章动引起每个活塞28作往复运动。随着活塞28作往复运动，通过进气口32a引入吸气腔32中的致冷剂气体通过吸气口31a流入每个气缸27，然后压缩，经过压缩的致冷剂气体通过排气口31b从每个气缸27排入排气腔33，并通过出气口33a从排气腔33排入致冷系统中。

在压缩机工作期间，全部压缩气体的总压缩力作用于A点，该A点位于活塞杆29与摇摆盘19的球铰机构附近的转子151的斜表面151a上。当每个活塞28处于其上止点时，即当转子151的厚的部分（图1的顶部）邻近于每个活塞28时，压缩气体的总压缩力起作用。由于气体的总压缩力作用于转子151的斜表面151a上，因此，该力产生一径向分力Fr。该径向分力Fr产生一力矩Fr×l′，其中l′是A点与驱动机构15的径向支承中心c′之间的轴向距离。该力矩引起驱动机构15围绕一轴线偏移，该轴线通过驱动机构15的径向支承中心c′并垂直于驱动轴152的轴线。上述驱动机构15的偏移形成了驱动轴152的外表面与止推滚针轴承18的内圆周表面之间的非均匀接触，因此，当压缩机在极恶劣的工况下工作时，例如在蒸发器处于高热负荷工况时，这就引起了驱动轴152的外表面和止推滚针轴承18的内圆周面的碎裂。

上述碎裂降低了轴承18的寿命，并在驱动轴152和止推滚针轴承18之间形成了不合适的间隙，因此，在压缩机工作时，引起驱动机构15的损坏性振动。

这些缺陷的解决办法之一是减少转子151的轴向厚度，以致A点在轴向方向移到接近于C′点处，从而减小作用于驱动机构15上的力矩的大小。然而，减薄转子151的轴向厚度会将驱动机构15之刚性降至不能承受恶劣工况下作用于驱动机构15上的经过减小了的力矩的值。

因此，本发明之目的之一是防止径向地可旋转地支承着带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机驱动轴的轴承的寿命降低，同时驱动机构的刚性保持在恶劣工况时仍能承受作用于驱动机构力矩的某一定值。

本发明的另一个目的是提供一种带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机，其中，当压缩机工作时，能使其损坏性振动足够地减小而驱动机构的刚性保持在恶劣工况时仍能承受作用于驱动机构之力矩的某一定值。

为了实现上述目的，本发明的摇摆盘式压缩机包括：一带有若干个气缸的压缩机壳体及邻近各气缸的曲柄室。每个气缸中可滑动地装有往复式活塞。一带中心开孔的前端板连接到压缩机壳体的一端表面上。驱动机构与活塞配合连接并使活塞在气缸中作往复运动。一支承装置径向地可旋转地支承着该驱动机构。该驱动机构包括：一穿过前端板中心开孔的驱动轴及一连接到驱动轴一内端的楔形凸轮转子。支承装置位于楔形凸轮转子中。

本发明进一步的目的、特性及其它方面内容将参照附图从以下详细描述的本发明的优选实施例中得知。

图1示出了现有技术之一的带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机的纵剖面图。

图2是本发明第一个实施例的带悬臂驱动机构的摇摆式压缩机的相关部分的放大截面图。

图3是本发明的第二个实施例的带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机的相关部分的放大截面图。

图2和图3分别示出了本发明第一和第二实施例。在图中，用相同的标号表示与图1相同的元 件。此外，仅仅是为了便于说明，图的左侧称为向前或前方，而图的右侧称为向后或后方。

参照图2，根据本发明的第一个实施例，其转子151包括在转子前端表面的中心部分形成的圆柱形凹腔151b。环形圆柱体突出部分122的轴孔121的内圆周壁处从前壳体12的后端表面开始延伸并终止于邻近圆柱形凹腔151b的底表面之位置。在凹腔151b的空腔中，在突出部分122的外圆周表面和圆柱形凹腔151b的侧壁之间形成了一环形空腔150。带有若干个圆柱形滚动元件181、内外轴承圈182、183的止推滚针轴承180固定的装于该环形空腔150中，从而可允许转子151转动。轴承180的外轴承圈183包括若干个径向孔183a以便将润滑油从曲柄腔14中导入外轴承圈183与滚动元件181之间及内轴承圈182与滚动元件181之间的摩擦表面。

转子151的厚部（图2之顶部）包括在凹腔151b径向外侧处转子前端表面上形成的凹腔151c。转子151的薄部（图2之底部）包括在凹腔151b的径向外侧处模压入转子151中的元件151d。元件151d的比重比转子151的比重大。

根据上述压缩机的结构，驱动机构15的径向支承中心c比没有减薄的转子151厚度的现有技术的驱动机构的径向支承中心c′在轴向更靠近A点。这就是说，驱动机构15的径向支承中心C与A点之间的距离l比没有减薄的转子151厚度的现有技术所述的距离l′更小。因此，在压缩机工作时，由总的气体压缩力之径向分力Fr所产生的力矩Fr×l的大小减小了，因此，当压缩机在恶劣工况下工作时，驱动轴152的外表面和轴承180的内圆周表面所产生的碎裂现象可有效地消除，同时，驱动机构15的刚性保持在能承受恶劣工况下作用于驱动机构15上的力矩的这样一个数值上。

从而，有效地防止了轴承180的寿命的减小，同时，驱动机构15的刚性保持在能承受恶劣工况下作用于驱动机构15上的力矩的值。另外，当压缩机工作时，驱动机构15的损坏性振动也大大地减小了，而驱动机构15的刚性保持在能承受恶劣工况下作用于驱动机构15上的力矩的值。

参见图3，根据本发明的第二个实施例，转子151包括在转子前端表面中心部分形成的环状圆柱形凹腔151e。环状圆柱形突出部123从前壳体12的后端表面的大致中部开始延伸，并终止于邻近环状圆柱形凹腔151e的底表面处。因此，在凹腔151e的空腔中，在环状圆柱形凹腔150e之内侧壁和突出部123的内圆周表面之间形成了环形空腔150′。止推滚针轴承180固定地装于该环形空腔150′中，从而可允许转子151转动。该实施例获得的效果和第一个实施例获得的效果相似，因此，其解释从略。

此外，在第一和第二实施例中还可用另外一止推滚针轴承，将该轴承固定地装于前壳体12的轴孔121中以便在径向并可旋转地支承驱动轴152。

根据最佳实施例对本发明作出了详细说明，但它们仅作为说明用，本发明并不限于此。可容易地理解，在本发明所附的权利要求限定的范围内，本技术领域内的熟练技术人员可容易地作出各种变型和改型。

Claims (5)

1、一种带悬臂驱动机构的摇摆盘式压缩机，包括：一带有若干个气缸的压缩机壳体，一邻近于所述气缸的曲柄室，在每个所述气缸中可滑动地装有一往复活塞，一带有一中心开孔并和所述压缩机壳体的一端表面相连接的前端板，一驱动机构与所述活塞配合连接并使所述活塞在所述气缸中作往复运动，支承装置径向地并可旋转地支承该驱动机构，该驱动机构包括穿过所述前端板的中心开孔的驱动轴和连接到所述驱动轴的一端的楔形凸轮转子，其特征在于，所述支承装置位于所述楔形凸轮转子中。

2、如权利要求1所述的摇摆盘式压缩机，其特征在于，所述的支承装置包括：在所述的凸轮转子的一端表面处形成的圆柱形凹腔，该端表面面对所述前端板的内表面;一个从所述前端板的所述内表面处开始延伸并终止于邻近所述圆柱形凹腔的底表面处的环状圆柱形突出部，一个在所述环状圆柱形突出部之外圆周面和所述圆柱形凹腔的侧壁之间形成的环形空腔，及一固定地装于所述环形空腔中的轴承装置。

3、如权利要求1所述的摇摆盘式压缩机，其特征在于，所述的支承装置包括：一在所述凸轮转子的一端表面处形成的环状圆柱形凹腔，该端表面面对所述前端板的内表面，一个从所述前端板的所述内表面处开始延伸并终止于邻近所述环状圆柱形凹腔之底表面处的环状圆柱形突出部;一个在所述环状圆柱形突出部的内圆周表面和所述环状圆柱形凹腔的内侧壁之间形成的环形空腔，及一固定地装于所述环形空腔中的轴承装置。

4、如权利要求2所述的摇摆盘式压缩机，其特征在于，有另外一轴承装置装于所述前端板的所述中心孔之中。

5、如权利要求3所述的摇摆盘式压缩机，其特征在于，有另外一轴承装置装于所述前端板的所述中心孔之中。

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