CN1056342A - 斜盘式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种斜盘式制冷剂压缩机，它包括一个壳体，壳 体包括带有若干汽缸的缸体、前端板及由前端板和缸 体限定出的曲轴箱。每一个汽缸中均滑配地装有活 塞，驱动轴与连接到斜板的转子相连。斜盘装在斜板 的倾斜面上，连杆把斜盘与每个活塞相连，连杆的两 端分别与斜盘和活塞通过球窝节中心相对于各活塞 的球窝节中心朝凸轮的旋转方向偏离一预定角度。

Description

本发明涉及的是制冷剂压缩机，更具体地说涉及的是用于汽车空调系统中的斜盘式压缩机。

图1表示用于汽造空调系统中的带可变容量机构的斜盘式制冷剂压缩机的一般结构。参看图1，压缩机10包括一个圆柱形壳体20，该壳体有缸体21、缸体21一端的前端板23、缸体21和前端板23之间构成的曲轴箱22以及固定到缸体21另一端的后端板24。用一些螺栓101把前端板23朝前方装到曲轴箱22（图1的左边）的缸体21上。再用一些螺栓102把后端板24装到缸体21的另一端上。后端板24和缸体21之间装有阀板25。在前端板23的中心有开口231，用以由安装在开口中的轴承30来支撑驱动轴26。驱动轴26的内端部由安装在缸体21中心孔210中的轴承31作旋转支撑。孔210延伸到缸体21的后端面，以便安放阀控制机构19，该阀控制机构包括曲轴箱压力响应波纹管193和排气压力响应杆195。阀控制机构19控制通路150的开启和关闭，该通路形成于缸体21中，该阀控制机构还控制后面将描述的阀板组合件200，以使曲轴箱22和吸气腔241之间连通。阀控制机构19的详细结构以及与其相关的各组件已在发明人为Terauchi的美国专利US4，960，367中作了描述，所以对它们的描述便省略了。

用销钉件261把凸轮转子40固定在驱动轴26上，该凸轮子与驱动轴26一起旋转。将止推滚针轴承32装在前端板23的内端表面和凸轮转子40的相邻的轴端面之间。凸轮转子40有臂41，该臂上延伸有销钉件42。斜板50靠近凸轮转子40，它有开口53，驱动轴26穿过该开口。斜板50包括具有槽52的臂51。凸轮转子40和斜板50用销钉件42连接，该销钉件插入槽52中，从而产生绞接点。销钉件42在槽52中是可滑动的，这样就可调节斜板50相对于驱动轴26纵向轴的角度。

斜盘60通过轴承61和62可旋转地装在斜板50上。防止旋转装置610包括装在斜盘60外周端上的叉形滑块611以及装在前端板23和缸体21之间的滑轨612。叉形滑块611可滑动地装在滑轨612上。防止旋转装置610使斜盘在凸轮转子40旋转时作俯仰运动。防止旋转装置610的详细描述已在发明人为Higuchi的美国专利US4，875，834中作了介绍，在此省略对其说明。

缸体21中有若干（例如7个）同样的轴向汽缸70，里面装有紧滑配的相同的活塞71，每个活塞71均由活塞连杆72与斜盘60相连。连杆72一端的球72a牢牢地装在活塞71的球窝711中，这可通过对球窝711的一边进行砸边来完成，连杆72另一端的球72b也通过砸球窝的边使其牢牢地容纳在斜盘60的球601中。但是，球72a和72b是可以沿着各自的球窝711和601的内球面滑动的。活塞71的球窝节的中心位于汽缸70的纵轴上。应该理解的是，在图中虽然只表示出一个球窝节，但在沿斜盘60的圆周布置有若干球窝，以便容纳各连杆72的球，而每一个活塞71上都有球窝来容纳各连杆的另一个球。

后盖板241沿圆周上有环形吸气腔241，在中心设置有排气腔251。阀板25装在缸体21和后端板24之间，它还有若干带阀的吸气口242，吸气口将吸气腔241与各汽缸70相连。阀板25还有若干带阀的排气口252，排气口将排气腔251与各汽缸70相连。吸气口242和排气口252均有合适的簧片阀，这些簧片阀已在发明人为Shimizu的美国专利US4，011，029中作过描述。

吸气腔241有进口区241a，该进口区与外部冷却回路的蒸发器（图中未示出）相连。排气腔251具有与外部冷却回路的冷凝器（图中未示出）相连的出口区251a。缸体21和阀板25及后端板24的内表面之间分别装有垫片27和28，用以密封缸体21、阀板25及后端板24的相配合的接触表面。垫片27、28和阀板25构成了阀板组件200。

图2表示出现有技术的斜盘式制冷剂压缩机的垂直径向剖视图。在该附图中，主要表示了斜盘60上的球窝节和每一个相对应活塞71上的球窝节之间的位置关系。另外，相同的标号用来表示与图1中所示相对应的组件，在此省略对其的说明。

现在参照图2，点P₁′-P₇′分别代表相同的7个活塞71的球窝节的中心，而点W₁′-W₇′分别代表斜盘60的球窝节的中心。

若干（例如7个）汽缸70在驱动轴26，即凸轮转子40的纵轴周围等角相距地沿圆周分布。所以，点P₁′-P₇′等角相距地分布在驱动轴26的纵轴周围的圆周上。点W₁′-W₇′也就等角相距地分布在斜盘60纵轴周围的圆周上。点W₁′-W₇′落在第一个圆C₁上，而点P₁′-P₇′落在第二个圆C₂′上。

图2主要表示一种位置关系，在这种位置关系中，将包括在第一个圆C₁的平面设置成平行于包括第二个圆C₂′在内的平面。所以，第一和第二圆C₁和C₂′为同心圆，它们的中点为“O”，驱动轴26的纵轴通过该中心，即凸轮转子40和斜盘60通过该中心。圆C₁的半径大于圆C₂′的半径。

在压缩机装配过程中，使点W₁′-W₇′在叉形滑块611安装在滑轨612上时能分别与点P₁′-P₇′保持径向同步。

通常，当在压缩机中使用的防旋转装置时，随着凸轮转子的旋转，斜盘绕其纵轴作等角速度的俯仰运动。因此，当凸轮转子旋转时，斜盘的每一个位置从径向上来看就近似于轴向拉长的“8”字形，而同时从轴向方向来看，就近似于一个圆。

但是，图2所描述的压缩机在运行期间，由于防旋转装置610在凸轮转子和旋转时不允许斜盘60绕其纵轴作等角速度的俯仰运动，所以斜盘60以变化的角速度绕其纵轴作俯仰运动。因此，凸轮转子40旋转时斜盘60绕其纵轴作俯仰运动时具有角加速度。这样，斜盘60受到一个转矩τ′（tau）的作用，该转矩在凸轮转子40旋转时等于斜盘60的角加速度和惯性矩的乘积。转矩τ′的值随着凸轮子40的旋转而变化。因而，斜盘60就会根据凸轮转子40的旋转在滑块611和滑轨612所形成的间隙内之间交替地以凸轮转子40的旋转方向“A”以及与旋转方向“A”相反的旋转方向旋转。所以，在凸轮转子40旋转时，就会在滑块611的一个内侧平面611a和滑轨612的一个外侧平面612a之间以及滑块611的另一个内侧平面611b和滑轨612的另一个外侧平面612b之间周期性重复地产生碰撞。这种周期性碰撞撞击斜盘60以及防旋转装置610，这样对它们就会造成损害。另外，这种周期性碰撞产生周期性的接触噪声，这种接触噪声又传给汽车乘客车厢，成为令人讨厌的噪声。

图3示出了另一种现有技术的斜盘式制冷剂压缩机的垂直径向剖视图。在该图中，主要描述了斜盘60上的球窝节以及每一个对应活塞71上的球窝节之间的位置关系。另外，相同的标号表示图1中所示的对应的组件，这里省略对其描述。

在该现有技术中，有若干（例如7个）相同的轴向汽缸701-707绕驱动轴26，即绕凸轮转子40的纵轴沿圆周分布。各个汽缸701-707的纵轴用点P₁₁′-P₁₇′表示，这些点分别落在相同的7个活塞711-717的球窝节的中心。点W₁₁′-W₁₇′也和现有技术一样在斜盘60的周围等角相距地位于圆周上。点W₁₁′-W₁₇′位于斜盘60的各个球窝节的中心，并且落在第一个圆C₁上。点P₁₁′-W₁₇′落在第二个圆C₂′上。点P₁₄′和P₁₅′以及凸轮转子40的纵轴通过的点“O”限定出一个小的扇形区域和一个剩下的大扇形区域。大扇形区域平均分成六个相同的扇形区域，这六个相同的扇形区域所对应的弧分别是P₁₁′和P₁₂′、P₁₂′和P₁₃′、P₁₃′和P₁₄′、P₁₅′和P₁₆′、P₁₆′和P₁₇′以及P₁₇′和P₁₁′。小扇形区域的角度要稍大于六个相同扇形区域的每一个区域的角度，以便在活塞714和715之间设置防旋转装置610的滑轨612。

图3主要示出位置关系，在该位置关系中，使包括第一个圆C₁在内的平面设置成平行于包括第二个圆C₂′在内的平面。这正如图2一样。所以，第一和第二个圆C₁和C₂′为同心圆，它们的中心点为“O”，凸轮转子40和斜盘60的纵轴通过该中心点。圆C₁的半径大于圆C₂′的半径。

在压缩机装配过程中，使点W₁₁′在叉形滑块611安装在滑轨612上时能与点P₁₁′保持径向同步。因此，点P₁₂′-P₁₄′相对于通过相对于通过点“O”、P₁₁′和W₁₁′的直线来说分别与点P₁₇′-P₁₅′相对称。所以，绕点“O”的W₁₂′-W₁₄′各点的角度位置朝着凸轮转子40的旋转方向“A”分别偏离P₁₂′-P₁₄′各点，而绕点“O”的W₁₇′-W₁₅′各点的角度位置就朝着凸轮转子40的逆旋转方向分别偏离P₁₇′-P₁₅′各点。绕点“O”的W₁₂′-W₁₄′各点朝着凸轮转子40的旋转方向偏离P₁₂′-P₁₄′各点的偏离量逐渐从W₁₂′增加到W₁₄′。绕点“O”的W₁₇′-W₁₅′各点朝着凸轮转子40的逆旋转方向偏离各对应点P₁₇′-P₁₅′的角度偏离量逐渐从W₁₇′增加到W₁₅′。

在图3所示的压缩机运转过程中，斜盘60的运转方式与现有技术所述的方式相同，因此，也就产生与所述的现在技术中的那些缺陷相同的缺陷。

因此本发明的目的是提供一种斜盘式压缩机，在该压缩机中斜盘的旋转运动得以防止，而且在用于防止斜盘旋转的叉形滑块和滑轨之间不会产生周期性碰撞。

斜盘式压缩机包括一个壳体，该壳体有一具有若干汽缸的汽缸体和一个与汽缸体相邻的曲轴箱。在每一个汽缸中均装有一个滑配的活塞，驱动轴可旋转地支撑在壳体中。转子固定在驱动轴上，并与一个倾斜的板相连，例如与斜板相连。斜盘装在斜板的倾斜面上。

一个连接件，例如连杆把斜盘与每一个活塞相连。连杆有一个由一个球窝节与斜盘相连的球形端，还有另一个由一个球窝节与活塞相连的球形端。在转子旋转时由防止斜盘作旋转运动的防旋转装置使斜板的旋转运动转变成斜盘的俯仰运动。防旋转装置有一个在曲轴箱中径向延伸的滑轨以及固定到斜盘到外周边上的叉形滑块。

各连杆的一个球形端的中心朝着凸轮转子的旋转方向径向偏离各连杆另一球形端的中心一个预定角度。

图1为带有可变容量机构的斜盘式制冷剂压缩机的一般结构的垂直纵向剖视图;

图2为现有技术的斜盘式制冷剂压缩机的垂直径向剖视图。在该视图中，主要示出了斜盘上的球窝节以及相应的每一个活塞上的球窝节之间的位置关系;

图3为另一现有技术的斜盘式制冷剂压缩机的垂直径向剖视图，在该视图中，主要示出了斜盘上的球窝节和相对应的每一个活塞上的球窝节之间的位置关系;

图4为本发明第一个实施例的斜盘式制冷剂压缩机的垂直径向剖视图，在该视图中，主要示出了斜盘上的球窝节和相对应的每一个活塞上的球窝节之间的位置关系;

图5为对本发明第一个实施例进行的动态说明;

图6为本发明第二个实施例的斜盘式制冷剂压缩机的垂直径向剖视图，在该视图中，主要示出了斜盘上的球窝节和相对应的每一个活塞上的球窝节之间的位置关系。

在图4和图6中，相同的标号用以表示图1-3中所示的对应组件，对它们的说明在此省略。

现在参照图4，点P₁-P₇分别表示相同的七个活塞71的球窝节的中心，而点W₁-W₇分别表示斜盘60的球窝节的中心。

将若干个（例如7个）汽缸70绕驱动轴26的纵轴等角相距地分布在圆上，这和现有技术的方式一样。所以，点P₁-P₇也是绕驱动轴26的纵轴等角相距地分布在圆上。另外，点W₁-W₇也和现有技术的方式一样绕斜盘60的纵轴等角相距地分布在圆上。点W₁-W₇落在第一个圆C₁上，而P₁-P₇落在第二个圆C₂上。

图4主要说明的是位置关系，在该位置关系中，使含有第一个圆C₁的平面与含有第二个圆C₂的平面相平行，这跟图2一样。

在本发明的第一个实施例中，滑轨612的设置相对于一种现有技术滑轨612设置的位置来说，朝凸轮子40的旋转方向“A”要径向地偏离一个角度β。所以，在装配压缩机的过程中，点W₁-W₇也朝凸轮转子40的旋转方向分别偏离点P₁-P₇一个角度β，例如当叉形滑块611装在滑轨612上时，偏离角β＝ (π)/60 。因此，当压缩机运行时，就会产生一个使斜盘60沿凸轮转子40的旋转方向“A”旋转的转矩。

下面描述本发明第一个实施例的动态分析。现在参照图5，力Ft为作用在活塞71上的气体压力反作用力F_p的分力。由方程（1）表示的分力F_t沿着第一个圆上的点Wi的切线方向作用在点Wi上。

F_t＝F_p·tanα （1）

在方程（1）中，α是点P_i′和W_i′连成的直线与点Pi和点Wi连成的直线之间的夹角。由于α较小，所以可近似地用R₁·β/L代替tanα。在该项中，“R₁”为第一个圆C₁的半径，β为斜盘60的纵轴通过的点“O”和点Wi′连成的直线与点“O”和Wi连成的直线之间所组成的夹角。“L”为点Pi和Wi之间的距离，即Pi和Wi之间的距离。所以方程（1）可以转换成方程（2）：

Ft

Ft·R² ₁·β/L （2）

因此，能使斜盘60以凸轮转子40的旋转方向“A”旋转的转矩τ用方程（3）表示：

τ＝Ft·R₁（3）

利用方程（2）把方程（3）转换成方程（4）：

τ

F_p·R² ₁·β/L （4）

在该实施例中，通过近似设计的角β把转矩τ的标量设计成大于转矩τ′的标量，该转矩τ′在斜盘60作俯仰运动时使斜盘60沿凸轮转子40的逆旋转方向作旋转运动。因此，凸轮转子40旋转时，滑块611的一个内侧平面611a就保持与滑轨612的一个外端平面612a相接触。所以，滑块611和滑轨612之间的周期性磁撞就可以消除，由此就可以防止斜盘60和防旋转装置610损坏，并消除滑块611和滑轨612之间的周期性接触噪声。

图6为本发明第二个实施例的斜盘式制冷剂压缩机的垂直径向剖视图。在该图中，主要示出了斜盘60上的球窝节和每个对应活塞711-717上的球窝节之间的位置关系。

在斜盘60上的球窝节和各对应活塞711-717上的球窝节之间的位置关系中，除了下面的情况外，该实施例均类似于第二个现有技术。

滑轨612的设置相对于第二个现有技术滑轨612所设置的位置来说要朝凸轮转子40的旋转方向“A”径向地偏离一个角度β，这就如第一个实施例一样。因此，在装配压缩机的过程中，点W₁₁-W₁₇，朝凸轮转子40的旋转方向“A”分别与点P₁₁-P₁₇偏离一个角度β，例如当叉形滑块611装在滑轨612上时偏离π/6角度。该实施例的作用类似于第一个实施例的作用，所以省略对其描述。

在第一和第二个实施例中，滑轨612的设置相对于现有技术滑轨612所设置的位置来说朝凸轮转子40的旋转方向均有所偏离。然而，通过将滑块611朝凸轮转子40逆旋转方向偏离而使滑轨612保持在现有技术的位置上的同时，仍可以得到类似于第一和第二个实施例的效果。

另外，通过将斜盘60的球窝节朝凸轮转子40的旋转方向“A”径向偏离也可以得到与第一和第二个实施例相类似的效果。在该实施例中，并不需要把斜盘60的所有球窝节朝凸轮转子40的旋转方向径向偏离。换句话说，只有一些斜盘60的球窝节朝凸轮转子40的旋转方向“A”径向偏离而产生转矩τ，该转矩的标量大于转矩τ′的标量，在斜盘60作俯仰运动时产生转矩τ′，它使斜盘60以凸轮转子40的逆旋转方向旋转。

另外，虽然图1示出的是可变容量的斜盘式压缩机，但是本发明不仅适用于可变容量的斜盘式压缩机，它还适用于固定容量的斜盘式压缩机。

上面对本发明结合较佳实施例作了描述，但是这些实施例仅仅是作为例子，而本发明并不局限于此。本领域的普通技术人员很容易理解，在由权利要求所限定的本发明的范围内很容易进行各种改进和变换。

Claims (6)

1、一种斜盘式压缩机，它包括有壳体，该壳体有包括若干汽缸的汽缸体和紧靠汽缸体的曲轴箱，在每一个所述的汽缸中均滑配地装有一个活塞，驱动轴旋转地支撑在所述的壳体中，转子固定在所述的驱动轴上并与一个倾斜板相连，一块斜盘紧靠所述倾斜板，所述斜盘与所述若干活塞的每一个活塞用连接部件相连，连接部件的一端与所述斜盘相连，而其另一端与所述若干活塞的每一个活塞相连，将所述倾斜板的旋转运动转换成所述斜盘的俯仰运动，一个防旋转装置用于防止所述斜盘作旋转运动，所述防旋转装置有一在所述曲轴箱中延伸的导轨部件以及滑动地装在所述导轨部件上的叉形部件，所述叉形部件固定到所述斜盘的外周端上，其改进包括：

所述各连接部件的一端朝所述凸轮转子的旋转方向与所述若干连接部件的第一个连接部件的另一端均偏离一个预定的角度。

2、按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述各连接部件的另一端分别位于所述各汽缸的纵轴上。

3、按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述的连接部件在其一端和另一端均带有球部，从而在所述斜盘和所述连接部件的一端之间、所述每一个活塞和所述连接部件的另一端之间各形成一球窝节。

4、按照权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述各连接部件的一端均等角相距地绕所述斜盘的纵轴周向设置在第一个圆上。

5、按照权利要求4所述的压缩机，其特征在于所述各连接部件的另一端均等角相距地绕所述转子的纵轴周向设置在第二个圆上。

6、按照权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述第一个圆的半径大于所述第二个圆的半径。

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