CN106870331A - 一种用于变排量压缩机的控制阀及其阀体的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变排量压缩机的控制阀及其阀体的加工方法；所述控制阀包括第一阀体部，其具有容置针阀的针阀孔，所述第一阀体部的外端还具有与所述针阀孔连通的弹簧腔，所述针阀孔与所述弹簧腔的连接端形成第一阀口，所述针阀孔的另一端形成第二阀口。该控制阀将与针阀配合的两个阀口集成于一个部件，降低了装配难度，减少了装配误差，使得针阀的动作性更可靠，提高了控制阀的性能。

Description

一种用于变排量压缩机的控制阀及其阀体的加工方法

技术领域

本发明涉及压缩机控制阀技术领域，特别是涉及一种用于变排量压缩机的控制阀及其阀体的加工方法。

背景技术

变排量压缩机由于具有空调系统连读平稳调节、空调送风温度波动小和能耗低等优点，在国内外汽车空调系统中得到了越来越多的应用。

装配在变排量压缩机中的控制阀为关键部件，其能够调节压缩机吸气腔与摇板箱的气体压力，改善汽车内环境温度。

现有的控制阀，包括阀体和阀座，其中，阀体均设置为分体结构，包括上阀体和下阀体，两者通过过盈配合进行连接，上阀体与阀座也通过过盈配合进行连接。

其中，上阀体具有容置针阀的通孔，阀座上设置有第一阀口，内部装配有钢球和弹簧等部件；上阀体的通孔一端与针阀形成第二阀口，针阀穿过通孔并通过阀座与钢球配合。

在实际应用时，由于第一阀口设计在阀座上，在装配弹簧时，只能将弹簧从阀座的第一阀口旋入阀座内部，实施困难，且容易损坏弹簧形状，影响控制阀的性能；另，由于第一阀口设置在阀座上，若阀座与上阀体压装后的轴线不重合，则会影响针阀对钢球的压力传递，也会影响控制阀的性能。

此外，因阀体分体设计，在上阀体和下阀体的压装过程中，无法确保两者的同轴度，若上、下阀体压装后的轴线不重合，则会影响阀体内针阀的动作，并且也会导致后续与压缩机装配干涉或装配困难。

有鉴于此，如何改进现有控制阀，以降低装配难度，减少装配误差，提高控制阀性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于变排量压缩机的控制阀及其阀体的加工方法，该控制阀的结构设计能够降低装配难度，减少装配误差，提高控制阀的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于变排量压缩机的控制阀，包括阀体，所述阀体包括第一阀体部，其具有容置针阀的针阀孔；

所述针阀孔的一端形成第一阀口，所述针阀孔的另一端与所述针阀斜面形成第二阀口；

所述第一阀体部靠近所述第一阀口的一端还具有与所述针阀孔连通的弹簧腔，所述弹簧腔内设有弹簧与钢球；

所述第一阀体部靠近所述第二阀口的周壁开设有的第一通孔，所述针阀靠近所述第二阀口一侧的端部的外径大于所述第二阀口的内径，通过所述针阀抵近或远离所述第二阀口使所述第一通孔与所述第二阀口非连通或连通；

所述第一阀体部靠近所述第一阀口的周壁开设有第二通孔，通过所述钢球抵近或远离所述第一阀口使所述第二通孔与所述弹簧腔非连通或连通。

本发明提供的控制阀，将第一阀口和第二阀口均开设于第一阀体部上，由于两个阀口设在一个部件上，两者的同轴度高，规避了因两个阀口设在两个部件上造成的装配误差，针阀容置于连通第一阀口和第二阀口的针阀孔中，能够很好地进行压力传递；同时，在第一阀体部的外端还开设有与第一阀口连通的弹簧腔，如此，在装配弹簧时，直接将其从弹簧腔侧装入后封堵即可，规避了背景技术中通过阀口旋入的方式装配，避免了损坏弹簧形状，降低了装配难度；与背景技术相比，本发明提供的控制阀将与针阀配合的两个阀口集成于一个部件，降低了装配难度，减少了装配误差，提高了控制阀的性能。

可选的，还包括第二阀体部，所述第二阀体部具有容纳波纹管组件的感压腔，所述感压腔与所述第二阀口连通；所述第一阀体部和所述第二阀体部为一体式结构。

可选的，所述针阀孔靠近所述第一通孔的一侧的内径大于所述针阀靠近所述第二阀口一侧的外径，在所述第一通孔与第二阀口之间还设置有针阀弹簧，所述针阀弹簧处于压缩状态。

可选的，所述针阀靠近所述第二通孔的一端的外径小于对应位置的所述针阀孔的内径，以在两者之间形成一流道，所述流道与第一阀口连通；所述第一阀口处于打开状态时，所述弹簧腔、所述第一阀口、所述流道和所述第二通孔连通。

可选的，所述第二阀体部的周壁开设有第三通孔，以连通所述感压腔与所述变排量压缩机的吸气腔。

可选的，还包括与所述弹簧腔配合的弹簧座，所述弹簧的一端抵靠所述弹簧座，另一端将所述钢球抵压于所述第一阀口。

可选的，所述弹簧座的外端具有开口，以与所述变排量压缩机的排气腔连通。

本发明还公开了一种上述控制阀的阀体的加工方法，所述阀体的加工方法包括如下步骤：

a、制备坯料；

b、对坯料进行冷挤压加工以形成阀体的外轮廓，并通过冷挤压加工形成所述第二阀体部的感压腔；

c、对冷挤压加工后的坯料进行机械加工得到成品。

该阀体的加工方法先通过冷挤压加工形成阀体的外轮廓，再通过机械加工得到成品，由于所述阀体为一体式阀体，空心部分较多，先利用冷挤压的方式成型，能够提高坯料的利用率，有效降低材料成本，并且冷挤压的加工方式还能够提高生产效率。

可选的，步骤a中，坯料的体积为阀体的成品体积与机械加工余量的体积之和。

可选的，步骤c中，加工所述第一阀体部的针阀孔时，以所述第一阀体部的外圆定位一次装夹完成。

附图说明

图1为本发明所提供一种具体实施方式中控制阀的剖面示意图；

图2至图6分别示出了具体实施方式中控制阀阀体的加工方法的各工序示意图。

图中：

阀体100，第一阀体部101，第二阀体部102；

针阀孔111，第一阀口112，第二阀口113，弹簧腔114，第一通孔115，第二通孔116；

感压腔121，第三通孔122；

弹簧座200，弹簧300，钢球400，针阀500，针阀弹簧600，波纹管组件700，底座800。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于变排量压缩机的控制阀及其阀体的加工方法，该控制阀的结构设计能够降低装配难度，减少装配误差，提高控制阀的性能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供一种具体实施方式中控制阀的剖面示意图。

该控制阀用于变排量压缩机，如图1所示，该控制阀包括阀体100，该阀体100包括第一阀体部101和第二阀体部102。

该第一阀体部101具有容置针阀500的针阀孔111，其外端还具有与针阀孔111连通的弹簧腔114，弹簧300与钢球400放置于内；其中，针阀孔111靠近弹簧腔114的一端(即针阀孔111的右端)形成第一阀口112，钢球400在弹簧300和/或针阀500的作用下抵近或者远离第一阀口112，以关闭或打开第一阀口112；针阀孔111的另一端(即针阀孔111的左端)形成第二阀口113，通过针阀500抵近或者远离第二阀口113来关闭或者打开第二阀口113，该第二阀口113与开设于第二阀体部102的感压腔121连通。

这里，第一阀体部101的外端指远离第二阀体部102配合的一端，即图1所示的右端。

需要说明的是，这里的左、右等方位词均是以图1中零部件位于图中及零部件之间的相互位置关系为基准定义的，应当理解，只是为描述技术方案的清楚及方便，不应限制本申请的保护范围。下文描述与此一致。

其中，所述控制阀还包括与阀体100的弹簧腔114配合的弹簧座200；装配后，弹簧300的一端抵靠弹簧座200，另一端将钢球400抵压于第一阀口112，弹簧300处于压缩状态，第一阀口112处于关闭状态；针阀500的右端可以与钢球400抵接，可将压力传递至钢球400，从而可以使钢球400压缩弹簧300，以打开第一阀口112。

其中，第二阀体部102的感压腔121内放置有波纹管组件700，波纹管组件700可以根据感压腔121内压力的变化而压缩或者伸长，感压腔121由底座800封堵，波纹管组件700与针阀500的左端配合，当波纹管组件700在因压力变化而压缩或伸长时，可使针阀500向左或向右滑动，从而打开第一阀口112或第二阀口113。

如上，该控制阀的阀体100将第一阀口112和第二阀口113均开设于第一阀体部101上，由于两个阀口开设在一个部件上，从而两者的同轴度易保证，本方案省去了背景技术中的设有第一阀口的阀座，规避了因两个阀口设在两个部件上造成的装配误差，针阀500容置于连通第一阀口112和第二阀口113的针阀孔111中，能够很好地进行压力传递；同时，在第一阀体部101的外端还开设有与第一阀口112连通的弹簧腔114，如此，在装配弹簧300时，可直接将弹簧300从第一阀体部101的右端开口装入弹簧腔114，之后用弹簧座200封堵即可，规避了背景技术中通过阀口旋入的方式装配，避免了损坏弹簧形状，降低了装配难度。

可见，与背景技术中的控制阀阀体相比，本发明提供的阀体100将与针阀500配合的两个阀口集成于一个部件，降低了装配难度，减少了装配误差，提高了控制阀的性能。

进一步的方案中，第一阀体部101和第二阀体部102可以为一体式结构，即整个阀体100为一个部件，如此，可规避因第一阀体部101和第二阀体部102的装配误差造成的两者轴线不重合，确保波纹管组件700与针阀500的配合，同时避免后续与压缩机装配干涉或装配困难的问题，能够进一步减少装配误差，提高控制阀的性能。

具体的方案中，在第一阀体部101的周壁开设有靠近第二阀口113的第一通孔115，第一通孔115可以通过针阀孔111与第二阀口113连通，以连通针阀孔111与变排量压缩机的摇板腔；第一通孔115可以通过第二阀口113与感压腔121连通，从而可以使压缩机的吸气腔与摇板腔连通，并，针阀500靠近第二阀口113一侧的端部伸出第二阀口113外且端部的外径大于第二阀口113的内径，在第一通孔115与第二阀口113之间还设置有针阀弹簧600，针阀弹簧600处于压缩状态，当波纹管组件700处于收缩状态时，针阀500可以在针阀弹簧600的作用下远离第二阀口113，从而第二阀口打开。这里应当指出，当针阀500与波纹管组件700为一体结构时，针阀弹簧600可以不设置。在本实施例中，针阀500与波纹管组件700为分体结构，不仅组装方便，而且对于同轴度等要求也较低，响应动作也更快。

在第一阀体部101的周壁开设靠近第一阀口112的第二通孔116，针阀500靠近第二通孔116的一端的外径小于对应位置的针阀孔111的内径，以在两者之间形成流道，该流道与第一阀口112连通，使压缩机排气腔可以通过第一阀口112、该流道和第二通孔116与摇板腔连通。

具体的方案中，在第二阀体部102的周壁开设有第三通孔122，以连通感压腔121与变排量压缩机的吸气腔，从而位于感压腔121内的波纹管组件700能够感知吸气腔压力而压缩或伸长。

另外，弹簧座200的外端，即图1所示的右端，具有开口，以与变排量压缩机的排气腔连通。

如上设计后，第一阀口112的启闭可调整压缩机摇板腔与排气腔之间的气体流量；第二阀口113的启闭可调整压缩机摇板腔与吸气腔之间的气体流量。

该用于变排量压缩机的控制阀的工作过程如下：

当压缩机吸气腔压力Ps增大时，位于感压腔121内的波纹管组件700因Ps增大而收缩，针阀500在其针阀弹簧600的作用下向左滑动，第二阀口113的开度增大，第一阀口112的开度减小，从而使压缩机摇板腔到吸气腔的气体流量增大，摇板腔压力Pc逐渐减小，压缩机排量增大，空调快速运行，降低车内温度；当压缩机吸气腔压力Ps减小时，波纹管组件700因Ps减小而伸长，推动针阀500向右滑动，第一阀口112的开度增大，第二阀口113的开度减小，从而使压缩机排气腔到摇板腔的气体流量增大，摇板腔压力Pc逐渐增大，压缩机排量减小，空调缓慢运行，稳定车内温度。

本发明还公开了上述一体式结构的阀体100的加工方法，该阀体100的结构如前所述，这里不再重复。

所述阀体100的加工方法包括下述步骤：

a、制备坯料；

b、对坯料进行冷挤压加工以形成阀体100的外轮廓，并通过冷挤压加工形成第二阀体部102的感压腔121；

c、对冷挤压加工后的坯料进行机械加工得到成品。

该阀体100的加工方法先通过冷挤压加工形成阀体100的外轮廓，再通过机械加工得到成品，由于阀体100为一体式阀体，空心部分较多，先利用冷挤压的方式成型，能够提高坯料的利用率，有效降低材料成本，并且冷挤压的加工方式还能够提高生产效率。

下面结合图2-6具体说明该阀体100的加工步骤，其中，图2-6分别示出了具体实施方式中控制阀阀体的加工方法的各工序示意图。

步骤a中，制备坯料时，需要计算阀体100所需坯料的形状及尺寸，形状通常为圆柱形。

坯料尺寸的计算方法为成品阀体100的体积与加工余量的体积之和。由于步骤b中的冷挤压加工不存在加工余量，从而所述加工余量仅为步骤c中机械加工的余量，即，步骤a中，计算坯料尺寸时，坯料的体积应为成品阀体100的体积与机械加工余量的体积之和。

同时，坯料还应当根据阀体100零件的要求，考虑平面度、表面粗糙度和精度等要求，具体可根据实际情况确定。

准备好一定形状及体积的坯料后，还可对坯料进行预处理，以便于后续加工处理。

具体地，对坯料的预处理包括：

坯料的软化处理，可降低坯料的材料硬度，提高塑性，降低材料的变形抗力，以提高模具的寿命和零件质量；

坯料的表面处理及润滑，先将坯料进行氧化或者磷化处理然后再选取合适的润滑剂对坯料进行润滑处理。

坯料制备好后，即可进入步骤b，对坯料进行冷挤压加工，通常将制备好的坯料放置在冷挤压模具中施加压力进行加工，得到阀体100的外轮廓及设于第二阀体部102的感压腔121，如图2所示。

之后进入步骤c，对冷挤压加工后的坯料进行机械加工。

具体的方案中，先加工弹簧腔114，具体地，将图2中的半成品放置在机床上，夹紧左端，以外圆定位加工出弹簧腔114，即得到图3所示的结构。

之后，加工针阀孔111，由于针阀孔111连接两个阀口，即第一阀口112和第二阀口113，为确保两个阀口的同轴度，加工时应以第一阀体部101的外圆定位一次装夹完成，即得到图4所示的结构。

之后，将图4中的半成品放置在机床上顶紧两端，以两端孔定位，加工外圆，得到图5所示的结构，该工序形成阀体100外周壁放置O型圈的各个结构。

之后，将图5中的半成品放置在机床上，以两端平面定位夹紧，加工出第一通孔115、第二通孔116及第三通孔122，即得到图6所示的结构，即阀体100的整体结构。

由于机械加工过程中存在残留在零件内外表面的毛刺，所以阀体100的整体结构加工完成后，还需进行去毛刺处理，之后进行清洗处理，以去除零件内外表面的油污杂质，至此阀体100零件完成，可转运至装配线上进行控制阀装配。

需要指出的是，实际中，冷挤压加工后的机械加工的具体步骤也可为其他方式，如也可先加工出阀体100的外圆结构，再加工弹簧腔114等，具体可根据实际情况作出调整。

以上对本发明所提供的用于变排量压缩机的控制阀及其阀体的加工方法均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.用于变排量压缩机的控制阀，包括阀体，所述阀体包括第一阀体部(101)，其具有容置针阀(500)的针阀孔(111)，其特征在于：

所述针阀孔(111)的一端形成第一阀口(112)，所述针阀孔(111)的另一端与所述针阀(500)斜面形成第二阀口(113)；

所述第一阀体部(101)靠近所述第一阀口(112)的一端还具有与所述针阀孔(111)连通的弹簧腔(114)，所述弹簧腔(114)内设有弹簧(300)与钢球(400)；

所述第一阀体部(101)靠近所述第二阀口(113)的周壁开设有的第一通孔(115)，所述针阀(500)靠近所述第二阀口(113)一侧的端部的外径大于所述第二阀口(113)的内径，通过所述针阀(500)抵近或远离所述第二阀口(113)使所述第一通孔(115)与所述第二阀口(113)非连通或连通；

所述第一阀体部(101)靠近所述第一阀口(112)的周壁开设有第二通孔(116)，通过所述钢球(500)抵近或远离所述第一阀口(112)使所述第二通孔116与所述弹簧腔(114)非连通或连通。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，还包括第二阀体部(102)，所述第二阀体部(102)具有容纳波纹管组件(700)的感压腔(121)，所述感压腔(121)与所述第二阀口(113)连通；所述第一阀体部(101)和所述第二阀体部(102)为一体式结构。

3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述针阀孔(111)靠近所述第一通孔(115)的一侧的内径大于所述针阀(500)靠近所述第二阀口(113)一侧的外径，在所述第一通孔(115)与第二阀口(113)之间还设置有针阀弹簧(600)，所述针阀弹簧(600)处于压缩状态。

4.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述针阀(500)靠近所述第二通孔(116)的一端的外径小于对应位置的所述针阀孔(111)的内径，以在两者之间形成一流道，所述流道与第一阀口(112)连通；所述第一阀口(112)处于打开状态时，所述弹簧腔(114)、所述第一阀口(112)、所述流道和所述第二通孔(116)连通。

5.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述第二阀体部(102)的周壁开设有第三通孔(122)，以连通所述感压腔(121)与所述变排量压缩机的吸气腔。

6.根据权利要求1-5任一项所述的控制阀，其特征在于，还包括与所述弹簧腔(114)配合的弹簧座(200)，所述弹簧(300)的一端抵靠所述弹簧座(200)，另一端将所述钢球(400)抵压于所述第一阀口(112)。

7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于，所述弹簧座(200)的外端具有开口，以与所述变排量压缩机的排气腔连通。

8.如权利要求1-7任一项所述的控制阀的阀体加工方法，其特征在于，所述阀体(100)的加工方法包括如下步骤：

a、制备坯料；

b、对坯料进行冷挤压加工以形成阀体(100)的外轮廓，并通过冷挤压加工形成所述第二阀体部(102)的感压腔(121)；

c、对冷挤压加工后的坯料进行机械加工得到成品。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，步骤a中，坯料的体积为阀体(100)的成品体积与机械加工余量的体积之和。

10.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，步骤c中，加工所述第一阀体部(101)的针阀孔(111)时，以所述第一阀体部(101)的外圆定位一次装夹完成。