CN108005876B - 用于车辆的空调压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆空调压缩机，其可以包括：壳体，其具有前壳体部分和后壳体部分；轴，其可旋转地安装在壳体中；凸缘，其固定在轴上的预设位置处；斜盘，其在斜盘的一侧与凸缘联接并与凸缘一起旋转；活塞，其通过滑靴部连接到斜盘并通过斜盘往复移动；缸体，其将容纳活塞在其中；以及压力感测室，其在斜盘的另一侧处与杆联接并使用从后壳体的高压室提供的压力来操作杆。

Description

用于车辆的空调压缩机

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月02日提交的申请号为10-2016-0145122的韩国专利申请的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种用于车辆的空调压缩机，并且更具体地，涉及一种当使用固定式压缩机时其中排放容量根据车辆的内部温度变化而无需控制阀的用于车辆的空调压缩机。

背景技术

车辆的空调是用于维持舒适的内部空气温度和湿度的设备，其中排放冷空气或暖空气取决于车辆的内部温度。

在冷却情况下，压缩、冷凝、膨胀以及蒸发空调冷却剂的过程被重复地执行以系统地控制冷却和除湿，从而在车辆中保持舒适的内部空气状态。

冷却剂由压缩机压缩，该压缩机通过皮带轮从发动机曲轴接收动力。压缩机将从蒸发器排放的低温、低压气态冷却剂压缩至高温、高压气态状态，然后将冷却剂排放到冷凝器。

压缩机增加冷却剂的压力以形成液体冷却剂相。压缩机的皮带轮通过发动机皮带驱动，并且皮带轮的驱动力使斜盘旋转。斜盘的旋转使活塞在缸体中往复移动，从而产生压力差并将从蒸发器所供给的蒸发的低温、低压冷却剂气体转化为高温、高压过热蒸汽状态且将处于高温且将高压过热蒸汽状态的冷却剂传输至冷凝器。

如上所述的斜盘压缩机可以是斜盘的倾斜角度为固定的固定式压缩机或者是斜盘的倾斜角度可调节的可变量压缩机。

可变量压缩机可以是内部可变量压缩机或是外部可变量压缩机，在内部可变量压缩机中，容量可以根据冷却剂压力和用于控制阀的压力设定通过机械控制阀来改变，而在外部可变量压缩机中，容量可以基于温度设定和驾驶环境通过电子控制阀和控制该控制阀的控制器来改变。

如图1A所示，固定式压缩机成本低但燃料效率低，而外部可变量压缩机成本高但燃料效率高。内部可变量压缩机在成本和燃料效率方面介于固定式压缩机和外部可变量压缩机之间。

此外，参照图1B，当使用固定式压缩机时，一旦车辆内部被冷却，则内部温度通过压缩机的重复循环来控制，这导致对内部温度和湿度的控制更不一致，并且导致压缩机的功率性能劣化。相反，在可变量压缩机的情况下，由于排放容量可以变化，所以可以在不使压缩机开启和关闭的情况下保持最小排放量，从而提高内部舒适性和压缩机的功率性能。

因为固定式压缩机的排放容量在运行期间固定，所以压缩机总是以最大排放容量运行，这导致燃料效率低。

然而，因为可变量压缩机中斜盘的倾斜角度可以根据内部温度而变化，所以虽然燃料效率高，但是材料成本增加。

因此，需要一种成本较低并且还可以以可变量的模式运行以提高车辆舒适性同时保持较高的燃料效率的压缩机。

发明内容

在示例性实施例中，本公开提供了一种能够通过使用从高压室排放的高压流体改变固定式压缩机中斜盘的倾斜度而无需增加控制阀的用于车辆的空调压缩机。与可变量压缩机相比，该配置允许提高燃料效率和压缩机功率同时保持内部舒适性并使总体成本降至最低。

其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且参考本公开的实施例而变得显而易见。并且，对于本领域技术人员显而易见的是，本公开的目的和优点可以通过所要求保护的装置及其组合来实现。

根据示例性实施例，一种用于车辆的空调压缩机包括：壳体，其具有前部分和后部分；轴，其被可旋转地安装在壳体中；凸缘，其被固定在轴上的预设位置处；斜盘，其在斜盘的一侧与凸缘联接并与凸缘一起旋转；活塞，其通过滑靴部(shoe)连接到斜盘并通过斜盘往复移动；缸体，其将活塞容纳在其中使得活塞在壳体中往复移动；以及第一压力感测室，其在斜盘的另一侧与杆联接，其中来自后壳体的高压室的压力使杆移动以改变斜盘相对于与轴的长度方向垂直的方向的倾斜度。

斜盘可以与沿着轴滑动的衬套铰接。

车辆空调压缩机可以进一步包括安装在凸缘和衬套之间的弹簧以使连接到衬套的斜盘弹性地(elastically)移动。弹簧可以具有预设的弹簧常数。

止动件可以在衬套方向上设置在压力感测室的一侧处的轴上。

斜盘的最小倾斜度可通过止动件来设定。最小倾斜度可以为1度或更大。

后壳体可以包括其中轴被压入的第二压力感测室；围绕压力感测室并与壳体和缸体连通的低压室；以及围绕低压室的高压室。

可以在高压室和压力感测室之间形成连通通道。

第一压力感测室中的压力可以通过形成在轴中的连通孔传递到第二压力感测室。

前壳体可以包括支撑轴的支撑部；围绕支撑部并与壳体和缸体连通的低压室；以及围绕低压室的高压室。

凸缘可以包括旋转板；形成在旋转板的一端处的铰接部主体；形成在铰接部主体中的长孔；以及沿着长孔滑动并与铰接部主体的一侧和斜盘的一侧联接的铰接部销。

当斜盘的倾斜度处于最大值时，铰接部销可以定位在长孔的一端处，并且当斜盘的倾斜度处于最小值时，铰接部销可以定位在长孔的另一端处。

当在远离高压室移动的活塞一侧上生成低压时，在朝向高压室移动的活塞一侧上生成高压。活塞可以相对于斜盘对称，使得通过高压产生的力和通过低压产生的力彼此抵消。

附图说明

图1A是比较根据现有技术的各种空调压缩机的成本和燃料效率/功率的概念图。

图1B是说明根据现有技术的固定式空调压缩机和可变量空调压缩机的吸入压力变化的图表。

图2是示出根据本公开的车辆空调压缩机的示例性实施例的横截面图。

图3A是示出根据本公开的车辆空调压缩机的示例性实施例的一部分的立体图。

图3B是示出车辆空调压缩机的示例性实施例的内部操作的图。

图4是示出车辆空调压缩机的示例性实施例的后壳体的立体图。

图5A是示出斜盘在最大倾斜度处的车辆空调压缩机的示例性实施例的横截面图。

图5B是示出斜盘在最小倾斜度处的车辆空调压缩机的示例性实施例的横截面图。

具体实施方式

在本说明书和权利要求书中所使用的术语和词语不被解释为一般含义或字典含义，而是基于本发明人可以适当地定义术语概念的原则被解释为满足本发明的技术理念的意义和概念，以便以最佳模式描述发明人自己的发明。因此，本发明的实施例和附图中所描述的配置仅是示例性实施例，但不代表本发明的所有技术精神。因此，应当理解的是，在提交本申请时可能存在各种等同物或修改以替代等同物或修改。此外，为了不会不必要地混淆本发明的要点，将省略与公知功能或配置相关的详细描述。在下文中，参照附图详细描述本发明的优选实施例。

1.用于车辆的空调压缩机

图2是示出车辆空调压缩机的示例性实施例的横截面图。图3A是示出车辆空调压缩机的示例性实施例的一部分的立体图，并且图3B是示出车辆空调压缩机的示例性实施例的内部操作的图。

参照图2至图3B，车辆空调压缩机100的示例性实施例包括：壳体110、后壳体120、轴130、凸缘140、斜盘150、活塞161和163、缸体165、第二压力感测室170、衬套180以及前壳体190。

车辆空调压缩机100还包括设置在前壳体190的外侧处的皮带轮10，其接收来自诸如发动机或马达的旋转动力源的旋转力。

壳体110将轴130、凸缘140、斜盘150、活塞161和163、缸体165、第二压力感测室170和衬套180容纳在其中。前壳体190设置在壳体110的皮带轮10侧，并且后壳体120设置在壳体110的皮带轮10侧的相对侧。

图4是示出车辆空调压缩机的示例性实施例的后壳体的立体图。

参照图4，后壳体120包括其中轴130被压入的第一压力感测室125；绕第一压力感测室125并与壳体110和缸体165连通的低压室123；以及围绕低压室123的高压室121。

在高压室121和第一压力感测室125之间形成连通通道127，使得高压室121的高压被传递到第一压力感测室125。第一压力感测室125通过形成在轴130中的连通孔133传递到第二压力感测室170。

后壳体120可以具有圆柱形形状，并且不与高压室121或低压室123连通。

轴130可旋转地安装在壳体110的中心处。轴130的第一端突出到壳体110和前壳体190的外部，并且皮带轮10安装在轴130的第一端上。皮带轮将来自旋转动力源的旋转力传递到轴130。轴130的第二端穿过壳体110并且压入到后壳体120的第一压力感测室125中且联接到第一压力感测室125。

形成在轴130中的连通孔133将第一压力感测室125的高压传递到第二压力感测室170。

止动件135设置在轴主体131邻近第二压力感测室170的外周表面上，并且用于设定斜盘150的最小倾斜度。斜盘150的最小倾斜度可以是1度或更大。

凸缘140的旋转中心被连接在壳体110中的轴130的预设位置处，并且凸缘140由于轴130的旋转围绕旋转中心轴线旋转。

凸缘140包括旋转板141、在旋转板141的一端处的铰接部主体143、铰接部主体143中的长孔145以及沿着长孔145滑动并与铰接部主体143的一侧和斜盘150的一侧联接的铰接部销147。

具有预设弹簧常数的弹簧149被安装在凸缘140的旋转板141和衬套180之间以使连接到衬套180的斜盘150弹性地移动。

旋转板141可以与斜盘150铰接联接以与斜盘150一起旋转。

当斜盘150的倾斜度处于最大值时，铰接部销147被定位在长孔145的一端处，并且当斜盘150的倾斜度处于最小值时，铰接部销147被定位在长孔145的另一端处。

斜盘150可以通过第一铰接部分153而在斜盘150一侧处与凸缘140铰接联接以与凸缘140一起旋转，并且还可以通过第二铰接部分157穿过第二压力感测室170在斜盘150的另一侧处铰接联接以改变斜盘150的倾斜度。此外，斜盘150可以通过第三铰接部分155与沿着轴130滑动的衬套180铰接联接。当斜盘150通过设置在斜盘150的每一侧上的滑靴部159连接到活塞161和163时，斜盘150旋转。

当第一铰接部分153沿着长孔145滑动时，第一铰接部分153可以穿过铰接部销147移动。第二铰接部分157连接到杆175以将杆175的操作力传递到斜盘150。第三铰接部分155允许斜盘150具有可以相对于衬套180改变的倾斜度。

活塞161和163通过斜盘150往复移动。随着斜盘150的倾斜度改变，排放容量也改变。

设置活塞161和163以对应于在长度方向上形成在壳体110的内周表面的缸体165，并且各个活塞161和163在斜盘150的斜盘主体151的外边缘处穿过滑靴部159连接到斜盘150。

当斜盘150的斜盘主体151旋转时，活塞161和163在缸体165中往复移动，以压缩缸体165中的包括冷却剂的流体，并将压缩的流体传递到高压室121和191。

在上述示例性实施例中，从蒸发器排放的包括冷却剂的流体被引入壳体110中，并穿过低压室123和193而传递到缸体165中。然后缸体165中的流体通过活塞161和163的作用而被压缩成高温、高压的气态状态并穿过高压室121和191而被排放到冷凝器中。

在这一点上，高压室121中的一些高压流体通过连通孔133流到第二压力感测室170。第二压力感测室170在斜盘150的另一侧处与杆175铰接联接，并且使用从后壳体120的高压室121提供的压力来操作杆。杆175的操作在垂直于轴130的长度方向的方向上改变斜盘150的倾斜度，从而调节排放容量。

第二压力感测室170包括与轴130联接的压力感测室主体171，以及将连通孔133的压力传递到杆175的压力传递部173。杆175由于高压室121的压力将力传递到斜盘以改变斜盘150的倾斜度。

当杆175的操作力大于弹簧149的弹簧力时，斜盘150的倾斜度增大，并且当杆175的操作力小于弹簧149的弹力时，斜盘150的倾斜度减小。

衬套180沿轴130滑动，并使斜盘150在轴130的长度方向上移动或改变斜盘150的倾斜度。

衬套180设置在凸缘140和止动件135之间并且可以沿轴130移动。衬套180的行程距离通过弹簧149的弹簧力确定。除非通过止动件135止动，否则衬套180可以移动与弹簧149的最大弹簧力相对应的距离。

前壳体190包括可旋转地支撑轴的支撑部195；围绕支撑部195并与壳体110和缸体165连通的低压室193；以及围绕低压室193的高压室191。

参照图3A和图3B，更详细地描述车辆空调压缩机的示例性实施例的内部操作。

如上所述，从蒸发器排放的诸如空调冷却剂的流体被引入壳体110中并且分别穿过后壳体和前壳体中的低压室123和193而移动到缸体165。缸体165中的流体通过活塞161和163的作用而被压缩成高温、高压气态状态并穿过高压室121和191而被排放到冷凝器中。

当活塞161和163在缸体165中往复移动时，它们在最靠近活塞的高压室中产生高压。例如，如图2所示，活塞161最接近高压室121并因此在高压室121中产生高压，而活塞163最接近高压室191并在高压室191中产生高压。在活塞161和163的另一侧形成低压。活塞161和163形成为相对于斜盘150对称，使得通过高压产生的力和通过低压产生的力彼此抵消。

如图2所示，在缸体165中，活塞161将高温、高压流体排放到后壳体120的高压室121，并且活塞163将高温、高压流体排放到前壳体190的高压室191。

斜盘150的倾斜度通过基于弹簧149的弹簧力或最大弹簧力Fs的杆175的操作力Fr以及高压室121的压力而改变。

在这种情况下，弹簧力根据弹簧常数k和衬套180的行程距离而改变。最大弹簧力Fs是将弹簧149最大程度地压缩而使得铰接部销147定位在长孔145的一端处的力。

当杆175的操作力Fr大于弹簧149的弹簧力时，斜盘150的倾斜度增大，并且当杆175的操作力小于弹簧149的弹簧力时，斜盘150的倾斜度减小。当杆175的操作力Fr等于或大于最大弹簧力Fs时，斜盘150的倾斜度达到其最大值。

根据本发明的实施例，燃料效率、功率性能和内部舒适性可以通过使用来自固定式压缩机中的高压室的压力改变斜盘的倾斜度得到提高，同时因为在改变斜盘倾斜度的过程没有控制阀，所以成本降低。

先前描述的实施例仅仅是允许本领域普通技术人员容易地实施本公开的示例。本公开不限于在此所描述的具体示例性实施例和附图。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行替代、修改和变化，并且这些替代、修改和变化也属于本发明的范围。

Claims (7)

1.一种车辆空调压缩机，其包括：

壳体，其具有前壳体部分和后壳体部分；

第一高压室，其设置在所述后壳体部分中；

轴，其可旋转地安装在所述壳体中；

凸缘，其固定在所述轴上的预设位置处；

斜盘，其在所述斜盘的一侧与所述凸缘联接并与所述凸缘一起旋转；

活塞，其通过滑靴部连接到所述斜盘并通过所述斜盘往复移动；

缸体，其设置在将所述活塞容纳在其中的所述壳体中；

衬套，其与所述斜盘联接并沿着所述轴滑动；

弹簧，其安装在所述凸缘和所述衬套之间以使连接到所述衬套的所述斜盘弹性地移动；以及

第二压力感测室，其在所述斜盘的与所述凸缘相对的一侧与杆联接，

所述后壳体部分进一步包括：

第一压力感测室，其中所述轴被压入所述第一压力感测室；

第一低压室，其围绕所述第一压力感测室并与所述壳体和所述缸体连通，其中在所述后壳体部分中所述第一低压室与所述第一压力感测室隔开，使得在所述后壳体部分中所述第一低压室不与所述第一压力感测室连通，

其中所述第一高压室围绕所述第一低压室，

所述第一高压室的压力通过形成在所述第一高压室和所述第一压力感测室之间的没有控制阀的连通通道以及形成在所述轴中的连通孔传递到所述第二压力感测室，从而通过从所述后壳体部分的第一高压室提供的压力引起的所述杆的操作力与所述弹簧的弹簧力之差来改变所述斜盘的倾斜度，其中所述连通通道在所述第一高压室和所述第一压力感测室之间穿过所述第一低压室的内部空间延伸。

2.根据权利要求1所述的车辆空调压缩机，其中，止动件在所述衬套方向上在所述第二压力感测室的一侧处设置在所述轴上。

3.根据权利要求2所述的车辆空调压缩机，其中，通过所述止动件来设定所述斜盘的最小倾斜度为1度或更大。

4.根据权利要求1所述的车辆空调压缩机，其中，所述前壳体包括：

支撑部，其可旋转地支撑所述轴；

第二低压室，其围绕所述支撑部并与所述壳体和所述缸体连通；

并且其中，第二高压室围绕所述第二低压室。

5.根据权利要求1所述的车辆空调压缩机，其中所述凸缘包括：

旋转板；

铰接部主体，其形成在所述旋转板的一端处；

长孔，其形成在所述铰接部主体中；以及

铰接部销，其沿着所述长孔滑动并与所述铰接部主体一侧和所述斜盘一侧联接。

6.根据权利要求5所述的车辆空调压缩机，其中，所述铰接部销在所述长孔内的移动范围的端点对应于所述斜盘的最小倾斜度和最大倾斜度。

7.根据权利要求1所述的车辆空调压缩机，其中，在所述活塞的一侧产生高压并且在所述活塞的相对侧产生低压，并且其中所述活塞围绕所述斜盘对称使得通过高压和低压产生的力抵消。

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