CN1090290C - 可变容型压缩机 - Google Patents

Abstract

一种可变容型压缩机，可以减小导向板的外缘侧面卡在凸轮盘和活塞之间的缝隙中，并且可以维持在导向板和该活塞之间的滑动接触部分的润滑。活塞通过一对半球形的导向板连接到凸轮盘的外缘表面上。驱动轴旋转通过凸轮盘而带动活塞往复运动，因而，依据该凸轮盘的倾斜角而变化的排气容量的冷却气体被压缩。在导向板的外缘表面上这样加工出切口部分，使得当凸轮盘移动到至少倾斜角为最大的一个状态时，导向板的外缘侧面被安置在活塞的半球形槽21c中。

Description

可变容型压缩机

技术领域

本发明涉及一种可变容型压缩机，例如，应用于一个车载空调中。

背景技术

例如，在日本未审查专利公开文件第61-171886号中所讲述的该类型的一种可变容型压缩机至今仍应用于车载空调中。在这种惯用的装置中，在该机体中形成了一个曲轴箱，并且一根可旋转的驱动轴也由该机体所支撑。在构成该机体的一部分的一个气缸体内形成了很多气缸孔，并且活塞被安装在这些气缸孔内以便在其中往复运动。在该曲轴箱中，一个凸轮盘被安装到该驱动轴上以便于与其共同旋转并可摆动，并且这些活塞通过成对的半球形导向板被连接到该凸轮盘的外缘部位。由于该驱动轴旋转通过该凸轮盘而带动这些活塞往复运动，从而使该活塞依据该凸轮盘的倾斜角以一定的输出容量来压缩冷却气体。

在该惯用的可变容型压缩机中，每个导向板包括一个半球形部分和一个平面部分，而在该半球形部分和该平面部分之间的边界处形成一个锐角的一个外缘侧面。当这两个导向板的平面部分被连接到该凸轮盘的外表面时，由这两个正对置的导向板的半球形部分基本上形成了一个球体。因此，当由于该驱动轴旋转通过该凸轮盘而带动这些活塞往复运动时，就可能引起这些导向板的尖锐的外缘侧面被卡住或陷入该凸轮盘和这些活塞之间的缝隙中。

再者，在上述惯用的可变容型压缩机中，为了控制输出量，必须精确控制该曲轴箱内的压力，因此，该曲轴箱不直接连到进气通道。这就是说，含有充足润滑油的冷却气体从该机体末端上的进气室被直接吸进该气缸孔内。

因此，除了润滑油是在装配该机器的时候被倾注以外，润滑油仅仅按下述的两种方式被吸入该曲轴箱。即，一种是润滑油伴随着流过气缸孔和活塞之间的缝隙的渗漏气体，另一种是当容量控制阀打开时，润滑油伴随着通过进气通道供给的该冷却气体。因此，如果由于某种原因使得在曲轴箱里的润滑油数量减少时，诸如在这些导向板和该活塞之间以及在这些导向板和该凸轮盘之间的那些滑动部分倾向于变得润滑不良。

此外，当润滑状况恶劣时，为了在这些导向板和该凸轮盘的这些滑动部分之间维持良好的润滑状况，惯用的装置使用了一种由含铁的金属制成的凸轮盘，该金属的表面通过一种诸如熔化喷射的昂贵的表面处理方式，被诸如铜或此类的另一种金属所处理。对此，希望通过使用含铝的一种金属来制造该凸轮盘，以降低该机器的生产成本，但是，为了维持必要的强度，该凸轮盘必须增加厚度。然而，由于该凸轮盘的厚度增加，为使将该凸轮盘插入其间的一对导向板形成一个球体，这些导向板的厚度必须减少。结果导致这些导向板的外缘侧面变得更锐利，因而易于卡在凸轮盘和这些活塞之间的缝隙中。

发明内容

本发明用以解决现有技术中存在的上述问题，因而本发明的主要目的是提供一种便宜的可变容型压缩机，当驱动轴旋转通过凸轮盘而带动这些活塞往复运动时，它可以解决这些导向板的外缘侧面被卡在凸轮盘和这些活塞之间的缝隙内的问题。

本发明的另一个目的是提供一种可变容型压缩机，使得在曲轴箱内的润滑油能有效地供给在这些导向板和这些活塞之间的滑动部分，以便充分地润滑这些滑动部分。

为达到上述目的，本发明提供了一种可变容型压缩机，包括在其中有一个曲轴箱和气缸孔的机体，由该机体支撑并可旋转的一根驱动轴，安装在这些气缸孔内可往复运动的活塞，被该驱动轴支撑且与其共同旋转并在曲轴箱内摆动的一个凸轮盘，将活塞连接到该凸轮盘上的大致为半球形的成对的导向板，以便由于该驱动轴旋转通过该凸轮盘而带动这些活塞往复运动，从而使该活塞依据该凸轮盘的倾斜角的大小以一定的输出容量来压缩冷却气体，并且每一个导向板具有一个外缘表面和在该外缘表面上至少一个的切口部分。

在这种可变容型压缩机中，该切口部分是在该导向板的外缘表面上被加工而成，以使该外缘侧面和现有技术的可变容型压缩机的该导向板相比较具有一个较大的角度。因此，当该驱动轴旋转通过该凸轮盘而带动这些活塞往复运动时，这些导向板的外缘侧面较少会被卡在该凸轮盘和这些活塞之间的缝隙内。

而且，由于这些切口部分，在这些活塞的半球形槽和这些导向板的外缘表面之间形成了楔形的空间。在该曲轴箱内的润滑油通过这些空间被有效地吸入在这些导向板和这些活塞之间的滑动部分。因此，这些滑动部分被充分地润滑。

最好是活塞具有半球形的槽，用以滑动地接纳这些导向板，以及该导向板的切口部分具有一个这样形成的外缘侧面使得当该凸轮盘被置于倾斜角最大的一个位置时，该导向板的外缘侧面处于该活塞的半球形槽内。

在这种装置中，该切口部分这样形成，以便当该凸轮盘至少转换到一个最大的倾斜角时，该导向板的外缘侧面将处于该活塞的半球形槽中。因此，甚至在最大的输出容量的压缩过程期间施加了较大的压缩负荷时，该导向板的外缘侧面也不大可能被卡在该凸轮盘和这些活塞之间的缝隙中。

最好是每个导向板具有一个和该活塞的半球形槽滑动接触的半球形部分，和该凸轮盘的外表面滑动接触的一个平面部分，和一个沿着该半球形部分和该平面部分之间的边界形成的圆柱形部分，所述的至少一个切口部分组成所述的圆柱形部分。

在这种装置中，该圆柱形部分即该切口部分是沿着该导向板的半球形部分和该平面部分之间的边界被加工而成的。因此，在该导向板的该半球形部分和该平面部分之间的边界被加工成一个预定宽度的该圆柱形部分，从而容易加工出该切口部分。

最好是用一种含铝的金属加工成该凸轮盘。

在这种装置中，该凸轮盘是用含铝的一种金属加工而成，因此可以减少生产该凸轮盘的成本。甚至当该凸轮盘厚度增加而这些导向板被加工成具有一个减小的厚度时，也可以有效地防止这些导向板的外缘侧面被卡在该凸轮盘和这些活塞之间的缝隙中。

附图说明

参考下面的附图，可以从下面对优先选用的实施例的描述中更好地理解本发明：

图1是按照本发明的一个实施例，显示一种可变容型压缩机的一个剖视图；

图2是一个带有按比例放大的局部剖面的正视图，显示该活塞和斜盘的连接部分；和

图3是一个按更大比例放大的剖视图，显示图2中该压缩机的一个主要部分。

具体实施方式

现在参考附图详细描述本发明的一个实施例。

参考图1，构成一个机体的一部分的一个前部机体11被连接到构成该机体的另一部分的一个气缸体12的一个前面部分。也构成该机体的一部分的一个末端机体13通过一个阀门盘14被连接到该气缸体12的一个末端部分。

在该末端机体13内形成了一个进气室13a和一个排气室13b。该阀门盘14配有一个进气阀14a和一个排气阀14b。一个曲轴箱15由该前部机体11和该气缸体12形成的一个密闭空间构成。一根可旋转的驱动轴16通过一对径向轴承17由该前部机体11和该气缸体12来支撑并且穿过该曲轴箱15。

一个旋转支撑件18被固定在该驱动轴16上。一个斜盘(凸轮盘)19由该曲轴箱15中的驱动轴16支撑，以便该斜盘能沿其轴线方向滑动和摆动，并且由一种含铝的金属整体加工而成。该斜盘19通过一个铰链装置20被连接到该旋转支撑件18上。该斜盘19被该铰链装置20引导可在该轴线方向上滑动和摆动，并且可以和该驱动轴16一起旋转。

该斜盘19的一个最大倾斜角由在该斜盘19上形成且靠在该旋转支撑件18上的一个挡块19a的一个支撑面来限定。该斜盘19的一个最小倾斜角由固定在该驱动轴16上且靠在该斜盘19上的一个环形夹片16b的一个支撑面来限定。

在该气缸体12中形成多个气缸孔12a。注意在图1的平面中仅仅显示出一个气缸孔12a，但是应该明白，例如，可以将五个气缸孔12a沿着该压缩机的轴线采安置。可往复运动的单头活塞21以其顶部分21a插入在该气缸孔12a中。在每个活塞21的一个颈部位置21b加工出一对相对置的半球形槽21c。一对基本上为半球形的导向板22被安置在该槽21c和该斜盘19的径向外部位置的侧表面之间，以使该活塞21的颈部位置21b连接到该斜盘19的外缘位置处。前部机体11通过该导向板22，该斜盘19，该铰链装置20，该旋转支撑件18和该止推轴承23来承受由该活塞21的压缩工作所产生的压缩反作用力。

所形成的一个进气通道24用以将该排气室13b连通该曲轴箱15。在该进气通道24中安装一个容量控制阀25。该容量控制阀25包括一个控制阀体26，一个控制阀孔27，和一个用以调节该控制阀体26的控制阀孔27的开度的膜片28。根据通过一个压力传感通道29作用在该膜片28上的该进气室13a中的进气压力Ps，由该控制阀体26来调节该进气阀孔27的开度。

通过调整该容量控制阀25的开度，从该排气室13b通过该进气通道24供应到该曲轴箱15的高压压缩冷却气体的数量将发生变化。在该曲轴箱15内作用于该活塞21的前和后表面上的压力Pc和在该气缸孔12a中的压力之间的差值被调节。因此，该斜盘19的倾斜角发生改变，该活塞21的冲程将改变，因而该排气容量得到调整。

所形成的一个旁漏通道30用以将该曲轴箱15连通到该进气室13a。该旁漏通道30包括一个在该驱动轴16的中央形成的中心通道16a，在该气缸体12的末端中央形成的一个容纳凹槽12b中的一个内部空间，在该气缸体12的末端表面上加工出的一个压力释放槽12c，和在该阀门盘14上加工出的一个压力释放孔14c。该中心通道16a的前端在前部径向轴承17附近通向该曲轴箱15。通过该旁漏通道30，一定数量的冷却气体从该曲轴箱15通过该旁漏通道30被排进该进气室13a中。

在该驱动轴16的末端面和该阀门盘14之间的一个止推轴承31和一个轴支撑弹簧32布置在该气缸体12的该容纳凹槽12b中。

下面将详细描述该导向板22的形状。

如图2和3所示，每个导向板22具有一个与该活塞21的半球形槽21c滑动接触的半球形部分22a和一个与该斜盘19的外缘位置的一个侧面滑动接触的平面部分22b。一个圆柱形部分22c即一个切口部分，沿着在该导向板22的该球形部分22a和该平面部分22b之间的边界的整个圆周面加工而成。而且，沿着在该导向板22的该圆柱形部分22c和该平面部分22b之间的边界的整个圆周面加工出一个带坡度的表面或一个锥形表面22d，在该圆柱形部分22c和该半球形部分22a之间的边界上提供了一个带有小曲率半径的弯曲部分，以便使该圆柱形部分22c与该半球形部分22a平滑地相连接起来，

按下面的一种方式通过切削加工该导向板22的外缘部位而形成该圆柱形部分22c，使得当该斜盘19移动到其倾斜角最大的一个位置时，该导向板22的外缘侧面可被置于该活塞21的该半球形槽21c中。

参考图3，该圆柱形部分22c在该活塞21的该半球形槽21c和该导向板22的外缘侧面之间形成了一个第一楔形空间C1。而且，该锥形表面22d在该斜盘19的外侧面和该导向板22的该平面22b表面之间形成了一个第二楔形空间C2。

如此构成的该可变容型压缩机的运作情况将描述如下。

在这种压缩机中，当通过诸如一台车载发动机的一个外部驱动设备使该驱动轴16旋转时，该斜盘19通过该旋转支撑件18和该铰链装置20和其一起旋转。该斜盘19的旋转运动通过该导向板22转换成该活塞21的一种线性往复运动，并且该活塞21的顶部部分21a在该气缸孔12a中往复运动。由于该活塞21从上死点到下死点的返回运动，冷却气体通过推开该进气阀14a从该进气室13a被吸进该气缸孔12a中。然后，由于该活塞21从下死点到上死点的向外运动，在该气缸孔12a中的冷却气体被压缩而达到一个预定压力并且通过推开该排气阀14b被排入该排气室13b中。

下面，描述可变容型压缩机中控制其容量的运作情况。

在冷却负荷较大的情况下，在该进气室13a中较高的进气压力Ps将作用于该容量控制阀25的该膜片28上，并且该控制阀体26将关闭该控制阀孔27。因此，该进气通道24被关闭，因而该高压压缩冷却气体不能从该排气室13b供入该曲轴箱15中，在这种情况下，在该曲轴箱15中的冷却气体通过该旁漏通道30混入该进气室13a中。因此，在该曲轴箱15中的压力Pc和在该气缸腔12a中作用于该活塞21的压力之间的差值比较小，并且该斜盘19位于如图1中实线所示的一个倾斜角最大的位置。因此，该活塞21的冲程增大，因而该压缩机在最大排气容量的状态下工作。

另一方面，在冷却负荷较小的情况下，在该进气室13a中较低的进气压力Ps作用于该容量控制阀25的该膜片28上，因而该膜片28受到一个取决于该进气压力Ps的位移，伴随着该膜片28的移动，该控制阀体26将开启该控制阀孔27，并且高压压缩冷却气体将依据该控制阀孔27的开度的大小，通过该进气通道24从该排气室13b排入该曲轴箱15中。结果导致在该曲轴箱15中的压力Pc升高，并且在该曲轴箱15中的压力Pc和在该气缸孔12a中作用于该活塞21的压力之间的差值增加。依据该压差的大小，该斜盘19将移向如图1中由点划线所示的倾斜角最小的位置，借此该活塞21的冲程将减小，因而该排气容量减少。

在上述可变容型压缩机中，该曲轴箱15中的压力Pc依据该容量控制阀25的开度而增加或减小，而该控制阀25的开度又依据该冷却负荷而变化，也就是，依据该进气压力Ps的变化而变化，从而该斜盘19的倾斜角可发生变化。

在本实施例中的可变容型压缩机中，该圆柱形部分22c即一个切口部分，是沿着该导向板22的外缘表面加工而成的。通过加工该圆柱形部分22c，当该斜盘19移动到如图1至3所示的一个最大倾斜角的位置时，该导向板22的外缘侧面可被置于在该活塞21的该半球形槽21c中。因此，当该驱动轴16旋转通过该斜盘19而带动该活塞21往复运动时，可以防止该导向板22的外缘侧面卡在在该斜盘19和该活塞21之间的缝隙S1中，

再者，该圆柱形部分22c在该活塞21的该半球形槽21c和该导向板22的外缘侧面之间形成了第一个楔形空间C1。因此，在该曲轴箱15中的润滑油易于被吸引经过该第一楔形空间C1而进入在该导向板22的半球形部分22a和该活塞21的半球形槽21c之间的滑动接触部分，此外，该平面部分22b的外缘表面上的该锥形表面22d在该斜盘19的外侧面和该导向板22的该平面部分22b之间形成了第二个楔形空间C2。因此，润滑油易于被吸引通过该第二个楔形空间C2进入在该导向板22的该平面部分22b和该斜盘19的外侧面之间的滑动接触部分。

从上述实施例中预期得到的效果描述如下，

在本实施例的可变容型压缩机中，在每个导向板22的外缘表面上加工出该圆柱形部分22c。当该驱动轴16旋转通过该斜盘19而带动该活塞21往复运动时，因此，该导向板22的外缘侧面很少会卡在该斜盘19和该活塞21之间的缝隙S1中。

在本实施例的可变容型压缩机中，该导向板22的外缘表面上的该圆柱形部分22c在该活塞21的该半球形槽21c和该导向板22的外缘侧面之间形成了第一个楔形空间C1。因此，在该曲轴箱中的润滑油被有效地吸引通过该第一个楔形空间C1进入在该导向体和该活塞21之间的滑动接触部分，以使这些滑动接触部分维持一个充分润滑的程度。

在本实施例的可变容型压缩机中，该切口部分22c是在该导向板22的外缘表面上加工而成，以便当该斜盘19移动到至少一个最大的倾斜程度的状态时，该导向板22的外缘侧面被置于该活塞21的该半球形槽21c中。因此，即使在最大排气容量的压缩作业过程中施加较大的压缩负荷时，该导向板22的外缘侧面可以可靠地被防止卡在该斜盘19和该活塞21之间的缝隙S1中。

在本实施例的可变容型压缩机中，该圆柱形部分22c是沿着在每个导向板22的该半球形部分22a和该平面部分22b之间的边界加工而成的，在该导向板22的该球形部分22a和该平面部分22b之间的该边界外缘侧面被加工成一个预定宽度的一个圆柱形部分22c；即该切口部分易于被加工。

在本实施例的可变容型压缩机中，该斜盘19是由一种铝制成。因此，和该斜盘是由含铁的一种金属和被熔化并喷射到其外侧表面的诸如铜或此类的另一种金属形成的现有技术相比较，生产该斜盘19的成本减少了，此外，为使该结构能维持一个预定的强度，该斜盘19被加工成一个较大的厚度而该导向板22被加工成一个减小的厚度，而仍然能可靠地防止该导向板22的外缘侧面卡在该斜盘19和该活塞21之间的缝隙S1中。

在本实施例的可变容型压缩机中，在每个导向板22的该平面部分22b的外缘侧面上加工出该锥形表面22d，并且在该斜盘19的外侧面和该导向板22的该平面部分22b之间由于该锥形表面22d而形成了第二个楔形空间C2，因此，在该曲轴箱15中的润滑油可以有效地被吸引通过该第二个楔形空间C2而进入在该导向板22和该斜盘19之间的滑动接触部分，并且这些滑动接触部分可以维持一个充分润滑的程度。此外，该斜盘19可被有效地冷却。当该斜盘19是由在高温状况下易于丧失抗热性的一种含铝的金属制成时，特别希望得到上述效果。

本实施例可以按下述的一种方式来改进。

在该导向板22上可以加工成没有锥形的表面22d。

该斜盘19可以由一种含铁的金属加工而成，

也可以将该圆柱形部分22c如此设置，使得当该斜盘19被安置到其倾斜角最小的一个位置时，该导向体22的外缘侧面被安置在该活塞21的该半球形槽21c中。通过这种安置，在该半球形槽21c和该圆柱形部分22c之间通常可形成第一个楔形空间C1。

这些结构可以获得同上述的实施例基本上相同的那些效果。

在上述的结构中、该锥形表面22d在该凸轮盘的外侧面和该导向板的该平面部分之间形成了一个楔形的空间。因此，在该曲轴箱内的润滑油被有效地吸引通过该楔形空间而进入在该导向板和该凸轮盘之间的滑动接触部分。因此，该凸轮盘被更有效地冷却。这对于当该凸轮盘是由在高温状况下易于丧失抗热性的一种含铝的金属制成时，尤为有效。

本发明由上述结构形成并且显示出下述的效果。

按照本发明的权利要求1，当该驱动轴旋转通过该凸轮盘而带动该活塞往复运动时，可以防止该导向板的外缘侧面卡在该凸轮盘和该活塞之间的缝隙中。而且，润滑油可被有效地吸进到该导向板和该活塞之间的滑动接触部分，并且这些滑动接触部分可被充分地润滑。

按照本发明的权利要求2，即使在最大排气容量的压缩作业过程中施加了较大的压缩负荷时，也能可靠地防止该导向板的外缘侧面卡在该凸轮盘和该活塞之间的缝隙中。

按照本发明的权利要求3，通过加工该导向板的该球形部分和平面部分之间的边界外缘表面而可加工成具有一个预定宽度的一个圆柱形部分，从而容易制造一个切口部分。

按照本发明的权利要求4，该凸轮盘是由降低生产成本的包括一种含铝的金属等金属加工而成。在这种结构中，虽然该轮盘被加工成保持一个较大的厚度而这些导向板被加工成一个减小的厚度，但是，仍然能可靠地防止这些导向板的外缘侧面卡在该凸轮盘和该活塞之间的缝隙中。

Claims (4)

1.一种可变容型压缩机包括：

具有在其中形成了一个曲轴箱和气缸孔的一个机体；

由该机体支撑的一根可旋转的驱动轴；

安置在该气缸孔中往复运动的活塞；

由该驱动轴支撑和其共同旋转并在该曲轴箱内摆动的一个凸轮盘；

将活塞连接到该凸轮盘上的基本上为半球形的一对导向板，以致当该驱动轴旋转通过该凸轮盘而带动活塞往复运动时，依据该凸轮盘的倾斜角的大小，用以以一定的输出容量来压缩冷却气体；和

所述的每个导向板具有一个外缘表面和在该外缘表面上的至少一个的切口部分。

2.如权利要求1所述的可变容型压缩机，其特征在于，所述的活塞具有用以滑动地接纳这些导向板的半球形槽，并且所述的导向板的所述的至少一个切口部分具有一个这样形成的外缘侧面，使得当该凸轮盘被安置在其最大的倾斜角的一个位置时，该导向板的外缘侧面被安置在该活塞的所述的半球形槽中。

3.如权利要求2所述的可变容型压缩机，其特征在于，每个所述的导向板具有与该活塞的该半球形槽滑动接触的一个半球形部分，与该凸轮盘的一个外侧滑动接触的一个平面部分，和沿着在该半球形部分和该平面部分之间的边界加工而成的一个圆柱形部分，所述的至少一个切口部分构成了所述的圆柱形部分，

4.如权利要求1所述的可变容型压缩机，其特征在于，所述的凸轮盘是由一种含铝的金属加工而成。

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