CN114810545A - 一种变排量压缩机的流量控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变排量压缩机的流量控制阀。包括配合使用的定铁芯和动铁芯，所述动铁芯驱动连接有一阀芯，所述阀芯安装于上阀体内，阀芯下端连接有波纹管部件，所述波纹管部件位于下阀体内，所述阀芯与下阀体处有一个流量主阀口，流量主阀口A通过阀芯的上下运动开启或关闭Pd与Pc两路气体的通道；所述阀芯的下端面与波纹管部件的上端面有一个副流量阀口，副流量阀口B通过阀芯的上下运动开启或关闭控制Pc气压与Ps气压的相互连通。压缩机在启动时，在电磁力的作用下阀芯向下运动，短时间打开Ps气体在控制阀内部的通道，将压缩机摇摆腔的气体快速向吸盘腔泄压，能使压缩机摇摆腔的斜盘角度快速发生变化，使压缩机迅速启动。

Description

一种变排量压缩机的流量控制阀

技术领域

本发明涉及一种变排量压缩机的流量控制阀，属于压缩机控制阀技术领域。

背景技术

为了节约有限的能源消耗和提高汽车空调的舒适性要求，外部控制的旋转斜盘变排量压缩机正逐步成为首选的新型节能压缩机；与常规的内控式变排量压缩机相比，外控式变排量压缩机由于是可以用电磁方式的调节控制控制阀的流量开度，能够将压缩机的工作状态通过汽车中央控制系统相联接，通过车载传感器检测汽车内、外环境的温度以及空调系统各部分的压力，再通过车载计算机计算后给出合适的整车电流信号（PWM波）对压缩机的排气量进行较为灵活的控制，使压缩机按照实际需求进行排量输出，从而实现对能量的管理和调节，以满足驾乘容易的舒适度要求；是汽车和机动车空调实现节能减排、改善温度调节、降低空调噪音、降低发动机工作负载、减少发动机燃料消耗等功能的主要手段，非常适合于当前汽车的智能控制系统；目前外控式的压缩机用流量控制阀的需求已经成为主流趋势。

汽车空调外控式压缩机的控制阀一般来说都是在常规的内控式控制阀的一端增加一个电磁线圈，在保持常规内控阀的自行控制流量的基础上，增加了智能干预控制，电磁线圈的输出端位于控制阀主流量阀口的一端，阀口的另一段需要弹性元器件与电磁线圈的输出端形成一个力平衡，在这个力平衡系统中还需要一个感压元器件，用以感受压缩机吸气口的压力，并于电磁力共同调节流量阀口的开度，由于压缩机的内部设计结构需求不同，因此，具有感压元器件的控制阀不能满足所有需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种变排量压缩机的流量控制阀，满足压缩机的快速启动及吸气和排气气路布局，并且具有合适的装配尺寸。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种变排量压缩机的流量控制阀，包括配合使用的定铁芯和动铁芯，所述动铁芯驱动连接有一阀芯，所述阀芯安装于上阀体内，阀芯下端连接有波纹管部件，所述波纹管部件位于下阀体内，所述阀芯与下阀体处有一个流量主阀口，流量主阀口A通过阀芯的上下运动开启或关闭Pd与Pc两路气体的通道；所述阀芯的下端面与波纹管部件的上端面有一个副流量阀口，副流量阀口B通过阀芯的上下运动开启或关闭控制Pc气压与Ps气压的相互连通。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，所述波纹管部件内部为真空，其上端面有一个凹槽与阀芯的下端面接触后，形成一个第一气室，阀芯的内部有一个通道与所述第一气室相连。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，波纹管部件的下端面有一个固定端，通过过盈配合与下阀体相连接，波纹管部件与下阀体的内腔形成一个第二气室。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，所述动铁芯通过一顶杆连接所述阀芯，所述阀芯外套设有复位弹簧，复位弹簧设置在上阀体处。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，所述动铁芯和定铁芯均位于壳体内，所述上阀体通过过盈配合与壳体相连接。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，所述上阀体和下阀体之间设置有中阀体，所述中阀体通过过盈配合与上阀体相连，所述中阀体外圆上有轴向方向的第一通气槽，中阀体上端面具有第二通气槽，所述第二通气槽与所述第一通气槽相连。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，所述下阀体的外圆上有轴向方向的第三通气槽，所述下阀体上端面具有第四通气槽，所述第四通气槽与所述第三通气槽相接。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，所述下阀体处还设置有一过滤器。

所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，所述阀芯和定铁芯之间有一个密封阀口。

本发明所达到的有益效果：

一、压缩机快速启动：阀芯内部的通道可以连接压缩机吸气口气压Ps和压缩机曲柄腔气压Pc，压缩机在启动时，在电磁力的作用下阀芯向下运动，短时间打开Ps气体在控制阀内部的通道，将压缩机摇摆腔的气体快速向吸盘腔泄压，能使压缩机摇摆腔的斜盘角度快速发生变化，使压缩机迅速启动；

二、阀芯和定铁芯之间的密封阀口C，可以防止压缩机在停机状态下，吸气腔的制冷剂倒灌入控制阀内部，避免了将压缩机管路系统的杂质流入控制阀内部（正常情况下、控制阀的流向是由压缩机的排气腔Pd端流向Pc端，而Pd端口有过滤器阻挡杂质流入）；

三、阀芯与中阀体之间处设置有第三O型密封圈，可以防止高压气体窜入Ps通道改变控制阀内部Ps的压力，也可以阻挡通过Pd端过滤器的细小杂质，避免细小杂质在阀芯与中阀体相对运动部位的堆积导致的阀芯卡滞现象。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是采用本发明的控制器的压缩机的结构示意图。

图3是下阀体的结构示意图。

图中：1、线圈部件，2、动铁芯，3、壳体，4、导套，5、定铁芯，6、上阀体，7、顶杆，8、第一O型圈，9、第二O型圈，10、复位弹簧，11、第三O型圈，12、阀芯，13、中阀体，14、波纹管部件，15、下阀体，151、第三通气槽，152、第四通气槽，16、第四O型圈，17、第五O型圈，18、过滤器，19、第六O型圈，A、流量主阀口，B、副流量阀口，C、密封阀口。

Ps是来自压缩机吸气口的压力、Pc是通往压缩机摇板箱的压力、Pd是来自压缩机排气口的压力。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种变排量压缩机的流量控制阀，包括上阀体6、中阀体13、下阀体15以及配合使用的定铁芯5和动铁芯2，所述动铁芯2驱动连接有一阀芯12，所述阀芯12安装于上阀体6内，阀芯12下端连接有波纹管部件14，所述波纹管部件14位于下阀体15内，所述阀芯12与下阀体15处有一个流量主阀口A，所述阀芯的下端面与波纹管部件的上端面有一个副流量阀口B。

流量主阀口A控制Pd入口到Pc出口的流量，流量主阀口A可以通过阀芯12的上下运动开启或关闭Pd与Pc两路气体的通道；副流量阀口B控制Pc气压与Ps气压的相互连通；当电磁铁通电后，阀芯12在电磁力的作用下，向下运动与波纹管部件14上端面接触，将副流量阀口B关闭，Ps气体通过阀芯12中部的通孔进入到波纹管部件14上端面的凹槽，Ps气体气压作用在波纹管部件的上端面形成一个压力，电磁力和Ps气压力将波纹管压缩，而波纹管部件14内部的弹簧的反弹推力与电磁推力和Ps气压力进行平衡，确定波纹管部件14的压缩量，控制流量主阀口A的开启量；电磁力和Ps的气压力变化可以推动阀芯12进行上下运动，控制流量主阀口A的开度以保证Pd气体通过流量主阀口A后的形成的Pc气体压力及流量以满足压缩机的摇摆腔斜盘角度的变化，调节压缩机活塞运动的行程，控制压缩机排量输出。

所述波纹管部件14内部为真空，其上端面有一个凹槽与阀芯12的下端面接触后，形成一个第一气室，阀芯12的内部有一个通道与所述第一气室相连。Ps气体通入这个第一气室并形成一个向下的气压力压缩波纹管部件14。

所述波纹管部件14的下端面有一个固定端，通过过盈配合与下阀体15相连接，波纹管部件14与下阀体15的内腔形成一个第二气室。波纹管部件14下端圆柱体的内部孔与压缩机的Pc端连接，波纹管部件14下端外圆处设置有第六O型圈19，用来阻断Pd与Pc在控制阀外部的直接联通。

波纹管部件14是一个弹性感压运动件，通过波纹管部件14端面的Ps气压与波纹管部件14的弹力平衡确定波纹管部件14轴向方向的尺寸，并推动阀芯12进行上下运动，控制流量主阀口A的开度，确保控制阀在设定电流下流量主阀口A输出流量的稳定性。

所述动铁芯2通过一顶杆7连接所述阀芯12，所述阀芯12外套设有复位弹簧10，复位弹簧10设置在上阀体6处。所述顶杆7与阀芯12之间处于分离状态；阀芯12在电磁力和Ps压力的作用下向下方运动，减小或关闭主流量阀口A，在电磁力消失后由复位弹簧10将阀芯12推回到原位。

所述动铁芯2和定铁芯5均位于壳体3内，所述上阀体6通过过盈配合与壳体3相连接。上阀体6的上端面具有第二O型圈9，阻挡阀体内部的气体与阀体外部连通；上阀体6的内孔与定铁芯5及中阀体13的上端面形成一个第三气室，上阀体6的外圆上有第四O型圈16，其作用是与压缩机后装配孔密封防止压缩机内部气体与压缩机外部及其他腔室的气体相连通。

所述定铁芯3通过导套4与所述壳体3相连，所述导套4处设置有第一O型圈8，所述壳体上设置有线圈部件1。所述第一O型圈8具有密封作用，防止制冷剂外泄漏。

所述中阀体13通过过盈配合与上阀体6相连，所述中阀体13外圆上有轴向方向的第一通气槽（未示出），中阀体上端面具有第二通气槽（未示出），所述第二通气槽与所述第一通气槽相连（与下阀体的第三通气槽和第四通气槽结构相同）。

Ps气体从压缩机的Ps端口沿中阀体13外圆进入到中阀体13的上端面并到达上阀体6的内部气室，再通过阀芯12内部的通道向下到达副流量阀口B处；中阀体13与阀芯12之间用第三O型圈11进行密封，隔断阀芯上、下两端的气体流通，中阀体13的外圆具有一个第五O型圈17，用于阻断Ps与Pd两路气体在控制阀外圆部位的联通。

如图3所示，所述下阀体15的外圆上有轴向方向的第三通气槽151，所述下阀体上端面具有第四通气槽152，所述第四通气槽152与所述第三通气槽151相接。

所述下阀体15处还设置有一过滤器18。压缩机Pd端的气体通过过滤器18后沿下阀体15外圆的第三通气槽151进入到下阀体15的上端面的第四通气槽152，最终到达流量主阀口A处。

所述阀芯12和定铁芯5之间有一个密封阀口C。所述阀芯12内部的通道，可以将Ps气体导入到副流量阀口B位置，电磁铁断电时，阀芯12在复位弹簧10的作用下向上运动，关闭Ps气体在阀芯12部位的通道。

流量主阀口A控制入口Pd制冷剂到Pc出口制冷剂的流量；阀芯12的下端面与波纹管部件的上端面有一个副流量阀口B，这个阀口可以通过阀芯12的上下运动开启或关闭Pc与Ps两路气体的通道；阀芯12的中心有导气孔，当阀芯12在电磁力的作用下，向下运动与波纹管部件14上端面接触，将阀口关闭时， Ps气体通过阀芯12中部的通孔进入到波纹管部件14上端，形成一个压力容腔；阀芯12与中阀体13采用间隙配合，并用密封圈隔离阀芯上端（Ps）与阀芯中段来自（Pd）的气体相互串通，复位弹簧10支撑阀芯12的上端台阶形成一个向上的复位力，确保控制阀线圈断电后，阀芯复位，流量主阀口A彻底开启；在下阀体15内部安装一个波纹管部件，波纹管部件14内部为真空，通过作用在波纹管部件上端的Ps气压和电磁线圈作用在阀芯12上的合力与波纹管部件自身的弹性力进行平衡，并推动阀芯12进行上、下运动，流量主阀口A的开度。

工作原理：汽车空调压缩机的排量变化是通过改变压缩机曲柄腔内固定压缩机活塞的斜盘角度，使压缩机的活塞轴向运动行程发生变化，从而控制压缩机制冷剂的排量；而改变压缩机曲柄腔内斜盘角度的主要因素就是曲柄腔内的气体压力（Pc）；曲柄腔气体来自于压缩机排气腔(Pd端口)并通过控制阀的节流降压后进入压缩机的曲柄腔形成Pc压力，控制阀的阀口大小通过电磁力和感受压缩机吸气口的压力来进行调节（见图2）。

控制阀的线圈部件1通电后，动铁芯2在电磁力的作用下向下方运行，并通过顶杆7推动阀芯12向下运动与波纹管部件14的上端面接触，由于波纹管本身是一个弹性元器件且内部真空，波纹管的弹性力与作用在波纹管上端的Ps压力和电磁力产生一个平衡力位移，推动阀芯12进行上、下运动，使流量主阀口A获得一个可变的通气流量的开度；压缩机排气腔的压力Pd通过流量主阀口、A节流降压后形成Pc压力的气体进入到下阀体15的内腔，并通过波纹管部件14下部的通气孔流出控制阀进入压缩机的Pc腔，Ps压力的变化和电磁铁电流的变化都能够推动阀芯进行运动改变流量主阀口A的开度，从而改变压缩机排气腔到压缩机内部曲柄腔的制冷剂流量和压力，使压缩机能够按照系统的需要进行变排量工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种变排量压缩机的流量控制阀，包括配合使用的定铁芯和动铁芯，其特征是，所述动铁芯驱动连接有一阀芯，所述阀芯安装于上阀体内，阀芯下端连接有波纹管部件，所述波纹管部件位于下阀体内，所述阀芯与下阀体处有一个流量主阀口，流量主阀口A通过阀芯的上下运动开启或关闭Pd与Pc两路气体的通道；所述阀芯的下端面与波纹管部件的上端面有一个副流量阀口，副流量阀口B通过阀芯的上下运动开启或关闭控制Pc气压与Ps气压的相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，所述波纹管部件内部为真空，其上端面有一个凹槽与阀芯的下端面接触后，形成一个第一气室，阀芯的内部有一个通道与所述第一气室相连。

3.根据权利要求2所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，波纹管部件的下端面有一个固定端，通过过盈配合与下阀体相连接，波纹管部件与下阀体的内腔形成一个第二气室。

4.根据权利要求1所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，所述动铁芯通过一顶杆连接所述阀芯，所述阀芯外套设有复位弹簧，复位弹簧设置在上阀体处。

5.根据权利要求1所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，所述动铁芯和定铁芯均位于壳体内，所述上阀体通过过盈配合与壳体相连接。

6.根据权利要求1所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，所述上阀体和下阀体之间设置有中阀体，所述中阀体通过过盈配合与上阀体相连，所述中阀体外圆上有轴向方向的第一通气槽，中阀体上端面具有第二通气槽，所述第二通气槽与所述第一通气槽相连。

7.根据权利要求1所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，所述下阀体的外圆上有轴向方向的第三通气槽，所述下阀体上端面具有第四通气槽，所述第四通气槽与所述第三通气槽相接。

8.根据权利要求1或7所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，所述下阀体处还设置有一过滤器。

9.根据权利要求1所述的一种变排量压缩机的流量控制阀，其特征是，所述阀芯和定铁芯之间有一个密封阀口。

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