CN1160820A - 一种改善润滑油分配状况的可变排量活塞式压缩机 - Google Patents

Abstract

汽车空调系统用的压缩气态制冷剂的活塞式压缩机有一缸体组件，其中包括几个缸体内径、一个旋转斜盘室和一个沿该旋转斜盘室的一个端壁分布的注油槽。由于旋转斜盘的转动，气态制冷剂在旋转斜盘室内作环流时触及注油槽，则气态制冷剂中的润滑油雾与制冷剂气分离，分离出来的润滑油由注油槽引导到轴承。

Description

一种改善润滑油分配状况的 可变排量活塞式压缩机

本发明涉及汽车空调系统中使用的活塞式压缩机的润滑系统。

汽车空调系统中使用的可变排量活塞式制冷剂压缩机是已知产品。这种压缩机有一气缸组，内含几个绕传动轴轴线排列的平行的气缸内径，而单头活塞装在该缸径中在上死点和下死点之间作往复滑动。向单头活塞提供往复运动的摆动机构是众所周知的。该传动机构有一与汽车发动机有效地衔接的轴向放置的传动轴和一靠摆动机构装在传动轴上的旋转斜盘，该摆动机构可改变旋转斜盘相对于传动轴的角度。旋转斜盘是通过每一活塞上的支承垫块与单头活塞接合的，还用一对推力轴承支撑着。

压缩机由汽车发动机驱动，汽车发动机的转速在很大范围内变动，因而压缩机的操作速度也在很大范围内变动。如果高速转动的轴承得不到充分的润滑，则压缩机寿命会因轴承的磨损而降低。

上述的那种压缩机，其旋转斜盘室装有润滑油箱。润滑油通过夹带油雾的制冷剂的漏气和由于旋转斜盘转动而使旋转斜盘室中的润滑油离心流动而分配到发生相对运动的零件中。

当可变排量活塞式压缩机在高速低排量工况下被驱动，则气态制冷剂的流量就减少，不能供应足够的润滑油。这会引起压缩机的运动零件发生咬住，从而降低压缩机的可靠性。

本发明旨在解决上述同类产品中存在的问题，提供一种改善压缩机中润滑油分配状况的可变排量活塞式压缩机。

本发明提供一种汽车空调系统用的压缩气态制冷剂的活塞式压缩机。制冷剂中含有雾状的润滑油。压缩机由气缸体组件和圆柱形的旋转斜盘室组成，前者在其纵轴轴线周围有几个轴向布置的气缸内腔而后者与前者的纵轴共轴。具体地说，旋转斜盘室的边界由两个相对的端壁和在它们中间的环形壁面所确定，它们都是在气缸体组件内。

几个活塞装在气缸内径中在上死点和下死点之间作往复滑动。气缸内壁与活塞端面共同构成压缩室的边界，低压气态制冷剂靠旋转斜盘进入压缩室。沿轴向延伸的传动轴用于带动活塞作往复运动。传动轴通过轴承安装到气缸体组件中可以转动。在旋转斜盘室中的旋转斜盘安装到传动轴上并随传动轴而转动。旋转斜盘与活塞的接合方法可使斜盘的转动转变成活塞的往复运动。气缸体组件中还有一注油槽，开在旋转斜盘室的一个端壁内。当旋转斜盘室中的气态制冷剂由于斜盘的转动而作回转运动；接触到注油槽的气态制冷剂中的润滑油雾就从气态制冷剂中分离出来，并经注油槽流入轴承。

根据本发明的另一结构，缸体组件还有狭长的从前盖内端壁沿环形壁沿轴向向缸体内部延伸。旋转斜盘室中的气态制冷剂所含油雾被该肋收集而引导到注油槽中。

注油槽最好开在旋转斜盘室的一个端壁上部和斜盘室中气本流动方向下游处的扇形段上。

根据本发明又一种结构，气缸体组件上还有一吸气口，提供汽车空调系统和旋转斜盘之间的流体通道，把气态制冷剂引入旋转斜盘室，而集油肋则从旋转斜盘室的端壁平行于缸体组件轴线伸到缸体组件进气口的出口处。

附图的简要说明

现在结合以下的附图论述本发明的目的、优点和更多的特性，它们是：

图1是本发明一个实施例所述之活塞式压缩机的纵剖面图；

图2是图1中的压缩机的局部放大剖面图，示出调节活塞上压差的调节阀；

图3是图1中的压缩机沿图4的III-III线剖开的剖视图；

图4是沿图3中IV-IV线剖开的注油槽的局部剖面图；

图5是本发明另一实施例压缩机沿图6中V-V线剖开的局部剖视图；及

图6是沿图5的VI-VI线剖开的压缩机局部剖面图。

图1及图2说明了根据本发明一个实施例所述的可变排量活塞式压缩机。该压缩机可用于汽车空调系统，并有缸体1、前盖2(其内表面是2a)及后盖3等部件。这些部件用螺栓(图上未示)沿轴向装配成一个整体的缸体组合件。缸体1和后盖3之间密封装配一个阀门隔板4。沿轴向布置的传动轴6通过一对径向轴承装到气缸体中可以转动。

整体缸体组件上有几个缸筒8布置在传动轴6的周围，还有一旋转斜盘室5，室内的旋转斜盘12借助于摆动机构18装到传动轴6上。具体地说，旋转斜盘室5被两个相对的端壁和一个在二者之间的环形壁面所限定。前盖2的内表面2a构成其中一个端壁。摆动机构18使旋转斜盘12能在图1所示的最大排量位置和最小排量位置(这时，旋转斜盘12贴住止动环22而传动轴6基本垂直)之间运动。

缸体1上还有几个布置在传动轴6周围并与缸筒8错开的气态制冷剂通孔41，该通孔41平行于传动轴6从旋转斜盘室5延伸到在缸体1后端的集流腔42。

传动轴6的一端，即它的前端，穿过前盖2中的轴孔2c向外伸。因此，压缩机可通过装在传动轴6端部的电磁离合器(图上未示)及该电磁离合器和汽车发动机的曲轴皮带轮之间提供的三角皮带(未示)有效地连接到汽车发动机(未示)上。装在轴孔2c中的密封件7c可防止气态制冷剂在传动轴6和轴孔2c之间泄漏。

各气缸内径相对于传动轴6的轴线在整体缸体组件上均匀分布。气缸内径8中有单头活塞9在其上死点和下死点之间作往复运动。每个气缸内径8的内表面与单头活塞的端面构成压缩室。

旋转斜盘12通过球窝中的支承垫块14与单头活塞接合。因此，传动轴6的转动通过旋转斜盘12被转换成单头活塞9在气缸内径8中的往复运动。

后盖3中有环形的吸入腔30和环形的排气腔31。吸入腔30和排气腔31分别经过进气口32和排气口33与压缩室畅通。后盖3上还有控制室43，它经过阀门隔板4中的小孔46与集流腔42畅通，并经孔44与吸入腔畅通。控制室43中有一调节阀50。

参看图2，调节阀50装在控制室43中，该控制室的边界是后盖3中的轴向通孔。调节阀50是个固定在装配环52上的膜盒51。装配环52由弹性挡环54装配到后盖3上封住外端口。O型密封圈53装入装配环52的环形凹槽内，在装配环52和控制室43的内壁之间起密封作用。装配环52上的螺纹孔与支承板56(上有小孔56a)的螺纹配合。

膜盒51的端壁的内侧表面有一弹簧座55支承着弹簧57，该弹簧装在弹簧座55和支承板56之间，将膜盒往向里方向加压。弹簧座55上的突块55a比较靠近支承板56的内端面，因而对膜盒51及弹簧座55的往外轴向运动起限制作用。于是，调节阀50能在其开启位置和关闭位置之间运动。在开启位置上，膜盒51沿轴向向外移动，突块55a靠在支角板56上，结果，在小孔46和孔44之间流动的气态制冷剂的压降不大；而在关闭位置，膜盒51紧靠阀座4，关住小孔46。转动有螺纹的支承板56可改变膜盒51轴向往里压的弹簧力的大小。

还看图1，摆动机构18有一对平行于图面的托座18a(图上只画出一个)，该托座上连着一副导柱18b(图中只画出一个)。摆动机构18还有一平衡块15，装在与托座18a正好相反的位置上；还有一叶轮10，装在传动轴6上一起旋转。止推轴承11装在前盖2的内表面2a中的凹槽2b中，承受叶轮10上的推力。叶轮10在平行于图面处有一对支持架17(图上只画出一个)，支托和操纵导柱18b。具体地说，支持架17上有导孔17a，该导孔的内表面与球头18c的表面动配合。有了导孔17a可把与这对支持架17的中心线共轴的单头活塞9移动到图1所示的上死点。

根据本实施例，活塞9上作用的差压，即旋转斜盘室5中气态制冷剂与吸入室30之间的压差能自动调整旋转斜盘12与传动轴6的夹角。

压缩机通过低压导管81和高压导管82与汽车空调系统80连通。低压导管81经吸气口40通到旋转斜盘室5；高压导管82经后盖3上的出气口(未示)通到排气室31。空调系统80是众所周知的产品，它有蒸发器和膨胀阀83，膨胀阀装在高压导管82上，可降低制冷剂压缩气体的压力并使气态制冷剂在膨胀后降低温度。膨胀阀83还能调节制冷剂的流量。

参看图3和图4，前盖2的内端面2a上有一对注油槽61和62，用于将润滑油引入轴承7a和11；前盖2上还有密封件7c，位于本压缩机的前端。如图3所示，按照本发明这一实施例，注油槽61、62最好按垂直轴Va对称地装在前盖2的上半部。但是，在旋转斜盘室5中由弧形箭头FD所指的相对于垂直轴线V_A制冷剂流动的下游扇形区只能有一条注油通道。

注油槽61和62包括基本上呈扇形的扩大油槽区61a和62a(该扇形区中心是缸体组件的轴线，并分布在前盖2的内表面2a上)，径向分布的油槽区61b和62b，以及通道61c和62c(从油槽区61b和62b的内径处沿轴向延伸到安装轴承及密封件的轴孔2c的内表面)。

前盖2还有一对集油凸块，其形状像印刷排版的隔条，从前盖2的内表面2a平行于压缩机轴的方向延伸。

下面说明按照前述实施例所述的压缩机的功能性操作：

当汽车空调系统80不工作时，空调系统80及压缩机中制冷剂的气压，具体说是低压导管81、旋转斜盘室5、气态制冷剂通道41及集流腔42中的压力，低于大气压。因此，调节阀50处于开启位置，这时，膜盒52受压缩机内的压力和大气压力之间的压差作用而向外移动。

当汽车空调系统工作，电磁离合器通电，因此，转动功率传递给传动轴6。传动轴6的转动转变成活塞9的往复运动，来压缩通过转动的旋转斜盘12的制冷剂气体。旋转斜盘12的转动还引起旋转斜盘室5中制冷剂气体的环流运动。压缩后的气态制冷剂由压缩机排放到汽车空调系统80，具体说排放到空调系统80中的蒸发器(未示)，同时，气态制冷剂被高压管路82上的膨胀阀80减压。在压缩机的起动阶段，调节阀50处于开启位置，因此，流经那里的气态制冷剂压力未受大的降低，所以旋转斜盘保持在最大排量位置上。

当汽车中温度高时，膨胀阀向开启位置移动，以增加通向蒸发器的制冷剂流量。但当汽车空调系统的运行使车内温度下降，则膨胀阀83向关闭位置移动，以减少制冷剂流量。车内空气温度越低，蒸发器中蒸发得越少，因为膨胀阀减少了受压制冷剂气体的流量。

这样还会使经低压导管81流到压缩机的制冷剂流量减少。于是，旋转斜盘室5中的压力也降低，因为低压导管81通过进气口40与旋转斜盘室5是相通的。然后，调节阀50向关闭位置移动，使膜盒50阻碍气态制冷剂经调节阀50的流动，从而降低它的压力。吸入腔中制冷剂气体压力的降低使旋转斜盘12向最小排量位置运动。

随着旋转斜盘12处于最小排量位置，制冷剂气体进入旋转斜盘室5中的流量下降到最小流量。气态制冷剂进入旋转斜盘室5的流量越少，该进气中所含雾状润滑油的量也越少。在同类的压缩机产品中，与本实施例相当的轴承7a、11及密封件7c等运动部件的润滑就不充分。

本发明能够解决这些难题。含润滑油雾的制冷剂气流与扩大的油槽区61a、62a接触能将润滑油有效地分离出来，向压缩机运动部件供以足够的润滑油。扇形的扩大油槽区61a、62a的有效作用是它能与旋转斜盘室5中制冷剂气体的环流接触，把油雾从制冷剂中分离出来。此外，集油凸块60有助于使润滑油雾从制冷剂气流中分离出来。

参看图5、图6，说明本发明的另一实施例。图5、图6中与前面实施例中相同部件采用相同的标号。

根据图5、图6中的实施例，前盖2的内表面2a上有注油槽71。该注油槽71有一扩大的通道区71a，它基本上呈扇形，并以缸体组件的轴线为中心分布在前盖内表面2a上；还有一对和前述实施例一样的，从扇形通道71a延伸到轴孔2c内表面的径向油槽区71b。挡块64平行于压缩机轴线从前盖2的内表面2a伸到进气口40的开口处，这样，沿此挡块形成了槽道63，用于将润滑油引入油槽71。当进气碰到挡块42的端部，通过进气口40的气态制冷剂的来流中有很大一部分润滑油雾得到有效的分离。分离出来的润滑油沿槽道62流入注油槽71。然后，润滑油被进一步引入轴承7a、11和密封件7c中。

熟悉这种产品的人应明白，前面的叙述是公开的装置的推荐实施例，对它作更动和改进仍脱离不了本发明的实质和范围。

Claims (12)

1.一种压缩汽车空调系统中制冷剂气体(内含雾状润滑油)的活塞式压缩机，其组成如下；

气缸体组合件，在其轴线周围配置几个轴向的缸筒和一个圆柱形的旋转斜盘室(其轴线和气缸体组件重合)，旋转斜盘室的边界是相对的两个端壁和在这两端壁中间的环形壁，它们都是气缸组件的一部分；

几个活塞，在缸筒的上死点和下死点之间往复滑动，气缸内壁和活塞端面确定压缩室的边界，低压的气态制冷剂经旋转斜盘室引入该压缩室中；

一轴向布置的传动轴，用于驱动活塞运动，该传动轴通过轴承安装到缸体组件中可以转动；

旋转斜盘，装在传动轴上可随之转动，该旋转斜盘与活塞相接合可将斜盘的转动转变成活塞的往复运动；及

缸体组件内的注油槽，它在旋转斜盘室的一个端面上延伸，当旋转斜盘转动使旋转斜盘室中的气态制冷剂与它相接触时能把润滑油雾从制冷剂气体中分离出来，并引入轴承。

2.按照权利要求1所述的活塞式压缩机，其缸体组件还有一挡块，从内端壁沿环形壁伸向气缸内部以收集旋转斜盘室内制冷剂气流中的油雾并把它引入注油槽。

3.根据权利要求2所述的活塞式压缩机，其注油槽开在旋转斜盘室中两个相对端壁之一的上半部和该室制冷剂气体流向的下游扇形区上。

4.根据权利要求3所述的活塞式压缩机，其缸体组件上还有进气口可使流体在汽车空调系统和旋转斜盘之间流通，以便把气态制冷剂引入旋转斜盘室；此外，还有平行于缸体组件轴线的从旋转斜盘室端壁伸到该室进气口的挡块。

5.根据权利要求3所述的活塞式压缩机，其中还有摆动机构，安装在传动轴上，可使旋转斜盘改变与传动轴的相对角度从而使压缩机改变排量；其轴承装置有支承在传动轴两端的径向轴承和支承该摆动机构的推力载荷的止推轴承。

6.根据权利要求5所述的活塞式压缩机，其密封件位于传动轴和该传动轴一端处的缸体组件之间，并且在一对径向轴承之一的外侧；而

其注油槽则把分离出来的润滑油引向止推轴承，引向密封件与一个径向轴承之间的传动轴上。

7.根据权利要求6所述的活塞式压缩机，其注油槽包括一个基本呈扇形的扩大油槽区，该区以传动轴为中心分布在一个端壁上；还包括一通向该扩大油槽区的径向油槽区。

8.汽车空调系统用的压缩气态制冷剂(内含雾状润滑油)的活塞式压缩机包括：

缸体组件，它有几个轴向延伸的缸径布置在该缸体组件轴线周围；还有一其轴线与缸体组件重合的圆柱形旋转斜盘室，是由两个相对的端壁和在它们中间的环形壁面构成；

几个活塞，装于缸筒内在上、下死点之间作往复运动，气缸内壁与活塞端面确定了压缩室的边界，低压气态制冷剂经旋转斜盘室引入压缩室；

轴向布置的传动轴，用于驱动活塞的运动，该传动轴由轴承装到缸体组件中可作转动，

旋转斜盘，装在传动轴上并随传动轴而转动，该旋转斜盘与活塞接合可把旋转斜盘的转动转变成活塞的往复运动；及

缸体组件有注油槽，它布置在旋转斜盘室的一个端壁上，通过旋转斜盘的转动使该斜盘室中的气态制冷剂流动，当制冷剂接触到注油槽时其中所含润滑油便分离出来并引入到轴承中，注油槽包括一呈扇形的扩大油槽区以缸体组件轴线为中心分布在一个端壁上。

缸体组件还有一挡块，它从内端壁沿环形壁面轴向往缸体内部伸展，用于收集旋转斜盘室内气态制冷剂中的油雾并将之引导到注油槽中。

9.根据权利要求8所述的活塞式压缩机，其注油槽开在旋转斜盘的一个端壁之上半部和该旋转斜盘室内气态制冷剂流向下游的扇形区上。

10.根据权利要求8所述的活塞式压缩机，其缸体组件上还有进气口，可使流体在汽车空调系统和旋转斜盘室之间流动，从而把气态制冷剂引导到旋转斜盘室；及

其挡块是从旋转斜盘室端壁平行于缸体组件轴线延伸到缸体组件进气口的开口处。

11.根据权利要求8所述的活塞式压缩机，它还有一装在传动轴上的摆动机构，可使旋转斜盘改变对传动轴的角度从而使压缩机改变排量；

其轴承装置是一对支承在传动轴两端的径向轴承和一承受摆动机构推力的止推轴承。

12.根据权利要求11所述之活塞式压缩机，其密封件装在传动轴和该传动轴一端处的缸体组件之间并在该对径向轴承之一的外侧；及

其注油槽的走向是把分离出来的润滑油引向止推轴承，引向密封件的一个径向轴承中间的传动轴上。

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