CN1174973A - 具有流体流动控制装置的冷却液环路 - Google Patents

Abstract

用于车辆冷却液环路中的流体流动控制装置有一压缩机,一冷凝器和一蒸发器,它们彼此串联,流体控制装置包括通道控制设备,它具有执行室并且依照压缩机进口和执行室间压强差改变压缩机进口的开口的尺寸。阀控制设备将压缩机出口和压缩机进口与通道控制设备的执行室间的压强差降至最小。流体流动控制装置减少由于车辆加速而造成的压缩机上过大的负载,同时在压缩机起动时防止扭矩冲击。

Description

具有流体流动控制装置的冷却液环路

本发明涉及通常的冷却液环路，特别是在自动空气调节系统中的具有流体流动控制装置的冷却液环路。

使用于空气调节系统中的冷却液环路广为人知，且可以是喷嘴型，它包括一压缩机，一冷凝器，一喷嘴，一蒸发器，和一累加器或为一膨胀阀型，它包括一压缩机，一冷凝器，接收干燥器，一膨胀阀，和一蒸发器。在每种传统的冷却液环路中，在压缩机进口处的冷却液压强等于压缩机出口的气体压强时，压缩机起动，在冷却液气体从进口向出口流动时，压缩机的起动扭矩升高，从而造成驱动源的转动频率降低。这种降低是由于相对大量的冷却液气体被导入压缩室，且需要大量功率来压缩冷却液气体。例如，在自动空气调节系统中的冷却液环路中，自动引擎的转动频率降低可造成“扭矩冲击”。

为解决上述问题的一种方法公开于美国专利No.4,905,477，发明人是Takai。参照图1，该专利描述了通道控制设备26，它位于汽缸盖12的一端。通道控制设备26包括一阀261，它包括一活塞261a和一阀部分261b，一线圈弹簧262，和一螺纹263，该螺纹包括弹簧座263a。汽缸125形成于汽缸盖12内且从出口部分123延伸。在汽缸盖12上形成一通道150从而允许汽缸125和排出室122之间的流通。活塞261a可在汽缸125中往复。阀部分261b依照活塞261a的运动改变吸入室121和进口部分123之间的通道开口尺寸。线圈弹簧262位于阀部分261b和弹簧座263a之间，且在一端连接阀部分261b，并且在另一端的弹簧座内端支持它。线圈弹簧262通常在排出室122中使阀部分261b抵抗冷却液压强而关闭开口。螺纹可用于调节线圈弹簧262的反弹力。

当压缩机起动，且在吸入室121的冷却液压强等于排出室122的压强的条件下，活塞261a被迫向下来关闭吸入室121和进口123之间的通道。其后，当压缩机1由驱动柄14驱动，被吸入于吸入室121的冷却液的流动体积受到通道开口尺寸的限制，且在汽缸104中的冷却液压强迅速减少。在曲柄室103中的冷却液因而高于吸入室121中的，从而提高了两个室间的压强差。曲柄室中的高流体压强作用于活塞22的背面，从而减少对应于驱动柄14的倾斜盘的倾角。活塞22的冲程体积随之减少且，结果是，被吸入汽缸104的冷却液气体的体积减小。

因此，通道控制设备26减小了压缩机起动时压缩冷却液气体的引擎功率，这里对比的是传统的冷却液环路。结果是，具有通道控制设备26的冷却液环路防止在压缩机起动时出现“扭矩冲击”。

然而，当驾驶时车辆迅速加速，吸入吸入室121的冷却液流动体积由于压缩机的转速提高而增加。进入汽缸104的冷却液气体也迅速增加。

可向压缩机提供各种容积的机械装置。特别是，当吸入室121中的压强低于预定值时，吸入室121和曲柄室103之间的流通被阀控制装置25阻碍。在这种条件下，曲柄室103中的压强逐渐升高，其间漏出气体穿过汽缸104的内壁表面和活塞外表面之间的缝隙泄入曲柄室103。曲柄室103中的气压作用在活塞22的背面，并改变了作用于倾斜盘18上的平衡动量。倾斜盘18的相对于驱动柄14的角度因而降低，且活塞22的冲程也减小。结果是，吸入汽缸104的冷却液体积减小。压缩机的容积从而发生变化。

另一方面，当吸入室121中的压强超过一预定值时，曲柄室103中的冷却液气体通过控制阀25流入吸入室121，且曲柄室103中的压强降低。作用于活塞22背面的气体压强也随曲柄室103中气压降低而降低。作用于倾斜盘20的平衡动量从而提高，这样倾斜盘相对于驱动柄14的降低也改变。活塞22的冲程因而增加，且被压缩的冷却液气体体积也增加。上述各种容积的装置仍然不能迅速处理上述吸入冷却液气体的迅速增加。

所以这种装置还有缺陷。虽然具有通道控制阀设备26的冷却液环路避免了自动引擎转动频率的降低，即发生“打矩冲击”，当车辆加速时，需大量引擎功率来压缩冷却液气体。

本发明的一个目的是为具有流体流动控制装置的车辆提供一冷却液环路，该环路在车辆加速时强迫减小压缩机的负载，同时在压缩机起动时防止产生“扭矩冲击”。

根据本发明，用于车辆的冷却液管路的流体流动控制装置包括一压缩机，一冷凝器，和一蒸发器且它们彼此串联。流体控制装置包括位于蒸发器的出口边和压缩机进口边之间的通道控制设备。通道控制设备有一执行室且根据压缩机进口和执行室之间的压强差来调节压缩机进口的开口的尺寸。通道控制设备运行来调节压缩机进口的开口的尺寸，使之相对一更大压强差到达一尺寸并且相对于更小压强差而到达一小尺寸。阀控制设备通过压缩机出口和压缩机进口与通道控制设备的执行室连接，这是为了降至最小，例如，当车辆加速时，压缩机进口和执行室间的压强差降至零。

本发明进一步的目的和优点可结合附图从下列本发明详细描述中理解。

图1为根据已有技术的具有不同排出量的旋转斜盘型压缩机的纵向剖面图。

图2为根据本发明第一实施例的具有不同排出量的旋转斜盘型压缩机的纵向剖面图。

图3为根据本发明第一实施例的通道控制阀装置的放大纵向剖面图。

图4为根据本发明第二实施例的具有不同排出量的旋转斜盘型压缩机的纵向剖面图。

图5为根据本发明第三实施例的具有不同排出量的旋转斜盘型压缩机的纵向剖面图。

参照图2和3，显示了具有各种排出量装置的摆动盘型压缩机。在图3中，左端指的是压缩机的前部，而右端指的是压缩机的后部。

压缩机1包括一由圆柱形压缩机室10形成的封闭室装置，前端面盘11，和在汽缸盖12上的后端面盘。汽缸部件101和曲柄室103位于压缩机室10中。前端面盘11连接压缩机室10的一个端面，且汽缸盖12位于压缩机室10的另一个端面，且通过阀盘13紧固在汽缸部件的末端表面。开口111形成于前端面盘的中心部分来连接驱动柄14。

驱动柄14通过一轴承旋转支撑于前端面盘11上。驱动柄14的内端面部分也延伸至形成于汽缸部件101中心部分的中心孔102，且在该处通过一轴承16旋转支撑。转子17位于曲柄室103的内部且连接驱动柄14。转子17通过铰链装置19接合倾斜盘18。摆动盘20位于倾斜盘18的对边表面且通过轴承21承受盘18。

铰接装置19包括一第一调整片部分191，该部分包括形成于转子17的内端面的销钉191a，和第二调整片部分192，该部分包括纵向孔191b，它形成于倾斜盘18的一端面上。倾斜盘18相对于驱动柄14的倾斜角可通过铰链转子19来调节。

许多等角设置的汽缸104形成在汽缸部件101中，且活塞22可往复地设置在每个汽缸104中。每个活塞22通过连接杆23与摆动盘20连接，即，每个连接杆23的一端通过球接头与摆动盘20连接，且每个连接杆23的另一端通过球接头与活塞22连接，一导向杆24在压缩机室10的曲柄室103中延伸。摆动盘20的较低部分接合导向杆24使摆动盘20沿导向杆往复，同时防止其旋转。

这样，活塞22通过一驱动装置在汽缸104中往复，该驱动装置由驱动柄14，转子17，倾斜盘18，摆动盘20和连接杆23构成。连接杆23作为一联轴转子时转子17的旋转运动变成活塞22的往复运动。

向汽缸盖12提供一吸入室121和排出室122，它们分别通过吸入孔131和排出孔132与每个汽缸104流通，且这些孔通过阀盘13形成。还向汽缸盖12提供进口123和出口124，它们使吸入室121和排出室122与外冷却液环路进行流体交换。

一通孔或通道105形成于汽缸部件101来允许通过中间孔102而进行的吸入室121和曲柄室103之间的流通。室121和103之间的流通由控制阀装置25控制。控制阀装置25位于汽缸部件101和汽缸盖122间，且包括风箱元件251。风箱元件251依据吸入室121和曲柄室103之间的压强差进行来控制室间的流通。

附加的是，通道控制设备26位于汽缸盖12的一端且包括一阀261，该阀还包括活塞261a和一阀部分261b，一线圈弹簧262和一具有弹簧座263a的螺纹装置263。汽缸部分125形成于汽缸部件12中来允许与吸入室121的流通。阀261的活塞261a可往复地位于汽缸部分125内。阀部分261b依照活塞261a的运行改变吸入室121和孔123之间通道的开口大小。线圈弹簧262位于阀部分261b，而另一端支撑弹簧座263a的内端面。线圈弹簧262通常压迫阀部分261b来减少通道开口的大小直到开口尺寸最小抵住汽缸125中的冷却液压强。这样，本实施例的有效性和目的可通过设置压缩机或蒸发器的进口和蒸发器外部间的通道控制设备26来获得。在这种设置下，汽缸和具有活塞部分的阀使用在通道控制设备的驱动装置上。然而，依照压强差的其它驱动装置，如，风箱或膜片，也可以使用。进一步，电磁力，外部压力，和由具有不同热膨胀系数的金属混合产生的双金属片压力可用来代替弹簧装置。

进一步，第一和第二环路126和127形成于汽缸盖12中，这样它们可在汽缸部分125和压缩机1的外部之间流通。第三环路形成于汽缸盖12内来允许排出室122和压缩机1外部之间的流通。进一步，第四环路形成于汽缸盖12内来允许吸入室121和压缩机1外部之间的流通。第一流体管道连接第二环路127和第三环路128。第二流体管道连接第一环路和第四环路。第一阀86，如用来开闭第一流体管道84的电力或机械控制阀位于第一流体管道84。第二阀87，如用来开闭第二流体管道85的电力或机械控制阀位于第一流体管道85内。第一和第二阀86和87连接，如电力连接，至一控制元件50，该元件连接，如电力连接，至一传感器(未显示)，如一加速断开开关，其运行依照车辆加速器的运动。结果是，通道控制设备26，第一和第二流体管道84和85，第一和第二阀86和87，和控制元件50一起形成了流体流动控制装置。

流体流动控制装置的操作在下面描述。当压缩机1由驱动源起动时，如车辆的引擎，通过一电磁离合器，吸入室121中的冷却液压强等于排出室122中的压强。控制元件50向第一和第二阀产生命令信号，这样第一阀85打开，而第二阀87关闭。通道控制设备26的阀261的活塞部分261a被迫向下来关闭吸入室121和进口123之间的通道开口，但可允许一预定的最小打开尺寸。这之后，当驱动柄14开始转动，汽缸104中的冷却液压强迅速降低。曲柄室103中的冷却液水平因而变为高于吸入室121中的，因而提高了这两个室之间的压强差。曲柄室103中提高了的流体压强作用于活塞22的后部表面，从而减小了倾斜盘18相对于驱动柄14的倾斜角，且摆动盘的旋转运动也减小了。这些减小了活塞22的冲程体积，且结果为，吸入汽缸104中的冷却液气体体积减小。因此，压缩机可起动而不减小自动引擎的转动频率，即不发生“扭矩冲击”。

进一步，当压缩机被连续起动，通过开口从进口123吸入吸入室121的冷却液量增加，这是因为通道控制设备26的阀261的阀部分261a由于汽缸部分125中冷却液压强升高而被迫向上行，而该部分冷却液是通过第一流体管道84和第一阀86被导入排出室122的。因此，吸入吸入室121的冷却液的流动体积达到一预定最大值。进一步，曲柄室103和吸入室121之间的压强差升高，因而增加了倾斜盘18相对于驱动柄14的倾角，且摆动盘20的旋转运动增加。这些增加了活塞22的冲程体积且结果是，吸入汽缸盖104的冷却液体积增加，且压缩机的容积也增加了。

当车辆加速时，控制元件50接收到从加速断开开关(未显示)发出的信号，该信号依据车辆加速器运动而出现，且向第一和第二阀86和87产生命令信号，这样第一阀86关闭，且第二阀87打开。

汽缸部分125就不再受排出室122中的排出压强支配，且汽缸部分125中压强迅速降低至一等于吸入室121中的压强，这是因为第二流体管道85由第二阀87打开。结果是，通道控制设备26的阀261a被迫由线圈弹簧262的反弹力而向下关闭吸入室121和进口123之间的通道开口，直到开口的尺寸被降至最小。吸入吸入室121的冷却液的流动体积被通道开口的尺寸所限，且汽缸104中的冷却液压强迅速减小。曲柄室103中的冷却液压强变得高于吸入室121中的，因而提高了两室间的压强差。曲柄室103中的高流体压强作用在活塞22的后部表而，因而减小了倾斜盘18相对于驱动柄14的倾角(如，达到90度)，且摆动盘20的旋转运动也减小。最小减小了活塞22的尺寸体积，结果是，吸入汽缸104冷却液气体的体积减少，且压缩机的容积也降低了。

结果是，当车辆的引擎向压缩机输出高转动频率时，这种装置迅速减小压缩机消耗的功率。特别是，这种设置在车辆加速时极大减少了压缩冷却液气体所需的引擎功率，同时避免了自动引擎的转动频率的降低，即在压缩机起动时未发生“扭矩冲击”。进一步，具有压缩机的冷却液环路的车辆可平稳加速。

图4说明了本发明的第二实施例，它与第一实施例本质上相似，只是下列结构不同。第一流体管道88连接第三环路128和第五环路130，该环路形成于汽缸盖12内且使汽缸125与压缩机1的外部流通，至三通阀91的第二开口端。第三流通管道90连接第四环路129和三通阀91的第三开口端。三通阀91连接，例如电力连接，至控制元件50。因此，通道控制设备26，流体管道88，89和90，三通阀91和控制元件50一起构成流体流动控制装置。

当压缩机1有驱动源起动，如车辆的引擎，通过电磁离合器30，控制向三通阀91产生命令信号而限制第一流体管道88和第二流体管道89之间的流通。进一步，当车辆加速时，控制元件50接收从加速断开开关发出的信号并向三通阀产生一命令信号，从而允许第一流体管道和第二流体管道89和第三流体管道90之间的流通。

在这种结构里，可获得依照第一实施例所述的本质上相似的运行和优点。

图5描述了本发明的第三实施例，它本质上与第一实施例相似，只有下列结构不同。第一流体管道84连接第三环路128和第五环路130。第一阀85，例如电力或机械控制阀，它用来开闭第一流体管道84，该阀位于第一流体管道84内。所以通道控制设备26，第一流体管道84，第一阀85，和控制元件50一起构成流体流动控制装置。这样，当车辆加速，控制元件向第一阀85产生命令信号，这样第一阀85关闭。结果是，汽缸部分不再受排出室122中的排出压强支配，在这个实施例中，汽缸部分125上的压强降至等于吸入室121中的压强，这是因为汽缸部分261a和汽缸125之间产生的缝隙漏入到吸入室121中。

这种结构下，可获得依照第一实施例所述的本质相似的运行和优点。

尽管本发明结合优选实施例进行描述，本发明不局限于此。特别是，当优选实施例说明旋转斜盘型冷却液压缩机，本发明不局限于具有各种排出量的装置的旋转斜盘型冷却液压缩机，但可以引用到其它活塞型冷却液压缩机，而不提供各种排出量的装置。在由以下权利要求所限制的本发明范围里的变化和修改可被本领域的普通技术人员易于理解。因此，通过例子提供了公开的实施例和特征。应该理解的是，本发明的范围不是限制在这里，而是由下列权利要求决定。

Claims (22)

1.用于车辆冷却液环路的流体流动控制装置，具有一个压缩机，一冷凝器，和一蒸发器，它们彼此串联，所述流体控制装置包括：

位于所述蒸发器出口和所述压缩机进口之间的通道控制设备，所述通道控制设备有一个执行室，且依照所述压缩机的所述进口和所述执行室之间的压强差调节所述压缩机所述进口的开口的尺寸，其中所述通道控制设备的运行依照所述压强差的升高来提高所述压缩机的所述进口的所述开口的尺寸，且依照所述压强差的降低来减小所述开口的尺寸；和

用来将所述压缩机的所述出口和所述压缩机的所述进口与所述通道控制设备的所述执行室连接的压强控制装置，该进口和出口在所述车辆加速时，用来减小所述压缩机的所述进口和所述执行室的压强差。

2.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的流体控制装置还包括一控制元件，用来向依照所述车辆的加速器的运动而运行的所述阀设备提供一控制信号。

3.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的压缩机是具有各种排出量装置的压缩机。

4.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的压强控制设备包括第一阀，当车辆加速时，它可关闭所述压缩机的所述出口和所述通道控制设备的所述执行室间的第一流道通道，和第二阀，它可打开所述压缩机的所述进口和所述执行室间的第二流道通道。

5.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的压强控制装置是三通阀，当车辆加速时，它可关闭所述压缩机的所述出口和所述通道控制设备的所述执行室间的第一流道通道，和第二阀，它可打开所述压缩机的所述进口和所述执行室间的第二流道通道。

6.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的压强控制装置是将所述通道控制设备的所述执行室与所述压缩机的所述出口连接的阀。

7.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的通道控制设备包括阀装置，它包括一汽缸孔，一阀部分，一弹簧座，和一弹簧部件，其中所述的弹簧元件位于所述阀部分和所述弹簧座之间。

8.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的通道控制设备包括阀装置，它包括一风箱，一阀部分；一弹簧座，和一弹簧部件，其中所述的弹簧元件位于所述阀部分和所述弹簧座之间。

9.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的通道控制设备包括阀装置，它包括一膜片，一阀部分，一弹簧座，和一弹簧部件，其中所述的弹簧元件位于所述阀部分和所述弹簧座之间。

10.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的第一和第二阀是电力控制阀。

11.权利要求1中的流体流动控制装置，其中所述的第一和第二阀是机械控制阀。

12.具有排出量调节装置的倾斜盘型压缩机包括：

一室，它包括许多汽缸，一曲柄曲柄室，一吸入室，和一排出室；

许多活塞，每个活塞可滑动地位于所述汽缸之一中；

一驱动柄旋转支撑于所述的室中；

联接装置联接所述的驱动柄且具有可调节倾角的表面，所述角由所述曲柄室中的压强控制且所述联接装置在往复方向上驱动所述活塞运动；

用来在所述曲柄室中控制压强的装置包括在所述曲柄室和所述吸入室之间的通道；和

一流体控制装置包括：

位于所述蒸发器出口和所述压缩机进口之间的通道控制设备，所述通道控制设备有一个执行室，且依照所述压缩机的所述进口和所述执行室之间的压强差调节所述压缩机所述进口的开口的尺寸，其中所述通道控制设备的运行依照所述压强差的升高来提高所述压缩机的所述进口的所述开口的尺寸，且依照所述压强差的降低来减小所述开口的尺寸；和

用来将所述压缩机的所述出口和所述压缩机的所述进口与所述通道控制设备的所述执行室连接的压强控制装置，该进口和出口在所述车辆加速时，用来减小所述压缩机的所述进口和所述执行室的压强差。

13.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的流体控制装置还包括一控制元件，用来向依照所述车辆的加速器的运动而运行的所述阀设备提供一控制信号。

14.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的压缩机是具有各种排出量装置的压缩机。

15.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的压强控制设备包括第一阀，当车辆加速时，它可关闭所述压缩机的所述出口和所述通道控制设备的所述执行室间的第一流道通道，和第二阀，它可打开所述压缩机的所述进口和所述执行室间的第二流道通道。

16.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的压强控制装置是三通阀，当车辆加速时，它可关闭所述压缩机的所述出口和所述通道控制设备的所述执行室间的第一流道通道，和第二阀，它可打开所述压缩机的所述进口和所述执行室间的第二流道通道。

17.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的压强控制装置是将所述通道控制设备的所述执行室与所述压缩机的所述出口连接的阀。

18.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的通道控制设备包括阀装置，它包括一汽缸孔，一阀部分，一弹簧座，和一弹簧部件，其中所述的弹簧元件位于所述阀部分和所述弹簧座之间。

19.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的通道控制设备包括阀装置，它包括一风箱，一阀部分，一弹簧座，和一弹簧部件，其中所述的弹簧元件位于所述阀部分和所述弹簧座之间。

20.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的通道控制设备包括阀装置，它包括一膜片，一阀部分，一弹簧座，和一弹簧部件，其中所述的弹簧元件位于所述阀部分和所述弹簧座之间。

21.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的第一和第二阀是电力控制阀。

22.权利要求12中的倾斜盘型压缩机，其中所述的第一和第二阀是机械控制阀。

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