CN1193695A - 变容式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种压缩机,具有驱动板和活塞;还具有调节组件,可响应曲轴箱内压力和汽缸体内腔压力差的变化,调节曲轴箱和吸入室之一的压力。调节组件包含调整压力用的气体通路和调整气体量的控制阀。控制阀具有可调节气体通路开启量的阀体;检测由外部回路供给压缩机气体的压力、使阀体对应于此压力而移动的压力敏感部件和电磁螺线管。电磁螺线管被激励时,可产生与激励电流值相对应的力,并对阀体沿某一方向施加作用力。供给组件向电磁螺线管供给脉动电流,可改变脉动电流的平均值,以改变电磁螺线管的作用力。

Description

变容式压缩机

本发明涉及诸如车辆空调装置等用的变容式压缩机，特别涉及具有容量控制阀的变容式压缩机，这一容量控制阀通过调整倾斜板倾角的方式而使用。

一般说来，变容式压缩机相应于曲轴箱内压力与汽缸体内腔中压力之间的差，改变可倾斜移动地支撑在驱动轴上的凸轮盘的倾角。汽缸体内腔中的活塞移动冲程可相应于凸轮盘倾角的变化而变化，进而改变压缩机的排气量。排气室经供给通路与曲轴箱相连接。容量控制阀配置在供给通路的线路中，通过控制由排气室供给曲轴箱内制冷剂气体的量，调节曲轴箱内压力。曲轴箱内压力与汽缸体内腔中压力之间的压力差随控制阀对曲轴箱内的压力调整而改变。

控制阀具有调整供给通路开启量的阀体和将吸入压力的变化传至阀体的传递组件。阀体可相对供给通路开启方向和供给通路闭合方向移动。传递组件可使阀体相应于吸入压力动作，以调整供给通路的开启量。控制阀还具有电磁螺线管。这一电磁螺线管具有固定铁心，以及以移近和远离该固定铁心的方式对向配置的柱塞。在固定铁心和柱塞之间产生与供给电磁螺线管的电流值对应的吸引力。该吸引力可沿此移动方向对阀体施加作用。因此，与供给电磁螺线管电流值的变化相应地可使阀体向闭合供给通路的方向或与其相反的方向移动，以调节吸入压力的值。换句话说是使吸入压力变化保持一定，也可以相应于供给电磁螺线管电流值的变化，由阀体调整供给通路的开启量。

当向上述电磁螺线管供给无变动的稳定直流电流时，固定铁心和柱塞之间产生的吸引力大小将与供给的电流值相对应。在吸入压力无变化的情况下，如果吸引力保持大小一定，柱塞将保持在一定的静止位置处。当从这种状态到为改变供给通路开启量而改变供给电磁螺线管电流的量时，柱塞将由静止状态开始移动。柱塞以可滑动方式支撑在电磁螺线管的机架上。因此，在柱塞和机架的滑动面之间将产生预定大小的摩擦力。柱塞和机架之间产生的最大静摩擦力大于它们之间所产生的动摩擦力。这样，为使处于静止状态的柱塞移动时，必须施加能克服相对于柱塞的最大静摩擦力的作用力。如果采用这种方式，由于固定铁心和柱塞之间吸引力的变化比较大，所以供给电磁螺线管电流值的变化也比较大，故需使用大的电磁螺线管。这样，会使电能消耗增大。

由于电能消耗比较大，就会加大交流发电机等的辅助设备的负担，进而会增大驱动压缩机和辅助机械用的发动机等的外部动力源的负担。由于车辆车厢内装载压缩机的空间有限，所以希望压缩机小型化。然而，电磁螺线管的大型化将使整个压缩机大型化。

变容式压缩机大多不通过电磁离合器，而是在使其驱动轴直接连在发动机等外部驱动源的方式下使用。在不需要进行冷却时，这种无离合器系统也使压缩机在最小排气量状态下运行。因此，采用无离合器系统时，必须尽力减少外部驱动源的负担。无离合器系统不使用电磁离合器，因而可以减少这部分电能消耗，进而可以减少辅助机械和外部驱动源负担。为进一步减少电能消耗，就要减小供给控制阀的电磁螺线管的电流值。但这时可改变供给电磁螺线管电流值的范围很小。如上所述，仅是较少地改变供给电磁螺线管的电流值，并不能克服最大静摩擦力而使柱塞由静止状态开始移动。而且，由于对电磁螺线管供给电流值的可变范围较小，使得难以精细而正确地对控制阀进行控制。

电磁螺线管通电的同时会产生热量。温度的变化将使电磁螺线管的电阻值发生变化。因而供给电磁螺线管的目标电流值与流过电磁螺线管的实际电流值间会产生偏差。这也将妨碍对控制阀进行精细而正确的控制。

本发明的目的在于提供一种能以高精度控制容量控制阀的变容式压缩机。

本发明的另一个目的是要提供一种可以实现容量控制阀的节电化和小型化的变容式压缩机。

为实现上述的目的，本发明提供一种压缩机，具有以可倾斜移动方式设置在曲轴箱内驱动轴上的驱动板，和可相对该驱动板动作连动并配置在汽缸体内腔中的活塞。驱动板可以将驱动轴的转动变换为活塞在汽缸体内腔中的往复移动。在压缩机压缩自分离设置的外部回路经吸入室供给汽缸体内腔的气体的同时，活塞将压缩后的气体通过排气室排至外部回路。驱动板的倾角可相应于曲轴箱内压力和汽缸体内腔中压力间的压力差的变化而变化。驱动板控制压缩机的排气量，进而可根据这一倾角调整活塞的冲程。压缩机还具有调节组件，它响应曲轴箱内压力和汽缸体内腔中压力间的差的变化，调节曲轴箱和吸入室之一的压力。该调节组件包含气体通路，使压力调整用的气体得以通过，和调整流过该气体通路气体量的控制阀。该控制阀具有阀体、压力敏感部件和电磁螺线管。阀体可以调节气体通路的开启量，它可以向第一方向和与第一方向相反的第二方向移动。即阀体既可向着开启气体通路的第一方向移动，也可向着关闭气体通路的第二方向移动。压力敏感部件检测自外部回路供给压缩机的气体压力，并相应于这一压力移动阀体。电磁螺线管被激励时可产生与激励电流值相对应的力，并对阀体沿第一方向和第二方向中的一个方向施加作用。供给组件向电磁螺线管供给脉动电流，它可改变脉动电流的平均值，以改变电磁螺线管的作用力。

图1为表示作为本发明具体结构的第一实施形式变容式压缩机的总体剖面图。

图2为表示倾斜板倾角为最大时压缩机主要部分的放大剖面图。

图3为表示倾斜板倾角为最小时压缩机主要部分的放大剖面图。

图4为表示控制供给电磁螺线管电流的构成方式的方框图。

图5(a)为说明第一实施形式中的由驱动回路输出的负载信号(占空比信号)的示意图。

图5(b)为说明第一实施形式中供给电磁螺线管的电流的示意图。

图6为说明关于不同的占空比流过线圈中的电流和温度之间的关系的示意图。

图7为表示第二实施形式变容式压缩机中倾斜板位于最大倾角位置时的剖面图。

图8为表示该压缩机在倾斜板倾角为最小时的剖面图。

下面参考附图1至图6，说明作为本发明具体结构的变容式压缩机的第一实施形式。

如图1所示，汽缸体11构成壳体的一部分。汽缸体11前端与前壳体12相接。汽缸体11后端，经圆头钢板14连与后壳体13相接。曲轴箱15形成在前壳体12的内部，而前壳体12位于汽缸体11的前面一侧。

驱动轴16以可转动方式支持在前壳体12和汽缸体11上。驱动轴16前端从曲轴箱15向外侧突出，该突出部处安装有皮带轮17。皮带轮17通过皮带18直接与外部驱动源(本实施形式中是车用的发动机E)相连接。即本实施形式中的压缩机是一种在驱动轴16和外部驱动源之间不存在离合器的无离合器型变容式压缩机。皮带轮17又经角面轴承19支撑在前壳体12上。前壳体12通过角面轴承19承受由皮带轮17作用的轴向载荷和径向载荷。

驱动轴16的前端外周和前壳体12之间设置有唇型密封20。唇型密封20用于防止曲轴箱15内的压力泄露。

大体呈圆盘状的倾斜板22以可沿驱动轴16的轴向滑动和倾斜的方式支撑在曲轴箱15内的驱动轴16上。倾斜板22上还固定一对导向销轴23，导向销轴23前端有导向球。转动体21以可与驱动轴16一体在曲轴箱15回转的方式固装在驱动轴16上。转动体21上有一对向倾斜板22一侧突出的支持臂24。支持臂24上形成一对导向孔25。导向销轴23以可滑动方式分别嵌装在导向孔25中。支持臂24与导向销轴23的结合可使倾斜板22与驱动轴16一体地转动。而且，支持臂24与导向销轴23的结合还可以引导倾斜板22沿驱动轴16的轴向移动，以及倾斜板22的倾斜移动。当倾斜板22向汽缸体11一侧(后方侧)移动时，倾斜板22的倾角将随之减小。

螺旋弹簧26配置在转动体21和倾斜板22之间。螺旋弹簧26向后方向对倾斜板22施加弹性力。转动体21的后侧面上形成有突起部21a。通过使倾斜板22与该突起部21a接触的方式，可限制其不产生超过预定的最大倾角的倾斜。

如图1-图3所示，汽缸体11的中心部分贯通设置有沿驱动轴16的轴向伸延的收容孔27。收容孔27内装有一端闭合的圆筒状阻断体28，而且阻断体28可以沿驱动轴16的轴向方向滑动。阻断体28具有大直径部分28a和小直径部分28b。螺旋弹簧29配置在大直径部分28a与小直径部分28b之间的阶台处与收容孔27的内表面之间。该螺旋弹簧29可以向倾斜板22方向对阻断体28施加弹性力。

将驱动轴16后端部插到阻断体28内。在大直径部分28a的内侧周面，利用卡环31固定有径向轴承30。径向辆承30可以相对于驱动轴16滑动。驱动轴16的后端部通过径向轴承30和阻断体28，由收容孔27的内侧周面支撑着。

吸入通路32沿驱动轴16的轴向方向伸延，并且形成于后壳体13和圆头钢板14的中心处。吸入通路32构成吸入压力区。吸入通路32的里端与收容孔27连通。圆头钢板14上形成位置确定面33，它位于吸入通路32内侧端的开口周围。阻断体28的后侧端可与位置确定面33相接触。通过使阻断体28的后侧端与位置确定面33相接触的方式，可以限制向阻断体28后方(由转动体21离开的方向)的移动，并由收容孔27阻断吸入通路32。

轴向轴承34以可沿驱动轴16轴向移动的方式支撑在驱动轴16上，并位于倾斜板22和阻断体28之间。在螺旋弹簧29的弹性力作用下，通常，轴向轴承34被压入倾斜板22与阻断体28之间。轴向轴承34可以阻断倾斜板22的转动被传到阻断体28。

倾斜板22随其倾角减小向后方移动。随着倾斜板22向后方移动，可通过轴向轴承34向后方挤压阻断体28。这时，阻断体28可以反抗螺旋弹簧29的弹性力，向位置确定面33一侧移动。如图3所示，当倾斜板22的倾角到达最小位置时，阻断体28的后侧端将与位置确定面33接触，使阻断体28配置在可以阻断吸入通路32与收容孔27之间连通的闭锁位置。

若干个汽缸体内腔11a沿与驱动辆16的轴向平行的方向贯穿形成在汽缸体11中。各个汽缸体内腔11a等间隔地配置在驱动轴16的轴线周围。单头状活塞35分别被收容在各汽缸体内腔11a内。在各活塞35处，以可相对滑动的方式嵌装一对闸瓦36的半球部。两个闸瓦36的平面部分以可滑动方式夹持着倾斜板22。可以通过转动体21将驱动轴16的转动传递到倾斜板22。倾斜板22的转动运动可以通过闸瓦36变换为活塞35在汽缸体内腔11a内的往复运动。

在后壳体13内的中心部分形成吸入室37。它通过连通孔口45与收容孔27相连通。排气室38也设置在后壳体13内，并位于吸入室37的周围。吸入孔口39和排气孔口40以与汽缸体内腔11a相对应的方式分别形成在圆头钢板14上。吸入阀41以与各吸入孔口39对应的方式形成在圆头钢板14上。排气阀42也以与各个排出孔口40对应的方式形成在圆头钢板14上。

当各活塞35在汽缸体内腔11a中从上止点向下止点移动时，吸入室37内的制冷剂气体将由吸入孔口39压开吸入阀41，流入各汽缸体内腔11a。当各活塞35在汽缸体内腔11a中由下止点向上止点移动时，各汽缸体内腔11a内被压缩的制冷剂气体将由排气孔口40压开排气阀42而排出至排气室38。可以通过与圆头钢板14上的制动器43接触的方式限制排出阀42的开启量。

转动体21和前壳体12之间配置有轴向轴承44，它可以通过活塞35和倾斜板22等部件接受转动体21施加的压缩抑制力。

驱动轴16内形成泄压通路46，它具有位于唇型密封20附近的、开口朝向曲轴箱15内侧的入口46a，和开口位于阻断体28内部的出口46b。在阻断体28后侧端周面处还形成有泄压孔口47。泄压孔口47使阻断全28的内部与收容孔27连通。

供给通路48使排气室38与曲轴箱15连通，它形成于后壳体13、圆头钢板14和汽缸体11处。容量控制阀49设在供给通路48的通路中，并安装在后壳体13上。导入通路50形成在吸入通路32和容量控制阀49之间的后壳体13处，用于导引容量控制阀49内的吸入压力Ps。

排气孔口51形成在与排气室38连通的汽缸体11处。外部制冷剂回路52与排出孔口51和吸入通路32连通。在外部制冷剂回路52上，设置有冷凝器53、膨胀阀54和蒸发器55。膨胀阀54可以响应蒸发器55出口侧制冷剂气体的温度变化，调节制冷剂的流量。蒸发器55附近设有温度传感器56a。温度传感器56a检测蒸发器55的温度，并根据检测到的温度，向控制计算机57输出信号。计算机57可以与诸如空调装置动作开关58a、车厢内温度设定器58b、车厢内温度传感器56b、发动机转速传感器56c和车厢外温度传感器56d等各种装置相连。乘车者可以根据所希望的车厢内温度用车厢内温度设定器58b设定目标温度。温度传感器56a、车厢内温度传感器56b、发动机转速传速器56c和车厢外温度传感器56d等构成冷却负载检测组件56(参见图4)。动作开关58a和车厢内温度设定器58b等构成冷却状态设定组件58(参见图4)。

如图1-图3所示，容量控制阀49具有彼此结合在一起的机架64和电磁螺线管65。在机架64和电磁螺线管65之间形成阀室66。阀室66通过第一孔口70和供给通路48与排气室38连通。阀体67配置在阀室66内。阀孔68沿机架64的轴向伸延，并在阀室66的内侧端面处开口，形成在机架64上。阀孔68的孔口周围形成可与阀体67的端面接触的阀座。第一螺旋弹簧69配置在阀体67和阀室66的内侧端面之间，并沿打开阀孔68的方向对阀体67施加弹性力。

机架64的内侧上部形成压力敏感室71。压力敏感室71通过第二孔口72和导入通路50与吸入通路32连通。压力敏感室71内部设置有波纹管73。波纹管73构成压力敏感部件，用于检测经导入通路50由吸入通路32导入到压力敏感室71内的吸气压力Ps。机架64上形成第一导向孔口74，它位于压力敏感室71与阀孔68之间，并与阀孔68位于同一轴线上。连接波纹管73和阀体67的第一棒杆75以可沿第一导向孔口74轴向滑动的方式，插入在该第一导向孔口74中。第一棒杆75有可通过阀孔68的小直径部分，从而可确保在第一棒杆75和阀孔68之间形成允许制冷剂气体通过的间隙。

第三孔口76形成在机架64上，位于阀室66和压力敏感室71之间，并沿与阀孔68正交的方向延伸。阀孔68经第三孔口76和供给能路48与曲轴箱15相连。这样，第一孔口70、阀室66、阀孔68和第三孔口76构成供给通路48的一部分。

在电磁螺线管65的中心部位形成上端开口的收容孔口77。将固定铁心78塞入收容孔口77的开口处，与该开口嵌装固定。通过将固定铁心78嵌装入收容孔口77的开口处的方式，可以在收容孔口77内形成分割出的收容室79。柱塞80以可在收容室79内往返移动的方式被收容在收容室79内，铁制的柱塞80呈一端闭合的圆筒状。柱塞80和收容孔口77内侧底面之间夹装有第二螺旋弹簧81。该第二螺旋弹簧81的弹性力小于第一螺旋弹簧69的弹性力。固定铁心78上形成第二导向孔口82，并且位于收容室79和阀室66之间，与第一导向孔口74位于同一轴线上。阀体67下端有与其形成一体的第二棒杆83，它以可沿第二导向孔口82轴线方向滑动的方式被插在第二导向孔口82中。第一螺旋弹簧69对阀体67施加向下的弹性力。第二螺旋弹簧81向柱塞80施加向上的弹性力。因此，第二棒杆83前端通常与柱塞80接触。换句话说，阀体67可以通过第二棒杆83与柱塞80一体地移动。

当将容量控制阀49安装在后壳体13上时，在与第三孔口76对应的位置处，即在容量控制阀49的机架64的外侧周面与后壳体13的内壁之间形成小腔室86。该小腔室86通过第三孔口76与阀孔68连通。连通槽84与收容室79相通，并且形成在固定铁心78的侧面。连通孔口85呈连接连通槽84和小腔室86的方式，形成在机架64中。因此，收容室79可通过连通槽84、连通孔口85、小腔室86和第三孔口76与阀孔68连接。采用这种构成，可使收容室79内的压力与阀孔68内的压力(曲轴箱压力Pc)相等。

圆筒状线圈87配置在固定铁心78和柱塞80周围。该线圈87经过驱动回路88与作为外部电源的蓄电池89连接。

图4为表示控制向容量控制阀49的线圈87供给电流的构成方式的方框图。计算机57具有作为吸入压力确定组件91、目标电流值确定组件92、高频抖动控制组件93和比较组件94等功能。

如图1和图4所示，由冷却状态设定组件58和冷却负载检测组件56将控制容量控制阀49所需的各种必要信息，输入至吸入压力确定组件91。这些信息包括诸如由车厢内温度设定器58b设定的目标温度，由温度传感器56a测得的温度，由车厢内温度传感器56b测得的车厢内温度，由空调装置动作开关58a给出的通/断信号，由发动机转速传感器56c测得的发动机转动速度，由车厢外温度传感器56d测得的车厢外温度等等。吸入压力确定组件91根据输入的各种信息计算出目标吸入压力，并且将与该目标吸入压力有关的信息送至目标电流值确定组件92。目标电流值确定组件92可以根据这一目标吸入压力计算出目标电流值，并且将与该目标电流值有关的信息输出至高频抖动控制组件93。如图5(a)所示，高频抖动控制组件93可以根据该与目标电流值有关的信息计算出其占空比，并且将相应于这一计算出的占空比的负载信号输出至驱动回路88。如图5(b)所示，驱动回路88将由蓄电池89输入的稳定直流电流(稳流)变换成与输入负载信号对应的脉动电流，并输出至容量控制阀49的线圈87。

电流检测器95连在驱动回路88和线圈87之间，用于检测由驱动回路88输入到线圈87的脉动电流。电流检测器95将与测得的脉动电流平均值相关的信息输出至计算机57中的比较组件94。另一方面，由前述目标电流值确定组件92给出的与目标电流值相关的信息也输入至比较组件94。比较组件94比较这两个输入信号，并且将与比较结果相关的信息输出至高频抖动控制组件93。高频抖动控制组件93根据输入的信息，调整驱动回路88输出的负载信号中的占空比，使供给至线圈87的脉动电流平均值与目标电流值相一致。换句话说就是对供给线圈87的电流进行反馈控制。

下面说明具有前述结构构成之压缩机的运行方式。

当动作开关58a处于导通状态时，如果车厢内温度传感器56b测得的车内温度高于由车厢内温度设定器58b设定的温度，则计算机57向驱动回路88发出激励电磁螺线管65的指令。具体地说，如图5(a)所示，计算机57向驱动回路88输出具有预定占空比的负载信号。如图5(b)所示，驱动回路88将蓄电池89供给的稳流电流变换为与输入负载信号对应的脉动电流，并供给线圈87。如图5(a)和图5(b)所示，供给线圈87的脉动电流的变化与负载信号中导通时间和断开时间的比率相关。如果负载信号中的占空比比较大，即负载信号中导通时间占总时间的比率较大，供给线圈87的脉动电流平均值也比较大。如果负载信号中的占空比比较小，即负载信号中导通时间占总时间的比率较小，供给线圈87的脉动电流平均值也比较小。

当对线圈87供给脉动电流时，固定铁心78和柱塞80之间将产生与供给的脉动电流大小相应的吸引力。该吸引力可经第二棒杆83传至阀体67。于是，阀体67将反抗第一螺旋弹簧69的弹性力，向着闭合方向对阀孔68施加弹性力。另一方面，波纹管73将吸入压力Ps的变化相应地产生位置变化，该吸入压力Ps是由吸入通路32经导入通路50引入压力敏感室71的。波纹管73的位置变化经第一棒杆75传递到阀体67。在吸入压力Ps比较大时，波纹管73将收缩，朝使阀孔68的闭合方向移动阀体67。

因此，由阀体67确定的阀孔68开启量是作用在阀体67上的多个力平衡的结果，具体的说，根据电磁螺线管65施加的弹性力、波纹管73施加的弹性力和第一、第二弹簧69、81的弹性力之间的力确定阀孔68的开启量。

脉动电流的变化周期非常短。固定铁心78和柱塞80之间的吸引力随该脉动电流的变化而变化。然而，柱塞80并不能正确地跟随吸引力的变化而移动位置，从外表上看，它以与变化着的吸引力的平均值，即脉动电流的平均值相应的位置为中心仅作上下振动。因此，柱塞80加给阀体67的弹性力将随脉动电流平均值的增大而迅速增大。阀体67通过第二棒杆83仅相对于柱塞80上下振动。

冷却负载比较大的场合就是比如车厢内温度传感器56b测得的温度与车厢内温度设定器58b设定的温度之间的差比较大的场合。当检测温度与设定温度的差比较大时，计算机57的吸入压力确定组件91将算得更低的目标吸入压力。当目标吸入压力更低时，目标电流值确定组件92将计算出更高的目标电流值。而当目标电流值更高时，高频抖动控制组件93将计算出更大的占空比。因此，当检测温度与设定温度之间的差比较大时，计算机57将对驱动回路88发出加大供给线圈87的脉动电流平均值的指令。这样，便可以增大固定铁心78与柱塞80之间吸引力的平均值，从而显著地增大对阀体67向阀孔68闭合方向的弹性力。于是，可以将使阀体67向阀孔68闭合方向移动所需要的吸入压力Ps设定得比较低。采用这种方式，阀体67可以相应于更低的吸入压力Ps实现调整阀孔68开启量的操作。换句话说，当供给的脉动电流平均值增大时，容量控制阀49可按保持更低的吸入压力Ps(与目标吸入压力相当的)的方式实施动作。

当利用阀体67减小阀孔68的开启量时，可以减小自排出室38经供给通路48供给曲轴箱15的制冷剂气体的量。另一方面，曲轴箱15内的制冷剂气体将经泄压通路46和泄压孔口47流出至吸入室37。这样，便可以降低曲轴箱15内的压力Pc。当冷却负载比较大时，吸入压力Ps也比较高，所以汽缸体内腔11a内的压力也比较高。因此，当曲轴箱15内的压力Pc与汽缸体内腔11a内的压力之间的差比较小时，倾斜板22的倾角将比较大，从而使压缩机在大排气量状态下运行。

当容量控制阀49的阀体67完全关闭阀孔68时，供给通路48也闭合，从而不再进行自排气室38至曲轴箱15的高压制冷剂气体的供给。因此，曲轴箱15内的压力Pc将与吸入室37内比较低的压力Ps大体相等。正如图1和图2所示，这时的倾斜板22的倾角最大，故压缩机在最大排气量状态下运行。通过使倾斜板22与转动体21的突起部21a接触的方式，可以限制倾斜板22的倾斜超过预定的最大倾角度。

与此相反，冷却负载比较小的场合就是比如说车厢内温度传感器56b测得的温度与车厢内温度设定器58b设定的温度之间的差比较小的场合。当检测温度与设定温度之间的差比较小时，计算机57的吸入压力确定组件91将给出更高的目标吸入压力。当目标吸入压力更高时，目标电流值确定组件92将计算出更低的目标电流值。而当目标电流值更低时，高频抖动控制组件93将计算出更小的占空比。因此，当检测温度与设定温度之间的差比较小时，计算机57将对驱动回路88发出减小供给线圈87的脉动电流平均值的指令。这样，便可以减小固定铁心78与柱塞80之间吸引力的平均值，从而显著的减小对阀体67施加的向阀孔68闭合方向的弹性力。于是，可将使阀体67向阀孔68闭合方向移动所需的吸入压力Ps设定得比较高。采用这种方式，阀体67可以相应于更高的吸入压力Ps实施调整阀孔68开启量的操作。换句话说，当供给的脉动电流平均值减小时，容量控制阀49可按保持更高吸入压力Ps(与目标吸入压力相当的)的方式动作。

当利用阀体67增大阀孔68的开启量时，可以增大自排气室38供给曲轴箱15的制冷剂气体的量，从而可以提高曲轴箱15内的压力Pc。另外，由于当冷却负载比较小时，吸入压力Ps也比较低，所以汽缸体内腔11a内的压力也比较低。因此，当曲轴箱15内的压力Pc与汽缸体内腔11a内的压力之间的差比较大时，倾斜板22的倾角将比较小，从而使压缩机在小排气量的状态下运行。

当近于无冷却负载的状态时，外部制冷剂回路52中蒸发器55的温度会相当低，接近于开始发生冷冻的温度。如果由温度传感器56a测得的温度低于开始发生冷冻的温度，计算机57将向驱动回路88发出对电磁螺线管65消磁的指令。具体的说是，计算机57中的吸入压力确定组件91为目标吸入压力确定其预定的最高值。目标电流值确定组件92根据此最高目标吸入压力，确定零值目标电流。高频抖动控制组件93根据此零值目标电流确定零值占空比。据此，驱动回路88对电磁螺线管65消磁，并停止对线圈87供电。于是，便可以消除固定铁心78和柱塞80之间产生吸引力。如图3所示，阀体67将在第一螺旋弹簧69的弹性力作用下，反抗第二螺旋弹簧81经柱塞80和第二棒杆83施加的弹性力，向打开阀孔68的方向移动，从而可将阀体67配置在使阀孔68开启量为最大的位置处。由此，由排气室38供给曲轴箱15的制冷剂气体的量将急剧增高，从而使曲轴箱15内的压力Pc急剧上升。这样，可以使倾斜板22的倾角达到最小，进而使压缩机在最小排气量的状态下运行。

当断开动作开关58a时，计算机57向驱动回路88发出对线圈87消磁的指令。这时，倾斜板22倾角为最小。

如上所述，在供给线圈87的脉动电流平均值增大的过程中，容量控制阀49的阀体67相应于较低的吸入压力Ps实施调整阀孔68开启量的操作，而在供给线圈87的脉动电流平均值减小的过程中，它相应于较高的吸入压力Ps实施调整阀孔68开启量的操作。同时，压缩机通过努力使吸入压力Ps保持在目标吸入压力的方式，控制倾斜板22的倾角，调整排气量。因此，容量控制阀49具有可相应于所供给的脉动电流平均值将吸入压力Ps调节为目标吸入压力的功能。带有这种容量控制阀49的压缩机，具有可调节空调装置冷却能力的功能。

随着倾斜板22的倾角的减小，与倾斜板22的倾斜移动连动的阻断体28可徐徐减小由吸入通路32至吸入室37的气体流路横截面积，因此可以徐徐减小自吸入通路32流入吸入室37制冷剂气体的量。采用这种方式，还可以徐徐减小自吸入室37吸入汽缸体内腔11a内制冷剂气体的量，进而徐徐减小排气量。由此，可徐徐减小排气压力Pd，继而还徐徐减小驱动压缩机所需要的转矩。采用这种方式，当排气量由最大变化至最小时，可以不至在短时间内产生过大的转矩变化，从而可以缓解由于转矩变化所产生的冲击。

当倾斜板22的倾角为最小时，阻断体28与位置确定面33接触。当阻断体28与位置确定面33接触时，限制着倾斜板22的最小倾角，同时阻断吸入室37的吸入通路32。因此，制冷剂气体将不能自外部制冷剂回路52流入吸入室37，从而中止外部制冷剂回路52和压缩机之间的制冷剂气体循环。

倾斜板22的最小倾角仅略大于零度。当将倾斜板22配置在与驱动轴16轴线方向正交的平面上时，此角为零度。因此，即使倾斜板22的倾角为最小，仍然有制冷剂气体从汽缸体内腔11a排至排气室38，从而使压缩机可在最小排气量下运行。由汽缸体内腔11a排至排气室38的制冷剂气体通过供给通路48流入曲轴箱15。曲轴箱15内的制冷剂气体再经泄压通路46、泄压孔口47和吸入室37被吸入汽缸体内腔11a。也就是说，当倾斜板22的倾角处于最小状态时，制冷剂气体可经排出室38、供给通路48、曲轴箱15、泄压通路46、泄压孔口47、吸入室37和汽缸体内腔11a构成的压缩机内的循环通路进行循环。在这种循环的同时，包含在制冷剂气体中的润滑油对压缩机内各部分实施润滑。

当动作开关58a处于导通状态并且倾斜板22保持在最小倾角时，如果随着车厢内温度上升而使制冷负载增大，则由车厢内温度传感器56b测得的温度将高于用车厢内温度设定器58b设定的温度。与前述情况相类似，计算机57根据这一检测温度的上升，可对驱动回路88发出激励电磁螺线管65的指令。在电磁螺线管65被激励时，供给通路48关闭，排气室38内的制冷剂气体供给曲轴箱15。曲轴箱15内的制冷剂气体将通过泄压通路46和泄压孔口47流出到吸入室37。这样，曲轴箱15内的压力Pc将逐步下降，倾斜板22亦将由最小倾角移至最大倾角。

随着倾斜板22倾角的增大，阻断体28将在螺旋弹簧29弹性力的作用下，由位置确定面33徐徐离开。与此同时，自吸入通路32至吸入室37之间的气体流路横截面积将缓缓增大。这样，可以徐徐增大自吸入通路32流入吸入室37制冷剂气体的量。因此，自吸入室37吸入汽缸体内腔11a内的制冷剂气体量也将徐徐增大，进而使排气容量徐徐增大。于是，随着排气压力Pd的徐徐增大，驱动压缩机所需的转矩也将徐徐增大。采用这种方式，当排气量从最小变化至最大时，可不至在短时间内过大地改变转矩，从而可以缓解由于转矩变化而产生的冲击。

如果停止发动机E而使压缩机停止运转(换句话说就是停止倾斜板22的转动)，则应停止对容量控制阀49的线圈87供给电流。采用这种方式，可以对电磁螺线管65消磁，并打开供给通路48。此时，倾斜板22的倾角为最小。如果持续保持压缩机的停止运转状态，压缩机内的压力将趋均匀化，在螺旋弹簧26弹性力的作用下，倾斜板22保持其最小倾角。因此，当随着发动机E的起动而使压缩机开始运转时，倾斜板22自负载转矩为最小的最小倾角状态开始转动。这样，可抑制压缩机起动时所产生的冲击。

柱塞80以可滑动方式支撑在电磁螺线管65内。也就是说，与柱塞80整体移动的第一棒杆75和第二棒杆83以可滑动方式支撑在机架64处。由此，在柱塞80、第一棒杆75及第二棒杆83之间的滑动面上将产生预定的摩擦力。然而，在本实施形式中，供给容量控制阀49的线圈87的电流为脉动电流，因而，固定铁心78与柱塞80之间的吸引力将随着脉动电流的变化而变化。由此，即使在吸入压力Ps保持一定且供给线圈87的电流不发生变化时，柱塞80也不能静止地处于一定的位置处，而是上下振动。采用这种方式，可以防止在柱塞80、第一棒杆75以及第二棒杆83之间产生比动摩擦力大的最大静摩擦力。

因此，移动柱塞80所需的力是相当小的。这样，在需要改变阀孔68的开启量时，可改变供给线圈87的电流，进而可平滑而可靠地将柱塞80移至所需位置处。这可防止电磁螺线管65的大型化以及加大电能消耗。从而可以减小驱动压缩机及交流发动机等辅助机械用的发动机E的能量，进而可使压缩机整体的小型化。

由于柱塞80、第一棒杆75以及第二棒杆83之间的滑动面处不会产生最大静摩擦力，所以即使供给线圈87的电流变化幅度较小，也可以平滑而可靠地将柱塞80移至所需的位置处。采用这种方式，可以减少电能消耗，并可以精细而正确地控制容量控制阀49。从应该尽可能减少发动机E负担的角度看，具有这种构成的容量控制阀49是可用于无离合器型变容式压缩机的最合适的控制阀。

伴随通电，线圈87会发热。温度的变化会使线圈87的电阻值改变。如图6所示，即使蓄电池89的电压大体保持一定，流过线圈87中的脉动电流的平均值也将随着线圈87的温度变化而变化。这样，供给线圈87的目标电流值与流过线圈87的实际电流值之间将产生偏差。

在本实施形式中，用电流检测器95检测驱动回路88供给线圈87的脉动电流。电流检测器95将与测得的脉动电流平均值有关的信息反馈给计算机57。根据对该反馈的实际脉动电流平均值与目标电流值进行比较，计算机57按使供给线圈87的脉动电流平均值与目标电流值相一致的方式调整驱动回路88输出的负载信号中的占空比。这种反馈控制与线圈87电阻值随温度变化的变化无关，所以可使流过线圈87的实际电流值与目标电流值相一致。因此，可以不受温度变化的影响比对容量控制阀49进行正确的控制。

可经供给通路48和第一孔口70向用于收容阀体67的阀室66导入排气室38的压力Pd。因此，在配置有排出压力Pd的氛围下，排气压力Pd并不对阀体67向某一个移动方向施加作用。因此，排气压力Pd并不对阀体67的移动产生影响。

经供给通路48和第三孔口76可将曲轴箱15内的压力Pc导入阀孔68内。该阀孔68内的压力Pc可经小型腔室86、连通孔口85和连通槽84导入收容室79内。因此，阀孔68内的压力与收容室79内的压力相等。在阀孔68内的压力Pc作用下，阀体67受到朝向阀孔68打开方向的作用力。另一方面，在作用于第二棒杆83前侧端的收容室79内的压力Pc的作用下，阀体67还受到朝向阀孔68关闭方向的作用力。因此，作用在阀体67上的曲轴箱压力P℃被抵消。也就是说，曲轴箱压力Pc不会对阀体67的移动产生影响。

如上所述，作用于阀体67上的排气压力Pd和曲轴箱压力Pc的影响相互抵消。这样，排气压力Pd和曲轴箱压力Pc中较大的一个移动阀体67，所以无需在固定铁心78和柱塞80之间形成比较大的吸引力。因而，无需采用较大的电磁螺线管65即可正确地控制容量控制阀49。

下面，参考图4、图7和图8，说明作为本发明变容式压缩机具体构成的第二实施形式。在该第二实施形式中，与上述第一实施形式中所用的相同部件，用相同的参考标号示出，故这里主要说明与第一实施形式不同的部分。

如图7和图8所示，汽缸体11处形成的第二吸入通道101，与曲轴箱15处的收容室27相连。自吸入通路32供给收容孔27内的制冷剂气体可经第二吸入通道101导入曲轴箱15。

导入通道102在吸入室37处与曲轴箱15相接。制冷剂气体可经导入通道102，由曲轴箱15导入吸入室37。导入通道102包含第一通路146、连通孔104、第二通路103、阀室105和贯穿孔105a。第一通路146以沿驱动轴16轴线方向延伸的方式形成在驱动轴16内。第一通路146具有在曲轴箱15内开口于唇型密封20附近的入口146a，和开口于阻断体28内的出口146b。连通孔口104形成在阻断体28周面上，使阻断体28内部与在汽缸体11和圆头钢板14处形成的第二通路103连通。在后壳体13处形成的阀室105与第二通路103相连。贯穿孔105a使阀室105与吸入室37相连。

第二通路103的出口形成锥型孔106。构成滑阀的阀体107以可移动方式配置在阀室105内。阀体107具有与锥型孔106相对设置的锥孔状节流部分108。弹簧109配置在阀体107与阀室105内面之间。这一弹簧109沿离开锥型孔106的方向对阀体107施加弹性力。

在阀体107背面一侧的阀室105内分割形成控制压力室111。在后壳体13处形成的压力供给通路110使排气室38与控制压力室111相通。容量控制阀49安装在后壳体13上，并位于压力供给通路110的通路中。在后壳体13、圆头钢板14和汽缸体11上还形成有泄压通路112，后者使控制压力室111与曲轴箱15连通。

如图4所示，本第二实施形式中的计算机57具有作为电流值指定组件193的功能，并取代上述第一实施形式中的高频抖动控制组件93。所述电流值指定组件193可以发出指令，向驱动回路188施加由目标电流值确定组件92算得的目标电流值。驱动回路188具有可将稳流电流变换为有预定频率之脉动电流的功能。具体地说，即驱动回路188可将蓄电池89供给的具有一定值的直流电流(稳流)变换为具有预定频率且平均值为电流值指定组件193指定之电流值的脉动电流，并且输出至容量控制阀49的线圈87。因此，可与电流值指定组件193指定的电流值的变化相应地改变供给线圈87之脉动电流的平均值。

另外，电流值指定组件193可根据比较组件94给出的信息，按使流过线圈87的实际脉动电流平均值与目标电流值一致的方式，调整给驱动回路88指定的电流值。

下面，说明具有上述构成之压缩机的动作过程。

压缩机运转时，制冷剂气体自外部制冷剂回路52，经吸入通路34、收容孔27和第二吸入通道101供给曲轴箱15内。曲轴箱15内的制冷剂气体经导入通道102导入至吸入室37内，而导入通道102包含第一通路146、连通孔口104、第二通路103、阀室105和贯穿孔105a。因此，在本实施形式中，曲轴箱15构成外部制冷剂回路52与吸入室37之间通路的一部分。

对于制冷负载比较大的情况，供给容量控制阀49的线圈87的脉动电流平均值也比较高。这样，固定铁心78与柱塞80之间吸引力的平均值比较大，而使沿阀孔68关闭方向加给阀体67的弹性力也显著地增大。当利用阀体67减小阀孔68的开启量时，由排气室38经压力供给通路110流入控制压力室111制冷剂气体的量也将减少。另一方面，控制压力室111内的制冷剂气体将经泄压通路112流至曲轴箱15内。这样，当控制压力室111内压力下降时，阀体107将向后方(离开锥型孔106的方向)移动，进而减小阀体107的节流部108对锥型孔106的节流量。当该节流量减小时，即当锥型孔106的开启量加大时，由曲轴箱15经导入通道102流入吸入室37制冷剂气体的量将会增多，进而使吸入室37内压力增高。因此，曲轴箱15内压力Pc与汽缸体内腔11a内压力之间的差会变小，从而如图7所示，倾斜板22的倾角将增大，使压缩机在大排气量状态下运行。

当容量控制阀49的阀体67完全关闭阀孔68时，压力供给通路110关闭，不再进行由排气室38向控制压力室111供给制冷剂气体。于是，控制压力室111内的压力将进一步下降，阀体107将使锥型孔106的开启量达到最大。这样，吸入室37内压力将与曲轴箱15内压力Pc大体相同。如图7所示，这使倾斜板22的倾角达到最大，使压缩机在最大排气量状态下运行。在用容量控制阀49关闭压力供给通路110的情况下，排气室38内的高压制冷剂气体不再经压力供给通路110和泄压通路112供给曲轴箱15内，而是供给外部制冷剂回路52。

相反，在减小冷却负载的情况，将降低供给控制阀49的线圈87的脉动电流平均值。这样，将减小固定铁心78与柱塞80之间吸引力的平均值，而使沿阀孔68关闭方向加给阀体67的弹性力也显著地减小。当利用阀体67增大阀孔68的开启量时，由排气室38经过压力供给通路110流入控制压力室111制冷剂气体的量也将增多。这样，当控制压力室111内的压力上升时，阀体107将向前方(靠近锥型孔106的方向)移动，进而增大阀体107节流部108对锥型孔106的节流量。当该节流量增大时，即当锥型孔106的开启量减少时，由曲轴箱15经导入通道102流入吸入室37制冷剂气体的量将会减少，使吸入室37内的压力降低。于是，曲轴箱15内压力Pc与汽缸体内腔11a内压力之间的差会变大，从而如图8所示，这将使倾斜板22的倾角减小，使压缩机在小排气量状态下运行。

当处于无冷却负载的情况时，停止对容量控制阀49的线圈87供电。这样，固定铁心78和柱塞80之间不产生吸引力。因此，可将阀体67配置在使阀孔68开启量为最大的位置处，从而使压力供给通路110的开启量为最大。由此，由排气室38供给控制压力室111制冷剂气体的量将进一步增多，从而使控制压力室111内的压力上升，而且还将使阀体107进一步向前方移动，使阀体107控制的锥型孔106节流量为最大。当节流量为最大时，由曲轴箱15流入吸入室37制冷剂气体的量为最小，而且使吸入室37内的压力进一步下降。这时，倾斜板22的倾角为最小，压缩机在最小排气量下运行。

当倾斜板22的倾角为最小时，与上述第一实施形式类似，阻断体28关闭吸入通路32。因此，制冷剂气体将不再从外部制冷剂回路52流入吸入室37。在这种情况下，排气室38、压力供给通路110、控制压力室111、泄压通路112、曲轴箱15、导入通道102、吸入室37和汽缸体内腔11a构成压缩机内的循环通路，而制冷剂气体在该循环通路内循环。

采用具有上述构成的第二实施形式，也可以获得与前述的第一实施形式相似的效果。

而且，本发明的实施形式还包括下述的变形形式。

(1)可在前述第一实施形式中设置使曲轴箱15与吸入室37连通的排气通路，并在该排气通路中设置容量控制阀49。对于这种情况，随着供给线圈87的脉动电流的平均值的增大，容量控制阀49可增大加给阀体67的朝阀孔68开放方向的弹性力。

(2)在前述第一实施形式及前述(1)中实施形式的压缩机中，也可采用与第二实施形式类似的方式，向容量控制阀49的线圈87供给脉动电流。

(3)在前述第二实施形式的压缩机中，也可采用如前述第一实施形式相似的方式，向容量控制阀49的线圈87供给脉动电流。

(4)本发明也可用于具有离合器的变容式压缩机及其控制方法。

Claims (12)

1、一种压缩机，它具有以可倾斜移动方式设置在曲轴箱(15)内的驱动轴(16)上的驱动板(22)，和可相对该驱动板(22)动作连动并配置在汽缸体内腔(11a)中的活塞(35)，所述驱动板(22)可将所述驱动轴(16)的转动变换为活塞(35)在汽缸体内腔(11a)中的往复移动，在压缩机压缩由单独设置的外部回路(52)经吸入室(37)向汽缸体内腔(11a)供给气体的同时，将压缩后的气体通过排气室(38)排出至外部回路(52)，所述驱动板(22)的倾角相应于曲轴箱(15)内压力与汽缸体内腔(11a)内压力之间差的变化而变化，驱动板(22)控制压缩机的排气量，并根据其倾角调整着活塞(35)的移动冲程，所述压缩机还具有调节组件，可以响应前述曲轴箱(15)内压力与汽缸体内腔(11a)中压力之间差的变化，调节曲轴箱(15)和吸入室(37)之一的压力，该调节组件包含使调整压力用的气体通过的气体通路(48；110)和调整流过该气体通路(48；110)气体量的控制阀(49)，控制阀(49)具有调节前述气体通路(48；110)开启量用的阀体(67)、压力敏感部件(73)和电磁螺线管(65)，阀体(67)可沿第一方向和与第一方向相反的第二方向移动，当阀体(67)要打开气体通路(48；110)时沿第一方向移动，而当要关闭气体通路(48；110)时朝第二方向移动，所述压力敏感部件(73)检测由所述外部回路(52)供给压缩机的气体压力，使所述阀体(67)对应于测得的压力移动，所述的电磁螺线管(65)被激励时，可产生与激励电流值相对的力，并对所述阀体(67)沿第一方向和第二方向之一加给作用力，所述压缩机的特征在于：

还具有向所述电磁螺线管(65)供给脉动电流的供给组件(57；88；89；95；188)，该供给组件(57；88；89；95；188)可改变脉动电流的平均值，以改变电磁螺线管(65)的作用力。

2、如权利要求1所述的压缩机，其特征在于前述的供给组件包括：

根据压缩机运行条件确定目标电流值的确定组件(92)；

将稳流电流变换为脉动电流的变换组件(88；188)；

按使所述脉动电流平均值与目标电流值一致的方式控制所述变换组件(88；188)的控制组件(93；193)。

3、如权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述控制组件具有可根据所述目标电流值计算占空比的运算组件(93)，所述变换组件(88)根据算得的占空比，以取该平均值作为前述目标电流值的方式将稳流电流变换为脉动电流。

4、如权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述变换组件(88)可根据所述控制组件(193)指定的目标电流值将稳流电流变换为具有预定频率的并取该平均值作为所述目标电流值的脉动电流。

5、如权利要求2所述的压缩机，其特征在于所述供给组件还具有检测流过电磁螺线管(65)的脉动电流平均值的检测组件(95)，前述控制组件(93；193)可根据测得的脉动电流平均值与所述目标电流值比较的结果，按使流过电磁螺线管(65)的实际脉动电流平均值与目标电流值一致的方式，对所述变换组件(88；188)进行反馈控制。

6、如权利要2所述的压缩机，其特征在于所述供给组件具有向所述变换组件(88；188)供给稳流电流的电源(89)。

7、如权利要求1-6中任一权利要求所述的压缩机，其特征在于所述电磁螺线管(65)以夹持所述阀体(67)的方式配置在压力敏感部件(73)的相对一侧，该电磁螺线管(65)具有固定铁心(78)、按可相对铁心(78)移进和移远的方式与铁心(78)相对配置的柱塞(80)，以及配置在铁心(78)和柱塞(80)周围的线圈(87)，供给线圈(87)的电流可以在铁心(78)和柱塞(80)之间产生与该电流值加在阀体(67)上的作用力对应的吸引力。

8、如权利要求7所述的压缩机，其特征在于所述控制阀(49)具有：

配置在所述压力敏感部件(73)与所述阀体(67)之间的第一传递部件(75)，所述压力敏感部件(73)响应由外部回路(52)供给压缩机的气体压力上升，可通过第一传递部件(75)使阀体(67)向第二方向移动；

配置在所述柱塞(80)和阀体(67)之间的第二传递部件(83)，在所述吸引力作用下，柱塞(80)通过第二传递部件(83)对阀体(67)向第二方向施加作用力。

9、如权利要求8所述的压缩机，其特征在于前述的控制阀(49)还具有：

压力室(71)；

将外部回路(52)供给压缩机的气体导入压力室(71)的导入通路(50)；

所述压力敏感部件具有设在所述压力室(71)内的波纹管(73)，在压力室(71)内的压力上升时该波纹管(73)收缩，并在压力室(71)内的压力下降时伸展。

10、如权利要求1-6中任一个权利要求所述的压缩机，其特征在于所述气体通路是使排气室(38)与曲轴箱(15)相连的供给通路(48)，所述控制阀(49)配置在供给通路(48)的线路中，用于调节自排气室(38)经供给通路供给曲轴箱(15)气体的量以调整曲轴箱(15)内的压力。

11、如权利要求1-6中任一个权利要求所述的压缩机，其特征在于所述调整组件具有：

将所述外部回路(52)连至曲轴箱(15)的吸入通路(32，101)，

将曲轴箱(15)连至吸入室(37)的导入通道(102)，使气体由外部回路(52)通过吸入通路(32，101)、曲轴箱(15)和导入通道(102)供给吸入室(37)，

设在所述导入通道(102)线路中的调节阀(107)，它用于通过调节由外部回路(52)供给吸入室(37)气体的量，来调节吸入室(37)内的压力，

所述气体通路是引导排气室(38)内的气体进入调节阀(107)的压力供给通路(110)，用于将排气室(38)内的压力加给调节阀(107)，

所述控制阀(49)设在压力供给通路(110)的线路中，它通过调节自排气室(38)经压力供给通路(110)而导入调节阀(107)的气体量，进而调节加给调节阀(107)的压力，调节阀(107)可相应于所加的压力调节所述导入通道(102)的开启量。

12、如权利要求1-6中任一个权利要求所述的压缩机，其特征在于所述驱动轴(16)与使该轴(16)转动的外部驱动源E直接连接。

Images