CN1222645A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

有旋转件的压缩机,包括驱动轴(18)和斜盘(34)。活塞(31)压缩气体使旋转件扭振。减振器(48)联于该轴以减小旋转件扭振,其固有频率基本等于旋转件的,包括连于轴的金属销(49),连于旋转件的重块(51)和设于轴和重块间的橡胶体(50)。销用作沿扭振方向作用的弹簧,其弹簧常数在压缩机运转温度范围内基本相同。重块经销跟旋转件一起扭振以抵消后者扭振。减振器固有频率主要由重块质量和销的弹簧常数确定。橡胶体吸收旋转件的扭振,其弹簧常数小于销的,使减振器固有频率基本不受橡胶体影响。

Description

压缩机

本发明涉及例如应用于车辆空调系统中的压缩机，尤其涉及抑制振动和噪音产生的压缩机。

一种公知的压缩机采用一旋转斜盘，该斜盘固定于一驱动轴并与活塞联接。在旋转斜盘压缩机中，斜盘的转动被转换为活塞的往复运动，以压缩致冷气体。螺旋压缩机，它采用一对螺旋状转子来压缩气体，在现有技术中也是公知的。

在旋转斜盘和螺旋压缩机中，施加于驱动轴或转子的扭矩波动和在压缩期间作用于斜盘或转子的压缩反作用力的波动产生了振动。这些振动提示了压缩机的噪音级别。

为减小振动并抑制噪音，已建议采用减振器。例如，日本未审定的专利公告No.5-33787描述了一种螺旋压缩机，如图5所示，具有两个转子70。转子70中的一个由轴71支承。减振器72，它是一种普通的动态减振器，与轴71接合。减振器72包括一弹簧73，它与轴71连接，还包括一重块74，它与弹簧73联接。减振器72有一固有频率，由弹簧73的弹簧常数和重块74的质量确定。减振器72的固有频率大致与转子70的轴向振动频率相同。换言之，减振器72的频率和转子70的频率处在同一范围内。因此，减振器72的振动抵消转子70的轴向振动，从而减小了产生噪音的振动。

上述的公告还告之采用橡胶体来代替弹簧73。若转子70的轴向振动频率被包含在和减振器固有频率相同的范围内，按采用弹簧73时相同的方式，可减小振动。

然而，当转子70的振动频率在减振器72固有频率范围之外时，不管转子70峰值频率急剧地下降，转子70仍会轴向振动。因此，振动降低是不充分的。

若减振器采用橡胶体，则减振器的固有频率由于橡胶体的温度而很大变化。这是由于确定减振器固有频率的橡胶体的弹簧常数随温度而变化。

压缩反作用使作用于转子70上的扭矩产生波动，并产生振动(扭转振动)。这些扭转振动可用动态减振器来降低，该减振器有一弹性体，作用沿扭转方向作用的弹簧，还有一重块。然而，这种降低扭振的减振器具有和降低轴向振动的减振器72同样的缺点，即振动降低是不充分的。

驱动轴和斜盘的轴向与扭转振动也发生在旋转斜盘压缩机内。然而，应用于上述螺旋压缩机中的减振器不能充分地降低斜盘压缩机中的振动，这是显然的。

发明概述

因此，本发明的目的是提供一种改进的压缩机，它抑制了振动的产生。

为达到上述目的，本发明提供一种具有转子件的压缩机，它包括一根整体的旋转驱动轴；一个由旋转件驱动以压缩气体的压缩件，它使旋转件产生扭转振动；和一个用以降低旋转件扭转振动的减振器。该减振器具有的固有频率基本上等于旋转件的固有频率。该减振器包括一个与旋转件联接的弹性件。该弹性件起到沿扭振方向作用的扭转弹簧的功能。一重块经弹性件联接于旋转件。该重块经弹性件与旋转件一起扭振，以抵消旋转件的扭振。该减振器的固有频率主要由重块的质量和弹性件的弹簧常数确定。该弹性件由在压缩机工作温度范围内基本保持弹簧常数的材料制成。在旋转件和重块之间设置一吸振件，以吸收旋转件的扭振。该吸振件的弹簧常数小于弹性件的弹簧常数，使减振器的固有频率基本上不受吸振件的影响。

根据下面的说明，连同作为例子图示本发明原理的附图一起，本发明的其他的方面和优点会变得更加明显。

附图简介

认为是新颖的本发明的特点详细地限定在所附的权利要求书中。通过参照下面对目前最佳实施例的描述和附图，可以获得对本发明及其目的和优点的最清楚的理解。

图1是表示本发明压缩机的横剖视图；

图2是表示图1减振器的放大的局部横剖视图；

图3是表示图2减振器的透视图；

图4是表示扭振幅值和扭振频率之间关系的曲线图；

图5是表示应用于现有技术螺旋压缩机中的减振器的横剖视图。

优先实施例详述

参照图1-4，现在说明本发明的压缩机，如图1所示，前缸体11和后缸体12在压缩机的中间截面处彼此连接。前缸体11有一前端，通过一阀板13与前壳体14连接。后缸体12有一后端，通过一阀板15与后壳体16连接。缸体11、12，阀板13、15，前壳体14和后壳体16用若干螺栓17固定在一起而构成压缩机壳体。

一驱动轴18由一对径向轴承19旋转支承，并穿过缸体11、12和前壳体14的中心。驱动轴18有一前端，自前壳体14上伸出。一唇形密封装置20密封驱动轴18和前壳体14之间的空间。一离合器21设置在驱动轴18的前端。离合器21经一皮带22连于一外部驱动源E，诸如一发动机，并起到将驱动源E的动力有选择地传输到驱动轴18的功能。

离合器21包括一皮带轮23，一内轮毂24、一衔铁25和一电磁线圈26。在前壳体14的前部限定一支承管。一对轴承27安装在支承管上，以旋转方式支承皮带轮23。皮带22绕在皮带轮23上。内轮毂24固定在驱动轴18的前端。衔铁25由簧片28固定在内轮毂24上。电磁线圈26固定于前壳体14上，并设置在皮带轮23内，在衔铁25的相对位置上。

若干等间距的前缸筒29穿过前缸体11，而若干等间距的后缸筒30穿过后缸体12，每一前缸筒与后缸筒30之一对齐。每组对齐的缸筒29,30平行于驱动轴18的轴线，且缸筒29、30的轴线限定一个圆，该圆的中心与驱动轴轴线重合。具有一前端和一后端的双头活塞31安装在每组缸筒29、30内。在活塞31的前端和阀板13之间以及在活塞31的后端和阀板15之间限定一压缩腔32。

在缸体11、12内限定一曲柄腔33。在曲柄腔33内一斜盘34固定在驱动轴18上。斜盘34由一对半球形端头35联接于各活塞31。驱动轴18的转动使斜盘34将各活塞31往复移动。一止推轴承36设置在斜盘34各侧与相关缸体11、12的内中心端之间。换言之，止推轴承36将斜盘34保持在缸体11、12之间。

在前壳体14内，限定一吸气腔37和包围该吸气腔的一排气腔39。按同样方式，在后壳体16内，限定一吸气腔38和包围该吸气腔的一排气腔40。吸气腔37,38经一吸气腔道41分别与曲柄腔33连通，吸气腔道41穿过相关的缸体11、12和阀板13、15。曲柄腔33经一压缩机进口(未示)与一外部致冷剂回路(未示)连通。排气腔39、40经一压缩机出口(未示)和一排气通道42分别与该外部致冷剂回路连通，该排气通道42穿过相关的缸体11、12和阀板13、15。

在对应于各压缩腔32的各阀板13、15中限定吸气口43，以便将各压缩腔32与相关的吸气腔37,38连接。按同样方式，在对应于各压缩腔32的各阀板13,15中限定排气口44，以便将各压缩腔32与相关的排气腔39、40连接。在阀板13、15上为各吸气口44设置一吸气阀门45，以关闭吸气口43。在阀板13、15上为各排气口44设置一排气阀门46，以关闭排气口44。一挡板47固定于各阀板13、15上以限制各排气阀门46的最大开启角。

一减振器48与后吸气腔38内的驱动轴18的后端接合，以抑制驱动轴18的扭振。如图2和3所示，减振器48包括一金属销49，该销自驱动轴18的后端延伸；一橡胶状体50，它包括金属销49，及一重块51，它通过金属销49和橡胶状体50连于驱动轴18的后端。

金属销49，重块51和驱动轴18是共轴线的。金属销49起扭转弹簧的作用。橡胶状体50的功能是吸收金属销49的扭振。金属销49具有扭转弹簧常数，该常数在压缩机的整个运转温度范围内基本不变。橡胶状体50的材料和结构是这样确定的，使其扭转弹簧常数小于金属销49的。这样，橡胶状体50并不具有像扭转弹簧那样大的影响。因此，减振器48的固有频率主要由重量的质量和金属销49的弹簧常数确定。橡胶状体50最好由橡胶或弹性体制成。橡胶状体50最好是丁基橡胶。然而，除了橡胶之外可采用其他种类的橡胶或材料，以制成橡胶状体50，只要满足上述条件。

金属销49与驱动轴18制成一体。橡胶状体50是管形的，因此，它能安装于金属销49上。金属销49的远端具有阳螺纹49a。重块51具有阴螺纹51a，和金属销49的阳螺纹49a啮合，从而将重块51连接于驱动轴18。在将重块51固定到销49上之前，将橡胶状体50安装到金属销49上。一键(未示)设置在销49和重块51之间，以防止重块51变松。

橡胶状体50能可靠地固定在驱动轴18和重块51的端面上。橡胶状体50也能这样设置，使橡胶状体50仅仅接触驱动轴18和重块51。可采用粘结剂或硫化粘结剂来将橡胶状体50固定于驱动轴18和重块51。若橡胶状体50跟驱动轴18及重块51接触而不固定，则橡胶状体50能相对于驱动轴18和重块51移动。这会产生摩擦，这种摩擦可用来吸收扭振。

现在说明压缩机的工作。由外驱动源E产生的动力由皮带22不断地传输到离合器21的皮带轮23上。这样，当外驱动源E运转时，皮带轮23不断地转动。当施加于外致冷回路的致冷负载变为零时，停止对电磁线圈26激磁，从而使簧片28的推动力将衔铁25与皮带轮23分离。这便使驱动轴18和外驱动源E分离。

当驱动轴18由外驱动源E转动时，斜盘34在曲柄腔33内转动，并借助于端头35使各活塞31在相关的缸筒组29、30内往复移动。活塞31的往复移动将致冷气体自外致冷回路经压缩机进口吸入曲柄腔33内。曲柄腔33内的致冷气体然后经吸气通道41被吸入相关的吸气腔37、38内。当各活塞31的任一端进入吸气冲程时，该端自上止点移到下止点，并使相关压缩腔32内的压力下降。这便打开了相关的吸气阀门45，并将致冷气体经相关的吸气口43吸入压缩腔32内。

随着活塞31的端部进入压缩/排气冲程，压缩腔32内的致冷气体被压缩到预定的压力。被压缩的致冷气体然后打开相关的排气阀门46。这便将致冷气体经相应的排气口44排入相关的排气腔39、40内。被压缩的致冷气体然后经排气通道42和压缩机出口被送出排气腔39,40。外致冷回路包括一冷凝器，一膨胀阀和一蒸发器，它利用由压缩机压缩的致冷气体来空调车辆的客舱。

在压缩机运转期间，各活塞31的压缩作用导致致冷气体产生压缩反作用，后者通过活塞31和斜盘34作用于驱动轴18上。该压缩反作用产生波动，这又使施加于驱动轴18上的旋转力，即扭矩产生波动。该扭矩波动使全都整体旋转的驱动轴18、斜盘34和离合器21产生扭振。驱动轴18，斜盘34和离合器21构成单个旋转件。如在图4曲线中用虚线所示，在等于该旋转件固有频率的F1频率处，扭振变为最大。在该曲线中，扭振的幅值被表示为沿该旋转件旋转方向的扭矩皮动。

减振器48与驱动轴18整体联接和整体转动，它构成该旋转件的一部分。因此，减振器48通过作用弹性件49的金属销49与该旋转件一起扭振。在该优先实施例中，重块51的质量和金属销49的弹簧常数是这样确定的，使减振器48的固有频率与该旋转件的固有频率重合。这样，减振器48的振扭在该旋转件的扭振变为最大的频率F1处变为最大(参看图4)。重块51的扭振抵消该旋转件的扭振，因此，降低了如图4曲线中虚线所示的该旋转件的扭振峰值。此外，橡胶状体50，它并不具有像弹簧那样的充分影响，吸收该旋转件的扭振。因此，与图5中所示的现有技术不同，扭振峰值并不出现在减振器48固有频率F1附近范围之外。

因此，该包括驱动轴18的旋转件的扭振，在该优选实施例中以最佳的方式降低。这可靠地降低了振动并抑制了噪音。

橡胶状体50的弹簧常数较小，以不影响减振器48的固有频率。因此，减振器48的固有频率通过调节重块51的质量和金属销49的弹簧常数跟该旋转件的固有频率能精确和方便地配合，而不必考虑橡胶状件50的吸振效果。此外，可确定橡胶状体50的吸振程度而不必考虑减振器48的固有频率。这样，对减振器48很方便地提供优选的特性。

在压缩的整个运转温度范围内，金属销49的弹簧常数基本上不发生变化。此外，橡胶状体50的弹簧常数是小的，因而并不显著影响减振器48的固有频率。这样，即使压缩机中温度有变化，减振器48的固有频率也基本保持不变。因此，减振器48的固有频率与该旋转件的固有频率经常地重合而与温度变化无关。这样，减振器48的扭振减振效果不受温度变化的影响。

该优先的图示实施例采用单个金属销49，它被管形橡胶状体50包裹。这简化了减振器48的结构。此外，橡胶状体50和金属销49仅通过将橡胶状体50装到金属销49上来装配。

精通本技术领域的人们应当明白，本发明可用许多其它的特定方式来实施而不背离本发明的精神或范围。更详细地说，本发明可按下述方式来实施。

在图1至3的实施例中，金属销49和重块51是两分离体。然而，该金属销49和重块51可制成整体，并用螺纹固定在驱动轴18上。在此情况下，在金属销49和驱动轴18之间设置一个键，以防止金属销49松脱。

金属销49也可跟重块51和驱动轴18之一制成整体，并焊于重块51和驱动轴18中之另一个上。或者，金属销49可以是一个独立的部件，它被焊于或用螺纹固定于驱动轴18和重块51上。若金属销49是用螺纹固定的，应采用一种防止松脱的装置，诸如键。

在驱动轴18和重块51之间，可设置多于一个金属销49。在此情况下，可制成橡胶状体50来包裹若干金属销49。

在图1至3所示的优先实施例中，表明橡胶状体50与金属销49接触。在此状态下，在橡胶状体49和金属销49之间并不出现明显的相对运动。然而，橡胶状体50无须接触金属销49。这样，在金属销49和包围该金属销49的管形橡胶状体50之间可形成间隙。或者，驱动轴18和重块51可用一个或多个实心橡胶状支柱或用一个或多个金属销彼此连接。

橡胶状体50无须被装到金属销49上，而一开始可被制成包括金属销49。而且减振器48可设置在驱动轴18的前端，在压缩机壳体之外。

本发明可应用于任何种类的压缩机，诸如摇板式压缩机，叶片式压缩机，或螺旋压缩机。本发明除了应用于可变排量压缩机外，还可应用于固定排量压缩机。本发明可进一步应用于在水运工具和航空器的空调系统中采用的压缩机。

因此，认为本范例和实施例是说明性的而非限制性的，因而本发明并不限于本文所给出的细节，而可在所附权利要求书的范围与等同物内作出修改。

Claims (9)

1．一种压缩机，具有一个包括一整体旋转驱动轴(18)的旋转件；一个由该旋转件驱动以压缩气体的压缩件(31)，它使该旋转件产生扭振；一个减振器(48)，用以减小该旋转件的扭振，该减振器的固有频率基本上等于该旋转件的固有频率，其中，减振器包括一弹性件(49)，该弹性件与该旋转件联接，起到一个沿扭振方向作用的扭转弹簧的作用，还包括一重块(51)，经该弹性件与该旋转件联接，该重块经该弹性件与该旋转件一起扭振，以抵消该旋转件的扭振，减振器的固有频率主要由该重块的质量和该弹性件的弹簧常数确定，该压缩机的特征在于：

该弹性件由具有基本上保持在压缩机运转温度范围内的弹簧常数的材料制成；

一吸振件(50)设置在该旋转件和重块之间，以吸收该旋转件的扭振，其中，该吸振件具有的弹簧常数小于该弹性件的弹簧常数，使减振器的固有频率基本上不受该吸振件的影响。

2．按权利要求1所述的压缩机，其特征在于该吸振件包括一橡胶状体。

3．按权利要求1所述的压缩机，其特征在于该弹性件包括一金属销。

4．按权利要求3所述的压缩机，其特征在于该吸振件是管形的，以包围该金属销。

5．按权利要求3所述的压缩机，其特征在于该金属销与该驱动轴整体制成。

6．按权利要求5所述的压缩机，其特征在于该金属销的一端包含一阳螺纹，而该重块包含阴螺纹，与阳螺纹啮合。

7．按前述权利要求之一所述的压缩机，其特征在于该旋转件包括一个旋转斜盘，该斜盘被支承来与该驱动轴整体转动，该压缩件包括一活塞，与该斜盘联接，该活塞借助于旋转斜盘的转动而作往复运动。

8．按权利要求7所述的压缩机，其特征在于该旋转件还包括一个设置在一外驱动源和该驱动轴之间的离合器，有选择地使该外驱动源跟该驱动轴连接与分离。

9．按权利要求7所述的压缩机，其特征在于包括一个用以安装该驱动轴和旋转斜盘的壳体，该壳体包含一吸气腔，一用以保持该活塞的气缸筒和一排气腔，其中活塞将气体自吸气腔抽吸到气缸筒，并将气缸筒内的被压缩气体排入排气腔，其中减振器被配置在吸气腔内。

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