CN1283743A - 变容式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种变容式压缩机,在排气量小于最大排气量时,该压缩机可以防止突盘倾斜。在突盘17和前壳体11之间设置一个止推轴承61。所述止推轴承61为环形,它与传动轴16的轴线L同心。止推轴承61承受由活塞22通过斜盘18和枢轴机构19作用到突盘17上的压缩负载F。当斜盘18的倾斜度最大时,止推轴承61的半径11大于枢轴机构19的接触点和传动轴16的轴线(L)之间的距离。所以压缩负载F作用在止推轴承的半径范围内,从而减少了噪声和震动。

Description

变容式压缩机

本发明涉及空调车辆的变容式压缩机。

图6所示的就是这种变容式压缩机(这里简称压缩机)。图6的压缩机包括一个具有曲轴腔101的壳体102。一根由壳体102支承的传动轴103通过该曲轴腔101。将一块突盘104固定到曲轴腔101中的传动轴103上。一个斜盘105在传动轴103上滑动，该斜盘相对于传动轴103的轴线L倾斜。

突盘104和斜盘105之间有一个枢轴机构106。枢轴机构106包括一个导销111和一个支承臂112。形成在斜盘105上的导销111包括一个球状部分111a。形成在突盘104上的支承臂112包括一个用于接受球状部分111a的导孔112a。枢轴机构106使斜盘105与传动轴103一起旋转，并使该斜盘相对于传动轴103倾斜。

若干气缸腔108形成在壳体102中。在相应的气缸腔108中装有活塞107。各活塞107与斜盘105连接。通过枢轴机构106和斜盘105使传动轴103的旋转运动变成活塞107的往复运动。这样就可以反复进行使制冷剂气体进入气缸腔108、压缩上述气体和将气体排出气缸腔108的循环。

将一个止推轴承109设置在突盘104和壳体102的内壁102a之间。止推轴承109承受由活塞107通过斜盘105和枢轴机构106作用到突盘104上的压力F。

通过改变斜盘105的倾斜度来调节压缩机的排量。枢轴机构106可以使斜盘105改变倾斜度，而倾斜度的改变又使活塞107的冲程改变，也就是说使压缩机的排气量改变。斜盘105紧靠突盘104时就确定斜盘105的倾斜度达到最大。具体地说，使相对于轴线L与枢轴机构106径向对置的制动件110与突盘104接触。

当压缩机排气量最大时压缩负载F达到最大。当排气量最大时(见图6)，压缩负载F通过啮合处S(球形部分111a和导孔112a间的接触点)和制动件110从斜盘105传递到突盘104。因此，压缩负载F传递到轴线L相反两侧的突盘104上，从而可以防止压缩负载F的力矩使突盘104相对于传动轴103倾斜。

当压缩机排气量小于最大排气量时，制动件110不接触突盘104。因此，压缩负载F(与最大排气量时的负载相同)通过枢轴机构106的啮合处S从斜盘105传递到突盘104上。所以，传递到突盘104上的压缩负载F相对于轴线L并不平衡。

止推轴承109为环形，它在半径11范围内受到压缩负载F的作用。但是，当斜盘105的倾斜度最大时，该半径11小于啮合处S和轴线L之间的距离。因此，当斜盘105的倾斜度很大，制动件110与突盘104不接触时，止推轴承109在半径11范围内不受到来自啮合处S的压缩负载F的作用。

当排气量小于最大排气量时，压缩负载F的倾斜力矩作用到突盘104上，使该突盘104倾斜，并使内壁102a和突盘104之间的间隙增大。因此，当突盘104旋转时，止推轴承109振动。这样就会产生噪音，使压缩机震动。

本发明的目的在于提供一种变容式压缩机，在压缩机排气量小于最大排气量时，可以防止突盘倾斜。

为了实现上述目的，本发明提供的变容式压缩机的结构如下。一个壳体，该壳体包括一个壳体件和一个具有气缸腔的气缸体。在所述壳体中形成一个曲轴腔。由所述壳体和所述气缸体支承一根传动轴。传动轴通过所述曲轴腔。将一个活塞装在所述气缸腔中，所述气缸腔形成在气缸体中。将该活塞连接到一个凸轮板上。该凸轮板使传动轴的旋转运动变成活塞的往复运动，从而实现活塞对气体进行压缩的运行。凸轮板相对于传动轴倾斜。压缩机的排气量根据凸轮板的倾斜度变化。一个叶轮固定到传动轴上，该叶轮设置在曲轴腔中。一个枢轴机构使凸轮板与叶轮连接，因而由叶轮带动该凸轮板。枢轴机构可以使凸轮板的倾斜度改变。在凸轮板和叶轮之间，枢轴机构中的啮合处的位置根据凸轮板的倾斜而改变。将一个制动件与凸轮板连接。当制动件与叶轮接触时，该制动件限制凸轮板的倾斜。将一个环形止推轴承设置在曲轴腔中，使其位于叶轮和壳体件之间。止推轴承承受作用到叶轮上的压缩负载。所述压缩负载由活塞压缩气体产生。当凸轮板的倾斜角度最大时，止推轴承最外面的传力点的半径等于或大于啮合处和传动轴轴线之间的径向距离。

根据下面结合附图的描述可以更加清楚本发明的其它情况和特征，这些附图作为例子说明本发明的原理。

通过下面结合附图对优选实施例的描述可以更加清楚地理解本发明以及本发明的目的和优点，其中：

图1是第一实施例的变容式压缩机的剖视图；

图2是排气量为最大时图1所示的变容式压缩机的剖视图；

图3是枢轴机构周围的局部透视图；

图4是本发明有关量纲的简图；

图5是第二实施例的变容式压缩机的剖视图；和

图6是现有的变容式压缩机的剖视图。

下面描述本发明的第一和第二实施例。对第二实施例的描述集中在与第一实施例的差别上。

第一实施例

如图1所示，将前壳体件11连接到气缸体12的前部(图1的左边)。通过阀板14将后壳体件13连接到气缸体12的后部(图1的右边)。前壳体件11、气缸体12和后壳体件13构成压缩机壳体。将曲轴腔15限定在前壳体件11和气缸体12之间。传动轴16通过曲轴腔15后由前壳体件11和气缸体12支承。

将一个叶轮或突盘17固定到曲轴腔15中的传动轴16上。将一块凸轮板(在该实施例中是斜盘)18设置在曲轴腔15中。传动轴16通过斜盘18的中心孔18a。枢轴机构19位于突盘17和斜盘18之间。

如图1和3所示，在斜盘18的前面形成枢轴机构19的两个导销20，这两个导销相对于包括轴线L和直线D1在内的平面相互对称。直线D1表示斜盘18的上死点位置。当若干个活塞22中的一个沿轴向与直线D1对齐时，该活塞22就位于其上死点位置。各个导销20的末端形成一个球形部分20a。突盘17的后面形成两个支承臂21，这两个支承臂相对于前面所述的平面相互对称。如图1所示，各个支承臂21的末端形成一个导孔21a。使各球形部分20a处于相应的导孔21a中，并使球形部分与导孔21a的圆柱形壁啮合。

各球形部分20a在相应的导孔21a中滑动，利用通过中心孔18a的传动轴16支承斜盘18。因此，斜盘18在传动轴16的面上滑动，并相对于传动轴16倾斜。

如图2所示，当斜盘18的中心向气缸体12移动时，斜盘的倾斜度减少。此时，球状部分20a在相应的导孔21a中向轴线L移动。也就是说枢轴机构19的啮合处S(各个球状部分20a与相应导孔21a之间的接触点)向轴线L移动。

如图1所示，当斜盘18的中心向突盘17移动时，斜盘18的倾斜度增加。此时，球状部分20a在相应的导孔21a中沿离开轴线L的方向移动。制动件35紧靠突盘17时就确定了斜盘18的最大倾斜度。斜盘18的制动件35与枢轴机构19相对于轴线L基本径向对置，而且该制动件位于斜盘18的直线D2的附近。直线D2表示斜盘18的下死点位置，也就是说，当活塞22与直线D2轴向对齐时，该活塞处于下死点位置。

气缸体12中形成多个气缸腔12a(只示出两个)，这些气缸腔以预定的角度间隔离开轴线L相等的距离。每一个活塞22均包括一个压头22a和一个颈口22b，所述压头装在相应的气缸腔12a中，而所述颈口通过闸瓦23与斜盘18的周边相连。通过斜盘18和闸瓦23将传动轴16的旋转运动变成活塞22的往复运动。

吸气室24和排气室25分别形成在后壳体件13中。阀板14包括吸气口26，吸气阀27，排气口28和排气阀29。当外界驱动源，例如车辆发动机(未示出)使传动轴16旋转时，由于活塞22从上死点移动到下死点，所以吸气室24中的气体制冷剂经相应的吸气口26和吸气阀27被吸入气缸腔12a内。然后活塞22从下死点移动到上死点，将气缸腔12a中的气体制冷剂压缩到一定压力，并通过相应的排气口28和排气阀29排放到排气室25中。

抽气通道30将曲轴腔15与吸气室24连通。压力通道31将排气室25与曲轴腔15连通。在压力通道31中设置一个排气控制阀32。控制阀32调节压力通道31的开度，而通道的开度又调节从排气室25排放到曲轴腔15中的高压气体流量。流入曲轴腔15中的气体流量和从曲轴腔15排放到吸气室24中的气体流量之间的关系限定了曲轴腔15中的压力。当曲轴腔15中的压力变化时，曲轴腔15中的压力和气缸腔12a中的压力之间的压差发生变化，这就使得斜盘18的倾斜度发生变化，从而调节压缩机的排气量。

现在描述第一实施例的优点。

如图1所示，在突盘17和前壳体件11内壁11a之间设置一个环形止推轴承61。止推轴承61的中心在传动轴16的轴线L上。止推轴承61承受的压缩负载F是由活塞22通过斜盘18和枢轴机构19作用到突盘17上的负载。

止推轴承61包括一个后座圈62、一个前座圈63和一些滚柱64(仅示出两个)，所述后座圈62固定到突盘17上，所述前座圈63固定到前壳体件11的壁11a上，而滚柱64位于座圈62和63之间。沿径向将滚柱64绕轴线L设置。当突盘17旋转时，前座圈63相对于后座圈62转动。因此，在突盘17转动时，滚柱64绕轴线L转动。

如图1和4所示，止推轴承61在半径11内承受压力负载F。当斜盘18处于最大倾斜位置时，该半径11大于啮合处S和轴线L之间的距离12。半径11对应于座圈62、63和滚柱64之间的最外面的接触点画出的圆的半径。

如图1所示，当压缩机的排气量最大时，来自斜盘18的压缩负载F通过啮合处S和制动件35作用到突盘17上。因此，作用到突盘17上的压缩负载F相对于轴线L来讲基本平衡。这样就防止了因压力负载F产生的较大的倾斜力矩作用到突盘17上。

但是，当压缩机的排气量比最大排气量小时，制动件35不接触突盘17。因此，来自斜盘18的压缩负载F只通过啮合处S作用到突盘17上(可以认为压缩负载F的大小和啮合处的位置与排气量最大时的相同)。所以，压缩负载F以相对于轴线L不平衡的方式传递到突盘17上。

当斜盘18的倾斜度最大时，止推轴承61的半径11大于啮合处S和轴线L之间的距离12。即使在压缩机的排气量比最大排气量小时将压缩负载F传递到突盘17上，啮合处S仍然在半径11范围内。所以，突盘17合适地承受压缩负载F，不会因压缩负载F产生的倾斜力矩而倾斜。这样可以防止压缩机的噪声和震动。

第二实施例

为了避免赘述，与实施例1的相应部分相同的那些部件用相同的标号表示。

如图5所示，第二实施例中的斜盘18由传动轴16用不同的方式支承，与第一实施例的枢轴机构19相比，枢轴机构71的结构也不相同。

轴套72沿轴向在传动轴16上滑动。在轴套72的相反两侧设置两个支承销73(仅示出一个)。支承销73限定出一个与轴线L垂直的枢轴。斜盘18通过支承销73由轴套72支承，斜盘18的倾斜度可以变化。

在突盘17后面的对应于斜盘18上死点直线D1的位置处形成一个支承臂75。如图5所示，有一个长形导孔75a通过支承臂75的末端。一个位于直线D1前方的连接销74与支承臂75的导孔75a啮合。如图5所示，由斜盘18支承该销74。

导孔75a引导连接销74。轴套72支承斜盘18，该轴套在传动轴16上滑动。因此，斜盘18沿轴向移动，并相对于传动轴16倾斜。当轴套72向气缸体12移动时，斜盘18的倾斜度减少。此时，啮合处S(如图5所示，连接销74和导孔75a之间的接触线)沿导孔75a向轴线L移动。

当轴套72向突盘17移动时，斜盘18的倾斜度增加。此时，啮合处S沿导孔75a移动离开轴线L。轴套72紧靠突盘17时就确定了斜盘18的最大倾斜度。所以，轴套72的前部成了制动件。

如图5所示，当斜盘18处于最大倾斜位置时，止推轴承61的半径l1大于啮合处S和轴线L之间的距离l2。因此，本发明具有与第一实施例相同的操作和优点。

尽管本发明只描述了两个实施例，但对于本领域的普通技术人员来讲，本发明可以由其它许多不超出本发明构思或范围的具体形式来体现。特别应当注意的是本发明可以体现下面几种形式。

在第一实施例的枢轴机构19中，可以将导销20(和球状部分20a)固定到突盘17上，支承臂21(和导孔21a)可以形成在斜盘18上。

在第二实施例的枢轴机构71中，可以将连接销74形成在突盘17上，支承臂75(和导孔75a)可以形成在斜盘18上。

在第一实施例的枢轴机构19中，可以只用一个导销20(和球状部分20a)和一个支承臂21(和导孔21a)。

至少可以省掉止推轴承61的座圈62，63中的一个。在这种情况下，滚柱64直接在突盘17的前表面上或前壳体件11的内壁11a上滚动。这样就减少了部件的数量。

止推轴承61的滚柱64可以是滚珠。止推轴承并不限于滚柱轴承，也可以是没有滚柱的滑动轴承。

本发明可以用于盘式变容压缩机。

所以，这些例子和实施例都是用来进行非限定性描述的，但本发明并不限于这里所给出的细节，而是可以在不超出权利要求书范围的前提下进行变换。

Claims (8)

1．一种变容式压缩机，该压缩机包括：一个壳体，该壳体包括一个壳体件(11)和一个气缸体(12)；在所述壳体中形成一个曲轴腔(15)；一根由所述壳体件和所述气缸体支承传动轴(16)，使传动轴通过所述曲轴腔；装在诸气缸腔(12a)中的若干活塞(22)，所述气缸腔形成在气缸体中；一个与所述活塞连接的凸轮板(18)，该凸轮板使传动轴的旋转运动变成活塞的往复运动，从而实现活塞对气体进行压缩的运行，其中凸轮板相对于传动轴倾斜，压缩机的排气量根据凸轮板的倾斜度变化；一个固定到传动轴上的叶轮(17)，该叶轮设置在曲轴腔中；一个使凸轮板与叶轮连接的枢轴机构(19，71)，因而由叶轮带动该凸轮板，其中枢轴机构可以使凸轮板的倾斜角度改变，其中在凸轮板和叶轮之间，枢轴机构中的啮合处的位置根据凸轮板的倾斜而改变；一个与凸轮板连接的制动件(35，72)，当制动件与叶轮接触时，该制动件限制凸轮板的倾斜；以及一个设置在曲轴腔中的环形止推轴承(61)，使其位于叶轮和壳体件之间，使止推轴承承受作用到叶轮上的压缩负载，所述压缩负载由活塞压缩气体产生，其特征在于当凸轮板的倾斜角度最大时，止推轴承最外面的传力点的半径(11)等于或大于啮合处(S)和传动轴轴线(L)之间的径向距离。

2．根据权利要求1所述的变容式压缩机，其中枢轴机构(19)包括一个固定到叶轮和凸轮板之一上的球形部分(20a)，以及一个设置在叶轮和凸轮板的另一个中的导孔(21a)，其中将球形部分装在导孔中，并使该球形部分在限定该导孔的壁上滑动，其中啮合处(S)是球形部分和限定导孔的壁之间的接触点。

3．根据权利要求2所述的变容式压缩机，其中所述枢轴机构(19)包括一对球形部分(20a)和一对导孔(21a)。

4．根据权利要求1-3之一所述的变容式压缩机，其中制动件(35)形成在凸轮板上。

5．根据权利要求1所述的变容式压缩机，该压缩机还包括：

一个形成在一个构件上的长形导孔(75a)，将所述构件固定到叶轮和凸轮板之一上；

一个固定到叶片和凸轮板的另一个上的连接销(74)，其中将连接销装在导孔中，其中啮合处(S)是连接销和用于限定导孔的表面之间的接触线。

6．根据权利要求1或5所述的变容式压缩机，该压缩机还包括一个用于支承所述凸轮板(18)的轴套(72)，其中轴套在传动轴(16)上滑动，其中制动件是轴套的一部分。

7．根据权利要求1，2，3或5所述的变容式压缩机，其中止推轴承(61)是滚柱轴承，它包括一个固定到叶轮(17)上的座圈(62)、一个固定到壳体件(11)内壁面上的座圈(63)，以及一个位于这两个座圈之间的滚动件(64)。

8．根据权利要求7所述的变容式压缩机，其中滚动件包括一些滚柱。

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