CN1324987A - 带有容量控制机构的斜盘式变容压缩机 - Google Patents

Abstract

一斜盘式变容压缩机,包括壳体,该壳体包围着一曲轴箱、一抽吸室和一排放室。壳体包括一缸体,其内形成若干缸筒。活塞可滑动地设置在缸筒内。一个阀件设置在一第一通路内,该第一通路将缸筒的一排放侧与曲轴箱连通。缸筒的一抽吸压力控制阀件。一第二通路将曲轴箱与缸筒的一抽吸侧通过一孔眼连通,以使压力能够释放。可以对该孔眼的横截面面积进行受控改变,从而当压缩机运行开始时,孔眼的横截面面积大于容量控制运行时。

Description

带有容量控制机构的斜盘式变容压缩机

本发明涉及一种汽车空调系统中的变容式压缩机，特别是带有容量控制机构的斜盘式变容压缩机。

具有容积控制机构的斜盘式变容压缩机在本领域中是公知的。例如，日本第二专利公开(审查后的)No.5-83751描述了一种斜盘式压缩机，特别是一种具有一个变容控制机构的汽车空调系统的摇摆盘式压缩机。在这种汽车空调系统中，压缩机由汽车的发动机驱动。

这种摇摆盘式压缩机包括一个阀件和一个第一通路，该通路利用一个固定孔将曲轴箱与缸筒的抽吸侧连通，以便能够释放压力。阀件设置在一个第二通路中，该通路将缸筒的排放侧与曲轴箱连通，以提供排放压力。阀件由缸筒的抽吸压力控制。

在运行中，如果当空调系统的一流体回路，例如一制冷回路低时缸筒中的抽吸压力小于一预定的值，则阀件打开第二通路。来自缸筒排放侧的制冷剂被提供到曲轴箱，曲轴箱中的压力增大。结果，一使摇摆盘与传动轴之间的倾角增大的第一力矩与一使摇摆盘与传动轴之间的倾角减小的第二力矩之间的差可能减小。第一力矩是作用于活塞的压缩反作用力所引起的。第二力矩是曲轴箱中的压力引起的。因此，摇摆盘与传动轴之间的倾角可以减小，并且压缩机的排量可以降低。也可以是，如果当空调系统的流体回路中的符合大时，缸筒的抽吸压力大于一预定值，阀件封闭第二通路，使得缸筒的排放侧中的制冷气体不能进入曲轴箱。由于曲轴箱中压力与缸筒的抽吸压力之间的压差，曲轴箱中的制冷气体经第一通路流向缸体的抽吸侧。结果，可以使第一力矩与第二力矩之差增大。因此，摇摆盘与传动轴之间的倾角会增大，并可以使压缩机的排量增加。

在这种压缩机的第一通路中设置了将曲轴箱与缸筒的抽吸侧连通的小孔，以使压力能够释放。该小孔减小或消除从曲轴箱流向缸筒抽吸侧的过多的制冷剂流，并可抑制曲轴箱中的压力的迅速下降。结果，当排量响应于流体回路中的符合的增加而增加时，还可以抑制排量的迅速增加，并可抑制空调系统中的排出温度的迅速下降。

在这种压缩机中，压缩机一开始工作，设置在第一通路中的阀件就关闭第一通路，这时排量最小。通过启动压缩机运转，制冷剂气体从缸筒的抽吸侧流向排放侧，缸筒的抽吸压力下降。曲轴箱的压力与缸筒的抽吸压力之间会出现压差，曲轴箱中的气体会流向缸筒的抽吸侧。由于制冷剂流向缸筒的抽吸侧，曲轴箱中的压力会下降。因此，第一力矩与第二力矩之差，以及摇摆盘与驱动轴之间的倾角都会增大。结果，可以食压缩机的排量增加，并可以将必要量的制冷剂气体提供到流体回路中。

然而，在这种压缩机中，压缩机一开始运转时排量最小，缸筒的排放压力很低。使摇摆盘与传动轴之间的倾角增大并且由作用在活塞上的压缩反作用力引起的力矩很小。因此，第一力矩与第二力矩之差很小。然而，在压缩机一开始运转时，由于排量达到了一最小值，所以缸筒中的抽吸压力减小，曲轴箱中的压力与缸筒的抽吸压力之间的压差也减小。因此，如果在第一通路中设置所述小孔，以使压力能够释放，由于该小孔形成了流动阻力，所以，从曲轴箱流向缸筒抽吸侧的制冷剂流可能略有减小，曲轴箱中的压力释放率也可能略有减小。因此，曲轴箱中的压力引起的且使摇摆盘与驱动轴之间的倾角下降的力矩的减小的变化率可能变得略小。第一力矩与第二力矩之差，换句话说，第一力矩与第二力矩之间的差的增大的变化率会变得略小，这一略小的差可以被保持。结果，由于阻止了排量的迅速增加，所需量的制冷剂气体可能不会被提供给流体回路。

因此，需要减小或消除上述在公知的带有容量控制机构的斜盘式变容压缩机中遇到的问题。

在本发明的一个实施例中，一种斜盘式变容量压缩机包括一个封闭一曲轴箱的壳体，一抽吸室和一排放室。该壳体包括一个缸体和若干在该缸体内形成的缸筒。一个传动轴可旋转地支撑在缸体内。若干活塞可滑动地设置在缸筒内。一个斜盘具有一个倾斜角，该斜盘可滑动地连接于传动轴。若干支撑件将斜盘连接于各活塞，使得当斜盘旋转时，活塞在缸筒内作往复运动。在一第一通路中设置一个第一阀件。该第一通路将缸筒的排放侧与曲轴箱连通。阀件由缸筒内形成的抽吸压力控制。一第二通路使曲轴箱与缸筒的抽吸侧经一小孔连通。第二通路使压力能够释放。小孔的横截面面积受到可变的控制，使得当压缩机开始运行时，小孔的横截面面积大于在容量控制运行期间。

阅读了下面结合附图对本发明所作的详细的描述，熟悉本领域的人员可以清楚地看出本发明的目的、特征和优点。

通过附图可以更容易理解本发明。

图1是按照本发明的一实施例的一斜盘式压缩机的一纵剖面图。

图2是按照本发明的所述实施例的图1中所示的小孔的一放大的视图。

参照图1，该图示出了按照本发明的一实施例，用于汽车的具有一容量控制机构的斜盘式压缩机的一纵剖面图。一斜盘式压缩机100包括一缸体3、一前壳体5、一缸头9和一阀板6。基本为圆筒形的缸体3的一侧被一前壳体5封闭，以形成一曲轴箱4，其另一侧由缸头9并经一阀板6封闭，以形成一抽吸室7和一排放室8。若干螺栓50将缸体3、前壳体5、缸头9和阀板6固定在一起。在缸体3内形成若干缸筒1，这些缸筒相对于缸体3的中心轴线沿径向分布。一个中心孔2围绕着缸体3的轴心轴线形成。一个传动轴10沿着压缩机100的一中心轴线延伸，穿过曲轴箱4，并分别通过径向轴承40a和40b可旋转地支撑在前壳体5和缸体3的中心孔1上。一个由前壳体5可旋转地支撑并安装在其上的皮带轮11连接于传动轴10。提供一根传动带(未示出)以便在皮带轮11与汽车(未示出)发动机的一曲轴之间传动。

一个凸轮转子12固定在传动轴10上，并位于曲轴箱4内。凸轮转子12由围绕着传动轴10的前壳体5支撑。在该凸轮转子12上形成一个槽。一个斜盘13设置在曲轴箱4上，并且可滑动地安装在传动轴11上，因此，其倾斜角可以改变。斜盘13具有一个臂部13a，其朝向凸轮转子12延伸。一个固定在臂部13a上的销件14插入凸轮转子12的槽12a，形成一个枢轴连接点。销件14可在槽12a内滑动，以允许斜盘13的角位置相对于传动轴10的纵轴线调节。与传动轴10同轴接合的螺旋弹簧15将斜盘13压离凸轮转子12。若干对半球形滑动靴16沿径向设置在斜盘13的两侧，并相对于斜盘13的各侧面的中心点分布。各对滑动靴16由连杆17可滑动地支撑。带有连杆17的各活塞18装在一个缸筒1内，并可单独地在其内往复运动。

抽吸室7和排放室8在缸头7内形成，并与阀板6相邻。抽吸孔19和排放口20在各缸筒1的阀板6处形成。一个设置在缸体3与阀板6之间的抽吸簧片阀21开启或关闭抽吸口19。一个设置在缸头9与阀板6之间的排放簧片阀22开启或关闭排放口20。抽吸室7与流体入口23连通。排放室8与流体出口(未示出)连通。沟通曲轴箱4与排放受8以提供一排放压力的第一通路24穿过缸体3、阀板6和缸头9。一控制阀25开启或关闭第一通路24。

一个可变孔板26插入中心孔2。如图2所示，可变孔板26具有一个孔板件26a。在孔板件26a上形成一个孔板孔26b。孔板孔26b具有一个较大直径的部分26b1、一个较小直径的部分26b2和一个漏斗形部分26b3。较大直径部分26b1位于孔板孔26b上与曲轴箱4相邻一侧。较小直径部分26b2位于孔板孔26b上离曲轴箱4较远的一侧。漏斗形部分26b3位于较大直径部分26b1与较小直径部分26b2之间。一个球形件27设置在孔板孔26b内。该球形件可以由金属制成。球形件27的直径大于孔板孔26b的直径。一个第一帽28装配到孔板件26a的与曲轴箱相邻的一端侧内，并朝向孔板孔26b。一个与孔板孔26b的较大直径部分连通的第一孔穿过第一帽28。一个第二帽29装配到孔板件26a上远离曲轴箱4的一端面内，并朝向孔板孔26b。第一与孔板孔26b上的较小直径部分26b2连通的第二孔穿过第二帽29。一个弹簧30设置在孔板孔26b内。弹簧30的一端固定在球形件27上，弹簧30的另一端固定于第二帽29。一个在孔板孔26的一环形壁与球形件27之间的环形孔形成一孔眼31。孔眼31通过中心孔2与曲轴箱4连通，通过一第二通路32与抽吸室7连通。一个使压力能够释放的第三通路33由中心孔2和第二通路32形成。

在压缩机运转时，由于抽吸室7中的压力Ps下降，在曲轴箱4中的压力Pc与抽吸室7中的压力Ps之间出现压差。因此，曲轴箱4中的制冷剂气体通过第三通路32流向抽吸室7。流过设置在第三通路33中的可变孔板26的孔板孔26b的制冷剂气体推动相对于制冷剂气体处于下游的球形件27。相反，弹簧30在相对于制冷剂气体的上游的方向上推动球形件27。当曲轴箱4中的压力Pc与抽吸室7中的压力Ps之间的压差ΔP(ΔP=Pc-Ps)增大时，制冷剂气流对球形件27的作用力增大。结果，球形件27抵抗弹簧30的力在相对于制冷剂气流下游的方向上移动。当压差ΔP小于ΔP1时，球形件27的中心位于孔板孔26b的大直径部分内。当压差ΔP超过ΔP1而又小于ΔP2时，球形件27的中心处于孔板孔26b的漏斗形部分26b3内。当压差ΔP超过ΔP2时，球形件27的中心处于孔板孔26b的小直径部分26b2内。结果，当压差ΔP小于ΔP1时，在孔板孔26的环形壁与球形件27之间形成的环形孔眼31的横截面面积S达到一最大值。当压差ΔP超过ΔP1时，环形孔眼31的横截面面积S1会随着压差ΔP的增大而下降。当压差ΔP超过ΔP2时，环形孔眼31的横截面面积S2达到一个最小值。通过改变弹簧30的弹簧常数，可以使压差ΔP1和ΔP2改变。流体入口23连接于流体回路(例如制冷回路)的低压侧，排放口连接于流体回路的高压侧。

在运行过程中，传动带和皮带轮11传递汽车发动机的驱动力时，传动轴10旋转。皮带轮11向传动轴10传递旋转力，或使传动轴10与旋转力脱开。传动轴10的旋转传递给凸轮转子21，凸轮转子21的旋转通过枢轴连接机构传递给斜盘13，因此，随着凸轮转子21的旋转，斜盘13的倾斜面沿轴向左右移动。因此，借助于滑动靴16在连杆17处与斜盘13运转连接的活塞18在缸筒1内做往复运动。当活塞18往复运动时，从流体入口23进入抽吸室7的制冷剂气体被吸入到各缸筒1内并受到压缩。来自压缩制冷剂气体的压力将排放簧片阀21打开，制冷剂气体从各缸筒1排入排放室8，并从那里穿过流体出口(未示出)进入流体回路。

在按照本发明的这一实施例的压缩机的运行过程中，活塞18接收压缩的反作用力。结果，形成一个力矩M1。力矩M1增大斜盘13与使斜盘13在销件14上以图1中的顺时针方向旋转的传动轴10之间的倾角θ。这时，由于螺旋弹簧15而产生了一个力矩M2。力矩M2减小斜盘13与使斜盘13在销件14上沿图1中逆时针方向旋转的传动轴10之间的倾角θ。进而，曲轴箱4中的压力Pc形成一个力矩M3。力矩M3减小斜盘13与使斜盘13在销件14上沿图1中的逆时针方向旋转的传动轴10之间的倾角θ。

汽车空调系统相对于外界温度的预定排放温度可以自动地或者手动地调节，并使流体回路的符合改变。当抽吸室7中的压力由于流体回路中的符合的下降而小于预定值Ps1时，控制阀25开启第一通路24，排放室8中的制冷剂气体通过第一通路24流向曲轴箱4。结果，曲轴箱4中的压力Pc增大，斜盘13与传动轴10之间的倾角由于力矩M3的增大而下降。因此，活塞18的冲程的长度会下降，压缩机100的排量会下降。然而，与此相反，当抽吸室7中的压力Ps由于流体回路中的符合的增加而超过预定值Ps1时，控制阀25关闭第一通路24，这防止了排放室8中的制冷剂气体通过第一通路24流向曲轴箱4。由于曲轴箱4中的压力Pc与抽吸室7中的压力Ps的压差ΔP，曲轴箱4中的制冷剂气体通过第三通路33流向抽吸室4。结果，曲轴箱4中的压力Pc下降，由于力矩M3的减小，斜盘13与传动轴10之间的倾角θ增大。因此，活塞18的冲程长度会增加，压缩机100的排量会增加。

当压缩机开始运行时，抽吸室7中的压力Ps超过Ps1，控制阀25关闭第一通路24。由于抽吸室7中的压力Ps、曲轴箱4中的压力Pc及排放室8中的压力基本上相同，所示，力矩M1与M3基本上相同。结果，由于力矩M2，斜盘13与传动轴10之间的倾角θ达到最小值，压缩机100的排量达到最小值。所以，由于抽吸室7中的制冷剂气体被吸入缸筒1，抽吸室7中的压力Ps下降。但是无论如何，由于压缩机100的排量达到了一最小的排量，所以，吸入缸筒1中的制冷剂气体的量较小。

因此，在压缩机刚一开始运行时，曲轴箱4中的压力Pc与抽吸室7中的压力之间的压差ΔP小于ΔP1，孔眼31的横截面面积S达到最大值S1。结果，尽管制冷剂气体会通过第三通路33迅速地流向抽吸室7，但由于横截面面积S增大，所以压差还是减小了。曲轴箱4中的压力Pc会迅速下降。因此，斜盘13与传动轴10之间的倾角θ会由于路局M3的迅速增大而迅速增加，压缩机100的排量也会迅速地增大。与压缩机100的排量增加相关，从抽吸室7吸入缸筒1的制冷剂气体的量会增加，抽吸室中压力Ps下降的量会加大。结果，曲轴箱4中的压力Pc与抽吸室7中的压力Ps的压差ΔP会加大并超过ΔP1，孔眼31的横截面面积会从最大值S1向最小值S2下降。当ΔP超过ΔP2并且横截面面积S达到最小值S2时，压缩机100的排量会增大一个需要的量，并且会向流体回路提供一个需要量的制冷剂气体。

经过开始启动压缩机100后的过渡期后，当抽吸室7中的压力Ps下降到大约预定值Ps1时，压差ΔP超过ΔP2，孔眼31的横截面面积S达到最小值S2。在这样一种条件下，压缩机100在一种容量控制运行条件下运转。简而言之，开闭控制阀25响应于抽吸室7中的压力Ps而受到控制，压缩机100的排量根据流体回路的符合变化而受到控制。

在容量控制操作的过程中，孔眼31的横截面面积S达到最小值S2，通过第三通路33排入抽吸室7的制冷剂气体的流量会是很小的。结果，当压缩机100的排量增大并受到控制时，可以防止曲轴箱4中的压力Pc的迅速下降，还可以防止力矩M3的迅速下降。因此，可以防止斜盘13与传动轴10之间的倾角θ的迅速增加以及压缩机100的排量的迅速增加。因此，可以抑制汽车空调系统的吹出温度的迅速下降。进而，由于孔眼31的横截面面积在容量控制运行过程中达到最小值S1，所以，通过曲轴箱4吸入抽吸室7的用于控制压缩机100的排量的排放室8中的制冷剂气体的量被减小。因此，在容量控制运行过程中，压缩机100中的动能损失也会减小。

如上所述，对于本发明的带有容量控制机构的斜盘式压缩机的一个实施例，由于可以对孔眼31的横截面面积进行控制，以使在压缩机100运行开始时横截面面积大于容量控制运行时，所以，当压缩机100启动运转时，曲轴箱4中的压力Pc迅速下降，力矩M3(其使由曲轴箱4中的压力Pc所引起的斜盘13与传动轴10之间的倾角θ减小)迅速下降。结果，(使斜盘13与传动轴10之间的倾角θ增大的)第一力矩与(使斜盘13与传动轴10之间的倾角θ减小的)第二力矩之差迅速增大。第一力矩由作用在活塞18上的压缩反应力所引起。第二力矩一曲轴箱4中的压力Pc所引起。因此，斜盘13与传动轴10之间的倾角θ会迅速增大，压缩机100的排量会迅速增大。

另一方面，由于在容量控制运行过程中孔眼31的横截面面积S小于压缩机开启运转时，所以，当排量随着流体回路中的负荷增加而增大并受到控制时，防止了曲轴箱4中的压力Pc的迅速下降，也力矩M3(该力矩使由曲轴箱4中的压力Pc所导致的斜盘13与传动轴10的倾角减小)迅速下降。结果，抑制了第一力矩与第二力矩之差的迅速增大，也抑制了压缩机100的排量的迅速增加。而且，由于在容量控制运行的过程中孔眼31的横截面面积S减小，通过曲轴箱4吸入抽吸室7中的排放室8中的制冷剂量减小了。结果，在容量控制运行过程中，压缩机100的动能损失减小了。

虽然上面结合优选实施例描述了本发明，但本发明并不局限于这些实施例。熟悉本领域的人员应该理解，在下面的权利要求书所限定的本发明的范围和概念内可以作出各种变异和改进。

Claims (3)

1．一种斜盘式变容量压缩机，包括：

一个壳体，该壳体包括一个曲轴箱、一个抽吸室和一个排放室，所述壳体包括一个缸体，若干缸筒在所述缸体内形成；

一个可旋转地支撑在所述缸体内的传动轴；

司滑动地设置在所述缸筒中的多个活塞；

一个具有一倾角并倾斜地连接于所述传动轴的斜盘；

若干支撑件，其将所述斜盘与各所述活塞连接起来，从而在所述斜盘旋转时使所述活塞在所述缸筒内做往复运动；

一个设置在一第一通路中的第一阀件，所述第一通路使所述缸筒的一排放侧与所述曲轴箱连通，所述第一阀件受到所述缸筒内所形成的一抽吸压力的控制；

-第二通路，其使所述曲轴箱与所述缸筒经一孔眼连通，所述第二通路使压力能够释放，

其中可受控地改变所述孔眼的一横截面面积，从而使压缩机运行开始时所述孔眼的所述横截面面积大于在容量控制运行过程中。

2．如权利要求1的斜盘式变容压缩机，其中可以受控地改变所述孔眼的横截面面积，从而使所述曲轴箱中的压力与所述缸筒中的抽吸压力之间的压差小于一预定值时，所述横截面面积大于当所述压差超过所述预定值时。

3．如权利要求1的斜盘式变容压缩机，其中所述孔眼的横截面面积可由一机构受控改变，所述机构包括：

一孔板孔，其具有一个相对于所述第二通路中的制冷剂气流处于所述孔眼的上游侧的大直径部分和下游侧的小直径部分；

一球形的第二阀件，其设置在所述孔板孔中；

一个设置在所述孔板孔中的弹簧，其沿着相对于所述第二通路中的制冷剂气流的上游方向对所述第二阀件施压。