CN1360149A - 流体机械 - Google Patents

Abstract

一种流体机械,通过改变由轴(105)从回转件(109)传递给连杆(111)的运动中轴(105)的径向分量,其中连杆连接到活塞(110)上,其能减小驱动活塞(110)往复运动的压缩机(100)的活塞冲程。因此,当轴(105)驱动回转件(109)转动一圈,滑销的中心在垂直方向上往复运动一次同时其在活塞轴线两侧前后运动。从而,当回转件(109)转动一圈,活塞(110)在缸膛(102a)内沿与驱动轴(105)纵向平行的方向往复运动两次。

Description

流体机械

技术领域

本发明涉及一种通过往复式活塞吸入和排放液体的流体机械，尤其涉及一种适用于蒸汽压缩制冷循环用压缩机的流体机械。

背景技术

在JP-B No.4-51667公开的一种压缩机中，通过绕轴转动圆盘，活塞在与轴纵向垂直的方向上往复运动，由于活塞在与轴纵向垂直的方向上往复运动，压缩机径向的尺寸(在与轴纵向垂直的方向上上的尺寸)变大。即冲程很大。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于使通过往复式活塞吸入和排放流体的流体机械在与轴纵向垂直的方向上保持较小的尺寸。

为了达到上述目的，本发明具有旋转轴，由旋转轴驱动的回转件，在与轴纵向平行的方向上往复运动的活塞，连杆，该连杆的一端可移动地连接到活塞上，而另一端可移动地连接到回转件上。当回转件转动时，连杆相对于活塞摆动使活塞往复运动。或者，当回转件转动从而将运动传递给连杆时，只有轴的径向分量传递给连杆。因此，就可以减小与轴纵向垂直的方向的尺寸。

在另一种替代方案中，连杆的连接部分相对于回转件在与连杆相对于活塞的摆动平面平行的平面内摆动。因此，可以减小与轴纵向垂直的方向的尺寸。此外，调整连接件可与回转件枢轴连接，调整连接件一端固定在机架上，使其只能在与连杆摆动面平行的平面上摆动，而另一端在垂直于摆动面的方向上相对于回转件是可移动的。因此，可以减小与轴纵向垂直的方向上的尺寸。而且利用调整连接件，也可以容易地阻止回转件的旋转。

还可有另外多种实施方案，例如可以是一个联动装置，其由两个相互可转动连接的第一和第二连杆组成。第一连杆的一端可摆动地与活塞相连而另一端可转动地连接到设置在第二连杆一端的连接部分上。第二连杆的另一端具有固定于机架上的摆动中心，因此第二连杆可以在与第一连杆相对于活塞的摆动面相平行的平面上摆动。第二连杆还与回转件可摆动地连接并且摆动中心与第二连杆连接部分之间的部分在垂直于摆动面的方向上可以移动。因此，可以减小与轴纵向垂直的方向的尺寸。

本发明也可以这样构成，即连杆相对于活塞摆动，连杆与回转件连接的部分通过活塞中心并且相对于与轴纵向平行的活塞轴线(LP)在活塞两侧往复运动。从而可以在轴转动一圈使活塞往复运动两次。这样，例如，与轴转动一圈而活塞往复运动一次的旋转斜盘式或格纹式压缩机相比，可以用一半的缸数量(活塞数量)获得相等的排放量。因此，可以减少许多活塞及其相关部件，从而可制成较轻的流体机械并可减小生产流体机械的成本。

此外，引入用于阻止回转件相对于机架转动的转动阻止机构(R)包含在与轴纵向平行的方向上往复运动的活塞，以及一端可移动地连接到活塞上而另一端可移动地连接到回转件上的连杆。该装置还要求在回转件转动时活塞能够通过连杆相对于活塞的摆动而往复运动。因此，通过转动阻止机构(R)可以阻止回转件转动，与此同时，使活塞在与轴纵向相平行的方向上往复运动，从而可以减小与轴纵向垂直的方向的尺寸。

另外，提供配重控制装置，其用于通过与冲程控制装置联锁而改变配重的惯性力矩，因此即使在控制不同的排放量时，也可以阻止流体机械的振幅增大。在这种情况下，希望通过移动众多重量的重心相对于轴的位置来改变配重的惯性力矩。

通过下面的详细描述，本发明其他的适用领域将变得更加明显。应理解的是针对本发明优选实施例所做的详细描述和特定例子，目的只是为了图示而不是为了限定本发明的范围。

附图说明

通过下面的描述，本发明及其附加的目的，特征和优点将能更好地得到理解，其中：

图1是使用了根据本发明实施例的压缩机的蒸汽压缩制冷机的简图；

图2是根据本发明实施例2的压缩机的剖视图；

图3是图2沿III-III的剖视图；

图4A是回转角度为0°时对应的图2沿III-III的剖视图；

图4B是回转角度为0°时活塞部件的放大图；

图5A是回转角度为90°时对应的图2沿III-III的剖视图；

图5B是回转角度为90°时活塞部件的放大图；

图6A是回转角度为180°时对应的图2沿III-III的剖视图；

图6B是回转角度为180°时活塞部件的放大图；

图7A是回转角度为270°时对应的图2沿III-III的剖视图；

图7B是回转角度为270°时活塞部件的放大图；

图8是根据本发明实施例2的压缩机的剖视图；

图9是根据本发明实施例3的压缩机的剖视图；

图10是图9沿X-X的剖视图；

图11是图10沿XI-XI的剖视图；

图12是根据本发明实施例4的压缩机的剖视图；

图13是图12沿XIII-XIII的剖视图；

图14是图12沿XIV-XIV的剖视图；

图15A是回转角度为0°时对应的图12沿XIII-XIII的剖视图；

图15B是回转角度为90°时对应的图12沿XIII-XIII的剖视图；

图15C是回转角度为180°时对应的图12沿XIII-XIII的剖视图；

图15D是回转角度为270°时对应的图12沿XIII-XIII的剖视图；

图16是根据本发明实施例5的压缩机的剖视图；

图17是根据本发明实施例5的压缩机中的配重的操作示意图；

图18是根据本发明实施例5的压缩机中的配重的操作示意图；

图19是根据本发明实施例5的压缩机中的配重的操作示意图；

图20A是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图20B是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图20C是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图20D是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图21A是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图21B是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图21C是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图21D是作用于根据本发明实施例压缩机回转件上的作用力的示意图；

图22是根据本发明实施例5的压缩机中的缸内的压力曲线图；

图23是根据本发明实施例压缩机中的轴回转角度为90°并且控制压力Pc最小时的偏心力Fr及其合力∑Fr；

图24是根据本发明实施例压缩机中的轴回转角度为90°并且控制压力Pc为中等时的偏心力Fr及其合力∑Fr；

图25是根据本发明实施例5的压缩机容积最大时，图16沿XXV-XXV的剖视图；

图26是根据本发明实施例5的压缩机容积最小时，图16沿XXVI-XXVI的剖视图；

图27是根据本发明实施例5的压缩机容积最大时，图16沿XXVII-XXVII的剖视图；

图28是根据本发明实施例5的压缩机容积中等时，压缩机100的剖视图；

图29是图28沿XXIX-XXIX的剖视图；

图30是根据本发明实施例5的压缩机容积最小时，压缩机100的剖视图；

图31是图30沿XXXI-XXXI的剖视图；

图32是根据本发明实施例6的压缩机容积最大时，活塞在底部死点位置时的剖视图；

图33是图32沿XXXIII-XXXIII的剖视图；

图34是根据本发明实施例6的压缩机容积最大时，活塞在顶部死点位置时的剖视图；

图35是图34沿XXXV-XXXV的剖视图；

图36是根据本发明实施例6的压缩机容积最大时，活塞在底部死点位置时的剖视图；

图37是图36沿XXXVII-XXXVII的剖视图；

图38是图32沿XXXVIII-XXXVIII的剖视图；

图39是根据本发明实施例7的压缩机的剖视图；

图40是根据本发明实施例7的压缩机内通过将控制压力Pc设置为最大使排液量最小时的剖视图；

图41是根据本发明实施例7的压缩机内控制压力Pc设置为中等时的剖视图；

图42是图39沿XLII-XLII的剖视图；

图43是图39沿XLIII-XLIII的剖视图；

图44是根据本发明实施例7的压缩机容积最大时，活塞在顶部死点位置时的剖视图；

图45是图44沿XLV-XLV的剖视图；

图46是图41沿XLVI-XLVI的剖视图；

图47是根据本发明实施例7的压缩机为中等容积时，活塞在顶部死点位置时的剖视图；

图48是图47沿XLVIII-XLVIII的剖视图；

图49是图40沿XLIX-XLIX的剖视图；

图50是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

图51是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

图52是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

图53是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

图54是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

图55是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

图56是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

图57是根据本发明实施例7的压缩机内的转动阻止机构操作示意图；

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的实施例进行描述。

[实施例1]

本实施例是一种适用于车辆空调系统压缩机(蒸汽压缩式制冷机)的流体机械，图1为车辆空调系统(蒸汽压缩式制冷机)的示意图。

在图1中，标号100表示根据本发明实施例的压缩机(流体机械)。压缩机100通过用于间歇地传送电磁离合器或类似装置动能的离合机构(未示出)从牵引发动机E/G获得动力来吸入和压缩(吸入和排放)制冷剂。压缩机100将在后面进行详细描述。

标号200表示冷却器(冷凝器)，其用于通过将压缩机100所排放的热量与外界空气进行热交换来冷却冷却剂(冷凝)。减压器300用来膨胀从冷却器200流出的冷却剂，蒸发器400通过蒸发由减压器300减压的冷却剂而将冷空气吹进汽车室内。本实施例利用一个所谓的热膨胀阀作为减压器300，其控制阀的行进以便在蒸发器400的出口侧(在压缩机100的入口侧)将冷却剂加热到预定的温度。

接下来将对压缩机100进行详细的描述。图2示出了压缩机100的轴向剖视图，其中标号101表示前壳、102表示缸体(中壳)、103表示后壳。外壳101至103合起来称作壳体。本实施例的外壳101至103是由铝制成的，并通过螺钉104将前壳至后壳连接起来紧固(或固定)。

位于壳体中的轴105由发动机E/G带动旋转。径向滚动轴承106在轴105的第一直径部分105a处支撑轴105，而107表示的径向滚动轴承在轴105的大孔径部分105b段支撑轴105。

径向滚动轴承106通过传动配合或间隙配合与轴105的第一直径部分105a相连接而装配到大孔径部分105b上的滚动轴承107与前壳101连接。

轴105的缸体102的侧端有一圆柱曲柄部分105c(偏心部分)，曲柄部分以预定的偏心量Ro偏离轴105的旋转中心Lo。铝制的回转件109通过壳形(没有轴承内环的一种类型)针状滚动轴承(滚针轴承)108与曲柄部分105c相连。

标号110表示中空的铝活塞，其在缸体102内的三个缸膛(柱形空间)102a中沿平行于轴105纵向的方向往复运动。连杆111的一端通过活塞销110a可摆动地连接到活塞110上的，而另一端可运动的连接到回转件109上。这里所使用的表述“一端”和“另一端”并非严格地指连杆的末端，“一端”仅指连杆111另一端的相对端，而“另一端”是指与连杆111的“一端”相对的一端。

连杆111包括铝制的第一连杆111a和铁制的第二连杆111b，第一连杆111a和第二连杆111b可转动地相互连接。第一连杆111a的一端可由轴承钢制成的活塞销110a可摆动地连接着，而另一端是通过轴承钢制成的节点销(连接部分)111c可转动连接到第二连杆111b的一端上。

第二连杆111b另一端的摆动中心P1通过轴承钢枢销111d以这样的方式固定在壳体(前壳101)上，即第二连杆111b可在与第一连杆111a的摆动面S1(图3)平行的平面S2(图3)上相对于壳体摆动。

在本实施例中，枢销111d不是直接固定在壳体(前壳101)上，而是将其固定在前壳上的铝制固定盘112上，再把铝制固定盘固定在壳上。如图3所示，第一连杆111a相对于活塞110的摆动面S1和与摆动面S1平行的面S2是指径向经过轴105的旋转中心Lo的平面。

如图2所示，第二连杆111b以这样的方式可摆动地连接到回转件109上，即第二连杆111b可在与面S1和S2垂直的方向上相对于回转件109在摆动中心P1和第二连杆111B的节点针(连接部分)111C之间部分上运动。尤其是在第二连接杆上通过与回转件109连接的连接部分上，形成有长孔111e，该长孔111e在与第二连接杆111b的纵向大致平行的方向上具有主轴线，而如图3所示，当回转件109与长孔111e的内壁滑动接触时，回转件109上装有穿过长孔111e的轴承钢滑销109a。滑销109a插入回转件109中，且具有间隙配合以便阻止滑落。当第二连杆111b摆动时，间隙凹槽112a用来阻止第二连杆111b干扰固定盘。

在图2中，标号113表示安置在缸体102和后壳103之间的阀板，用来堵住缸膛102a的后壳103侧面。在阀板113和缸体102之间，有一垫圈114用来密封它们之间的空间，和一簧片阀状的吸入阀115用来阻止缸膛102a(冲程室V)从吸入室103a吸入的冷却剂流回到吸入室103a中，吸收室103a形成在后壳103的侧壁上。另一方面，在阀板113和后壳103之间，有一垫圈116用于密封它们之间的空间，和有一簧片阀状的吸入阀117用来阻止由缸膛102a(冲程室V)排放到排放室103b的冷却剂流回到吸入室102a(冲程室V)中，排放室103b设置在后壳103侧壁上。

此时，阀板113、垫圈114和116、吸入阀115和排放阀117置入缸体102和后壳103之间，并由螺钉104的紧固力固定在一起。

后壳103上有与蒸发器400侧相连的入口(未示出)，该入口与吸入室103相通，和与冷却器200侧相连的出口(未示出)，该出口与排放室103b相通。标号118表示配重，当回转件109绕轴105随轴105旋转时(旋转中心Lo)，其用来抵销作用在轴105上的偏心力(离心力)。标号119表示橡胶轴密封，用来阻止冷却剂从缸体102a(冲程室V)中泄露到壳中和阻止冷却剂从轴105与壳(前壳101)之的空间泄露到外面，及120表示垫圈用来对前壳101和缸体102之的空间进行密封。

接下来将对本发明实施例的压缩机的操作进行描述。如以上所述，当轴105转动时，第二连杆111b以这样的方式可摆动地连接到回转件109上，即第二连杆111b和回转件109相对于垂直于S1和S2面的方向上是可运动的。与此同时，由于第二连杆111b可由枢销111d控制，使得第二连杆111b仅在平行于摆动面S1的面S2中摆动。如图4A至7A所示，回转件109从曲柄部分105c获得的驱动力并不相对于壳(前壳101)旋转，但可以偏心量Ro作为转动半径、在垂直于轴105纵向方向的面S3(见图2)内绕转动中心Lo转动。

在这里，“回转件109绕转动中心Lo转动”不是指整个回转件109绕转动中心Lo转动，而是指“与曲柄部分105c的中心相应的回转件109的一部分绕转动中心Lo转动”。

在本实施例中，曲柄部分105c制成可绕轴105的轴心转动。然而在传动装置使曲柄部分105c的转动中心相对于轴105的轴心变化的情况下，如在本发明中，曲柄部分105c的转动中心绕转动中心Lo转动。下面将解释图4至7：图4示出了轴105的参考位置(0°)，其它的图依次示出了轴105的回转角度以90°变化时的情况，具体为，图5示出了轴105的转动角度为90°时的情况，图6示出了转动角度为180°时的情况，及图7示出了转动角度为270°时的情况。

现在，连杆111(第二连杆111b)由枢销111d控制，以便仅在与摆动面S1平行的面S2中摆动，这样，当回转件109随轴105的转动而转动时，如图4A至7A所示，滑销109a相对于连杆111(第二连杆111b)在与连杆111(第二连杆111b)纵向相垂直的方向上运动，同时滑销109a与第二连杆111b长孔111e的内壁接触。

具体而言，当回转件109转动时，由回转件109通过长孔111e和滑动部分109a传送给连杆111(第二连杆111b)的运动中，仅有轴105的径向部分被传送。所以，当回转件109转动一圈时，在如图2所示的横截面中，滑销109a的中心就上下方向(轴105的径向)往反一次。

这时，在实施例中，连杆111(第一连杆111a)制成相对于活塞110以这样的方式摆动，即作为与连杆111(第二连杆111b)的回转件109相连的部分，滑销109a中心以活塞中心线Lp为中心在两侧运动，活塞轴线LP通过活塞110的中心并与轴105的纵向相平行，如图4B至7B所示。从而，当回转件109转动一次，活塞110在缸膛102a中往返两次。

具体而言，当轴105的回转角度为0°(参看图4)时，活塞110位于底部死点(如，冲程室容积V为最大)，接着当轴105的回转角度为90°时(参看图5)，活塞110位于顶端死点(如，冲程室容积V(图2)为最小)。

当轴继续转动到其角度为180°时，活塞110回到底部死点。而且，当轴105继续转动到其角度为270°(参看图7)时，活塞110又到达顶部死点。因此，回转件109转动一次，活塞110在缸膛102a中往返两次。如上所述，在根据本实施例的压缩机中，活塞110通过回转件109的转动作往复运动，因此，根据本发明的压缩机称作旋转盘活塞式压缩机。

接下来描述本实施例的特点(效果)。根据本实施例，活塞110在平行于轴105纵向的方向上往复运动，这样使得在轴105纵向垂直的方向上可以缩减。

在本实施例中，当回转件转动一次时，活塞110在缸膛102a中往返两次。所以，与旋转斜盘式或格纹式压缩机相比，它们的轴转动一圈，其活塞往复运动一次，用一半数量的缸(许多活塞)可得到相同的排放量。这样，就可以减少活塞110的数量及其相关的部件，因此允许较轻的压缩机100并且可减少制造费用。

而且，在本实施例中，由于活塞110是中空的，所以每一活塞110有较轻的重量。还有，回转件109的滑销109a与连杆111相连(第二连杆111b)，以便仅在与连杆111(第二连杆111b)纵向垂直的方向上移动，由此提供转动阻止机构R用来阻止回转件109的旋转。因此，不必要提供一特殊的机构，如涡旋式压缩机的销环式转动阻止机构。所以，可以减少压缩机100的许多部件，由此可减少压缩机100的制造费用。

从图4B至7B可以看出，活塞110的冲程(行程)可由两个位置之间的距离所确定，两个位置中一个位置是在第一连杆111a和第二连杆111b排成一条线时活塞销110a的位置，另一个位置是在第一连杆111a和第二连杆111b处于尽可能弯曲或扭折时活塞销110a的位置。

因此，通过改变尺寸L1(从枢销111d中心到长孔111e中心的距离)和L2(从节点销111c中心到长孔111e中心的距离)的比率，第一连杆111a的连杆长度L3(从节点销111c中心到活塞销111a中心的距离)，就可能容易地改变活塞110的冲程(行程)(如可以使冲程更大或更小)。因此，可以容易设计和制造有不同活塞110冲程的压缩机(和不同排放容积的压缩机100)。

[实施例2]

在实施例1中，连杆111包括两个连杆(分别为第一和第二连杆111a和111b)。如图8所示，在实施例的另一种替代方案中，如图8所示，连杆111由一个连杆件构成。具体来说，与实施例1类似，连杆111的一端通过活塞销110a可摆动地连接到活塞110上，而另一端可滑动地连接到滑销109a上，因此连杆111的另一端可在垂直于面S1和S2上的方向上向对于回转件109运动，与实施例1中回转件109和第二连杆111b的连接部分类似。与此同时，连杆111的另一端可相对于回转件109(滑销109a)摆动。

通过将连杆111的另一端延长到间隙凹槽112a并使该间隙凹槽112a用作导向凹槽，可调整连杆111以使其仅在平行于摆动面S1的面S2上摆动。在实施例1中，孔111e是一个长孔。而在本实施例中，孔111e是一个简单的圆孔。

通过间隙凹槽(导向槽)112a可调整连杆111，使其仅在平行于摆动面S1的面S2上摆动，因此，与实施例1类似，不特别提供转动阻止机构就可阻止回转件109的旋转。

[实施例3]

在实施例2中，连杆111的另一端延长到调整连杆111的间隙凹槽112a，使其仅在平行于摆动面S1的面S2上摆动，以便阻止回转件109的转动。在本实施例中，如图9所示，与实施例1中第二连杆111b的另一端类似，设置可摆动地连接到回转件109上的调整连杆111f，以便将其摆动中心P1经枢销111d以这样的方式固定在壳上(前壳)，即第二连杆111b仅在与第一连杆111a相对于活塞110的摆动面S1平行的面S2上摆动，而另一端在与面S1和S2相垂直的方向上以与实施例1中第二连杆111b和回转件109的连接部分类似的方式移动和摆动，。

因此，与实施例2类似，无须提供特别的转动阻止机构就可以阻止回转件109转动。

在本实施例中，如图10所示，调整连杆111f和连杆111通过滑销109a连接，以便能够彼此相对摆动，但是如果他们这样连接，即调整连杆111f的另一端可沿垂直于面S1和S2的方向移动，并且可摆动地连接到回转件109上，则就不必如图10所示那样连接。

在本实施例中，滑销109a被安装并固定在调整连杆111f和连杆111的连接部分(本实施例的连杆111上)上，以使滑销109a相对于回转件109滑动。因此，如图11所示，用于插入滑销109a形成在回转件109上的孔109b是一个长孔。

[实施例4]

在以上所述的实施例中，用来连接回转件109和活塞110的连杆111由安装在平行于与轴105纵向相垂直的面S3上的销(活塞销110a和枢销111d)控制以使其仅在平行于摆动面S1的面S2上摆动。在本实施例中，如图12所示，一个连杆(连接杆)111，回转机构109和活塞110通过球形滑动接头部分111f和111g相连。与此同时，滑动接头部分111f(回转件109与连杆111之间的连接部分)的中心在仅在轴105一侧径向往返运动(在本实施例中，轴105径向的外侧)而不穿过活塞的轴线LP。

在本实施例中，滑动接头111f的中心在仅在轴105一侧的径向往返运动而不穿过活塞的轴线LP，因此，当轴105转动一圈时，活塞110往复运动一次。

在本实施例中，连杆111、回转件109和活塞110通过球形的滑动接头部分111f和111g相连。因此，在连杆111上，如果回转件109不相对于壳(前壳101)转动，则其就不能绕转动中心Lo转动。

考虑到这种情况，在本实施例中，由两个盘(固定盘121和可移动盘122)制成转动阻止机构R，两个盘控制回转件109绕转动中心Lo转动而不相对于壳(前壳101)转动。

具体来说，固定盘121配合并固定在壳(前壳101)上，如图13如示，设置有在固定盘121径向延伸的多个(本实施例为两个)长孔121a。另一方面，可移动盘(可移动件)122设置有插入固定盘121上的长孔121a中的销子122a，以便通过沿长孔121a的主轴方向滑动而移位。

如图14所示，在可移动盘122的径向以及与固定盘121的长孔121a的主轴相交的方向(如在本实施例中，相对于主轴方向转动90°的方向)上设置有多个长孔122b(本实施例中有两个孔)。与此同时，在回转件109上设置有销子部分109b，销子部分109b插入可移动盘的长孔122b中，以便通过沿长孔122b的主轴方向滑动而移位。

因此，回转件109只可在长孔122b的主轴方向上相对于可移动盘122移动，而可移动盘122只可相对于固定盘121(壳体)在长孔121a的主轴方向移动。这样，如图15所示，当轴105转动时，以曲柄105c为其中心的回转件109绕转动中心Lo回转，转动中心Lo具有偏心量Ro并作为回转半径，但相对于壳体(前壳101)不旋转(回转)。

在本实施例中，滑动接头部分111f的中心制造成其在轴105的径向上仅在活塞轴线LP一侧往复运动而不穿过活塞轴线。或者通过控制连杆111以使滑动接头部分111f的中心在轴105的径向上往复运动，滑动接头部分111f的中心在轴105的径向上往复运动以至于穿过活塞轴线LP在两侧前后移动。因此，当轴105转动一次时，活塞110可往复运动两次。

[实施例5]

在本实施例中，根据实施例1的压缩机100可适用于变化容积的压缩机，当轴105转动一圈时，压缩机能改变理论排放容积(几何排放容积由活塞110的冲程和缸膛102a的横截面积确定)。因此在下文中，主要描述本实施例压缩机100与实施例1压缩机100之间的不同点。

图16是根据本实施例的压缩机100的剖视图。与实施例1(图2)的压缩机100的最大区别是曲柄部分105c可摆动地连接到轴105上(大孔部分105b)，配重118通过与曲柄部分105c机械联锁随曲柄105c的摆动而摆动。同样，空间101a中的压力可控制为不同压力，空间101a位于连杆111附近，连杆111位于前壳101和缸体102中。(以下101a将被称作控制压力室(曲柄室)，压力被称作控制压力Pc)。

特别地，与曲柄部分105c成一体的摆动销105d可滑动和可转动地插入轴105上形成的孔(大孔105b)中。与此同时，如图17所示，两块配重118基本上成扇形并可转动地装配到曲柄105c上。两块配重118上设置有长孔118a，在长孔118a中滑动的销子118b并通过压配合连接并装配固定到轴105(大孔105b)上。

与此同时，如图17到图19所示，设定长孔118a的尺寸和位置以及销子118b的位置，从而当曲柄105c的中心与轴105的转动中心配合时，两个配重118的重心点相对于曲柄105c中心对称分布，从而配重118中一个配重的离心力抵销了另一个配重的离心力(如图19所示)。当曲柄105c的中心离开轴105的旋转中心时，两个配重118的重心相对于曲柄105c的中心不对称(如图17和18所示)。

控制压力室101a与压缩机100的吸入侧(吸入室103A)通过一个减压装置(未示出)时刻保持连通，该减压装置具有一定的孔径比用于产生预定的膜片或固定的类似装置的压力损失。另外，通过一个压力控制阀130(如图6所示)与压缩机100的排放侧(排放室103b)保持连通，以调整(减小)压缩机的排放压力。

在本实施例中，压力控制阀130采用机械阀用于机械控制调整压力与蒸发器400中的压力(冷却温度)相应。或者，其也可以为电子阀。

紧接着将描述本实施例的特征操作。当轴105转动时，如上所述，活塞110通过回转件109绕着回转中心Lo转动而往复运动。在活塞110的压缩冲程期间(例如当活塞110从底部死点向顶部死点运动时)，活塞110受到来自激励室V的冷却剂的压缩反作用力。

此时，如图20A-20D所示，在压缩冲程(除顶部死点外)期间，连杆111(第一连杆111a)的轴线相对于活塞轴线Lp是倾斜的，因此回转件109受到来自连杆111的沿垂直方向(轴105的径向方向)的力Fr以及沿水平方向(平行于活塞轴线Lp的方向)的力Fs。特别地，在平行于第一连杆111a轴线的方向，连杆111a向节点销111c上施加压缩反作用力F1的分力Fc(如图20B所示)，力Fc产生力矩M，该力矩具有与第二连杆111b配合的摆动中心P1并作为其中心(如图20C所示)。因此，在压缩冲程中，固定到回转件109上的滑销109a受到来自与活塞相连接的连杆111的力Fr和力Fs。

当滑销109a的中心与曲柄105c的中心投影到穿过轴105的中心轴线与活塞轴线Lp的平面上(下文中此平面将被称作投影面)时，投射到投影面上的滑销109a中心(以下称作投影的滑销中心)在与投射到投影面上的活塞轴线Lp(以下称作投影的活塞轴线)垂直的方向上往复运动。另外，投射到投影面上的曲柄105中心(以下称作投影的曲柄中心)在与轴105的中心轴线在投影面上的投影(以下称作投影的中心轴线)相垂直的方向上往复运动。

此时，当活塞110位于顶部死点位置时，连杆111的轴线与活塞轴线Lp相配(如图5和图7所示)。因此，当活塞位于顶部死点位置时，投影的滑销中心位于投影的活塞轴线上，投影的曲柄中心位于位于投影的中心轴线上。特别地，当投影的曲柄中心离开投影的中心轴线时，力Fr作用于滑销109a上，并且力Fr从投影的中心轴线指向曲柄投影中心。因此，力Fr在增加偏心量Ro的方向(例如在回转件109离开旋转中心Lo的方向)上作用于回转件109上。

应理解的是，与力Fr相关的描述不仅适用于本实施例，也同样适用于上述各实施例以及以下将要描述的实施例。特别地，压缩反作用力F1在增加偏心率Ro的方向(例如回转件109离开旋转中心Lo的方向)上向回转件109上施加一个力Fr。

在活塞110连接连杆111的一侧，具有一个目标，控制压力室101a中的压力(控制压力Pc)，控制压力Pc与压缩反作用力F1的方向相反。因此，通过控制压力Pc减小偏心量Ro的方向上的力作用于回转件109上(如图21所示)。因此，力Fr根据控制压力Pc和激励室V中的压力的不同成比例地减小或增加。以下，由控制压力Pc和激励室V中的压力的不同所决定的压力Fr称作离心力Fr。增加偏心量Ro的方向被称作正向，而减小偏心量Ro的方向称作负向。

现在，激励室V中的最大压力一般等于压缩机的排放压力，激励室V中的最小压力一般等于压缩机的吸入压力。同样，控制压力Pc的最大压力略低于压缩机的排放压力，而最小压力一般等于压缩机的吸入压力。这样，偏心力Fr的大小和方向随控制压力Pc和活塞110是否处于压缩冲程或吸入冲程而变化。

而且，如图22所示，由于每一缸(本实施例中为三个缸)处于不同的冲程，作用于回转件109上的离心力Fr是每个缸的离心力的合力。

图23示出了当轴105的回转角度为90°，控制压力Pc为最小时的离心力Fr和其合力∑Fr。图24示出当轴105的回转角度为90°，控制压力Pc为中等时的离心力Fr和其合力∑Fr。在图23所示的状态中，离心力的合力∑Fr是正向的(也就是在偏心量Ro增加的方向)，在图24所示的状态中，离心力的合力∑Fr是负向的(也就是在偏心量Ro减小的方向)。

当回转件109转动时，投影的滑销中心的轨迹是一线段。在本实施例中，与实施例1类似，滑销109的中心以活塞轴线Lp为中心在其两侧来回移动，因此投影的滑销中心的轨迹在中点与投影的活塞轴线相交。

因此，当投影的滑销中心位于其轨迹的中点时，活塞110位于顶部死点。同样，当投影的滑销中心位于其轨迹的末端时，活塞110位于底部死点。因此，活塞110的冲程随投影的滑销中心的轨迹的(一半长度)长度成比例增加。

此时，投影的滑销中心的轨迹长度(一半长度)，即当回转件转动时从回转件109传递给连杆111的运动沿轴105径向的分量，随偏心量Ro成比例增加。从而，通过增加或减小偏心量Ro可增加或减小活塞110的冲程。

如上所述，通过调整控制压力Pc从而控制控制压力Pc和激励室V中的压力的压差，可相应增加或减小偏心量Ro。从而，可以通过改变活塞110的行程来改变排放容积。

当控制压力Pc为排放压力时，排放量等于0，因而排放压力和吸入压力之间的压差为0。相应地，控制压力Pc和激励室V中的压力的压差也为0，从而即使在压力控制阀130关闭后(即控制压力Pc＝吸入压力)，排放量也不增加。因此，在本实施例中，通过一个激励装置或弹性装置如弹簧(未示出)在增加偏心量Ro的方向上向回转件109(曲柄105c)上轻轻施加一个作用力。

图25所示为容积最大时(如图16所示的状态)图16沿XXV-XXV方向的剖视图。图26所示为容积最大时(如图16所示的状态)图16沿XXVI-XXVI方向的剖视图。图27所示为容积最大时(如图16所示的状态)图16沿XXVII-XXVII方向的剖视图。并且，图28所示为中等容积的压缩机100的剖视图，图29所示为图28沿XXIX-XXIX的剖视图。同样地，图30所示为容积最小时的压缩机100的剖视图，图31所示为图30沿XXXI-XXXI的剖视图。

接着将描述本实施例的特征。在可变容积的旋转斜盘式压缩机中(JP-B N为02-061627)，通过改变使活塞往复运动的旋转斜盘的倾斜角度来控制活塞的冲程。然而，即使旋转斜盘的倾斜角度变化，旋转斜盘随轴一体转动，因此即使排放量降低，旋转斜盘也沿连接活塞和旋转斜盘的导向瓦以类似于容积最大时的速度滑动。

因此，如果排放量减小时压缩作业量(抽吸作业量)减小，由旋转斜盘和导向瓦之间的磨擦所引起的机械损失将会减小。因此，在本实施例中，如图20D至21D所示，在滑动销109a和连杆111(长孔111e)接触面上产生大量的力，由此在整个机械损失中，滑动销109a和连杆111(长孔111e)之间的磨擦损失占了很大的比例。

此时，滑动销109a相对连杆111(长孔111e)的相对(滑动)速度随轴105(回转(往复)构件110的转(往复)数)的转速和偏心量Ro成比例增加，这样，当偏心量Ro随排放量减小而减小时，滑动销109a和连杆111(长孔111e)之间的磨擦损失成比例减小。因此，在本实施例中，随排放量(压缩)的减小，压缩机的机械损失也能减小。这样，若轴的旋转速度减小时排放量减小，就可以减小机械损失同时阻止滑动部分由于磨擦热量而燃烧。

在本实施例中，当偏心量Ro变化时，作用于轴105上的由回转件109的转动所引起的离心力发生变化。而且，如上所述，两个配重118通过机械联锁机构随曲柄105c的位移(偏心量Ro的变化)而发生位移，由此相应于偏心量Ro的改变，配重118的惯性力矩可被改变。

因此，即使由回转件109引起的作用于轴105上的离心力因偏心量Ro的改变而改变，回转件109的离心力也可被有效的抵销，因此即使压缩机100的排放量变化时，也可以阻止产生大的振动。

[实施例6]

本实施例与实施例2(如图8所示)的压缩机100相似，具有类似于实施例5的结构，被改造为可变容积压缩机。用于可变控制排放量的结构和控制方法与实施例5相同。

图32是根据本实施例6的压缩机容积最大时，活塞在底部死点位置时的剖视图；图33是图32沿XXXIII-XXXIII的剖视图；图34是根据本实施例6的压缩机容积最大时，活塞在顶部死点位置时的剖视图；图35是图34沿XXXV-XXXV的剖视图；

此外，图36是根据本实施例的压缩机100容积最大时，活塞在底部死点位置时的剖视图；图37是图36沿XXXVII-XXXVII的剖视图；图38是图32沿XXXVIII-XXXVIII的剖视图；

[实施例7]

本实施例是将实施例4(见图12)的压缩机100变型为可变容积型。在实施例5和6中，通过控制从连杆111侧施加于活塞110上的压力(控制压力Pc)与从连杆111的相对侧施加于活塞110上的压力之间的压差，制造出冲程控制装置用于通过控制从活塞110施加于回转件109上的力来控制活塞110的冲程。在本实施例中，如图39所示，冲程控制装置是通过具有用于沿轴105的径向方向移动回转件109的致动器140制成的。

特别地，回转件109具有圆锥形的凹陷部分109c，具有与凹陷部分109c的凹面形状相同的圆锥形凸起部分141a的控制活塞141可摆动设置与于缸体102c中。此时，凹陷部分109c的中心线与曲柄105c的中心线吻合，凸面141a的中心线与轴105的中心线(旋转中心Lo)吻合。同样，控制压力室101a设置在与构成致动器140的控制活塞141凸起部分141a相对的表面141b一侧，。

在实施例5和6中，偏心量Ro可由绕摆动销105d转动的回转件109来改变。在本实施例中，代替摆动销105d，使用的是具有跨过平板宽度的滑动销105e，具有与板跨度相等宽度的凹槽105f提供给大孔部分105e，以便偏心量Ro由沿凹槽105f滑动的滑动销105e来改变。

接着将描述根据本实施例的压缩机100的特征操作(冲程控制装置的操作)。凹陷部分109c的壁面和凸起部分141a的壁面相对于轴105的中心线(旋转中心Lo)倾斜，从而由于压缩反作用力F1引起的力Fr的作用，使得当回转件109试图朝偏心量Ro加大的方向上运动时，回转件109试图在使控制压力室101a的容积减小的方向上移动控制活塞141。

另一方面，由于控制压力Pc的作用，控制活塞141试图沿使控制压力室101增大的方向移动。特别地，致动器140(控制活塞141)在回转件109上施加力F3，力F3与力F2方向相反，压缩反作用力F1作用于回转件109上，由此回转件109的偏心量Ro处于力F3和力F2平衡的位置上。所以，通过可变地控制控制压力Pc，可以控制偏心量Ro。

应该理解的是图39是排放量为最大时的剖视图，此时控制压力设置为最小压力(吸收压力)。图40是排放量为最小时压缩机的剖视图，此时控制压力Pc被设置为最大压力(排放压力)。图41是控制压力Pc设置为中等时的剖视图。

而且，图42是图39沿XLII-XLII的剖视图。图43是图39沿XLIII-XLIII的剖视图。图44是根据本实施例的压缩机100容积最大时，活塞在顶部死点位置时的剖视图。图45是图44沿XLV-XLV的剖视图。图46是图41沿XLVI-XLVI的剖视图。

此外，图47是根据本实施例7的压缩机100为中等容积时，活塞在顶部死点位置时的剖视图。图48是图47沿XLVIII-XLVIII的剖视图；图49是图40沿XLIX-XLIX的剖视图。

图50至57是转动阻止机构R的操作示意图。在实施例4中，固定盘121被固定以阻止相对于壳体(前壳)发生直接位移。然而在本实施例中，如图50所示，在盘121上有一个宽度通常等于曲柄部分105c(轴承108)直径的长孔，通过压配合或类似方法将在盘121上的长孔中滑动的销子112 a安装在固定盘112上，盘121相对于曲柄105c的中心仅在一个方向(在本图示中是从顶部到底部的方向)上往复运动。

此时，在本实施例中，可移动盘122与回转件109结合在一起，可移动的盘122上的长孔122b(长槽)用于装配回转件109。通过长孔122b和销子121c调整回转件109使其相对于盘121在其长孔121b的主轴方向上发生位移。因此，当曲柄部分105c的中心绕轴105转动时，回转件109和盘121的中心绕轴105转动而不发生绕其自身中心的转动。

在本实施例中，配重118是类似于实施例1到4的不改变惯性力矩的固定型式。或者，类似于实施例5和6，通过轴105上的销子118b和配重118上的长孔118a，可形成用于改变配重118惯性力矩的配重控制装置。

[其它实施例]

在上述实施例中，本发明已应用于压缩机，但本发明并不局限于压缩机，同样适用于其它流体机械如液压泵或类似机械。

在上述实施例中，压缩机(流体机械)通过外部动力驱动，但本发明并不局限于此，作为替代，例如，本发明可适用于所谓的密封型压缩机或者具有压缩机和与压缩机相连的电机制作为整体动力源的类似装置。

此外，在上述实施例中，用于将回转件109的回转运动转换成活塞110的往复运动的运动转换机构由连杆机构111(分别为第一连杆111a和第二连杆111b)构成，但本发明并不局限于此，转换机构可以由其它装置构成。

在上述的实施例中，用于增加(改变)活塞冲程的冲程改变机构分别由第一和第二连杆111a和111b构成，但本发明并不局限于此，冲程改变机构可以由其它装置来代替。

此外，在上述实施例中，滑销109a的中心以活塞轴线Lp为中心来回移动，因此当回转件109转动一圈时，活塞110在缸膛102a内在平行于轴105纵向的方向上往复运动两次，因此实现了双速机构。然而，本发明并不局限于此，双速机构可以用其它结构来实现。

本发明的描述仅仅是示例性的，因此只要不离开本发明的要旨，其它的实施方案也应纳入本发明的范围。该类实施方案不应被认为是脱离了本发明的构思和范围。

Claims (20)

1.一种流体泵抽机械，包括：

旋转轴(105)；

由轴(105)驱动转动的回转件(109)；

活塞(110)，其在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动；和

连杆(111)，其一端可移动地连接到活塞(110)上而另一端可移动地连接到回转件(109)上；

其特征在于：当回转件(109)转动时，连杆随之摆动，与连杆相连的活塞(110)往复运动。

2.一种流体机械，包括：

旋转轴(105)；

由轴(105)驱动的回转件(109)，所述回转件在与轴(105)纵向方向垂直的平面上绕轴(105)的旋转中心转动；及

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；和

连杆(111)，其一端可移动地连接到活塞(110)上而另一端可移动地连接到回转件(109)上；

其特征在于：在回转件(109)转动时从回转件(109)传递给连杆(111)的运动中，只有沿轴(105)径向的分量传递给连杆(111)。

3.一种流体机械，包括：

壳体(101，102，103)；

在壳体(101，102，103)中转动的轴(105)；

由轴(105)驱动的回转件(109)，其在与轴(105)纵向方向垂直的平面内转动；

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；和

连杆(111)，其第一端枢轴连接到活塞(110)上而第二端通过枢轴连接到回转件(109)上；

其特征在于：连杆(111)与回转件(109)连接的部分仅在与活塞(110)相对于连杆(111)的摆动面(S1)平行的面(S2)上相对于回转件(109)摆动。

4.一种流体机械，包括：

多个壳体(101，102，103)；

在壳体(101，102，103)中转动的轴(105)；

由轴(105)驱动的回转件(109)，其在与轴(105)纵向方向垂直的平面(S3)内转动；

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；

连杆(111)，其第一端枢轴连接到活塞(110)上而第二端枢轴连接到回转件(109)上；和

调整连杆(109b)，其可摆动地连接到回转件(109)上，其第一端固定在壳体(101，102，103)上，使其只能在与连杆(111)的摆动面(S1)平行的面(S2)上摆动，而其第二端可在重直于摆动面(S1)的方向上相对于回转件(109)运动。

5.一种流体机械，包括：

壳体(101，102，103)；

在壳体(101，102，103)中转动的轴(105)；

由轴(105)驱动的回转件(109)，其在与轴(105)纵向方向垂直的平面(S3)内转动；

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；和

连杆机构(111)，其第一端枢轴连接到活塞(110)上而第二端枢轴连接到回转件(109)上；

其特征在于：连杆机构(111)由互相可转动地连接在一起的第一连杆和第二连杆(111a和11b)组成，第一连杆(111a)的第一端枢轴连接到活塞(110)上，而第一连杆的第二端可转动地连接到设置在第二连杆(111b)第一端的连接部分(111c)上。

第二连杆(111b)的第二端具有固定于壳体(101，102，103)上的摆动中心(P1)，以便第二连杆(111b)能够在与连杆(111)相对于活塞(110)的摆动面(S1)平行的面(S2)上摆动。

第二连杆(111b)与回转件(109)枢轴连接在第二连杆(111b)摆动中心(P1)与连接部分(111c)之间的部分上，同时其可在垂直于摆动面(S1)的方向上相对于回转件(109)移动。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的流体机械，其特征在于；连杆机构(111)是这样构造的，即使其相对于活塞(110)摆动，以便连杆(111)与回转件(109)的连接部分通过活塞(110)的中心并在与轴(105)纵向平行的活塞轴线(Lp)两侧往复移动。

7.一种流体机械，包括：

壳体(101，102，103)；

在壳体(101，102，103)内转动的轴(105)；

由轴(105)驱动的回转件(109)；

用于阻止回转件(109)相对于壳体(101，102，103)转动的转动阻止机构；

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；和

连杆(111)，其第一端可可移动地连接到活塞(110)上而第二端可可移动地连接到回转件(109)上；

其特征在于：当回转件(109)转动时，活塞(110)通过连杆(111)相对于活塞(110)的摆动而往复运动。

8.根据权利要求7所述的流体机械，其特征在于：转动阻止机构造造在壳体(101)和回转件(109)之间。

9.根据权利要求8所述的流体机械，其特征在于：转动阻止机构是以这样的方式构造的，即回转件(109)能够在与可移动构件(112)位移方向相交的方向上相对于可移动构件(112)移动，可移动构件(112)只能在一个方向上相对于壳体(101)移动。

10.一种流体机械，包括：

旋转轴(105)；

由轴(105)驱动的回转件(109)；和

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；和

连杆(111)，其一端可移动地连接到活塞(110)上而另一端可移动地连接到回转件(109)上；

其特征在于：在连杆(111)上，回转件(109)被阻止相对壳(101，102，103)旋转，与此同时，活塞(110)由于回转件(109)的回转运动而往复运动。

11.一种流体机械，包括：

旋转轴(105)；

由轴(105)驱动的回转件(109)；和

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；

其特征在于：活塞(110)随着回转件(109)的回转运动而往复运动。

12.根据权种要求11所述的流体机械，其特征在于：当回转件(109)转动一圈时活塞(110)往复运动两次。

13.一种流体机械，包括：

旋转轴(105)；

连接到轴(105)的部分(105c)上并由轴(105)驱动转动的回转件(109)，所述部分(105c)偏离轴(105)的转动中心(Lo)；

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；

用于将回转件(109)的回转运动转换为活塞(110)的往复运动的转换机构(111)；和

冲程控制装置(130)，其用于通过改变偏心部分(105c)的偏心量(Ro)来控制活塞(110)的冲程。

14.一种流体机械，包括：

旋转轴(105)；

回转件(109)，其由轴(105)驱动以便在与轴(105)纵向方向垂直的平面(S3)内绕轴(101)的旋转中心转动；

在与轴(105)纵向平行的方向上往复运动的活塞(110)；和

连杆(111)，其第一端可移动地连接到活塞(110)上而第二端可移动地连接到回转件(109)上；

传递机构，其用于在回转件(109)转动时，从回转件(109)传递给连杆(111)的运动中将轴(105)的径向分量传递给连杆(111)；和

冲程控制装置(130和140)，其用于通过可变地控制回转件(109)转动时，回转件(109)传递给连杆(111)的运动中轴(105)径向分量的幅度来控制活塞(110)的冲程。

15.根据权利要求13或14所述的流体机械，其特征在于：

所述冲程控制装置(130)通过控制从活塞(110)作用到回转件(109)上的力来控制活塞(110)冲程，其中从活塞(110)作用到回转件(109)上的力是通过控制从连杆(111)侧作用到活塞(110)上的压力与从连杆(111)的相对侧作用于活塞(110)上的压力之间的压差进行控制的。

16.根据权利要求13或14所述的流体机械，其特征在于：连杆(111)具有这样结构：当压缩反作用力作用于活塞(110)上时，产生驱动回转件(109)离开轴(105)的旋转中心(Lo)的力，及

所述冲程控制装置(130)通过控制从活塞(110)作用到回转件(109)上的力来控制活塞(110)冲程，其中从活塞(110)作用到回转件(109)上的力是通过控制从连杆(111)侧作用到活塞(110)上的压力与从连杆(111)的相对侧作用于活塞(110)上的压力之间的压差进行控制的。

17.根据权利要求13或14所述的流体机械，其特征在于：

冲程控制装置(130，140)包含用于沿轴(105)径向方向移动回转件(109)的致动器。

18.根据权利要求17所述的流体机械，其特征在于：连杆(111)具有这样的结构：当压缩反作用力作用于活塞(110)上时，产生驱动回转件(109)离开轴(105)旋转中心(Lo)的力，及

致动器(140)在回转件(109)上施加一个力，该力对抗着压缩反作用力经连杆(111)施加在回转件(109)上的力。

19.根据权利要求13-18中任何一项所述的流体机械，其特征在于：所述流体机械具有配重(118)，所述配重用于抵消回转件(109)通过其回转运动施加在轴(105)上的离心力，及配重控制装置(118a，118b)，所述配重控制装置用于通过与冲程控制装置的操作联锁来改变配重(118)的惯性力矩。

20.根据权利要求19所述的流体机械，其特征在于：

配重控制装置(118a，118b)通过移动多个重量(118)相对于轴(105)的重心位置来改变配重(118)的惯性力矩。

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