CN1504645A - 控制变容式压缩机排量的方法 - Google Patents

Abstract

一个变容式压缩机压缩从一个外部制冷循环(71)中的蒸发器(74)供给的气体，并将该压缩气体排出到制冷循环(71)。一个单向阀(92；98)位于压缩机吸入腔(37)和蒸发器(74)之间。该单向阀(92；98)防止气体从吸入腔(37)流到蒸发器(74)。当压缩机停止时，一个排量控制阀(46)增加压缩机曲柄腔(15)中的压力，来将旋转斜盘(31)移动到最小倾斜位置。利用从曲柄腔(15)供给的气体使吸入腔(37)中的压力增加。关闭单向阀(92；98)可以加速吸入腔(37)中压力的增加。当吸入腔(37)中的压力增加时，控制阀(46)限制曲柄腔(15)中的压力增加。结果，限制了减小旋转斜盘(31)的倾斜程度的力。

Description

控制变容式压缩机排量的方法

技术领域

本发明涉及一种用在车辆空调中的变容式压缩机。更确切地说，本发明涉及一种控制变容式压缩机排量的装置及方法。

背景技术

图12显示了一种现有技术中的变容式压缩机。该压缩机包括一个壳体101。一个限定在壳体101内的曲柄腔102。一根支撑在壳体101内的驱动轴103。将一个唇形密封件104置于壳体101和驱动轴103之间，来防止气体沿着驱动轴103的表面泄漏。

通过一个电磁式摩擦离合器105，将驱动轴103与一个用做一个外部动力源的车辆发动机Eg相连。摩擦式离合器105包括一个皮带轮106，一个电枢107和一个电磁线圈108。皮带轮106与发动机Eg相连，电枢107与驱动轴103相连。当离合器105啮合时，也就是说，当线圈108被激励时，电枢107被吸引到压靠在皮带轮106上。结果是离合器105将发动机Eg的驱动力传递到驱动轴103。

当离合器105脱开时，也就是说，当线圈108去激励时，电枢107从皮带轮106上脱开。在这种情况下，发动机Eg的驱动力不再传递到驱动轴103。

一个转子109固定到位于曲柄腔102内的驱动轴103上。一个止推轴承122位于转子109和壳体101的内壁之间。通过一个铰接机构111，旋转斜盘110与转子109连接。铰接机构111使得旋转斜盘110可以与驱动轴103一体地旋转并相对于驱动轴103的轴向L倾斜。一个限定环112绕着驱动轴103设置。如图12中的虚线所示，当旋转斜盘110抵靠在限定环112上时，旋转斜盘110位于其最小倾斜位置。

缸孔113，吸入腔114和排出腔115都形成在壳体101内。在每个缸孔113中均可往复运动地容纳一个活塞106。活塞106与旋转斜盘110连接。壳体101包括阀板117。阀板117将缸孔113与吸入腔114、排出腔115隔离开。

利用转子109、铰接机构111和旋转斜盘110将驱动轴103的旋转运动转换为每个活塞116的往复运动。通过吸入口117a和吸入阀片117b，每个活塞116的往复运动将制冷气体从吸入腔114中吸取到相应的缸孔113中，其中吸入口117a和吸入阀片117b形成在阀板117上。每个缸孔113中的制冷气体被压缩到一预定的压力，并通过也形成在阀板117上的排出口117c和排出阀片117d排出到排出腔115中。

一根弹簧118通过止推轴承123沿着轴线L向前(向图12所示的左侧)推动驱动轴103。弹簧118防止驱动轴103的轴向振动。利用一抽气通道119将曲柄腔102与吸入腔114相连。利用一供给通道120，排出腔115与曲柄腔102相连。供给通道120的开口由一个电磁排量控制阀121控制。

控制阀121调节供给通道120的开口来控制从排出腔115吸取到曲柄腔102中的压力制冷气体的量。曲柄腔102中的压力相应改变。曲柄腔中压力的变化改变了通过旋转斜盘110作用在活塞116上的气压力矩，并改变了旋转斜盘110的倾斜程度。相应地，每个活塞116的冲程改变了，压缩机的排量也变化了。该气压力矩依赖于曲柄腔压力和缸孔113中的压力，缸孔113中的压力作用在活塞116上。

当离合器105脱开或当发动机Eg停止时，控制阀121完全打开供给通道120，这增加了曲柄腔102中的压力。相应的，气压力矩减小了旋转斜盘110的倾斜程度。旋转斜盘位于最小位倾斜位置时，压缩机停止运行。当压缩机再次启动时，压缩机的排量最小，这需要最小的扭矩。启动压缩机所导致的冲击也减小了。

当包括压缩机的制冷循环中有一个相对较大的制冷需求时，例如，当车辆上的乘客间的温度比预先设定的目标温度高得多的时候，控制阀121关闭供给通道120而使压缩机的排量增大到最大值。

当离合器105脱开或当发动机Eg停止时，压缩机停止。如果压缩机在最大排量操作时停止，控制阀将快速、完全地打开本来是完全关闭的供给通道120。相应地排出腔115中的高压制冷气体被快速供应到曲柄腔102中。通过抽气通道，曲柄腔102中的制冷气体持续地流到吸入腔114中。但是，由于通过抽气通道119流到吸入腔114中的制冷气体的量是有限的，当供给通道120被快速、完全地打开时，曲柄腔102中的压力也快速、极度地增加了。而且，当压缩机停止时，每个缸孔113中的压力接近吸入腔114中的压力，该压力相对较低。结果是减小旋转斜盘的倾斜程度的气压力矩变得非常大。

相应地，旋转斜盘110从最大倾斜位置移动到最小倾斜位置，并通过限制环112有力地向后(向图12所示的右侧)压迫驱动轴103。通过铰接机构111和转子109，该旋转斜盘110也有力地向后拉动驱动轴103。于是驱动轴103抵抗弹簧118的力沿着其轴线L向后移动。

当驱动轴103向后移动时，驱动轴103相对于唇形密封件104的轴向位置也改变了，其中唇形密封件104保持在壳体101内。通常，驱动轴103的一个预定环状区域接触唇形密封件104。一些杂粒和泥渣粘附在驱动轴103上与该预定环状区域相邻的区域处。因此，如果驱动轴103相对于唇形密封件104的轴向位置改变了，泥渣将进入唇形密封件104和驱动轴103之间。这将降低唇形密封件104的效率，从而导致气体从曲柄腔102泄露。

特别地，当驱动轴103由于离合器105脱开而向后运动时，固定在驱动轴103上的电枢107朝皮带轮106移动。当离合器105脱开时，皮带轮106和电枢107间的间隙小到0.5mm。驱动轴103的向后移动消除了皮带轮106和电枢107间的间隙，这可以使电枢107与正在转动的皮带轮106接触。这会产生噪音和振动。而且，即使离合器105脱开，发动机Eg的驱动力也可以传递到驱动轴103。

当驱动轴103向后移动时，利用斜盘110而与驱动轴103连接的活塞116的平均位置也向后移动了。这使得每个活塞116的上死点接近阀板117。结果是，活塞116和阀板117在其上死点位置时可能碰撞。

为了防止驱动轴103向后移动，可以增加弹簧118的力。但是，一个较大的弹簧力将增加作用在止推轴承122，123上的负载，并增加了压缩机的动力损失。

发明内容

因此，本发明的目的是提供变容式压缩机排量的控制装置和方法，它们可防止一减小旋转斜盘的倾斜程度的力矩过度增加。

为了达到前述和其他目标，根据本发明的目的，提供了一种压缩机，它用于压缩从一个外部制冷循环的蒸发器中供给的气体，并将该压缩气体排出到外部制冷循环。该压缩机包括：一个壳体、一个限定在壳体内的缸孔、一个限定在壳体内的曲柄腔和一个限定在壳体内的吸入腔。吸入腔与蒸发器的出口相连。气体从曲柄腔中持续地排放到吸入腔中。该压缩机还包括一个活塞、一根由壳体支撑的驱动轴、一个驱动板、一个控制阀和一个单向阀。活塞容纳在缸孔中，并压缩从吸入腔吸入到缸孔中的气体，并将该压缩气体从缸孔中排出去。驱动板与活塞相连，以将驱动轴的旋转运动转换为活塞的往复运动。驱动板由驱动轴支撑着相对于驱动轴倾斜，并相应于作用在驱动板上的倾斜力矩在最大倾斜位置和最小倾斜位置间移动。该倾斜力矩包括一个基于曲柄腔压力的力矩和一个基于缸孔压力的力矩。驱动板的倾斜程度限定了活塞的冲程和压缩机的排量。控制阀控制曲柄腔中的压力，以改变驱动板的倾斜程度，该控制阀由一外部命令来驱动。单向阀位于吸入腔和蒸发器之间，并根据吸入腔和蒸发器出口间的压力差来关闭，以防止气体从吸入腔泄露到蒸发器。

本发明还体现在一个排量控制阀，其用于调整压缩机的曲柄腔压力，来改变压缩机的排量。该压缩机包括一个吸入压力区域和一个排出压力区域，其中吸入压力区域的压力为吸入压力，排出压力区域的压力为排出压力，一个供给通道将曲柄腔和排出压力区域连接起来。该控制阀包括一个阀体、一个压力感应元件和一个电磁致动器。阀体调整供给通道上的开口的尺寸。压力感应元件相应于吸入压力移动阀体，以将吸入压力保持在一预定目标值。电磁致动器给阀体施加一个力。该力与供给到致动器的电流量相应。该电流量决定了吸入压力的目标值。当电流量减少时，致动器增加目标值，当没有电流供给到致动器时，目标值将设定在一最大值。

本发明另外还包括一种控制变容式压缩机排量的方法。该压缩机包括一个驱动板，其根据曲柄腔中的压力在一最大倾斜位置和一最小倾斜位置之间移动。该驱动板的倾斜程度限定了压缩机的排量。该方法包括：当压缩机运行时，控制曲柄腔中的压力来改变驱动板的倾斜程度；当压缩机停止时，增加曲柄腔中的压力来将驱动板移动到最大倾斜位置；在压缩机停止后的一预定时刻过去后，制止曲柄腔压力的增加。

通过下面结合附图、以例子的方式描述本发明，本发明的其他方面和优点将更加清楚明了。

附图说明

下面将通过参照附图描述本发明的最佳实施例的方式，本发明及其目的、优点将得到更好的理解，其中：

图1是根据本发明第一实施例的一个变容式压缩机的横截面图；

图2是沿着图1中线2-2的横截面图；

图3是图2中所示的单向阀的部分放大横截面图，这时单向阀关闭了吸入通道；

图4是用在图1所示压缩机中的排量控制阀的放大横截面图；

图5是显示活塞在图1所示压缩机中的布置的示意图；

图6是图1中离合器的部分放大横截面图，这时它是脱开的；

图7(a)是一个表示图1中所示压缩机的驱动轴的位移的图表，和一个表示当图1中压缩机停止后的曲柄腔压力、吸入腔压力和缸孔压力的变化的图表；

图7(b)是一个表示对比例压缩机的驱动轴的位移的图表，和一个表示当对比例压缩机停止后的曲柄腔压力、吸入腔压力和缸孔压力的变化的图表；

图8是根据本发明的第二实施例的一个单向阀的部分放大横截面图；

图9是根据本发明的第三实施例的一个排量控制阀的横截面图；

图10(a)是一个显示供给到图9所示的控制阀的电流量和目标吸入压力的图表；

图10(b)是一个显示供给到对比例控制阀的电流量和目标吸入压力的图表；

图11是一个显示施加到图9所示的控制阀的部件上的力的示意图；

图12是一种现有技术的变容式压缩机的横截面图。

具体实施方式

现在参照附图1到7(b)描述一种根据本发明第一实施例的变容式压缩机。该压缩机用在一个车辆空调中。

如图1中所示，一个前壳体11固定在中心壳体的前端面上，本实施例的中心壳体是一个缸体12。一个后壳体13固定到缸体12的后端面上，一个阀板组件14位于后壳体13和后端面之间。前壳体11、缸体12和后壳体13形成了压缩机壳体。图1中的左侧定为压缩机的前侧，图1中的右侧定为压缩机的后侧。

阀板组件14包括一个主板14a、一个第一副板14b、一个第二副板14c和一个保持板14d。主板14a位于第一副板14b和第二副板14c之间。保持板14d位于第二阀板14c和后壳体13之间。

在前壳体11和缸体12之间限定有一个控制压力腔，在本实施例中是一个曲柄腔15。一个驱动轴16延伸地通过曲柄腔15，并由前壳体11和缸体12以可旋转方式支撑。

驱动轴16由前壳体11利用一径向轴承17支撑。一个中心孔12a大致上形成在缸体12的中部。驱动轴16的后端位于该中心孔12a中，并利用径向轴承18支撑在缸体12中。一个弹簧座21放置在中心孔12a的壁面上。一个止推轴承19和一个支撑弹簧20位于中心孔12a中，并位于驱动轴16的后端和弹簧座21之间。通过止推轴承19，支撑弹簧20沿着驱动轴16的轴线L向前推动驱动轴16。该止推轴承19防止将驱动轴16的旋转运动传递到支撑弹簧20。

驱动轴16的前端从前壳体11的前端突出。一个轴密封组件，在本实施例中为一个唇形密封件22，位于驱动轴16和前壳体11之间以防止制冷气体沿着驱动轴16的表面泄露。该唇形密封件22包括一个唇形密封环22a，其压靠在驱动轴16的表面上。

一个电磁摩擦离合器23位于一个外部动力源和驱动轴16之间，在本实施例中的外部动力源是一个车辆发动机Eg。该离合器23将发动机Eg的动力有选择地传递到驱动轴16。离合器23包括一个皮带轮24，一个轮毂27、一个电枢28和一个电磁线圈29。利用一个角度轴承25，皮带轮24由前壳体11的前端支撑。一个皮带26与皮带轮24结合，以将发动机Eg的动力传递到皮带轮24。具有弹性的轮毂27固定到驱动轴16的前端并支撑电枢28。该枢轴28面向皮带轮24。电磁线圈29由前壳体11的前壁支撑并面向电枢。

当发动机Eg运行而线圈29被激励时。在电枢28和皮带轮24间产生了电磁吸引力。因此，如图1所示，电枢28抵抗轮毂27的力与皮带轮24接触，这使离合器23啮合。当离合器23啮合时，通过皮带26和离合器23，发动机Eg的动力传递到皮带轮16。在这种情况下，当线圈29去激励时，利用轮毂27的力，枢轴28与皮带轮24相分离，如图6所示，这脱开了离合器23。当离合器23脱开时，发动机Eg的动力不再传递到驱动轴16。

如图1中所示，一个转子30固定在位于曲柄腔15中的驱动轴16上。一个止推轴承48位于转子30和其壳体11的内壁之间。一个驱动板，在本实施例中为一个旋转斜盘31，其支撑在驱动轴16上，以相对于驱动轴16的轴线L轴向滑动并倾斜。一个铰接机构32位于转子30和旋转斜盘31之间。该旋转斜盘31通过铰接机构32与转子30相连。铰接机构32使旋转斜盘与转子30一体地转动。该铰接机构32还引导旋转斜盘31沿着驱动轴16滑动并相对其倾斜。

一个螺卷簧68绕着驱动轴16设置并位于转子30和旋转斜盘31之间。该螺卷簧68在使旋转斜盘31不倾斜的方向上推动旋转斜盘。

一个限制环34固定到驱动轴16上，并位于旋转斜盘31和缸体12之间。如图1中虚线所示，当旋转斜盘31抵靠在限制环34上时，旋转斜盘31的倾斜程度最小。另一方面，如图1中实线所示，当旋转斜盘31抵靠在转子30上时，旋转斜盘31的倾斜程度最大。

如图1和图5所示，缸孔33，在本实施例中为六个，形成在缸体12内。缸孔33绕着驱动轴16的轴线L等角度间隔地设置。在每个缸孔33中容纳一个单头活塞35。利用一对滑靴，每个活塞35与旋转斜盘31相连接。该旋转斜盘31将驱动轴16的旋转运动转换为活塞35的往复运动。

如图1和图2所示，一个吸入腔37基本上限定在后壳体13的中部，其中的压力为吸入压力。一个排出腔38形成在后壳体13内并围绕着吸入腔37，其中的压力为排出压力Pd。阀板组件14将缸孔33与吸入腔37、排出腔38分隔开来。阀板组件14的主板14a具有吸入口39和排出口40，它们对应与每个缸孔33。第一副板14b具有吸入阀片41，每个吸入阀片均对应于每一个吸入口39。第二副板14c具有排出阀片42，每个排出阀片42均对应于每个排出口40。保持板14d具有保持架43，其对应与排出阀片42。每个保持架43确定了对应排出阀片42的最大开口尺寸。

当每个活塞从其上死点位置移动到下死点位置时，通过相应的吸入口39和吸入阀片41，吸入腔37中的制冷气体流到相应的缸孔33中。当每个活塞35从下死点位置移动到上死点位置时，相应缸孔33中的制冷气体被压缩到预定压力，并通过相应的排出口40和排出阀片42排出腔38中。

一个供给通道44连接排出腔38和吸入腔15。一个抽气通道45连接曲柄腔15和吸入腔37。一个排量控制阀46位于供给通道44内。该排量控制阀46利用改变供给通道44的开口尺寸，来调整从排出腔流到曲柄腔15的制冷气体的流量。根据从排出腔38流到曲柄腔15的制冷气流量与通过抽气通道45从曲柄腔15流到吸入腔37的制冷气流量间的关系，曲柄腔15中的压力发生变化。相应地曲柄腔15中的压力和缸孔33中的压力差也变化了，这改变了旋转斜盘33的倾斜程度或每个活塞的冲程。这改变了每个活塞35的冲程和压缩机的排量。

旋转斜盘31的倾斜程度由作用在旋转斜盘31上的各种力矩决定。这些力矩包括一个基于旋转着的斜盘31的离心力的旋转力矩，一个基于弹簧68的力的弹簧力矩，一个基于每个活塞35的惯性的惯性力矩，和一个基于施加到每个活塞35上的净力的气压力矩。这些力矩的总合下面被称作倾斜力矩。旋转力矩作用到旋转斜盘31上，例如来减小倾斜程度。惯性力矩作用到旋转斜盘31上，例如来减小倾斜程度。作用在旋转斜盘31上的惯性力矩，例如可用来增大倾斜程度。气压力矩依赖于缸孔33中的压力(孔压Pb)和曲柄腔15中的压力(曲柄腔压力Pc)，其中孔压作用到活塞35上，曲柄压力也作用到活塞35上。该气压力矩作用到旋转斜盘31上，以减小或增大旋转斜盘的倾斜程度。

在图1至7(b)所示的实施例中，气压力矩根据曲柄腔压力Pc改变，其中曲柄腔压力由排量控制阀46控制。如果曲柄腔压力Pc增加，气压力矩将影响该倾斜力矩，使得旋转斜盘的倾斜程度减小。如果曲柄腔压力Pc降低，气压力矩的变化则相反。因此，利用控制阀46，通过控制曲柄腔压力Pc来调整作用在旋转斜盘31上的倾斜力矩。相应地，旋转斜盘31朝一个位于最小倾斜位置和最大倾斜位置间的预期倾斜位置移动。当压缩机停止并且当压缩机的各个腔的压力基本相等时，利用弹簧68的力(或者弹簧力矩)将旋转斜盘31保持在最小倾斜位置。

现在描述控制阀46。如图4中所示，控制阀46包括阀壳49和螺线管50。壳体49和螺线管50彼此相连并限定阀腔51。该阀腔51基本上限定在控制阀46的中心处。一个阀体52容纳在阀腔51中。位于阀腔51中的阀孔53的开口面前阀体52。阀腔51和阀孔53形成供给通道44的一部分。通过供给通道44的上游部分，阀腔51与排出腔38相连。通过供给通道44的下游部分，阀孔53与吸入腔15相连。一个打开弹簧54位于阀腔51内，并处于壁面和阀体52之间，以在打开阀孔53的方向上推动阀体52。

一个压力感应装置位于阀腔51之上。该压力感应装置根据吸入压力Ps移动阀体52。一个压力感应腔55位于阀腔51之上。通过一个形成在后壳体13上的压力引导通道47，压力感应腔55与吸入腔37相连。一个压力感应元件，在本实施例中为一个波纹管56，容纳在压力感应腔55中。波纹管56的上端固定到压力感应腔55的上壁。一个定位弹簧57位于波纹管56中。弹簧57决定了波纹管56的初始长度。

一个引导孔65延伸地通过阀壳49，以通过阀孔53将压力感应腔55连接到阀腔51。一个感应杆58从阀体52向波纹管52延伸，以将螺线管56和阀体52以可操作方式相连。波纹管56与阀体52形成为一体。杆58的末端固定到接头柱体56a上，其中接头柱体56a位于波纹管56的末端。一个较小直径部分58a形成在杆58上位于阀孔53内的部分上。在该小直径部分58a和阀孔53的壁之间的环状间隙形成了一个气体通道。

现在描述螺线管50即一个电磁致动器。一个柱塞腔59限定在阀腔51之下。一个固定芯60位于柱塞腔59和阀腔51之间。一个柱塞，其是一个可动芯61，容纳在柱塞腔59之中。一个跟随弹簧62容纳柱塞腔59中，以便朝着阀体52推动可动芯61。跟随弹簧62的力比打开弹簧54的力要弱。

引导孔66延伸地通过固定芯60，以便连接阀腔51和柱塞腔59。一个电磁杆63与阀体52形成为一体并延伸通过引导孔66。打开弹簧54的力和跟随弹簧62的力使电磁杆63的末端与可动芯61接触。阀体52和可动芯61通过电磁杆63彼此相连。一个电磁线圈64围绕着固定芯60和可动芯61设置。

通过一个外部制冷循环71，吸入腔37与排出腔38相连。该外部制冷循环71包括一个冷凝器72、一个膨胀阀73和一个蒸发器74。该外部制冷循环71和该压缩机限定了车辆空调的一个冷却循环。

一个空调开关80、一个房间温度传感器81和一个温度调节器82连接到一个控制器C。该房间温度传感器81检测客房中的温度。温度调节器82用来设定一个目标房间温度。动力供应线从一个动力源S延伸到离合器23的线圈29，并通过控制器C延伸到控制阀46的线圈64，其中动力源S是一个车辆电池。

控制器C包括一个计算机。控制器C根据各种情况控制从动力源S供给到线圈29、64的电流，其中的各种情况包括启动开关80的开/关状态，房间温度传感器81检测到的温度和温度调节器82设定的目标温度。

通常，当发动机Eg停止时(当该车辆的开关关闭时)，到所有电装置的电流停止。当发动机Eg停止时，线圈29、64和动力源S之间的动力供给线不再与控制器C的上游相连。因此，从动力源S到线圈29、64的电流也停止了。

现在描述具有控制阀46的压缩机的操作。如果当发动机Eg运行时，启动开关80是打开的，并且温度传感器81检测到的温度高于温度调节器82设定的目标温度，控制器C将把动力源S的电流供应到线圈29。于是离合器23啮合，这启动了压缩机。

根据房间温度传感器81和温度调节器82的信号，控制器C确定供给的控制阀46的线圈64的电流量。控制器C将具有预定量的电流从动力源S供应到线圈64。相应地，在固定芯60和可动芯61之间产生电磁引力。该引力和大小与到达的电流值相应。该引力在减小阀孔53的开口尺寸的方向上推动阀体52。根据从吸入腔37施加到压力感应腔55的压力(吸入压力Ps)，控制阀46的波纹管56膨胀和收缩。波纹管56对阀体52施加一个力，该力的大小与压力感应腔55中的吸入压力Ps相应。

这样，根据波纹管56施加到阀体52上的力、固定芯60和可动芯61之间的引力、弹簧54和62的力来确定阀孔53的开口尺寸。

当检测到的房间温度和目标温度间存在较大差别时，或者当需要以一较大制冷性能操作冷却循环时，控制器C将增加供给到线圈64的电流值。当电流量增大时，固定芯60和可动芯61间的引力的大小增加，这增加了在关闭阀孔53的方向上推动阀体52的合力。这降低了吸入压力Ps的目标值。波纹管56利用阀体52控制阀孔53的开口，使得吸入压力保持在该降低的目标值。也就是说，当供给到线圈64的电流量增加时，控制阀46调节压缩机的排量，以便吸入压力朝着一较低值变化。

当供应到线圈64的电流增加时，或者当吸入压力增加时，阀体52减小阀孔53的开口尺寸。这减小了从排出腔38供应到吸入腔15的制冷气体的流量。由于曲柄腔15中的制冷气体是经过抽气通道45持续地引导到吸入腔37的，所以曲柄腔压力Pc是逐渐降低的。结果，该倾斜力矩增加了旋转斜盘31的倾斜程度。相应地，压缩机的排量也增加了。当压缩机的排量增加时，冷却循环的制冷性能也增加了，这降低了吸入压力。

当检测到的房间温度和目标温度将的差别变小时，或者当要求制冷循环以较低的冷却循环工作时，控制器C降低供应到线圈64的电流量。当电流量减小时，固定芯60和可动芯61间的引力的大小降低了，这降低了在关闭阀孔53的方向上推动阀体52的合力的大小。这样就升高吸入压力的目标值。波纹管56利用阀体52控制阀孔53的开口，使得吸入压力朝着该升高的目标值变化。也就是说，当供应到线圈64的电流量降低时，控制阀46调整压缩机的排量，使吸入压力保持在一较高值。

当供给线圈64的电流量减小或者当吸入压力降低时，阀体52增加阀孔53的开口尺寸。这增加了从排出腔38供给到曲柄腔15的制冷气体的流量。如果从排出腔38供给到曲柄腔15的制冷气体的流量大于从曲柄腔15流到到吸入腔37的制冷气体的流量，曲柄腔压力Pc将逐渐增加。结果，倾斜力矩减小旋转斜盘31的倾斜程度。相应地减小了压缩机的排量。当压缩机排量减小时，冷却循环的制冷性能降低，这增加了吸入压力。

如图1和图2中所示，单向阀92位于吸入腔37和蒸发器74之间。特别地，在后壳体13上形成一个吸入通道90，以将吸入腔37连接到外部制冷循环71。蒸发器74通过管子71a连接到吸入通道90，管子71a是管路71的一部分。吸入通道90具有一个向吸入腔37打开的附着孔91。附着孔91的直径比通道90的其余部分要大。一个定位台肩91a形成在附着孔91的外端。

单向阀92具有一个中空的圆柱形壳体96。单向阀92被按压地放置在附着孔91内，使得壳体96的端部与定位台肩91a接触。壳体96具有一个与吸入通道90相连的阀孔93a。壳体96还包括一个围绕着阀孔93a的内端形成的阀座93。一个阀体94容纳在壳体96中并面向阀座93。一个关闭弹簧95容纳在壳体96内，并朝着阀座93推动阀体94。

壳体96的一部分暴露在吸入腔37中。在暴露部分上形成有开口96a。通过壳体96的内部，开口96a连接阀孔93a和吸入腔37。一个孔96b形成在壳体96上，并位于阀体94的与阀孔93a相对的一侧。该孔96b连接壳体96的内部和吸入腔37，以使吸入压力Ps作为一个后部压力作用到阀体94上。

通过阀孔93a，阀体94暴露在蒸发器74出口处的压力之下，通过孔96b，阀体94又暴露在吸入腔37的压力之下。根据这两个压力之差，阀体94打开或关闭阀孔93a。当蒸发器出口的压力高于吸入空的压力时，阀体94与阀座93分离来打开阀孔93a，如图2中所示。当压缩机操作时，制冷气体被从吸入腔37抽取到缸孔33，并从蒸发器74抽取到吸入腔37。因此，阀体94打开阀孔93a，使气体从蒸发器74流到吸入腔37中。当蒸发器出口的压力等于或者低于吸入腔37中的压力时，阀体94与阀座93接触来关闭阀孔93a，如图3中所示。这样，单向阀92允许气体从蒸发器74流到吸入腔37，但禁止气体从吸入腔37流到蒸发器74。

现在描述图1到7(b)中所示实施例的典型操作。

当空调开关80关闭而压缩机正在运行时，或者当房间温度低于目标温度时，控制器C停止向线圈29供应电流，从而脱开离合器23。压缩机相应停止。同时，控制器C停止向控制阀46的线圈64供应电流。当发动机Eg停止而压缩机运行时，从动力源S到线圈29、64的动力供给线不再与控制器C的上游连接。相应地，离合器23脱开，压缩机停止。

当由于压缩机停止使供应到线圈64的电流停止时，固定芯60和可动芯61间的吸引力也没有了。相应地，控制阀46利用打开弹簧54完全打开供给通道44，旋转斜盘31的倾斜程度最小。当压缩机再次启动时，压缩机的排量最小，这使扭矩最小。从而减小了启动压缩机引起的振动。

当压缩机在最大排量操作时，如果控制阀46完全打开供给通道44，换句话说，如果在供给通道44完全关闭之后，控制阀46完全打开供给通道44，排出腔38中的高压气体便快速供应到曲柄腔15中。曲柄腔压力Pc因此突然地增加。

图7(a)下部的图表显示了压缩机停止后的曲柄腔压力Pc、吸入压力Ps和孔压Pb的变化。如图中所示，当压缩机在以最大排量操作后停止时，完全打开控制阀46将突然地增加曲柄腔压力Pc，该压力在压缩机停止前基本上与吸入压力Ps相等。

当压缩机停止时，压缩机和制冷循环71间的制冷循环也停止了。从而制冷气体不再从蒸发器74供给到吸入腔37。通过抽气通道45，曲柄腔15中的高压制冷气体流到吸入腔37。因此，吸入腔37的压力Ps增加并超过蒸发器74出口的压力。从而单向阀92关闭吸入通道并阻止制冷气体从吸入腔37倒流入蒸发器74。在这种状态下，由于来自曲柄腔15的制冷气体，吸入腔37中的压力Ps快速增加。单向阀92的作用如同一个压力加速器或一个加速装置，来加速吸入腔37中的压力Ps的增加。

缸孔33中的压力Pb从不低于吸入腔37中的压力Ps。通过吸入阀片41，缸孔33中的制冷气体会泄露到吸入腔37。但是，由于吸入腔37中的压力Ps相对较高，缸孔33中的压力Pb也就相对较高。

图7(a)下部的图中的孔压Pb代表了缸孔33中的压力的平均值。如图中所示，在压缩机停止后，缸孔压力Pb增加。这是因为当旋转斜盘31的倾斜程度减小时一些活塞35朝着阀板组件14移动，使缸孔33中的制冷气体被压缩所造成的。

以这种方式，尽管当压缩机停止时吸入腔压力Pc增加，但孔压Pb也相对较高。曲柄腔压力Pc作用来减小旋转斜盘31的倾斜程度，而孔压Pb作用来增加旋转斜盘31的倾斜程度。因此，即使控制阀46突然并完全地打开供给通道44，减小旋转斜盘倾斜程度的倾斜力矩也不会过度变化。

吸入压力区域范围从蒸发器74的出口到吸入腔37。排量控制阀46的压力感应腔55与吸入腔37相连吸入腔37位于单向阀92的下游。这样，如果当单向阀92关闭时吸入腔37中的压力增加，压力感应腔55中的压力也增加。由于压力感应腔55中的压力增加，波纹管56收缩并移动阀体52，来减小阀孔53的开口尺寸。这减小了制冷气体从排出腔38供给到曲柄腔15的流量。因此，在该过程中曲柄腔压力Pc的突然增加是很容易的。换句话说，在压缩机停止后的一预定时期之后，曲柄腔压力Pc的增加是有限的。这有效地减小了向后推动活塞35的力。

结果，当旋转斜盘31从最大倾斜位置移动到最小倾斜位置时，旋转斜盘31既不强烈地压迫限制环34，也不强烈地拉动铰接机构32和转子30。因此，驱动轴16抵抗支撑弹簧20的力而不会向后移动(见图7(a)的上图)。

由于驱动轴16被阻止轴向移动，所以在背景技术部分描述的缺点全都被解决了，这些缺点包括驱动轴16相对唇形密封件22的移动，当离合器23脱开时电枢28和皮带轮24间的接触，活塞35抵靠在阀板组件14上的冲击等。

图7(b)的图表显示了一个对比例压缩机的特性。该对比例压缩机除了不具备单向阀92外，与图1中的压缩机相同。当该例中的压缩机停止时，即使气体是从曲柄腔15供给到吸入腔37，但气体从吸入腔37流到蒸发器74也是允许的。因此吸入腔37中的压力Ps只是稍稍地增加。缸孔33中的压力Pb低于吸入腔37中的较低压力Ps。由于吸入腔37中的压力Ps的增加不是非常大，波纹管56不会收缩，并且阀体52保持在完全打开阀孔53的位置。这样，曲柄腔压力Pc持续地增加。结果是，向后推动活塞35的力极度地增加，这将向后移动驱动轴16。

图1中的压缩机具有控制阀46，其控制供给到曲柄腔15的高压气体流量。与控制从曲柄腔15流出的制冷气体流量的压缩机相比，图1中的压缩机快速改变曲柄腔15中的压力，这使得旋转斜盘31的倾斜程度，也就是压缩机的排量快速地变化。但是，从一个不同的观点来看，与控制从曲柄腔15排出的制冷气体流量的压缩机相比，图1中的压缩机趋于增加曲柄腔15中的压力到一过高值。这样，在具有控制阀46的压缩机中设置单向阀92的优点在于，其控制了供给到曲柄腔15的高压气体的量。

单向阀92也可以位于蒸发器74和吸入通道90间的管子71a中，这并不脱离本发明的精神。但是，这需要改变传统管子71a的结构。由于单向阀位于压缩机后壳体13中，一个传统管子71a不必改变其结构就可以使用。

单向阀92在靠近吸入腔37的一个位置处停止制冷气体的流动。如果单向阀92位于蒸发器74远离吸入腔37的出口处，来自曲柄腔15的制冷气体将增加一个较大区域中的压力，该较大区域包括吸入腔37和管子91a。在图1到7(a)的实施例中，来自曲柄腔15的制冷气体将增加一个较小区域中的压力，该较小区域仅包括吸入腔37，这使得吸入腔37中的压力能够快速增加。结果，限制了减小旋转斜盘31倾斜程度的力。

单向阀92是一个组件，具有壳体96中的所有元件。因此，单向阀92预先制作成一个组件，然后压配在后壳体13的孔91中。于是单向阀92轻易地安装在压缩机中。

控制阀46的结构可以改变，使得在固定芯和可动芯61间产生的吸引力在增大阀孔53的开口尺寸的方向上移动阀体52。控制阀46的这种改变并不脱离本发明的精神。如果采取这种变化，线圈64和动力源S间的动力供应线也必须改变。具体地说，动力供应线必须不与控制器C的上游断开。动力供应线的这种改变主要需要改变一个普通车辆的电力系统。

但是在控制阀46中，固定芯60和可动芯61间的吸引力在增加阀孔53的开口尺寸的方向上推动阀体52。这样，当机器Eg停止时，线圈64和动力源S间的动力供应线与控制器上游的断开使阀孔53打开，这使压缩机的排量最小。换句话说，当发动机Eg停止时压缩机的排量最小，而不必改变一个普通车辆的电力系统。

图8显示了本发明的第二实施例。在该实施例中，使用了一个瓣阀(针阀)98。瓣阀98的一端利用螺栓98a固定到吸入腔37的壁上。瓣阀98根据吸入腔37和蒸发器74间的压力差打开或关闭吸入通道90的出口。该瓣阀98是一个单向阀，它比图2中的单向阀93小、简单。

现在将参照图9到11描述本发明的第三实施例。该第三实施例是关于控制阀46的改进。下面将主要描述与图1到7(a)中实施例的区别，与图1到7(a)中实施例的相应部件类似或相同的部件使用了类似或相同的参考标号。

如图9中所示，阀体52的直径和电磁杆63的直径相同，使得阀体52和电磁杆63形成一根轴。与图4中控制阀46不同，图9中的控制阀46不具有位于阀腔51内的打开弹簧54。而且，与图4中控制阀46不同的是，通过供给通道44的下游部分，阀腔51与曲柄腔15相连，通过供给通道44的上游部分，阀孔53与排出腔38相连。

压力感应杆58的末端松散地放置在而不是固定在波纹管56的接头柱体56a中。除了小直径部分58a以外，杆58的横截面积S2与阀孔53的横截面积相等。

电磁杆63延伸通过并固定到可动芯61上。在电磁杆63的表面和引导孔61的表面间形成一个区域，它连接阀腔51和柱塞腔59。一个通孔61a形成在可动芯61中。该通孔连接柱塞腔59被可动芯61分开的两个区域。这样，类似于阀腔51，整个柱塞腔59暴露在曲柄腔压力Pc之下。

图10(a)是一个显示图9中控制阀46的特性的图表。当供给到控制阀46的线圈64的电流值降低时，固定芯60和可动芯61间的吸引力减小。这样，当输入电流降低时，目标吸入压力增加。如果在压缩机运行过程中，房间温度和目标温度间存在微小差别时，供给到线圈64的电流停止并将目标吸入压力设定在最大值Pmax。在这种状态下，跟随弹簧62朝着波纹管56推动可动芯61。因此，压力感应杆58被持续地压靠在波纹管56上。压力感应杆58的末端与接头柱体56a一体地移动。因此，波纹管56根据压力感应腔55中的压力移动阀体52，使吸入压力Ps朝着目标吸入压力变化，其中目标吸入压力是最大值Pmax。

对于供给到线圈64的某一数值的电流，图9中的控制阀均以这种方式根据压力感应腔55中的压力。换句话说，对于供给到供给到线圈64的任何电流，图9中的控制阀使吸入压力Ps均朝着目标值变化，以使某一数值的电流供给到线圈64。这意味着对于供给到线圈64的电流值的整个范围，该目标值都是确定。即使供给到线圈64的电流停止了，该目标吸入压力也是确定的。

当压缩机停止时，供给到线圈64的电流也停止了。由于压缩机没有运行，吸入压力Ps不能朝着最大值Pmax变化。但是，控制阀46以与目标吸入压力处于最大值Pmax时相同的方式操作。也就是说，在图1到7(a)所示的实施例中那样，如果在压缩机停止后由于单向阀92的关闭使吸入腔37中的压力增加到超过最大值Pmax，波纹管56收缩并使阀体52在减小阀孔53的开口尺寸的方向上运动。这样，就使从排出腔38流到曲柄腔15的制冷气体的流量减小，这限制了当压缩机停止时曲柄腔压力Pc的突然增加。结果，有效地减小了向后推动活塞35的力。

图4中的控制阀基本上具有与图10(a)中图表所示相同的特性，并以与图9中控制阀46基本相同的方式操作。但是，由于图4中的控制阀46具有打开弹簧54，该打开弹簧的力要比跟随弹簧62的力要大，当供给到线圈64的电流停止时，阀体52被打开弹簧54推动离开波纹管。因此，压力感应杆58的末端必须固定到波纹管56的接头柱体56a上，以将波纹管56的移动持续地传递到阀体52。波纹管56的上端也必须固定到压力感应腔55的上壁。该结构使控制阀46的组装复杂化。

在图9所示的控制阀46中，即使电流没有供给到线圈64，跟随弹簧62也持续地将压力感应杆58压靠在波纹管56上，并将波纹管56的上端压靠在压力感应腔55的上壁。这样，压力感应杆58的末端不必固定到波纹管56的接头柱体56a上。而且，波纹管56的上端也不必固定到压力感应腔55的上壁，这便于控制阀46组装。

如图10(a)中所示，当供给到线圈64的电流量是一预定最大值Ib时，目标吸入压力为一最小值Pmin。在图9所示的控制阀46中，当供给到线圈的电流量是该最大值Ib时，该最小目标吸入压力Pmin根据跟随弹簧62和芯61、61间引力的总合来确定。在图4所示的控制阀46中，当供给到线圈的电流量是该最大值Ib时，该最小目标吸入压力Pmin根据从跟随弹簧62和芯61、61间引力的总合中减去打开弹簧54的力来确定。这样，图9中的控制阀46相对于图4中的控制阀46来说，需要一个较弱的芯60、61间的引力就可以得到该目标吸入压力的最小值Pmin。相应的，图9中的控制阀46相对于图4中的控制来说，需要一较小的线圈个64，这减小了电流的消耗。

图10(b)中的图表显示了一对比例控制阀的特性。除了压力感应杆58的末端是松散的放置在而不是固定在波纹管56的接头柱体56a之外，该对比例控制阀与图4中的控制阀相同。在该对比例控制阀中，当供给到线圈64的电流量减少到低于一预定值Ia时，打开弹簧54抵抗跟随弹簧的力和芯60、61间引力的合力，将阀体52移动到完全打开位置。因此，相应于压力感应腔55中压力的波纹管56的移动不再传递到阀体52。这意味着如果电流量低于预定值Ia时，不能控制吸入压力，也就是说，目标吸入压力不再是确定的。这样，如上所述，该对比例控制阀不能减小压缩机停止后向后推动活塞35的力。

而且，如图10(b)中图表所示，如果电流值低于值Ia时，不能设定目标吸入值。因此，目标吸入压力的最大值Pmax必须根据电流值Ia确定。于是目标吸入压力在一个较窄范围内变换，该较窄范围对应于电流的上限值Ib和值Ia间的范围。目标吸入压力的变化和输入电流量的变化间的比例必须设定地相对较大。于是该目标压力值不能精细地调整。

与对比例控制阀相反，图9中的控制阀46在从零到输入电流的上限值Ib间的一个较宽范围内改变目标吸入压力。目标吸入压力的变化和输入电流量的变化间的比例可以设定地相对较小，这使得该目标吸入压力可以精细地调整。该目标吸入压力值可以根据冷却循环的所需制冷性能的微小变换来精细地调整。该优点也可通过图4中的控制阀46得到。

作用在图9中控制阀46上的阀体52的力的平均状态可以用下面的公式表示：

f0-S1·Ps+S2·Ps-(S2-S5)Pd＝S4·Pc-(S3-S5)Pd+f1+F   (1)

其中：

S1是波纹管56的有效压力容纳面积；

S2是压力感应杆58的横截面积；

S3是阀孔53的横截面积；

S4是电磁杆63的横截面积；

S5是较小直径部分58a的横截面积；

F是芯60、61间的电磁力；

f0是定位弹簧57的力；

f1是跟随弹簧62的力；

Ps是吸入压力(压力感应腔55中的压力)；

Pc是曲柄腔压力(阀腔51和柱塞腔59中的压力)；

Pd是排出压力(阀孔53中的压力)。

压力感应杆58的横截面积S2等于阀孔53的横截面积S3。因此，如果用横截面积S2代替横截面积S3，可以得到下面的公式(2)：

f0-S1·Ps+S2·Ps-(S2-S5)Pd＝S4·Pc-(S2-SS)Pd+f1+F

f0-S1·Ps+S2·Ps＝S4·Pc+f1+F

Ps＝(f0-S4·Pc-f1-F)/(S1-S2)     (2)

如公式(2)中所示，排出压力Pd不直接影响阀体52。由于排出压力Pd相对较高，对阀体52的影响也应非常显著。但是，图9中的控制阀46阻止阀体52受该较高排出压力Pd的影响，这使得可以精确、容易地控制阀孔53的开口尺寸。

压力感应杆58由引导孔65支撑。换句话说，包括压力感应杆58、阀体52、电磁杆63和可动芯61的单元的一端由引导孔65的内壁支撑。该单元另一端的可动芯61由柱塞腔59的内壁支撑。这结构可以稳定该单元的轴向移动。

对于本领域的技术人员来说很明显，本发明可以在不脱离本发明精神和范围的情况下以其它特定形式得到体现。更特别地，本发明可以按照下面的描述进行变化。

在图1到11的实施例中，包括波纹管56的压力感应机构可以从排量控制阀46中省去。在这种情况下，本发明的目的可以利用单向阀92、98实现。

如果不是在供给通道44中安置排量控制阀46，而是将一个排量控制阀安置在连接曲柄腔15和吸入腔37的抽气通道45中。在这种情况下，抽气通道45必须不能完全关闭。

在图9中的控制阀46中，压力感应杆58和阀体52可以分开，也可以相互连接得使它们彼此相对地轴向移动。在这种情况下，此控制阀以与图9中控制阀46相同的方式操作，并具有同样的优点。

一个隔膜也可以代替波纹管56用作一个压力感应元件。

本发明也可以体现在与图1中压缩机不同的压缩机中。例如，本发明可以体现在一个摇摆盘式压缩机中。在一个摇摆盘式压缩机中，从每个活塞延伸出的一个杆与一个摇摆斜盘连接。当驱动轴转动时，该摇摆斜盘只是摇摆并不转动。

已经描述了本发明的实施例，但这并不将本发明只局限于上面给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等效情况下变化。

Claims (2)

1.一种控制变容式压缩机排量的方法，其中压缩机包括一个驱动板(31)，它根据曲柄腔(15)中的压力在最大倾斜位置和最小倾斜位置间移动，驱动板(31)的倾斜程度限定了压缩机的排量，该方法包括：

当压缩机操作时，控制曲柄腔(15)中的压力来改变驱动板(31)的倾斜程度；

当压缩机停止时，增加曲柄腔(15)中的压力来将驱动板(13)移动到最小倾斜位置，该方法的特征在于：

当压缩机停止后的某一预定时间过去后，限制吸入腔(15)中压力的增长。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：当压缩机停止时，将压缩机中的吸入腔(37)与外部制冷循环(71)隔离，利用来自曲柄腔(15)的气体增加吸入腔(37)中的压力，增加曲柄腔(15)中压力的步骤是相应于吸入腔(37)中压力的增加而实现的。

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