CN1991167A - 可变排量旋转斜盘式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种可变排量旋转斜盘式压缩机，其在驱动盘上设有支撑斜盘的曲面及平行于驱动轴的旋转驱动平面，斜盘上设有悬臂，该悬臂上设有变角度工作面和被驱动面；悬臂上变角度工作面与驱动盘上设置的支撑曲面接触，悬臂与驱动盘上支撑曲面接触部分，即变角度工作面为平面或曲面，悬臂上变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触位置是可变的，该接触位置的变化刚好能满足斜盘角度变化的要求；驱动盘上的平行于驱动轴的旋转驱动平面与悬臂上被驱动面接触，以带动斜盘旋转。由此，通过旋转驱动平面传递转动力矩，斜盘受到驱动盘的支反力作用面均匀、合理、热处理容易，压缩机可靠性也大大提高，另外加工、装配方便，大大降低了压缩机的制造成本。

Description

可变排量旋转斜盘式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术，更具地体说，涉及用于车辆空调装置的可变排量旋转斜盘式压缩机。

背景技术

专利号为00259187.1的专利揭示了一种可变排量旋转斜盘式压缩机核心部件，参考图1-图3示出了该压缩机核心部件的结构以及其工作原理。其中图1是该核心部件的结构图，图2是旋转斜盘上的受力情况示意图，而图3是压缩机工作时的受力情况示意图。如图1所示，驱动盘100带有导向槽104，旋转斜盘102带有球头导向销106，旋转斜盘102通过球头导向销106在驱动盘100的导向槽104中滑动实现自身的倾角变化，使压缩机改变排量。该结构缺点是：压缩机工作时，通过活塞压缩气体，气体的反作用力及活塞的往复惯性力F_活通过活塞传递到旋转斜盘102上，而此力最终是靠驱动盘导向槽104对球头导向销106的支反力F_驱去平衡的，如图2所示。这样球头导向销106与导向槽104之间的作用力会相当大，而由于结构限制，导向槽104一般为半圆，热处理困难，而且F_驱的作用点(接触点)就在半圆的端点附近，如图3所示，接触强度较差，一旦导向槽异常磨损或被压溃，会影响压缩机角度变化，同时活塞的排气极限点也会发生偏差，难以确保压缩机长期工作的寿命要求。另外该结构对球头销的加工精度及导向槽的热处理要求较高，在实际生产加工中难以实现。

于是，就需要一种新结构的压缩机来解决上述的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构的可变排量旋转斜盘式压缩机，以提高压缩机的可靠性并降低制造成本。

根据本发明的一方面，提供一种可变排量旋转斜盘式压缩机，包括汽缸体、前壳体、驱动轴、驱动盘、后壳体、旋转斜盘、滑履、活塞，其中前壳体封闭汽缸体的前端，和汽缸体内部形成曲柄腔，具有并排设置的若干个活塞孔，构成压缩机的外轮廓；后壳体具有吸气腔和排气腔并封闭汽缸体的后端，后壳体上装有控制阀部件；驱动轴有汽缸体和前壳体支承，且具有轴线并可绕该轴线旋转；驱动盘固定在曲柄腔内的驱动轴上，驱动盘有导向槽，导向槽的截断面为圆弧形；旋转斜盘通过其中心孔安装在驱动轴上；活塞安装在汽缸体的活塞孔内，通过滑履连接在旋转斜盘上，固定在曲柄腔内的驱动轴上的驱动盘带动斜盘旋转运动使活塞有节奏的在活塞孔内做往复直线运动，即压缩机的吸气、排气过程；在驱动盘上设有支撑曲面及平行于驱动轴的旋转驱动平面，斜盘上设有悬臂，该悬臂上设有变角度工作面和被驱动面，悬臂上变角度工作面与驱动盘上的支撑曲面接触，该接触位置是可变的，使得旋转斜盘的倾角可在一定的范围内变化；驱动盘上的平行于驱动轴的旋转驱动平面与悬臂上被驱动面接触，以带动斜盘旋转。

在上述的压缩机中，所述斜盘悬臂上变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触位置变化时，可使得斜盘角度变化，从而使活塞排气极限点变化范围在0～0.65mm。

上述的压缩机中，所述驱动盘上支撑曲面的截面为曲线，所述曲线为选自二次曲线或者三角函数曲线，所述曲线拉伸的导向线为垂直于驱动轴的直线。所述斜盘悬臂的变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触，所述接触部分为平面或曲面，该接触部分的截面为直线或曲线。所述接触部分为曲面时，该接触部分的截面为曲线，所述曲线为二次曲线。较佳的，所述二次曲线为选自下列中的一种：圆弧、椭圆弧、抛物线。

在上述的压缩机中，所述驱动盘的支撑曲面为使用一圆柱销装配于驱动盘上，所述圆柱销可在驱动盘上转动以减小支撑曲面与斜盘悬臂接触时的磨损。或者，所述驱动盘的支撑曲面与驱动盘直接相连。

较佳的，所述驱动盘上支撑曲面和平行于驱动轴的旋转驱动平面，以及斜盘悬臂上的变角度工作面和被驱动面均具有HRC36以上的硬度。

较佳的，驱动盘上在驱动轴两边分别设置有旋转驱动平面，斜盘上也分别设置对应的被驱动平面。

采用本发明的技术方案，通过旋转驱动平面传递转动力矩，斜盘受到驱动盘的支反力作用面均匀、合理、热处理容易，所以压缩机可靠性也大大提高，另外本发明取消了现有技术中的球头导向销，不用在驱动盘上加工导向槽，加工、装配方便，大大降低了压缩机的制造成本。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质、优势将通过下面结合附图对实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是现有技术中的一种压缩机核心部件的结构图。

图2是现有技术中的一压缩机旋转斜盘上的受力情况示意图。

图3是现有技术中的一压缩机工作时的受力情况示意图。

图4是根据本发明的一实施例的压缩机的剖面结构图。

图5是根据本发明的一实施例的压缩机核心部件的结构图。

图6是根据本发明的一实施例的压缩机驱动轴驱动盘的结构图。

图7是根据本发明的一实施例的斜盘的结构图。

图8是变角度工作面为圆弧的实施例的局部剖面图。

图9是图8所示的实施例的排气极限点的示意图。

图10是变角度工作面为平面的实施例的局部剖面图。

图11是图10所示的实施例的排气极限点的示意图。

具体实施方式

本发明的主要设计思想是在驱动盘上设有支撑斜盘的曲面及平行于驱动轴的旋转驱动平面，斜盘上设有悬臂，该悬臂上设有变角度工作面和被驱动面。悬臂上变角度工作面与驱动盘上设置的支撑曲面接触，悬臂与驱动盘上支撑曲面接触部分，即变角度工作面为平面或曲面，悬臂上变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触位置是可变的，该接触位置的变化刚好能满足斜盘角度变化的要求；驱动盘上的平行于驱动轴的旋转驱动平面与悬臂上被驱动面接触，以带动斜盘旋转。由此，通过旋转驱动平面传递转动力矩，斜盘受到驱动盘的支反力作用面均匀、合理、热处理容易，所以压缩机可靠性也大大提高，另外本发明取消了现有技术中的球头导向销，不用在驱动盘上加工导向槽，加工、装配方便，大大降低了压缩机的制造成本。

据此，本发明提供一种可变排量旋转斜盘式压缩机，包括汽缸体、前壳体、驱动轴、驱动盘、后壳体、旋转斜盘、滑履、活塞，其中前壳体封闭汽缸体的前端，和汽缸体内部形成曲柄腔，具有并排设置的若干个活塞孔，构成压缩机的外轮廓；后壳体具有吸气腔和排气腔并封闭汽缸体的后端，后壳体上装有控制阀部件；驱动轴有汽缸体和前壳体支承，且具有轴线并可绕该轴线旋转；驱动盘固定在曲柄腔内的驱动轴上，驱动盘有导向槽，导向槽的截断面为圆弧形；旋转斜盘通过其中心孔安装在驱动轴上；活塞安装在汽缸体的活塞孔内，通过滑履连接在旋转斜盘上，固定在曲柄腔内的驱动轴上的驱动盘带动斜盘旋转运动使活塞有节奏的在活塞孔内做往复直线运动，即压缩机的吸气、排气过程；其改进在于，在驱动盘上设有支撑曲面及平行于驱动轴的旋转驱动平面，斜盘上设有悬臂，该悬臂上设有变角度工作面和被驱动面，悬臂上变角度工作面与驱动盘上的支撑曲面接触，该接触位置是可变的，使得旋转斜盘的倾角可在一定的范围内变化；驱动盘上的平行于驱动轴的旋转驱动平面与悬臂上被驱动面接触，以带动斜盘旋转。

在上述的结构中，斜盘悬臂上变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触位置变化时，可使得斜盘角度变化，从而使活塞排气极限点变化范围在0～0.65mm，符合通常活塞排气极限点变化范围的要求。

上述结构中，驱动盘上支撑曲面的截面为曲线，曲线为选自二次曲线或者三角函数曲线，曲线拉伸的导向线为垂直于驱动轴的直线。斜盘悬臂的变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触，接触部分为平面或曲面，该接触部分的截面为直线或曲线。接触部分为曲面时，该接触部分的截面为曲线，曲线为二次曲线。二次曲线可以为选自下列中的一种：圆弧、椭圆弧、抛物线。

驱动盘的支撑曲面有两种方式与驱动盘相连接，一种是使用一圆柱销装配于驱动盘上，圆柱销可在驱动盘上转动以减小支撑曲面与斜盘悬臂接触时的磨损。另一种是驱动盘的支撑曲面与驱动盘直接相连。

为了达到耐磨损的效果，驱动盘上支撑曲面和平行于驱动轴的旋转驱动平面，以及斜盘悬臂上的变角度工作面和被驱动面均具有HRC36以上的硬度。

同样，为了使压缩机可双向旋转及满足平衡的需要，驱动盘上在驱动轴两边分别设置有旋转驱动平面，斜盘上也分别设置对应的被驱动平面。

第一实施例

图4-图9示出了本发明的第一实施例的结构图。首先参考图4，图4是第一实施例的压缩机200的剖面结构图。该压缩机200中，前壳体210封闭地接合在汽缸体211的前端侧，而后壳体213通过阀板212封闭地接合在汽缸体211的后端侧，在由汽缸体211和前壳体210形成的曲柄腔内容纳着具有纵向轴线的驱动轴209，驱动盘201固定地装在驱动轴209上，在驱动盘后方的驱动轴209的一部分通过斜盘通孔208嵌装着旋转斜盘202，这些压缩机的基本结构与现有技术中相似，此处不详细说明，压缩机的基本工作原理和工作过程也和现有技术中相似。

本发明的压缩机在驱动盘201上设有旋转驱动平面203和203′，驱动盘201上有支撑曲面204，该实施例中，支撑曲面为使用一圆柱销204，旋转斜盘202上设有悬臂205和205′，悬臂205(205′)上有变角度工作面206(206′)，悬臂205(205′)上还有被驱动平面207(207′)。斜盘通过悬臂205(205′)上变角度工作面206(206′)可在圆柱销204上接触滑动，来精确控制自身的变位动作，以实现压缩机排量变化，而且满足活塞排气极限位置仅有微小变化的要求；驱动盘201通过旋转驱动平面203(203′)与斜盘上被驱动平面207(207′)接触，可以顺时针或逆时针双向驱动斜盘旋转。

在该实施例中，驱动盘201上使用的支撑曲面为使用一圆柱销204，以减小支撑曲面与悬臂205(205′)接触时的磨损。当然，不采用圆柱销204的形式也是可以的，只是采用其他形式的支撑曲面磨损会加重一些，同时加工也比较麻烦。

图5-图7示出了该实施例中所使用的各个部件的分解结构图，其中图5是压缩机核心部件的结构图。图6是压缩机驱动轴驱动盘的结构图。图7是斜盘的结构图。参考图5-图7可见，驱动盘201上支撑曲面204的截面为曲线，曲线为选自二次曲线或者三角函数曲线，曲线拉伸的导向线为垂直于驱动轴209的直线。斜盘悬臂205(205′)的变角度工作面206(206′)与驱动盘201上支撑曲面204接触，接触部分为平面或曲面，该接触部分的截面为直线或曲线。接触部分为曲面时，该接触部分的截面为曲线，曲线为二次曲线。二次曲线可以为选自下列中的一种：圆弧、椭圆弧、抛物线。

为了达到耐磨损的效果，驱动盘201上支撑曲面204和平行于驱动轴209的旋转驱动平面203(203′)，以及斜盘悬臂205(205′)上的变角度工作面206(206′)和被驱动面207(207′)均具有HRC36以上的硬度。

在该实施例中，变角度工作面206(206′)为圆弧，即截面为曲线，参考图8示出了变角度工作面为圆弧的实施例的局部剖面图。驱动盘201上装有圆柱销204，斜盘上变角度工作面206(206′)为一曲面，该曲面由圆弧拉伸而成。

图9是图8所示的实施例的排气极限点的示意图，图9中斜盘中层面与活塞孔中心线交点K点到圆柱销中心R的水平距离为A，斜盘角度α变化时A的变化直接反映了排气极限点的位置变化，为了满足压缩机变排量时排气极限点在小范围波动，即活塞排气极限点变化范围在0～0.65mm的范围内要求，A的变化应尽可能小，A与零件的尺寸关系可写成如下的方程组：

X＝R1*tanα+L*sin(θ-α)，

Y＝L*cos(θ-α)，

$A=\sqrt{{(R^{\′}+R)}^2-{(Y-L1)}^2}+X$

α——斜盘的角度，可变化，一般范围为0°～30°。

第二实施例

第二实施例的压缩机的基本结构仍然参考图4-图9，在第二实施例的压缩机200中，前壳体210封闭地接合在汽缸体211的前端侧，而后壳体213通过阀板212封闭地接合在汽缸体211的后端侧，在由汽缸体211和前壳体210形成的曲柄腔内容纳着具有纵向轴线的驱动轴209，驱动盘201固定地装在驱动轴209上，在驱动盘后方的驱动轴209的一部分通过斜盘通孔208嵌装着旋转斜盘202，这些压缩机的基本结构与现有技术中相似，此处不详细说明，压缩机的基本工作原理和工作过程也和现有技术中相似。

第二实施例的压缩机200在驱动盘201同样上设有旋转驱动平面203和203′，驱动盘201上有支撑曲面204，该实施例中，支撑曲面204为使用一圆柱销204，旋转斜盘202上设有悬臂205和205′，悬臂205(205′)上有变角度工作面206(206′)，悬臂205(205′)上还有被驱动平面207(207′)。斜盘通过悬臂205(205′)上变角度工作面206(206′)可在圆柱销204上接触滑动，来精确控制自身的变位动作，以实现压缩机排量变化，而且满足活塞排气极限位置仅有微小变化的要求；驱动盘201通过旋转驱动平面203(203′)与斜盘上被驱动平面207(207′)接触，可以顺时针或逆时针双向驱动斜盘旋转。

在第二实施例中，在该实施例中，驱动盘201上使用的支撑曲面为使用一圆柱销204，以减小支撑曲面与悬臂205(205′)接触时的磨损。当然，不采用圆柱销204的形式也是可以的，只是采用其他形式的支撑曲面磨损会加重一些，同时加工也比较麻烦。

同样参考图5-图7，示出了该实施例中所使用的各个部件的分解结构图，其中图5是压缩机核心部件的结构图。图6是压缩机驱动轴驱动盘的结构图。图7是斜盘的结构图。参考图5-图7可见，驱动盘201上支撑曲面204的截面为曲线，曲线为选自二次曲线或者三角函数曲线，曲线拉伸的导向线为垂直于驱动轴209的直线。斜盘悬臂205(205′)的变角度工作面206(206′)与驱动盘201上支撑曲面204接触，接触部分为平面或曲面，该接触部分的截面为直线或曲线。接触部分为曲面时，该接触部分的截面为曲线，曲线为二次曲线。二次曲线可以为选自下列中的一种：圆弧、椭圆弧、抛物线。

为了达到耐磨损的效果，驱动盘201上支撑曲面204和平行于驱动轴209的旋转驱动平面203(203′)，以及斜盘悬臂205(205′)上的变角度工作面206(206′)和被驱动面207(207′)均具有HRC36以上的硬度。

在第二实施例中，变角度工作面206(206’)为平面，即截面为直线，参考图10示出了变角度工作面为平面的实施例的局部剖面图。驱动盘201上装有圆柱销204，斜盘上变角度工作面206(206′)为一平面，即截面为直线。

参考图11，图1l用于说明图10所示的实施例的排气极限点的示意图，斜盘中层面与活塞孔中心线交点K点到圆柱销中心R的水平距离为A，斜盘角度α变化时A的变化直接反映了排气极限点的位置变化，为了满足压缩机变排量时排气极限点在小范围波动，即活塞排气极限点变化范围在0～0.65mm的范围内要求，A的变化应尽可能小，A与零件的尺寸关系可写成如下的方程组：

A＝A1+A2+A3

A1＝R/cos(θ-α)

A2＝(L1+L*cosα)*tan(θ-α)

A3＝R1*tanα+L*sinα

α——斜盘的角度，可变化，一般范围为0°～30°。

第三实施例

为了使压缩机可双向旋转及满足平衡的需要，驱动盘上在驱动轴两边分别设置有旋转驱动平面，斜盘上也分别设置对应的被驱动平面。

第三实施例是在第一实施例基础上的变化，其驱动盘201在驱动轴209的两边分别设有驱动平面203(203′)，斜盘也分别设有相应的两个被驱动平面207(207′)。第三实施例的其他结构与第一实施例相同，此处不再重复描述。

第四实施例

同样，为了使压缩机可双向旋转及满足平衡的需要，驱动盘上在驱动轴两边分别设置有旋转驱动平面，斜盘上也分别设置对应的被驱动平面。

第四实施例是在第二实施例基础上的变化，其驱动盘201在驱动轴209的两边分别设有驱动平面203(203′)，斜盘也分别设有相应的两个被驱动平面207(207′)。第四实施例的其他结构与第二实施例相同，此处不再重复描述。其与第三实施例的区别在于，第四实施例中的变角度工作面206(206′)为平面。

采用本发明的技术方案，通过旋转驱动平面传递转动力矩，斜盘受到驱动盘的支反力作用面均匀、合理、热处理容易，所以压缩机可靠性也大大提高，另外本发明取消了现有技术中的球头导向销，不用在驱动盘上加工导向槽，加工、装配方便，大大降低了压缩机的制造成本。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种可变排量旋转斜盘式压缩机，包括汽缸体、前壳体、驱动轴、驱动盘、后壳体、旋转斜盘、滑履、活塞，其中

前壳体封闭汽缸体的前端，和汽缸体内部形成曲柄腔，具有并排设置的若干个活塞孔，构成压缩机的外轮廓；

后壳体具有吸气腔和排气腔并封闭汽缸体的后端，后壳体上装有控制阀部件；

驱动轴有汽缸体和前壳体支承，且具有轴线并可绕该轴线旋转；

驱动盘固定在曲柄腔内的驱动轴上，驱动盘有导向槽，导向槽的截断面为圆弧形；

旋转斜盘通过其中心孔安装在驱动轴上；

活塞安装在汽缸体的活塞孔内，通过滑履连接在旋转斜盘上，固定在曲柄腔内的驱动轴上的驱动盘带动斜盘旋转运动使活塞有节奏的在活塞孔内做往复直线运动，即压缩机的吸气、排气过程；

其特征在于，在驱动盘上设有支撑曲面及平行于驱动轴的旋转驱动平面，斜盘上设有悬臂，该悬臂上设有变角度工作面和被驱动面，悬臂上变角度工作面与驱动盘上的支撑曲面接触，该接触位置是可变的，使得旋转斜盘的倾角可在一定的范围内变化；驱动盘上的平行于驱动轴的旋转驱动平面与悬臂上被驱动面接触，以带动斜盘旋转。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述斜盘悬臂上变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触位置变化时，可使得斜盘角度变化，从而使活塞排气极限点变化范围在0～0.65mm。

3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述驱动盘上支撑曲面的截面为曲线，所述曲线为选自二次曲线或者三角函数曲线，所述曲线拉伸的导向线为垂直于驱动轴的直线。

4.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述斜盘悬臂的变角度工作面与驱动盘上支撑曲面接触，所述接触部分为平面或曲面，该接触部分的截面为直线或曲线。

5.如权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述接触部分为曲面时，该接触部分的截面为曲线，所述曲线为二次曲线。

6.如权利要求3或5所述的压缩机，其特征在于，所述二次曲线为选自下列中的一种：圆弧、椭圆弧、抛物线。

7.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述驱动盘的支撑曲面为使用一圆柱销装配于驱动盘上，所述圆柱销可在驱动盘上转动以减小支撑曲面与斜盘悬臂接触时的磨损。

8.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述驱动盘的支撑曲面与驱动盘直接相连。

9.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述驱动盘上支撑曲面和平行于驱动轴的旋转驱动平面，以及斜盘悬臂上的变角度工作面和被驱动面均具有HRC36以上的硬度。

10.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，驱动盘上在驱动轴两边分别设置有旋转驱动平面，斜盘上也分别设置对应的被驱动平面。

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