DE102005061817B4

DE102005061817B4 - Verdrängungssteuermechanismus für einen Kompressor mit variabler Verdrängung mit Ventilkörper gesteuert durch Druckdifferenz in Auslassdruckzone und Referenzdruck in Ansaugdruckzone

Info

Publication number: DE102005061817B4
Application number: DE102005061817.0A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Umemura; Masahiro Kawaguchi; Masaki Ota; Tatsuya Hirose; Yuji Hashimoto
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2025-12-24
Also published as: JP2006177300A; US7523620B2; US20070012057A1; DE102005061817A1

Abstract

Verdrängungssteuermechanismus (10) für einen Kompressor mit variabler Verdrängung (10), der Kühlmittel in einer Ansaugdruckzone (131) komprimiert und das komprimierte Kühlmittel zu einer Auslassdruckzone (132, 28A, 28B) fördert, wobei der Kompressor (10) eine Steuerdruckkammer (121), einen Zuführdurchgang (55, 71), der die Auslassdruckzone mit der Steuerdruckkammer verbindet, und einen Förderdurchgang (56, 70) hat, der die Ansaugdruckzone mit der Steuerdruckkammer verbindet, wobei der Verdrängungssteuermechanismus zulässt, dass das Kühlmittel in der Auslassdruckzone zu der Steuerdruckkammer durch den Zuführdurchgang zugeführt wird, und zulässt, dass das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer zu der Ansaugdruckzone durch den Förderdurchgang gefördert wird, wodurch der Druck in der Steuerdruckkammer zum Steuern der Verdrängung des Kompressors eingestellt wird, wobei der Verdrängungssteuermechanismus weiter Folgendes aufweist: eine Ventilbohrung (41, 41A), die einen Teil des Zuführdurchgangs oder des Förderdurchgangs ausbildet; einen Ventilkörper (381, 67) zum Öffnen und Schließen der Ventilbohrung; ein Druckfühlgerät (44), das den Ventilkörper mit einer Kraft drängt, die durch eine Druckdifferenz zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position erzeugt wird, welche in der Auslassdruckzone (132, 28A, 28B) angeordnet sind; und ein Verdrängungsgerät (64, 64A), wobei das Verdrängungsgerät eine Antriebskraft zum Verlagern des Ventilkörpers erzeugt, wenn ein Druck in der Ansaugdruckzone unter einen vorbestimmten Referenzdruck (Po) fällt, wobei in dem Fall, in dem die Ventilbohrung (41) einen Teil des Zuführdurchgangs ausbildet, das Verdrängungsgerät den Ventilkörper mit der Antriebskraft in einer Richtung verlagert, in der der Öffnungsgrad der Ventilbohrung erhöht wird, während in dem Fall, in dem die Ventilbohrung (41A) einen Teil des Förderdurchgangs ausbildet, das Verdrängungsgerät den Ventilkörper mit der Antriebskraft in einer Richtung verlagert, in der der Öffnungsgrad der Ventilbohrung verringert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdrängungssteuermechanismus für einen Kompressor mit variabler Verdrängung. Der Verdrängungssteuermechanismus führt Kühlmittel von einer Auslassdruckzone einer Steuerdruckkammer zu und liefert Kühlmittel von der Steuerdruckkammer zu einer Ansaugdruckzone, wodurch der Druck in der Steuerdruckkammer gesteuert wird und die Verdrängung des Kompressors dementsprechend geändert wird.
Bei einem Kompressor mit variabler Verdrängung, der eine Steuerdruckkammer zum Unterbringen einer neigbaren Taumelscheibe hat, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe verringert, sowie der Druck in der Steuerdruckkammer erhöht wird, und erhöht, sowie der Steuerkammerdruck verringert wird. Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe verringert wird, wird der Hub der Kolben verringert, wodurch die Verdrängung des Kompressors verringert wird. Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe erhöht wird, steigt der Kolbenhub an, was die Verdrängung erhöht.
JP 2001 153 044 A offenbart ein Verdrängungssteuerventil, das einen Zuführdurchgang zum Zuführen von Kühlmittel von einer Auslassdruckzone zu einer Kurbelkammer, die als eine Steuerdruckkammer dient, öffnet und schließt. Das Verdrängungssteuerventil hat ein Solenoid- und ein Druckfühlgerät, das einen Druckunterschied zwischen zwei Positionen in der Auslassdruckzone zum Betätigen eines Ventilkörpers fühlt. Wenn die Kühlmittelströmungsrate ansteigt, steigt dementsprechend der Druckunterschied zwischen den zwei Punkten an. Das Druckfühlgerät verwendet den Anstieg der Druckdifferenz zum Verlagern des Ventilkörpers in einer Richtung, in der eine Ventilbohrung geöffnet wird. Dies erhöht den Druck in der Kurbelkammer und verringert daher die Verdrängung. Im Gegensatz dazu wird die Druckdifferenz zwischen den zwei Punkten dementsprechend verringert, wenn sich die Kühlmittelströmungsrate verringert. Das Druckfühlgerät verwendet die Verringerung der Druckdifferenz zum Verlagern des Ventilkörpers in einer Richtung, in der die Ventilbohrung geschlossen wird. Dies verringert den Druck in der Kurbelkammer und erhöht daher die Verdrängung.
Das Verdrängungssteuerventil hat ein Solenoid, das eine elektromagnetische Kraft auf den Ventilkörper gegen die Druckdifferenz aufbringt. Der Öffnungsgrad des Verdrängungssteuerventils wird durch Ändern des Werts eines Stroms, der dem Solenoid zugeführt wird (Einschaltdauer), variiert. Der zugeführte Stromwert (Einschaltdauer) zu dem Solenoid wird durch eine Steuereinrichtung bestimmt. Die Steuereinrichtung bestimmt zum Beispiel den zugeführten Stromwert (Einschaltdauer) zu dem Solenoid gemäß dem Unterschied zwischen einer festgelegten Soll-Fahrgastzellentemperatur und einer erfassten Fahrgastzellentemperatur.
Wenn der Kompressor mit variabler Verdrängung mit einem Mangel an Kühlmittelgas betrieben wird, wird die Fahrgastzellentemperatur nie auf die Solltemperatur verringert. Um diese Situation zu bewältigen, führt die Steuereinrichtung eine Steuerung zum Maximieren des zugeführten Stromwerts (Einschaltdauer) zu dem Solenoid (Steuerung zum Maximieren des Neigungswinkels der Taumelscheibe) aus. Das heißt, dass der Kompressor mit variabler Verdrängung mit der maximalen Verdrängung betrieben wird, selbst wenn die Geschwindigkeit der Drehwelle hoch ist und die Kühlmittelströmungsrate erhöht wird. Solch ein Hochgeschwindigkeits- und Großverdrängungsbetrieb bringt eine große Last auf den Kompressor auf, insbesondere auf die Taumelscheibe, und ist deshalb im Hinblick auf die Verlässlichkeit unvorteilhaft. Ebenso kann der Auslassdruck wegen des Mangels von Kühlmittelgas nicht erhöht werden. Deshalb verursacht ein Hochgeschwindigkeits- und Großverdrängungsbetrieb mit einer unzureichenden Menge von Kühlmittelgas die folgenden Nachteile, zum Beispiel bei einem Kompressor, der einen Gelenkmechanismus hat, der in der JP 2004 108 245 A offenbart ist. Der Gelenkmechanismus hat eine Anordnung, bei welcher ein Vorsprung, der in der Taumelscheibe ausgebildet ist, einfach zwischen einem Paar Vorsprüngen, die an einer Drehstütze zum Zulassen, dass die Taumelscheibe sich frei entlang der Axialrichtung der Drehwelle bewegt, ausgebildet ist, gehalten wird. In diesem Fall eines Kompressors, der mit solch einem Gelenkmechanismus ausgestattet ist, kann der Hochgeschwindigkeits- und Großverdrängungsbetrieb verursachen, dass eine Trägheitskraft der Kolben die Kompressionsreaktionskraft übersteigt. Als Folge kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe bei dem Maximalverdrängungsbetrieb einen vorbestimmten Maximalneigungswinkel übersteigen. Wenn der Neigungswinkel den vorbestimmten Maximalneigungswinkel übersteigt, kann der Kolben mit der Platte kollidieren, in welcher die Ansaugventilklappen ausgebildet sind.
Ebenso ist ein Hochgeschwindigkeits- und Großverdrängungsbetrieb eines Kompressors mit variabler Verdrängung im Hinblick auf die Verlässlichkeit nicht vorteilhaft, selbst wenn ein hinreichender Betrag des Kühlmittelgases besteht. Weiter kann eine große Trägheitskraft der Kolben verursachen, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe den vorbestimmten Maximalneigungswinkel im Falle des Gelenkmechanismus, der in der JP 2004 108 245 A offenbart ist, übersteigt, selbst wenn ein hinreichender Betrag von Kühlmittelgas besteht.
DE 44 39 512 A1 offenbart einen Taumelscheibenkompressor, in dem eine Ventilbohrung einen Teil der Zuführpassage bildet. Die Ventilbohrung wird mittels eines Ventilkörpers geöffnet bzw. geschlossen. In einer mit der Ansaugkammer verbundenen Ansaugdruckerfassungskammer wird der Ansaugdruck auf einen Balg aufgebracht, der mit dem Ventilkörper verbunden ist und mittels einer Feder in eine Öffnungsrichtung des Ventilkörpers gedrängt wird. Wenn der Ansaugdruck Ps in der Ansaugdruckerfassungskammer unter einen vorbestimmten Referenzdruck abfällt, drängt der Balg den Ventilkörper so, dass die Ventilbohrung geöffnet wird. In die Schließrichtung wird der Ventilkörper mittels einer Feder gedrängt, die an einem an dem Ventilkörper ausgebildeten Ventilsitz.
Ein weiterer Taumelscheibenkompressor ist aus der DE 601 08 009 T2 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu verhindern, dass ein Kompressor mit variabler Verdrängung mit einer großen Verdrängung betrieben wird, wenn eine unzureichende Menge von Kühlmittel besteht oder wenn die Geschwindigkeit des Kompressors hoch ist.
Um die vorstehend genannten Aufgaben zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung einen Verdrängungssteuermechanismus für einen Kompressor mit variabler Verdrängung bereit, der ein Kühlmittel in einer Ansaugdruckzone komprimiert und das komprimierte Kühlmittel zu einer Auslassdruckzone liefert. Der Kompressor hat eine Steuerdruckkammer, einen Zuführdurchgang, der die Auslassdruckzone mit der Steuerdruckkammer verbindet, und einen Förderdurchgang, der die Ansaugdruckzone mit der Steuerdruckkammer verbindet. Der Verdrängungssteuermechanismus lässt zu, dass Kühlmittel in der Auslassdruckzone der Steuerdruckkammer durch den Zuführdurchgang zugeführt wird, und lässt zu, dass Kühlmittel in der Steuerdruckkammer der Ansaugdruckzone durch den Förderdurchgang gefördert wird, wodurch der Druck in der Steuerdruckkammer zum Steuern der Verdrängung des Kompressors eingestellt wird. Der Verdrängungssteuermechanismus hat eine Ventilbohrung, die einen Teil des Zuführdurchgangs oder des Förderdurchgangs ausbildet, und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen der Ventilbohrung. Ein Druckfühlgerät drängt den Ventilkörper mit einer Kraft, die durch eine Druckdifferenz zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position erzeugt wird, welche in der Auslassdruckzone angeordnet sind. Wenn der Druck in der Ansaugdruckzone unter einen vorbestimmten Referenzdruck fällt, erzeugt ein Verdrängungsgerät eine Antriebskraft zum Verlagern des Ventilkörpers. Wenn die Ventilbohrung einen Teil des Zuführdurchgangs ausbildet, verlagert das Verdrängungsgerät den Ventilkörper mit der Antriebskraft in einer Richtung, in der der Öffnungsgrad der Ventilbohrung erhöht wird. Wenn die Ventilbohrung einen Teil des Förderdurchgangs ausbildet, verlagert das Verdrängungsgerät den Ventilkörper mit der Antriebskraft in einer Richtung, in der der Öffnungsgrad der Ventilbohrung verringert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die für neu erachtet werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung, zusammen mit deren Aufgaben und Vorteilen, kann am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der vorliegend bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, wovon:
1A eine seitliche Ansicht im Querschnitt ist, die einen gesamten Kompressor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der folgenden Erfindung veranschaulicht;
1B eine Ansicht im Querschnitt ist, die den Gelenkmechanismus, der in 1A gezeigt ist, veranschaulicht;
2A eine vergrößerte Ansicht im Querschnitt ist, die das Verdrängungssteuerventil, das in 1A gezeigt ist, veranschaulicht;
2B eine Teilansicht im Querschnitt ist, die das Verdrängungssteuerventil von 2A veranschaulicht;
3A eine Ansicht im Querschnitt ist, die ein Verdrängungssteuerventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3B eine Teilansicht im Querschnitt ist, die das Verdrängungssteuerventil von 3A veranschaulicht;
4 eine seitliche Ansicht im Querschnitt ist, die einen gesamten Kompressor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5A eine vergrößerte Ansicht im Querschnitt ist, die das Verdrängungssteuerventil, das in 4 gezeigt ist, veranschaulicht; und
5B eine Teilansicht im Querschnitt ist, die das Verdrängungssteuerventil von 5A veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1A bis 2B beschrieben.
Wie in 1A gezeigt ist, ist ein vorderes Gehäusebauteil 12 an dem vorderen Ende eines Zylinderblocks 11 befestigt. Ein hinteres Gehäusebauteil 13 ist an dem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 mit einer Ventilplatte 14, Ventilklappenplatten 15, 16 und einer Halterungsplatte 17, die dazwischen angeordnet sind, befestigt. Der Zylinderblock 11, das vordere Gehäusebauteil 12 und das hintere Gehäusebauteil 13 bilden ein Gehäuse eines Kompressors 10 aus.
Das vordere Gehäusebauteil 12 und der Zylinderblock 11 definieren eine Steuerdruckkammer 121. Das vordere Gehäusebauteil 12 und der Zylinderblock 11 stützen drehbar eine Drehwelle 18 mit Radiallagern 19, 20. Die Drehwelle 18 steht von der Steuerdruckkammer 121 zur Außenseite hervor und nimmt eine Leistung von einem Fahrzeugmotor E auf, welcher eine externe Leistungsquelle ist, nämlich durch eine elektromagnetische Kupplung (nicht gezeigt).
Eine Drehstütze 21 ist an der Drehwelle 18 fixiert, wobei eine Taumelscheibe 22 an der Drehwelle 18 gestützt ist. Es wird ermöglicht, dass sich die Taumelscheibe 22 bezüglich der Drehwelle 18 neigt und entlang dieser gleitet.
Wie in 1B gezeigt ist, hat die Drehstütze 21 ein Paar Arme 212, 213, die in Richtung zur Taumelscheibe 22 vorstehen, wobei die Taumelscheibe 22 ein Paar Vorsprünge 221, 222 hat, die in Richtung zur Drehstütze 21 hervorstehen. Die Vorsprünge 221, 222 sind in einer Aussparung 214 angeordnet, die durch das Paar Arme 212, 213 festgelegt ist. Die Vorsprünge 221, 222 werden zwischen dem Paar Armen 212, 213 derart gehalten, dass sie in der Aussparung 214 beweglich sind. Der Grund der Aussparung 214 ist derart ausgebildet, dass er eine Nockenfläche 211 ist, entlang welcher distale Enden der Vorsprünge 221, 222 gleiten. Der Eingriff der Vorsprünge 221, 222, die zwischen den Armen 212, 213 und der Nockenfläche 211 gehalten werden, lässt zu, dass die Taumelscheibe 22 bezüglich der Drehwelle 18 neigbar und drehbar zusammen mit der Drehwelle 18 ist. Die Nockenfläche 211 führt die Vorsprünge 221, 222 gleitend, wobei die Drehwelle 18 die Taumelscheibe 22 gleitend stützt. Diese Vorgänge lassen zu, dass sich die Taumelscheibe 22 neigt. Das Paar Arme 212, 213 und die Vorsprünge 221, 222 bilden einen Gelenkmechanismus 23 zwischen der Taumelscheibe 22 und der Drehstütze 21 aus. Der Gelenkmechanismus 23 koppelt die Taumelscheibe 22 mit der Drehstütze 21 derart, dass die Taumelscheibe 22 geneigt werden kann, wobei das Moment von der Drehwelle 18 zu der Taumelscheibe 22 übertragen werden kann.
Wenn das Zentrum der Taumelscheibe 22 sich in Richtung der Drehstütze 21 bewegt, erhöht sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22. Wenn sie die Taumelscheibe 22 berührt, bestimmt die Drehstütze 21 den maximalen Neigungswinkel der Taumelscheibe 22. Die Taumelscheibe ist bei dem maximalen Neigungswinkel, wenn sie in einer Position ist, die durch die durchgezogenen Linien in 1A angedeutet sind. Wenn sie in einer Position ist, die durch die gestrichelten Linien angegeben sind, ist die Taumelscheibe 22 bei dem minimalen Neigungswinkel.
Zylinderbohrungen 111 erstrecken sich durch den Zylinderblock 11. Jede Zylinderbohrung 111 bringt einen Kolben 24 unter. Die Drehung der Taumelscheibe 22 wird in die Hin- und Herbewegung der Kolben 24 mittels von Schuhen 25 umgewandelt. Daher bewegt sich jeder Kolben 24 in der entsprechenden Zylinderbohrung 111 hin und her.
Eine Ansaugkammer 131 und eine Auslasskammer 132 sind in dem hinteren Gehäusebauteil 13 definiert. Ansaugkanäle 141 sind in der Ventilplatte 14, der Ventilklappenplatte 16 und der Halterungsplatte 17 ausgebildet. Auslasskanäle 142 sind in der Ventilplatte 14 und der Ventilklappenplatte 15 ausgebildet. Die Ansaugventilklappen 151 sind an der Ventilklappenplatte 15 ausgebildet, wobei die Auslassventilklappen 161 an der Ventilklappenplatte 16 ausgebildet sind. Sowie sich jeder Kolben 24 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt (von der rechten Seite zu der linken Seite gesehen in 1A) bewegt, wird das Kühlmittel in der Ansaugkammer 131, welche eine Ansaugdruckzone ist, in die zugehörige Zylinderbohrung 111 durch den entsprechenden Ansaugkanal 141 angesaugt, während die Ansaugventilklappe 151 gebogen wird. Wenn sich der jeweilige Kolben 24 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt (von der linken Seite zu der rechten Seite gesehen in 1A) bewegt, wird das gasförmige Kühlmittel in der entsprechenden Zylinderbohrung 111 zu der Auslasskammer 132 ausgelassen, welche eine Auslassdruckzone ist, nämlich durch den entsprechenden Auslasskanal 142, während die Auslassventilklappe 161 gebogen wird. Die Halterungsplatte 17 hat Halterungen 171, welche den Auslassventilen 161 entsprechen. Jede Halterung 171 beschränkt den Öffnungsgrad der entsprechenden Auslassventilklappe 161.
Ein Ansaugdurchgang 26 zum Führen des Kühlmittels in die Ansaugkammer 131 und ein Auslassdurchgang 27 zum Auslassen des Kühlmittels aus der Auslasskammer 132 sind miteinander durch einen externen Kühlmittelkreis 28 verbunden. Ein erster Wärmetauscher 29 zum Aufnehmen von Wärme von dem Kühlmittel, ein Expansionsventil 30 und ein zweiter Wärmetauscher 31 zum Übertragen der Umgebungswärme zu dem Kühlmittel sind in dem externen Kühlkreis 28 angeordnet. Das Expansionsventil 30 steuert die Strömungsrate des Kühlmittels in Übereinstimmung mit Schwankungen der Gastemperatur bei dem Auslass des zweiten Wärmetauschers 31. Eine Mündung 281 ist in einem Abschnitt des externen Kühlkreises vorgesehen, der stromabwärts des Auslassdurchgangs 27 und stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 29 ist. Dieser Abschnitt des externen Kühlkreises hat einen ersten externen Kühlkreisabschnitt 28A, der stromaufwärts der Mündung 281 ist, und einen zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B, der stromabwärts der Mündung 281 ist.
Ein elektromagnetisches Verdrängungssteuerventil 32 ist in dem hinteren Gehäusebauteil 13 eingerichtet.
Wie in 2A gezeigt ist, hat das Verdrängungssteuerventil 32 ein Solenoid 34. Ein fester Eisenkern 35 des Solenoids 34 zieht einen beweglichen Eisenkern 37 basierend auf einer Erregung durch Strom an, der einer Spule 36 zugeführt wird. Eine Drängfeder 33 ist zwischen dem festen Eisenkern 35 und dem beweglichen Eisenkern 37 angeordnet. Die Drängfeder 33 drängt den beweglichen Eisenkern 37 in eine Richtung weg von dem festen Eisenkern 35. Das Solenoid 34 ist einer Stromzuführsteuerung (Einschaltdauersteuerung bei diesem Ausführungsbeispiel) ausgesetzt, die durch einen Steuerrechner C ausgeführt wird (siehe 1A). Eine Betätigungsstange 38 ist an dem beweglichen Eisenkern 37 fixiert.
Ein Gehäuse 39, das das Verdrängungssteuerventil 32 ausbildet, hat einen Ventilsitz 40. Eine Ventilbohrung 41 ist in dem Ventilsitz 40 ausgebildet. Eine Ventilkammer 42 ist zwischen dem Ventilsitz 40 und dem festen Eisenkern 35 definiert. Die Ventilbohrung 41 steht mit der Ventilkammer 42 in Verbindung. Die Ventilkammer 42 ist mit der Steuerdruckkammer 121 über einen Durchgang 43 verbunden.
Ein Ventilkörper 381 ist einstückig mit einem Abschnitt der Betätigungsstange 38 ausgebildet, die in der Ventilkammer 42 angeordnet ist. Ein kleindurchmessriger Abschnitt 382, der an den Ventilkörper 381 angrenzt, erstreckt sich durch die Ventilbohrung 41. Ein Raum besteht zwischen der Umfangsfläche des kleindurchmessrigen Abschnitts 382 und der Umfangswand der Ventilbohrung 41. Der Ventilkörper 381 berührt und trennt sich wahlweise von einer Sitzfläche 401 des Ventilsitzes 40. Wenn der Ventilkörper 381 die Sitzfläche 401 berührt, ist die Ventilbohrung 41 geschlossen. Wenn der Ventilkörper 381 sich von der Sitzfläche 401 trennt, ist die Ventilbohrung 41 offen.
Eine erste Druckfühlkammer 45 und eine zweite Druckfühlkammer 46 sind in dem Gehäuse 39 definiert. Ein erster Balg 47 fungiert als ein Festlegungsbauteil, das die erste Druckfühlkammer 45 und die zweite Druckfühlkammer 46 definiert. Ein festes Ende des ersten Balgs 47 ist mit einer Stütze 48 gekoppelt, welche in das Gehäuse 39 gepasst ist und daran fixiert ist. Ein bewegliches Ende des Balgs 47 berührt den kleindurchmessrigen Abschnitt 382 der Betätigungsstange 38. Die Betätigungsstange 38 bewegt sich zusammen mit dem ersten Balg 47.
Eine Trennwand 49 ist in das Gehäuse 49 gepasst und daran fixiert. Eine Kühlmitteleinführungskammer 50 ist zwischen der Trennwand und der Stütze 48 definiert. Die Kühlmitteleinführungskammer 50 ist mit dem ersten externen Kühlkreisabschnitt 28A durch einen Druckeinführungsdurchgang 51A verbunden. Eine Durchgangsbohrung 481 ist in der Stütze 48 ausgebildet. Die Kühlmitteleinführungskammer 50 ist mit der ersten Druckfühlkammer 45 durch die Durchgangsbohrung 481 verbunden.
Die erste Druckfühlkammer 45 ist mit dem ersten externen Kühlkreisabschnitt 28A verbunden, welcher stromaufwärts der Mündung 281 ist, nämlich durch die Durchgangsbohrung 481, die Kühlmitteleinführungskammer 50 und den Druckeinführungsdurchgang 51A. Die zweite Druckfühlkammer 46 ist mit dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B verbunden, welcher stromabwärts der Mündung 281 ist, nämlich durch einen Druckeinführungsdurchgang 51B. Das heißt, dass das Innere der ersten Druckfühlkammer 45 dem Druck in dem ersten externen Kühlkreisabschnitt 28A ausgesetzt ist, welcher stromaufwärts der Mündung 281 ist, während das Innere der zweiten Druckfühlkammer 46 dem Druck in dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B ausgesetzt ist, welcher stromabwärts der Mündung 281 und stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 29 ist. Der Druck in der ersten Druckfühlkammer 45 und der Druck in der zweiten Druckfühlkammer 46 sind einander mit dem Balg 47 dazwischen entgegengerichtet.
Wenn Kühlmittel durch den ersten und zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28A, 28B strömt, ist der Druck in dem ersten externen Kühlkreisabschnitt 28A, welcher stromaufwärts der Mündung 281 ist, höher als der Druck in dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B, welcher stromabwärts der Mündung 281 und stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 29 ist. Wenn die Strömungsrate des Kühlmittels in dem ersten und zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28A, 28B (Auslassdruckzone) ansteigt, erhöht sich die Druckdifferenz zwischen den Abschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Mündung 281. Wenn sich die Strömungsrate des Kühlmittels in dem ersten und zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28A, 28B (Auslassdruckzone) verringert, verringert sich die Druckdifferenz zwischen den Abschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Mündung 281. Wenn die Druckdifferenz zwischen den Abschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Mündung 281 erhöht wird, wird die Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Druckfühlkammer 45, 46 erhöht. Wenn die Druckdifferenz zwischen den Abschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Mündung 281 verringert wird, wird die Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Druckfühlkammer 45, 46 verringert. Die Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Druckfühlkammer 45, 46 wirkt als eine Kraft, die die Betätigungsstange 38 in eine Richtung weg von der Ventilbohrung 41 drängt.
Die erste und zweite Druckfühlkammer 45, 46 und der erste Balg 47 bilden ein Druckfühlgerät 44 aus, das die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem ersten externen Kühlkreisabschnitt 28A, welcher stromaufwärts der Mündung 281 ist, und dem Druck in dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B, welcher stromabwärts der Mündung 281 und stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 29 ist, fühlt. Der Öffnungsgrad der Ventilbohrung 41 wird durch das Gleichgewicht der elektromagnetischen Kraft, die durch das Solenoid 34 erzeugt wird, die Kraft der Drängfeder 33 und die Kraft des Druckfühlgeräts 44 bestimmt.
Das Druckfühlgerät 44 erhält den Druck bei der ersten Position (dem externen Kühlkreisabschnitt 28A) und den zweiten Druck bei einer zweiten Position (dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B) in der Auslassdruckzone (dem ersten und zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28A, 28B) und begrenzt die Position der Betätigungsstange 38, das heißt, die Position des Ventilkörpers 381 gemäß der Druckdifferenz zwischen dem Druck bei der ersten Position und dem Druck bei der zweiten Position. Das heißt, dass das Druckfühlgerät 44 den Ventilkörper 381 mit einer Kraft drängt, die der Druckdifferenz zwischen der ersten Position und der zweiten Position entspricht, welche in der Auslassdruckzone angeordnet sind.
Der Steuerrechner C, der in 1A gezeigt ist, führt eine Stromzuführsteuerung (Einschaltdauersteuerung) für das Solenoid 34 des Verdrängungssteuerventils 32 aus. Wenn ein Klimaanlagenschalter 52 an ist, führt der Steuerrechner C dem Solenoid 34 Strom zu. Wenn der Klimaanlagenschalter 52 aus ist, hält der Steuerrechner C die Zufuhr des Stroms an. Der Steuerrechner C ist mit einem Fahrgastzellentemperaturfestlegegerät 53 und einer Fahrgastzellentemperaturerfassungseinrichtung 54 verbunden. Wenn der Klimaanlagenschalter 52 an ist, steuert der Steuerrechner C den Strom, der dem Solenoid 34 zugeführt wird, basierend auf dem Unterschied zwischen einer Soll-Fahrgastzellentemperatur, die durch das Fahrgastzellentemperaturfestlegegerät 53 festgelegt wird, und der Temperatur, die durch die Fahrgastzellentemperaturerfassungseinrichtung 54 erfasst wird. Der Ventilöffnungsgrad der Ventilbohrung 41 wird verringert, sowie die Einschaltdauer erhöht wird.
Wenn die Ventilbohrung 41 offen ist, wie in 26 gezeigt ist, wird das Kühlmittel in dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B zu der Steuerdruckkammer 121 durch einen Zuführdurchgang 55 geleitet, der den Druckeinführungsdurchgang 51B, die zweite Druckfühlkammer 46, die Ventilbohrung 41, die Ventilkammer 42 und den Durchgang 43 hat. Wenn die Ventilbohrung 41 geschlossen ist, wie in den 1A und 2A gezeigt ist, wird das Kühlmittel in dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B nicht zu der Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchgang 55 geleitet.
Die Steuerdruckkammer 121 ist mit der Ansaugkammer 131 durch einen Förderdurchgang 56 verbunden. Das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 121 kann zu der Ansaugkammer 131 durch den Förderdurchgang 56 strömen. Der Druck in der Steuerdruckkammer 121 wird durch die Zufuhr von Kühlmittel zu der Steuerdruckkammer 121 von der Auslasskammer 132 durch den Auslassdurchgang 27, den ersten und zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28A, 28B und den Zuführdurchgang 55 und durch die Förderung von Kühlmittel zu der Ansaugkammer 131 von der Steuerdruckkammer 121 durch den Förderdurchgang 56 eingestellt.
Wie in 2A gezeigt ist, sind eine erste Druckkammer 57 und eine zweite Druckkammer 58 in dem Gehäuse 39 definiert. Die erste Druckkammer 57 und die zweite Druckkammer 58 sind durch einen zweiten Balg 59 definiert. Ein festes Ende des zweiten Balgs 59 ist an eine Endwand 60 gekoppelt, welche ein Teil des Gehäuses 39 ist. Ein bewegliches Ende des zweiten Balgs 59 ist an eine Übertragungsstange 61 fixiert. Die Übertragungsstange 61 erstreckt sich durch die Trennwand 49 und steht in die erste Druckfühlkammer 45 von der Durchgangsbohrung 481 hervor.
Das Innere der ersten Druckkammer 57 wird nahezu bei einem Vakuum gehalten. Eine Drängfeder 62 ist in der ersten Druckkammer 57 untergebracht. Die Drängfeder 62 drängt den zweiten Balg 59 in einer Richtung, was verursacht, dass die Übertragungsstange 61 sich der Ventilbohrung 41 annähert (eine Richtung, in der sich der zweite Balg 59 aufweitet). Die zweite Druckkammer 58 steht mit der Ansaugkammer 131 durch einen Durchgang 63 in Verbindung, wobei die zweite Druckkammer 58 dem Druck in der Ansaugkammer 131 (Ansaugdruck) ausgesetzt ist. Das heißt, dass das Innere der zweiten Druckkammer 58 dem Druck in der Ansaugdruckzone ausgesetzt ist. Der Druck in der zweiten Druckkammer 58 und die Federkraft (Druck) der Drängfeder 62 in der ersten Druckkammer 57 sind einander mit dem zweiten Balg 59 dazwischenliegend entgegengerichtet.
Der zweite Balg 59 bringt eine Kraft zum selbsttätigen Ausdehnen hervor, die gegen den Druck (Ansaugdruck) in der zweiten Druckkammer 58 wirkt. Wenn der Ansaugdruck verringert wird, neigt die Übertragungsstange 61 dazu, sich in Richtung der Ventilbohrung 41 zu bewegen. Das heißt, dass die Übertragungsstange 61 den ersten Balg 47 berührt, welcher ein Teil des Druckfühlgeräts 44 ist, und zum Ausdehnen des ersten Balgs 47 wirkt, wenn der Ansaugdruck sich verringert.
Wie in der 2B gezeigt ist, wird bei einem Zustand, bei dem die Ventilbohrung 41 des Verdrängungssteuerventils 32 offen ist, das Kühlmittel in der Auslasskammer 132 zu der Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchgang 55 geleitet. Das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 121 strömt zu der Ansaugkammer 131 durch den Förderdurchgang 56. Jedoch ist bei dem Zustand, bei dem die Ventilbohrung 41 offen ist, der Druck in der Steuerdruckkammer 121 hoch, wobei der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 kleiner als der Maximalneigungswinkel ist.
Wenn die Ventilbohrung 41 des Verdrängungssteuerventils 32 geschlossen ist, wie in den 1A und 2A gezeigt ist, wird das Kühlmittel in der Auslasskammer 132 nicht zu der Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchgang 55 geleitet. Das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 121 strömt zu der Ansaugkammer 131 durch den Förderdurchgang 56. Daher ist bei einem Zustand, bei dem die Ventilbohrung 41 geschlossen ist, der Druck in der Steuerdruckkammer 121 niedrig, wobei der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 maximal ist. Bei diesem Zustand ist der Hub von jedem Kolben 24 maximal, wobei die Verdrängung des Kompressors 10 dementsprechend maximal ist.
Ein Fall, bei dem der Kompressor mit variabler Verdrängung 10 bei einer hohen Geschwindigkeit mit der geschlossenen Ventilbohrung 41 betrieben wird, wird nun diskutiert. Wenn dieser Zustand fortgesetzt wird, verringert sich der Druck des Kühlmittels, das durch den zweiten Wärmetauscher 31 (den Druck in der Ansaugdruckzone) durchgegangen ist. Dies verringert den Druck in der zweiten Druckkammer 58. Dementsprechend zeigt der zweite Balg 59 eine Tendenz, sich auszudehnen. Wenn der Druck in der Ansaugdruckzone kleiner oder gleich einem vorbestimmten Referenzdruck Po ist, bewegt die Übertragungsstange 61 die Betätigungsstange 38 (den Ventilkörper 381) gegen die elektromagnetische Kraft des Solenoids 34, wie in 2B gezeigt ist, wodurch die Ventilbohrung 41 geöffnet wird. Dies verursacht, dass das Kühlmittel in dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B in die Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchgang 55 strömt. Als Folge wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 in Richtung des minimalen Neigungswinkels verlagert. Dies verhindert, dass der Kompressor mit variabler Verdrängung 10 mit einer großen Verdrängung betrieben wird, während er bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben wird.
Wenn eine Situation einer unzureichenden Menge von Kühlmittel auftritt, verringert der Mangel des Kühlmittels den Druck in der Ansaugdruckzone. Wenn der Druck in der Ansaugdruckzone kleiner oder gleich dem vorbestimmten Referenzdruck Po ist, bewegt die Übertragungsstange 61 die Betätigungsstange 38 (den Ventilkörper 381) gegen die elektromagnetische Kraft des Solenoids 34, wodurch die Ventilbohrung 41 geöffnet wird. Als Folge wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 in Richtung des minimalen Neigungswinkels verlagert. Dies verhindert, dass der Kompressor mit variabler Verdrängung 10 mit einer großen Verdrängung bei einem Zustand betrieben wird, bei dem eine Menge des Kühlmittels unzureichend ist.
Der Referenzdruck Po wird in Anbetracht eines Falls bestimmt, bei dem die Gesamtmenge des Kühlmittels kleiner als die erforderliche Menge des Kühlmittels ist, und einem Fall, bei dem der Kompressor mit variabler Verdrängung 10 bei einer hohen Geschwindigkeit mit der geschlossenen Ventilbohrung 41 betrieben wird. Zum Beispiel wird der unterste Wert des Ansaugdruckbereichs, der das Verlässlichkeitserfordernis des Kompressors mit variabler Verdrängung 10 erfüllt, als der Referenzdruck Po festgelegt. Die erste Druckkammer 57, die zweite Druckkammer 58, der zweite Balg 59, die Übertragungsstange 61 und die Drängfeder 62 bilden ein Verdrängungsgerät 64 aus. Das Verdrängungsgerät 64 öffnet die Ventilbohrungen 41, wenn der Druck in der Ansaugdruckzone kleiner oder gleich dem Referenzdruck Po wird. Die Übertragungsstange 61 ist eine Verdrängungsübertragungseinrichtung, die die Verdrängung des zweiten Balgs 59, der als ein Verdrängungsbauteil dient, zu dem Ventilkörper 381 durch den ersten Balg 47, der als ein Festlegungsbauteil dient, überträgt. Das Verdrängungsgerät 64 ist in dem Verdrängungssteuerventil 32 eingerichtet.
Das erste Ausführungsbeispiel stellt die folgenden Vorteile bereit.

(1-1) Wenn der Druck in der Ansaugkammer 131 (die Ansaugdruckzone) unter den vorbestimmten Referenzdruck Po fällt, bewegt die Übertragungsstange 61 des Verdrängungsgeräts 64 den Ventilkörper 381 weg von der Ventilbohrung 41, wodurch der Öffnungsgrad der Ventilbohrung 41 in dem Verdrängungssteuerventil 32 erhöht wird. Dies erhöht die Menge des Kühlmittels, das von dem zweiten externen Kühlmittelkreisabschnitt 28B (der Auslassdruckzone) zu der Steuerdruckkammer 121 geleitet wird. Dementsprechend wird der Druck in der Steuerdruckkammer 121 erhöht, wobei die Verdrängung des Kompressors 10 verringert wird. Deshalb wird verhindert, dass der Kompressor 10 mit einer großen Verdrängung betrieben wird, wenn eine unzureichende Menge von Kühlmittel besteht oder wenn die Geschwindigkeit des Kompressors hoch ist.
(1-2) Das Verdrängungsgerät 64 ist in dem Verdrängungssteuerventil 32 eingerichtet. Bei der Anordnung, bei der das Verdrängungsgerät 64 in dem Verdrängungssteuerventil 32 eingerichtet ist, kann das Verdrängungsgerät 64 und das Verdrängungssteuerventil 32 als eine einzige Komponente gehandhabt werden. Deshalb ist die Einrichtung des Verdrängungsgeräts 64 und des Verdrängungssteuerventils 32 in dem Kompressor mit variabler Verdrängung 10 leichter als in einem Fall, bei dem das Verdrängungsgerät 64 und das Verdrängungssteuerventil 32 getrennt in dem Kompressor 10 eingerichtet sind.
(1-3) Bei dem Gelenkmechanismus 23 sind die Vorsprünge 221, 222, die an der Taumelscheibe 22 ausgebildet sind, einfach zwischen den Armen 212, 213, die an der Drehstütze 21 ausgebildet sind, gehalten, wodurch zugelassen wird, dass die Taumelscheibe 22 sich frei bezüglich der Axialrichtung der Drehwelle 18 bewegt. Deshalb kann insbesondere bei dem Kompressor mit variabler Verdrängung 10, der den Gelenkmechanismus 23 verwendet, ein Großverdrängungsbetrieb mit einer unzureichenden Menge von Kühlmittel oder bei einer Hochgeschwindigkeit verursachen, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 in dem Maximalverdrängungsbetriebszustand den vorbestimmten Maximalneigungswinkel übertrifft. Die vorliegende Erfindung, die das Verdrängungsgerät 64 verwendet, ist insbesondere geeignet für den Kompressor mit variabler Verdrängung 10, welcher den Gelenkmechanismus 23 hat.

Ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden für jene Komponenten verwendet, welche die Gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels. Die Stütze 48A, die den ersten Balg 47 stützt, ist gleitend in das Gehäuse 39 eingesetzt. Eine Durchgangsbohrung 482 ist in der Stütze 48A ausgebildet. Die erste Druckfühlkammer 45 steht mit der Kühlmitteleinführungskammer 50 durch die Durchgangsbohrung 482 in Verbindung. Eine Übertragungsstange 61A, die als eine Verdrängungsübertragungseinrichtung dient, erstreckt sich durch die Trennwand 49 und kann mit der Stütze 48A in Berührung stehen. Die erste Druckkammer 57, die zweite Druckkammer 58, der zweite Balg 59, die Übertragungsstange 61A und die Drängfeder 62 bilden ein Verdrängungsgerät 64A aus, welches in dem Verdrängungssteuerventil 32A eingerichtet ist.
Wenn der Druck der Ansaugdruckzone kleiner oder gleich als der vorbestimmte Referenzdruck Po ist, bewegt die Übertragungsstange 61A die Stütze 48A weg von der Trennwand 49, wie in der 3B gezeigt ist, so dass der erste Balg 47 zusammen mit der Stütze 48A bewegt wird. Dementsprechend wird die Betätigungsstange 38 (der Ventilkörper 381) gegen die elektromagnetische Kraft des Solenoids 34 bewegt, wobei die Ventilbohrung 41 geöffnet wird, so dass das Kühlmittel in dem zweiten externen Kühlkreisabschnitt 28B in die Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchgang 55 strömt. Als Folge wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 in Richtung des minimalen Neigungswinkels verlagert. Dies verhindert, dass der Kompressor mit variabler Verdrängung 10 mit einer großen Verdrängung betrieben wird, wenn eine unzureichende Menge von Kühlmittel besteht oder wenn die Geschwindigkeit des Kompressors hoch ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel stellt die gleichen Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel bereit.
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 4, 5A und 5B beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden für jene Komponenten verwendet, welche die Gleichen sind wie jene der entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in 4 gezeigt ist, ist ein Paar Führungsbohrungen 215 in der Drehstütze 21 ausgebildet, wobei ein Paar Führungsstifte 65 an der Taumelscheibe 22 ausgebildet ist. Die Führungsstifte 65 sind gleitend in die Führungsbohrungen 215 gepasst. Der Eingriff der Führungsstifte 65 mit den Umfangsflächen der Führungsbohrungen 215 lässt zu, dass die Taumelscheibe 22 sich bezüglich der Drehwelle 18 neigt und zusammen mit der Drehwelle 18 dreht. Die Umfangsflächen der Führungsbohrungen 215 führen die Führungsstifte 65 gleitend, wobei die Drehwelle 18 die Taumelscheibe 22 gleitend stützt. Diese Vorgänge lassen zu, dass die Taumelscheibe 22 geneigt wird. Die Führungsbohrungen 215 und die Führungsstifte 65 bilden einen Gelenkmechanismus 23A aus, der die Taumelscheibe 22 mit der Drehstütze 21 derart koppelt, dass die Taumelscheibe 22 geneigt werden kann und dass ein Moment übertragen werden kann.
Wie in 5A gezeigt ist, ist eine Ventilbohrung 41A eines Verdrängungssteuerventils 32B mit einer Ventilkammer 66 verbunden. Ein Ventilkörper 67 ist in der Ventilkammer 66 untergebracht. Der Ventilkörper 67 ist mit dem ersten Balg 47 verbunden. Die Ventilkörper 67 ist an einem kleindurchmessrigen Abschnitt 383 einer Betätigungsstange 38A befestigt, so dass der Ventilkörper 67 sich zusammen mit der Betätigungsstange 38A bewegt.
Die Ventilkammer 66 steht mit der Steuerdruckkammer 121 durch einen Durchgang 68 in Verbindung, wobei die Ventilbohrung 41A mit der Ansaugkammer 131 durch einen Durchgang 69 in Verbindung steht. Der Durchgang 68, die Ventilkammer 66, die Ventilbohrung 41A und der Durchgang 69 bilden einen Förderdurchgang 70 zum Auslassen des Kühlmittels in die Steuerdruckkammer 121 zu der Ansaugkammer 131 aus. Die Auslasskammer 132 (Auslassdruckzone) und die Steuerdruckkammer 121 stehen miteinander durch einen Zuführdurchgang 71 in Verbindung, der in den 5A und 5B gezeigt ist.
Der Steuerrechner C steuert den Strom, der dem Solenoid 34 zugeführt wird, basierend auf der Differenz zwischen einer Soll-Fahrgastzellentemperatur, die durch das Fahrgastzellentemperaturfestlegegerät 53 festgelegt wird, und der Temperatur, die durch die Fahrgastzellentemperaturerfassungseinrichtung 54 erfasst wird. Der Ventilöffnungsgrad der Ventilbohrung 41A wird erhöht, sowie die Einschaltdauer erhöht wird.
Wie in 5B gezeigt ist, strömt bei einem Zustand, bei dem die Ventilbohrung 41A geschlossen ist, das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 121 nicht zu der Ansaugkammer 131 durch den Förderdurchgang 70. Das Kühlmittel in der Auslasskammer 132 wird zu der Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchgang 71 geleitet. Deshalb ist bei einem Zustand, bei dem die Ventilbohrung 41A geschlossen ist, der Druck in der Steuerdruckkammer 121 hoch und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 ist kleiner als der maximale Neigungswinkel.
Bei einem Zustand der 4 und 5A ist die Ventilbohrung 41A des Verdrängungssteuerventils 32B maximal geöffnet, so dass das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 121 zu der Ansaugkammer 131 durch den Förderdurchgang 70 strömt. Das Kühlmittel in der Auslasskammer 132 wird zu der Steuerdruckkammer 121 durch den Zuführdurchgang 71 geleitet. Jedoch ist bei einem Zustand, bei dem die Ventilbohrung 41A maximal geöffnet ist, der Druck in der Steuerdruckkammer 121 niedrig und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 ist maximal. Bei diesem Zustand ist der Hub von jedem Kolben 24 maximal, wobei dementsprechend die Verdrängung des Kompressors 10 maximal ist.
Wenn der Druck in der Ansaugkammer 131 niedriger oder gleich dem vorbestimmten Referenzdruck Po ist, bewegt die Übertragungsstange 61 den Ventilkörper 67 in Richtung einer Position zum Schließen der Ventilbohrung 41A, wodurch die Ventilbohrung 41A geschlossen wird. Als Folge wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 22 in Richtung des minimalen Neigungswinkels verlagert. Dies verhindert, dass der Kompressor mit variabler Verdrängung 10 mit einer großen Verdrängung betrieben wird, wenn eine unzureichende Menge von Kühlmittel besteht oder wenn die Geschwindigkeit des Kompressors hoch ist.
Die Erfindung kann in den folgenden Ausbildungen ausgeführt werden.

(1) Das Verdrängungsgerät 64, 64A kann separat von dem Verdrängungssteuerventil 32, 32A, 32B ausgebildet sein.
(2) Ein Verdrängungsgerät kann angewandt werden, bei welchem der Ventilkörper 381, 67 durch ein elektrisches Stellglied (zum Beispiel ein Solenoid) verlagert wird, wenn der Ansaugdruck durch einen Drucksensor erfasst wird und der Drucksensor erfasst, dass der Ansaugdruck kleiner oder gleich dem Referenzdruck Po wird.
(3) Der zweite Balg 59 kann durch ein Verdrängungsgerät ersetzt werden, das eine Membran als ein Verdrängungsbauteil hat.
(4) Der zweite Balg 59 oder die Membran kann durch ein Verdrängungsgerät ersetzt werden, das eine kolbenähnliche bewegliche Wand als ein Verdrängungsbauteil hat.
(5) Der erste Balg 47 kann durch ein Druckfühlgerät ersetzt werden, das eine Membran als ein Festlegebauteil hat.
(6) Der erste Balg 47 oder die Membran kann durch ein Druckfühlgerät ersetzt werden, das eine kolbenähnliche bewegliche Wand als ein Festlegebauteil hat.
(7) Bei dem ersten Ausführungsbeispiel können die Arme 212, 213 an der Taumelscheibe 22 ausgebildet sein, wobei die Vorsprünge 221, 222 an der Drehstütze 21 ausgebildet sein können.

Obwohl mehrere Ausführungsbeispiele hierin beschrieben wurden, ist es für Jene klar, die mit der Technik vertraut sind, dass die vorliegende Erfindung in unterschiedlichen bestimmten Ausbildungen, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen, ausgeführt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die hierin gegebenen Details begrenzt, sondern kann innerhalb der Gleichwertigkeit der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.
Ein Verdrängungsgerät ist in einem Verdrängungssteuerventil aufgenommen. Das Verdrängungsgerät hat eine erste Druckkammer, eine zweite Druckkammer, einen zweiten Balg, eine Übertragungsstange und eine Drängfeder. Die zweite Druckkammer steht mit einer Ansaugkammer in Verbindung. Das Innere der zweiten Druckkammer ist eine Ansaugdruckzone. Wenn der Druck in der Ansaugdruckzone kleiner oder gleich einem vorbestimmten Referenzdruck ist, bewegt die Übertragungsstange eine Betätigungsstange (Ventilkörper) zum öffnen einer Ventilbohrung. Deshalb wird verhindert, dass ein Kompressor mit variabler Verdrängung mit einer großen Verdrängung betrieben wird, wenn eine unzureichende Menge von Kühlmittel besteht oder wenn die Geschwindigkeit des Kompressors hoch ist.

Claims

Verdrängungssteuermechanismus (10) für einen Kompressor mit variabler Verdrängung (10), der Kühlmittel in einer Ansaugdruckzone (131) komprimiert und das komprimierte Kühlmittel zu einer Auslassdruckzone (132, 28A, 28B) fördert, wobei der Kompressor (10) eine Steuerdruckkammer (121), einen Zuführdurchgang (55, 71), der die Auslassdruckzone mit der Steuerdruckkammer verbindet, und einen Förderdurchgang (56, 70) hat, der die Ansaugdruckzone mit der Steuerdruckkammer verbindet, wobei der Verdrängungssteuermechanismus zulässt, dass das Kühlmittel in der Auslassdruckzone zu der Steuerdruckkammer durch den Zuführdurchgang zugeführt wird, und zulässt, dass das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer zu der Ansaugdruckzone durch den Förderdurchgang gefördert wird, wodurch der Druck in der Steuerdruckkammer zum Steuern der Verdrängung des Kompressors eingestellt wird, wobei der Verdrängungssteuermechanismus weiter Folgendes aufweist: eine Ventilbohrung (41, 41A), die einen Teil des Zuführdurchgangs oder des Förderdurchgangs ausbildet; einen Ventilkörper (381, 67) zum Öffnen und Schließen der Ventilbohrung; ein Druckfühlgerät (44), das den Ventilkörper mit einer Kraft drängt, die durch eine Druckdifferenz zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position erzeugt wird, welche in der Auslassdruckzone (132, 28A, 28B) angeordnet sind; und ein Verdrängungsgerät (64, 64A), wobei das Verdrängungsgerät eine Antriebskraft zum Verlagern des Ventilkörpers erzeugt, wenn ein Druck in der Ansaugdruckzone unter einen vorbestimmten Referenzdruck (Po) fällt, wobei in dem Fall, in dem die Ventilbohrung (41) einen Teil des Zuführdurchgangs ausbildet, das Verdrängungsgerät den Ventilkörper mit der Antriebskraft in einer Richtung verlagert, in der der Öffnungsgrad der Ventilbohrung erhöht wird, während in dem Fall, in dem die Ventilbohrung (41A) einen Teil des Förderdurchgangs ausbildet, das Verdrängungsgerät den Ventilkörper mit der Antriebskraft in einer Richtung verlagert, in der der Öffnungsgrad der Ventilbohrung verringert wird.
Verdrängungssteuermechanismus gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsgerät (64) eine erste Druckkammer (57), eine zweite Druckkammer (58), die mit der Ansaugdruckzone (131) in Verbindung steht, ein Verdrängungsbauteil (59), das die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer voneinander trennt, und eine Verdrängungsübertragungseinrichtung (61, 61A) hat, das die Verdrängung des Verdrängungsbauteils zu dem Ventilkörper überträgt, wobei ein Druck in der ersten Druckkammer und ein Druck in der zweiten Druckkammer mit dem Verdrängungsbauteil (59) dazwischen einander entgegengerichtet wirken.
Verdrängungssteuermechanismus gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfühlgerät eine erste Druckfühlkammer (45) und eine zweite Druckfühlkammer (46), ein Festlegebauteil (47), das die erste Druckfühlkammer und die zweite Druckfühlkammer definiert, hat, wobei das Festlegebauteil verlagert werden kann, wobei der Ventilkörper zusammen mit dem Festlegebauteil bewegt werden kann, wobei die erste Druckfühlkammer dem Druck bei der ersten Position ausgesetzt ist und die zweite Druckfühlkammer dem Druck bei der zweiten Position ausgesetzt ist.
Verdrängungssteuermechanismus gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungsübertragungseinrichtung (61, 61A) eine Übertragungsstange ist, die mit dem Verdrängungsbauteil (59) gekoppelt ist, wobei die Übertragungsstange die Verdrängung des Verdrängungsbauteils (59) zu dem Ventilkörper (381, 67) durch das Festlegebauteil (47) überträgt.
Verdrängungssteuermechanismus gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Trennwand (49), die eine Einführungskammer (50) zwischen dem Verdrängungsgerät (64) und dem Druckfühlgerät (44) definiert, wobei die Einführungskammer einem Element aus dem Druck bei der ersten Position und dem Druck bei der zweiten Position ausgesetzt ist, wobei die Übertragungsstange (61, 61A) sich durch die Trennwand erstreckt.
Verdrängungssteuermechanismus gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegebauteil (47) durch eine Stütze (48A) gestützt wird, die verlagert werden kann, wobei die Verdrängungsübertragungseinrichtung (61) eine Übertragungsstange ist, die mit dem Verdrängungsbauteil (59) gekoppelt ist, wobei die Übertragungsstange die Verdrängung des Verdrängungsbauteils zu dem Ventilkörper (381) durch die Stütze und das Festlegebauteil überträgt.
Verlagerungssteuermechanismus gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungsbauteil (59) ein Balg ist.
Verdrängungssteuermechanismus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor mit variabler Verdrängung (10) hat: eine Drehwelle (18); eine Drehstütze (21), die an der Drehwelle fixiert ist; eine Taumelscheibe (22), die durch die Drehwelle derart gestützt ist, dass die Taumelscheibe gleitend entlang einer Axialrichtung der Drehwelle gelagert ist und neigbar bezüglich der Drehwelle ist; und einen Gelenkmechanismus (23), der zwischen der Taumelscheibe und der Drehstütze angeordnet ist, wobei der Gelenkmechanismus die Taumelscheibe mit der Drehstütze derart koppelt, dass die Taumelscheibe neigbar ist, und dass ein Moment übertragen werden kann, wobei der Gelenkmechanismus einen Vorsprung (221, 222), der an einem Element aus der Drehstütze und der Taumelscheibe ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Armen (212, 213) hat, die an dem anderen Element aus der Drehstütze und der Taumelscheibe ausgebildet ist, wobei der Vorsprung in eine Aussparung (214) eingesetzt ist, die durch die Arme definiert ist.
Verdrängungssteuermechanismus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Solenoid (34), das eine elektromagnetische Kraft zum Drängen des Ventilkörpers (381, 67) erzeugen kann.