DE102018220709B4

DE102018220709B4 - Präzise Steuerung einer Ansaugdämpfungsvorrichtung in einem Kompressor mit variabler Verdrängung

Info

Publication number: DE102018220709B4
Application number: DE102018220709.7A
Authority: DE
Inventors: Kanwal Bhatia; Robert C. Trela; Teodor Urdea
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2038-12-01
Also published as: CN109869299B; US11319939B2; US20200224647A1; US10655617B2; CN112483354A; KR102131642B1; KR20190066548A; DE102018220709A1; CN109869299A; CN112483354B; US20190170128A1; JP2019100345A; JP6738399B2

Abstract

Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) für einen Kompressor mit variabler Verdrängung, wobei die Ansaugdämpfungsvorrichtung aufweist:einen Rotor (150) mit einer Drehachse, wobei sich ein Durchlass durch den Rotorin einer Richtung quer zu der Drehachse erstreckt, wobei eine selektive Drehung um die Drehachse des Rotors (150) einen Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors steuert,wobei der Durchlass des Rotors eine in einer Außenfläche des Rotors gebildeteEinbuchtung (156) ist, die sich radial einwärts zu der Drehachse hin erstreckt,wobei die Einbuchtung (156) ein Profil mit einer kurvenförmigen Form aufweist,die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Rotors erstreckt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor mit variabler Verdrängung zur Verwendung in einer Klimaanlage für ein Fahrzeug; und insbesondere eine elektrisch gesteuerte Ansaugdämpfungsvorrichtung, die in einem Saugmund des Kompressors mit variabler Verdrängung angeordnet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bekanntlich werden in Fahrzeugklimaanlagen Kompressoren mit variabler Verdrängung mit einer Taumelscheibe verwendet. Solche Kompressoren umfassen typischerweise wenigstens einen Kolben, der in einem Zylinder eines Zylinderblocks angeordnet ist, und eine Rotoreinheit, die mit einer Antriebswelle wirkverbunden ist. Die Taumelscheibe ist an die Rotoreinheit gekoppelt und derart eingerichtet, dass sie von dieser angetrieben wird, während sich die Antriebswelle dreht. Die Taumelscheibe ist bezüglich der Antriebswelle zwischen einem minimalen Neigungswinkel und einem maximalen Neigungswinkel variabel abgewinkelt. Jeder Kolben greift verschiebbar durch einen Schuh in die Taumelscheibe ein, wenn sich die Taumelscheibe dreht, und veranlasst dadurch jeden Kolben, sich innerhalb des entsprechenden Zylinders des Zylinderblocks hin- und herzubewegen. Da der Neigungswinkel der Taumelscheibe variiert, variiert auch das Hubvolumen jedes Kolbens innerhalb jedes Zylinders und verursacht dadurch ein Variieren der Durchflussrate eines Kältemittels, das durch den Kompressor fließt. Die Durchflussrate variiert zwischen einer maximalen Durchflussrate, wenn die Taumelscheibe unter einem maximalen Neigungswinkel bezüglich der Antriebswelle positioniert ist, und einer minimalen Durchflussrate, wenn die Taumelscheibe unter einem minimalen Neigungswinkel bezüglich der Antriebswelle positioniert ist.
Es ist nicht ungewöhnlich, dass Kompressoren mit variabler Verdrängung Ansaugpulsationen entwickeln. Die Ansaugdruckpulsationen können sich in der ganzen Klimaanlage ausbreiten. Wenn diese Druckpulsationen bestimmte Komponenten der Klimaanlage erreichen, wie zum Beispiel den Verdampfer, können die Druckpulsationen Geräusche erzeugen, die in einem Fahrtgastraum des Fahrzeugs hörbar sind.
Das Problem der Geräuschentwicklung verursacht durch Ansaugpulsationen wurde bisher durch Hinzufügen einer Ansaugdämpfungsvorrichtung innerhalb des Kompressors mit variabler Verdrängung angegangen. Die Ansaugdämpfungsvorrichtung umfasst üblicherweise einen Federkolben, der innerhalb eines Körpers mit darin ausgebildeten Durchflussöffnungen hin- und hergehend angeordnet ist. Die Position des Kolbens innerhalb des Körpers bestimmt einen Durchflussquerschnitt, mit dem das Kältemittel während verschiedener Betriebszustände des Kompressors mit variabler Verdrängung durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung fließen kann.
Es gibt zwei primäre Verfahren zur Bestimmung der Position des Kolbens der Ansaugdämpfungsvorrichtung und damit der Durchflussrate des Kältemittels durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung. Ein Verfahren umfasst den Fluss des Kältemittels, das in den Kompressor eintritt und Druck auf den Kolben ausübt, sodass eine Kraft gegen die Vorspannung der Feder ausgeübt wird, die mit dem Kolben in Kontakt steht. Das Herunterdrücken der Feder und die anschließende Umpositionierung des Kolbens verändert den Durchflussquerschnitt nach dem Kolben, sodass die Durchflussrate des Kältemittels, das in den Kompressor eintritt, reguliert wird. Ein Problem, das bei Anwendung dieses Verfahrens auftritt, ist, dass der Kolben üblicherweise durch eine relativ steife Feder vorgespannt sein muss, um die Druckpulsationen richtig steuern zu können. Die Verwendung einer steifen Feder hat einen negativen Einfluss auf den effizienten Betrieb des Kompressors, da sie dazu führt, dass das Kältemittel einem unerwünscht großen Druckabfall ausgesetzt ist, wenn es die Druckkraft auf den Kolben ausübt, um die Ansaugdämpfungsvorrichtung zu öffnen. Die Verwendung einer steifen Feder kann außerdem zu einer geringeren maximalen Durchflussleistung des Kompressors führen, da die Feder unter bestimmten Betriebsbedingungen ein vollständiges Öffnen der Ansaugdämpfungsvorrichtung verhindert.
Das zweite bekannte Verfahren umfasst die Verwendung einer bekannten Druckdifferenz zwischen einer Kurbelgehäusekammer, in der die Taumelscheibe angeordnet ist, und einer Ansaugkammer, die nach der Ansaugdämpfungsvorrichtung angeordnet ist, um eine Position des Kolbens innerhalb des Körpers zu steuern. Dieser Ansatz erfordert das Hinzufügen von Flussdurchgängen innerhalb des Kompressors mit variabler Verdrängung für eine Übertragung des Kältemittels bei den verschiedenen Druckwerten an die Ansaugdämpfungsvorrichtung, um die Position ihres Kolbens zu steuern, was sowohl die Komplexität des Kompressors mit variabler Verdrängung erhöht, als auch zusätzliche Fluiddurchgänge bedeutet, die geeignete Dichtungsmittel und eine Durchflussregelung benötigen. Solche Ansaugdämpfungsvorrichtungen verwenden ebenfalls eine Feder für das Vorspannen eines Ventilelements, was zu dem negativen Effekt führen kann, dass die Ansaugdämpfungsvorrichtung unter bestimmten Betriebsbedingungen den Hystereseeffekten der Feder unterliegen kann.
Deshalb wäre es wünschenswert, eine Ansaugdämpfungsvorrichtung herzustellen, die die Geräuschentwicklung in einer Klimaanlage minimiert, indem sie eine präzise Steuerung eines variablen Durchflussquerschnitts eines Kältemittelflusses bietet, wenn der Kältemittelfluss in einen Saugmund eines Kompressors mit variabler Verdrängung eintritt.
Die US 2002/0 139 950 A1 , US 2010 / 0 092 311 A1 und EP 2 450 572 A1 bilden Stand der Technik für die vorliegende Erfindung.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß und entsprechend der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise eine Ansaugdämpfungsvorrichtung entdeckt, die eine elektromagnetische Vorrichtung für die Steuerung eines variablen Durchflussquerschnitts durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung verwendet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Ansaugdämpfungsvorrichtung für einen Kompressor mit variabler Verdrängung einen Rotor mit einer Drehachse auf. Ein Durchlass erstreckt sich durch den Rotor in eine Richtung quer zu seiner Drehachse. Der Rotor wird derart selektiv um seine Drehachse gedreht, dass der Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors gesteuert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Kompressor mit variabler Verdrängung offenbart. Der Kompressor mit variabler Verdrängung weist ein elektrisch gesteuertes Ventil auf, das derart eingerichtet ist, dass es einen Neigungswinkel einer Taumelscheibe des Kompressors mit variabler Verdrängung selektiv steuert, und eine Ansaugdämpfungsvorrichtung umfassend einen Rotor mit einer Drehachse. Ein Durchlass erstreckt sich durch den Rotor in eine Richtung quer zu seiner Drehachse. Der Rotor wird derart selektiv, basierend auf einer Stellung des elektrisch gesteuerten Ventils, um seine Drehachse gedreht, dass der Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors gesteuert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kompressors mit variabler Verdrängung offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte der Bereitstellung einer Ansaugdämpfungsvorrichtung umfassend einen Rotor mit einer Drehachse, einen Durchlass, der sich durch den Rotor in eine Richtung quer zu seiner Drehachse erstreckt, und der selektiven Drehung des Rotors um seine Drehachse, basierend auf einer Stellung eines elektrisch gesteuerten Ventils des Kompressors mit variabler Verdrängung und derart, dass der Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors gesteuert wird.
Figurenliste
Sowohl die vorstehenden als auch andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform leicht ersichtlich sein, unter Berücksichtigung der zugehörigen Zeichnungen, in denen:

1 eine seitliche Querschnittsansicht eines Kompressors mit variabler Verdrängung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine fragmentarische seitliche Querschnittsansicht eines Saugmunds des Kompressors mit variabler Verdrängung aus 1 mit einer Ansaugdämpfungsvorrichtung in einer vollständig geschlossenen Position gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 eine fragmentarische seitliche Querschnittsansicht der Ansaugdämpfungsvorrichtung aus 2 in einer vollständig geöffneten Position zeigt;
4 eine fragmentarische perspektivische Querschnittsansicht der Ansaugdämpfungsvorrichtung in der vollständig geöffneten Position zeigt;
5 eine schematische perspektivische Teilansicht eines hinteren Gehäuses des Kompressors mit variabler Verdrängung aus 1 zeigt, in der schematisch eine Signalverbindung zwischen der Ansaugdämpfungsvorrichtung und einem elektrisch gesteuerten Ventil des Kompressors mit variabler Verdrängung gezeigt wird;
6 eine perspektivische Ansicht eines Rotors einer Ansaugdämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7 eine fragmentarische perspektivische Ansicht des Rotors aus 6 zeigt, wenn dieser in den Saugmund des Kompressors mit variabler Verdrängung aus 1 eingebaut ist;
8 in einem Diagramm einen exemplarischen Zusammenhang zwischen einem Ansaugdruck des Kompressors mit variabler Verdrängung aus 1 und einem Strom, der für die Speisung eines Steuerventils des Kompressors mit variabler Verdrängung verwendet wird, zeigt;
9 in einem Diagramm einen exemplarischen Zusammenhang zwischen einem Öffnungsgrad in Prozent der Ansaugdämpfungsvorrichtung des Kompressors mit variabler Verdrängung aus 1 und einem Strom, der für die Speisung eines Steuerventils des Kompressors mit variabler Verdrängung verwendet wird, zeigt;
10 eine schematische Darstellung einer Steuerung für den Betrieb der Ansaugdämpfungsvorrichtung aus 2 zeigt; und
11 in einem Ablaufdiagramm eine exemplarische Steuerungslogik für den Betrieb der Ansaugdämpfungsvorrichtung aus 2 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die angefügten Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung herzustellen und zu nutzen, und sind nicht dafür gedacht, den Geltungsbereich der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken.
1 zeigt einen Kompressor mit variabler Verdrängung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Kompressor 10 kann als eine Komponente einer Heizungs-, Lüftungs- und Klima- (HLK-)Anlage eines Kraftfahrzeugs eingerichtet sein. Der Kompressor 10 umfasst einen Zylinderblock 2, ein vorderes Gehäuse 4 und ein hinteres Gehäuse 11. Das vordere Gehäuse 4 umgrenzt eine Kurbelgehäusekammer 6. Der Zylinderblock 2 umgrenzt wenigstens eine Zylinderbohrung 12 mit einem Kolben 14, der in jeder der Zylinderbohrungen 12 hin- und hergehend angeordnet ist. Eine zwischen dem Zylinderblock 2 und dem hinteren Gehäuse 11 angeordnete Ventilplatte 17 umgrenzt eine Ansaugöffnung und eine Auslasssöffnung jeder der jeweiligen Zylinderbohrungen 12.
Das hintere Gehäuse 11 umgrenzt eine Ansaugkammer 15 und eine Auslasskammer 16. Die Ansaugkammer 15 ist fluidisch mit einem Saugmund 5 des Kompressors 10 gekoppelt (in 2-5 und 7 gezeigt). Der Saugmund 5 bildet einen Einlass für ein Kältemittel in den Kompressor 10. Der Saugmund 5 koppelt den Kompressor 10 fluidisch mit einer vorgelagerten Komponente der HLK-Anlage des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel einem Verdampfer (nicht gezeigt) oder einem Expansionsventil (nicht gezeigt).
Eine Antriebswelle 7 wird von dem vorderen Gehäuse 4 gestützt, in dem ein Teil der Antriebswelle 7 innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 angeordnet ist. Eine Taumelscheibe 8 ist innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 an der Antriebswelle 7 befestigt und bezüglich einer senkrecht zu der Drehachse der Antriebswelle 7 gebildeten Ebene in einem Winkel geneigt. Jeder der Kolben 14 kann mittels eines Schuhs 9 derart an der Taumelscheibe 8 befestigt sein, dass jeder der Schuhe 9 eine Bewegung der Taumelscheibe 8 bezüglich des Kolbens 14 ermöglicht.
Wenn die Taumelscheibe 8 in ihrem minimalen Neigungswinkel bezüglich der senkrecht zu der Drehachse der Antriebswelle 7 gebildeten Ebene angeordnet ist, bewegt sich jeder der Kolben 14 bei Drehung der Antriebswelle 7 in geringstmöglichem Maß innerhalb jeder der entsprechenden Zylinderbohrungen 12 hin und her, wodurch bei jedem Hub des entsprechenden Kolbens 14 eine minimierte Menge des Kältemittels zusammengepresst wird. Wenn die Taumelscheibe 8 in ihrem maximalen Neigungswinkel bezüglich der senkrecht zu der Drehachse der Antriebswelle 7 gebildeten Ebene angeordnet ist, bewegen sich die Kolben 14 in größtmöglichem Maß in ihren jeweiligen Zylinderbohrungen 12 hin und her, wodurch bei jedem Hub des entsprechenden Kolbens 14 eine maximierte Menge des Kältemittels zusammengepresst wird. Von daher hängt eine Durchflussrate des Kältemittels durch den Kompressor 10 und somit eine Kühlleistung des Kältemittels, das aus dem Kompressor 10 austritt, direkt mit dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 bezüglich der senkrecht zu der Drehachse der Antriebswelle 7 gebildeten Ebene zusammen.
Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 wird von einem elektrisch gesteuerten Steuerventil 90 selektiv gesteuert. Das Steuerventil 90 kann üblicherweise eine elektrische Spule (nicht gezeigt) für die selektive Positionierung eines Ventilelements (nicht gezeigt) aufweisen, wobei das Ventilelement durch ein oder mehrere Federelement(e) (nicht gezeigt) vorgespannt sein kann. Die elektrische Spule kann elektrischen Strom von einer mit dem Kraftfahrzeug verbundenen Stromquelle erhalten. Die elektrische Spule ist derart eingerichtet, dass sie eine der durch die Spule fließenden Strommenge entsprechende elektromagnetische Kraft auf das Ventilelement ausübt. Die auf das Ventilelement ausgeübte elektromagnetische Kraft der Spule positioniert das Ventilelement selektiv bezüglich der umgebenden Struktur des Steuerventils 90 und gegen die Vorspannung jedes Federelements, das in das Ventilelement eingreift. Die durch die Spule fließende Strommenge kann von einer mit dem Betrieb des Kompressors 10 verbundenen Steuerung des Kraftfahrzeugs entsprechend den gewünschten Einstellungen eines Insassen des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Die selektive Positionierung des Ventilelements steuert einen Druck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 des Kompressors 10, der wiederum den Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 bezüglich der senkrecht zu der Drehachse der Antriebswelle 7 gebildeten Ebene verändert. Die selektive Positionierung des Ventilelements des Steuerventils 90 kann zum Beispiel selektiv eine Fluidkommunikation zwischen wenigstens einem Auslassdruck des Kältemittels innerhalb der Auslasskammer 16, einem Ansaugdruck des Kältemittels innerhalb der Ansaugkammer 15 oder einem Kurbelgehäusedruck des Kältemittels innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 herstellen. In einigen Ausführungsformen können auf Wunsch zusätzliche Teile des Kompressors 10 mit alternativen Drücken, zum Beispiel ein Teil des Kompressors umfassend einen Ölfilter oder einen Ölrücklaufkanal zum Einölen des Kompressors 10, in Fluidkommunikation mit der Kurbelgehäusekammer 6 stehen. Die selektive Kommunikation zwischen den verschiedenen Kammern mit den unterschiedlichen Drücken kann mittels in dem Kompressor 10 gebildeter Durchgänge (nicht gezeigt) erreicht werden, die derart positioniert sind, dass sie basierend auf der selektiven Positionierung des Ventilelements bezüglich der elektrischen Spule und den zugehörigen Durchgängen selektiv geöffnet oder geschlossen werden.
Durch die selektive Positionierung des Ventilelements des Steuerventils 90 kann der Druck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 derart gesteuert werden, dass die durch die Spule des Steuerventils 90 fließende Strommenge einem üblicherweise bekannten Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 entspricht und damit einer üblicherweise bekannten Kühlleistung des Kompressors 10. Beispielsweise kann das Steuerventil 90 zwischen einer Vielzahl von Positionen verstellbar sein, die den Fluss des Kältemittels zwischen der Ansaugkammer 15, der Auslasskammer 16 und der Kurbelgehäusekammer 6 steuern, sodass der Kurbelgehäusedruck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 selektiv verändert werden kann. Die Taumelscheibe 8 kann derart ausgeführt sein, dass sie in einem minimalen Neigungswinkel angeordnet ist, was einer minimalen Kühlleistung des Kompressors 10 entspricht, wenn der Kurbelgehäusedruck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 maximiert wird. Die Maximierung des Kurbelgehäusedrucks innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 kann über die Positionierung des Ventilelements des Steuerventils 90 in einer Position erreicht werden, die eine Maximierung der Kältemittelmenge bewirkt, wenn der Auslassdruck in die Kurbelgehäusekammer 6 gerichtet wird. Die Maximierung des Kältemittelflusses, wenn der Auslassdruck in die Kurbelgehäusekammer 6 gerichtet wird, kann der Speisung des Ventilelements des Steuerventils 90 mit einer minimalen Strommenge entsprechen, die nachstehend als Imin bezeichnet wird. Der mit der minimierten Kühlleistung arbeitende Kompressor 10 kann deshalb dem mit dem Strom Imin gespeisten Steuerventil 90 entsprechen. Das mit dem Strom Imin gespeiste Steuerventil 90 kann auch dem Ansaugdruck innerhalb der Ansaugkammer 15 entsprechen, der zu einem Wert Pmax maximiert wird, wie in 8 gezeigt, wo ein allgemeiner Zusammenhang zwischen der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge und dem innerhalb der Ansaugkammer 15 vorhandenen Ansaugdruck darstellt.
Im Gegensatz dazu kann die Taumelscheibe 8 derart ausgeführt sein, dass sie in einem maximalen Neigungswinkel angeordnet ist, was einer maximalen Kühlleistung des Kompressors 10 entspricht, wenn der Kurbelgehäusedruck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 minimiert wird. Die Minimierung des Kurbelgehäusedrucks innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 kann über die Positionierung des Ventilelements des Steuerventils 90 in einer Position erreicht werden, die eine Minimierung der Kältemittelmenge bewirkt, wenn der Auslassdruck in die Kurbelgehäusekammer 6 gerichtet wird. Die Minimierung des Kältemittelflusses, wenn der Auslassdruck in die Kurbelgehäusekammer 6 gerichtet wird, kann der Speisung des Ventilelements des Steuerventils 90 mit einer maximalen Strommenge entsprechen, die nachstehend als Imax bezeichnet wird. Der mit der maximierten Kühlleistung arbeitende Kompressor 10 kann deshalb dem mit dem Strom Imax gespeisten Steuerventil 90 entsprechen. Das mit dem Strom Imax gespeiste Steuerventil 90 kann auch dem Ansaugdruck innerhalb der Ansaugkammer 15 entsprechen, der zu einem Wert Pmin minimiert wird, wie in 8 gezeigt.
Die Taumelscheibe 8 kann in einer Vielzahl von Neigungszwischenwinkeln positioniert werden, wenn der das Steuerventil 90 speisende Strom zwischen Imin und Imax liegt. Eine Vergrößerung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 8 und damit eine Erhöhung der Kühlleistung des Kompressors 10 kann mit einer Erhöhung des das Steuerventil 90 speisenden Stroms einhergehen, um die in die Kurbelgehäusekammer 6 übertragene Stärke des Auslassdrucks zu reduzieren. Im Gegensatz dazu kann eine Verkleinerung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 8 und damit eine Verringerung der Kühlleistung des Kompressors 10 mit einer Verringerung des das Steuerventil 90 speisenden Stroms einhergehen, um die in die Kurbelgehäusekammer 6 übertragene Stärke des Auslassdrucks zu erhöhen. Der Kompressor 10 kann entsprechend derart ausgeführt sein, dass ein im Wesentlichen linearer Zusammenhang zwischen dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 8, der der Kühlleistung des Kompressors 10 entspricht, und der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge besteht. Es kann jedoch alternativ ein nicht linearer Zusammenhang zwischen dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 und der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge bestehen, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der nicht lineare Zusammenhang kann trotzdem auf Wunsch einen Zusammenhang nutzen, in dem eine Erhöhung der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge einer Vergrößerung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 8 entspricht und in dem eine Verringerung der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge einer Verkleinerung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 8 entspricht.
Es versteht sich außerdem, dass alternative oder gegenteilige Zusammenhänge zwischen der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge und dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 bestehen können, abhängig von der Art, auf die das Steuerventil 90 die Kommunikation zwischen den verschiedenen Kammern des Kompressors 10 mit den unterschiedlichen Drücken steuert. Beispielsweise kann das Steuerventil 90 alternativ derart ausgeführt sein, dass Imin einer maximalen Kühlleistung des Kompressors 10 entspricht und eine Erhöhung der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge zu einer kontinuierlichen Reduzierung der Kühlleistung des Kompressors 10 führt, bis eine minimierte Kühlleistung des Kompressors 10 erreicht wird, wenn das Steuerventil 90 mit dem Strom Imax gespeist wird. Im Folgenden wird jedoch davon ausgegangen, dass die minimierte Kühlleistung einer Speisung des Steuerventils 90 mit dem Betriebsstrom Imin entspricht, die maximierte Kühlleistung einer Speisung des Steuerventils 90 mit dem Betriebsstrom Imax, und dass die dazwischenliegenden Kühlleistungen Betriebsströmen zwischen Imin und Imax entsprechen.
Obwohl das Steuerventil 90 üblicherweise derart beschrieben wird, dass es ein Ventilelement, das bezüglich einer elektrischen Spule bewegbar ist, und mit dem Betrieb des Steuerventils 90 einhergehende Durchgänge umfasst, versteht es sich, dass jede Form eines elektrisch gesteuerten Ventils, das eine selektive Anpassung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 8 als Reaktion auf die Betätigung einer elektrisch angetriebenen Komponente ermöglicht, verwendet werden kann, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Repräsentative Beispiele für elektrisch angetriebene Steuerventile, die für die Steuerung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 8 innerhalb des Kompressors 10 geeignet sind, werden offenbart in dem US-Patent Nr. US 6 390 782 B1 für Booth et al., dem US-Patent Nr. US 7 014 428 B2 für Pitla et al., dem US-Patent Nr. US 8 292 596 B2 für Ota et al. und der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. US 2006 / 0 083 625 A1 für Koyama et al.
Bezugnehmend auf 2-4, ist eine Ansaugdämpfungsvorrichtung (ADV) 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung innerhalb des Saugmunds 5 des hinteren Gehäuses 11 angeordnet. Die ADV 20 ist für die Steuerung eines Kältemittelflusses bei Eintritt in den Kompressor 10 ausgeführt. Die ADV 20 umfasst üblicherweise einen Stator 30 und einen Rotor 50, der bezüglich des Stators 30 drehbar ist.
Der Stator 30 hat eine zylindrische Form und umfasst eine Längsachse, die sich senkrecht zu einer Flussrichtung des Kältemittels durch den Saugmund 5 erstreckt. Der Stator 30 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 32, der derart ausgeführt ist, dass er den Rotor 50 darin aufnimmt. Eine erste Öffnung 33 und eine zweite Öffnung 34, die auf einer Außenfläche 35 des Stators 30 ausgebildet sind, sorgen für die Fluidkommunikation zwischen dem Hohlraum 32 und dem Saugmund 5. Die erste Öffnung 33 kann in einer zugekehrten Anordnungsbeziehung mit einem vorgelagerten Teil des Saugmunds 5 bezüglich der Flussrichtung des Kältemittels ausgebildet sein, während die zweite Öffnung 34 in einem diametral entgegensetzten Teil der Außenfläche 35 des Stators 30 in einer zugekehrten Anordnungsbeziehung mit einem nachgelagerten Teil des Saugmunds 5 ausgebildet sein kann.
Wie am besten in Bezug auf 4 gezeigt, können die erste und die zweite Öffnung 33, 34 jeweils eine Umfangsform auf der Außenfläche 35 des Stators 30 ausbilden, wobei jede der Öffnungen 33, 34 ein Paar gegenüberliegende lineare Kanten 36 und ein Paar gegenüberliegende bogenförmige Kanten 37 umfasst. Die erste und die zweite Öffnung 33, 34 können alternative Umfangsformen aufweisen, zum Beispiel eine rechteckige Form mit scharfen Ecken, eine abgerundete rechteckige Form oder eine elliptische Form, als nicht begrenzende Beispiele. Die erste Öffnung 33 und die zweite Öffnung 34 können auf Wunsch dieselbe Form und Größe aufweisen, oder die erste Öffnung 33 und die zweite Öffnung 34 können eine unterschiedliche Form und Größe aufweisen. Ein Durchflussquerschnitt jeder der Öffnungen 33, 34 kann derart gewählt werden, dass das Kältemittel ohne negativen Einfluss auf eine Durchflussrate oder einen Druckabfall des Kältemittels dorthindurch transportiert wird, während es basierend auf dem gewünschten Betriebszustand des Kompressors 10 durch die ADV 20 fließt.
Ein erstes Ende 41 des Stators 30 wird in einer ersten Öffnung 43 aufgenommen, die in einem Teil des hinteren Gehäuses 11 ausgebildet ist und eine Seite des Saugmunds 5 definiert, während ein zweites Ende 42 des Stators 30 in einer zweiten Öffnung 44 aufgenommen wird, die in einem Teil des hinteren Gehäuses 11 ausgebildet ist und den Saugmund 5 diametral entgegensetzt zu der ersten Öffnung 43 definiert. Die zweite Öffnung 44 kann sich derart von dem Saugmund 5 durch das hintere Gehäuse 11 zu einer Außenfläche des Kompressors 10 erstrecken, dass elektrischen Komponenten Zugang zu der ADV 20 gewährt wird.
Der Stator 30 wird als eine innerhalb eines Teils des hinteren Gehäuses 11 aufgenommene separate Komponente dargestellt und beschrieben, es versteht sich jedoch, dass der Stator 30 stattdessen von Teilen des hinteren Gehäuses 11 ausgebildet werden kann, gemäß der hierin dargestellten und beschriebenen Struktur des Stators 30, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der Rotor 50 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und ist innerhalb des Stators 30 drehbar aufgenommen. Der Rotor 50 umfasst einen Hauptteil 51, der sich von einem ersten Ende 53, das neben dem ersten Ende 41 des Stators 30 angeordnet ist, zu einem zweiten Ende 54, das neben dem zweiten Ende 42 des Stators 30 angeordnet ist, erstreckt. Eine Welle 55, die im Vergleich zu dem Hauptteil 51 einen reduzierten Durchmesser aufweist, erstreckt sich axial von dem zweiten Ende 54 des Hauptteils 51. Die Welle 55 definiert eine Drehachse des Rotors 50, die im Wesentlichen senkrecht zu der Flussrichtung des Kältemittels durch den Saugmund 5 bei Durchfluss durch die ADV 20 angeordnet ist. Ein oder mehrere Lager (nicht gezeigt) oder ähnliche Vorrichtungen, die es ermöglichen, dass sich eine Komponente bezogen auf eine andere Komponente drehen kann, können auf Wunsch als Schnittstelle zwischen dem Stator 30 und dem Rotor 50 verwendet werden.
Der Hauptteil 51 des Rotors 50 umfasst einen darin ausgebildeten Durchlass 56, der sich von einer Seite des Hauptteils 51 zu einer diametral entgegengesetzten Seite davon erstreckt. Der Durchlass 56 wird derart dargestellt, dass er eine im Wesentlichen elliptische oder abgerundete rechteckige Querschnittsform aufweist, es können jedoch alternative Formen verwendet werden, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Form und Größe des Durchlasses 56 können auf Wunsch derart ausgebildet sein, dass sie im Wesentlichen der Größe und Form der in dem Stator 30 ausgebildeten ersten und zweiten Öffnung 33, 34 entsprechen.
Die ADV 20 wird von einer elektromagnetischen Vorrichtung 61 angesteuert, die derart ausgeführt ist, dass sie eine Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 steuert. Die elektromagnetische Vorrichtung 61 kann erste elektromagnetische Komponente 62 und eine zweite elektromagnetische Komponente 64 umfassen. Die erste elektromagnetische Komponente 62 kann innerhalb des Hohlraums 32 des Stators 30 neben dem zweiten Ende 54 des Hauptteils 51 des Rotors 50 angeordnet sein. Die erste elektromagnetische Komponente 62 kann ringförmig sein, mit einer mittigen Öffnung für die drehbare Aufnahme der Welle 55 des Rotors 50. Die zweite elektromagnetische Komponente 64 kann innerhalb der Welle 55 des Rotors 50 angeordnet sein. Die erste elektromagnetische Komponente 62 kann innerhalb der Welle 55 des Rotors 50 eine Vielzahl von ringförmig angeordneten und umfangsmäßig beabstandeten Elektromagneten aufweisen, während die zweite elektromagnetische Komponente 64 eine Vielzahl von ringförmig angeordneten und umfangsmäßig beabstandeten Dauermagneten aufweisen kann.
Die erste elektromagnetische Komponente 62 und die zweite elektromagnetische Komponente 64 können entsprechend zusammenwirken, um einen elektrischen Schrittmotor für die präzise Steuerung einer Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 durch selektive Steuerung des durch jeden der mit der ersten elektromagnetischen Komponente 62 einhergehenden Elektromagnete fließenden elektrischen Stroms zu bilden. Es versteht sich, dass auf Wunsch alternative elektromagnetische Vorrichtungen 61 in alternativen für die präzise Steuerung der Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 geeigneten Ausführungen verwendet werden können, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die elektromagnetische Vorrichtung 61 kann alternativ die Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors oder eines Servomotors annehmen, als nicht begrenzende Beispiele für elektrische Betätigungseinrichtungen mit präziser Drehsteuerung.
Ein elektrischer Steckverbinder 38 erstreckt sich von dem zweiten Ende 42 des Stators 30. Der elektrische Steckverbinder 38 sorgt für die elektrische Kommunikation zwischen der elektromagnetischen Vorrichtung 61 der ADV 20 und einer Stromquelle 95, wie in 5 schematisch gezeigt. Die Stromquelle 95 kann jede mit dem Kraftfahrzeug verbundene Stromquelle sein und kann dieselbe Stromquelle sein wie die, die das elektrisch gesteuerte Steuerventil 90 speist. Der elektrische Steckverbinder 38 sorgt auch für die Signalkommunikation zwischen der elektromagnetischen Vorrichtung 61 und einer Steuereinheit 96. Die Steuereinheit 96 kann derart ausgeführt sein, dass sie ausschließlich die elektrisch gesteuerte ADV 20 steuert, oder die Steuereinheit 96 kann mit dem Betrieb weiterer Komponenten des Kraftfahrzeugs einhergehen, einschließlich des Betriebs des Steuerventils 90 und der Stromquelle 95. In der in 5 gezeigten Ausführungsform liefert die Stromquelle 95 den elektrischen Strom sowohl an das Steuerventil 90 als auch an die ADV 20, während die Steuereinheit 96 sowohl mit dem Steuerventil 90 als auch mit der ADV 20 in Signalkommunikation steht.
Der Rotor 50 ist derart in eine Vielzahl von Drehpositionen bezüglich des Stators 30 verstellbar, dass der Durchflussquerschnitt für das Kältemittel bei Durchfluss durch die ADV 20 verändert wird. 2 zeigt den Rotor 50, wenn er in eine vollständig geschlossene Stellung gedreht wurde. Die vollständig geschlossene Stellung des Rotors 50 umfasst den Hauptteil 51 in einer Drehposition, in der der Durchlass 56 weder mit der in dem Stator 30 ausgebildeten ersten Öffnung 33 noch mit der zweiten Öffnung 34 in einer zugekehrten Anordnungsbeziehung steht, um eine Fluidkommunikation zwischen der ersten Öffnung 33 und der zweiten Öffnung 34 zu verhindern. Stattdessen steht der Durchlass 56 in einer zugekehrten Anordnungsbeziehung mit zwischen der ersten Öffnung 33 und der zweiten Öffnung 34 ausgebildeten diametral entgegengesetzten Teilen des Stators 30, während diametral entgegengesetzte Teile des Hauptteils 51 frei von dem Durchlass 56 in einer zugekehrten Anordnungsbeziehung mit der ersten Öffnung 33 und der zweiten Öffnung 34 stehen. Eine solche Ausführung blockiert den Fluss des Kältemittels durch den Saugmund 5 und in die Ansaugkammer 15 des Kompressors 10. Von daher versteht es sich, dass die gezeigte vollständig geschlossene Stellung keine Position des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 während des Betriebs des Kompressors 10 indiziert, die einen Fluss des Kältemittels dorthindurch voraussetzt.
Im Gegensatz dazu zeigen die 3 und 4 den Rotor 50 in einer vollständig geöffneten Stellung, in der das Kältemittel mit einer maximierten Durchflussrate in den Kompressor 10 eintreten kann. Die vollständig geöffnete Stellung umfasst den Rotor 50, der in eine Drehposition gedreht ist, in der der gesamte Durchlass 56 in einer Linie mit sowohl der ersten Öffnung 33 als auch der zweiten Öffnung 34 steht, um den maximalen Durchflussquerschnitt für das durch die ADV 20 fließende Kältemittel herzustellen.
Der Rotor 50 ist derart ausgeführt, dass er selektiv in eine Vielzahl von unterschiedlichen Drehpositionen zwischen der vollständig geschlossenen und der vollständig geöffneten Stellung positioniert wird. Wenn der Rotor 50 von der in 2 gezeigten vollständig geschlossenen Stellung weggedreht wird, wird ein progressiv wachsender Teil des Durchlasses 56 veranlasst, eine Position der ersten Öffnung 33 des Stators 30 zu überlappen, was zu einem progressiv wachsenden Durchflussquerschnitt führt, durch den das Kältemittel über die erste Öffnung 33 in den Durchlass 56 eintreten kann. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Öffnungen 33, 34 bezüglich der Drehachse des Rotors 50 wird gleichzeitig die zweite Öffnung 34 veranlasst, eine Position eines entgegengesetzten Endes des Durchlasses 56 progressiv zu überlappen, was zu einem progressiv wachsenden Durchflussquerschnitt führt, durch den das Kältemittel den Durchlass 56 verlassen kann, während es durch die zweite Öffnung 34 fließt. Des Weiteren bewirkt die gebogene Form der jeweiligen seitlichen Enden des Durchlasses 56, dass die Änderungsrate des Durchflussquerschnitts pro Drehgrad des Rotors 50 variiert, während der Durchlass 56 während der Drehung des Hauptteils 51 des Rotors 50 progressiv in eine Linie mit sowohl der ersten Öffnung 33 als auch der zweiten Öffnung 34 des Stators 30 gebracht wird.
Es versteht sich, dass die erste Öffnung 33 und die zweite Öffnung 34 unterschiedliche Formen und Größen umfassen können, derart, dass der zwischen der ersten Öffnung 33 und dem Durchlass 56 bestehende Durchflussquerschnitt von dem zwischen der zweiten Öffnung 34 und dem Durchlass 56 bestehenden Durchflussquerschnitt abweichen kann. Im Folgenden bezieht sich jede weitere Bezugnahme auf den Durchflussquerschnitt durch die ADV 20 auf den kleineren von dem Durchflussquerschnitt, der zwischen dem Durchlass 56 und der ersten Öffnung 33 besteht, und dem Durchflussquerschnitt, der zwischen dem Durchlass 56 und der zweiten Öffnung 34 besteht, da letztlich der kleinere der beiden Durchflussquerschnitte die Durchflussrate des Kältemittels durch die ADV 20 steuert.
Die Drehposition des Rotors 50 und damit der Durchflussquerschnitt für das durch die ADV 20 fließende Kältemittel kann direkt der Strommenge entsprechen, die für die Speisung des Steuerventils 90 verwendet wird. Wenn beispielsweise, Bezug nehmend auf 9, das Steuerventil 90 mit dem Strom Imin gespeist wird, was der minimierten Kühlleistung entspricht, kann die ADV 20 derart angesteuert werden, dass sie einen minimierten Durchflussquerschnitt dorthindurch aufweist. In 9 wird der minimierte Durchflussquerschnitt derart dargestellt, dass er 10 % des Durchflussquerschnitts durch die ADV 20 beträgt, wenn sich die ADV 20 in der vollständig geöffneten Stellung befindet; es können jedoch andere Öffnungsgrade verwendet werden, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Im Gegensatz dazu wird, wenn das Steuerventil 90 mit dem Strom Imax gespeist wird, was der maximierten Kühlleistung entspricht, die ADV 20 in die vollständig geöffnete Stellung gebracht, wodurch 100 % des möglichen Durchflussquerschnitts durch die ADV 20 für den Kältemittelfluss dorthindurch geöffnet werden. Wie in 9 gezeigt, kann ein im Wesentlichen linearer Zusammenhang zwischen dem das Steuerventil 90 speisenden Strom und dem Prozentsatz des maximalen Durchflussquerschnitts durch die ADV 20, zu dem die ADV 20 geöffnet ist, bestehen. Es versteht sich jedoch auch, dass ein nicht linearer Zusammenhang zwischen dem das Steuerventil 90 speisenden Strom und dem Öffnungsgrad der ADV 20 bestehen kann, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der nicht lineare Zusammenhang kann trotzdem auf Wunsch einen Zusammenhang nutzen, in dem eine Erhöhung der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge einer Vergrößerung des Öffnungswinkels der ADV 20 entspricht und in dem eine Verringerung der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge einer Verkleinerung des Öffnungswinkels der ADV 20 entspricht.
10 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuerung für die Regulierung des Durchflussquerschnitts durch die ADV 20. Die mit dem Betrieb der ADV 20 einhergehende Steuereinheit 96 steht in Signalkommunikation mit der elektromagnetischen Vorrichtung 61. Die Steuereinheit 96 ist derart ausgeführt, dass sie sowohl Steuersignale an die elektromagnetische Vorrichtung 61 sendet als auch Steuersignale als Rückkopplung von der elektromagnetischen Vorrichtung 61 empfängt. Die elektromagnetische Vorrichtung 61 ist wiederum derart ausgeführt, dass sie eine Drehung des Rotors 50 der ADV 20 bewirkt, wie durch die von der Steuereinheit 96 erhaltenen Steuersignale bestimmt.
Wie in 10 gezeigt, wird die für die Speisung des Steuerventils 90 verwendete Strommenge an die Steuereinheit 96 kommuniziert. Die Strommenge kann über ein Steuersignal von einer anderen Steuereinheit des Kraftfahrzeugs, die für die Bestimmung der Strommenge verantwortlich ist, die notwendig ist, um das Steuerventil 90 entsprechend der gewünschten Kühlleistung des Kompressors 10 zu betreiben, an die Steuereinheit 96 kommuniziert werden. In anderen Ausführungsformen kann die Strommenge von einem mit der Steuereinheit 96 verbundenen Sensor abgefühlt werden oder von dem Steuerventil 90 oder einer anderweitig mit dem Betrieb des Steuerventils 90 einhergehenden Steuereinheit an die Steuereinheit 96 kommuniziert werden. Die Steuereinheit 96 kann alternativ derart ausgeführt sein, dass sie verschiedene Aspekte des Kraftfahrzeugs steuert, und sie kann für die Bestimmung der das Steuerventil 90 speisenden Strommenge verantwortlich sein, basierend auf einer von einem Insassen des Kraftfahrzeugs getätigten Eingabe. Es versteht sich, dass jede Methode zur Kommunikation der Strommenge für die Speisung des Steuerventils 90 an die Steuereinheit 96 verwendet werden kann, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
11 zeigt ein Beispiel für die Steuerungslogik, die für die Regelung des Durchflussquerschnitts durch die ADV 20 basierend auf dem das Steuerventil 90 speisenden Strom verwendet wird. Die momentane Drehposition des Rotors 50 der ADV 20 und die momentane Strommenge, die für die Speisung des Steuerventils 90 verwendet wird, sind der Steuereinheit 96 in einem Schritt 200 bekannt. In einem Schritt 210 überwacht die Steuereinheit 96 die Steuerung, um festzustellen, ob ein Insasse des Kraftfahrzeugs eine Änderung der Kühlleistung des Kompressors 10 angefordert hat. Die Überwachung der Steuerung kann Folgendes umfassen: eine Feststellung, dass eine Erhöhung der Kühlleistung des Kompressors 10 angefordert wurde (Schritt 220), eine Feststellung, dass keine Änderung der Kühlleistung des Kompressors 10 angefordert wurde (Schritt 230) oder eine Feststellung, dass eine Verringerung der Kühlleistung des Kompressors angefordert wurde (Schritt 240).
Wenn die Steuereinheit 96 feststellt, dass, wie in Schritt 220 angegeben, eine Erhöhung der Kühlleistung angefordert wurde, stellt die Steuereinheit 96 als nächstes in
einem Schritt 250 fest, ob das Steuerventil 90 bereits mit Imax arbeitet. Wenn das Steuerventil 90 bereits mit Imax arbeitet, legt die Steuereinheit 96 fest, dass die Drehposition des Rotors 50 der ADV 20 nicht in einem Schritt 260 zu ändern ist. Wenn das Steuerventil 90 alternativ bei der Bewertung in Schritt 250 mit einem Strom niedriger als Imax arbeitet, ermittelt und protokolliert die Steuereinheit 96 den Betrag der angeforderten Erhöhung des Stroms für den Betrieb des Steuerventils 90 gemäß der gewünschten Kühlleistung in einem Schritt 270. In einem Schritt 280 sendet die Steuereinheit 96 als nächstes ein Steuersignal an die elektromagnetische Vorrichtung 61, in dem angezeigt wird, dass der Rotor 50 der ADV 20 in eine andere Drehposition zu drehen ist, die einen stärkeren Fluss durch die ADV 20 bedeutet. Die neue Position des Rotors 50 der ADV 20 wird dann von der Steuereinheit 96 in einem Schritt 290 protokolliert. Wie in 11 gezeigt, führt die Feststellung in Schritt 230, dass keine Änderung der Kühlleistung angefordert wurde, oder die Feststellung in Schritt 250, dass das Steuerventil 90 bereits mit Imax arbeitet, jeweils dazu, dass die Steuereinheit 96 die Drehposition des Rotors 50 der ADV 20 als unverändert protokolliert.
Wenn die Steuereinheit 96 alternativ feststellt, dass, wie in Schritt 240 angegeben, eine Verringerung der Kühlleistung angefordert wurde, stellt die Steuereinheit 96 als nächstes in einem Schritt 300 fest, ob das Steuerventil 90 bereits mit Imin arbeitet. Wenn das Steuerventil 90 bereits mit Imin arbeitet, legt die Steuereinheit 96 fest, dass die Drehposition des Rotors 50 der ADV 20 nicht in einem Schritt 310 zu ändern ist und die momentane Drehposition der ADV 20 wird in einem Schritt 340 protokolliert. Wenn das Steuerventil 90 alternativ mit einem Strom höher als Imin arbeitet, ermittelt und protokolliert die Steuereinheit 96 den Betrag der angeforderten Verringerung des Stroms für den Betrieb des Steuerventils 90 gemäß der gewünschten Kühlleistung in einem Schritt 320. In einem Schritt 330 sendet die Steuereinheit 96 als nächstes ein Steuersignal an die elektromagnetische Vorrichtung 61, in dem angezeigt wird, dass der Rotor 50 der ADV 20 in eine andere Drehposition zu drehen ist, die einen schwächeren Fluss durch die ADV 20 bedeutet. Die neue Position des Rotors 50 der ADV 20 wird dann von der Steuereinheit 96 in einem Schritt 340 protokolliert.
Die Umpositionierung des Rotors 50 der ADV 20 entweder in Schritt 280 oder in Schritt 330 kann, wie in 9 gezeigt, auf dem bestehenden Zusammenhang zwischen dem das Steuerventil 90 speisenden Strom und dem Öffnungsgrad der ADV 20 basieren, wobei der Öffnungsgrad der ADV 20 mit der Drehposition des Rotors 50 der ADV 20, der Form der in dem Stator 30 ausgebildeten Öffnungen 33, 34 und der Form des in dem Rotor 50 ausgebildeten Durchlasses 56 zusammenhängt. Es versteht sich, dass die Form sowohl der Öffnungen 33, 34 als auch des Durchlasses 56 zu einer variierenden Änderung des Durchflussquerschnitts durch die ADV 20 führt, aufgrund eines variierenden Überlappungsgrads zwischen dem Durchlass 56 und den Öffnungen 33, 34 während der Drehung des Rotors 50 bezüglich des Stators 30. Beispielsweise variiert die Änderungsrate des Durchflussquerschnitts durch die ADV 20 zwischen jenen Teilen des Durchlasses 56, die eine gebogene Umfangsform aufweisen, verglichen mit jenen Teilen des Durchlasses 56, die eine geradlinige Umfangsform aufweisen. Die variierenden Änderungsraten in der zwischen den Öffnungen 33, 34 und dem Durchlass 56 bestehenden Überlappung können für eine allgemeinere Steuerung verschiedener Betriebszustände der ADV 20 oder des Kompressors 10 genutzt werden, wie zum Beispiel für die Reduzierung des Auftretens von Ansaugdruckpulsationen, wenn das Kältemittel in bestimmten Drehpositionen des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 durch die ADV 20 fließt.
Die Steuereinheit 96 kann eine in ihrem Speicher gespeicherte Nachschlagetabelle umfassen, umfassend eine geeignete Drehpositionierung des Rotors 50 der ADV 20 basierend auf der Feststellung der an das Steuerventil 90 gelieferten Strommenge, wenn ein Insasse des Kraftfahrzeugs eine gewünschte Kühlleistung auswählt. Die Nachschlagetabelle kann Daten umfassen, die eine gewünschte Drehposition des Rotors 50 für einen gegebenen an das Steuerventil 90 gelieferten Strom anzeigen, um eine gewünschte Durchflussrate des Kältemittels durch die ADV 20 zu erreichen. Die Nachschlagetabelle kann beispielsweise Informationen über die gewünschte Drehposition des Rotors 50 umfassen, um einen gewünschten Öffnungsgrad der ADV 20 für jeden Wert des das Steuerventil 90 speisenden Stroms zwischen und einschließlich Imin und Imax zu erreichen. Die Nachschlagetabelle kann beispielsweise Daten umfassen, die dem in 9 gezeigten Zusammenhang zwischen dem an das Steuerventil 90 gelieferten Strom und dem Öffnungsgrad der ADV 20 entsprechen. Als ein nicht begrenzendes Beispiel kann eine derartige Auswahl der Kühlleistung des Kompressors 10, dass der an das Steuerventil 90 gelieferte Strom die Hälfte der Differenz zwischen Imin und Imax beträgt, dazu führen, dass der Rotor 50 derart positioniert wird, dass er einen Öffnungsgrad von etwa 55 % durch die ADV 20 bewirkt. Die Nachschlagetabelle kann alternativ Daten hinsichtlich der bevorzugten Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 verwenden, die experimentell ermittelt wird. Die experimentelle Ermittlung der Daten kann eine Anpassung der Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 für jede schrittweise Erhöhung des an das Steuerventil 90 gelieferten Stroms umfassen, für die Feststellung, welche Drehposition am besten den gewünschten Betriebsbedingungen des Kompressors 10 für jede geprüfte schrittweise Stromerhöhung entspricht.
Die Steuereinheit 96 kann alternativ derart programmiert werden, dass sie den Wert des an das Steuerventil 90 gelieferten und an die Steuereinheit 96 kommunizierten Stroms als Eingangswert für eine Gleichung zur Feststellung einer geeigneten Drehposition des Rotors 50 basierend auf dem gewünschten Öffnungsgrad der ADV 20 nutzt, wobei die Gleichung einen linearen Zusammenhang zwischen dem das Steuerventil 90 speisenden Strom und dem Öffnungsgrad der ADV 20, wie in 9 gezeigt, nutzen kann. Die Gleichung kann alternativ auf Wunsch einen zwischen dem das Steuerventil 90 speisenden Strom und dem Öffnungsgrad der ADV 20 bestehenden nicht linearen Zusammenhang ergeben, wie vorstehend kurz besprochen.
Im Einsatz wählt der Insasse des Kraftfahrzeugs eine Betriebsart für die HLK-Anlage aus, die eine Kompression des durch den Kompressor 10 fließenden Kältemittels erfordert. Basierend auf der von dem Anwender ausgewählten Betriebsart wird das Steuerventil 90 von einer Stromquelle derart gespeist, dass es für die Steuerung des Kurbelgehäusedrucks innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 in eine gewünschte Stellung gebracht wird, was wiederum die Taumelscheibe 8 in einen gewünschten Neigungswinkel bringt, der der von dem Anwender ausgewählten Betriebsart entspricht. Die Steuereinheit 96 erhält Informationen über den an das Steuerventil 90 gelieferten Strom und stellt fest, ob der Rotor 50 der ADV 20 eine Umpositionierung benötigt, wie in 11 gezeigt. Stellt die Steuereinheit 96 fest, dass eine Umpositionierung des Rotors 50 gewünscht wird, sendet die Steuereinheit 96 ein Steuersignal an die elektromagnetische Vorrichtung 61, die anzeigt, dass der Rotor 50 in eine gewünschte Drehposition zu drehen ist, basierend auf den in der Steuereinheit 96 gespeicherten Informationen, wie zum Beispiel der Nachschlagetabelle oder der Gleichung, die den Zusammenhang zwischen dem Öffnungsgrad der ADV 20 und dem an das Steuerventil 90 gelieferten Strom darlegt.
Der Insasse des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise eine Betriebsart auswählen, in der der Kompressor 10 mit der minimierten Hublänge eines jeden Kolbens 14 innerhalb jeder der entsprechenden Zylinderbohrungen 12 arbeitet, verursacht dadurch, dass die Taumelscheibe 8 einen minimierten Neigungswinkel bezüglich der senkrecht zu der Drehachse der Antriebswelle 7 gebildeten Ebene aufweist. Die Auswahl der Betriebsart mit der minimierten Hublänge führt dazu, dass die Stromquelle 95 die Spule des Steuerventils 90 mit dem Strom Imin speist, um einen gewünschten Kurbelgehäusedruck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 zu erreichen. Die Steuereinheit 96 verwendet die in ihrem Speicher gespeicherte Nachschlagetabelle oder Gleichung, um die gewünschte Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 für ein Erreichen der gewünschten Durchflussrate des Kältemittels durch die ADV 20 zu ermitteln. Die Steuereinheit 96 kann zum Beispiel feststellen, dass der durch die elektrische Spule des Steuerventils 90 fließende Strom Imin einer Drehung des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 in eine erste Drehposition mit einem minimierten Durchflussquerschnitt durch die ADV 20 entspricht. Die erste Drehposition kann etwa 10 % des Durchflussquerschnitts eines jeden Endes des Durchlasses 56 umfassen, das sowohl der ersten Öffnung 33 als auch der zweiten Öffnung 34 ausgesetzt ist, während der Rotor 50 in eine Drehposition etwa 10 Grad weg von der vollständig geschlossenen Stellung gedreht wird, als nicht begrenzendes Beispiel. Die Steuereinheit 96 sendet das Steuersignal an die elektromagnetische Vorrichtung 61, die den Rotor 50 bezüglich des Stators 30 gemäß den von der in dem Speicher der Steuereinheit 96 gespeicherten Nachschlagetabelle oder Gleichung gelieferten Daten entsprechend umpositioniert.
Als alternatives Beispiel kann der Insasse des Kraftfahrzeugs eine Betriebsart wünschen, in der die Kolben 14 veranlasst werden, sich mit einer maximierten Hublänge innerhalb jeder der entsprechenden Zylinderbohrungen 12 hin- und herzubewegen, verursacht dadurch, dass die Taumelscheibe 8 einen maximierten Neigungswinkel bezüglich der senkrecht zu der Drehachse der Antriebswelle 7 gebildeten Ebene aufweist. Die Auswahl der Betriebsart mit der maximierten Hublänge führt dazu, dass die Stromquelle 95 die Spule des Steuerventils 90 mit dem Strom Imax speist, um einen gewünschten Kurbelgehäusedruck innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 zu erreichen. Die Steuereinheit 96 verwendet die in ihrem Speicher gespeicherte Nachschlagetabelle, um die gewünschte Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 für ein Erreichen des gewünschten Durchflusses des Kältemittels durch die ADV 20 zu ermitteln. Die Steuereinheit 96 kann zum Beispiel feststellen, dass der Strom Imax einer Drehung des Rotors 50 in eine zweite Drehposition entspricht. Die zweite Drehposition kann etwa 100 % des Durchflussquerschnitts des Durchlasses 56 umfassen, der sowohl der ersten Öffnung 33 als auch der zweiten Öffnung 34 ausgesetzt ist, während der Rotor 50 in die vollständig geöffnete Stellung gedreht wird. Die Steuereinheit 96 sendet das Steuersignal an die elektromagnetische Vorrichtung 61, die den Rotor 50 bezüglich des Stators 30 gemäß den von der in dem Speicher der Steuereinheit 96 gespeicherten Nachschlagetabelle oder Gleichung gelieferten Daten umpositioniert.
Die Nachschlagetabelle oder Gleichung der Steuereinheit 96 kann verwendet werden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Drehpositionen des Rotors 50 zwischen den beiden vorstehend besprochenen Stellungen derart festzulegen, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Durchflusssquerschnitten durch die ADV 20 erreicht wird, abhängig von der gewünschten Hublänge eines jeden Kolbens 14 innerhalb einer entsprechenden Zylinderbohrung 12.
Die Steuereinheit 96 kann außerdem verwendet werden, um sicherzustellen, dass sich die ADV 20 während des Betriebs des Kompressors 10 immer in einer bevorzugten Position befindet. Die Steuereinheit 96 kann beispielsweise derart ausgeführt sein, dass sie den Rotor 50 nach jeder Verwendungsphase des Kompressors 10 und der ADV 2 immer in eine festgelegte Position zurückführt, zum Beispiel die vollständig geöffnete Stellung oder die vollständig geschlossene Stellung. Die Drehposition des Rotors 50 ist entsprechend bekannt, wenn der Kompressor 10 und die ADV 20 zum ersten Mal aktiviert werden, sodass der Rotor 50 mittels einer bekannten Winkelverdrehung gedreht wird, bevor er die gewünschte Drehposition erreicht. Alternativ kann die Steuereinheit 96 derart ausgeführt sein, dass sie Daten hinsichtlich der Drehposition des Rotors 50 nach jeder seiner Drehungen speichert, sodass jede nachfolgende Drehung bezüglich der vorhergehenden aufgezeichneten Drehposition betrachtet werden kann. Damit ist die ADV 20 in der Lage, die Drehbewegung des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 präzise und wiederholbar zu steuern.
Für Fachleute versteht es sich, dass der variable Durchflussquerschnitt des Kältemittels durch die ADV 20 basierend auf der Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 mittels verschiedener Modifikationen der Struktur entweder des Rotors 50 oder des Stators 30 erreicht werden kann. Beispielsweise kann der Durchlass 56 des Rotors 50 alternativ einen Umfang umfassen, der im Wesentlichen geradlinige Kanten umfasst, während die erste Öffnung 33 und die zweite Öffnung 34 des Stators 30 Umfänge umfassen können, die kurvenförmige Kanten umfassen, die geeignet sind, eine variable Überlappung zwischen dem Durchlass 56 und sowohl der ersten Öffnung 33 als auch der zweiten Öffnung 34 während der selektiven Drehung des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 zu verursachen.
Es versteht sich außerdem, dass das allgemeine Konzept der Verwendung einer Drehbewegung eines Rotors bezüglich eines Stators für die Bestimmung des Durchflussquerschnitts durch die ADV basierend auf dem durch ein elektrisch gesteuertes Steuerventil fließenden Strom alternativ derart angepasst werden kann, dass eine Translationsbewegung verwendet wird, um den Durchflussquerschnitt durch die ADV festzulegen. Beispielsweise kann die Drehbewegung eines Rotors auf die Translationsbewegung einer Gleitkomponente übertragen werden, die sich selektiv über den Saugmund des Kompressors erstreckt, unter Verwendung jeder bekannten Vorrichtung für die Übertragung der Translationsbewegung von einer Komponente auf die Translationsbewegung einer anderen Komponente. So wie die Drehposition des Rotors gesteuert wird, wird auch der Umfang gesteuert, in dem sich die Gleitkomponente über den Saugmund des Kompressors erstreckt, um den Fluss des Kältemittels dorthindurch zu blockieren, sodass ein variabler Durchflussquerschnitt durch die ADV basierend auf der Drehposition des Rotors generiert wird.
Die gewünschte Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 wird ausschließlich als eine Funktion des Stroms beschrieben, der veranlasst wird, durch eine elektrisch gespeiste Komponente des Steuerventils 90 zu fließen, es versteht sich jedoch, dass auch andere Merkmale des Kompressors 10, die von der Steuereinheit 96 überwacht werden können und mit den in der Nachschlagetabelle gespeicherten Daten einhergehen, für die Ermittlung der gewünschten Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 verwendet werden können, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 eine Funktion des Ansaugdrucks innerhalb der Ansaugkammer 15, des Auslassdrucks innerhalb der Auslasskammer 16 und/oder des Kurbelgehäusedrucks innerhalb der Kurbelgehäusekammer 6 sein, wobei jeder der dazugehörigen Druckwerte mittels Sensoren in Signalkommunikation mit der Steuereinheit 96 überwacht wird, um einen Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 festzustellen. Alternativ kann die Steuereinheit 96 in Signalkommunikation mit einem Sensor stehen, der derart ausgeführt ist, dass er den Neigungswinkel der Taumelscheibe 8 direkt misst. Verschiedene weitere Merkmale des Kompressors 10 bezüglich der gewünschten Durchflussrate des Kältemittels bei Eintritt in den Saugmund 5 können verwendet werden, um die gewünschte Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 für jede gewählte Betriebsart des Kompressors 10 festzulegen, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, solange die resultierende Positionierung des Rotors 50 auf einem Steuersignal beruht, das eine Stellung eines Teils des Kompressors 10 oder irgendeiner mit dem Betrieb des Kompressors 10 einhergehenden Komponente anzeigt.
Die ADV 20 bietet mehrere Vorteile gegenüber der Ansaugdämpfungsvorrichtung nach dem Stand der Technik. Erstens wird der Durchflussquerschnitt durch die ADV 20 basierend auf einer Stellung des Steuerventils 90 gesteuert, die der Steuereinheit 96 bekannt ist oder von ihr überwacht wird, was zu der Kommunikation einer gewünschten Konfiguration der ADV 20 an die ADV 20 führt, ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Flussdurchgänge oder Vorrichtungen innerhalb des Kompressors 10 für die Kommunikation unterschiedlicher Drücke an die ADV, um eine Konfiguration der ADV festzulegen. Zweitens ist die ADV 20 zu einer wiederholbaren und sehr präzisen Steuerung des Durchflussquerschnitts durch die ADV in der Lage, unter Verwendung der elektrisch gesteuerten elektromagnetischen Vorrichtung 61. Drittens ermöglicht die Art, in der der Rotor 50 sich um eine Achse senkrecht zu der Flussrichtung des Kältemittels dreht, dass auf Wunsch ein maximaler Durchflussquerschnitt durch die ADV 20 erreicht werden kann, da die Öffnungen 33, 34 und der Durchlass 56 derart dimensioniert werden können, dass sie sich über den gesamten Saugmund 5 erstrecken. Viertens kann die Drehposition des Rotors 50 bezüglich des Stators 30 während der Verwendung des Kompressors 10 fixiert werden, im Gegensatz zu einer ADV mit einem Kolben, der selektiv umpositioniert wird basierend auf einem Momentandruck, der innerhalb eines Teils des Kompressors 10 vorherrscht.
Die 6 und 7 zeigen einen Rotor 150 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Der Rotor 150 kann anstelle des Rotors 50 mit dem in den 2-4 gezeigten Stator 30 verwendet werden. Der Rotor 150 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und umfasst einen Hauptteil 151, der sich von einem ersten Ende 153 zu einem zweiten Ende 154 erstreckt. Eine Welle 155, die im Vergleich zu dem Hauptteil 151 einen reduzierten Durchmesser aufweist, erstreckt sich axial von dem zweiten Ende 154 des Hauptteils 151. Die Welle 155 definiert eine Drehachse des Rotors 150, die im Wesentlichen senkrecht zu der Flussrichtung des Kältemittels durch den Saugmund 5 bei Durchfluss durch die ADV 20 angeordnet ist.
Der Hauptteil 151 des Rotors 150 umfasst einen Durchlass in Form einer darin ausgebildeten Einbuchtung 156, die sich von einer Seite des Hauptteils 151 in Richtung einer diametral entgegengesetzten Seite des Hauptteils 151 erstreckt. Die Einbuchtung 156 kann auf Wunsch eine Tiefe in eine Richtung umfassen, die sich senkrecht zu der Drehachse des Rotors 150 erstreckt und von der einen Seitenfläche über die Drehachse des Rotors 150 hinaus eindringt.
Die Einbuchtung 156 kann ein kurvenförmiges Profil aufweisen, wobei eine Änderungsrate des Durchflussquerschnitts durch die ADV 20 während der Drehung des Rotors 150 bezüglich des Stators 30 bei unterschiedlichen Drehpositionen des Rotors 150 variiert. Beispielsweise wird die Einbuchtung 156 in 6 derart gezeigt, dass sie eine zentral gelegene konkave Oberfläche 157 und ein Paar seitlich gelegene konvexe Oberflächen 158 umfasst, was zu einer variablen Neigung des Profils der Einbuchtung 156 bezüglich einer der geraden Kanten führt, die den Umfang entweder der ersten Öffnung 33 oder der zweiten Öffnung 34 des Stators 30 bildet. Die Änderung der Neigung des Profils der Einbuchtung 156 ermöglicht eine präzise Steuerung der Änderung des Durchflussquerschnitts des Kältemittels durch die ADV 20 bei einer Umpositionierung des Rotors 150 von einer Drehposition in eine andere Drehposition.
Die Kurvenform des Profils der Einbuchtung 156 kann derart gewählt werden, dass sie die Schalldruckpegel des Kältemittels bei Durchfluss durch die ADV 20 minimiert oder verändert. Die Kurvenform des Profils der Einbuchtung 156 kann außerdem auf Wunsch derart gewählt werden, dass sie die ADV 20 für unterschiedliche Schalldruckfrequenzen derart „tunt“, dass die von der ADV 20 wahrgenommene Schwingungszahl gesteuert wird. Es kann beispielsweise vorteilhaft sein, die ADV 20 derart für eine bestimmte Schalldruckfrequenz zu tunen, dass die Erzeugung einer Schalldruckfrequenz vermieden wird, die einer Resonanzfrequenz irgendeines Teils der HLK-Anlage des Kraftfahrzeugs und insbesondere des Verdampfers der HLK-Anlage entspricht, wo Ansaugpulsationen in dem Fahrtgastraum des Kraftfahrzeugs gut hörbar sind. Die Form des Profils der Einbuchtung 156 kann entsprechend derart gewählt werden, dass sie sowohl die Amplitude der Schalldruckschwingungen senkt als auch die Frequenz verändert, mit der die Schalldruckschwingungen auftreten.
Eine ADV 120, die den Rotor 150 verwendet, arbeitet auf ähnliche Weise wie die ADV 20 mit dem Rotor 50. Der Rotor 150 wird von der elektromagnetischen Vorrichtung 61 derart in eine Vielzahl von unterschiedlichen Drehpositionen bezüglich des Stators 30 gedreht, dass eine zwischen der Einbuchtung 156 des Rotors 150 und sowohl der ersten Öffnung 33 als auch der zweiten Öffnung 34 des Stators 30 gebildete Überlappung variiert, wodurch variierende Durchflussquerschnitte durch die ADV 120 für den Durchfluss des Kältemittels erzeugt werden. Die Drehposition des Rotors 150 bezüglich des Stators 30 wird gleichermaßen von der Steuereinheit 96 gesteuert, mit Bezug auf die in dem Speicher der Steuereinheit 96 gespeicherten Nachschlagetabelle.

Claims

Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) für einen Kompressor mit variabler Verdrängung, wobei die Ansaugdämpfungsvorrichtung aufweist: einen Rotor (150) mit einer Drehachse, wobei sich ein Durchlass durch den Rotor in einer Richtung quer zu der Drehachse erstreckt, wobei eine selektive Drehung um die Drehachse des Rotors (150) einen Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors steuert, wobei der Durchlass des Rotors eine in einer Außenfläche des Rotors gebildete Einbuchtung (156) ist, die sich radial einwärts zu der Drehachse hin erstreckt, wobei die Einbuchtung (156) ein Profil mit einer kurvenförmigen Form aufweist, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Rotors erstreckt.
Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Stator (30) mit einem Innenraum (32), der derart eingerichtet ist, dass er den Rotor (150) darin drehbar aufnimmt, wobei zumindest eine in dem Stator ausgebildete Öffnung (33, 34) einen Fluideintritt in den Innenraum (32) des Stators (30) ermöglicht.
Ansaugdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die selektive Drehung des Rotors (150) um die Drehachse eine zwischen dem Durchlass des Rotors (150) und der zumindest einen Öffnung (33, 34) des Stators (30) bestehende Überlappung variiert.
Ansaugdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend eine elektromagnetische Vorrichtung (61), die den Rotor (150) selektiv um die Drehachse dreht.
Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) für einen Kompressor mit variabler Verdrängung, wobei die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) aufweist: einen Rotor (50) mit einer Drehachse, wobei sich ein Durchlass durch den Rotor (50) in einer Richtung quer zu der Drehachse erstreckt, wobei eine selektive Drehung um die Drehachse des Rotors einen Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors steuert, wobei der Durchlass des Rotors eine Öffnung ist, die sich von einer ersten Seite des Rotors zu einer zweiten Seite des Rotors erstreckt und wobei die zweite Seite des Rotors (50) eine diametral entgegengesetzte Seite relativ zur ersten Seite ist.
Kompressor mit variabler Verdrängung mit einem elektrisch gesteuerten Ventil, das für die selektive Steuerung eines Neigungswinkels einer Taumelscheibe (8) des Kompressors mit variabler Verdrängung eingerichtet ist; und einer Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) für einen Kompressor mit variabler Verdrängung, wobei die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) aufweist: einen Rotor (50) mit einer Drehachse, wobei sich ein Durchlass durch den Rotor (150) in einer Richtung quer zu der Drehachse erstreckt, wobei eine selektive Drehung um die Drehachse des Rotors (50) einen Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors (50) steuert, wobei der Durchlass des Rotors eine Öffnung ist, die sich von einer ersten Seite des Rotors (50) zu einer zweiten Seite des Rotors erstreckt und wobei die zweite Seite des Rotors eine diametral entgegengesetzte Seite relativ zur ersten Seite ist.
Kompressor (10) mit variabler Verdrängung, aufweisend: ein elektrisch gesteuertes Ventil (90), das für die selektive Steuerung eines Neigungswinkels einer Taumelscheibe (8) des Kompressors mit variabler Verdrängung eingerichtet ist; und eine Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) umfassend einen Rotor (150) mit einer Drehachse, einen Durchlass, der sich durch den Rotor (150) in eine Richtung quer zu der Drehachse erstreckt, wobei der Rotor derart selektiv, basierend auf einer Stellung des elektrisch gesteuerten Ventils, um die Drehachse gedreht wird, dass der Fluss eines Fluids durch den Durchlass des Rotors (150) gesteuert wird, wobei der Durchlass des Rotors (150) eine in einer Außenfläche des Rotors (150) gebildete Einbuchtung (156) ist, die sich radial einwärts zu der Drehachse hin erstreckt, wobei die Einbuchtung (156) ein Profil mit einer kurvenförmigen Form aufweist, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Rotors (150) erstreckt.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 7, wobei die Stellung des elektrisch gesteuerten Ventils (90) ein Wert eines Stroms ist, der das elektrisch gesteuerte Ventil (90) speist.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 8, wobei eine Steuereinheit (96), die mit der Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) in Signalkommunikation steht, den Rotor (150) derart selektiv dreht, dass ein Durchflussquerschnitt für das durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) zu fließende Fluid basierend auf dem Wert des Stroms, der das elektrisch gesteuerte Ventil speist, verändert wird.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (96) in ihrem Speicher gespeicherte Informationen für die Bestimmung einer Drehposition des Rotors (150) basierend auf dem Wert des Stroms, der das elektrisch gesteuerte Ventil (90) speist, umfasst.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Erhöhung des Wertes des Stroms, der das elektrisch gesteuerte Ventil (90) speist, dazu führt, dass die Steuereinheit (96) den Rotor (150) in eine Drehposition dreht, in der eine Erhöhung des Durchflussquerschnitts für das durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) zu fließende Fluid bewirkt wird, und wobei eine Verringerung des Wertes des Stroms, der das elektrisch gesteuerte Ventil (90) speist, dazu führt, dass die Steuereinheit (96) den Rotor (150) in eine Drehposition dreht, in der eine Verringerung des Durchflussquerschnitts für das durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) zu fließende Fluid bewirkt wird.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner aufweisend eine elektromagnetische Vorrichtung (61) für die selektive Drehung des Rotors (150) um die Drehachse und einen Stator (30), der den Rotor (150) drehbar aufnimmt, wobei die elektromagnetische Vorrichtung eine erste elektromagnetische Komponente aufweist, die innerhalb des Rotors (150) angeordnet ist, und der Stator (30) eine zweite elektromagnetische Komponente aufweist, die neben der ersten elektromagnetischen Komponente angeordnet ist.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, ferner aufweisend einen Stator (30) mit einem Innenraum (32), der den Rotor (150) drehbar darin aufnimmt, wobei zumindest eine in dem Stator ausgebildete Öffnung (33, 34) einen Fluideintritt in das Innere des Stators ermöglicht und wobei die selektive Drehung des Rotors (150) um die Drehachse eine zwischen dem Durchlass des Rotors und der zumindest einen Öffnung des Stators bestehende Überlappung derart variiert, dass ein Durchflussquerschnitt für das durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) zu fließende Fluid verändert wird.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) in einem Saugmund (5) des Kompressors mit variabler Verdrängung angeordnet ist und die Drehachse des Rotors (150) quer zu einer Flussrichtung des Fluids durch den Durchlass des Rotors (150) angeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Ansaugdämpfungsvorrichtung eines Kompressors mit variabler Verdrängung, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 5; und selektives Drehen des Rotors (150) um seine Drehachse basierend auf einer Stellung eines elektrisch gesteuerten Ventils des Kompressors mit variabler Verdrängung, sodass ein Fluss eines Fluids durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung gesteuert wird, wobei die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) ferner eine elektromagnetische Vorrichtung für die selektive Drehung des Rotors (50,150) um die Drehachse aufweist, wobei eine Steuereinheit (96), die mit der elektromagnetischen Vorrichtung in Signalkommunikation steht, die selektive Drehung des Rotors um die Drehachse basierend auf der Stellung des elektrisch gesteuerten Ventils bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Stellung des elektrisch gesteuerten Ventils ein Wert eines das elektrisch gesteuerte Ventil speisenden Stroms ist, um die Taumelscheibe (8) des Kompressors mit variabler Verdrängung in einem gewünschten Neigungswinkel zu positionieren.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Steuereinheit (96), die mit der Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) in Signalkommunikation steht, den Rotor selektiv dreht, um einen Durchflussquerschnitt für das durch die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) zu fließende Fluid basierend auf dem Wert des Stroms, der das elektrisch gesteuerte Ventil speist, zu verändern.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Steuereinheit in ihrem Speicher gespeicherte Informationen zum Bestimmen einer Drehposition des Rotors basierend auf dem Wert des Stroms, der das elektrisch gesteuerte Ventil speist, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Ansaugdämpfungsvorrichtung (20) ferner einen Stator (30) mit einer darin ausgebildeten Öffnung aufweist, wobei die selektive Drehung des Rotors um die Drehachse eine zwischen dem Durchlass des Rotors und der Öffnung des Stators ausgebildete Überlappung variiert, um den Fluss des Fluids durch den Durchlass des Rotors zu steuern.