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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenverdichter zum Verdichten eines Kühlmittels, und insbesondere auf einen Kolbenverdichter, der zum Gebrauch bei einem Klimaanlagensystem für Fahrzeuge geeignet ist. Ein Kolbenverdichter, der bei einem Klimaanlagensystem für Fahrzeuge verwendet wird, ist allgemein bekannt, und verschiedene Techniken zum Verbessern eines Zustands zum Zirkulieren von Öl, das zusammen mit dem Kühlmittel zirkuliert, wurden ebenfalls vorgeschlagen. Zum Beispiel wird in der Patentdruckschrift 1 eine Technik zum Separieren von Öl von dem Kühlmittel vorgeschlagen, das durch einen Druckentweichkanal strömt, und zwar durch einen Ölseparator, der an einer Antriebswelle vorgesehen ist. Bei dieser vorgeschlagenen Struktur hat der Druckentweichkanal (ein Entweichkanal) zwei Kanäle, und er ist mit einem Öffnungs-/Schließventil versehen, bei dem jeweilige Belegungsraten der beiden Kanäle relativ zu dem Entweichkanal gemäß einer Drehzahl der Antriebswelle durch eine Zentrifugalkraft geändert werden, die auf das Ventil selbst wirkt.
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Prioritätsdokumente
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Patentdruckschriften
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- Patentdruckschrift 1: JP 2009 209682 A
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Kurzfassung der Erfindung
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Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind Wenn ein Verdichter in einem hohen Drehzahlbereich in einem Zustand betrieben wird, bei dem eine große Ölmenge in einer Kurbelkammer vorhanden ist, wird das Öl durch ein Drehelement wie zum Beispiel eine Taumelscheibe oder dergleichen gerührt und geschert, so dass es sich erwärmt, wobei sich die Viskosität des Öls verringert, und folglich verschlechtert sich ein Schmierzustand eines Gleitabschnitts in dem Verdichter.
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Daher ist es erforderlich, dass eine Ölmenge reduziert wird, die zu der Außenseite des Verdichters getragen wird, und dass das Kühlvermögen eines Klimaanlagensystems verbessert wird, wenn der Verdichter in einem niedrigen Drehzahlbereich oder einem mittleren Drehzahlbereich betrieben wird, und dass keine große Ölmenge in der Kurbelkammer aufbewahrt wird, wenn der Verdichter in einem hohen Drehzahlbereich betrieben wird.
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Obwohl die in der vorstehend beschriebenen Patentdruckschrift 1 beschriebene Technik eine Technik dafür ist, das vorstehend beschriebene Ziel durch Hinzufügen eines Ölseparators und des Öffnungs-/Schließventils zu erreichen, das durch die Zentrifugalkraft betätigt wird, hat diese Technik ein Problem, dass die Struktur derart kompliziert ist, dass sich die Kosten bedeutend erhöhen.
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Des Weiteren wird bei der in der Patentdruckschrift 1 gezeigten Technik überhaupt nicht berücksichtigt, dass der Gleitabschnitt in dem Verdichter unter Verwendung eines Öls aktiv geschmiert wird, das in dem Kühlmittel enthalten ist, das aus einer Auslasskammer in eine Kurbelkammer durch einen Druckzuführkanal (einen Gaszuführkanal) strömt. Es gibt noch Raum für eine Verbesserung der Schmierung unter Verwendung von Öl, das von der Auslasskammer zurück zu der Kurbelkammer zurückkehrt.
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Es ist dementsprechend die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolbenverdichter mit einer einfachen Struktur vorzusehen, bei dem eine Ölmenge klein ist, die zur Außenseite des Verdichters getragen wird, wenn der Verdichter in einem niedrigen Drehzahlbereich oder einem mittleren Drehzahlbereich betrieben wird, und bei dem keine große Ölmenge in einer Kurbelkammer aufbewahrt wird, wenn der Verdichter in einem hohen Drehzahlbereich betrieben wird.
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Des Weiteren ist es ebenfalls die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolbenverdichter vorzusehen, der so konfiguriert ist, dass das von der Kurbelkammer zu der Auslasskammer zurückkehrende Öl einen aktiven Beitrag für eine Schmierung der Innenseite des Verdichters haben kann.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung einen Kolbenverdichter vor, mit
einem Zylinderblock, in dem viele ringartig angeordnete Zylinderbohrungen ausgebildet sind,
einem vorderen Gehäuse, das eine Seite des Zylinderblocks schließt und in Zusammenwirkung mit dem Zylinderblock eine Kurbelkammer definiert,
einer Ventilplatte, die eine andere Seite des Zylinderblocks schließt, und in der Auslasslöcher und Sauglöcher ausgebildet sind, die mit den Zylinderbohrungen in Verbindung sind,
einem Zylinderkopf, der gegenüber dem Zylinderblock über die Ventilplatte vorgesehen ist, und in dem eine Auslasskammer und eine Saugkammer definiert sind,
Kolben, die jeweils in einer entsprechenden Zylinderbohrung angeordnet sind,
einer Antriebswelle, von der eine Endseite durch den Zylinderblock über ein Gleitlager radial gestützt ist,
einem Wandlermechanismus zum Umwandeln einer Drehung der Antriebswelle zu einer reziprokierenden Bewegung der Kolben, und
einem Druckentweichkanal, der die Kurbelkammer mit der Saugkammer verbindet,
der ein Kühlmittel verdichtet, das aus der Saugkammer in die Zylinderbohrungen gesaugt wird, und verdichtetes Kühlmittel in die Auslasskammer auslässt, dadurch gekennzeichnet, dass:
eine Ausnehmung, die mit der Kurbelkammer verbunden ist und die aus einer Umfangswand und einer Bodenwand gebildet ist, an einer Innenseite der vielen Zylinderbohrungen in einer radialen Richtung des Verdichters vorgesehen ist; und
der Druckentweichkanal auf einer Schnittlinie zwischen der Bodenwand der Ausnehmung und einer Ebene mündet, die sowohl durch eine Achse der Antriebswelle als auch durch eine Mitte zwischen einer Zylinderbohrung, die sich an einer Position befindet, die in einer Richtung einer Schwerkraft über der Antriebswelle ist und die von den Zylinderbohrungen in der Richtung der Schwerkraft eine höchste Position an einer oberen Seite ist, und einer beliebigen Zylinderbohrung angrenzend an der Zylinderbohrung definiert ist.
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Da bei einem derartigen Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung die Ausnehmung, die mit der Kurbelkammer verbunden ist, in einem radial mittleren Bereich der Kurbelkammer vorgesehen ist, und der Druckentweichkanal als ein Verbindungskanal, der das Öl zusammen mit dem Kühlmittel zu einer Seite der Saugkammer entweichen lassen kann, an einer Position in der Bodenwand der Ausnehmung mündet, die höher als die Antriebswelle ist, wird es für das Öl in der Kurbelkammer schwierig, in die Saugkammer zu strömen, wenn dies mit einem Fall verglichen wird, bei dem die Ausnehmung nicht ausgebildet ist, und wenn dies des Weiteren mit einem Fall verglichen wird, bei dem die Öffnung des Druckentweichkanals an einer Position unter der Antriebswelle vorgesehen ist. Wenn der Kolbenverdichter in einem niedrigen Drehzahlbereich oder einem mittleren Drehzahlbereich betrieben wird und ein Rührgrad des Kühlmittels und des Öls schwach ist, der durch ein Drehelement in der Kurbelkammer verursacht wird, wird das Öl daher in ausreichender Menge in der Kurbelkammer gesichert, um so eine Schmierung eines Gleitabschnitts in dem Verdichter wirksam durchzuführen, und ein übermäßiges Entweichen des Öls zu der Außenseite des Verdichters durch die Seite der Saugkammer wird unterdrückt, so dass es möglich wird, einen Beitrag für eine Verbesserung der Funktion des Klimaanlagensystems zu schaffen. Wenn der Verdichter des Weiteren in einem hohen Drehzahlbereich betrieben wird und der Rührgrad des Kühlmittels und des Öls stärker wird als in dem vorstehend beschriebenen niedrigen Drehzahlbereich oder dem mittleren Drehzahlbereich, wird vermieden, dass das Öl durch das Drehelement wie zum Beispiel die Taumelscheibe, etc. so gerührt und geschert wird, dass es sich erwärmt und sich die Viskosität des Öls verringert und sich folglich der Schmierzustand des Gleitabschnitts in dem Verdichter verschlechtert, da das Öl behutsam zu der Seite der Saugkammer durch den Druckentweichkanal getragen wird und die Ölmenge in der Kurbelkammer relativ zum Fall des niedrigen Drehzahlbereichs oder des mittleren Drehzahlbereichs verringert wird (anders gesagt wird die Aufbewahrung des Öls in der Kurbelkammer in übermäßigem Maß vermieden). Da gleichzeitig das übermäßige Entweichen des Öls zu der Seite der Saugkammer und schließlich zu der Außenseite des Verdichters unterdrückt wird, wird dadurch ebenfalls eine Verbesserung der Funktion des Klimaanlagensystems gefördert.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Struktur zu verwenden, bei der die Umfangswand der Ausnehmung durch viele Wände, die viele Zylinderbohrungen bilden, ausgebildet ist, die jeweils eine konvex gekrümmte Fläche haben, die zu der Antriebswelle vorsteht, und der Druckentweichkanal, der zu der Bodenwand der Ausnehmung mündet, mündet an einer Position angrenzend an einem Verbindungsbereich der die Zylinderbohrung bildenden Wände der beiden angrenzenden Zylinderbohrungen.
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Durch Verwenden einer derartigen Struktur kann das offene Ende des Druckentweichkanals an einer Position in der Ausnehmung angeordnet werden, die von der Antriebswelle am weitesten weg ist, und da die Position an dem Verbindungbereich angrenzt, wird es für das an der Bodenwand oder der Umfangswand haftende Öl schwierig, in den Druckentweichkanal zu strömen, wodurch das Entweichen des Öls zu der Seite der Saugkammer weiter unterdrückt wird.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung ist es des Weiteren möglich, eine Struktur zu verwenden, bei der eine Umfangskante des offenen Endes des Druckentweichkanals, der zu der Bodenwand der Ausnehmung mündet, zu einer Seite der Kurbelkammer weiter als andere Bereiche der Bodenwand der Ausnehmung angrenzend an der Umfangswand der Ausnehmung vorsteht.
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Durch Verwenden einer derartigen Struktur wird es für das an den anderen Bereichen der Bodenwand haftende Öl schwierig, in das offene Ende des Druckentweichkanals zu strömen, wodurch das Entweichen des Öls in die Saugkammer weiter unterdrückt wird.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung ist es des Weiteren möglich, eine Struktur zu verwenden, bei der eine Mittelbohrung an einer Innenseite der vielen Zylinderbohrungen in einer radialen Richtung des Verdichters ausgebildet ist, wobei die Mittelbohrung eine erste Bohrung, die die Ausnehmung bildet, eine zweite Bohrung, die das Gleitlager stützt, und eine dritte Bohrung hat, die zwischen der zweiten Bohrung und der Ventilplatte angeordnet ist, und in der eine Umfangswand in einem Bereich einer Seite der Ventilplatte in einer radialen Richtung weiter außen als die zweite Bohrung angeordnet ist;
wobei der Druckentweichkanal die erste Bohrung, einen ersten Kanal, der zu einer Bodenwand der ersten Bohrung mündet und sich zu der Saugkammer erstreckt, um mit der dritten Bohrung verbunden zu sein, die dritte Bohrung und einen zweiten Kanal aufweist, der die dritte Bohrung mit der Saugkammer verbindet; und
wobei der zweite Kanal zu der dritten Bohrung an einer Position mündet, die sich in der Richtung der Schwerkraft über der Achse der Antriebswelle befindet.
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Durch Verwenden einer derartigen Struktur ist es möglich, das Öl in der dritten Bohrung angemessen aufzubewahren, wodurch das Entweichen des Öls in die Saugkammer weiter unterdrückt wird. Da das in der dritten Bohrung aufbewahrte Öl allmählich zu der Kurbelkammer durch einen Spalt zwischen dem Gleitlager und einem Umfang der Antriebswelle zurückkehrt, kann das 51 einen Beitrag für die Schmierung in der Kurbelkammer haben.
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Des Weiteren ist es bei dem vorstehend beschriebenen Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Struktur zu verwenden, bei der der vorstehend beschriebene Wandlermechanismus eine Taumelscheibe hat, die gleitbar an der Antriebswelle derart angebracht ist, dass sich ihr Neigungswinkel relativ zu der Achse der Antriebswelle ändert, wobei der Kolbenverdichter des Weiteren einen Druckzuführkanal, der die Auslasskammer mit der Kurbelkammer verbindet, ein Steuerventil zum Einstellen eines Öffnungsgrads des Druckzuführkanals, und einen Durchlass hat, der in dem zweiten Kanal in dem Druckentweichkanal positioniert ist; und wobei die erste Bohrung, der erste Kanal und die dritte Bohrung einen Kanal bilden, der für den Druckzuführkanal und den Druckentweichkanal gemeinsam vorgesehen ist, wobei die dritte Bohrung einen Divergenzraum für den Druckzuführkanal und den Druckentweichkanal bildet, und das Steuerventil ist in dem Druckzuführkanal angeordnet, der die dritte Bohrung und die Auslasskammer miteinander verbindet.
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Wenn bei der Verwendung einer derartigen Struktur das Gas aus der Auslasskammer zu der Kurbelkammer strömt, hat das in dem Auslassgas enthaltene Öl einen direkten Beitrag für die Schmierung einer Gleitfläche zwischen einer Fläche der Taumelscheibe und dem Gleitstück an der Verdichtungsseite, und dies kann außerdem einen Beitrag für die Schmierung eines spezifischen Abschnitts an der Seite des vorderen Gehäuses haben.
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Des Weiteren ist es bei dem vorstehend beschriebenen Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Struktur zu verwenden, bei der das andere Ende der Antriebswelle von dem vorderen Gehäuse zu der Außenseite vorsteht, wobei eine Seite des anderes Endes der Antriebswelle durch eine Wellendichtungsvorrichtung abgedichtet ist, die an dem vorderen Gehäuse angebracht ist, wobei zwei Schmierkanäle zum Schmieren der Wellendichtungsvorrichtung in dem vorderen Gehäuse ausgebildet sind; und wenn das vordere Gehäuse durch jene Ebene geteilt wird, die durch die Mitte zwischen den beiden angrenzenden Zylinderbohrungen und die Achse der Antriebswelle definiert ist, ist die Ebene zwischen Öffnungsenden der beiden Schmierkanäle an der Seite der Kurbelkammer positioniert.
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Da durch Verwenden einer derartigen Struktur das in dem Auslassgas enthaltene Öl effizient und wirksam zu der Wellendichtungsvorrichtung zugeführt wird, kann das Öl einen Beitrag für die Schmierung der Wellendichtungsvorrichtung haben.
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Ein derartiger Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung ist für einen Gebrauch in einem Klimaanlagensystem für Fahrzeuge geeignet, und in diesem Fall kann der Verdichter insbesondere an einer Kraftmaschine so angebracht sein, dass die Öffnungsposition des Druckentweichkanals eine Bedingung erfüllt, die durch die vorliegende Erfindung definiert wird.
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Wirkungen gemäß der Erfindung
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Bei dem Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, ein übermäßiges Entweichen des Öls zur Außenseite des Verdichters zu unterdrücken, um so einen Beitrag zur Verbesserung der Funktion eines Klimaanlagensystems zu haben, wenn der Verdichter in dem niedrigen Drehzahlbereich oder dem mittleren Drehzahlbereich betrieben wird, und wenn der Verdichter in dem hohen Drehzahlbereich betrieben wird, wird ein übermäßiges Aufbewahren des Öls in der Kurbelkammer vermieden, da das Öl in der Kurbelkammer behutsam zur Seite der Saugkammer durch den Druckentweichkanal getragen wird, und es ist möglich, eine Erzeugung von Wärme wirksam zu vermeiden, die durch das Rühren und Scheren des Öls durch das Drehelement in der Kurbelkammer verursacht wird, und eine Verschlechterung des Schmierzustands in dem Verdichter wirksam zu vermeiden, was durch eine Verringerung der Viskosität des Öls verursacht wird, und da gleichzeitig das übermäßige Entweichen des Öls zu der Außenseite des Verdichters ebenfalls unterdrückt wird, ist es möglich, eine Verbesserung der Funktion des Klimaanlagensystems zu fördern. Bei der vorliegenden Erfindung ist es des Weiteren auch möglich, das aus der Auslasskammer zu der Kurbelkammer zurückkehrende Öl dazu zu veranlassen, einen aktiven Beitrag für die Schmierung in dem Verdichter zu haben.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Verdichters mit variabler Verdrängung als einen Kolbenverdichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine teilweise vergrößerte vertikale Schnittansicht von Abschnitten einer Mittelbohrung, eines Druckentweichkanals und eines Druckzuführkanals bei dem in der 1 abgebildeten Verdichter.
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3 zeigt eine Draufsicht eines Zylinderblocks, in dem Zylinderbohrungen von der Seite der Kurbelkammer betrachtet werden, und eine Öffnungsposition des Druckentweichkanals bei dem in der 1 abgebildeten Verdichter.
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4 zeigt eine partielle, vertikale Schnittansicht des in der 1 abgebildeten Verdichters, bei dem eine Taumelscheibe an einer Position einer unteren Nulllage positioniert ist, und zwar bei Betrachtung eines Schnitts entsprechend einer Ebene W, die in der 3 abgebildet ist.
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5 zeigt eine Rückansicht eines vorderen Gehäuses bei Betrachtung von der Seite der Kurbelkammer, und sie zeigt eine Anordnung von Schmierkanälen in dem in der 1 abgebildeten Verdichter.
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6(A) zeigt eine Draufsicht des Zylinderblocks bei Betrachtung von der Seite der Kurbelkammer, und sie zeigt eine Position A eines Verbindungskanals, der in der 3 als ein Beispiel gezeigt ist, und eine Position B eines Verbindungskanals als ein Vergleichsbeispiel, und 6(B) zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Drehzahl des Verdichters und einer Ölzirkulationsrate, und sie zeigt experimentelle Daten in den Fällen der Verbindungskanalpositionen A und B.
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7 zeigt eine partielle, vertikale Schnittansicht eines modifizierten Beispiels der Bodenwand der Ausnehmung bei dem in der 1 abgebildeten Verdichter.
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Ausführungsbeispiele zum Ausführen der Erfindung
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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(1) Gesamtkonfiguration des Verdichters (Fig. 1)
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Die 1 bildet einen Verdichter 100 mit variabler Verdrängung ab, der bei einem Klimaanlagensystem für Fahrzeuge verwendet wird, und zwar als ein Kolbenverdichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung ist ein kupplungsloser Verdichter, und er hat einen Zylinderblock 101, in dem viele ringartig angeordnete Zylinderbohrungen 101a und eine Mittelbohrung 101b definiert sind, die an der Innenseite der Zylinderbohrungen in der radialen Richtung vorgesehen ist, ein vorderes Gehäuse 102, das an einem Ende des Zylinderblocks 101 vorgesehen ist, und einen Zylinderkopf 104, der an dem anderen Ende des Zylinderblocks 101 über eine Ventilplatte 103 vorgesehen ist.
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Eine Antriebswelle 110 ist über eine Innenseite einer Kurbelkammer 140 vorgesehen, die durch den Zylinderblock 101 und das vordere Gehäuse 102 definiert ist, und um ihren mittleren Abschnitt ist eine Taumelscheibe 111 angeordnet. Die Taumelscheibe 111 ist über einen Kopplungsmechanismus 120 mit einem Rotor 112 verbunden, der an der Antriebswelle 110 befestigt ist, und ihr Neigungswinkel kann entlang der Antriebswelle 110 geändert werden.
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Der Kopplungsmechanismus 120 hat einen ersten Arm 112a, der von dem Rotor 112 vorsteht, einen zweiten Arm 111a, der von der Taumelscheibe 111 vorsteht, und einen Kopplungsarm 121, in dem eine Seite von einem Ende drehbar an den ersten Arm 112a über einen ersten Kopplungsstift 122 drehbar gekoppelt ist, und eine Seite des anderen Endes ist an den zweiten Arm 111a über einen zweiten Kopplungsstift 123 drehbar gekoppelt.
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Ein Durchgangsloch 111b der Taumelscheibe 111 ist mit einer Form dergestalt ausgebildet, dass die Taumelscheibe 111 in einem Bereich von einem maximalen Neigungswinkel zu einem minimalen Neigungswinkel geneigt werden kann, und in dem Durchgangsloch 111b ist ein Abschnitt zum Regulieren des minimalen Neigungswinkels ausgebildet, der mit der Antriebswelle 110 in Kontakt gelangt. Wenn ein Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 zu dem Zeitpunkt, wenn die Taumelscheibe orthogonal zu der Antriebswelle 110 steht, als 0° definiert wird, ist der Abschnitt zum Regulieren des minimalen Neigungswinkels in dem Durchgangsloch 111b so ausgebildet, dass die Taumelscheibe 111 mit einem Neigungswinkel bis etwa 0° versetzt werden kann. Hierbei bedeutet ”etwa 0°” einen Bereich, der größer als –0,5° und kleiner als 0,5° ist.
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Zwischen dem Rotor 112 und der Taumelscheibe 111 ist eine Neigungswinkelverkleinerungsfeder 114 angebracht, die die Taumelscheibe 111 bis zu dem minimalen Neigungswinkel drückt, und zwischen der Taumelscheibe 111 und einem Federstützelement 116 ist eine Neigungswinkelvergrößerungsfeder 115 angebracht, die die Taumelscheibe 111 in eine Richtung zum Vergrößern des Neigungswinkels der Taumelscheibe drückt. Da die Druckkraft der Neigungswinkelvergrößerungsfeder 115 so festgelegt ist, dass sie größer ist als die Druckkraft der Neigungswinkelverkleinerungsfeder 114 an dem minimalen Neigungswinkel, wenn die Antriebswelle 110 nicht gedreht wird, wird die Taumelscheibe 111 an einem Neigungswinkel positioniert, der größer ist als der minimale Neigungswinkel und an dem die Druckkräfte der Neigungswinkelverkleinerungsfeder 114 und der Neigungswinkelvergrößerungsfeder 115 im Gleichgewicht sind.
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Eine Seite von einem Ende der Antriebswelle 110 ist in die Mittelbohrung 101b eingesetzt und durch ein Gleitlager 131 in einer radialen Richtung gestützt, und ihre Endfläche ist durch eine Axialplatte 132 gestützt. Des Weiteren ist die andere Endseite der Antriebswelle 110 durch ein Gleitlager 133 in einer radialen Richtung und in einer Axialrichtung gestützt, und der Rotor 112, der an der Antriebswelle 110 befestigt ist, ist durch ein Lager 134 gestützt. Ein Spalt zwischen der Endfläche von einem Ende der Antriebswelle 110 und der Axialplatte 132 ist durch eine Einstellschraube 135 auf einen vorbestimmten Spalt eingestellt.
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Hierbei erstreckt sich eine Seite von dem anderen Ende der Antriebswelle 110 bis zu der Außenseite durch das Innere eines Nabenteils 102a des vorderen Gehäuses 102, der zur Außenseite vorsteht, und ist mit einer Leistungsübertragungsvorrichtung 150 verbunden. Zwischen der Antriebswelle 110 und dem Nabenteil 102a ist eine Wellendichtungsvorrichtung 130 eingesetzt, um eine Abdichtung zwischen der Innenseite und der Außenseite vorzusehen. Eine Leistung von einer externen Antriebsquelle (einer Kraftmaschine) wird zu der Leistungsübertragungsvorrichtung 150 übertragen, und die Antriebswelle 110 kann synchron mit der Drehung der Leistungsübertragungsvorrichtung 150 gedreht werden.
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Jeder Kolben 136 ist in der entsprechenden Zylinderbohrung 101a angeordnet, der radial äußere Abschnitt der Taumelscheibe 111 ist in einem Innenraum enthalten, der an einem Ende des Kolbens 136 ausgebildet ist, das zu einer Seite der Kurbelkammer 140 vorsteht, und die Taumelscheibe 111 ist dazu konfiguriert, in Zusammenwirkung mit dem Kolben 136 über ein Paar Gleitstücke 137 zu arbeiten. Daher können die Kolben 136 in den Zylinderbohrungen 101a gemäß der Drehung der Taumelscheibe 111 hin und her bewegt werden.
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In dem Zylinderkopf 104 sind eine Saugkammer 141 an einem mittleren Abschnitt und eine Auslasskammer 142 definiert, die die radiale Außenseite der Saugkammer 141 ringartig umgibt. Die Saugkammer 141 ist mit der Zylinderbohrung 101a über ein an der Ventilplatte 103 ausgebildetes Saugloch 103a und ein Saugventil (in der Figur nicht gezeigt) in Verbindung, und die Auslasskammer 142 ist mit der Zylinderbohrung 101a über ein in der Ventilplatte 103 ausgebildetes Auslassloch 103b und ein Auslassventil (in der Figur nicht gezeigt) in Verbindung.
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Ein Verdichtergehäuse wird durch Befestigen des vorderen Gehäuses 102, des Zylinderblocks 101, der Ventilplatte 103 und des Zylinderkopfs 104 mit vielen Durchgangsschrauben 105 über eine Dichtung ausgebildet, die in der Figur nicht gezeigt ist.
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Ein Saugkanal 104a ist in dem Zylinderkopf 104 ausgebildet, und die Saugkammer 141 ist mit einem Kühlmittelkreislauf an der Saugseite in einem Klimaanlagensystem über den Saugkanal 104a verbunden.
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Des Weiteren ist ein Auslasskanal, der in der Figur nicht gezeigt ist, in dem Zylinderkopf 104 ausgebildet, und die Auslasskammer 142 ist mit einem Kühlmittelkreislauf an der Auslassseite in dem Klimaanlagensystem über den Auslasskanal verbunden. Hierbei ist ein Rückschlagventil, das in der Figur nicht gezeigt ist, in dem Auslasskanal angeordnet. Das Rückschlagventil arbeitet als Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtigen Seite (Auslasskammer 142) und einer stromabwärtigen Seite (der Kühlmittelkreislauf an der Auslassseite), es schließt den Auslasskanal, wenn die Druckdifferenz kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, und es öffnet den Auslasskanal, wenn die Druckdifferenz größer ist als der vorbestimmte Wert.
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Ein Steuerventil 300 ist des Weiteren in dem Zylinderkopf 104 vorgesehen. Das Steuerventil 300 stellt einen Öffnungsgrad eines Druckzuführkanals 145 ein, der die Auslasskammer 142 mit der Kurbelkammer 140 verbindet, und es steuert eine Menge des ausgelassenen Gases, die in die Kurbelkammer 140 eingeführt wird. Der Druck in der Saugkammer 141 wird in das Steuerventil 300 durch einen Verbindungskanal 146 eingeführt, und das Steuerventil 300 arbeitet als Reaktion auf den Druck in der Saugkammer 141 und einer Stromstärke, die auf einen Solenoiden aufgebracht wird, der in dem Steuerventil 300 eingebaut ist.
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Des Weiteren strömt das Kühlmittel in der Kurbelkammer 140 in die Saugkammer 141 durch einen Druckentweichkanal 147, und ein Durchlass 103c, der in der Ventilplatte 103 ausgebildet ist, ist in dem Druckentweichkanal 147 angeordnet.
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Daher ist es durch Ändern des Drucks in der Kurbelkammer 140 durch das Steuerventil 300 zum Ändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe 111, nämlich der Hübe der Kolben 136, möglich, die Auslassverdrängung des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung variabel zu steuern.
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Wenn das Klimaanlagensystem betrieben wird, d. h. in einem Zustand, bei dem der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung betrieben wird, wird die Stromstärke, die auf den in dem Steuerventil 300 eingebauten Solenoiden aufgebracht wird, auf der Grundlage eines externen Signals eingestellt, und die Auslassverdrängung wird variabel derart gesteuert, dass der Druck in der Saugkammer 141 zu einem vorbestimmten Wert wird. Das Steuerventil 300 kann den Saugdruck gemäß einer externen Umgebung in einer optimalen Weise steuern.
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Wenn des Weiteren das Klimaanlagensystem nicht betrieben wird, d. h. in einem Zustand, bei dem der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung nicht betrieben wird, wird der Druckzuführkanal 145 durch Ausschalten der Zufuhr der Stromstärke zu dem in dem Steuerventil 300 eingebauten Solenoiden aktiv geöffnet, wodurch die Auslassverdrängung des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung auf ein Minimum gesteuert wird.
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Der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung ist an einer Kraftmaschine eines Fahrzeugs über Anbringungsabschnitte 102b und 104b angebracht, die an den Außenseiten des vorderen Gehäuses 102 bzw. des Zylinderkopfs 104 ausgebildet sind, und jeder davon hat Schraubeneinsetzlöcher zum Anbringen des Verdichters an eine Fahrzeugkraftmaschine. In einem derartigen Zustand, bei dem der Verdichter an der Kraftmaschine angebracht ist, werden bei der vorliegenden Erfindung verschiedene Beziehungen zwischen vertikalen Positionen erfüllt.
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(2) Druckentweichkanal
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Wie dies in der 2 gezeigt ist, hat die Mittelbohrung 101b, die in dem Zylinderblock 101 ausgebildet ist, eine erste Bohrung 101b1, die mit der Kurbelkammer 140 verbunden ist, eine zweite Bohrung 101b2, die das Gleitlager 131 stützt, und eine dritte Bohrung 101b3, die sich zwischen der zweiten Bohrung 101b2 und der Ventilplatte 103 befindet, und in der eine Umfangswand in einem Bereich an der Seite der Ventilplatte 103 an einer Position angeordnet ist, die radial weiter außen ist als die zweite Bohrung 101b2.
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Der Druckentweichkanal 147, der die Kurbelkammer 140 mit der Saugkammer 141 verbindet, hat eine erste Bohrung 101b1, einen ersten Kanal 101d, der in einer Bodenwand 101c der ersten Bohrung 101b1 mündet und mit der dritten Bohrung 101b3 in Verbindung ist, die dritte Bohrung 101b3 und einen zweiten Kanal 148, der die dritte Bohrung 101b3 mit der Saugkammer 141 verbindet.
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Da die dritte Bohrung 101b3 über die Ventilplatte 103 an der Saugkammer 141 angrenzt, kann der zweite Kanal 148 in einfacher Weise dadurch ausgebildet werden, dass ein Durchgangsloch an Elementen (eine Saugventilausbildungsplatte, in der ein Saugventil ausgebildet ist, eine Ventilplatte 103, eine Auslassventilausbildungsplatte, in der ein Auslassventil ausgebildet ist, und eine Dichtung) ausgebildet wird, die zwischen der dritten Bohrung 101b3 und der Saugkammer 141 angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchlass 103c als ein Durchlass, der in diesem zweiten Kanal 148 angeordnet ist, in der Ventilplatte 103 ausgebildet, jedoch kann er auch in einem anderen Elemente in dem zweiten Kanal 148 ausgebildet sein.
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Die erste Bohrung 101b1 ist eine Ausnehmung, die an einer Innenseite der vielen Zylinderbohrungen 101a ausgebildet ist, und die eine Umfangswand, die durch die jeweiligen Zylinderbohrungsausbildungswände (101b11, 101b12, ...) ausgebildet ist (3), die jeweils eine konvex gekrümmte Fläche haben, die zu der Antriebswelle vorsteht, und eine Bodenwand 101c aufweist, die mit der zweiten Bohrung 101b2 verbunden ist.
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Die 3 zeigt einen Zustand, bei dem die vielen Zylinderbohrungen 101a von der Seite der Kurbelkammer 140 (der linken Seite in der 1) betrachtet werden, U ist eine Ebene, die parallel zu einer Ebene T ist, die durch Endflächen der Anbringungsabschnitte (102b und 104b) an der Seite der Kraftmaschine definiert sind und die eine Achse O der Antriebswelle enthält, und V ist eine Ebene, die orthogonal zu der Ebene U ist und die Achse O der Antriebswelle enthält. Die vertikale Richtung der Ebene U (und der Ebene T) in der Figur stimmt nahezu mit der Richtung der Schwerkraft in einem Zustand überein, bei dem der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung an der Kraftmaschine angebracht ist. Obwohl die Ebene U in einem gewissen Grad relativ zu der Richtung der Schwerkraft häufig geneigt ist, kann in einem tatsächlichen Anbringungszustand die Richtung der Ebene U (und der Ebene T) hierbei als die Richtung der Schwerkraft bezeichnet werden, da der Neigungswinkel zum Beispiel innerhalb von 30° ist.
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Des Weiteren ist W eine Ebene, die durch die Achse O der Antriebswelle 110 (des Gleitlagers 131) und eine Mitte zwischen der Zylinderbohrung 101a1, die sich an einer Position befindet, die eine höchste Position von den Zylinderbohrungen an einer oberen Seite in der Richtung der Schwerkraft ist, und einer Zylinderbohrung 101a2 definiert ist, die eine der Zylinderbohrungen angrenzend an dieser Zylinderbohrung 101a1 ist. Hierbei ist der Schnitt, der das Innere des Verdichters in der 1 (und der 2) zeigt, ein Schnitt, der entlang der Ebene W geschnitten ist.
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Ein Öffnungsende des ersten Kanals 101d an einer Seite der Kurbelkammer 140 mündet an einer Position, die in der Richtung der Schwerkraft über der Achse der Antriebswelle 110 liegt, sie liegt auf einer Schnittlinie zwischen der Ebene W und der Bodenwand 101c der vorstehend beschriebenen Ausnehmung (erste Bohrung 101b1) ist, und sie grenzt an einem Verbindungsbereich 101e der beiden angrenzenden Zylinderbohrungsausbildungswände (101b11 und 101b12) an. Des Weiteren mündet der zweite Kanal 148 in die dritte Bohrung 101b2 an einer Position an einer Seite, die in der Richtung der Schwerkraft über der Ebene V liegt.
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(3) Druckzuführkanal
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Der Druckzuführkanal 145, der die Auslasskammer 142 mit der Kurbelkammer 140 verbindet, hat einen dritten Kanal 145a, der die Auslasskammer 142 mit der dritten Bohrung 101b3 verbindet, die dritte Bohrung 101b3, den ersten Kanal 101d und die erste Bohrung 101b1. Hierbei ist das Steuerventil 300 in dem dritten Kanal 145a in dem Zylinderkopf 104 angeordnet.
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Anders gesagt bilden die erste Bohrung 101b1, der erste Kanal 101d und die dritte Bohrung 101b3 einen Kanal, der für den Druckzuführkanal 145 und den Druckentweichkanal 147 gemeinsam vorgesehen ist, und die dritte Bohrung 101b3 bildet einen Divergenzraum für den Druckzuführkanal 145 und den Druckentweichkanal 147. Der dritte Kanal 145a mündet in die dritte Bohrung 101b3 an einer Position, die in der Richtung der Schwerkraft unter der Ebene V liegt.
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Da hierbei der erste Kanal 101d ein Kanal ist, der für den Druckzuführkanal 145 und den Druckentweichkanal 147 gemeinsam vorgesehen ist, ist sein Durchmesser auf einen Wert festgelegt, der zum Beispiel in einem Bereich von 5 bis 8 mm liegt, der größer ist als ein Durchmesser im Falle einer einseitig gerichteten Strömung.
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(4) Strömung des Gases aus der Kurbelkammer zu der Saugkammer
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Wenn zum Beispiel das Steuerventil 300 geschlossen wird, wird der Druckzuführkanal 145 geschlossen, und folglich strömt ein Durchblasgas, das zur Zeit einer Verdichtung des Gases durch die Kolben 136 erzeugt wird, aus der Kurbelkammer 140 zu der Saugkammer 141 durch den Druckentweichkanal 147. Obwohl das Öl in der Kurbelkammer 140 dabei wahrscheinlich in die Saugkammer 141 zusammen mit dem Gas strömt, wird die Strömung des Öls in den ersten Kanal 101d durch die folgenden Gründe unterdrückt.
- – Da die erste Bohrung 101b1 stärker ausgespart ist als die Kurbelkammer 140 und in einem radial mittleren Bereich der Kurbelkammer 140 vorhanden ist, ist das Innere der ersten Bohrung 101b1 ein ölarmer Bereich, wenn dies mit der Kurbelkammer 140 verglichen wird.
- – Das offene Ende des ersten Kanals 101d an der Seite der Kurbelkammer 140 befindet sich an einer Position, die in der Richtung der Schwerkraft über der Bodenwand 101c liegt, und das an der Bodenwand und der Umfangswand haftende Öl strömt weniger wahrscheinlich in das offene Ende.
- – Da sich das offene Ende des ersten Kanals 101d an der Seite der Kurbelkammer 140 an einer Schnittlinie zwischen der Ebene W und der Bodenwand 101c befindet, kann es an der Position angeordnet sein, die von der Antriebswelle 110 am weitesten weg ist, und das an der Bodenwand und der Umfangswand haftende Öl strömt noch weniger wahrscheinlich in das offene Ende. Da des Weiteren die Zylinderbohrungsausbildungswände (101b11, ...) gekrümmte Flächen bilden, die jeweils zu der Antriebswelle 110 vorstehen, bewegt sich das an den Zylinderbohrungsausbildungswänden 10b11 und 101b12 haftende Öl in Richtungen nach links und nach rechts von dem Verbindungsbereich 101e entlang den vorstehenden, gekrümmten Flächen, und das Öl strömt weniger wahrscheinlich in das offene Ende an der Seite der Kurbelkammer 140 des ersten Kanals 101d, das an einer Position vorhanden ist, die sich direkt unter dem Verbindungsbereich 101e befindet.
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Da des Weiteren das Öl, das in den ersten Kanal 101d hineingeströmt ist, einmal in der dritten Bohrung 101b3 aufbewahrt wird, wird die Strömung des Öls in die Saugkammer 141 unterdrückt. Das in der dritten Bohrung 101b3 aufbewahrte Öl kehrt durch einen kleinen Spalt zwischen dem Umfang der Antriebswelle 110 und dem Gleitlager 131 allmählich zu der Kurbelkammer 140 zurück.
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Wenn der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung in einem niedrigen Drehzahlbereich (einschließlich eines mittleren Drehzahlbereichs) betrieben wird, wird daher die Strömung des Öls in der Kurbelkammer 140 in den ersten Kanal 101d verhindert, um das Öl in der Kurbelkammer 140 zu sichern, da ein Grad des Rührens des Kühlmittels und des Öls in der Kurbelkammer 140 klein ist, der durch ein Drehelement wie zum Beispiel eine Taumelscheibe 111, etc. und durch die Kolben 136 verursacht wird, wodurch die Schmierung eines Gleitabschnitts wirksam durchgeführt wird. Dabei wird das Entweichen des Öls in die Saugkammer 141, nämlich das Entweichen des Öls zu der Außenseite des Verdichters, unterdrückt, und eine derartige Konfiguration hat einen Beitrag für eine Verbesserung der Funktion des Klimaanlagensystems.
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Wenn des Weiteren der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung in einem hohen Drehzahlbereich betrieben wird, wird der Grad des Rührens des Kühlmittels und des Öls in der Kurbelkammer 140, der durch das Drehelement wie zum Beispiel die Taumelscheibe 111, etc. und durch die Kolben 136 verursacht wird, größer als in dem vorstehend beschriebenen niedrigen Drehzahlbereich, das Öl in der Kurbelkammer 140 strömt einfach in den ersten Kanal 101d, eine Menge des Öls, die in der Kurbelkammer 140 gesichert wird, verringert sich relativ zu dem Fall des niedrigen Drehzahlbereichs, so dass die übermäßige Aufbewahrung des Öls in der Kurbelkammer 140 vermieden wird, und gleichzeitig wird ein übermäßiges Ausströmen des Öls in die Saugkammer 141 unterdrückt. Daher passiert es nicht, dass das Öl durch das Drehelement wie zum Beispiel die Taumelscheibe 111 und dergleichen gerührt und geschert wird, so dass es sich erwärmt und sich eine Viskosität des Öls verringert, und dass ein Schmierzustand des Gleitabschnitts in dem Verdichter verschlechtert wird.
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(5) Strömung des Gases aus der Auslasskammer zu der Kurbelkammer
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Wenn zum Beispiel das Steuerventil 300 aus einem Zustand geöffnet wird, bei dem das Steuerventil 300 geschlossen wird, tritt eine Strömung des Gases aus der Auslasskammer 142 zu der Kurbelkammer 140 auf.
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Das ausgelassene Gas strömt in die Kurbelkammer 140 durch den dritten Kanal 145a, die dritte Bohrung 101b3, den ersten Kanal 101d und die erste Bohrung 101b1, jedoch streut sich das Öl entlang der Strahlströmung des ausgelassenen Gases, so dass der Gleitabschnitt geschmiert wird, da das Öl ebenfalls in dem ausgelassenen Gas enthalten ist.
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Das offene Ende des ersten Kanals 101d an der Seite der Kurbelkammer 140 befindet sich in der Richtung der Schwerkraft oben an der höchsten Position in der Bodenwand 101c, und infolgedessen wird das Öl entlang der Strahlströmung des ausgelassenen Gases zu einer Position nahe den Gleitflächen zwischen der Taumelscheibe 111 und den Gleitstücken 137 gestreut, und es verteilt sich insbesondere zum Schmieren der Gleitflächen zwischen der Taumelscheibe 111 und dem Gleitstück 137 an einer Verdichtungsseite.
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Des Weiteren zeigt die 4 ein Diagramm, bei dem das Innere des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung entlang der Ebene W geschnitten ist, und es zeigt einen Zustand, bei dem eine untere Nulllage der Taumelscheibe 111 mit der Ebene W übereinstimmt. Eine Achse des ersten Kanals 101d stimmt mit der Ebene W überein. Hierbei bedeutet die untere Nulllage der Taumelscheibe 111 eine Position, an der ein Saugprozess beendet ist, der durch den Kolben 136 bewirkt wird.
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Die (durch Pfeile gezeigte) Hauptströmung des ausgelassenen Gases, das aus dem offenen Ende des ersten Kanals 101d an der Seite der Kurbelkammer 140 eingespritzt wird, stößt mit der geneigten Taumelscheibe 111 zusammen, sie ändert ihre Richtung entlang einer geneigten Fläche zu einer Innenwand der Kurbelkammer 140 in einer in der Figur nach oben gerichteten Richtung durch eine Zentrifugalkraft aufgrund der Taumelscheibe 111, und sie schmiert die Gleitfläche zwischen der Taumelscheibe 111 und dem Gleitstück 137 an der Verdichtungsseite. Da die Ebene W zwischen den angrenzenden Gleitstücken 137 und zwischen den angrenzenden Kolben 136 vorhanden ist, bildet ein Teil des eingespritzten, ausgelassenen Gases eine Strömung, die durch einen Spalt zwischen den angrenzenden Gleitstücken 137 und zwischen den angrenzenden Kolben 136 hindurchtritt, sie stößt mit der Innenwand der Kurbelkammer 140 zusammen und strömt zu einer Bodenwand 102c des vorderen Gehäuses 102, wodurch sie einen Beitrag für die Schmierung des Lagers 134 hat.
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In der Bodenwand 102c des vorderen Gehäuses 102, wie sie in der 5 gezeigt ist, sind zwei Schmierkanäle 102d1 und 102d2 als ein Raum ausgebildet, in dem die Wellendichtungsvorrichtung 130 enthalten ist, und die Ebene W ist zwischen zwei offenen Enden (Öleinfangnuten) 102e1 und 102e2 vorhanden. In einem Bereich, in dem eine untere Nulllage der Taumelscheibe 111 nahe der Ebene W ist, wird daher das in der ausgelassenen Gasströmung enthaltene Öl durch die beiden Öleinfangnuten 102e1 und 102e2 eingefangen, so dass es auch einen Beitrag für die Schmierung der Wellendichtungsvorrichtung 130 hat.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das Ausströmen des Öls zu der Außenseite des Verdichters unterdrückt, um einen Beitrag zur Verbesserung der Funktion des Klimaanlagensystems zu haben, wenn der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung in dem niedrigen Drehzahlbereich oder dem mittleren Drehzahlbereich betrieben wird und das Gas aus der Kurbelkammer 140 zu der Saugkammer 141 strömt, während das Öl in der Kurbelkammer 140 gesichert wird, um die Schmierung des Gleitabschnitts wirksam durchzuführen. Wenn des Weiteren der Verdichter in dem hohen Drehzahlbereich betrieben wird, wird ein übermäßiges Ausströmen unterdrückt, obwohl die Menge des Öls in der Kurbelkammer 140 relativ zu den Fällen des niedrigen Drehzahlbereichs und des mittleren Drehzahlbereichs verringert ist, und es passiert nicht, dass das Öl erwärmt wird, indem es durch das Drehelement wie zum Beispiel die Taumelscheibe 111, etc. gerührt und geschert wird, dass die Viskosität des Öls verringert wird, und dass der Schmierzustand des Gleitabschnitts in dem Verdichter verschlechtert wird.
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Wenn des Weiteren das Gas aus der Auslasskammer 142 in die Kurbelkammer 140 strömt, hat das in dem ausgelassenen Gas enthaltene Öl nicht nur einen Beitrag für die Schmierung der Gleitfläche zwischen einer Fläche der Taumelscheibe 111 und dem Gleitstück 137 an der Verdichtungsseite, sondern auch für die Schmierung der Wellendichtungsvorrichtung 130, etc.
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Wenn hierbei der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung in einem Verdrängungssteuerzustand ist und ein Öffnungsgrad des Steuerventils 300 mit einem beliebigen Grad zwischen dem vollständig geschlossenen Zustand und dem vollständig geöffneten Zustand gesteuert wird, wird eine bidirektionale Strömung gemäß der Menge des eingeführten Auslassgases in dem Kanal erzeugt, der für den Druckzuführkanal 145 und den Druckentweichkanal 147 gemeinsam vorgesehen ist, da eine gesteuerte Menge des ausgelassenen Gases in die dritte Bohrung 101b3 strömt, und infolgedessen wird es möglich, den Druck in der Kurbelkammer 140 zu ändern und die Auslassverdrängung durch Ändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe 111, nämlich der Hübe der Kolben 136, variabel zu steuern.
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Die 6(B) zeigt eine Ölzirkulationsrate relativ zu einer Menge des zirkulierenden Kühlmittels, das in dem Klimaanlagensystem strömt, wenn der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung in einer Testumgebung betrieben wird. In der 6(A) stellt eine Position A eine Position eines ersten Verbindungskanals 101d bei der vorliegenden Erfindung dar, und eine Position B stellt eine Position eines ersten Verbindungskanals in einem Vergleichsbeispiel dar. Die Position B ist ein Beispiel eines Zustands, bei dem sich der erste Verbindungskanal an einer Position in der Bodenwand 101c an der untersten Seite in der Richtung der Schwerkraft befindet.
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Falls sich der erste Verbindungskanal an der Position A befindet, wird die Ölzirkulationsrate offensichtlich kleiner als in jenem Fall, wenn sich der Kanal an der Position B befindet, und zwar bei jeder Drehzahl des Verdichters, wie dies in der 6(B) gezeigt ist, und es wurde bestätigt, dass das Ausströmen des Öls zu der Außenseite des Verdichters unterdrückt wurde, um einen Beitrag zur Verbesserung der Funktion des Klimaanlagensystems zu erreichen. Die Ölzirkulationsrate beträgt unter dem Gesichtspunkt der Funktion des Klimaanlagensystems vorzugsweise 1% oder weniger, und es wurde bestätigt, dass eine Ölzirkulationsrate von 1% oder weniger durch die vorliegende Erfindung in einem regulären Drehzahlbereich (ab einer Drehzahl im Leerlaufzustand mit 3000 U/min) erreicht werden kann.
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In den hohen Drehzahlbereichen (5000 U/min, 8000 U/min) erhöht sich des Weiteren die Ölzirkulationsrate, wenn dies mit den Drehzahlbereichen von 800 U/min und 3000 U/min verglichen wird, und es wurde auch bestätigt, dass das Öl nicht übermäßig in der Kurbelkammer aufbewahrt wurde und dass das übermäßige Ausströmen des Öls zu der Außenseite des Verdichters unterdrückt wurde.
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Hierbei zeigt die Tabelle 1 Zustände des vorstehend beschriebenen Experiments in dem vorstehend beschriebenen Klimaanlagensystem (ein Klimaanlagensystem zumindest einschließlich des vorstehend beschriebenen Verdichters und eines Verdampfers). [Tabelle 1]
| Drehzahl des Verdichters (U/min) | 800 | 3000 | 5000 | 8000 |
| Lufttemperatur am Einlass des Verdampfers (°C) | 45 | 25 | 25 | 25 |
| Relative Luftfeuchtigkeit am Einlass des Verdampfers (%) | 40 | 40 | 40 | 40 |
| Druck in der Auslasskammer (MPaG) | 1,7 | 1,5 | 1,35 | 1,35 |
| Druck in der Saugkammer (MPaG) | unbetimmt | 0,18 | 0,2 | 0,2 |
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Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Ebene W an einer Mitte zwischen Zylinderbohrungen 101a1 und 101a2 positioniert ist, kann dafür eine Ebene U verwendet werden, die durch eine Mitte zwischen Zylinderbohrungen 101a1 und 101a3 (3) und die Achse der Antriebswelle definiert ist.
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Des Weiteren kann eine Konkavität/Konvexität an der Bodenwand 101c der Ausnehmung (erste Bohrung 101b1) vorhanden sein. Wie dies zum Beispiel in der 7 gezeigt ist, kann ein Umgebungsabschnitt 101c1 des offenen Endes der ersten Bohrung 101d, die in der Bodenwand 101c der Ausnehmung mündet, mit einer Form ausgebildet sein, die zu einer Seite der Kurbelkammer 140 mehr als ein anderer Bodenwandbereich 101c2 vorsteht (insbesondere ein Bereich nahe der Umfangswand). Gemäß einer derartigen Konfiguration wird des für das an dem anderen Bodenwandbereich 101c2 haftende Öl schwierig, in das offene Ende des ersten Kanals 101d zu strömen, wodurch die Ausströmung des Öls in die Saugkammer 141 weiter unterdrückt wird.
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Obwohl der Kanal, der für den Druckzuführkanal 145 und den Druckentweichkanal 147 gemeinsam vorgesehen ist, des Weiteren bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, kann im Falle einer Struktur, bei der eine Konfiguration eines gemeinsamen Kanals nicht erforderlich ist, ein Verdichter mit variabler Verdrängung ausgebildet sein, bei dem ein Druckzuführkanal und ein Druckentweichkanal getrennt voneinander ausgebildet sind.
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Auch wenn der Verdichter bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein kupplungsloser Verdichter ist, kann des Weiteren ein Verdichter verwendet werden, der eine elektromagnetische Kupplung verwendet. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Verdichter mit fester Verdrängung angewendet werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung
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Der Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf beliebige Kolbenverdichter angewendet werden, die ein Kühlmittel verdichten, und insbesondere ist er geeignet auf einen Verdichter anwendbar, der bei einem Klimaanlagensystem für Fahrzeuge verwendet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verdichter mit variabler Verdrängung als ein Kolbenverdichter
- 101
- Zylinderblock
- 101a, 101a1, 101a2, 101a3
- Zylinderbohrung
- 101b
- Mittelbohrung
- 101b1
- erste Bohrung
- 101b2
- zweite Bohrung
- 101b3
- dritte Bohrung
- 101b11, 101b12
- Zylinderbohrungsausbildungswand
- 101c
- Bodenwand
- 101c1
- Umgebungsabschnitt des offenen Endes
- 101c2
- anderer Bodenwandbereich
- 101d
- erster Kanal
- 101e
- Verbindungsbereich
- 102
- vorderes Gehäuse
- 102a
- Nabenteil
- 102b, 104b
- Anbringungsabschnitt
- 102c
- Bodenwand des vorderen Gehäuses
- 102d1, 102d2
- Schmierkanal
- 102e1, 102e2
- Öleinfangnut
- 103
- Ventilplatte
- 103a
- Saugloch
- 103b
- Auslassloch
- 103c
- Durchlass
- 104
- Zylinderkopf
- 104a
- Saugkanal
- 105
- Durchgangsschraube
- 110
- Antriebswelle
- 111
- Taumelscheibe
- 111b
- Durchgangsloch
- 111a
- zweiter Arm
- 112
- Rotor
- 112a
- erster Arm
- 114
- Neigungswinkelverkleinerungsfeder
- 115
- Neigungswinkelvergrößerungsfeder
- 116
- Federstützelement
- 120
- Kopplungsmechanismus
- 121
- Kopplungsarm
- 122
- erster Kopplungsstift
- 123
- zweiter Kopplungsstift
- 130
- Wellendichtungsvorrichtung
- 131
- Gleitlager
- 132
- Axialplatte
- 133
- Gleitlager
- 134
- Lager
- 135
- Einstellschraube
- 136
- Kolben
- 137
- Gleitstück
- 140
- Kurbelkammer
- 141
- Saugkammer
- 142
- Auslasskammer
- 145
- Druckzuführkanal
- 145a
- dritter Kanal
- 146
- Verbindungskanal
- 147
- Druckentweichkanal
- 148
- zweiter Kanal
- 150
- Leistungsübertragungsvorrichtung
- 300
- Steuerventil
- U, T, V, W
- Ebene
- O
- Achse der Antriebswelle
