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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter mit variabler Verdrängung, und insbesondere bezieht sie sich auf einen Verdichter mit variabler Verdrängung zum Gebrauch bei einem Fahrzeugklimaanlagensystem.
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STAND DER TECHNIK
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Die Patentdruckschrift 1 offenbart einen Verdichter mit variabler Verdrängung, der ein erstes Steuerventil 33, das die Kanalquerschnittsfläche eines Druckzuführungskanals zum Zuführen eines Kühlmittels zu einer Kurbelkammer von einem Auslassdruckbereich ändert, und ein zweites Steuerventil 34 hat, das die Kanalquerschnittsfläche eines Druckentlastungskanals zum Auslassen des Kühlmittels von der Kurbelkammer zu einem Saugdruckbereich ändert.
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LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
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PATENTDRUCKSCHRIFT
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Patentdruckschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2011 185 138 A -
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
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Bei dem zweiten Steuerventil 34 des Verdichters mit variabler Verdrängung der Patentdruckschrift 1 dient eine erste eingeschnittene Nut 542 als ein Drosselkanal in einem Zustand, in dem eine Endfläche 573 an der Seite einer Auslasskammer 59 eines zweiten Ventilabschnitts 57 mit der Spitzenfläche eines Vorsprungs 541 in Kontakt ist. Und in diesem Fall muss die Spitzenfläche eines Vorsprungs 563 eines ersten Ventilabschnitts 56 an einer Bodenfläche 591 der Auslasskammer 59 anliegen. Insbesondere ist bei dem zweiten Steuerventil der Patentdruckschrift 1 ein Betrieb unerlässlich, der die Passposition des ersten Ventilabschnitts 56 des zweiten Ventilabschnitts in einem Zustand einstellt, in dem der erste Ventilabschnitt 56, ein Ventilsitzausbildungsring 54 und der zweite Ventilabschnitt 57 in einem Zylinderblock 11 tatsächlich untergebracht sind. Daher bestand ein Problem, dass die Anlage zwischen der Endfläche 573 und der Spitzenfläche des Vorsprungs 541 und die Anlage zwischen der Spitzenfläche des Vorsprungs 563 und einer Bodenfläche 591 der Auslasskammer 59 nicht überprüft werden konnten, und somit war es nicht möglich, zu bestimmen, ob die Anlagezustände korrekt sind.
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Die Konfigurationen wie zum Beispiel des ersten Ventilabschnitts 56, des Ventilsitzausbildungsringes 54 und des zweiten Ventilabschnitts 57 bei dem zweiten Steuerventil 34 beruhen auf der Annahme, dass sie in dem Zylinderblock 11 untergebracht sind, und somit müssen sie nicht so konfiguriert sein, dass sie in einen Zylinderkopf zum Beispiel von einem offenen Ende (einer Seite der Ventilplatte 14) des Zylinderkopfes (hinteres Gehäuse 13) untergebracht werden. Insbesondere wurde nicht berücksichtigt, dass sie in dem Zylinderkopf angeordnet sind, was ein Problem dahingehend verursacht hat, dass das Layout begrenzt ist.
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Die Druckschrift
JP 2010 106 677 A offenbart einen Verdichter mit variabler Verdrängung mit einem Zuführungskanal zum Zuführen von Kältemittelfluid von der Druckregelkammer, ein erstes Regelventil zum Regeln der Kältemittelfluidmenge, die durch den Zuführungskanal strömt, ein Rückschlagventil, das zwischen dem ersten Regelventil und er Druckregelkammer vorgesehen ist und durch verschließen des Kanals verhindert, dass das Kältemittelfluid von der Druckregelkammer zum ersten Regelventil fließt, und ein zweites Regelventil zum Anpassen einer Querschnittsfläche des Entlastungskanals vom Minimum zum Maximum. Das zweite Regelventil besitzt eine Staudruckkammer, die mit dem Zuführungskanal verbunden ist, eine Ventilkammer, die einen Teil des Entlastungskanals bildet und mit einem Ansaugdruckbereich verbunden ist, ein Ventilloch, das einen Teil des Entlastungskanals bildet und mit einem Ventilkammer verbunden ist, und einen Spulenkörper mit einem Ventilabschnitt, der in der Ventilkammer vorgesehen ist. Wenn ein Druck in der Staudruckkammer ansteigt, reduziert der Ventilabschnitt den Grad der Öffnung des Ventillochs.
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Auch hier bestand ein Problem, dass die Anlage zwischen der Endfläche einer stationären Stufe 83 und der Endfläche einer beweglichen Stufe 78 und die Anlage zwischen der Endfläche eines Ventilabschnitts 79 und einem Plattenaufbau 3 nicht überprüft werden konnten, und somit war es nicht möglich, zu bestimmen, ob die Anlagezustände korrekt sind.
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Die Druckschrift
US 2004 / 0 258 536 A1 offenbart einen Verdichter mit variabler Verdrängung, der Teil eines Kältekreislaufs für ein Klimaanlagengerät bildet und einen Verdrängungsregelmechanismus aufweist, der die Verdrängung des Verdichters regelt. Die Verdrängung wird reduziert, sobald ein Druck in einer Kurbelkammer ansteigt und wird erhöht, sobald der Druck in der Kurbelkammer abfällt. Der Verdrängungsregelmechanismus beinhaltet einen Entlüftungskanal, einen Zuführungskanal, ein erstes Regelventil und ein zweites Regelventil. Das zweite Regelventil beinhaltet eine hintere Druckkammer, eine Ventilkammer, einen Ventilkörper, eine Feder und einen zweiten Ventilabschnitt. Der zweite Ventilabschnitt ist mit einer Rückoberfläche des Ventilkörpers vorgesehen. Der zweite Ventilabschnitt schließt eine Öffnung eines Einleitungskanals in der hinteren Druckkammer, wenn der erste Ventilabschnitt die Öffnung des Entlüftungskanals maximiert.
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Auch hier bestand ein Problem, dass die Anlage zwischen der Endfläche eines zylindrischen Abschnitts 72 eines Ventilgehäuses 73 und der Bodenoberfläche 70a eines Aufnahmelochs 70 und die Anlage zwischen einer Endoberfläche 73a des Ventilgehäuses 73 und der Rückoberfläche 80 eines Spulenkörpers 76 nicht überprüft werden konnten, und somit war es nicht möglich, zu bestimmen, ob die Anlagezustände korrekt sind.
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Die Druckschrift
JP H10-61549 A offenbart einen Verdichter mit variabler Verdrängung, der eine Ausstoßverdrängung durch Verändern der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und dem Druck in der Zylinderbohrung über den Kolben basierend auf der Regelung der Öffnung des Verdrängungsregelventils regelt. Es ist ferner offenbart, dass der Verdichter mit variabler Verdrängung das Druckdifferenzventil entweder im Druckzuführungskanal aufweist, um zu ermöglichen, dass der Ausstoßdruckbereich und die Kurbelkammer miteinander verbunden sind, oder im Druckentlastungskanal aufweist, um zu ermöglichen, dass die Kurbelkammer und der Einzugsdruckbereich miteinander verbunden sind. Ferner ist das Druckdifferenzventil eingerichtet, so zu wirken, dass die Ausstoßverdrängung reduziert wird, wenn der Differenzdruck zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und der Druck im Einzugsdruckbereich einen bestimmten Druck erreicht oder überschreitet.
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Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter mit variabler Verdrängung vorzusehen, der ermöglicht, dass ein zweites Steuerventil überprüft wird, bevor das zweite Steuerventil in den Verdichter eingebaut wird, und der ermöglicht, dass das zweite Steuerventil einfach angeordnet wird.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Bei einem Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kühlmittel in einem Auslassdruckbereich zu einer Kurbelkammer durch einen Druckzuführungskanal zugeführt, und das Kühlmittel in der Kurbelkammer wird in einen Saugdruckbereich durch einen Druckentlastungskanal ausgelassen, so dass ein Druck in der Kurbelkammer reguliert wird, wodurch das Auslassvolumen durch die Druckregulierung in der Kurbelkammer gesteuert wird, und der Verdichter mit variabler Verdrängung hat ein erstes Steuerventil, das den Öffnungsgrad des Druckzuführungskanals einstellt, und ein zweites Steuerventil, das den Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals einstellt. Das zweite Steuerventil hat eine Staudruckkammer, die mit einem Bereich an der stromabwärtigen Seite bezüglich des ersten Steuerventils in dem Druckzuführungskanal in Verbindung ist, eine Ventilkammer, die von der Staudruckkammer durch ein Trennelement getrennt ist, um einen Teil des Druckentlastungskanals zu bilden, und die mit einem mit der Kurbelkammer in Verbindung stehenden Ventilloch in der Wandfläche an der Seite gegenüber der Staudruckkammer versehen ist, und einen Spulenkörper, der einen Druckaufnahmeabschnitt, der in der Staudruckkammer angeordnet ist, einen Ventilabschnitt, der in der Ventilkammer angeordnet ist, und einen Schaftabschnitt hat, der sich so erstreckt, dass er durch das Trennelement dringt, um den Druckaufnahmeabschnitt und den Ventilabschnitt zu verbinden. Wenn das erste Steuerventil geöffnet wird und eine Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers in einer Richtung zum Annähern an das Ventilloch durch einen auf den Druckaufnahmeabschnitt aufgebrachten Druck größer wird als eine Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers in einer Richtung zum Trennen von dem Ventilloch durch einen auf den Ventilabschnitt aufgebrachten Druck, dann liegt der Ventilabschnitt an der Wandfläche der Ventilkammer an, um dadurch das Ventilloch zu schließen, so dass der Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals auf den minimalen Grad eingestellt ist, und wenn das erste Steuerventil geschlossen wird und die Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers in der Richtung zum Annähern an das Ventilloch durch den auf den Druckaufnahmeabschnitt aufgebrachten Druck kleiner wird als die Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers in der Richtung zum Trennen von dem Ventilloch durch den auf den Ventilabschnitt aufgebrachten Druck, dann wird der Ventilabschnitt von der Wandfläche getrennt, um dadurch das Ventilloch zu öffnen, so dass der Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals auf den maximalen Grad eingestellt wird. Das Trennelement hat eine Seitenwand, die so vorgesehen ist, dass sie den Ventilabschnitt umgibt, und eine Endwand, die mit einer Endseite der Seitenwand verbunden ist, und sie hat ein Durchgangsloch, durch das der Schaftabschnitt dringt, und es ist so positioniert, dass eine Endfläche der Seitenwand an einer Seite gegenüber der Endwand an der Wandfläche der Ventilkammer anliegt. Wenn der Ventilabschnitt des Spulenkörpers an der Wandfläche der Ventilkammer anliegt, liegt der Druckaufnahmeabschnitt des Spulenkörpers an der Endwand des Trennelements an.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß dem Verdichter mit variabler Verdrängung kann das zweite Steuerventil überprüft werden, bevor das zweite Steuerventil in den Verdichter eingebaut wird, und das zweite Steuerventil kann einfach angeordnet werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Ansicht eines Verdichters mit variabler Verdrängung, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird.
- 2 zeigt eine Ansicht eines ersten Steuerventils, das in dem Verdichter mit variabler Verdrängung vorgesehen ist.
- 3 zeigt eine Ansicht der Steuerungscharakteristika des ersten Steuerventils.
- 4A und 4B zeigen eine Ansicht eines Rückschlagventils, das in dem Verdichter mit variabler Verdrängung vorgesehen ist.
- 5A und 5B zeigen eine Ansicht eines zweiten Steuerventils, das in dem Verdichter mit variabler Verdrängung vorgesehen ist.
- 6 zeigt eine Ansicht einer integrierten Konfiguration eines Spulenkörpers und eines Trennelements in dem zweiten Steuerventil.
- 7 zeigt eine Ansicht eines Zustands, in dem das zweite Steuerventil mittels einer Presspassung in einen Zylinderkopf vorübergehend eingepasst ist.
- 8 zeigt eine Ansicht eines anderen Beispiels des zweiten Steuerventils.
- 9 zeigt eine Ansicht eines weiteren Beispiels des zweiten Steuerventils.
- 10 zeigt eine Ansicht eines Beispiels, bei dem das zweite Steuerventil eine Widerstandseinheit hat.
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MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Nachfolgend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ein Verdichter 100 mit variabler Verdrängung, der in der 1 dargestellt ist, ist ein kupplungsloser Verdichter, und er hat einen Zylinderblock 101 mit vielen Zylinderbohrungen 101a, ein 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 tritt durch eine Kurbelkammer 140 hindurch, die durch den Zylinderblock 101 und das vordere Gehäuse 102 definiert ist. Eine Taumelscheibe 111 ist um einen axial mittleren Teil der Antriebswelle 110 herum platziert. Die Taumelscheibe 111 ist über einen Kopplungsmechanismus 120 mit einem Rotor 112 verbunden, der an der Antriebswelle 110 befestigt ist, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 hinsichtlich der Antriebswelle 110 ist variabel.
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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, von dem ein Ende mit dem ersten Arm 112a über einen ersten Verbindungsstift 122 drehbar verbunden ist, und von dem das andere Ende mit dem zweiten Arm 111a über einen zweiten Verbindungsstift 123 drehbar verbunden ist.
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Die Taumelscheibe 111 hat ein Durchgangsloch 111b, das so geformt ist, dass die Taumelscheibe 111 in einem Bereich von einem maximalen Neigungswinkel bis zu einem minimalen Neigungswinkel geneigt werden kann. Ein Regulierteil des minimalen Neigungswinkels, der mit der Antriebswelle 110 in Kontakt ist, ist in dem Durchgangsloch 111b ausgebildet. Der Regulierteil des minimalen Neigungswinkel in dem Durchgangsloch 111b ermöglicht es, dass die Taumelscheibe 111 bis ungefähr 0° geneigt wird, wobei 0° der Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 ist, wenn die Taumelscheibe 111 orthogonal zu der Antriebswelle 110 steht. Der maximale Neigungswinkel der Taumelscheibe wird durch eine Anlage der Taumelscheibe 111 an den Rotor 112 reguliert.
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An der Antriebswelle 110 sind eine Neigungswinkelverkleinerungsfeder 114 zum Vorspannen der Taumelscheibe 111 in einer Richtung zum Verkleinern des Neigungswinkels und eine Neigungswinkelvergrößerungsfeder 115 zum Vorspannen der Taumelscheibe 111 in einer Richtung zum Vergrößern des Neigungswinkels mit der dazwischen angeordneten Taumelscheibe 111 angebracht. Insbesondere ist die Neigungswinkelverkleinerungsfeder 114 zwischen der Taumelscheibe 111 und dem Rotor 112 angeordnet, und die Neigungswinkelvergrößerungsfeder 115 ist zwischen der Taumelscheibe 111 und einem Federstützelement 116 angeordnet, das an der Antriebswelle 110 befestigt oder daran ausgebildet ist.
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Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 der minimale Neigungswinkel ist, ist die Vorspannkraft der Neigungswinkelvergrößerungsfeder 115 so eingestellt, dass sie größer ist als die Vorspannkraft der Neigungswinkelverkleinerungsfeder 114. Wenn sich die Antriebswelle 110 nicht dreht, ist dementsprechend die Taumelscheibe 111 an einem vorbestimmten Neigungswinkel (> minimaler Neigungswinkel) positioniert, bei dem die resultierende Kraft der Vorspannkraft der Neigungswinkelverkleinerungsfeder 114 und der Vorspannkraft der Neigungswinkelvergrößerungsfeder 115 gleich Null beträgt. Der vorbestimmte Neigungswinkel ist in dem minimalen Neigungswinkelbereich eingestellt, in dem ein Verdichtungsbetrieb durch einen Kolben 136 gewährleistet wird, und er kann zum Beispiel in dem Bereich von 1° bis 3° eingestellt sein.
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Ein Ende der Antriebswelle 110 tritt durch einen Nabenabschnitt 102a hindurch, der von dem Gehäuse 102 vorsteht, und es erstreckt sich zu der Außenseite und ist mit einer Leistungsübertragungsvorrichtung verbunden, die nicht dargestellt ist. Eine Wellendichtungsvorrichtung 130 ist zwischen der Antriebswelle 110 und dem Nabenabschnitt 102a vorgesehen, um das Innere der Kurbelkammer 140 von der Außenseite abzuschotten. Ein Verbindungskörper der Antriebswelle 110 und des Rotors 112 ist durch Lager 131 und 132 in der radialen Richtung gestützt, und er ist durch ein Lager 133 und eine Axialplatte 134 in der Axialrichtung gestützt. Anders gesagt ist die Antriebswelle 110 durch den Verdichterkörper drehbar gestützt. Der Spalt zwischen einem Endabschnitt an der Seite der Axialplatte 134 der Antriebswelle 110 und der Axialplatte 134 ist durch eine Einstellschraube 135 auf einen vorbestimmten Spalt eingestellt. Wenn eine Leistung von einer externen Antriebsquelle zu der Leistungsübertragungsvorrichtung übertragen wird (nicht dargestellt), dreht sich die Antriebswelle 110 synchron mit der Drehung der Leistungsübertragungsvorrichtung.
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Ein Kolben 136 ist in der jeweiligen Zylinderbohrung 101a platziert. Ein Außenumfangsteil der Taumelscheibe 111 ist in einem Innenraum eines Endes des Kolbens 136 untergebracht, das zu der Kurbelkammer 140 hin vorsteht, und die Taumelscheibe 111 ist mit dem Kolben 136 über ein Paar Gleitstücke 137 verriegelt. Dies ermöglicht, dass sich der Kolben 136 in der Zylinderbohrung 101a gemäß der Drehung der Taumelscheibe 111 hin und her bewegt. Anders gesagt wandelt die Taumelscheibe 111 die Drehung der Antriebswelle 110 zu der reziprokierenden Bewegung des Kolbens 136 um.
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In dem Zylinderkopf 104 sind eine Saugkammer 141 als ein Saugdruckbereich, der in einem mittleren Teil angeordnet ist, und eine Auslasskammer 142 als ein Auslassdruckbereich ausgebildet, der die Saugkammer 141 an der in der radialen Richtung äußeren Seite ringartig umgibt. Die Saugkammer 141 ist mit der Zylinderbohrung 101a über ein Verbindungsloch 103a, das in der Ventilplatte 103 ausgebildet ist, und ein Saugventil (nicht dargestellt) in Verbindung, das in einer Saugventilausbildungsplatte 150 ausgebildet ist. Die Auslasskammer 142 ist mit der Zylinderbohrung 101a über ein Auslassventil (nicht dargestellt), das in einer Auslassventilausbildungsplatte 151 ausgebildet ist, und ein Verbindungsloch 103b in Verbindung, das in der Ventilplatte 103 ausgebildet ist.
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Das Gehäuse 102, eine Mitteldichtung (nicht dargestellt), der Zylinderblock 101, eine Zylinderdichtung 152, die Saugventilausbildungsplatte 150, die Ventilplatte 103, die Auslassventilausbildungsplatte 151, eine Kopfdichtung 153 und der Zylinderkopf 104 werden hintereinander verbunden, und sie werden dann durch viele Durchgangsschrauben 105 aneinander befestigt, um einen Verdichterkörper zu bilden.
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In einem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 101 ist ein Krümmer vorgesehen. Der Krümmer ist durch Befestigen eines Deckelelements 105, in dem ein Auslassanschluss 106a ausgebildet ist, und einer Ausbildungswand 101b, die in einem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 101 abgetrennt ist, mittels einer Schraube durch ein Dichtungselement hindurch ausgebildet, das nicht dargestellt ist. Ein Krümmerraum 143 in dem Krümmer ist mit der Auslasskammer 142 durch den Verbindungskanal 144 verbunden. In dem Krümmerraum 143 ist ein Auslassrückschlagventil 200 in einem Verbindungsabschnitt des Verbindungskanals 144 und des Krümmerraums 143 angeordnet. Durch eine derartige Konfiguration ist die Auslasskammer 142 mit einem auslassseitigen Kühlkreislauf eines Klimaanlagensystems durch einen Auslasskanal verbunden, der den Verbindungskanal 144, das Auslassrückschlagventil 200, den Krümmerraum 143 und den Auslassanschluss 106a enthält. Das Auslassrückschlagventil 200 wird gemäß einer Druckdifferenz zwischen dem Verbindungskanal 144 (stromaufwärtige Seite) und dem Krümmerraum 143 (stromabwärtige Seite) betrieben. Wenn die Druckdifferenz kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, wird der Verbindungskanal 144 geschlossen. Wenn die Druckdifferenz größer ist als ein vorbestimmter Wert, wird der Verbindungskanal 144 geöffnet.
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In dem Zylinderkopf 104 ist ein Saugkanal ausgebildet, der einen Sauganschluss (nicht dargestellt) und einen Verbindungskanal 104a enthält. Der Saugkanal erstreckt sich linear derart, dass er einen Teil der Auslasskammer 142 von der in der radialen Richtung äußeren Seite des Zylinderkopfs 104 kreuzt. Die Saugkammer 141 ist mit einem saugseitigen Kühlkreislauf des Klimaanlagensystems durch den Saugkanal verbunden.
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Der Zylinderkopf 104 ist des Weiteren mit einem ersten Steuerventil 300 versehen. Das erste Steuerventil 300 ist in einem Aufnahmeloch 104b untergebracht, das so ausgebildet ist, dass es sich in der radialen Richtung in dem Zylinderkopf 104 erstreckt. Das erste Steuerventil 300 stellt den Öffnungsgrad eines Druckzuführungskanals 145 ein, der ermöglicht, dass die Auslasskammer 142 und die Kurbelkammer 140 miteinander in Verbindung sind, und zwar gemäß dem Druck der Saugkammer 141, der durch einen Verbindungskanal 104c eingeführt wird, und der elektromagnetischen Kraft, die durch einen Strom erzeugt wird, der in einem Solenoid auf der Grundlage eines externen Signals strömt. Somit steuert das erste Steuerventil 300 die Menge des Kühlmittels in dem Auslassdruckbereich, die der Kurbelkammer 140 durch den Druckzuführungskanal 145 zuzuführen ist. In dem Druckzuführungskanal 145 an der stromabwärtigen Seite bezüglich des ersten Steuerventils 300 ist ein später beschriebenes Rückschlagventil 250 angeordnet. Das Rückschlagventil 250 ist mit dem Öffnen und Schließen des ersten Steuerventils 300 gekoppelt, um den Druckzuführungskanal 145 zu öffnen und zu schließen. Das Rückschlagventil 250 und der Druckzuführungskanal 145 werden später im Einzelnen beschrieben.
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Das Kühlmittel in der Kurbelkammer 140 strömt in die Saugkammer 141 durch einen Druckentlastungskanal 146, der einen ersten Druckentlastungskanal 146a enthält, über einen Verbindungskanal 101c, einen Raum 101d und eine feste Drossel 103c, die in der Ventilplatte 103 ausgebildet ist, und der einen zweiten Druckentlastungskanal 146b enthält, über ein zweites Steuerventil 350, das später beschrieben wird. Insbesondere wird das Kühlmittel in der Kurbelkammer 140 in den Saugdruckbereich durch den Druckentlastungskanal 146 ausgelassen. Die Strömungskanalquerschnittsfläche in dem zweiten Steuerventil 350 ist so eingestellt, dass sie größer ist als die Strömungskanalquerschnittsfläche der festen Drossel 103c.
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Wenn das erste Steuerventil 300 und das Rückschlagventil 250 geschlossen sind, öffnet ein zweites Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b, so dass der Druckentlastungskanal 146 den ersten Druckentlastungskanal 146a und den zweiten Druckentlastungskanal 146b enthält. Somit strömt das Kühlmittel in der Kurbelkammer 140 umgehend in die Saugkammer 141. Dann wird der Druck der Kurbelkammer 140 gleich dem Druck der Saugkammer 141, so dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe den maximalen Neigungswinkel erreicht, und somit erreicht der Kolbenhub (das Auslassvolumen) sein Maximum.
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Wenn das erste Steuerventil 300 und das Rückschlagventil 250 geöffnet werden, schließt das zweite Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b, so dass der Druckentlastungskanal 146 nur den ersten Druckentlastungskanal 146a enthält. Daher wird die Strömung des Kühlmittels in der Kurbelkammer 140 in die Saugkammer 141 begrenzt, so dass der Druck der Kurbelkammer 140 leicht erhöht wird. Aufgrund der Erhöhung des Drucks in der Kurbelkammer 140 verkleinert sich dann der Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 von dem maximalen Neigungswinkel. Somit kann der Kolbenhub variabel gesteuert werden.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird bei dem Verdichter 100 mit variabler Verdrängung das Kühlmittel in dem Auslassdruckbereich zu der Kurbelkammer 140 durch den Druckzuführungskanal 145 zugeführt, und das Kühlmittel in der Kurbelkammer 140 wird in den Saugdruckbereich durch den Druckentlastungskanal 146 ausgelassen, so dass der Druck in der Kurbelkammer 140 reguliert wird, wodurch das Auslassvolumen durch die Druckregulierung in der Kurbelkammer 140 gesteuert wird. Außerdem hat der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung das erste Steuerventil 300, das den Öffnungsgrad des Druckzuführungskanals 145 einstellt, und das zweite Steuerventil 350, das den Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals 146 einstellt.
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Nachfolgend wird das erste Steuerventil 300 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben. Wie dies in der 2 dargestellt ist, hat das erste Steuerventil 300 eine Ventileinheit und eine Antriebseinheit (Solenoid), die die Ventileinheit betätigt, damit sie sich öffnet und schließt.
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Die Ventileinheit hat ein zylindrisches Ventilgehäuse 301. In dem Ventilgehäuse sind in dieser Reihenfolge in der axialen Richtung eine erste Druckerfassungskammer 302, eine Ventilkammer 303 und eine zweite Druckerfassungskammer 307 ausgebildet. Die erste Druckerfassungskammer 302 ist mit der Kurbelkammer 140 durch ein Verbindungsloch 301a in Verbindung, das in dem Außenumfangsabschnitt des Ventilgehäuses 301 ausgebildet ist. Die zweite Druckerfassungskammer 307 ist mit der Saugkammer 141 durch ein Verbindungsloch 301e in Verbindung, das in dem Außenumfangsabschnitt des Ventilgehäuses 201 ausgebildet ist, und durch den Verbindungskanal 104c. Die Ventilkammer 303 ist mit der Auslasskammer 142 durch ein Verbindungsloch 301b in Verbindung, das in dem Außenumfangsabschnitt des Ventilgehäuses 301 ausgebildet ist. Die erste Druckerfassungskammer 302 und die Ventilkammer 303 dürfen miteinander durch ein Ventilloch 301c in Verbindung sein. Ein Stützloch 301d ist zwischen der Ventilkammer 303 und der zweiten Druckerfassungskammer 307 ausgebildet.
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Ein Balg 305 ist in der ersten Druckerfassungskammer 302 angeordnet. Der Balg 305 hat eine Feder in dem inneren Unterdruckbereich. Der Balg 305 ist so angeordnet, dass er in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 301 verformbar ist, und er hat eine Funktion als eine Druckerfassungseinheit, die den Druck in der ersten Druckerfassungskammer 302 aufnimmt, d.h. den Druck in der Kurbelkammer 140.
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Ein Ventilkörper 304 mit einer säulenartigen Form ist in der Ventilkammer 303 untergebracht. Die Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 304 ist in einem engen Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Stützlochs 301d, und der Ventilkörper 304 ist in dem Stützloch 301d verschiebbar und in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 301 bewegbar. Ein Ende des Ventilkörpers 304 kann das Ventilloch 301c öffnen und schließen, und das andere Ende ragt in die zweite Druckerfassungskammer 307.
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An einem Ende des Ventilkörpers 304 ist ein Ende eines stabförmigen Verbindungsabschnitts 306 befestigt. Der Verbindungsabschnitt 306 ist so angeordnet, dass das andere Ende an dem Balg 305 anliegen kann, und er hat eine Funktion zum Übertragen der Verformung des Balges 305 zu dem Ventilkörper 304.
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Die Antriebseinheit hat ein zylindrisches Solenoidgehäuse 312. Das Solenoidgehäuse 312 ist mit dem anderen Ende des Ventilgehäuses 301 so verbunden, dass es koaxial zu dem Ventilgehäuse 301 ist. Eine vergossene Spule 314, in der eine elektromagnetische Spule mit einem Kunstharz abgedeckt ist, ist in dem Solenoidgehäuse 312 untergebracht, und ein zylindrischer, fester Kern 310 ist darin konzentrisch untergebracht. Der feste Kern 310 erstreckt sich von dem Ventilgehäuse 301 zu einer Position entsprechend der Mitte der vergossenen Spule 314. Ein Endabschnitt des festen Kerns 310 an der Seite gegenüber dem Ventilgehäuse 301 ist durch eine zylindrische Buchse 313 umgeben, die zu verschließen ist.
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Der feste Kern 310 hat in der Mitte ein Einfügungsloch 310a. Eine Seite des Einfügungslochs 310a mündet in die zweite Druckerfassungskammer 307. Zwischen dem festen Kern 310 und dem geschlossenen Ende der Buchse 313 ist ein zylindrischer, bewegbarer Kern 308 untergebracht.
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Ein Solenoidstab 309 ist in dem Einfügungsloch 310a eingefügt. Ein Ende des Solenoidstabs 309 ist mittels einer Presspassung in den Ventilkörper 304 eingepasst und so daran befestigt, dass er koaxial zu dem Ventilkörper 304 ist. Der andere Endabschnitt des Solenoidstabs 309 ist mittels einer Presspassung in ein Durchgangsloch eingepasst, das in dem bewegbaren Kern 308 ausgebildet ist, so dass der Solenoidstab 309 und der bewegbare Kern 308 integriert sind. Zwischen dem festen Kern 310 und dem bewegbaren Kern 308 ist eine Zwangsentlastungsfeder 311 vorgesehen, die den bewegbaren Kern 308 in einer Richtung (Ventilöffnungsrichtung) zum Trennen von dem festen Kern 310 vorspannt.
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Der bewegbare Kern 308, der feste Kern 310 und das Solenoidgehäuse 312 sind aus einem magnetischen Material ausgebildet, und sie bilden den magnetischen Kreis. Die Buchse 313 ist aus einem nicht-magnetischen Material auf Edelstahlbasis ausgebildet.
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Eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt), die außerhalb des Verdichters 100 vorgesehen ist, ist mit der vergossenen Spule 314 verbunden. Wenn ein Steuerstrom I in die vergossene Spule 314 von der Steuervorrichtung eingespeist wird, erzeugt die vergossene Spule 314 eine elektromagnetische Kraft F(I). Die elektromagnetische Kraft F(I) der vergossenen Spule 314 zieht den bewegbaren Kern 308 zu dem festen Kern 310 an. Insbesondere wirkt die durch die elektromagnetische Kraft F(I) der vergossenen Spule 314 erzeugte Kraft auf den Ventilkörper 304 in einer Ventilschließrichtung.
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Die auf den Ventilkörper 304 in dem ersten Steuerventil 300 wirkende Kraft hat neben der durch die vergossene Spule 314 erzeugten elektromagnetischen Kraft F(I) eine Vorspannkraft Fs der Zwangsentlastungsfeder 311, eine Kraft, die durch den Druck (Auslassdruck Pd) der Ventilkammer 303 erzeugt wird, eine Kraft, die durch den Druck (Kurbeldruck Pc) der ersten Druckerfassungskammer 302 erzeugt wird, eine Kraft, die durch den Druck (Saugdruck Ps) der zweiten Druckerfassungskammer 307 erzeugt wird, und eine Balgvorspannkraft Fb der in dem Balg 305 eingebauten Feder. Die Beziehung dazwischen wird durch einen nachfolgend gezeigten Ausdruck (1) dargestellt, da die wirksame Druckaufnahmefläche Sb des Balges 305, die Dichtfläche Sv, die die Fläche des Ventillochs 301c ist, das durch den Ventilkörper 304 geschlossen ist, und die Querschnittsfläche Sr der zylindrischen Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 304 die Beziehung Sb = Sv = Sr erfüllen. In dem Ausdruck (1) stellt + die Ventilschließrichtung des Ventilkörpers 304 dar, und - stellt die Ventilöffnungsrichtung dar.
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Wenn der Druck der Saugkammer 141 so vergrößert wird, dass er größer ist als der eingestellte Druck, reduziert der Verbundkörper des Balges 305, des Verbindungsabschnitts 306 und des Ventilkörpers 304 den Öffnungsgrad des Druckzuführungskanals 145 derart, dass das Auslassvolumen vergrößert wird, um den Druck der Kurbelkammer 140 zu reduzieren. Wenn der Druck der Saugkammer 141 auf weniger als den eingestellten Druck verkleinert wird, vergrößert der Verbundkörper den Öffnungsgrad des Druckzuführungskanals 145 derart, dass das Auslassvolumen reduziert wird, um den Druck der Kurbelkammer 140 zu vergrößern. Somit steuert der Verbundkörper autonom den Öffnungsgrad des Druckzuführungskanals 145, so dass der Druck der Saugkammer 141 nahe dem eingestellten Druck ist.
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Eine elektromagnetische Kraft wirkt auf den Ventilkörper 304 in der Ventilschließrichtung durch den Solenoidstab 309. Wenn die in die vergossene Spule 314 eingespeiste Stromstärke vergrößert wird, vergrößert sich daher die Kraft in einer Richtung zum Reduzieren des Öffnungsgrads des Druckzuführungskanals 145, so dass sich der eingestellte Druck in einer Verkleinerungsrichtung ändert, wie dies in der 3 dargestellt ist.
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Die Antriebseinheit wird durch eine Pulsbreitenmodulation (PWM-Steuerung) mit einer vorbestimmten Frequenz zum Beispiel in dem Bereich von 400 Hz bis 500 Hz angetrieben, so dass die Pulsbreite (Pulsdauerverhältnis) so verändert wird, dass die Stärke eines Stroms zu einem gewünschten Wert wird, der durch die vergossene Spule 314 strömt.
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Wenn die Klimaanlage betrieben wird, d.h. in einem Betriebszustand des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung, wird die eingespeiste Stromstärke in der vergossenen Spule 314 auf der Grundlage der Klimaanlageneinstellung und/oder der äußeren Umgebung eingestellt, wodurch das Auslassvolumen so gesteuert wird, dass der Druck der Saugkammer 141 auf den eingestellten Druck entsprechend der eingespeisten Stromstärke eingestellt wird. Wenn die Klimaanlage nicht betrieben wird, d.h. in einem Nicht-Betriebszustand des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung, wird die Stromeinspeisung in der vergossenen Spule 314 ausgeschaltet, wodurch der Druckzuführungskanal 145 durch die Zwangsentlastungsfeder 311 geöffnet wird, so dass das Auslassvolumen des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung auf das minimale Volumen gesteuert wird.
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Nachfolgend wird das Rückschlagventil 250 unter Bezugnahme auf die 4A und 4B beschrieben. Das Rückschlagventil 250 ist in dem Druckzuführungskanal 145 stromabwärts bezüglich des ersten Steuerventils 300 angeordnet. Das Rückschlagventil 250 hat einen Ventilkörper 251, ein Aufnahmeloch 101e, das den Ventilkörper 251 unterbringt, und eine Saugventilausbildungsplatte 150 als ein Ventilsitzausbildungselement, das ein Ende des Aufnahmelochs 101e schließt, die ein Ventilloch 150a und einen Ventilsitz 150b hat. In der Saugventilausbildungsplatte 150 sind das Ventilloch 150a und der Ventilsitz 150b ausgebildet.
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Der Ventilkörper 251 hat eine zylindrische Seitenwand 251a und eine Endwand 251b, die ein Ende der Seitenwand 251a schließt. Die zylindrische Seitenwand 251a hat einen Abschnitt 251a1 mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt 251a2 mit großem Durchmesser, der einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des Abschnitts 251a1 mit kleinem Durchmesser. In dem Ventilkörper 251 ist ein Innenkanal ausgebildet, der einen ersten Kanal 251c1, der von dem offenen Ende der Seitenwand 251a zu der Endwand 251b hin ausgebildet ist, und einen zweiten Kanal 251c2 enthält, der die Außenumfangsfläche des Abschnitts 251a1 mit kleinem Durchmesser mit dem ersten Kanal 251c1 verbindet. Der Ventilkörper 251 ist zum Beispiel aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet, aber er kann auch aus anderen Materialien wie zum Beispiel einem Metallmaterial ausgebildet sein.
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In der Endfläche an der Seite der Ventilplatte 103 des Zylinderblocks 101 ist ein Aufnahmeloch 101e ausgebildet, das einen Abschnitt 101e1 mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt 101e2 mit großem Durchmesser enthält, der einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des Abschnitts 101e1 mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 251a2 mit großem Durchmesser des Ventilkörpers ist verschiebbar durch den Abschnitt 101e1 mit kleinem Durchmesser des Aufnahmelochs gestützt. Ein Raum zwischen dem Abschnitt 251a1 mit kleinem Durchmesser des Ventilkörpers und einem Abschnitt 101e2 mit großem Durchmesser des Aufnahmelochs bildet einen ringartigen Kanal. Der ringartige Kanal ist mit dem Innenkanal in Verbindung, der den zweiten Kanal 251c2 und den ersten Kanal 251c1 enthält.
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Das Aufnahmeloch 101e ist so ausgebildet, dass es orthogonal zu der Endfläche des Zylinderblocks 101 ist. Der Ventilkörper 251 bewegt sich in der axialen Richtung der Antriebswelle 110. Wenn die Endwand 251b des Ventilkörpers an dem Ventilsitz 150b der Saugventilausbildungsplatte anliegt, wird die Bewegung des Ventilkörpers 251 in einer Richtung reguliert. Wenn das andere Ende der Seitenwand 251a an der Endfläche 101e3 des Aufnahmelochs anliegt, wird die Bewegung des Ventilkörpers 251 in einer anderen Richtung reguliert. Wenn die Endwand 251b an dem Ventilsitz 150b anliegt, wird das Ventilloch 150a geschlossen. Wenn die Endwand 251b von dem Ventilsitz 150b getrennt wird, wird das Ventilloch 150a geöffnet.
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Das Aufnahmeloch 101e ist mit dem Druckbereich der Kurbelkammer 140 stromabwärts bezüglich des Ventillochs 301c des ersten Steuerventils 300 in dem Aufnahmeloch 104b durch den Druckzuführungskanal 145 stromaufwärts bezüglich des Rückschlagventils 250 in Verbindung. In der Endfläche 101e des Aufnahmelochs 101e ist der Druckzuführungskanal 145 stromabwärts bezüglich des Rückschlagventils 250 ausgebildet, und der Druckzuführungskanal 145 ist mit der Kurbelkammer 140 in Verbindung.
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Daher wirkt ein Druck Pm des Druckzuführungskanals 145 stromaufwärts bezüglich des Rückschlagventils 250 auf ein Ende des Ventilkörpers 251, und ein Druck Pc der Kurbelkammer 140 stromabwärts bezüglich des Rückschlagventils 250 wirkt an dem anderen Ende des Ventilkörpers 251, so dass sich der Ventilkörper 251 in der axialen Richtung gemäß der Druckdifferenz (Pm - Pc) zwischen dem stromaufwärtigen Druck und dem stromabwärtigen Druck bewegt, die auf den Ventilkörper 251 wirken.
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Der Druckzuführungskanal 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 ist mit der Saugkammer 141 über einen später beschriebenen Drosselkanal in Verbindung. In einem Zustand, in dem der Ventilkörper 304 des ersten Steuerventils 300 das Ventilloch 301c öffnet, erreicht daher ein Kühlmittelgas in der Auslasskammer 142 das Ventilloch 150a des Rückschlagventils 250 über den Druckzuführungskanal 145 stromabwärts bezüglich des Ventillochs 301c. Daher erhöht sich der stromaufwärtige Druck, der auf ein Ende des Ventilkörpers 251 wirkt, d.h. der Druck Pm des Druckzuführungskanals 145 stromaufwärts bezüglich des Rückschlagventils 250, so dass Pm - Pc > 0 gilt. Dann wird durch die Druckdifferenz (Pm - Pc) zwischen dem stromaufwärtigen Druck und dem stromabwärtigen Druck, die auf den Ventilkörper 251 wirken, die Endwand 251b des Ventilkörpers 251 von dem Ventilsitz 105b getrennt, und dann liegt das andere Ende der Seitenwand 251a an der Endfläche 101e3 des Aufnahmelochs an. Somit wird das Kühlmittelgas in der Auslasskammer 142 von dem Ventilloch 150a zu der Kurbelkammer 140 über den Abschnitt 101e2 mit großem Durchmesser des Aufnahmelochs 101e, den zweiten Kanal 251c2, den ersten Kanal 251c1 und den Druckzuführungskanal 145 stromabwärts bezüglich des Rückschlagventils 250 zugeführt.
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Wenn der Ventilkörper 304 des ersten Steuerventils 300 das Ventilloch 301c aus dem Zustand zum Öffnen des Ventillochs 301c heraus schließt, wird das Kühlmittelgas in der Auslasskammer 142 zu dem Druckzuführungskanal 145 stromabwärts bezüglich des Ventillochs 301c nicht zugeführt, so dass das Kühlmittelgas in dem Druckzuführungskanal 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 in die Saugkammer 141 über den später beschriebenen Drosselkanal strömt. Daher verkleinert sich der stromaufwärtige Druck, der an einem Ende des Ventilkörpers 251 wirkt, so dass Pm - Pc < 0 gilt. Dann wird durch die Druckdifferenz (Pm - Pc) zwischen dem stromaufwärtigen Druck und dem stromabwärtigen Druck, die auf den Ventilkörper 251 wirken, das andere Ende der Seitenwand 251a von der Endfläche 101e3 des Aufnahmelochs getrennt, so dass die Endwand 251b des Ventilkörpers an dem Ventilsitz 105b anliegt, wodurch der Druckzuführungskanal 145 stromabwärts bezüglich des Rückschlagventils 250 und der Druckzuführungskanal 145 stromaufwärts bezüglich des Rückschlagventils blockiert werden. Somit ist der Druck im Bereich des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 gleich dem Druck der Saugkammer 141. Der Bereich des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 dient nämlich als der Druckbereich der Saugkammer 141. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Rückschlagventil 250 so konfiguriert, dass es den Druckzuführungskanal 145 gekoppelt mit einem Öffnen und Schließen des ersten Steuerventils 300 öffnet und schließt.
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Das Rückschlagventil 250 kann so konfiguriert sein, dass es zusätzlich eine Vorspanneinheit hat, wie zum Beispiel eine Druckschraubenfeder, die den Ventilkörper 251 zu dem Ventilsitz 105b vorspannt. Das Ventilsitzausbildungselement ist nicht auf die Saugventilausbildungsplatte 150 beschränkt, und es kann zum Beispiel eine Ventilplatte sein.
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Nachfolgend wird das zweite Steuerventil 350 unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschrieben. Das zweite Steuerventil 350 ist an dem Zylinderkopf 104 angeordnet, und es hat eine Staudruckkammer 351d, die mit einem Bereich an der stromabwärtigen Seite bezüglich des ersten Steuerventils 300 in dem Druckzuführungskanal 145 in Verbindung ist, eine Ventilkammer 251c, die von der Staudruckkammer 351d durch ein Trennelement 351 getrennt ist, um einen Teil des Druckentlastungskanals 146 zu bilden, und die mit einem mit der Kurbelkammer 140 in Verbindung stehenden Ventilloch 151a in einer Wandfläche an einer Seite gegenüber der Staudruckkammer 351d versehen ist, und einen Spulenkörper 352, der einen Druckaufnahmeabschnitt 352a, der in der Staudruckkammer 351d angeordnet, einen Ventilabschnitt 352b, der in der Ventilkammer 351c angeordnet ist, und einen Schaftabschnitt 352c hat, der sich so erstreckt, dass er durch das Trennelement 351 dringt, um den Druckaufnahmeabschnitt 352a und den Ventilabschnitt 352b zu verbinden.
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Die Aufnahmekammer 104e, in der das zweite Steuerventil 350 untergebracht ist, ist an der Seite einer Verbindungsendfläche 104d mit dem Zylinderblock 101 in dem Zylinderkopf 104 ausgebildet. Die Aufnahmekammer 104e ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet, und sie hat einen Abschnitt mit großem Durchmesser an der Seite der Verbindungsendfläche 104d des Zylinderkopfes, einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der einen Durchmesser hat, der kleiner ist als jener des Abschnitts mit großem Durchmesser an der Tiefenseite, und einen Niveaudifferenzabschnitt zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser und dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser bildet eine erste Aufnahmekammer 104e1, und der Abschnitt mit großem Durchmesser bildet eine zweite Aufnahmekammer 104e2, die das Trennelement 351 aufnimmt.
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Das Trennelement 351 ist mittels einer Presspassung in die Umfangswand der zweiten Aufnahmekammer 104e2 eingepasst, um die Aufnahmekammer 104e in die Staudruckkammer 351d und die Ventilkammer 351c zu trennen, und es hat eine Seitenwand 351a, die so vorgesehen ist, dass sie den Ventilabschnitt 352b umgibt, und eine Endwand 351b, die mit einer Endseite der Seitenwand 351a verbunden ist, und in der ein Durchgangsloch 351b1 ausgebildet ist, durch das der Schaftabschnitt 352c dringt. Insbesondere ist die Seitenwand 351a mit einer zylindrischen Form ausgebildet und trennt die zweite Aufnahmekammer 104e2 in einen inneren zylindrischen Raum in ihrem Inneren und einen äußeren, ringförmigen Raum in ihrem Äußeren, der mit der Saugkammer 141 in Verbindung ist. Die Endwand 351b hat ein Durchgangsloch 351b1, das in einem mittleren Abschnitt ausgebildet ist, und die Endwand 351b trennt zusammen mit der Seitenwand 351a mit der zylindrischen Form die erste Aufnahmekammer 104e1 von dem inneren, zylindrischen Raum der zweiten Aufnahmekammer 104e2. Der innere, zylindrische Raum der zweiten Aufnahmekammer 104e2, der durch die Seitenwand 351a und die Endwand 351b definiert ist, bildet die Ventilkammer 351c. Der äußere Raum der zweiten Aufnahmekammer 104e2, der durch die Seitenwand 351a und die Endwand 351b definiert ist, und die erste Aufnahmekammer 104e1 bilden die Staudruckkammer 351d.
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Das Trennelement 351 ist in der zweiten Aufnahmekammer 104e2 so positioniert, dass die Endfläche 351a1 der Seitenwand 351a an der Seite gegenüber der Endwand 351b an der Auslassventilausbildungsplatte 151 anliegt, die als die Wandfläche an der Seite gegenüber der Staudruckkammer 351d in der Ventilkammer 351c dient. In der Seitenwand 351a ist ein Verbindungsabschnitt 351a ausgebildet, der ermöglicht, dass die Ventilkammer 351c und der ringförmige Raum in der zweiten Aufnahmekammer 104e2 außerhalb der Seitenwand 351a miteinander in Verbindung sind. Die Ventilkammer 351c ist mit der Saugkammer 141 durch den Verbindungsabschnitt 351a2 in Verbindung. Der Verbindungsabschnitt 351a2 kann als ein Loch ausgebildet sein, oder er kann als eine Kerbe ausgebildet sein.
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Die erste Aufnahmekammer 104e1 ist mit einem Bereich, der ein Druckbereich der Kurbelkammer 140 in dem Aufnahmeloch 104b ist und sich an der stromabwärtigen Seite bezüglich des Ventillochs 301c des ersten Steuerventils 300 in dem Druckzuführungskanal 145 befindet, durch einen Verbindungskanal 104f in Verbindung. Eine Endfläche des Spulenkörpers 352 gelangt mit einer Wandfläche 104e3 der ersten Aufnahmekammer in Kontakt und trennt sich von dieser, die die Wandfläche der Staudruckkammer ist.
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In der Umfangswand der zweiten Aufnahmekammer 104e2 ist ein Verbindungskanal 104g ausgebildet, wobei der Verbindungskanal 104g so konfiguriert ist, dass er ermöglicht, dass die zweite Aufnahmekammer 104e2 und die Saugkammer 141 miteinander in Verbindung sind.
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In der Endfläche der Auslassventilausbildungsplatte 151 (Schließelement), die ein offenes Ende an der Seite gegenüber der ersten Aufnahmekammer 104e1 der zweiten Aufnahmekammer 104e2 schließt, d.h. in der Wandfläche an der Seite gegenüber der Staudruckkammer in der Ventilkammer, ist das Ventilloch 151a ausgebildet, und der Ventilsitz 151b, an dem die andere Endfläche des Spulenkörpers 352 anliegt, ist in dem Umfang des Ventillochs 151a ausgebildet. Die zweite Aufnahmekammer 104e2 ist mit der Kurbelkammer 140 durch das Ventilloch 151a, Verbindungslöcher, die in der Ventilplatte 103 und der Saugventilausbildungsplatte 150 ausgebildet sind, den Raum 101d und den Verbindungskanal 101c in Verbindung. Daher ist der zweite Druckentlastungskanal 146b durch den Verbindungskanal 101c, den Raum 101d, die Verbindungslöcher, die in der Saugventilausbildungsplatte 150 und der Ventilplatte 103 ausgebildet sind, das Ventilloch 151a, die zweite Aufnahmekammer 104e2 und den Verbindungskanal 104g gebildet.
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Das Schließelement, das ein Ende des Aufnahmelochs 101e schließt, ist nicht auf die Auslassventilausbildungsplatte 151 beschränkt, und es kann irgendein Element sein, das zwischen dem Zylinderblock 101 und dem Zylinderkopf 104 vorhanden ist, es können zum Beispiel entweder die Saugventilausbildungsplatte 150 oder die Ventilplatte 103 verwendet werden. Als das Schließelement kann alternativ ein Schließelement zum exklusiven Gebrauch zur Verwendung hinzugefügt werden. Wenn die Saugventilausbildungsplatte 150, die Auslassventilausbildungsplatte 151 oder die Ventilplatte 103 als das Schließelement verwendet wird, besteht kein Bedarf, ein Schließelement zum exklusiven Gebrauch hinzuzufügen, und da die Genauigkeit der Ebenheit gut ist, ist die Saugventilausbildungsplatte 150, die Auslassventilausbildungsplatte 151 oder die Ventilplatte 103 als das Schließelement geeignet, das einen Ventilsitz hat.
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Der Druckaufnahmeabschnitt 352a des Spulenkörpers 352 ist in der ersten Aufnahmekammer 104e1 untergebracht, und eine Endfläche 351a1 davon ist mit der Endwand 104e3 der ersten Aufnahmekammer 104e1 in Kontakt und trennt sich von dieser. Der Ventilabschnitt 352b ist in der Ventilkammer 351c untergebracht, und seine andere Endfläche 352b1 gelangt mit dem Ventilsitz 151b in Kontakt und trennt sich von dieser, um das Ventilloch 151a zu öffnen und zu schließen. Der Schaftabschnitt 352c, der den Druckaufnahmeabschnitt 352a und den Ventilabschnitt 352b verbindet, ist so ausgebildet, dass er einen Durchmesser hat, der kleiner ist als die Durchmesser des Druckaufnahmeabschnitts 352a und des Ventilabschnitts 352b.
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Der Schaftabschnitt 352c ist einstückig mit dem Ventilabschnitt 352b ausgebildet. Der Spulenkörper 352 wird durch Presspassen des Druckaufnahmeabschnitts 352a in den Schaftabschnitt 352cb in jenem Zustand konfiguriert, in dem der Schaftabschnitt 352c in das Durchgangsloch 351b1 des Trennelements 351 eingefügt ist. Wenn der Ventilabschnitt 352b des Spulenkörpers an der Wandfläche an der Seite gegenüber der Staudruckkammer in der Ventilkammer 351c anliegt, liegt der Druckaufnahmeabschnitt 352a des Spulenkörpers an der Endwand 351b des Trennelements an. Insbesondere wird die Presspassposition des Druckaufnahmeabschnitts 352a in seiner axialen Richtung bezüglich des Ventilabschnitts 352b so eingestellt, dass, wenn eine Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts an dem Ventilsitz 151b der Auslassventilausbildungsplatte anliegt, die andere Endfläche 352a2 des Druckaufnahmeabschnitts gleichzeitig an einer Endfläche 351b2 der Endwand 351b anliegt.
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Das Trennelement 351 ist in der zweiten Aufnahmekammer 104e2 so positioniert, dass die Endfläche 351a1 der Seitenwand 351a an der Seite gegenüber der Endwand 351b an der Wandfläche an der Seite gegenüber der Staudruckkammer in der Ventilkammer 351c anliegt, insbesondere in einem Bereich um den Ventilsitz 151b der Auslassventilausbildungsplatte 151, der bündig mit dem Ventilsitz 151b ist.
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Nachfolgend werden der Spulenkörper 352 und das Trennelement 351 zum Beispiel so zusammengebaut, wie es im Folgenden beschrieben wird. Zuerst wird die integrierte Konfiguration des Ventilabschnitts 352b und des Schaftabschnitts 352c an einer Ebene V platziert, wobei die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts nach unten gerichtet ist, und dann wird der Schaftabschnitt 352c in das Durchgangsloch 351b1 eingefügt, wobei die Endfläche 351a1 der Seitenwand 351a an der Seite gegenüber der Endwand 351b des Trennelements 351 nach unten gerichtet ist, wodurch die Endfläche 351a1 an der Seite gegenüber der Endwand zum Anliegen an die Ebene V gebracht wird. Als nächstes wird ein Durchgangsloch 352a4 des Druckaufnahmeabschnitts an die Spitze des Schaftabschnitts 352c in dem vorstehend beschriebenen Zustand gepasst, und dann wird der Druckaufnahmeabschnitt 352a mittels einer Presspassung in den Schaftabschnitt 352c eingepasst, indem die eine Endfläche 352a1 des Druckaufnahmeabschnitts gedrückt wird, bis die andere Endfläche 352a2 des Druckaufnahmeabschnitts an der einen Endfläche 351b2 der Endwand anliegt.
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Somit ist bei dem Verdichter 100 mit variabler Verdrängung die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand bündig mit dem Ventilsitz 151b. Wenn die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts an dem Ventilsitz 151b anliegt, liegt daher die andere Endfläche 352a2 des Druckaufnahmeabschnitts gleichzeitig an der einen Endfläche 351b2 der Endwand an. Daher kann die Position des Druckaufnahmeabschnitts 352a in dessen axialer Richtung bezüglich des Ventilabschnitts 352b in einfacher Weise auch dann eingestellt werden, wenn der Spulenkörper 352 und das Trennelement 351 nicht an dem Zylinderkopf 104 angebracht sind, und daher können der Spulenkörper 352 und das Trennelement 351 korrekt montiert werden. Darüber hinaus kann die Montage auch dann erreicht werden, wenn die Baugruppe des Spulenkörpers 352 und des Trennelements 351 nicht an dem Zylinderkopf 104 angebracht ist. Daher kann in einfacher Weise bei dieser Baugruppe überprüft werden, ob der Anlagezustand der Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts und des Ventilsitzes 151b sowie der Anlagezustand der anderen Endfläche 352a2 des Druckaufnahmeabschnitts und der einen Endfläche 351b2 der Endwand korrekt sind. Zum Beispiel wird die Baugruppe des Spulenkörpers 352 und des Trennelements 351 in einer Prüfvorrichtung untergebracht, und dann wird ein Fluid wie zum Beispiel Luft zugeführt, um eine Leckmenge der beiden Anlageabschnitte zu messen, wodurch geprüft werden kann, ob der Anlagezustand korrekt ist.
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Das Trennelement 351 ist in der Aufnahmekammer 104e so untergebracht, dass die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand an einem Element anliegt, das zwischen dem Zylinderblock 101 und dem Zylinderkopf 104 vorhanden ist. Zum Beispiel wird die Baugruppe des Spulenkörpers 352 und des Trennelements 351 mittels einer Presspassung vorübergehend in die Umfangswand der zweiten Aufnahmekammer 104e2 so eingepasst, dass die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand des Trennelements nur mit einer vorbestimmten Größe (h) von der Verbindungsendfläche 104d des Zylinderkopfes vorsteht. Der Verdichter wird in diesem Zustand montiert, und dann wird er mit den vielen Durchgangsschrauben 105 befestigt, wobei die vielen Durchgangsschrauben 105 in jenem Zustand befestigt werden, in dem die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der vorstehenden Endwand an der Auslassventilausbildungsplatte 151 anliegt. Dann wird das Trennelement 351 in die Tiefenseite der zweiten Aufnahmekammer 104e2 durch die Druckkraft aufgrund der Befestigung gedrückt, so dass das Trennelement 351 in der zweiten Aufnahmekammer 104e2 in jenem Zustand positioniert wird, in dem die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand an der Auslassventilausbildungsplatte 151 anliegt. Somit kann das Trennelement 351 in einfacher Weise in dem Zylinderkopf 104 in jenem Zustand positioniert werden, in dem die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand an der Auslassventilausbildungsplatte 151 anliegt. Die vorbestimmte Größe (h) kann auf einen Wert in einem bestimmten, festen Bereich eingestellt sein.
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Nachfolgend wird ein Betrieb des Spulenkörpers 352 bei dem zweiten Steuerventil 350 beschrieben. Eine Endfläche (die eine Endfläche 352a1 des Druckaufnahmeabschnitts) des Spulenkörpers 352 nimmt den Druck des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 auf, d.h. einen so genannten Staudruck Pm, und die andere Endfläche (die eine Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts) des Spulenkörpers 352 nimmt den Druck Pc der Kurbelkammer 140 auf, so dass sich der Spulenkörper 352 in der axialen Richtung gemäß der Druckdifferenz (Pm - Pc) bewegt. Wenn Pm - Pc > 0 gilt, liegt die andere Endfläche des Spulenkörpers 352 an dem Ventilsitz 151b an, so dass das zweite Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b schließt. Wenn Pm - Pc < 0 gilt, liegt die eine Endfläche des Spulenkörpers 352 an der Endwand 104e3 an, so dass das zweite Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b zu dem maximalen Grad öffnet. Die Druckaufnahmefläche S1 des Spulenkörpers 352 in der axialen Richtung, die den Staudruck Pm aufnimmt, und die Druckaufnahmefläche S2 des Spulenkörpers 352, die den Druck Pc der Kurbelkammer 140 aufnimmt, sind zum Beispiel auf S1 = S2 eingestellt. Jedoch kann die Einstellung S1 > S2 oder S1 < S2 sein, um einen Betrieb des Spulenkörpers 352 einzustellen.
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Zwischen der äußersten Umfangsfläche 252a3 des Druckaufnahmeabschnitts, der durch die Innenumfangsfläche der ersten Aufnahmekammer 104e1 und die Innenumfangsfläche der ersten Aufnahmekammer 104e1 verschiebbar gestützt ist, ist ein kleiner Spalt ausgebildet. Daher ist dieser so konfiguriert, dass in einem Zustand, in dem die eine Endfläche 352a1 des Druckaufnahmeabschnitts geringfügig von der Endwand 104e3 getrennt ist, das aus dem Verbindungskanal 104f in die erste Aufnahmekammer 104e1 hineinströmende Kühlmittelgas in die Ventilkammer 351c durch den Spalt zwischen der äußersten Umfangsfläche 352a3 und der Innenumfangsfläche der ersten Aufnahmekammer 104e1 und den Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Schaftabschnitts 352c und der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 351b1 strömt. Andererseits ist er so konfiguriert, dass, wenn die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts an dem Ventilsitz 151b anliegt, die andere Endfläche 352a2 des Druckaufnahmeabschnitts an der einen Endfläche 351b2 der Endwand anliegt. Daher wird die Strömung des Kühlmittels von der ersten Aufnahmekammer 104e1 zu der Ventilkammer 351c durch den Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Schaftabschnitts 352c und der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 351b1 blockiert. Insbesondere bilden die andere Endfläche 35a2 des Druckaufnahmeabschnitts und die eine Endfläche 351b2 der Endwand die Ventileinheit.
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Die erste Aufnahmekammer 104e1 und die Ventilkammer 351c sind durch ein Verbindungsloch 351b3, das in der Endwand 351b ausgebildet ist, miteinander in Verbindung. Daher ist es so konfiguriert, dass, wenn die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts an dem Ventilsitz 151b anliegt, so dass das zweite Steuerventil 350 geschlossen ist, das Kühlmittelgas, das aus dem Verbindungskanal 104f in die erste Aufnahmekammer 104e1 hineinströmt, geringfügig in die Saugkammer 141 durch das Verbindungsloch 351b3, die Ventilkammer 351c, das Verbindungsloch 351a2, den Raum der zweiten Aufnahmekammer 104e2 außerhalb der Seitenwand 351a und den Verbindungskanal 104g strömt, der in dem Zylinderkopf 104 vorgesehen ist. Der Verbindungskanal 104f, die erste Aufnahmekammer 104e1, das Verbindungsloch 351b3, die Ventilkammer 351c, das Verbindungsloch 351a2, der Raum der zweiten Aufnahmekammer 104e2 außerhalb der Seitenwand 351a und der Verbindungskanal 104g, der in dem Zylinderkopf 104 vorgesehen ist, bilden einen Drosselkanal, um zu ermöglichen, dass ein Bereich des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 sowie die Saugkammer 141 miteinander in Verbindung sind. Die Strömungskanalquerschnittsfläche des Verbindungslochs 351b3 ist so eingestellt, dass sie in dem Drosselkanal am kleinsten ist. Insbesondere ist eine Drossel durch das Verbindungsloch 351b3 in dem Drosselkanal ausgebildet.
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Sie ist so konfiguriert, dass, wenn die eine Endfläche 352a1 des Druckaufnahmeabschnitts an der Endwand 104e3 der ersten Aufnahmekammer anliegt und die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts von dem Ventilsitz 151b mit dem maximalen Grad getrennt ist, der Bereich des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 mit der Saugkammer 141 durch die erste Aufnahmekammer 104e1, den Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Schaftabschnitts 352c und der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 351b1 (und dem Verbindungsloch 351b3), die Ventilkammer 351c, das Verbindungsloch 351a2, den Raum der zweiten Aufnahmekammer 104e2 außerhalb der Seitenwand 351a und den Verbindungskanal 104g in Verbindung ist, der in dem Zylinderkopf 104 vorgesehen ist, und zwar durch eine Nut 352a5, die in der einen Endfläche 352a1 des Druckaufnahmeabschnitts ausgebildet ist.
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Nachfolgend wird ein Betrieb des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung beschrieben. Wenn die Stromeinspeisung in die vergossene Spule 314 des ersten Steuerventils 300 in jenem Zustand blockiert wird, in dem der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung betrieben wird, wird das erste Steuerventil 300 auf den maximalen Grad geöffnet. Somit vergrößert sich der Staudruck Pm, und daher, wenn das Rückschlagventil 250 den Druckzuführungskanal 145 (zum Zeitpunkt des maximalen Auslassvolumens) schließt, öffnet das Rückschlagventil 250 den Druckzuführungskanal 145, und gleichzeitig damit schließt das zweite Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b. Daher enthält der Druckentlastungskanal 146 nur den ersten Druckentlastungskanal 146a, so dass sich der Druck der Kurbelkammer 140 vergrößert und sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 verkleinert, und somit wird das Auslassvolumen auf das minimale Volumen aufrechterhalten.
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Das Rückschlagventil 200 schließt den Zuführungskanal nahezu gleichzeitig damit, so dass das mit dem minimalen Auslassvolumen ausgelassene Kühlmittelgas nicht in einen externen Kühlkreislauf hineinströmt und durch einen internen Zirkulationskanal zirkuliert, der die Auslasskammer 142, den Druckzuführungskanal 145, die Kurbelkammer 140, den Druckentlastungskanal 146a, die Saugkammer 141 und die Zylinderbohrung 101a enthält. In diesem Zustand strömt das Kühlmittelgas in den Bereich des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 geringfügig in die Saugkammer 141 durch den Drosselkanal, der in dem zweiten Steuerventil 350 ausgebildet ist.
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Wenn ein Strom in die vergossene Spule 314 des ersten Steuerventils 300 in diesem Zustand eingespeist wird, wird das erste Steuerventil 300 geschlossen, so dass der Druckzuführungskanal 145 geschlossen wird, und somit strömt das Kühlmittelgas in dem Bereich des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 in die Saugkammer 141 durch den Drosselkanal in dem zweiten Steuerventil 350. Dann verkleinert sich der Druck des Bereiches des Druckzuführungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250, so dass das Rückschlagventil 250 den Druckzuführungskanal 145 schließt, und somit wird verhindert, dass das Kühlmittelgas aus der Kurbelkammer 140 in den Druckzuführungskanal 145 stromaufwärts bezüglich des Rückschlagventils 250 zurückströmt. Gleichzeitig damit öffnet das zweite Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b. Daher enthält der Druckentlastungskanal 146 zu dieser Zeit zwei Kanäle des ersten Druckentlastungskanals 146a und des zweiten Druckentlastungskanals 146b.
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Die Strömungskanalquerschnittsfläche in dem zweiten Steuerventil 350 ist so eingestellt, dass sie größer ist als die Strömungskanalquerschnittsfläche der festen Drossel 103c. Das Kühlmittel in der Kurbelkammer 140 strömt umgehend in die Saugkammer 141, so dass sich der Druck der Kurbelkammer 140 verkleinert, und somit vergrößert sich das Auslassvolumen umgehend auf das maximale Auslassvolumen von dem minimalen Auslassvolumen. Somit vergrößert sich der Druck der Auslasskammer 142 schnell, so dass das Rückschlagventil 200 geöffnet wird. Dann zirkuliert das Kühlmittel durch den externen Kühlkreislauf, und somit tritt ein Klimaanlagensystem in einen Betriebszustand ein.
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Das Klimaanlagensystem wird betrieben, der Druck der Saugkammer 141 verkleinert sich, und dann erreicht der Druck den eingestellten Druck, der durch einen Strom eingestellt ist, der in der vergossenen Spule 314 strömt, so dass das erste Steuerventil 300 geöffnet wird. Somit vergrößert sich der Staudruck Pm, wodurch das Rückschlagventil 250 den Druckzuführungskanal 145 öffnet, und gleichzeitig damit schließt das zweite Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b. Daher enthält der Druckentlastungskanal 146 zu dieser Zeit nur den ersten Druckentlastungskanal 146a. Daher wird die Strömung des Kühlmittels in der Kurbelkammer 140 in die Saugkammer 141 begrenzt, so dass sich der Druck der Kurbelkammer 140 in einfacher Weise vergrößert. Dann wird der Öffnungsgrad des ersten Steuerventils 300 so eingestellt, dass der Druck der Saugkammer 141 den eingestellten Druck aufrechterhält, und somit wird das Auslassvolumen variabel gesteuert.
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Hinsichtlich des zweiten Steuerventils 350, wenn das erste Steuerventil 300 geöffnet ist und die Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers 352 in einer Richtung zum Annähern an das Ventilloch 151a durch den auf den Druckaufnahmeabschnitt 352a aufgebrachten Druck größer wird als die Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers 352 in einer Richtung zum Trennen von dem Ventilloch 151a durch den auf den Ventilabschnitt 352b aufgebrachten Druck, liegt somit der Ventilabschnitt 352b dann an der Wandfläche der Ventilkammer 351c an, um dadurch das Ventilloch 151a zu schließen, so dass der Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals 146 auf den minimalen Grad eingestellt wird. Hinsichtlich des zweiten Steuerventils 350, wenn das erste Steuerventil 300 geschlossen ist und die Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers 352 in einer Richtung zum Annähern an das Ventilloch 151a durch den auf den Druckaufnahmeabschnitt 352a aufgebrachten Druck kleiner wird als die Kraft zum Bewegen des Spulenkörpers 352 in einer Richtung zum Trennen von dem Ventilloch 151a durch den auf den Ventilabschnitt 352b aufgebrachten Druck, wird außerdem der Ventilabschnitt 352b dann von der Wandfläche getrennt, um dadurch das Ventilloch 151a zu öffnen, so dass der Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals 146 auf den maximalen Grad eingestellt wird. Insbesondere wird das zweite Steuerventil 350 gekoppelt mit dem Öffnen und Schließen des ersten Steuerventils 300 betrieben. Wenn das erste Steuerventil 300 geschlossen wird, wird der Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals 146 auf den maximalen Grad eingestellt (der erste Druckentlastungskanal 146a und der zweite Druckentlastungskanal 146b). Wenn das erste Steuerventil 300 geöffnet wird, wird der Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals 146 auf den minimalen Grad eingestellt (nur der erste Druckentlastungskanal 146a).
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Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel des zweiten Steuerventils unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. Bei dem in der 8 dargestellten zweiten Steuerventil 350' ist der Außendurchmesser der Seitenwand des Trennelements so eingestellt, dass er kleiner ist als der Innendurchmesser der Umfangswand der zweiten Aufnahmekammer, und die Seitenwand ist durch die Umfangswand der zweiten Aufnahmekammer verschiebbar gestützt. In einem Niveaudifferenzabschnitt zwischen der Umgebung des in der radialen Richtung äußersten Abschnitts von einer Endfläche der Endwand des Trennelements und der Verbindungsendfläche der zweiten Aufnahmekammer und der ersten Aufnahmekammer, d.h. einem Niveaudifferenzabschnitt zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser und dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Aufnahmekammer, ist ein Dichtungselement mit einer Elastizität wie zum Beispiel ein O-Ring angeordnet. Das Maß von jedem Abschnitt ist so eingestellt, dass eine Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand nur mit einer vorbestimmten Größe (h') von der Verbindungsendfläche 104d eines Zylinderkopfs in einem Zustand vorsteht, in dem keine Kraft auf den O-Ring wirkt. Die vorbestimmte Größe kann eine Größe in einem bestimmten, festen Bereich sein.
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Wenn ein Verdichter mit variabler Verdrängung zusammengebaut und mit vielen Durchgangsschrauben 105 in diesem Zustand befestigt wird, werden die vielen Durchgangsschrauben 105 in einem Zustand befestigt, in dem die vorstehende Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand an der Auslassventilausbildungsplatte 151 anliegt. Wenn die Befestigung gemäß der vorstehenden Beschreibung erfolgt, wirkt die Vorspannkraft des O-Rings in einer Richtung zum Drücken des Trennelements gegen die Auslassventilausbildungsplatte 151. In einem Zustand, in dem die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand an der Auslassventilausbildungsplatte 151 anliegt, wird das Trennelement 351 somit in der zweiten Aufnahmekammer 104e2 positioniert.
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Somit kann die Baugruppe des Spulenkörpers 352 und des Trennelements 351 in einfacher Weise in dem Zylinderkopf in jenem Zustand angeordnet werden, in dem die Endfläche 351a1 der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand an der Auslassventilausbildungsplatte 151 anliegt. Der O-Ring kann verhindern, dass das Kühlmittel aus der ersten Aufnahmekammer in die Saugkammer durch einen Spalt außerhalb der Seitenwand strömt. Das Dichtungselement mit der Elastizität ist nicht auf jenes Element beschränkt, das wie der O-Ring Gummi enthält, und es kann ein Element sein, das ein Kunstharz enthält.
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Nachfolgend wird ein drittes Ausführungsbeispiel des zweiten Steuerventils unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Ein in der 9 dargestelltes zweites Steuerventil 350" enthält eine Feder (Scheibenfeder) als eine Vorspanneinheit, die das Trennelement vorspannt. Um zu verhindern, dass ein Kühlmittel aus der ersten Aufnahmekammer in die Saugkammer durch einen Spalt außerhalb der Seitenwand strömt, ist ein O-Ring zwischen der Seitenwand und der ersten Aufnahmekammer angeordnet. Die übrigen Konfigurationen sind gleich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist.
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Nachfolgend wird ein viertes Ausführungsbeispiel des zweiten Steuerventils unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Ein in der 10 dargestelltes zweites Steuerventil 350''' hat eine Vorspanneinheit, die den Spulenkörper 352 in einer Richtung zum Verhindern der Bewegung des Spulenkörpers 352 vorspannt, wenn der Spulenkörper 352 versucht, sich von dem Ventilsitz 151b zu trennen. Als die Vorspanneinheit kann zum Beispiel eine Druckschraubenfeder 353 vorgesehen sein, die den Spulenkörper 352 zu dem Ventilsitz 151b vorspannt. Die Druckschraubenfeder 353 ist in einem Aufnahmeloch 104h untergebracht, das einen Teil des Verbindungskanals 104f bildet und in die erste Aufnahmekammer 104e1 mündet. Ein Ende der Druckschraubenfeder 353 liegt an der einen Endfläche 252a1 des Druckaufnahmeabschnitts an, und ihr anderes Ende liegt an der Bodenwand des Aufnahmelochs 104h an. Wenn die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts an dem Ventilsitz 151b anliegt, spannt die Druckschraubenfeder 353 den Spulenkörper 352 zu dem Ventilsitz 151b an.
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Da die Druckschraubenfeder 353 vorgesehen ist, kann somit die Druckdifferenz (Pm - Pc < 0), in der der Spulenkörper 352 versucht, sich von dem Ventilsitz 151b zu trennen, in einfacher Weise durch die Vorspannkraft der Druckschraubenfeder 353 eingestellt werden. Die Druckschraubenfeder kann in der ersten Aufnahmekammer 104e1 angeordnet sein.
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Nachfolgend wird der Betrieb eines derartigen, zweiten Steuerventils 350''' beschrieben. Wenn ein stationärer Betrieb des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung in jenem Zustand durchgeführt wird, in dem das Auslassvolumen auf das minimale Volumen aufrechterhalten wird, verkleinert sich die Druckdifferenz zwischen dem Druck der Auslasskammer 142 und dem Druck der Saugkammer 141, so dass die Druckdifferenz zwischen dem Druck der Kurbelkammer 140 und dem Druck der Saugkammer 141 ebenfalls verkleinert wird. Insbesondere in einem Zustand, in dem die Außenlufttemperatur niedrig ist und die Drehzahl des Verdichters niedrig ist, wird die Druckdifferenz sehr klein. Somit wird die Kraft zum Drücken des Spulenkörpers 352 gegen den Ventilsitz 151b durch den Staudruck Pm sehr klein. Bei dem zweiten Steuerventil 350''' liegt jedoch die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts an dem Ventilsitz 151b durch die Vorspannkraft an, die durch die Druckschraubenfeder 353 verursacht wird. Wenn die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts versucht, sich von dem Ventilsitz 151b als Reaktion auf eine externe Kraft wie zum Beispiel eine Schwingung, zu trennen, wirkt daher die Vorspannkraft in einer Richtung zum Verhindern der Bewegung des Spulenkörpers 352. Daher wird verhindert, dass sich die Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts von dem Ventilsitz trennt, so dass ein unbeabsichtigtes Öffnen des zweiten Druckentlastungskanals 146b vermieden wird.
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Die in dieser Beschreibung beschriebenen Beispiele sind so konfiguriert, dass der Ventilabschnitt des zweiten Steuerventils den zweiten Druckentlastungskanal schließt, aber es ist eine Struktur akzeptabel, bei der eine Nut (Drossel) in der Endfläche 352b1 des Ventilabschnitts so vorgesehen ist, dass der zweite Druckentlastungskanal nicht vollständig geschlossen wird.
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Wenn bei den in dieser Beschreibung beschriebenen Beispielen das zweite Steuerventil den zweiten Druckentlastungskanal schließt, ist ein Drosselkanal in dem zweiten Steuerventil ausgebildet, aber es kann eine Konfiguration akzeptabel sein, bei der ein Drosselkanal separat von dem zweiten Steuerventil vorgesehen ist und die andere Endfläche 35a2 des Druckaufnahmeabschnitts an der einen Endfläche 351b2 der Endwand anliegt, so dass die Strömung des Kühlmittels von der ersten Aufnahmekammer 104e1 zu der Ventilkammer 351c blockiert wird.
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Das zweite Steuerventil kann an anderen Elementen angeordnet sein, die den Körper bilden, wie zum Beispiel den Zylinderblock. Das Rückschlagventil 250 kann in dem Zylinderkopf angeordnet sein. Das erste Steuerventil kann ein mechanisches Steuerventil ohne Solenoid sein.
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Bei den in dieser Beschreibung beschriebenen Beispielen ist der Verdichter der kupplungslose Verdichter mit variabler Verdrängung der Taumelscheibenbauart, aber der Verdichter ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Verdichter ein Verdichter mit variabler Verdrängung sein, an dem eine elektromagnetische Kupplung angebracht ist, oder er kann ein Verdichter mit variabler Verdrängung sein, der durch einen Motor angetrieben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verdichter mit variabler Verdrängung
- 140
- Kurbelkammer
- 141
- Saugkammer (Saugdruckbereich)
- 142
- Auslasskammer (Auslassdruckbereich)
- 145
- Druckzuführungskanal
- 146
- Druckentlastungskanal
- 151a
- Ventilloch
- 300
- erstes Steuerventil
- 350
- zweites Steuerventil
- 351
- Trennelement
- 351a
- Seitenwand
- 351a1
- Endfläche der Seitenwand an der Seite gegenüber der Endwand
- 351b
- Endwand
- 351b1
- Durchgangsloch
- 351c
- Ventilkammer
- 351d
- Staudruckkammer
- 352
- Spulenkörper
- 352a
- Druckaufnahmeabschnitt
- 352b
- Ventilabschnitt
- 352c
- Schaftabschnitt
