DE112015005421T5

DE112015005421T5 - Verstellbarer Hubkolbenkompressor

Info

Publication number: DE112015005421T5
Application number: DE112015005421.9T
Authority: DE
Inventors: Yukihiko Taguchi
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2017-10-05
Also published as: JP2016108962A; US20170363074A1; JP6495634B2; US10519944B2; WO2016088737A1; CN107002650B; CN107002650A

Abstract

Es ist ein Ziel, einen verstellbaren Hubkolbenkompressor zur Verfügung zu stellen, der eine Leckage eines direkt in eine Ansaugkammer strömenden Kältemittels verhindert, ohne über ein Kurbelgehäuse zu einem Zeitpunkt eines Betriebs mit minimaler Auslassverdrängung zu laufen, wodurch es möglich wird, eine Zunahme einer minimalen Auslassverdrängung durch Erhöhung eines Kältemitteldrucks in dem Kurbelgehäuse zu verhindern, und es zusätzlich ermöglicht, unzureichende Schmierung von Gleitabschnitten und dergleichen in dem Kurbelgehäuse zu vermeiden. In einem ersten Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Druckversorgungskanals steuert, welcher eine Auslasskammer und das Kurbelgehäuse dazu veranlasst, miteinander in Verbindung zu treten, ist ein Druckentlastungskanal (320) gebildet, welcher mit einer Ansaugkammer (141) in Verbindung steht, während er sequentiell über eine erste Druckmesskammer (302), ein Verbindungsloch (306a) eines Kupplungsabschnitts (306), ein Verbindungsloch (304a) zwischen dem Kupplungsabschnitt (306) und einem Inneren eines Ventilkörpers (304), eine Spiralnut (309a), die auf einem Ventilkörperpresspassungsabschnitt eines Stabmagneten (309) ausgebildet ist, und eine zweite Druckmesskammer (307) verläuft und der ein Kältemittel in einer Region des Druckversorgungskanals stromabwärts des ersten Steuerventils zu einer Ansaugkammer (141) entlastet. Ein Öffnungs-/Schließmittel zur Schließung des Druckentlastungskanals (320), wenn das erste Steuerventil öffnet, besteht aus dem Ventilkörper (304) und einem festen Kern (310), welche gegeneinander stoßen, wenn das erste Steuerventil vollständig geöffnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verstellbaren Hubkolbenkompressor zur Verwendung in einer Fahrzeugklimaanlage, und insbesondere bezieht sie sich auf einen verstellbaren Hubkolbenkompressor, der einen Druck eines Kältemittels steuert, welches von einer Auslasskammerseite zu einem Kurbelgehäuse durch ein Steuerventil gelenkt wird, und die eine Auslassverdrängung durch Variation eines Neigungswinkels einer Taumelscheibe in dem Kurbelgehäuse variiert.
STAND DER TECHNIK
Als dieser Typ von verstellbaren Hubkolbenkompressoren sind beispielsweise jene in Patentdokument 1 und 2 beschrieben. In dem verstellbaren Hubkolbenkompressor, der in jedem der Patentdokumente 1 und 2 offenbart ist, ist ein zweites Steuerventil, welches sich in Verbindung mit Öffnungs- und Schließbetrieb eines elektromagnetischen ersten Steuerventils öffnet und schließt, welches in einem Druckversorgungskanal platziert ist, welcher ein komprimiertes Kältemittel in einer Auslasskammer zu einem Kurbelgehäuse fördert, in einem Druckentlastungskanal platziert, der einen Druck des Kältemittels, das von dem Kurbelgehäuse zu einer Ansaugkammerseite geführt wurde, auslässt, und zusätzlich ist dort ein Rückschlagventil vorgesehen, welches einen Kältemittelstrom blockiert, der von der Kurbelgehäuseseite zu der Seite des ersten Steuerventils geführt wurde. Wenn in dem verstellbaren Hubkolbenkompressor mit solch einer Konfiguration die Bestromung des ersten Steuerventils gestoppt ist und das erste Steuerventil vollständig öffnet, schließt dann das zweite Steuerventil aufgrund eines Druckanstiegs in einem Druckversorgungskanal, welcher sich stromabwärts des ersten Steuerventils befindet, und reduziert einen Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Neigungswinkel einer Taumelscheibe des Kurbelgehäuses minimal, und es wird ein Betriebszustand mit einer minimalen Auslassverdrängung erreicht. Wenn außerdem der Kompressor aktiviert ist, um damit das erste Steuerventil zu bestromen und das erste Steuerventil zu schließen, öffnet dann aufgrund eines Druckabfalls einer solchen Druckförderregion, welche stromabwärts des ersten Steuerventils gelegen ist, das zweite Steuerventil, um den Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals zu erhöhen. Wenn gemäß einer solchen Konfiguration der Kompressor gestoppt ist, wird der Kompressor sofort zu solch einem Betriebszustand mit minimaler Auslassverdrängung geschaltet, und wenn solch ein Kompressor, in welchem ein flüssiges Kältemittel in dem Kurbelgehäuse für eine lange Zeit vorhanden ist, aktiviert wird, nachdem er für eine lange Zeit angehalten wurde, ist der Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals maximiert, folglich wird es ermöglicht den Kältemitteldruck in dem Kurbelgehäuse schnell zu der Ansaugkammerseite auszulassen. Auf diese Weise wird eine Zeit, bis eine Auslassverdrängung des Kompressors erhöht wird, verkürzt, wodurch die Betriebseffizienz des Kompressors mit variabler Verdrängung erhöht wird.
REFERENZDOKUMENTLISTE
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2010-106677
Patentdokument 2: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2011-185138

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
Jedoch ist in dem verstellbaren Hubkolbenkompressor, welcher in jedem der Patentdokumente 1 und 2 beschrieben ist, um den Kältemitteldruck in der Region des Druckversorgungskanals zwischen dem Rückschlagventil und dem ersten Steuerventil zu der Ansaugkammerseite zu reduzieren, wenn das erste Steuerventil geschlossen wird, ein Druckentlastungskanal vorgesehen, der dafür sorgt, dass die Ansaugkammer und die Region des Druckversorgungskanals zwischen dem ersten Steuerventil und dem Rückschlagventil miteinander kommunizieren, und die Region des Druckversorgungskanals und die Ansaugkammer kommunizieren immer miteinander über diesen Druckentlastungskanal. Wenn der Kompressor gemäß einer solchen Konfiguration den Betrieb mit minimaler Auslassverdrängung durchführt, strömt ein Teil des komprimierten Kältemittels, welches von der Auslasskammerseite zu dem Kurbelgehäuse gefördert wird, direkt von dem Druckentlastungskanal in die Ansaugkammer ohne das Kurbelgehäuse zu passieren. Daher wird festgestellt, dass der Druck in dem Kurbelgehäuse zu einem Zeitpunkt eines solchen Betriebs mit minimaler Auslassverdrängung nicht ausreichend erhöht werden kann, was dazu führt, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe nicht minimal werden darf, um die minimale Auslassverdrängung zu erhöhen. Da ferner das Kältemittel auch Schmieröl enthält, wird aufgeführt, dass eine Menge des Schmieröls, welches in das Kurbelgehäuse zu einem Zeitpunkt eines solchen Betriebs mit minimaler Verdrängung strömt, abnehmen kann, was dazu führt, dass eine unzureichende Schmierung von Gleitabschnitten und dergleichen in der Kurbelkammer vorliegt.
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verstellbaren Hubkolbenkompressor zur Verfügung zu stellen, welcher eine Leckage des Kältemittels vermeidet, welches direkt in die Ansaugkammer von dem Druckentlastungskanal strömt, ohne das Kurbelgehäuse zu einem Zeitpunkt des Betriebs mit minimaler Verdrängung zu passieren, wodurch es ermöglicht wird, den Anstieg der minimalen Auslassverdrängung durch Erhöhung des Kältemitteldrucks in dem Kurbelgehäuse zu verhindern, und wodurch es zusätzlich ermöglicht wird, die unzureichende Schmierung der Gleitabschnitte und dergleichen in dem Kurbelgehäuse zu vermeiden.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Daher ist die vorliegende Erfindung ein verstellbarer Hubkolbenkompressor, welcher beinhaltet: ein erstes Steuerventil, welches einen Öffnungsgrad eines Druckversorgungskanals steuert, welcher eine Auslasskammer und ein Kurbelgehäuse dazu veranlasst miteinander in Verbindung zu treten; ein Rückschlagventil, welches stromabwärts des ersten Steuerventils in dem Druckversorgungskanal platziert ist, und das einen Kältemittelstrom von der Kurbelgehäuseseite zu der Seite des ersten Steuerventils blockiert; ein zweites Steuerventil, welches einen Öffnungsgrad eines Druckentlastungskanals steuert, welcher einen Kältemitteldruck in dem Kurbelgehäuse zu einer Ansaugkammerseite in Verbindung mit dem ersten Steuerventil auslässt, einen Kältemitteldruck in einer Region des Druckversorgungskanals stromabwärts des ersten Steuerventils erhält und den Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals reduziert, wenn das erste Steuerventil öffnet, und einen Kältemitteldruck auf der Kurbelgehäuseseite empfängt, und den Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals erhöht, wenn das erste Steuerventil schließt; und ein Druckentlastungskanal, welcher einen Kältemitteldruck in einer Region des Druckversorgungskanals zwischen dem ersten Steuerventil und dem Rückschlagventil zu der Ansaugkammerseite entlastet, in welcher der verstellbare Hubkolbenkompressor einen Öffnungsgrad des ersten Steuerventils steuert, um den Kältemitteldruck in dem Kurbelgehäuse zu steuern, und einen Neigungswinkel einer Taumelscheibe in dem Kurbelgehäuse verändert, um eine Auslassverdrängung zu variieren, wobei ein Öffnungs- und Schließmittel, welches zur Öffnung und Schließung des Druckentlastungskanals geeignet ist, vorgesehen sind.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß dem verstellbaren Hubkolbenkompressor der vorliegenden Erfindung ist das Öffnungs- und Schließmittel vorgesehen, welches geeignet ist, den Druckentlastungskanal zu öffnen und zu schließen, welcher den Kältemitteldruck in der Region des Druckversorgungskanals zwischen dem ersten Steuerventil und dem Rückschlagventil zu der Ansaugkammerseite entlastet, und dementsprechend kann der Druckentlastungskanal, wenn nötig, geöffnet und geschlossen werden. Daher kann der Druckentlastungskanal durch das Öffnungs- und Schließmittel zu einem Betriebszeitpunkt mit minimaler Verdrängung des verstellbaren Hubkolbenkompressors geschlossen werden, und das meiste des komprimierten Kältemittels, welches von der Auslasskammer geliefert wurde, kann zu dem Kurbelgehäuse gefördert werden. Auf diese Weise kann der Druck in dem Kurbelgehäuse zum Betriebszeitpunkt mit minimaler Verdrängung ausreichend erhöht werden, wird die Last auf den Kompressor zum Zeitpunkt des Betriebs mit minimaler Verdrängung reduziert, und kann die Betriebseffizienz des Kompressors verbessert werden. Außerdem kann die Menge an Schmieröl in dem Kurbelgehäuse ebenso ausreichend sichergestellt werden, und die unzureichende Schmierung der Gleitabschnitte im Inneren des Kompressors kann vermieden werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht, welche eine Ausführungsform eines verstellbaren Hubkolbenkompressors der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine vollständige Querschnittansicht eines ersten Steuerventils.
3 ist ein Steuerkennfeld, welches eine Beziehung zwischen einem eingestellten Druck und einem Stromwert des ersten Steuerventils darstellt.
4 stellt einen Druckentlastungskanal in einem Inneren des ersten Steuerventils und eine Öffnungs- und Schließstruktur davon dar: (A) ist eine Querschnittansicht, welche einen geöffneten Zustand des Druckentlastungskanals darstellt; und (B) ist eine Querschnittansicht, welche einen blockierten Zustand des Druckentlastungskanals darstellt.
5 stellt ein Rückschlagventil dar: (A) ist eine Querschnittansicht, welche einen geöffneten Zustand des Rückschlagventils darstellt; und (B) ist eine Querschnittansicht, welche einen geschlossenen Zustand des Rückschlagventils darstellt.
6 stellt ein zweites Steuerventil dar: (A) ist eine Querschnittansicht, welche einen geschlossenen Zustand des zweiten Steuerventils darstellt; und (B) ist eine Querschnittansicht, welche einen geöffneten Zustand des zweiten Steuerventils darstellt.
MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine schematische Konfiguration eines verstellbaren Hubkolbenkompressors in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und ist ein Beispiel eines kupplungslosen verstellbaren Hubkolbenkompressors zur Benutzung in einer Fahrzeugklimaanlage.
In 1 beinhaltet dieser verstellbare Hubkolbenkompressor 100: einen Zylinderblock 101, in welchem eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 101a ausgebildet sind; ein Frontgehäuse 102, welches an einem Ende des Zylinderblocks 101 vorgesehen ist; und ein Zylinderkopf 104, welcher auf einem anderen Ende des Zylinderblocks 101 über eine Ventilplatte 103 und dergleichen vorgesehen ist.
Eine Antriebswelle 110 ist vorgesehen, um ein Kurbelgehäuse 140 zu durchqueren, welches durch den Zylinderblock 101 und das Frontgehäuse 102 ausgebildet ist. Eine Taumelscheibe 111 ist um einen axialen Mittelabschnitt der Antriebswelle 110 platziert. Die Taumelscheibe 111 ist mit einem Rotor 112 gekuppelt, welcher an der Antriebswelle 110 mittels eines Verbindungsmechanismus 120 befestigt ist, und auf der Antriebswelle 110 gelagert ist, so dass ein Neigungswinkel davon veränderbar sein kann.
Der Verbindungsmechanismus 120 beinhaltet: einen ersten Arm 112a, welcher von dem Rotor 112 absteht; einen zweiten Arm 111a, welcher von der Taumelscheibe 111 absteht; und einen Verbindungsarm 121, in welchem ein Ende drehbar mit dem ersten Arm 112a über einen ersten Kupplungsstift 122 gekuppelt ist, und ein anderes Ende drehbar mit dem zweiten Arm 111a über einen zweiten Kupplungsstift 123 gekuppelt ist.
Ein Durchgangsloch 111b der Taumelscheibe 111 ist in einer derartigen Form ausgebildet, dass die Taumelscheibe 111 dazu geeignet ist, innerhalb eines Bereichs zwischen einem maximalen Neigungswinkel (θmax) und einem minimalen Neigungswinkel (θmin) zu kippen, und in dem Durchgangsloch 111b ist ein Minimalneigungswinkelbeschränkungsabschnitt ausgebildet, welcher gegen die Antriebswelle 110 stößt. Wenn ein Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 0° beträgt, wenn die Taumelscheibe 111 senkrecht zur Antriebswelle 110 ist, ist der Minimalneigungswinkelbeschränkungsabschnitt des Durchgangslochs 111b so ausgebildet, dass die Taumelscheibe 111 bis zu ungefähr 0° geneigt werden kann. Außerdem wird der maximalen Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 in solch einer Weise reguliert, dass die Taumelscheibe 111 gegen den Rotor 112 stößt.
Eine Neigungswinkelreduktionsfeder 114, welche aus einer Druckfeder gemacht ist, die die Taumelscheibe 111 gegen einen minimalen Neigungswinkel drückt, ist um die Antriebswelle 110 zwischen dem Rotor 112 und der Taumelscheibe 111 montiert. Außerdem ist um die Antriebswelle 110 zwischen der Taumelscheibe 111 und einem Federlagerelement 116, welches auf der Antriebswelle 110 vorgesehen ist, eine Neigungswinkelzunahmefeder 115 montiert, welche aus einer Druckfeder gemacht ist, die die Taumelscheibe 111 in eine Richtung einer Zunahme des Neigungswinkels der Taumelscheibe 111 zu einem vorbestimmten Winkel kleiner als dem maximalen Neigungswinkel drückt. Eine Druckkraft der Neigungswinkelzunahmefeder 115 bei dem minimalen Neigungswinkel ist größer eingestellt als eine Druckkraft der Neigungswinkelreduktionsfeder 114. Wenn die Antriebswelle 110 demnach nicht rotiert, ist die Taumelscheibe 111 auf einen vorbestimmten Neigungswinkel positioniert, bei welchem eine resultierende Kraft der Druckkraft der Neigungswinkelreduktionsfeder 114 und der Druckkraft der Neigungswinkelzunahmefeder 115 Null wird.
Ein Ende der Antriebswelle 110 durchdringt ein Inneres eines Nabenabschnitts 102a des Frontgehäuses 102, erstreckt sich zu einer Außenseite des Frontgehäuses 102, und ist mit einer Leistungsübertragungsvorrichtung (nicht dargestellt) gekuppelt. Eine Wellendichtungsvorrichtung 130 ist zwischen die Antriebswelle 110 und den Nabenabschnitt 102a eingesetzt, und schirmt das Kurbelgehäuse 140 und einen äußeren Raum voneinander ab.
Ein gekuppelter Körper der Antriebswelle 110 und der Rotor 112 ist über Lager 131 und 132 in einer radialen Richtung gelagert, ist über ein Lager 133 und eine Schubplatte 134 in einer Schubrichtung gelagert, und Leistung von einer externen Antriebsquelle (einem Motor eines Fahrzeugs) wird zu einer Leistungsübertragungsvorrichtung übertragen, und die Antriebswelle 110 rotiert synchron mit der Leistungsübertragungsvorrichtung. Ein Abstand zwischen der Antriebswelle 110 und der Schubplatte 134 wird auf einen vorbestimmten Abstand mittels einer Einstellschraube 135 eingestellt.
Ein Kolben 136 ist in der Zylinderbohrung 101a platziert, ein Außenumfangsabschnitt der Taumelscheibe 111 ist in einem Innenraum eines Endabschnitts des Kolbens 136 untergebracht, welcher in Richtung des Kurbelgehäuses 140 von dem Kolben 136 absteht, und die Taumelscheibe 111 ist mit dem Kolben 136 über ein Schuhpaar 137 verbunden. Daher bewegt sich der Kolben 136 in der Zylinderbohrung 101a durch Drehung der Taumelscheibe 111 hin und her.
In dem Zylinderkopf 104 sind eine Saugkammer 141 in einem Mittelabschnitt davon und eine Auslasskammer 142, die diese Saugkammer 141 ringförmig umgibt, definiert und ausgebildet. Die Ansaugkammer 141 steht mit der Zylinderbohrung 101a über ein in der Ventilplatte 103 vorgesehenes Saugloch 103a und über ein in einer Saugventil-bildenden Platte 150 (in 5 dargestellt) ausgebildetes Saugventil (nicht dargestellt) und die Auslasskammer 142 in Verbindung mit der Zylinderbohrung 101a über ein in der Ventilplatte 103 vorgesehenes Auslassloch 103b und über ein in einer Auslassventil-bildenden Platte 151 (in 5 dargestellt) ausgebildetes Auslassventil (nicht dargestellt).
Das Frontgehäuse 102, eine Zentraldichtung (nicht dargestellt), der Zylinderblock 101, eine Zylinderdichtung 152 (dargestellt in 5), die saugventil-bildende Platte 150, die Ventilplatte 103, die auslassventil-bildende Platte 151, eine Kopfdichtung 153 (dargestellt in 5) und der Zylinderkopf 104 sind der Reihe nach miteinander verbunden, und sind mittels einer Vielzahl von Durchgangsschrauben 105 befestigt, wodurch ein Kompressorgehäuse ausgebildet wird.
Ein Schalldämpfer 160, der Lärm und Vibrationen reduziert, welche durch Druckpulsation des Kältemittels verursacht werden, ist auf einem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 101 vorgesehen. Der Schalldämpfer 160 ist in solch einer Weise ausgebildet, dass ein Deckelelement 106 an einer ausgebildeten Wand 101b befestigt wird, welche definiert und ausgebildet auf dem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 101 mittels eines Dichtungselements (nicht dargestellt) mittels Schrauben (nicht dargestellt) ist.
In einem Verbindungsabschnitt zwischen einem Schalldämpferraum 143 und einer Verbindungspassage 144, die durch den Zylinderkopf 104 und den Zylinderblock 101 ausgebildet ist, und die mit der Auslasskammer 142 in Verbindung steht, ist ein Rückschlagventil 200 angeordnet, welches eine Rückströmung von Kältemittelgas von einem auslassseitigen Kältemittelkreislauf zu der Auslasskammer 142 verhindert. Das Rückschlagventil 200 arbeitet in Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen der Verbindungspassage 144 auf einer Seite stromaufwärts und dem Schalldämpferraum 143 auf einer Seite stromabwärts, trennt die Verbindungspassage 144 ab, wenn die Druckdifferenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und öffnet die Verbindungspassage 144, wenn die Druckdifferenz größer als der vorbestimmte Wert ist. Die Auslasskammer 142 ist mit dem auslassseitigen Kältemittelkreislauf einer solchen Fahrzeugklimaanlage über eine Auslasspassage verbunden, die aus der Verbindungspassage 144, dem Rückschlagventil 200, dem Schalldämpferraum 143 und einem Auslassanschluss 106a besteht.
In dem Zylinderkopf 104 ist ein Saugkanal, der aus einer Ansaugöffnung (nicht dargestellt) und einer Verbindungspassage 104a besteht, linear ausgebildet, um einen Teil der Auslasskammer 142 von einer Außenseite des Zylinderkopfs 104 zu der Ansaugkammer 141 zu kreuzen und die Ansaugkammer 141 ist über den Saugkanal mit einem saugseitigen Kältemittelkreislauf der Fahrzeugklimaanlage verbunden.
Außerdem ist in dem Zylinderkopf 104 ein erstes Steuerventil 300 vorgesehen, indem es in ein Gehäuseloch 104b, das in einer radialen Richtung des Zylinderkopfs 104 ausgebildet ist, aufgenommen ist. Das erste Steuerventil 300 ist in einem Druckversorgungskanal 145 platziert, der die Auslasskammer 142 und das Kurbelgehäuse 140 dazu veranlasst miteinander in Verbindung zu treten. Als Reaktion auf einen Druck in der Ansaugkammer 141, welcher über eine Verbindungspassage 104c eingeführt wird, und als Reaktion auf eine elektromagnetische Kraft welche basierend auf einem externen Signal generiert wird, steuert das erste Steuerventil 300 einen Öffnungsgrad des Druckversorgungskanals 145, und steuert eine Fördermenge des komprimierten Kältemittelgases von der Auslasskammer 142 zu dem Kurbelgehäuse 140. In dem Druckversorgungskanal 145, der stromabwärts des ersten Steuerventils 300 gelegen ist, ist ein Rückschlagventil 250 platziert, welches eine Rückströmung des Kältemittels von der Seite des Kurbelgehäuses 140 zu der Seite des ersten Steuerventils 300 blockiert. Das oben beschriebene Rückschlagventil 250 arbeitet als Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen einer Seite stromaufwärts und einer Seite stromabwärts davon in dem Druckversorgungskanal 145. Wenn der Druck in einem solchen Druckversorgungskanal 145 stromaufwärts höher als der Druck in einem solchen Druckversorgungskanal 145 stromabwärts ist, öffnet sich das Rückschlagventil 250, um den Druckversorgungskanal 145 zu öffnen, wodurch das Kältemittel in das Kurbelgehäuse 140 eingeführt wird. Wenn währenddessen der Druck in dem Druckversorgungskanal 145 stromaufwärts niedriger ist als der Druck in dem Druckversorgungskanal 145 stromabwärts, schließt das Rückschlagventil 250, um den Druckversorgungskanal 145 abzutrennen, wobei die Rückströmung des Kältemittels von der Seite des Kurbelgehäuses 140 zu der Seite des ersten Steuerventils 300 blockiert ist. Es ist zu beachten, dass Details des ersten Steuerventils 300 und des Rückschlagventils 250 später beschrieben werden.
Das Kältemittel in dem Kurbelgehäuse 140 strömt in die Ansaugkammer 141 über einen Druckentlastungskanal 146 bestehend aus: einem ersten Druckentlastungskanal 146a, der über eine Verbindungspassage 101c und einen Raumabschnitt 101d, welche in dem Zylinderblock 101 ausgebildet sind, und der über eine feste Drossel 103c, welche in der Ventilplatte 103 ausgebildet ist, verläuft; und einem zweiten Druckentlastungskanal 146b, in welchem ein zweites Steuerventil 350 platziert ist, wobei der zweite Druckentlastungskanal 146b an dem Raumabschnitt 101d beginnt und eine größere Strömungskanalquerschnittsfläche als die feste Drossel 103c aufweist. Das oben beschriebene zweite Steuerventil 350 steuert einen Öffnungsgrad des zweiten Druckentlastungskanals 146b in Verbindung mit dem ersten Steuerventil 300. Wenn das erste Steuerventil 300 öffnet, empfängt das zweite Steuerventil 350 einen Kältemitteldruck in einer Region des Druckversorgungskanals 145, welche stromabwärts des ersten Steuerventils 300 gelegen ist, und reduziert den Öffnungsgrad des zweiten Druckentlastungskanals 146b. Wenn das erste Steuerventil 300 geschlossen ist, empfängt das zweite Steuerventil 350 einen Kältemitteldruck auf der Seite des Kurbelgehäuses 140, und vergrößert den Öffnungsgrad des zweiten Druckentlastungskanals 146b. Daher ändert sich, als Reaktion auf das Öffnen und Schließen des zweiten Steuerventils 350, dort eine Strömungskanalquerschnittsfläche des Druckentlastungskanals 146, der aus dem ersten Druckentlastungskanal 146a und dem zweiten Druckentlastungskanal 146b besteht. Es ist zu beachten, dass Details des zweiten Steuerventils 350 später beschrieben werden.
Schmieröl wird in einem Inneren des verstellbaren Hubkolbenkompressors 100 abgeschlossen und das Innere des verstellbaren Hubkolbenkompressors 100 wird durch Rühren des Schmieröls, welches die Rotation der Antriebswelle 110 begleitet und durch Bewegung des Schmieröls, welches die Bewegung des Kältemittelgases begleitet, geschmiert.
Als nächstes werden die Details des ersten Steuerventils 300 unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
Das erste Steuerventil 300 besteht aus: einer Ventileinheit; und einer Antriebseinheit, die die Ventileinheit öffnet und schließt.
Die Ventileinheit beinhaltet ein zylindrisches Ventilgehäuse 301, und in einem Inneren davon sind eine erste Druckmesskammer 302 als eine erste Druckkammer, eine Ventilkammer 303, die abgeteilt von der ersten Druckmesskammer 302 ist, und eine zweite Druckmesskammer 307 als eine zweite Druckkammer, die abgeteilt von der Ventilkammer 303 ist, in dieser Reihenfolge in einer axialen Richtung ausgebildet. Die erste Druckmesskammer 302 steht mit dem Kurbelgehäuse 140 über ein Verbindungsloch 301a, das auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Ventilgehäuses 301 ausgebildet ist, und über den Druckversorgungskanal 140 in Verbindung. Die zweite Druckmesskammer 307 steht mit der Ansaugkammer 141 über ein Verbindungsloch 301e, das auf der äußeren Umfangsoberfläche des Ventilgehäuses 301 ausgebildet ist, und über die Verbindungspassage 104c (dargestellt in 1) in Verbindung. Die Ventilkammer 303 steht mit der Auslasskammer 142 über ein Verbindungsloch 301b, das auf der äußeren Umfangsoberfläche des Ventilgehäuses 301 ausgebildet ist, in Verbindung. Die erste Druckmesskammer 302 und die Ventilkammer 303 sind verbindbar miteinander über ein Ventilloch 301c gemacht, dass in einem Inneren des Ventilgehäuses 301 ausgebildet ist.
Im Inneren der ersten Druckmesskammer 302 ist ein Balg 305 angeordnet, welcher ein Inneres davon evakuiert, eine Feder darin aufnimmt und in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 301 verformbar ist. Dieser Balg 305 hat eine Druckmessfunktion, um einen Druck in der ersten Druckmesskammer 302 zu messen, d. h., in dem Kurbelgehäuse 140, welches mit der ersten Druckmesskammer 302 über den Druckversorgungskanal 145 in Verbindung steht. Außerdem ist in dem Ventilgehäuse 301 ein säulenförmiger Ventilkörper 304 untergebracht. Der Ventilkörper 304 ist verschiebbar in einem Lagerloch 301d gelagert, das zwischen der Ventilkammer 303 und der zweiten Druckmesskammer 307 ausgebildet ist, und bewegt sich in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 301. Ein Ende des Ventilkörpers 304 dient als ein erster Ventilabschnitt, welcher das Ventilloch 301c öffnet und schließt, um den Druckversorgungskanal 145 zu öffnen und zu schließen, und ein anderes Ende davon dient als ein zweiter Ventilabschnitt, welcher in der zweiten Druckmesskammer 307 positioniert ist und einen Druckentlastungskanal 320 öffnet und schließt, welcher später beschrieben wird. An dem einen Ende des Ventilkörpers 304 ist ein Kupplungsabschnitt 306 mit kleinem Durchmesser einstückig damit ausgebildet. Solch ein Endabschnitt des Kupplungsabschnitts 306 ist angeordnet, um geeignet zu sein, gegen den Balg 305 zu stoßen und der Kupplungsabschnitt 306 hat eine Funktion, um die Verschiebung des Balgs 305 gegenüber dem Ventilkörper 304 zu übertragen. Hier entspricht der oben beschriebene Kupplungsabschnitt 306 einem verlängerten Element, das von dem ersten Ventilabschnitt in die erste Druckkammer verlängert ist.
Die Antriebseinheit weist ein zylindrisches Magnetgehäuse 312 auf, das mit dem anderen Ende des Ventilgehäuses 301 koaxial mit diesem verbunden ist. In dem Magnetgehäuse 312 ist eine geformte Spule 314, in der eine elektromagnetische Spule mit Harz bedeckt ist, untergebracht. Außerdem ist in dem Magnetgehäuse 312 ein zylindrischer fester Kern 310, welcher sich von dem Ventilgehäuse 301 zu einem Zentrum der geformten Spule 314 erstreckt, untergebracht. Der feste Kern 310 hat ein Einführloch 310a in einer Mitte davon und ein Stabmagnet 309 ist in dieses Einführloch 310a eingeführt. In dem Stabmagneten 309 ist eine Endseite davon in den Ventilkörper 304 koaxial mit diesem montiert und fixiert, und eine andere Endseite davon ist an einem Durchgangsloch angebracht, das in einem beweglichen Kern 308 ausgebildet ist, und die Stabmagnet 309 und die bewegliche Kern 308 sind miteinander integriert.
Außerdem ist zwischen dem festen Kern 310 und dem beweglichen Kern 308 eine Zwangsauslösefeder 311 vorgesehen, welche den Ventilkörper 304 in eine Öffnungsrichtung (eine obere Richtung in der Zeichnung) über den beweglichen Kern 308 und den Stabmagnet 309 treibt. Außenumfänge des beweglichen Kerns 308 und des festen Kerns 310 und eine Oberseite des beweglichen Kerns 308 sind mit einer zylindrischen Hülse 313 bedeckt, die aus einem rostfreien Material wie nichtmagnetischem Material gebildet ist.
Der bewegliche Kern 308, der feste Kern 310 und das Magnetgehäuse 312 sind aus magnetischem Material ausgebildet und bilden einen magnetischen Kreis, und eine Kontrollvorrichtung (nicht dargestellt), welche auf einer Außenseite des Kompressors 100 vorgesehen ist, ist mit der geformten Spule 314 verbunden. Somit erzeugt die geformte Spule 314, wenn sie mit einem Steuerstrom I von der Steuervorrichtung versorgt wird, eine elektromagnetische Kraft F(I), der bewegliche Kern 308 wird durch die elektromagnetische Kraft F(I) in Richtung des festen Kerns 310 angezogen, und der Ventilkörper 304 bewegt sich in einer Ventilschließrichtung (eine untere Richtung in der Zeichnung).
Eine Kraft, die in Öffnungs- und Schließrichtungen des Ventilkörpers 304 des ersten Steuerventils 300 wirkt, ist eine Triebkraft f, welche durch die Zwangsauslösefeder 311 erzeugt wird, eine Kraft, welche durch den Druck (einen Kurbeldruck Pc) in der ersten Druckmesskammer 302 erzeugt wird, eine Kraft, welche durch den Druck (einen Saugdruck Ps) der zweiten Druckmesskammer 307 erzeugt wird, und eine Triebkraft, welche durch eine Feder erzeugt wird, welche in dem Balg 305 eingeschlossen ist, ebenso wie die elektromagnetische Kraft F(I), welche durch die geformte Spule 314 erzeugt wird. Eine Beziehung unter diesen ist repräsentiert durch die folgende Gleichung (1), da Sb, Sv und Sr zueinander gleichgesetzt sind (Sb = Sv = Sr), wo ein effektiver Druckaufnahmebereich in einer Ventilkörperöffnungsrichtung des Balgs 305 als Sb definiert ist, ein Aufnahmebereich für einen Druck seitens des Kurbelgehäuses 140, den der Ventilkörper 304 von der ersten Druckmesskammer 302 über das Ventilloch 301c aufnimmt als Sv definiert ist, und ein Aufnahmebereich für den Druck seitens der Ansaugkammer 141, der über die zweite Druckmesskammer 307 auf den Ventilkörper 304 einwirkt, als Sr definiert ist. Es ist zu beachten, dass in Gleichung 1 „+” die Ventilschließrichtung des Ventilkörpers 304 bezeichnet und „–” die Ventilöffnungsrichtung davon bezeichnet. Ps = – (1/Sb)*F(I) + (F + f)/Sb(1)
Hier ist Ps der Druck in der Ansaugkammer 141, F(I) ist die elektromagnetische Kraft, f ist die Triebkraft der Zwangsauslösefeder 311 und F ist die Triebkraft des Balgs 305.
Wenn der Druck in der Ansaugkammer 141 höher wird als ein eingestellter Druck, steuert dann, um eine Auslassverdrängung zu erhöhen, ein gekuppelter Körper aus dem Balg 305, dem Kupplungsabschnitt 306 und dem Ventilkörper 304 den Ventilkörper 304 in Schließrichtung und reduziert den Öffnungsgrad des Druckversorgungskanals 145, um den Druck in dem Kurbelgehäuse 140 zu reduzieren. Wenn der Druck in der Ansaugkammer 141 unter den eingestellten Druck fällt, steuert dann, um die Auslassverdrängung zu reduzieren, der gekuppelte Körper den Ventilkörper 304 in Öffnungsrichtung und erhöht den Öffnungsgrad des Druckversorgungskanals 145, um den Druck in dem Kurbelgehäuse 140 zu erhöhen. Auf diese Weise steuert der gekuppelte Körper autonom den Öffnungsgrad des Druckversorgungskanals 145, so dass der Druck in der Ansaugkammer 141 sich dem eingestellten Druck annähern kann.
Die elektromagnetische Kraft der geformten Spule 314 wirkt auf den Ventilkörper 304 über den Stabmagneten 309 in der Ventilschließrichtung und entsprechend, wenn eine Bestromungsmenge auf die geformte Spule 314 zunimmt, arbeitet das erste Steuerventil 300 so, dass die Kraft in die Richtung der Abnahme des Öffnungsgrades des Druckversorgungskanals 145 ansteigen kann, um den eingestellten Druck zu reduzieren, wie in 3 dargestellt. Es ist zu beachten, dass das erste Steuerventil 300 mittels Pulsweitenmodulation (PWM-Steuerung) bei einer vorbestimmten Frequenz in dem Bereich von zum Beispiel 400 Hz bis 500 Hz betrieben wird und eine Pulsweite (ein Tastverhältnis) gewechselt wird, so dass ein Wert eines Stromes, welcher durch die geformte Spule 314 fließt, einen gewünschten Wert erreichen kann.
Außerdem, wie in 4 dargestellt, ist in dem ersten Steuerventil 301 ein Druckentlastungskanal 320 ausgebildet, welcher die Ansaugkammer 141 und eine Region des Druckversorgungskanals 145, welche zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 gelegen ist, dazu bringt, miteinander in Verbindung zu treten, und dazu dient, einen Kältemitteldruck in der Region des Druckversorgungskanals 145, welche zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 gelegen ist, zu der Seite der Ansaugkammer 141 zu entlasten. Der Druckentlastungskanal 320 ist gebildet aus: einem Verbindungsloch 306a, welches auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Kupplungsabschnitts 306 gebildet ist, und sich zu der ersten Druckmesskammer 302 hin öffnet; ein Verbindungsloch 304a, das einen inneren Raum im Inneren des Ventilkörpers 304 und dem Kupplungsabschnitt 306 ausbildet, welche einteilig miteinander ausgebildet sind, wobei der innere Raum mit dem Verbindungsloch 306a in Verbindung steht; einer Spiralnut 309a, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche eines Ventilkörper-Presspassabschnitts des Stabmagneten 309 in einem Presspassungsloch ausgebildet ist, das in dem Ventilkörper 304 ausgebildet ist und mit dem Verbindungsloch 304a in Verbindung steht; eine andere endseitige Endfläche des Ventilkörpers 304, die mit dieser Spiralnut 309a in Verbindung steht; der zweite Druckmesskammer 307; die Verbindungslöcher 301e; und der Verbindungskanal 104c (dargestellt in 1). Hierbei steht das Verbindungsloch 306a, das auf der äußeren Umfangsoberfläche des Kupplungsabschnitts 306 ausgebildet ist, mit einem Öffnungsabschnitt, der in dem verlängerten Element ausgebildet ist.
Außerdem hat eine Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304, welche auf der Seite des Stabmagneten 309 ist, einen vertieften Abschnitt in seinem Inneren und die Spiralnut 309a öffnet sich zu dem oben beschriebenen vertieften Abschnitt. Wenn die Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304 daher gegen eine Endoberfläche des festen Kerns 310 stößt, wird dann der Druckentlastungskanal 320 geschlossen und die erste Druckmesskammer 302, welche die Region des Druckversorgungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 ist, wird von der Ansaugkammer 141 abgetrennt. Wenn unterdessen die Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304 sich von der Endoberfläche des festen Kerns 310 separiert, öffnet sich dann der Druckentlastungskanal 320 und die erste Druckmesskammer 302 steht mit der Ansaugkammer 141 über den Druckentlastungskanal 320 in Verbindung. Hier ist die Spiralnut 309a des Druckentlastungskanals 320 ausgebildet, um eine Rolle einer Drossel zu spielen, wenn der Druckentlastungskanal 320 sich öffnet. Es ist zu beachten, dass eine lineare Nut anstelle der Spiralnut 309a verwendet werden kann, oder alternativ kann eine Nut an einer inneren Umfangswand des Presspassungslochs zum Eindrücken eines Endabschnitts des Stabmagneten 309 ausgebildet sein, wobei das Presspassungsloch nicht auf der Seite des Stabmagneten 309, sondern auf der Seite des Ventilkörpers 304 ausgebildet ist. Darüber hinaus kann die Nut auch gebildet werden, indem sie dazu gebracht wird, mit der anderen endseitigen Endfläche durch ein Loch in Verbindung zu treten, das in einem solchen Inneren des Ventilkörper-Presspassabschnitts des Stabmagneten 309 vorgesehen ist. Durch die Annahme der Spiralnut wird es einfach, das erste Steuerventil 300 herzustellen.
Wenn in dem ersten Steuerventil 300 die geformte Spule 314 entmagnetisiert ist, separiert sich eine Endoberfläche 304b des Ventilkörpers 304 von solch einem Umfang des Ventillochs 301c durch die Triebkraft der Zwangsauslösefeder 311 und ein Ventilöffnungsgrad des ersten Steuerventils 300 wird maximiert und zu diesem Zeitpunkt wie in 4B dargestellt, stößt die Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304 gegen die Endoberfläche des festen Kerns 310 und der Druckentlastungskanal 320 ist geschlossen. Wenn darüber hinaus ein Strom mit einem solchen Wert, dass eine elektromagnetische Kraft, die die Vorspannkraft der Zwangsfreigabefeder 311 übersteigt, auf die geformte Spule 314 wirkt, dann bewegt sich der Ventilkörper 304 des ersten Steuerventils 300 in der Ventilschließrichtung wie in 4A gezeigt, trennt sich die Endfläche 304c des Ventilkörpers 304 von der Endfläche des festen Kerns 310 und der Druckentlastungskanal 320 wird geöffnet. Daher bilden die Endfläche 304c des Ventilkörpers 304 des ersten Steuerventils 300 und der feste Kern 310 davon ein Öffnungs- und Schließmittel, welches geeignet ist, den Druckentlastungskanal 320 zu öffnen und zu schließen, wobei der Druckentlastungskanal 320 nur geschlossen wird, wenn der verstellbare Hubkolbenkompressor 100, in welchem das erste Steuerventil 300 entmagnetisiert ist, in einem Nicht-Betriebszustand (OFF) ist und der Druckentlastungskanal 320 in einen Öffnungszustand wechselt, wenn der verstellbare Hubkolbenkompressor 100 in einem Betriebszustand (ON) ist, in welchem das erste Steuerventil 300 magnetisiert ist und eine Rolle als eine Drosselpassage durch die Spiralnut 309a spielt. Hierbei entspricht die Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304 dem zweiten Ventilabschnitt des Ventilkörpers 304 und die Endoberfläche des festen Kerns 310, an den die Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304 anstößt und sich von diesem trennt, entspricht einem Begrenzungsabschnitt, der, wenn die geformte Spule 314 entmagnetisiert wird, den Anschlag des zweiten Ventilabschnitts (der Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304) aufnimmt, die Bewegung des Ventilkörpers 304 beschränkt und einen maximalen Öffnungsgrad des ersten Ventilabschnitts (die Endfläche 304b des Ventilkörpers 304) des Ventilkörpers 304 einschränkt.
Als nächstes werden die Details des Rückschlagventils 250 unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben.
Das Rückschlagventil 250, welches in dem Druckversorgungskanal 145 stromabwärts des ersten Steuerventils 300 platziert ist, besteht aus: einem Ventilkörper 251, welcher verschiebbar in einem Gehäuseloch 101e gelagert ist, welcher einen Abschnitt 101e1 mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt 101e2 mit großem Durchmesser hat, welche auf einer Endoberfläche des Zylinderblocks 101 auf der Seite der Ventilplatte 103 ausgebildet sind; und der oben erwähnten saugventil-bildenden Platte 150, die ein Ende des Gehäuselochs 101e schließt. Der Ventilkörper 251 ist ausgebildet aus einem zylindrischen Körper, welcher aus einem Abschnitt 251a1 mit kleinem Durchmesser und einem Abschnitt 251a2 mit großem Durchmesser besteht in welchem der Abschnitt 251a1 mit kleinem Durchmesser durch eine Endoberfläche 251b abgeschlossen ist. In dem Ventilkörper 251 ist ein Verbindungsloch 251c auf einer Seitenwand des Abschnitts 251a1 mit kleinem Durchmesser ausgebildet. Es ist zu beachten, dass der Ventilkörper 251 beispielsweise aus einem Harzmaterial gebildet ist; jedoch kann er aus anderem Material, wie Metall, gebildet sein.
Ein Raum zwischen dem Abschnitt 251a1 mit kleinem Durchmesser des Ventilkörpers 251 und dem Abschnitt 101e2 mit großem Durchmesser des Gehäuselochs 101e bildet eine ringförmige Passage und steht mit einer inneren Passage 252 über ein Verbindungsloch 251c in Verbindung, welche in den Ventilkörper 251 ausgebildet ist. Im Hinblick auf den Ventilkörper 251 wird eine Bewegung eines Endes davon in solch einer Weise unterbunden, dass eine Endoberfläche 251b davon gegen die saugventil-bildende Platte 150 stößt und eine Bewegung eines anderen Endes davon in solch einer Weise unterbunden wird, dass ein Endabschnitt des Ventilkörpers 251 auf der Seite des Abschnitts 251a2 mit großem Durchmesser gegen eine Endoberfläche 101e3 des Gehäuselochs stößt.
Die Seite des Abschnitts 101e2 mit großem Durchmesser des Gehäuselochs 101e steht mit dem Druckversorgungskanal 145 auf der Seite des Zylinderkopfs 104 über ein Ventilloch 150a in Verbindung, das in der saugventil-bildenden Platte 150 ausgebildet ist. Darüber hinaus steht die Seite des kleinen Durchmessers 101e1 des Gehäuselochs 101e mit dem Kurbelgehäuse 140 über den Druckversorgungskanal 145 auf der Seite des Zylinderblocks 101 in Verbindung.
Daher wirkt auf den Ventilkörper 251 ein Druck Pm in dem Druckversorgungskanal 145 auf der Seite stromaufwärts des Zylinderkopfes 104 und ein Druck Pc in dem stromabwärtigen Kurbelgehäuse 140 und der Ventilkörper 251 bewegt sich infolge einer Druckdifferenz (Pm – Pc) zwischen solch einem stromaufwärtigen Druck Pm und solch einem stromabwärtigen Druck Pc.
Der Betrieb des Rückschlagventils 250 wird beschrieben.
In einem Zustand, in welchem das erste Steuerventil 300 offen ist, erreicht das komprimierte Kältemittel von der Auslasskammer 142 das Rückschlagventil 250 über den Druckversorgungskanal 145, welcher stromabwärts des ersten Steuerventils 300 gelegen ist, und lässt den Druck Pm ansteigen, welcher auf den Ventilkörper 251 wirkt. Dementsprechend herrscht Pm – Pc > 0 vor, und wie in 5A gezeigt, bewegt sich der Ventilkörper 251 zu einer linken Seite in der Zeichnung und wechselt zu einem Ventilöffnungszustand. Auf diese Weise passiert das komprimierte Kältemittel in der Auslasskammer 142 durch die interne Passage 252 des Rückschlagventils 250 und wird zu dem Kurbelgehäuse 140 gefördert. Wenn das erste Steuerventil 300 von solch einem geöffneten Zustand zu einem geschlossenen Zustand wechselt, wird das komprimierte Kältemittel in der Auslasskammer 142 nicht zu dem Druckversorgungskanal 145 gefördert, welcher stromabwärts des ersten Steuerventils 300 gelegen ist. Zu diesem Zeitpunkt steht die Region des Druckversorgungskanals 145, welcher zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 gelegen ist, mit der Ansaugkammer 141 über den Druckentlastungskanal 320 in dem ersten Steuerventil 300 in Verbindung, und das Kältemittelgas in der Region des Druckversorgungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 strömt zu der Ansaugkammer 141 über den Druckentlastungskanal 320. In dieser Weise nimmt der Druck Pm auf einer Seite stromaufwärts ab, und Pm – Pc < 0 herrscht vor und, wie in 5B gezeigt, bewegt sich der Ventilkörper 251 auf eine rechte Seite in der Zeichnung. Dann stößt die Endoberfläche 251b des Ventilkörpers 251 gegen die saugventil-bildende Platte 150 und schließt das Ventilloch 150a und erzeugt einen geschlossenen Zustand des Ventils. Auf diese Weise wird der Druckversorgungskanal 145 abgetrennt und der Druck in der Region des Druckversorgungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 wird ein Druck gleich zu dem der Ansaugkammer 141, mit welcher die entsprechende Region über den Druckentlastungskanal 320 in Verbindung steht. D. h. das Rückschlagventil 250 ist dazu ausgebildet, den Druckversorgungskanal 145 in Verbindung mit Öffnung- und Schließbetrieb des ersten Steuerventils 300 zu öffnen und zu schließen.
Es sei angemerkt, dass das Rückschlagventil 250 so konfiguriert sein kann, dass ihm ein Druckmittel wie eine Druckschraubenfeder hinzugefügt wird, die den Ventilkörper 251 in Richtung der Ventilplatte 103 drückt. Darüber hinaus kann anstelle der saugventil-bildende Platte 150 beispielsweise die Ventilplatte 103 als der Ventilsitz verwendet werden, gegen welchen die Endoberfläche 251b des Ventilkörpers 251 anstößt.
Als nächstes werden die Details des zweiten Steuerventils 350 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Das zweite Steuerventil 350 beinhaltet: eine Gehäusekammer 104e, die auf einer offenen Endfläche 104d des Zylinderkopfs 104 ausgebildet ist und aus einer ersten Gehäusekammer 104e1 mit kleinem Durchmesser und einer zweiten Gehäusekammer 104e2 mit einem großen Durchmesser besteht; ein Trennelement 351, das die Gehäusekammer 104e unterteilt in die erste Gehäusekammer 104e1 mit kleinem Durchmesser und die zweite Gehäusekammer 104e2 mit großem Durchmesser; die auslassventil-bildende Platte 151, welche eine Seite einer offenen Endoberfläche der Gehäusekammer 104e schließt und ein Ventilloch 151a hat, welches darin ausgebildet ist; die Spule 352, welche beweglich in der Gehäusekammer 104e platziert ist.
Es ist zu beachten, dass als das Element, das die Gehäusekammer 104e schließt, anstelle der auslassventil-bildenden Platte 151 ein anderes Kompressionsbestandteilelement verwendet werden kann, das zwischen dem Zylinderblock 101 und dem Zylinderkopf 104 angeordnet ist, oder alternativ kann ein neues zweckbestimmtes Element hinzugefügt werden. Falls eine der saugventil-bildenden Platte 150, der auslassventil-bildenden Platte 151 und der Ventilplatte 103 als Schließelement verwendet wird, ist es nicht nötig, solch ein zweckbestimmtes Schließelement hinzuzufügen, darüber hinaus wird eine gute Genauigkeit der Ebenheit erbracht, und dementsprechend eignet sich jede davon als das Schließelement, das eine Rolle des Ventilsitzes spielt.
In einer Umfangswand der zweiten Gehäusekammer 104e2 der Gehäusekammer 104e ist eine Verbindungspassage 104g ausgebildet, die mit der zweiten Gehäusekammer 104e2 und der Ansaugkammer 141 in Verbindung steht. Darüber hinaus steht die erste Gehäusekammer 104e1 der Gehäusekammer 104e mit dem Gehäuseloch 104b über eine Verbindungspassage 104f in Verbindung, das stromabwärts des ersten Steuerventils 300 angeordnet ist. Daher bildet die erste Gehäusekammer 104e1 eine Gegendruckkammer des zweiten Steuerventils 350 aus. Darüber hinaus steht die zweite Gehäusekammer 104e2 der Gehäusekammer 104e mit dem Kurbelgehäuse 140 über das Ventilloch 151a der auslassventil-bildenden Platte 151, den jeweiligen Verbindungslöchern, die in der Ventilplatte 103 und der saugventil-bildenden Platte 150 ausgebildet sind, dem Raumabschnitt 101d und der Verbindungspassage 101c in Verbindung und steht darüber hinaus mit der Ansaugkammer 141 über die Verbindungspassage 104g in Verbindung. Daher bilden die Verbindungspassage 101c, der Raumabschnitt 101d, die jeweiligen Verbindungslöcher der saugventil-bildenden Platte 150 und die Ventilplatte 103, das Ventilloch 151a, die zweite Gehäusekammer 104e2 und die Verbindungspassage 104g den zweiten Druckentlastungskanal 146b, welcher das Kurbelgehäuse 140 und die Ansaugkammer 141 dazu veranlasst, miteinander in Verbindung zu treten.
Das Trennelement 351 ist aus einem zylindrischen Element gebildet, das aus einer Seitenwand und einem geschlossenen Endabschnitt 351b besteht und ein Ende geschlossen hat. Das Trennelement 351 ist in der zweiten Gehäusekammer 104e2 positioniert und eingepresst, so dass eine offene Endfläche 351a davon an die auslassventil-bildende Platte 151 anstoßen kann. Darüber hinaus trennt das Trennelement 351 die zweite Gehäusekammer 104e2 in einen inneren zylindrischen Raum, der als eine Ventilkammer 351c dient, und einen äußeren ringförmigen Raum und durch einen geschlossenen Endabschnitt 351b, davon trennt es die erste Gehäusekammer 104e1 und die Ventilkammer 351c voneinander. In einem Mittelabschnitt des geschlossenen Endabschnitts 351b des Trennelements 351 ist ein Durchgangsloch 351b1 ausgebildet. In der Seitenwand des Trennelements 351 ist ein Verbindungsloch 351a1 ausgebildet, welches die Ventilkammer 351c und einen ringförmigen Raum in der zweiten Gehäusekammer 104e2 auf einer Außenseite davon dazu veranlasst miteinander in Verbindung zu treten.
Die Spule 352 beinhaltet: einen Druckempfangsabschnitt 352a, welcher in der ersten Gehäusekammer 104e1 untergebracht ist, so das eine Endoberfläche 352a1 davon geeignet sein kann, um gegen eine Endwand 104e3 der ersten Gehäusekammer 104e1 zu stoßen und sich davon zu trennen; ein Ventilabschnitt 352b, welcher in der Ventilkammer 351c untergebracht ist, in welcher eine Endoberfläche 352b1 gegen die auslassventil-bildende Platte 151 stößt und sich davon entfernt, um das Ventilloch 151a zu öffnen und zu schließen; und einen Wellenabschnitt 352c, welcher den Druckempfangsabschnitt 352a und den Ventilabschnitt 352b miteinander kuppelt. Dann ist die Spule 352 in solch einer Weise ausgebildet, dass der Druckempfangsabschnitt 352a in den Wellenabschnitt 352c eingepresst ist, in einem Zustand, in welchem der Wellenabschnitt 352c, der einteilig mit dem Ventilabschnitt 352b ausgebildet ist, in ein Durchgangsloch 351b1 des Trennelement 351 eingeführt ist. Es ist zu beachten, dass solch eine Presspassungsposition des Druckempfangsabschnitts 352a in Bezug auf den Ventilabschnitt 352b so eingestellt ist, dass, wenn eine Endoberfläche 352b1 des Ventilabschnitts 352b gegen die auslassventil-bildende Platte 151 stößt, eine andere Endoberfläche 352a2 des Druckempfangsabschnitts 352a simultan gegen eine äußere Oberfläche des geschlossenen Endabschnitts 351b des Trennelements 351 stoßen kann.
Die Spule 352 des zweiten Steuerventils 350 empfängt einen Druck des Druckversorgungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250, d. h., den sogenannten Gegendruck Pm auf eine Endoberfläche (eine Endoberfläche auf der Seite des Druckempfangsabschnitts 352a) davon, empfängt den Druck Pc in dem Kurbelgehäuse 140 auf eine andere Endoberfläche (eine Endoberfläche auf der Seite des Ventilabschnitts 352b), und bewegt sich als Folge der Druckdifferenz (Pm – Pc) dazwischen. Somit, wenn Pm – Pc > 0 vorherrscht, stößt dann, wie in 6A gezeigt, die eine Endoberfläche 352b1 des Ventilabschnitts 352b gegen die auslassventil-bildende Platte 151, um das Ventilloch 151a zu schließen, wobei die Spule 352 den zweiten Druckentlastungskanal 146b schließt. Währenddessen, wenn Pm – Pc < 0 vorherrscht, stößt dann, wie in 6B gezeigt, die eine Endoberfläche 352a1 des Druckempfangsabschnitts 352a gegen die Endwand 104e3, um das Ventilloch 151a zu öffnen, wobei die Spule 352 den zweiten Druckentlastungskanal 146b bis zum Maximum öffnet. Es ist zu beachten, dass ein Druckempfangsbereich S1 der Spule 352, welcher den Gegendruck Pm aufnimmt, und ein Druckempfangsbereich S2 der Spule 352, welcher den Druck Pc in dem Kurbelgehäuse 140 aufnimmt, zum Beispiel auf S1 = S2 gesetzt sind; jedoch können S1 und S2 gesetzt werden zu S1 > S2 oder S1 < S2, um den Betrieb der Spule 352 anzupassen.
Der Betrieb des zweiten Steuerventils 350 wird beschrieben.
Das zweite Steuerventil 350 öffnet und schließt in Verbindung mit dem Öffnen und Schließen des ersten Steuerventils 300 und wenn das erste Steuerventil 300 geschlossen ist, öffnet der Druckentlastungskanal 320, um den Gegendruck Pm zu reduzieren, wobei das zweite Steuerventil 350 auf Empfang des Kältemitteldrucks auf der Seite des Kurbelgehäuses 140 hin öffnet und den zweiten Druckentlastungskanal 146b öffnet. Auf diese Weise wird der Druckentlastungskanal 146 aus dem ersten Druckentlastungskanal 146a und dem zweiten Druckentlastungskanal 146b gebildet und die Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche des Druckentlastungskanals 146 wird erhöht. Wenn währenddessen das erste Steuerventil 300 entmagnetisiert und in einem voll geöffneten Zustand ist, wird der Druckentlastungskanal 320 geschlossen, um den Gegendruck Pm zu erhöhen, wobei das zweite Steuerventil 350 auf Empfang des Kältemitteldrucks auf der Seite stromabwärts des ersten Steuerventils 300 hin geschlossen wird und den zweiten Druckentlastungskanal 146b schließt. Auf diese Weise ist der Druckentlastungskanal 146 lediglich aus dem ersten Druckentlastungskanal 146a gebildet und die Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche des Druckentlastungskanals 146 wird reduziert.
Darüber hinaus ist in dem zweiten Steuerventil 350 ein minimaler Spalt zwischen einer äußersten Umfangsoberfläche 352a3 des Druckaufnahmeabschnitts 352a, der auf einer inneren Umfangsoberfläche der ersten Gehäusekammer 104e1 verschiebbar gelagert ist, und der inneren Umfangsoberfläche der ersten Gehäusekammer 104e1 ausgebildet. Daher wird in einem Zustand, in dem sich die eine Endfläche 352a1 des Druckaufnahmeabschnitts 352a geringfügig von der Endwand 104e3 trennt (d. h. im offenen Zustand des zweiten Steuerventils 350), das Kältemittelgas, das in die erste Gehäusekammer 104e1 von der Verbindungspassage 104f geströmt ist, dazu angepasst, in die Ventilkammer 351c über einen Spalt zwischen der äußersten Umfangsoberfläche 352a3 des Druckaufnahmeabschnitts 352a und der inneren Umfangsoberfläche der ersten Gehäusekammer 104e1 und einem Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 352c und der inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 351b1 zu strömen. Das zweite Steuerventil 350 ist jedoch so konfiguriert, dass, wenn der Ventilabschnitt 352b an der auslassventil-bildenden Platte 151 anliegt (d. h. im geschlossenen Zustand des zweiten Steuerventils 350), die andere Endoberfläche 352a2 des Druckaufnahmeabschnitts 352a gegen die äußere Oberfläche des geschlossenen Endabschnitts 351b des Trennelements 351 stoßen kann. Dementsprechend wird die Strömung des Kältemittels von der ersten Gehäusekammer 104e1 zu der Ventilkammer 351c, die Strömung, die über den Spalt zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Wellenabschnitts 352c und der inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs 351b1 verläuft, blockiert. D. h., wenn das zweite Steuerventil 350 in solch einem geschlossenen Zustand ist, in welchem der Ventilabschnitt 352b gegen die auslassventil-bildende Platte 151 stößt, erscheint keine stetige Strömung des Kältemittels in die erste Gehäusekammer 104e1.
Als nächstes wird der Betrieb des verstellbaren Hubkolbenkompressors 100 dieser Erfindung beschrieben.
Wenn die Klimaanlage in Betrieb ist, d. h. in einem Zustand, in welchem der verstellbare Hubkolbenkompressor 100 betrieben wird, wird die Bestromungsmenge zu der geformten Spule 314 auf Basis einer Klimatisierungseinstellung und einer äußeren Umwelt eingestellt und die Auslassverdrängung wird gesteuert, so dass der Druck der Ansaugkammer 141 der eingestellte Druck werden kann, welcher der Bestromungsmenge entspricht. Wenn die Bestromung der geformten Spule 314 des ersten Steuerventils 300 von solch einem Zustand, in welchem der verstellbare Hubkolbenkompressor 100 betrieben wird, unterbrochen wird, ist das erste Steuerventil 300 dann völlig geöffnet. Auf diese Weise steigt der Druck in der Region des Druckversorgungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250, d. h. der Gegendruck Pm, welcher auf das zweite Steuerventil wirkt, und entsprechend schließt das zweite Steuerventil 350 den zweiten Druckentlastungskanal 146b. Daher wird der Druckentlastungskanal 146 lediglich der erste Druckentlastungskanal 146a, der Druck in dem Kurbelgehäuse 140 steigt an, der Neigungswinkel der Taumelscheibe 111 nimmt ab und die Auslassverdrängung wechselt in den Minimalzustand (einem minimal Auslassverdrängungsbetriebszustand). Darüber hinaus trennt das Rückschlagventil 200 im Wesentlichen gleichzeitig den Auslasskanal aufgrund der Abnahme der Auslassverdrängung ab, und das mit der minimalen Auslassverdrängung abgegebene Kältemittelgas strömt nicht zu einem externen Kältemittelkreislauf und zirkuliert durch eine interne Zirkulationspassage, die gebildet ist aus der Auslasskammer 142, dem Druckversorgungskanal 145, dem Kurbelgehäuse 140, dem Druckentlastungskanal 146a, der Ansaugkammer 141 und der Zylinderbohrung 101a.
Dann stößt in dem minimalen Auslassverdrängungsbetriebszustand die Endfläche 304c des Ventilkörpers 304 des ersten Steuerventils 300, in dem das erste Steuerventil 300 vollständig geöffnet ist, an dem festen Kern 310 an und der Druckentlastungskanal 320 wird geschlossen. Daher wird das Kältemittelgas, welches von der Auslasskammer 142 geliefert wurde, komplett zu dem Kurbelgehäuse 140 über den Druckversorgungskanal 145 gefördert, zirkuliert durch die interne Zirkulationspassage und schmiert die entsprechenden Abschnitte des verstellbaren Hubkolbenkompressors 100.
Wenn die geformte Spule 314 des ersten Steuerventils 300 von diesem Zustand aus bestromt wird, ist dann das erste Steuerventil 300 geschlossen, um den Druckversorgungskanal 145 zu schließen, und zur selben Zeit trennt sich die Endoberfläche 304c des Ventilkörpers 304 des ersten Steuerventils 300 auf der Seite des Stabmagneten 309 von dem festen Kern 310 und der Druckentlastungskanal 320 ist geöffnet. In dieser Weise strömt das Kältemittelgas in der Region des Druckversorgungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 in die Ansaugkammer 141 über den Druckentlastungskanal 320 aus. Dann nimmt der Druck in der Region des Druckversorgungskanals 145 zwischen dem ersten Steuerventil 300 und dem Rückschlagventil 250 ab, und dann schließt das Rückschlagventil 250 den Druckversorgungskanal 145, wobei das Kältemittelgas daran gehindert wird, rückwärts von dem Kurbelgehäuse 140 zu dem Druckversorgungskanal 145 zu strömen, welcher stromaufwärts des Rückschlagventils 250 gelegen ist, über den Druckversorgungskanal 145, der mit dem Kurbelgehäuse 140 auf der Seite stromabwärts des Rückschlagventils 250 in Verbindung steht. Weiterhin öffnet sich der zweite Druckentlastungskanal 146b aufgrund der Abnahme im Gegendruck Pm, welcher auf das zweite Steuerventil 350 wirkt, und der Druckentlastungskanal 146 besteht aus zwei Druckentlastungskanälen, welche der erste Druckentlastungskanal 146a und der zweite Druckentlastungskanal 146b sind.
Eine Strömungskanalquerschnittsfläche des zweiten Steuerventils 350 ist größer eingestellt als eine Strömungskanalquerschnittsfläche der festen Drossel 103c und entsprechend strömt das Kältemittel in dem Kurbelgehäuse 140 schnell in die Ansaugkammer 141 aus, nimmt der Druck in dem Kurbelgehäuse 140 ab und nimmt die Auslassverdrängung schnell von dem Zustand minimaler zu dem Zustand maximaler Verdrängung zu. Auf diese Weise steigt der Auslassdruck der Auslasskammer 142 plötzlich an, um das Rückschlagventil 200 zu öffnen, zirkuliert das Kältemittel durch den externen Kältemittelkreis und wechselt die Fahrzeugklimaanlage in einen Betriebszustand.
Wenn die Fahrzeugklimaanlage betrieben wird und der Druck in der Ansaugkammer 141 abnimmt und den eingestellten Druck erreicht, welcher durch den Strom, welcher zu der geformten Spule 314 gefördert wird, eingestellt ist, öffnet dann das erste Steuerventil 300. Auf diese Weise steigt der Druck stromabwärts des ersten Steuerventils 300 an, öffnet das Rückschlagventil 250 den Druckversorgungskanal 145 und das zweite Steuerventil 350 schließt den zweiten Druckentlastungskanal 146b aufgrund der Druckzunahme des Gegendrucks Pm, der auf das zweite Steuerventil 350 wirkt. Dadurch wird der Druckentlastungskanal 146 lediglich der erste Druckentlastungskanal 146a. Daher wird das Kältemittel in dem Kurbelgehäuse 140 daran gehindert, in die Ansaugkammer 141 zu strömen, der Druck in dem Kurbelgehäuse 140 wird einfach erhöhbar, der Öffnungsgrad des ersten Steuerventils 300 wird autonom eingestellt, so dass der Druck in der Ansaugkammer 141 den eingestellten Druck aufrechterhalten kann und die Auslassverdrängung variabel gesteuert wird.
Gemäß dem verstellbaren Hubkolbenkompressor 100 mit solch einer Konfiguration, kann das meiste des komprimierten Kältemittels, welches von der Auslasskammer 142 in dem Betriebszustand minimaler Verdrängung geliefert wird, an das Kurbelgehäuse 140 gefördert werden. Daher kann der Druck in dem Kurbelgehäuse 140 ausreichend erhöht werden, eine Last auf den Kompressor zu einem Betriebszeitpunkt mit minimaler Auslassverteidigung kann reduziert werden. Außerdem kann eine Menge an Schmieröl in dem Kurbelgehäuse 140 ebenso ausreichend sichergestellt werden und die unzureichende Schmierung von Gleitabschnitten und dergleichen in dem Kurbelgehäuse 140 kann vermieden werden.
Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform der Druckentlastungskanal und solch ein Öffnungs- und Schließmittel für den Druckentlastungskanal im Inneren des ersten Steuerventils einteilig gebildet sind; jedoch können der Druckentlastungskanal und das Öffnungs- und Schließmittel separat von dem ersten Steuerventil vorgesehen sein.
Außerdem stellt in dieser Ausführungsform das erste Steuerventil 300 den Öffnungsgrad des Druckversorgungskanals ein, sodass der Druck in der Ansaugkammer der eingestellte Druck werden kann; jedoch kann ein Steuerventil so konfiguriert sein, dass der Druck in dem Kurbelgehäuse und der Druck in der Auslasskammer darauf wirken können, oder alternativ kann ein elektromagnetisches Steuerventil vorgesehen sein, das das Druckmesselement, wie den Balg, nicht hat.
Außerdem ist das zweite Steuerventil in dieser Ausführungsform konfiguriert, um den zweiten Druckentlastungskanal zu schließen, wenn eine Endoberfläche des Ventilabschnitts der Spule gegen die auslassventil-bildende Platte stößt; jedoch kann es konfiguriert sein, um nicht komplett den zweiten Druckentlastungskanal zu schließen, sondern um das Kältemittel zu veranlassen, in die Ansaugkammer von dem Kurbelgehäuse über eine Nut (eine Drossel) zu strömen, selbst wenn die Nut (die Drossel), wie oben beschrieben, auf der Endoberfläche des Ventilabschnitts ausgebildet ist und eine Endoberfläche des Ventilabschnitts gegen die auslassventil-bildende Platte anstößt.
Weiterhin wird bei dieser Ausführungsform eine Konfiguration gewählt, bei der, wenn das zweite Steuerventil den zweiten Druckentlastungskanal schließt, der Druckaufnahmeabschnitt der Spule an dem Trennelement und anstößt und die Strömung des Kältemittels von der ersten Gehäusekammer 104e1 zu der Ventilkammer 351c abgetrennt ist; jedoch kann eine Struktur, die eine leichte Leckage des Kältemittels ermöglicht, angewendet werden.
Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform eine Konfiguration, bei der das zweite Steuerventil in dem Zylinderkopf angeordnet ist, verwendet; jedoch kann das zweite Steuerventil in anderen Gehäuseelementen, beispielsweise dem Zylinderblock, angeordnet sein. Weiterhin kann das zweite Steuerventil in einem eigenen Gehäuse untergebracht sein und kann in dem Kompressorgehäuse angeordnet sein.
Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform eine Konfiguration, in der das Rückschlagventil 250 in dem Zylinderblock angeordnet ist, verwendet; jedoch kann das Rückschlagventil 250 in dem Zylinderkopf angeordnet sein.
Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Kompressor so definiert, dass er ein solcher kupplungsloser verstellbare Hubkolbenkompressor des Taumelscheibentyps ist; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Kompressor kann ein verstellbarer Hubkolbenkompressor sein, der mit einer elektromagnetischen Kupplung ausgestattet ist, oder ein verstellbarer Hubkolbenkompressor sein, der von einem Motor angetrieben ist.
Bezugszeichenliste

100: verstellbarer Hubkolbenkompressor
140: Kurbelgehäuse
141: Ansaugkammer
142: Auslasskammer
145: Druckversorgungskanal
146: Druckentlastungskanal
146a: erster Druckentlastungskanal
146b: zweiter Druckentlastungskanal
250: Rückschlagventil
300: erstes Steuerventil
304: Ventilkörper
304a: Verbindungsloch
306: Kupplungsabschnitt
306a: Verbindungsloch
307: zweite Druckerfassungskammer
308: beweglicher Kern
309: Stabmagnet
309a: Spiralnut
310: fester Kern
314: geformte Spule
320: Druckentlastungskanal
350: zweites Steuerventil

Claims

Ein verstellbarer Hubkolbenkompressor, der einschließt: ein erstes Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Druckversorgungskanals steuert, der bewirkt, dass eine Auslasskammer und ein Kurbelgehäuse miteinander in Kontakt stehen; ein Rückschlagventil, das in dem Druckversorgungskanal stromabwärts des ersten Steuerventils angeordnet ist, und das einen Kältemittelstrom von der Kurbelkammerseite zu der ersten Steuerventilseite blockiert; ein zweites Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Druckentlastungskanals steuert, der einen Kältemitteldruck in dem Kurbelgehäuse zu einer Ansaugkammerseite in Verbindung mit dem ersten Steuerventil freisetzt, einen Kältemitteldruck in einer Region eines Druckversorgungskanals stromabwärts des ersten Steuerventils empfangt und den Öffnungsgrad der Druckentlastungspassage reduziert, wenn das erste Steuerventil öffnet und einen Kältemitteldruck auf der Kurbelgehäuseseite empfängt und den Öffnungsgrad des Druckentlastungskanals erhöht, wenn das erste Steuerventil schließt; und einen Druckentlastungskanal, der eine Kältemitteldruck in einer Region eines Druckversorgungskanals zwischen dem ersten Steuerventil und dem Rückschlagventil zu der Ansaugkammerseite hin entlastet, in welchem der Kompressor einen Öffnungsgrad des ersten Steuerventils steuert, um den Kältemitteldruck in dem Kurbelgehäuse zu steuern und einen Neigungswinkel einer Taumelscheibe in dem Kurbelgehäuse ändert, um eine Auslassverdrängung zu variieren, wobei ein Öffnungs- und Schließmittel, welches zur Öffnung und Schließung des Druckversorgungskanals geeignet ist, vorgesehen ist.
Der verstellbare Hubkolbenkompressor gemäß Anspruch 1, wobei das Öffnungs- und Schließmittel so konfiguriert ist, um in Verbindung mit einem Öffnungs- und Schließbetrieb des ersten Steuerventils betrieben zu werden, um den Druckentlastungskanal zu schließen, wenn das erste Steuerventil öffnet, und den Druckentlastungskanal zu öffnen, wenn das erste Steuerventil schließt.
Der verstellbare Hubkolbenkompressor gemäß Anspruch 2, wobei der Druckentlastungskanal konfiguriert ist, um den Kältemitteldruck in der Region des Druckversorgungskanals zwischen dem ersten Steuerventil und dem Rückschlagventil zu der Ansaugkammer, über ein Inneres des ersten Steuerventils zu entlasten, und das Öffnungs- und Schließmittel einteilig mit dem ersten Steuerventil gebildet ist, und konfiguriert ist, um einen Druckentlastungskanalabschnitt in einem Inneren des ersten Steuerventils zu öffnen und zu schließen.
Der verstellbare Hubkolbenkompressor gemäß Anspruch 3, wobei das erste Steuerventil ein elektromagnetisches Steuerventil ist, das schließt, um den Druckversorgungskanal zu schließen, wenn eine elektromagnetische Spule magnetisiert wird, und öffnet, um den Druckversorgungskanal zu öffnen, wenn die elektromagnetische Spule entmagnetisiert wird, und das Öffnungs- und Schließmittel konfiguriert ist, den Druckentlastungskanal zu öffnen, wenn die elektromagnetische Spule des ersten Steuerventils magnetisiert wird, und den Druckentlastungskanal zu schließen, wenn die elektromagnetische Spule des ersten Steuerventils entmagnetisiert wird.
Der verstellbare Hubkolbenkompressor gemäß Anspruch 4, wobei das erste Steuerventil beinhaltet: einen Ventilkörper, der aufweist, auf einer Endseite davon, einen ersten Ventilabschnitt, der den Druckversorgungskanal öffnet und schließt, und auf einer anderen Endseite davon einen zweiten Ventilabschnitt, der den Druckentlastungskanal öffnet und schließt, und in dem ersten Steuerventil beweglich gelagert ist; und einen Begrenzungsabschnitt, der, wenn die elektromagnetische Spule entmagnetisiert wird, einen Anschlag des zweiten Ventilabschnitts aufnimmt, eine Bewegung des Ventilkörpers beschränkt und einen maximalen Öffnungsgrad des ersten Ventilabschnitts beschränkt, und der verstellbare Hubkolbenkompressor eine Konfiguration hat, in welcher das Öffnungs- und Schließmittel aus dem zweiten Ventilabschnitt, dem Ventilkörper und dem Beschränkungsabschnitt gebildet wird, und der Druckentlastungskanal geöffnet und geschlossen wird, indem der zweite Ventilabschnitt dazu gebracht wird, gegen den Beschränkungsabschnitt zu stoßen und sich davon zu trennen.
Der verstellbare Hubkolbenkompressor gemäß Anspruch 5, wobei das erste Steuerventil beinhaltet: eine Ventilkammer, welche den ersten Ventilabschnitt darin angeordnet hat und mit der Auslasskammer in Verbindung steht; eine erste Druckkammer, die abgetrennt von der Ventilkammer ist und mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung steht; eine zweite Druckkammer, welche abgetrennt von der Ventilkammer ist, den zweiten Ventilabschnitt darin angeordnet hat und mit der Ansaugkammer in Verbindung steht; und ein erstrecktes Element, das von dem ersten Ventilabschnitt in die erste Druckkammer erstreckt ist und einen Öffnungsabschnitt hat, um die erste Druckkammer zu öffnen, und der Druckentlastungskanal konfiguriert ist, um die Ansaugkammer und eine Region des Druckversorgungskanals, wobei die Region zwischen dem ersten Steuerventil und dem Rückschlagventil gelegen ist, zu veranlassen, miteinander in Verbindung zu treten, über die erste Druckkammer, den Öffnungsabschnitt des erstreckten Elements, bzw. Innenräume des erstreckten Elements, welche in Verbindung stehen mit dem Öffnungsabschnitt und dem Ventilkörper, einem Verbindungskanal, der bewirkt, dass der Innenraum des Ventilkörpers und die zweite Druckkammer miteinander über den zweiten Ventilabschnitt und die zweite Druckkammer in Verbindung stehen.
Der verstellbare Hubkolbenkompressor gemäß Anspruch 6, wobei der Ventilkörper eine Konfiguration aufweist, in der ein anderes Ende eines Stabmagneten, in dem ein Ende davon mit einem Ende eines beweglichen Kerns gekuppelt ist, der sich durch elektromagnetische Kraft bewegt, die durch die elektromagnetische Spule erzeugt wird, von einer Endoberflächenseite des zweiten Ventilabschnitts in den Innenraum des Ventilkörpers über ein Presspassungsloch pressgepasst wird, welches in dem Ventilkörper ausgebildet ist, und dem Ventilkörper ermöglicht, sich einteilig mit dem Stabmagneten zu bewegen, und der Ventilkörper eine Konfiguration aufweist, in welcher ein Nutabschnitt entweder auf einer äußeren Umfangsoberfläche des anderen Endes des Stabmagneten und einer inneren Umfangsoberfläche des Presspassungslochs ausgebildet ist und der Nutabschnitt als der Verbindungskanal verwendet wird.