FR2783022A1 - Compresseur a deplacement variable et systeme de soupape de commande de deplacemement destine a etre utilise dans ce compresseur - Google Patents
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Abstract
Le système de commande de déplacement comprend un moyen de détection de pression pour détecter une pression d'une chambre d'aspiration (63) ou d'une chambre de manivelle (23), une tige de transmission (101) montée de manière à être capable de passer à travers un boîtier de soupape avec une extrémité en contact avec le moyen de détection de pression, un corps de soupape (127) pour ouvrir/ fermer un chemin de communication entre une chambre de décharge (65) et la chambre de manivelle (23), en correspondance avec l'extension ou la contraction du moyen de détection de pression, tandis que l'autre extrémité de la tige de transmission (101) est en contact avec le corps de soupape (127), et un solénoïde (123) pour appliquer une force électromagnétique au corps de soupape (127). Une tige de soupape (131) du corps de soupape (127) est montée de manière à pouvoir passer à travers un stator (111) du solénoïde (123). La tige de soupape (131) fait saillie dans une chambre de plongeur (121) du solénoïde (123). La chambre de plongeur (121) est destinée à communiquer avec la chambre d'aspiration (63).
Description
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un compresseur déplacement variable comportant une chambre de décharge, une chambre d'aspiration, une chambre de manivelle et un système de soupape de commande de déplacement pour commander la course d'un piston en réglant une pression dans la chambre de manivelle, ce système de soupape de commande de déplacement
comprenant: un moyen de détection de pression qui est dé-
ployé/contracté par détection d'une pression dans la chambre d'aspiration ou d'une pression dans la chambre de manivelle; une tige de transmission montée de manière à être capable de passer à travers un boîtier de soupape avec une extrémité de celle-ci venant en contact avec le moyen de détection de pression; un corps de soupape pour ouvrir/fermer le chemin de communication entre une chambre de décharge et une chambre de manivelle en correspondance avec une extension/contraction
du moyen de détection de pression, tandis que l'autre extré-
mité de la tige est en contact avec celui-ci; et un moyen d'application de champ magnétique pour appliquer au corps de soupape une force basée sur une force électromagnétique,
L'invention concerne également un système de sou-
pape de commande de déplacement pour un compresseur à dépla-
cement variable comportant une chambre de décharge, une
chambre d'aspiration et une chambre de manivelle pour comman-
der la course d'un piston en réglant la pression dans la chambre de manivelle, le système de soupape de commande de déplacement comprenant: un moyen de détection de pression qui est déployé/contracté par détection d'une pression dans la chambre d'aspiration ou d'une pression dans la chambre de manivelle; une tige de transmission montée de manière à être capable de passer à travers un boîtier de soupape, et dont une extrémité est en contact avec le moyen de détection de pression; un corps de soupape pour ouvrir/fermer un chemin de communication entre une chambre de décharge et une chambre de manivelle en correspondance avec une extension/contraction
du moyen de détection de pression tandis que l'autre extrémi-
té de la tige est en contact avec celui-ci; et un moyen d'application de champ magnétique pour appliquer au corps de
soupape une force basée sur une force électromagnétique.
Le système de soupape de commande de déplacement est monté dans un compresseur à déplacement variable destiné à être utilisé dans un climatiseur d'automobile ou analogue.
2. Description de la technologie concernée
Conventionnellement, un compresseur à déplacement variable a été utilisé dans un circuit de réfrigération d'un climatiseur d'automobile. Un système de soupape de commande de déplacement est monté dans un carter arrière de manière à changer le volume du réfrigérant de refroidissement pour la
compression de ce compresseur à déplacement variable. Le sys-
tème de soupape de commande comprend un boîtier de soupape et
un solénoïde. Le boîtier de soupape comporte un espace de dé-
tection de pression à une extrémité de celui-ci, et une cham-
bre de soupape à son autre extrémité. L'espace de détection de pression est relié à une chambre d'aspiration. Une partie
de soufflet est disposée à l'intérieur de l'espace de détec-
tion. Une chambre de soupape communique avec une chambre de
manivelle et une chambre de décharge du compresseur, le che-
min de communication entre ces chambres étant ouvert ou fermé
par un élément de soupape logé dans la chambre de soupape.
Une extension/contraction de la partie de soufflet est con-
vertie en un mouvement d'ouverture/fermeture de la soupape par l'intermédiaire d'une tige de transmission. De plus, un
solénoïde règle l'ouverture de cet élément de soupape.
Dans ce système de soupape de commande de dépla-
cement, si une charge de refroidissement d'un compresseur augmente, une force électromagnétique augmente de manière à agir pour réduire une course de soupape ou un soulèvement de
soupape, c'est à dire un degré d'ouverture de la soupape.
Lorsque la course de soupape est diminuée, la quantité de ré-
frigérant s'écoulant dans la chambre de manivelle est dimi-
nuée. Par suite, la pression régnant dans la chambre de manivelle est réduite de sorte que l'inclinaison du plateau
batteur (angle par rapport à un plan perpendiculaire à l'ar-
bre d'entraînement) augmente.
Au contraire, lorsque la charge de refroi-
dissement du compresseur est petite, la force électroma-
gnétique diminue de manière à augmenter l'ouverture de la soupape. Par suite, la quantité de réfrigérant s'écoulant dans la chambre de manivelle augmente, de sorte que la pres- sion régnant dans la chambre de manivelle augmente, ce qui
diminue l'inclinaison du plateau batteur.
Ce procédé est appelé procédé de commande externe
qui permet de changer librement le déplacement suivant un si-
gnal extérieur.
Dans le procédé de commande externe conventionnel du compresseur à déplacement variable, on a proposé de forcer le compresseur à être maintenu à son déplacement minimum en
détectant des accélérations du véhicule pour réduire la con-
sommation de puissance du compresseur, ce qui permet d'amé-
liorer les performances d'accélération du véhicule.
Dans le système de soupape de commande de dépla-
cement conventionnel, même si l'alimentation de puissance du solénoïde est coupée, il subsiste une force constituée par une différence de pression agissant pour fermer le corps de
soupape. Par exemple, si la pression dans la chambre d'aspi-
ration dépasse une limite supérieure pour la commande, le
soufflet est contracté de sorte que la soupape est fermée.
Par suite, aucun gaz de décharge n'est fourni à la chambre de manivelle. Il en résulte que le déplacement ne peut être
maintenu à son niveau minimum.
De plus, il existe également un problème tel'que,
lorsqu'un courant constant est appliqué à la bobine électro-
magnétique du solénoïde, la pression régnant dans la chambre d'aspiration est changée par la pression régnant dans la chambre de décharge, de sorte qu'une commande stabilisée est détériorée. Par suite, bien que la zone d'étanchéité du corps de soupape doive être petite pour réduire l'influence de la pression dans la chambre de décharge, la quantité de gaz de
décharge introduite dans la chambre de manivelle devient in-
suffisante, de sorte que la commande de déplacement devient
instable.
RESUME DE L'INVENTION
Par suite, la présente invention a pour but de créer un système de soupape de commande de déplacement pour compresseur à déplacement variable, dans lequel la précision de commande de pression d'une chambre d'aspiration est amé- liorée et le déplacement du compresseur peut être forcé
d'être maintenu à sa valeur minimum.
Un autre but de la présente invention est de
créer un compresseur à déplacement variable utilisant le sys-
tème de soupape de commande de déplacement ci-dessus.
A cet effet, sous un premier aspect, la présente
invention concerne un compresseur à déplacement variable com-
portant une chambre de décharge, une chambre d'aspiration, une chambre de manivelle et un système de soupape de commande
de déplacement pour commander la course d'un piston en ré-
glant une pression dans la chambre de manivelle, ce système de soupape de commande de déplacement comprenant:
* un moyen de détection de pression qui est dé-
ployé/contracté par détection d'une pression dans la cham-
bre d'aspiration ou d'une pression dans la chambre de manivelle; * une tige de transmission montée de manière à être capable
de passer à travers un boîtier de soupape avec une extré-
mité de celle-ci venant en contact avec le moyen de détec-
tion de pression;
* un corps de soupape pour ouvrir/fermer le chemin de commu-
nication entre une chambre de décharge et une chambre de manivelle en fonction d'une extension/contraction du moyen de détection de pression, tandis que l'autre extrémité de la tige est en contact avec celui-ci; et * un moyen d'application de champ magnétique pour appliquer
au corps de soupape une force basée sur une force électro-
magnétique. Dans le compresseur à déplacement variable, une tige de soupape du corps de soupape est montée de manière à être capable de passer à travers le stator qui est contenu dans le moyen d'application de champ magnétique, la tige de soupape faisant saillie dans une chambre de plongeur du moyen
d'application de champ magnétique, de manière à faire commu-
niquer la chambre de plongeur avec la chambre d'aspiration.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention
* le corps de soupape comporte une première surface de ré-
ception de pression pour recevoir une pression dans une chambre de plongeur d'une tige de soupape, et une seconde surface de réception de pression d'un côté du corps qui est en contact avec un siège de soupape destiné à recevoir
la pression provenant de la chambre de manivelle, la pre-
mière surface de pression étant réglée à une valeur égale ou supérieure à celle de la seconde surface de réception de pression; * la tige de transmission comporte une surface de réception de pression de chambre de manivelle qui est réglée à une valeur égale à la surface de réception de pression du côté du corps de soupape qui est en contact avec un siège de soupape pour recevoir une pression provenant de la chambre de manivelle; * un élément élastique est prévu pour presser le moyen de détection de pression dans le sens de l'ouverture de la soupape, et est interposé entre le moyen de détection de pression et le boîtier de soupape;
* il y a en outre un chemin de communication pour faire com-
muniquer la chambre de détection de pression avec la cham-
bre de plongeur, le moyen de détection de pression étant
prévu dans la chambre de détection de pression communi-
quant avec la chambre d'aspiration;
* le corps de soupape a une forme cylindrique.
L'invention concerne également, sous un autre as-
pect, un système de soupape de commande de déplacement pour un compresseur à déplacement variable comportant une chambre
de décharge, une chambre d'aspiration et une chambre de mani-
velle, pour commander la course d'un piston en réglant la pression dans la chambre de manivelle. Le système de soupape de commande de déplacement comprend:
* un moyen de détection de pression qui est dé-
ployé/contracté par détection d'une pression dans la cham-
bre d'aspiration ou d'une pression dans la chambre de ma-
nivelle; * une tige de transmission montée de manière à être capable
de passer à travers un boîtier de soupape, et dont une ex-
trémité est en contact avec le moyen de détection de pres- sion;
* un corps de soupape pour ouvrir/fermer un chemin de commu-
nication entre une chambre de décharge et une chambre de
manivelle, en correspondance avec une exten-
sion/contraction du moyen de détection de pression tandis
que l'autre extrémité de la tige est en contact avec ce-
lui-ci; et * un moyen d'application de champ magnétique pour appliquer
au corps de soupape une force basée sur une force électro-
magnétique.
Dans le système de soupape de commande de dépla-
cement, le corps de soupape comporte une tige de soupape mon-
tée de manière à être capable de passer à travers le stator qui est le moyen d'application de champ magnétique, et la tige de soupape fait saillie dans une chambre de plongeur du moyen d'application de champ magnétique, de manière à faire
communiquer la chambre de plongeur avec la chambre d'aspira-
tion. Suivant d'autres caractéristiques du procédé
* le corps de soupape comporte une première surface de ré-
ception de pression pour recevoir la pression régnant dans la chambre de plongeur de la tige de soupape du corps de soupape, et une seconde surface de réception de pression du côté du corps de soupape qui est en contact avec un siège de soupape destiné à recevoir la pression de la chambre de manivelle, cette première surface de réception de pression étant réglée à une valeur égale ou supérieure à celle de la seconde surface de réception de pression; * la tige de transmission comporte une surface de réception
de pression de chambre de manivelle de la tige de trans-
mission, qui est réglée à une valeur égale à la surface de réception de pression du côté du corps de soupape qui est en contact avec un siège de soupape destiné à recevoir une pression provenant de la chambre de manivelle; * un élément élastique est prévu pour presser le moyen de détection de pression dans le sens de l'ouverture de la soupape, et qui est interposé entre le moyen de détection de pression et le boîtier de soupape;
* le moyen de détection de pression est prévu dans la cham-
bre de détection de pression communiquant avec la chambre d'aspiration;
* le corps de soupape a une forme cylindrique.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera décrite ci-après de
manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re-
présentés sur les dessins annexés dans lesquels: * la figure 1 est une vue en coupe représentant toute la
structure d'un compresseur à déplacement variable utili-
sant un système de commande de déplacement selon l'art an-
térieur; * la figure 2 est une vue en coupe représentant un système
de soupape de commande de déplacement du compresseur à dé-
placement variable selon l'art antérieur;
* la figure 3 est un diagramme représentant la caractéristi-
que de commande de pression de la chambre d'aspiration du
système de soupape de commande de déplacement du compres-
seur à déplacement variable de l'art antérieur; * la figure 4 est une vue en coupe représentant un système de soupape de commande de déplacement d'un compresseur à déplacement variable selon un premier mode de réalisation de la présente invention; et * la figure 5 est une vue en coupe représentant un système de soupape de commande de déplacement d'un compresseur à déplacement variable selon un second mode de réalisation
de la présente invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERENTIELS
Avant de décrire les modes de réalisation préfé-
rentiels de la présente invention, on décrira un compresseur à déplacement variable utilisant un système de soupape de
commande de déplacement conventionnel et son système de sou-
pape de commande de déplacement, en se référant aux figures 1 à 3.
A la figure 1, un compresseur à déplacement va-
riable conventionnel 11 comprend un bloc de cylindres 15 con-
tenant un certain nombre d'alésages de cylindre 13, un carter avant 17 prévu à une extrémité du bloc de cylindres 15, et un
carter arrière 21 monté sur le bloc de cylindres 15 par l'in-
termédiaire d'une plaque à soupape 19. Un arbre d'entraîne-
ment 25 est monté de manière à passer à travers une chambre de manivelle 23 définie par le bloc de cylindres 15 et le carter avant 17, tandis qu'un plateau batteur 27 est disposé
autour d'une partie centrale de l'arbre d'entraînement 25.
Le plateau batteur 27 est relié à un rotor 29 fixé à l'arbre d'entraînement 25, par l'intermédiaire d'une
partie de joint 31.
Une extrémité de l'arbre d'entraînement 25 passe
à travers une partie de bossage 33 faisant saillie vers l'ex-
térieur du carter avant 17, de manière à s'étendre vers l'ex-
térieur. Un embrayage électromagnétique 37 est monté autour de la partie de bossage 33 par l'intermédiaire d'un palier 35.
L'embrayage électromagnétique 37 comprend un ro-
tor 39 monté autour de la partie de bossage 33, un bloc élec-
tromagnétique 41 incorporé dans le rotor 39, et une plaque d'embrayage 43 montée sur la face d'extrémité extérieure du rotor 39. L'extrémité de l'arbre d'entraînement 25 est reliée à la plaque d'embrayage 43 par un élément de fixation 45 tel
qu'un boulon.
Un élément d'étanchéité 47 est interposé entre l'arbre d'entraînement 25 et la partie de bossage 33 pour
couper la communication entre l'intérieur et l'extérieur.
L'autre extrémité de l'arbre d'entraînement 25 est située à
l'intérieur du bloc de cylindres 15 et supportée par un élé-
ment de support 49. Les références numériques 51, 53 et 55
désignent un palier.
Un piston 57 est disposé à l'intérieur de l'alé-
sage de cylindre 13. La périphérie extérieure du plateau bat-
teur 27 est logée dans une concavité 59 à une extrémité d'une
partie intérieure du piston 57. Le piston 57 est lié au pla-
teau batteur 27 par l'intermédiaire d'un sabot 61.
Une chambre d'aspiration 63 et une chambre de dé-
charge 65 sont définies dans le carter arrière 21. La chambre d'aspiration 63 est reliée à l'alésage de cylindre 13 par l'intermédiaire d'une soupape d'aspiration (non représentée)
prévue sur un port d'aspiration 71 de la plaque à soupape 19.
D'autre part, la chambre de décharge 65 est reliée à l'alé-
sage de cylindre 13 par l'intermédiaire d'une soupape de dé-
charge (non représentée) prévue sur un port de décharge 73 de la plaque à soupape 19. La chambre d'aspiration 63 communique avec une chambre à air 69 formée sur une extrémité de l'arbre
d'entraînement 25, par l'intermédiaire d'une ouverture 67.
Un système de soupape de commande de déplacement 75 est monté dans une concavité de la paroi arrière du carter
arrière 21.
A la figure 2, le système de soupape de commande de déplacement 75 est logé dans une partie de logement 77 prévue sur une partie d'extrémité du carter arrière 21. Le système de soupape de commande de déplacement 75 comprend un boîtier de soupape 85. Le boîtier de soupape 85 comprend un corps de boîtier 81 muni d'un trou traversant 79 prévu dans la direction axiale, et d'un élément de couvercle en forme de capot 83 monté sur une extrémité du corps de boîtier. Comme élément de détection de pression, une partie de soufflet 89
est disposée dans un espace de détection de pression 87 for-
mée par l'élément de couvercle 83 en association avec une ca-
vité formée à une extrémité du corps de boîtier 81 du boîtier de soupape 85. Une paire d'éléments d'arbre 93 sont prévus aux deux extrémités d'un corps de soufflet 91, de manière à
former un espace vide à l'intérieur du corps de soufflet 91.
Un ressort intérieur 95 est disposé entre les éléments d'ar-
bre 93, à l'intérieur. La partie de soufflet 89 est disposée dans un espace qui communique avec la chambre d'aspiration 63 par un chemin de communication 97. Par suite, la partie de
soufflet 89 est disposée dans l'espace de détection de pres-
sion 87 et cette partie est construite pour recevoir une
pression de la chambre d'aspiration 63. A une extrémité exté-
rieure de la partie de soufflet 89, un élément de support 97 est prévu de manière à prolonger une extrémité de l'élément d'arbre 93. Autour de l'élément d'arbre 93, un ressort 99 est prévu pour presser le corps de soufflet 91 vers le bas de la figure. Une tige de transmission 101 est montée dans le trou traversant 79 prévu dans le boîtier de soupape 85, de
manière à être capable de passer à travers celui-ci. Une ex-
trémité de la tige de transmission 101 est en contact avec l'élément de support 97 de la partie de soufflet 89. L'autre extrémité de la tige de transmission 101 communique avec une concavité de l'autre extrémité du corps de boîtier 81, et une soupape à bille 103 est prévue de manière à être en contact
avec l'autre extrémité de la tige de transmission 101.
La soupape à bille 103 est déplacée dans la di-
rection axiale par une extension et une contraction de la
partie de soufflet 89, de manière à ouvrir et fermer un che-
min de communication 105 entre la chambre de décharge 65 com-
muniquant avec une extrémité du trou traversant 79, et la
chambre de manivelle 23.
Une chambre de soupape 109 communique avec la chambre de décharge 65 par le trou de communication 107, et est formée à l'autre partie d'extrémité du corps de boîtier 81 dans lequel la soupape à bille 103 est disposée. Un stator 111 est prévu sur l'autre extrémité (extrémité supérieure
dans la figure) du corps de boîtier 81, et une partie de ré-
ception en forme de coupelle 113 est prévue à l'extrémité su-
périeure de la soupape à bille 103 sur la figure, de manière à être en contact avec celle-ci. Une tige de solénoïde 115 est supportée par le stator 111 de manière à être capable de
passer à travers celui-ci. Un plongeur 117 est prévu de ma-
nière à être en contact avec la partie supérieure du stator 111 dans laquelle la tige de solénoïde 115 est introduite. Un tube 119 est prévu de manière à couvrir la partie supérieure du stator 111 et la périphérie du plongeur 117. Une chambre
de plongeur 121 est formée au-dessus du stator 111, à l'inté-
rieur du tube 119.
Il Un solénoïde 123 est disposé comme dispositif d'application de champ magnétique, de manière à entourer la périphérie de ce tube 119. Ce solénoïde 123 génère une force
électromagnétique dans un intervalle compris entre le plon-
geur 117 et le stator 111. La force électromagnétique est ap- pliquée à la soupape à bille 103 par l'intermédiaire de la
tige de solénoïde 115.
Plus précisément, si la charge de refroidissement du compresseur augmente au moment du refroidissement, la force électromagnétique augmente pour agir ainsi de manière à réduire l'ouverture de la soupape à bille 103. Si la course
de la soupape est réduite, la quantité de réfrigérant s'écou-
lant dans la chambre de manivelle 23 diminue, de sorte que la
pression de la chambre de manivelle 23 diminue et que l'in-
clinaison du plateau batteur 27 (angle par rapport à un plan
perpendiculaire à l'arbre d'entraînement) augmente.
Au contraire, si la charge de refroidissement du compresseur est petite, la force électromagnétique diminue en agissant ainsi pour augmenter l'ouverture de la soupape à bille 103. Par suite, la quantité de réfrigérant s'écoulant dans la chambre de manivelle 23 augmente, de sorte que la pression à l'intérieur de la chambre de manivelle 23 augmente
et qu'ainsi l'inclinaison du plateau batteur 27 est réduite.
Dans le système de soupape de commande de dépla-
cement conventionnel 75 ayant une telle structure, une force
Fv pressant la soupape à bille 103 dans le sens de sa ferme-
ture, et une force Fb agissant sur la partie de soufflet 89 et la tige de transmission 101 pour presser la soupape à bille 103 dans le sens de son ouverture, s'expriment par les formules 1 et 2 suivantes: Fv = (Pd - Pc). Sv + f(I)... (1) dans lesquelles Pd: pression de la chambre de décharge, Pc: pression de la
chambre de manivelle, Ps: pression de la chambre d'aspira-
tion, f(I): force électromagnétique au moment de la présence du courant I, fs: force de pression du ressort, fb: force de pression synthétisée du soufflet et du ressort interne, Sv: surface d'étanchéité de la soupape à bille, Sb: surface effective de la partie de soufflet, Sr: surface de section de la tige; et Fb = fb - fs - {(Sb-Sr).Ps + Sr.Pc}... (2)
Ici, lorsque Fv < Fb, le corps de soupape consti-
tué de la soupape à bille 103 est ouvert. D'après les formu-
les 1 et 2, on établit la formule 3 suivante: (Pd-Pc). Sv+f(I)<fb-fs-{(Sb-Sr.Ps+Sr.Pc}.. (3) En remplaçant Pc par Ps + a dans la formule 3, et en remaniant la formule, on établit la formule (4) suivante: Ps < - 1 - Sv fb - fs + (Sv - Sr) a Ps< -*f(I) - - Pd + *-..(4) Sb - Sv Sb - Sv Sb - Sv La formule 4 ci-dessus est une caractéristique de commande de pression de la chambre d'aspiration du système de soupape de commande de déplacement 75 et, comme représenté à la figure 3, en changeant la quantité de courant fournie à la bobine électromagnétique composée du solénoide 123, on change
la pression de la chambre d'aspiration. Le compresseur à dé-
placement variable utilisant la soupape de commande de dépla-
cement présentant cette structure, est généralement appelé du type à commande externe, et son déplacement peut être modifié
librement par un signal extérieur.
Dans le compresseur à déplacement variable du type à commande externe conventionnel, on a proposé de forcer le compresseur à être maintenu à son déplacement minimum en détectant les accélérations du véhicule, et de réduire la consommation de puissance du compresseur pour améliorer les
performances d'accélération du véhicule.
Cependant, même si l'alimentation de puissance du
solénoïde 123 est coupée dans le système de soupape de com-
mande de déplacement conventionnel, Fv=(Pd-Pc). Sv>0 est éta-
bli à partir de la formule 1 ci-dessus, de sorte qu'il subsiste une force consistant en une différence de pression tentant de fermer la soupape à bille 103. Par exemple, si la
pression régnant dans la chambre d'aspiration dépasse une li-
mite supérieure pour la commande, le soufflet est contracté de sorte que, d'après la formule 2 ci-dessus, on obtient Fb<0. Par suite, le corps de soupape 103 est fermé et aucun gaz de décharge n'est fourni à la chambre de manivelle 23, de
sorte que le déplacement minimum ne peut être maintenu.
Comme indiqué par la formule 4 ci-dessus, même si un niveau de courant prédéterminé est fourni à la bobine électromagnétique 123, la pression régnant dans la chambre d'aspiration 63 est changée du fait de la pression de la chambre de décharge 65, de sorte qu'une commande stabilisée
est détériorée.
* Par suite, bien que la surface d'étanchéité de la
soupape à bille 103 doive être diminuée pour réduire l'in-
fluence de la pression de la chambre de décharge 65, dans ce cas, la quantité d'introduction du gaz de décharge fourni à la chambre de manivelle 23 devient insuffisante, ce qui rend
la commande de déplacement instable.
On décrira maintenant les modes de réalisation de
la présente invention en se référant aux figures 4 et 5.
Comme le compresseur des modes de réalisation de
la présente invention a la même structure que celle du com-
presseur conventionnel représenté à la figure 1, sauf en ce
qui concerne le système de soupape de commande de déplace-
ment, on ne décrira, dans ces modes de réalisation, que le
système de commande de déplacement. Dans le système de sou-
pape de commande de déplacement de la présente invention, les
mêmes parties sont désignées par les mêmes références numéri-
ques que celles utilisées dans l'exemple conventionnel se ré-
férant aux figures 1 à 3.
Un premier mode de réalisation de la présente in- vention sera décrit en se référant à la figure 4.
A la figure 4, un système de soupape de commande de déplacement 125 est monté dans la partie de logement 77 du système de commande formé à une extrémité du carter arrière 21 du compresseur à déplacement variable, de façon qu'il soit concave comme dans l'art antérieur conventionnel. Le système de soupape de commande de déplacement 125 contient le
boîtier de soupape 85 comprenant le corps de boîtier de sou-
pape 81 et le corps de boîtier en forme de capot 83 prévu à
l'une de ses extrémités. La partie de soufflet 89 est dispo-
sée dans l'espace de détection de pression 87 à une extrémité
de ce boîtier de soupape 85.
La partie de soufflet 89 comprend le corps de soufflet 91, des éléments d'arbre 93, 93, le ressort interne , et l'élément de support 97. Les éléments d'arbre 93, 93 sont disposés pour faire saillie aux deux extrémités du corps de soufflet 91, vers l'intérieur de celui-ci, de façon que les extrémités des éléments d'arbre soient écartées l'une de
l'autre. Le ressort interne 95 est disposé autour de la péri-
phérie des éléments d'arbre 93, 93 à l'intérieur du soufflet 91. L'élément de support 97 est prévu à une extrémité de l'élément d'arbre 93 du corps de soufflet 91 de manière à être dans le prolongement de l'élément d'arbre 93. Par suite, l'intérieur du corps de soufflet 91 est vide. Le ressort 99 est disposé autour de l'élément de support 97 de manière à presser le corps de soufflet 91 vers le bas de la figure, par
l'intermédiaire de l'élément d'arbre 93.
La partie de soufflet 89 sert de moyen de détec-
tion de pression pour recevoir une pression de la chambre d'aspiration 63 (qu'on appellera ci-après pression de chambre
d'aspiration).
Le corps de boîtier 81 contient le trou traver-
sant 79 passant à travers celui-ci dans la direction axiale.
Ce trou traversant 79 contient la tige de transmission 101.
Cette tige de transmission 101 est montée de manière à être
capable de passer à travers le corps 81 du boîtier de sou-
pape. Une extrémité de la tige de transmission est en contact avec l'extrémité supérieure de l'élément de support 97 de la partie de soufflet 89. L'autre extrémité de cette tige de
transmission 101 est en contact avec une partie de grand dia-
mètre 129 à une extrémité du corps de soupape 127. Ce corps de soupape 127 ouvre et ferme la communication des chemins
, 107 et des chemins 133, 135 destinés à assurer la commu-
nication entre la chambre de décharge 65 et la chambre de ma-
nivelle 23 en correspondance avec une extension et une con-
traction de la partie de soufflet 89. Le stator 111 est dis-
posé autour du corps de soupape 127. Le stator 111 est en contact avec l'extrémité supérieure du corps de boîtier 81, et supporte une tige de soupape 131 du corps de soupape 127
de manière à être capable de passer à travers le stator 111.
La chambre de soupape 109 est formée par le corps de boîtier
81 et une partie d'extrémité du stator 111. Ainsi, une extré-
mité de ce corps de soupape 125 vient se loger dans la cham-
bre de soupape 109.
La chambre de soupape 109 communique par l'inter-
médiaire de la chambre de décharge 65, du chemin 133, d'un espace 141, et du chemin 107. Le plongeur 117 est prévu à l'autre partie d'extrémité du stator 111. Le tube 119 est prévu de manière à couvrir ce plongeur 117 avec le stator 111. La chambre de plongeur 121 est formée par le stator 111 et le tube 119. Un chemin de communication 139 est prévu pour
faire communiquer cette chambre de plongeur 121 avec la cham-
bre d'aspiration 63, le chemin 97, une partie de trou 143 et
l'espace de détection de pression 87.
La bobine électromagnétique est disposée autour de la périphérie du tube 119. La bobine électromagnétique est
constituée d'un solénoïde 123 servant de dispositif d'appli-
cation de champ magnétique pour générer une force électroma-
gnétique dans un intervalle formé entre le plongeur 117 et le stator 111, et pour appliquer cette force électromagnétique à
la partie de grand diamètre 129 du corps de soupape par l'in-
termédiaire de la tige de soupape 131.
Dans le système de soupape de commande de dépla-
cement 125 ayant une telle structure, une force Fv destinée à presser le corps de soupape 127 dans le sens de la fermeture
de la soupape, et une force Fb appliquée à la partie de souf-
flet 89 et à la tige de transmission 101 pour presser le
corps de soupape 125 dans le sens de la fermeture de la sou-
pape, s'expriment par les formules 5 et 6 suivantes: Fv = f(I)+Ps.Sp-(SpSv). Pd-Pc. Sv... (5) Fb = fb-Fs- { (Sb-Sr). Ps+Sr. Pc... (6) dans lesquelles Pd:pression de la chambre de décharge, Pc: pression de la
chambre de manivelle, Ps: pression de la chambre d'aspira-
tion, fs:force de pression du ressort, fb:force de pression synthétisée du soufflet et du ressort interne, f(I):force électromagnétique au moment de la présence du courant I,
Sv:surface d'étanchéité du corps de soupape, Sb: surface ef-
fective du soufflet, Sr:surface de section de la tige de
transmission, Sp:surface de réception de pression de l'extré-
mité de la tige de soupape.
Ici, en remplaçant Pc par Ps+ a, on établit les formules 7 et 8 suivantes: Fv = f(I)+(Sv-Sp). (Pd-Ps)- a.Sv... (7) Fb = fb-fs-Sb. Ps- a Sr... (8) Ainsi, si la quantité de courant fournie (I) est égale à 0, on obtient du solénoïde 123 composé de la bobine électromagnétique, la force électromagnétique f(I) = 0 et Fv=(Sv-Sp). (Pd-Ps)- a Sv. Comme Pd-Ps>0 et a = Pc-Ps>0, et
si Sv<Sp est établi, Fv<0 est toujours établi. Ainsi, en ren-
dant la surface de réception de pression de chambre d'aspira-
tion (Sp) de la tige de soupape 131, égale ou supérieure à la surface d'étanchéité (Sv) du corps de soupape 127, même si la pression régnant dans la chambre d'aspiration 63 dépasse une limite supérieure de commande, et si par conséquent la partie de soufflet 89 est contractée pour que Fb<0 soit établi, en
rendant égal à zéro le courant (I) fourni à la bobine élec-
tromagnétique 123, on établit toujours Fv<0. Par suite, le corps de soupape 127 est toujours pressé vers le haut de la
figure par une force constituée par la différence de pres-
sion, de sorte que la soupape est ouverte. Par suite, le gaz
de décharge est toujours introduit dans la chambre de mani-
velle 23 de manière à maintenir un déplacement minimum.
Lorsque Fv<Fb, le corps de soupape est ouvert.
Les formules 7 et 8 permettent d'établir la formule 9 sui-
vante: f(I) + (Sv-Sp). (Pd-Ps)-c. Sv<fb-fs-Sb. Ps-c.Sr 1 <--fI+ Sp - Sv fb - fs + (Sv - Sr) a Ps < - (I) + Pd+. - (9) Sb + Sp - Sv Sb + Sp - Sv Sb + Sp - Sv La formule 9 ci- dessus est une caractéristique de commande de pression d'aspiration du système de soupape de
commande de déplacement 125 du premier mode de réalisation.
Par suite, en établissant la surface de réception de pression de chambre d'aspiration (Sp) de la tige de sou- pape 131 du corps de soupape 127, à une valeur légèrement plus grande que la surface d'étanchéité de corps de soupape (Sv), on obtient la caractéristique de commande de pression
de chambre d'aspiration qui est à peine affectée par la pres-
sion de la chambre de décharge (qu'on appellera ci-après
pression de chambre de décharge).
En établissant Sv=Sp dans la formule 9 ci-dessus, on obtient la caractéristique de commande de pression de chambre d'aspiration qui n'est pas affectée par la pression
de chambre de décharge. De plus, en établissant Sv=Sr, on ob-
tient une caractéristique de commande de pression de chambre d'aspiration, exprimée par la formule 10 ci-après, qui n'est pas affectée par une pression a ou une pression de la chambre
de manivelle 23.
1 fb -fs Ps < -- - f(I) ±. (10) Sb Sb On décrira maintenant, en se référant à la figure , le système de soupape de commande de déplacement du com-
presseur à déplacement variable selon un second mode de réa-
lisation de la présente invention. Selon ce second mode de réalisation de la présente invention représenté à la figure , le système de soupape de commande de déplacement 145 du compresseur à déplacement variable est différent de celui du système de soupape de commande de déplacement 125 du premier mode de réalisation représenté à la figure 4, en ce qu'un
ressort 149 destiné à presser vers le haut la partie de souf-
flet 89 dans le sens de l'ouverture de la soupape, est dispo-
sé dans une partie de coupelle concave 147 à la partie inférieure de l'élément de couvercle 83, au-dessous de la partie de soufflet 89 par rapport à la figure. Ce ressort 149
a pour but de supporter la partie de soufflet 89 plus spéci-
fiquement lorsque cette partie de soufflet 89 est contractée
comme dans l'art antérieur conventionnel. Si la force élec-
tromagnétique f(I) devient nulle, le ressort a également pour fonction de presser la partie de soufflet 89 complètement vers le haut, de manière à ouvrir le corps de soupape 127.
Dans les systèmes de soupape de commande de dé-
placement 125, 145 du premier mode de réalisation et du se-
cond mode de réalisation du compresseur à déplacement variable, si le courant fourni au solénoïde 123 est coupé, le corps de soupape 127 est toujours ouvert par la différence de pression agissant sur le corps de soupape 127 dans le sens de son ouverture/fermeture. Par suite, le déplacement minimum peut être maintenu et la précision de commande de la pression
régnant dans la chambre d'aspiration est améliorée.
De plus, dans une structure dans laquelle un res-
sort est interposé entre la partie de soufflet 89 et le corps 81 du boîtier de soupape, si le courant fourni au solénoïde 123 est coupé, le corps de soupape 127 est toujours ouvert de
sorte qu'un déplacement minimum peut être maintenu.
Bien que le compresseur à déplacement variable du type à plateau batteur ait été décrit comme le compresseur à déplacement variable de ce mode de réalisation de la présente
invention, l'invention n'est pas limitée au compresseur à dé-
placement variable de type à plateau batteur, mais il va sans dire qu'elle peut également s'appliquer à un compresseur
déplacement variable du type à plateau en biais.
Comme décrit ci-dessus, selon la présente inven-
tion, il est possible de créer un système de soupape de com-
mande de déplacement pour compresseur à déplacement variable, qui soit capable d'améliorer la précision de commande de
pression de la chambre d'aspiration, et de maintenir au dé-
placement minimum, la pression de la chambre d'aspiration; l'invention concernant également un compresseur à déplacement
variable utilisant ce système.
Claims (9)
1 ) Compresseur à déplacement variable (11) comportant une chambre de décharge (65), une chambre d'aspiration (63), une
chambre de manivelle (23) et un système de soupape de com-
mande de déplacement (125) pour commander la course d'un pis- ton en réglant une pression dans la chambre de manivelle
(23), ce système de soupape de commande de déplacement com-
prenant:
* un moyen de détection de pression (89) qui est dé-
ployé/contracté par détection d'une pression dans la cham-
bre d'aspiration ou d'une pression dans la chambre de manivelle; * une tige de transmission (101) montée de manière à être capable de passer à travers un boîtier de soupape (85) avec une extrémité de celle-ci venant en contact avec le moyen de détection de pression; * un corps de soupape (81) pour ouvrir/fermer le chemin de communication entre une chambre de décharge (65) et une
chambre de manivelle (23) en correspondance avec une ex-
tension/contraction du moyen de détection de pression (89), tandis que l'autre extrémité de la tige (101) est en contact avec celui-ci; et
* un moyen d'application de champ magnétique (123) pour ap-
pliquer au corps de soupape une force basée sur une force électromagnétique, caractérisé en ce que * une tige de soupape (131) du corps de soupape (127) est montée de manière à être capable de passer à travers le stator (111) qui est contenu dans le moyen d'application
de champ magnétique (123), la tige de soupape (131) fai-
sant saillie dans une chambre de plongeur (121) du moyen
d'application de champ magnétique, de manière à faire com-
muniquer la chambre de plongeur avec la chambre d'aspira-
tion (63).
2 ) Compresseur à déplacement variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le corps de soupape (81) comporte une première surface de ré-
ception de pression pour recevoir une pression dans une cham-
bre de plongeur (121) d'une tige de soupape (131), et une se-
conde surface de réception de pression d'un côté du corps qui est en contact avec un siège de soupape destiné à recevoir la pression provenant de la chambre de manivelle, la première
surface de pression étant réglée à une valeur égale ou supé-
rieure à celle de la seconde surface de réception de pres-
sion. 3 ) Compresseur à déplacement variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de transmission comporte une surface de réception de pression de chambre de manivelle qui est réglée à une valeur égale à la surface de réception de pression du côté du corps de soupape qui est en contact avec un siège de soupape pour
recevoir une pression provenant de la chambre de manivelle.
4 ) Compresseur à déplacement variable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'
un élément élastique est prévu pour presser le moyen de dé-
tection de pression dans le sens de l'ouverture de la sou-
pape, et est interposé entre le moyen de détection de
pression et le boîtier de soupape.
5 ) Compresseur à déplacement variable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre un chemin de communication pour faire
communiquer la chambre de détection de pression avec la cham-
bre de plongeur, le moyen de détection de pression étant pré-
vu dans la chambre de détection de pression communiquant avec
la chambre d'aspiration.
6 ) Compresseur à déplacement variable selon la revendication 5, caractérisé en ce que
le corps de soupape a une forme cylindrique.
7 ) Système de soupape de commande de déplacement pour un compresseur à déplacement variable comportant une chambre de décharge (65), une chambre d'aspiration (63) et une chambre de manivelle (23), pour commander la course d'un piston en réglant la pression dans la chambre de manivelle (23), le système de soupape de commande de déplacement comprenant: un moyen de détection de pression (89) qui est dé-
ployé/contracté par détection d'une pression dans la cham-
bre d'aspiration ou d'une pression dans la chambre de manivelle; * une tige de transmission (101) montée de manière à être capable de passer à travers un boîtier de soupape, et dont une extrémité est en contact avec le moyen de détection de pression; * un corps de soupape (81) pour ouvrir/fermer un chemin de communication entre une chambre de décharge (65) et une
chambre de manivelle (23), en correspondance avec une ex-
tension/contraction du moyen de détection de pression (89)
tandis que l'autre extrémité de la tige (101) est en con-
tact avec celui-ci; et
* un moyen d'application de champ magnétique (123) pour ap-
pliquer au corps de soupape une force basée sur une force électromagnétique, caractérisée en ce que le corps de soupape (127) comporte une tige de soupape (131)
montée de manière à être capable de passer à travers le sta-
tor (111) qui est contenu dans le moyen d'application de champ magnétique (123), la tige de soupape (131) faisant
saillie dans une chambre de plongeur (121) du moyen d'appli-
cation de champ magnétique, de manière à faire communiquer la
chambre de plongeur avec la chambre d'aspiration (63).
8 ) Système de soupape de commande de déplacement pour un compresseur à déplacement variable selon la revendication 7, caractérisé en ce que
le corps de soupape (81) comporte une première surface de ré-
ception de pression pour recevoir la pression régnant dans la chambre de plongeur (121) de la tige de soupape (131) du corps de soupape (127), et une seconde surface de réception
de pression du côté du corps de soupape (127) qui est en con-
tact avec un siège de soupape destiné à recevoir la pression de la chambre de manivelle (23), cette première surface de
réception de pression étant réglée à une valeur égale ou su-
périeure à celle de la seconde surface de réception de pres-
sion.
9 ) Système de soupape de commande de déplacement d'un com-
presseur à déplacement variable, selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tige de transmission comporte une surface de réception de pression de chambre de manivelle de la tige de transmission, qui est réglée à une valeur égale à la surface de réception de pression du côté du corps de soupape qui est en contact
avec un siège de soupape destiné à recevoir une pression pro-
venant de la chambre de manivelle.
) Système de soupape de commande de déplacement pour un compresseur à déplacement variable, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'
un élément élastique est prévu pour presser le moyen de dé-
tection de pression dans le sens de l'ouverture de la sou-
pape, et qui est interposé entre le moyen de détection de
pression et le boîtier de soupape.
11 ) Système de soupape de commande de déplacement pour un compresseur à déplacement variable, selon la revendication 7, comprenant en outre un chemin de communication pour faire
communiquer la chambre de détection de pression avec la cham-
bre de plongeur, caractérisé en ce que le moyen de détection de pression est prévu dans la chambre
de détection de pression communiquant avec la chambre d'aspi-
ration. 12 ) Système de commande de déplacement pour un compresseur déplacement variable, selon la revendication 11, caractérisé en ce que
le corps de soupape a une forme cylindrique.
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