FR2821126A1

FR2821126A1 - Compresseur a cylindre variable du type a came inclinee avec un mecanisme de commande de capacite

Info

Publication number: FR2821126A1
Application number: FR0201282A
Authority: FR
Inventors: Kazuhiko Takai; Makoto Tamura; Satoshi Tabei; Masaaki Fujita
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2002-08-23
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: FR2821126B1; DE10203662A1; DE10203662B4

Abstract

L'invention concerne un compresseur à cylindrée variable du type à came inclinée avec un mécanisme de commande de capacité.Ce compresseur comprend un carter enfermant une chambre de vilebrequin (4), une chambre d'aspiration (7) et une chambre de décharge (8). Le carter comprend un bloc-cylindres (3) dans lequel sont formés des alésages de cylindre (1). Des pistons sont montés coulissants à l'intérieur des alésages de cylindre (1). Un élément de vanne (25) est disposé dans un premier passage (24), qui fait communiquer le côté de décharge de chaque alésage de cylindre et la chambre de vilebrequin (4). Cet élément de vanne est commandé par la pression d'aspiration de l'alésage de cylindre. Un second passage (32) fait communiquer la chambre de vilebrequin (4) et le côté d'aspiration de l'alésage de cylindre à travers un orifice pour permettre la libération de la pression. Une zone de section de l'orifice est commandée de façon variable, de manière que lorsque le fonctionnement du compresseur démarre, cette zone est plus grande que celle qui existe pendant un fonctionnement à commande de capacité.

Description

COMPRESSEUR A CYLINDREE VARIABLE DU TYPE A CAME INCLINEE AVEC UN MECANISME DE COMMANDE DE CAPACITE DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un compresseur à cylindrée variable utilisable dans un système de climatisation d'automobile et, plus particulièrement, un compresseur à cylindrée variable du type à came inclinée avec un mécanisme de commande de capacité.

ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
Des compresseurs à cylindrée variable du type à came inclinée comportant des mécanismes de commande de capacité sont connus dans l'art. Par exemple, la demande de second brevet japonais (examinée) nu 5-83751 décrit un compresseur du type à came inclinée, et plus particulièrement, un compresseur du type à came plate comportant un mécanisme de commande de cylindrée variable dans un système de climatisation d'automobile. Dans ce système de climatisation d'automobile, le compresseur est entraîné par le moteur du véhicule.

Ce compresseur du type à came plate comprend un élément de vanne et un premier passage qui fait communiquer une chambre de vilebrequin et un côté d'aspiration d'un alésage de cylindre par l'intermédiaire d'un orifice fixe de manière à permettre la libération de la pression. L'élément de vanne est disposé dans un second passage, qui fait communiquer un côté de décharge de l'alésage de cylindre et la chambre de vilebrequin de manière à fournir une pression de décharge. L'élément de vanne est commandé par la pression d'aspiration dans l'alésage de cylindre.

En fonctionnement, si la pression d'aspiration à l'intérieur de l'alésage de cylindre est inférieure à une valeur prédéterminée lorsque la charge sur un circuit de fluide, par exemple un circuit de refroidissement, du système de climatisation est faible, l'élément de vanne ouvre le second passage. Le gaz frigorigène provenant du côté de décharge de l'alésage de cylindre est fourni à la chambre de vilebrequin et la pression dans la chambre de vilebrequin augmente.

En conséquence, la différence entre un premier moment qui tend à augmenter l'angle d'inclinaison entre une came plate et un arbre d'entraînement et un second moment qui tend à diminuer l'angle

d'inclinaison peut être diminuée. Le premier moment résulte d'une force de réaction d'une compression qui affecte les pistons. Le second moment résulte de la pression dans la chambre de vilebrequin. Par conséquent, l'angle d'inclinaison entre la came plate et l'arbre d'entraînement peut diminuer et la capacité de décharge de ce compresseur peut diminuer. En variante, si la pression d'aspiration de l'alésage de cylindre est supérieure à une valeur prédéterminée lorsque la charge sur le circuit de fluide du système de climatisation est élevée, l'élément de vanne ferme le second passage et le gaz frigorigène du côté de décharge de l'alésage de cylindre n'est pas fourni à la chambre de vilebrequin. Le gaz frigorigène dans la chambre de vilebrequin circule vers le côté d'aspiration de l'alésage de cylindre à travers le premier passage du fait de la différence entre la pression dans la chambre de vilebrequin et la pression d'aspiration de l'alésage de cylindre. En conséquence, la différence entre le premier moment et le second moment peut être augmentée. De plus, l'angle d'inclinaison entre la came plate et l'arbre d'entraînement peut augmenter et la capacité de décharge de ce compresseur peut augmenter.

Dans ce compresseur, l'orifice est disposé dans le premier passage qui réalise la communication entre la chambre de vilebrequin et le côté d'aspiration de l'alésage de cylindre de manière à permettre la libération de la pression. L'orifice réduit ou élimine l'excès de circulation de gaz frigorigène de la chambre de vilebrequin vers le côté d'aspiration de l'alésage de cylindre et une diminution rapide de la pression dans la chambre de vilebrequin peut être supprimée. Il en résulte qu'une augmentation rapide de la capacité de décharge peut également être supprimée lorsque la capacité de décharge est augmentée en réponse à une augmentation de la charge sur le circuit de fluide et une diminution rapide de la température de purge du système de climatisation peut être supprimée.

Dans ce compresseur, juste après le début du fonctionnement du compresseur, l'élément de vanne disposé dans le premier passage ferme le premier passage et la capacité de décharge est à une capacité de décharge minimale. En démarrant le fonctionnement du compresseur, le gaz frigorigène circule du côté d'aspiration vers le côté de décharge de l'alésage de cylindre et la pression d'aspiration de l'alésage de cylindre diminue. La différence entre la pression dans la chambre de vilebrequin et la pression d'aspiration de l'alésage de cylindre peut survenir et le gaz frigorigène dans la chambre de

vilebrequin peut circuler vers le côté d'aspiration de l'alésage de cylindre. La pression dans la chambre de vilebrequin peut diminuer du fait que le gaz frigorigène circule vers le côté d'aspiration de l'alésage de cylindre. Par conséquent, la différence entre le premier moment et le second moment augmente et l'angle d'inclinaison entre la came plate et l'arbre d'entraînement peut augmenter. En conséquence, la capacité de décharge de ce compresseur peut être augmentée et la quantité requise de gaz frigorigène peut être fournie au circuit de fluide.

Dans ce compresseur, cependant, juste après le début du fonctionnement du compresseur, la capacité de décharge est à une capacité de décharge minimale et la pression de décharge de l'alésage de cylindre est faible. Le moment qui augmente l'angle d'inclinaison entre la came plate et l'arbre d'entraînement et qui s'exerce du fait de la force de réaction de la compression affectant les pistons, est faible.

Par conséquent, la différence entre le premier moment et le second moment est faible. De plus, juste après le début du fonctionnement du compresseur, le degré de pression d'aspiration dans l'alésage de cylindre est réduit parce que la capacité de décharge atteint une capacité minimale et la différence entre la pression dans la chambre de vilebrequin et la pression d'aspiration de l'alésage de cylindre est réduite. Par conséquent, si l'orifice est disposé dans le premier passage de manière à permettre la libération de la pression, la circulation du gaz frigorigène de la chambre de vilebrequin vers le côté d'aspiration de l'alésage de cylindre peut devenir légèrement inférieure du fait d'une résistance à l'écoulement créée par l'orifice et le taux de libération de la pression dans la chambre de vilebrequin peut devenir légèrement inférieur. Par conséquent, un taux réduit de variation du moment, qui diminue l'angle d'inclinaison entre la came plate et l'arbre d'entraînement et qui survient du fait de la pression dans la chambre de vilebrequin, peut devenir légèrement inférieur. La différence entre le premier moment et le second moment, autrement dit, un taux accru de variation de la différence entre le premier moment et le second moment peut devenir légèrement inférieur et cette différence légèrement inférieure peut être maintenue. En conséquence, la quantité requise de gaz frigorigène peut ne pas être fournie au circuit de fluide parce qu'une augmentation rapide de la capacité de décharge est empêchée.

EXPOSE DE L'INVENTION
Un besoin est apparu de réduire ou d'éliminer les problèmes mentionnés ci-dessus qui peuvent être rencontrés dans les compresseurs à cylindrée variable du type à came inclinée avec les mécanismes de commande de capacité connus.

Dans un mode de réalisation de la présente invention, un compresseur à cylindrée variable du type à came inclinée comprend un carter enfermant une chambre de vilebrequin, une chambre d'aspiration et une chambre de décharge. Le carter comprend un bloccylindres dans lequel sont formés une pluralité d'alésages de cylindre.

Un arbre d'entraînement est monté rotatif dans le bloc-cylindres. Une pluralité de pistons sont montés coulissants à l'intérieur des alésages de cylindre. Une came inclinée présentant un angle d'inclinaison est reliée de manière inclinable à l'arbre d'entraînement. Une pluralité de paliers réalisent l'accouplement entre la came inclinée et chacun des pistons, de manière que les pistons se déplacent en va-et-vient à l'intérieur des alésages de cylindre lors de la rotation de la came inclinée. Un élément de vanne est disposé dans un premier passage.

Le premier passage met en communication un côté de décharge de l'alésage de cylindre et la chambre de vilebrequin. L'élément de vanne est commandé par une pression d'aspiration produite à l'intérieur de l'alésage de cylindre. Un second passage met en communication la chambre de vilebrequin et un côté d'aspiration de l'alésage de cylindre à travers un orifice. Le second passage permet la libération de la pression. Une surface de coupe de l'orifice est commandée de manière variable, de manière que, lorsque débute le fonctionnement du compresseur, cette surface de coupe soit supérieure à celle qui existe pendant un fonctionnement à commande de capacité.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les objets, caractéristiques et avantages de modes de réalisation de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe transversale longitudinale d'un compresseur du type à came inclinée selon un premier mode de réalisation de la présente invention.

La figure 2 est une vue en coupe transversale agrandie d'un orifice représenté sur la figure 1 selon ce mode de réalisation de la présente invention.

La figure 3 est une vue en coupe transversale agrandie d'un orifice d'un compresseur du type à came inclinée selon un second mode de réalisation de la présente invention.

La figure 4 est une vue en coupe transversale longitudinale d'un compresseur du type à came inclinée selon une variante des modes de réalisation de la présente invention.

La figure 5a est une vue en coupe transversale agrandie d'un orifice représenté sur la figure 4, selon une première variante des modes de réalisation de la présente invention.

La figure Sb est une vue en plan de l'orifice prise le long de la ligne B-B de la figure Sa.

La figure 6a est une vue en coupe transversale agrandie d'un orifice représenté sur la figure 4, selon une seconde variante des modes de réalisation de la présente invention.

La figure 6b est une vue en plan de l'orifice prise le long de la ligne B-B de la figure 6a.

La figure 7 est une vue en coupe transversale agrandie d'un orifice, qui est une variante du second mode de réalisation de la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE
Avec référence à la figure 1, on décrira un compresseur du type à came inclinée comportant un mécanisme de commande de capacité destiné à être utilisé dans un système de climatisation d'automobile, selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Le compresseur 100 comprend un bloc-cylindres 3, un carter avant 5, une culasse 9 et une plaque porte-soupapes 6. Le bloc-cylindres 3 présente une forme sensiblement cylindrique et est fermé à une extrémité par le carter avant 5 afin de former une chambre de vilebrequin 4 et est fermé à l'autre extrémité par la culasse 9, avec interposition de la plaque porte-soupapes 6, de sorte qu'il se forme dans la culasse une chambre d'aspiration 7 et une chambre de décharge 8. Le bloc-cylindres 3, le carter avant 5, la culasse 9 et la plaque porte-soupapes 6 sont assemblés entre eux par une pluralité de boulons 50. Une pluralité d'alésages de cylindre 1 sont formés dans le bloc-cylindres 3 et sont agencés radialement par rapport à l'axe central du bloc-cylindres. Un alésage central 2 est formé autour de l'axe central du bloc-cylindres 3. Un arbre d'entraînement 10 s'étend

le long de l'axe central du compresseur 100 et à travers la chambre de vilebrequin 4 et est supporté de manière rotative par le carter avant 5 et l'alésage central 1 du bloc-cylindres 3 par l'intermédiaire de paliers 40a et 40b, respectivement. Une poulie 11, qui est montée rotative sur le carter avant 5, est reliée à l'arbre d'entraînement 10. Une courroie d'entraînement (non montrée) est prévue pour transmettre le mouvement entre la poulie 11 au vilebrequin d'un moteur de véhicule (non montré).

Un rotor de came 12 fixé sur l'arbre d'entraînement 10 est logé dans la chambre de vilebrequin 4. Le rotor de came 12 est supporté par le carter avant 5 autour de l'arbre d'entraînement 10. Une fente 12a est formée dans le rotor de came 12. Une came inclinée 13 est disposée dans la chambre de vilebrequin 4 et est montée de manière coulissante sur l'arbre d'entraînement 10, de manière que son angle d'inclinaison puisse varier. La came inclinée 13 comporte une partie de bras 13a qui s'étend vers le rotor de came 12 et qui est articulée à ce dernier, au moyen d'une broche 14, qui est insérée dans la fente 12a du rotor de came 12. La broche 14 peut coulisser à l'intérieur de la fente 12a afin de permettre l'ajustement de la position angulaire de la came inclinée 13 par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre d'entraînement 10. La came inclinée 13 est écartée du rotor de came 12 par un ressort hélicoïdal 15, qui est monté coaxialement autour de l'arbre d'entraînement 10. Une pluralité de paires de patins coulissants hémisphériques 16 sont disposées radialement sur les deux surfaces latérales de la came inclinée 13 et sont agencées par rapport au point central de chaque surface latérale de la came inclinée 13. Chacune des paires de patins coulissants 16 est supportée avec possibilité de coulisser par des bielles 17 formées aux extrémités avant des pistons 18. Chaque piston 18 muni de sa bielle 17 est logé dans l'un des alésages de cylindre 1 et est capable de se déplacer de manière indépendante et en va-et-vient à l'intérieur de celui-ci.

La chambre d'aspiration 7 et la chambre de décharge 8 sont formées dans la culasse 9 et sont contiguës à la plaque porte-soupape 6. Des orifices d'aspiration 19 et des orifices de décharge 20 sont formés sur la plaque porte-soupapes 6 au niveau de chacun des alésages de cylindre 1. Une soupape flexible d'aspiration 21, qui est disposée entre le bloc-cylindres 3 et la plaque porte-soupapes 6, ouvre et ferme l'orifice d'aspiration 19. Une soupape flexible de décharge 22, qui est disposée entre la culasse 9 et la plaque porte-soupapes 6,

ouvre et ferme l'orifice de décharge 20. La chambre d'aspiration 7 communique avec un orifice d'entrée de fluide 23. La chambre de décharge 8 communique avec un orifice de sortie de fluide (non montré). Un premier passage 24, qui met en communication la chambre de vilebrequin 4 et la chambre de décharge 8 afin de fournir une pression de décharge est formé à travers le bloc-cylindres 3, la plaque porte-soupapes 6 et la culasse 9. Une vanne de régulation 25 ouvre ou ferme le premier passage 24.

Dans l'alésage central 2 est inséré un dispositif à orifice variable 26. Comme montré sur la figure 2, le dispositif à orifice variable 26 comporte une pièce d'orifice 26a dans laquelle est formé un orifice

26b. Celui-ci comporte une partie de plus grand diamètre 26bs, une partie de plus petit diamètre 26b2 et une partie tronconique 26b3. La partie de plus grand diamètre 26bl est située du côté de l'ouverture qui est contiguë à la chambre de vilebrequin 4. La partie de petit diamètre 26b2 est située du côté de l'ouverture qui est opposée à la chambre de vilebrequin 4. La partie tronconique 26b3 est située entre

la partie de plus grand diamètre 26bi et la partie de plus petit diamètre 26b2 et raccorde entre elles ces deux parties. Une bille 27, qui peut être réalisée en acier, est disposée dans l'orifice 26b. Le diamètre de la bille 27 est supérieur à celui de la partie de plus petit diamètre 26b2. Un premier capot 28 est inséré dans une surface latérale d'extrémité de la pièce d'orifice 26a qui est contiguë à la chambre de vilebrequin 4 et se trouve dans l'axe de l'orifice 26b. Une première ouverture communiquant avec la partie de plus grand diamètre 26bl est formée à travers le premier capot 28. Un second capot 29 est inséré dans une surface latérale d'extrémité de la pièce d'orifice 26a qui est opposée à la chambre de vilebrequin 4 et se trouve dans l'axe de l'orifice 26b. Une seconde ouverture communiquant avec la partie de plus petit diamètre 26b2 est formée à travers le second capot 29. Un ressort 30 est disposé dans l'orifice 26b, ses extrémités étant fixées à la bille 27 et au second capot 29. Entre la paroi annulaire de l'orifice 26b et la bille 27 est formé un orifice annulaire 31. Celui-ci met en communication la chambre de vilebrequin 4 à travers l'alésage central 2 et la chambre d'aspiration 7 à travers un second passage 32. Un troisième passage 33, qui permet la libération de la pression, est constitué par l'alésage central 2, l'orifice 31 et le second passage 32.

Pendant le fonctionnement du compresseur, étant donné que la

pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 diminue, il apparaît une différence entre la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7. Par conséquent, le gaz frigorigène dans la chambre de vilebrequin 4 circule vers la chambre d'aspiration 7 à travers le troisième passage 32. Le gaz frigorigène, qui circule à travers l'orifice 26b du dispositif à orifice variable 26 disposé dans le troisième passage 33, sollicite la bille 27 vers l'aval par rapport à la circulation du gaz frigorigène, à l'encontre de l'action du ressort 30. Lorsque la différence de pression AP (AP = Pc-Ps) entre la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 augmente, la force de l'écoulement du gaz frigorigène vers l'élément de bille 27 augmente. En conséquence, la bille 27 se déplace vers l'aval par rapport à la circulation du gaz frigorigène contre la force du ressort 30. Lorsque la différence de pression AP est inférieure à une première valeur AP1, le centre de la bille 27 est situé dans la partie de plus grand diamètre 26bi de l'ouverture d'orifice 26b. Lorsque la différence de pression AP est supérieure à AP1 et est inférieure à une seconde valeur AP2, le centre de la bille 27 est situé dans la partie tronconique 26b3 de l'orifice 26b.

Lorsque la différence de pression AP est supérieure à AP2, le centre de

la bille 27 est situé dans la partie de plus petit diamètre 26b2. En conséquence, la surface de coupe S de l'orifice annulaire 31, qui est formée entre la paroi annulaire de l'orifice 26b et la bille 27, peut atteindre une valeur maximale lorsque la différence de pression AP est inférieure à AP1. Lorsque la différence de pression AP est supérieure à AP1, une surface de coupe Sl de l'orifice annulaire 31 peut diminuer conformément à une augmentation de la différence de pression AP.

Lorsque la différence de pression AP est supérieure à. AP2, une surface de coupe S2 de l'orifice annulaire 31 peut atteindre une valeur minimale. Les différences de pression AP1 et AP2 peuvent être modifiées en modifiant une constante de rappel du ressort 30. L'orifice d'entrée de fluide 23 est relié à un côté de basse pression d'un circuit de fluide, par exemple un circuit de refroidissement, et l'orifice de décharge est relié à un côté de haute pression du circuit de fluide.

En fonctionnement, lorsqu'une force d'entraînement est transmise depuis le moteur du véhicule par l'intermédiaire de la courroie d'entraînement et de la poulie 11, l'arbre d'entraînement 10 est mis en rotation. La poulie 11 transmet un mouvement de rotation à l'arbre d'entraînement 10 ou déconnecte celui-ci par rapport au

mouvement de rotation. La rotation de l'arbre d'entraînement 10 est transmise au rotor de came 12 qui transmet à son tour son mouvement à la came inclinée 13 par l'intermédiaire du mécanisme d'accouplement articulé, de sorte que lors de la rotation du rotor de came 12, la surface inclinée de la came inclinée 13 se déplace axialement vers la droite et vers la gauche. Par conséquent, les pistons 18, qui sont reliés en fonctionnement à la came inclinée 13 au niveau des bielles 17 au moyen des patins coulissants 16, effectuent un mouvement de va-et-vient à l'intérieur des alésages de cylindre 1.

Pendant que les pistons 18 effectuent des mouvements de va-et-vient, le gaz frigorigène, qui est introduit dans la chambre d'aspiration 7 à partir de l'orifice d'entrée de fluide 23, est aspiré dans chaque alésage de cylindre 1 et est comprimé. La pression exercée par le gaz frigorigène comprimé ouvre la soupape flexible de décharge 21 et le gaz frigorigène est déchargé dans la chambre de décharge 8 à partir de chacun des alésages de cylindre 1 et, à partir de là, dans le circuit de fluide à travers l'orifice de sortie de fluide (non montré).

Pendant le fonctionnement des compresseurs selon ce mode de réalisation de la présente invention, les pistons 18 reçoivent une force de réaction de compression, ce qui engendre un moment Ml. Le moment Ml fait augmenter l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 qui fait tourner la came inclinée 13 autour de la broche 14 dans le sens horaire sur la figure 1.

A cet instant, un moment M2 apparaît dû au ressort hélicoïdal 15. Le moment M2 fait diminuer l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 qui fait tourner la came inclinée 13 autour de la broche 14 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre la figure 1. De plus, il apparaît un moment M3 dû à la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4. Le moment M3 fait diminuer l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 qui fait tourner la came inclinée 13 autour de la broche 14 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre sur la figure 1.

Une température de décharge prédéterminée du système de climatisation d'automobile est ajustée automatiquement par rapport à la température à l'extérieur ou manuellement et la charge sur le circuit de fluide est modifiée. Lorsque la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 est inférieure à une valeur prédéterminée Psl en raison d'une diminution de la charge sur le circuit de fluide, la vanne de

régulation 25 ouvre le premier passage 24 et le gaz frigorigène contenu dans la chambre de décharge 8 circule vers la chambre de vilebrequin 4 à travers le premier passage 24. En conséquence, la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 augmente et l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 diminue en raison de l'augmentation du moment M3. La longueur de course des pistons 18 ainsi que la capacité de décharge du compresseur 100 peuvent donc diminuer. Par contre, lorsque la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 est supérieure à la valeur prédéterminée Psl en raison d'une augmentation de la charge sur le circuit de fluide, la vanne de régulation 25 ferme le premier passage 24 et ceci empêche le gaz frigorigène dans la chambre de décharge 8 de circuler vers la chambre de vilebrequin 4 à travers le premier passage 24. Le gaz frigorigène dans la chambre de vilebrequin 4 circule vers la chambre d'aspiration 7 à travers le troisième passage 33 du fait de la différence de pression AP entre la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7. En conséquence, la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 diminue et l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 augmente en raison de la diminution du moment M3. Par conséquent, la longueur de course des pistons 18 et la capacité de décharge du compresseur 100 peuvent augmenter.

Lorsque le fonctionnement du compresseur commence, la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 est supérieure à Psl et la vanne de régulation 25 ferme le premier passage 24. Le moment Ml et le moment M3 sont sensiblement égaux parce que la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7, la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 et la pression dans la chambre de décharge 8 sont sensiblement égales. En conséquence, l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 atteint un angle minimal puisque le moment M2 et la capacité de décharge du compresseur 100 atteint une capacité de décharge minimale. Ensuite, la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 diminue parce que le gaz frigorigène qui s'y trouve est aspiré dans les alésages de cylindre 1. Néanmoins, la quantité de gaz frigorigène aspiré dans les alésages de cylindre 1 correspond à une quantité inférieure parce que la capacité de décharge du compresseur 100 atteint une capacité de décharge minimale. Par conséquent, la quantité de diminution de la pression Ps correspond à une quantité inférieure.

Juste après le début du fonctionnement du compresseur, la différence de pression AP entre la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 est inférieure à AP1 et la surface de coupe S de l'orifice 31 atteint la valeur minimale S 1. En conséquence, la différence de pression AP est réduite bien que le gaz frigorigène peut circuler rapidement vers la chambre d'aspiration 7 à travers le troisième passage 33, parce que la surface de coupe S est agrandie et la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 peut diminuer rapidement. Ensuite, l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 peut augmenter rapidement du fait d'une diminution rapide du moment M3 et la capacité de décharge du compresseur 100 peut augmenter rapidement. En raison de l'augmentation de la capacité de décharge du compresseur 100, la quantité de gaz frigorigène aspiré de la chambre d'aspiration 7 dans les alésages de cylindre peut augmenter et la diminution de la pression Ps dans la chambre d'aspiration peut être encore plus importante. En conséquence, la différence de pression AP entre la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 peut augmenter et devenir supérieure à AP1, et la surface de coupe S de l'orifice 31 peut diminuer et se rapprocher de la valeur minimale S2 à partir de la valeur maximale SI. Lorsque la différence de pression AP devient supérieure à AP2 et que la surface de coupe S atteint la valeur minimale S2, la capacité de décharge du compresseur 100 peut augmenter d'une quantité prédéterminée et une quantité prédéterminée de gaz frigorigène peut être fournie au circuit de fluide.

Avec le passage de la période transitoire après le démarrage du compresseur 100, lorsque la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 diminue à environ la valeur prédéterminée Psl, la différence de pression AP devient supérieure à AP2, et la surface de coupe S de l'orifice 31 atteint la valeur minimale S2. Dans une telle condition, le compresseur 100 est mis en oeuvre dans un fonctionnement à commande de capacité. En résumé, l'ouverture ou la fermeture de la vanne de régulation 25 est commandée en réponse à la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 et la capacité de décharge du compresseur 100 est commandée conformément à la variation de la charge sur le circuit de fluide.

Au cours du fonctionnement à commande de capacité, la surface de coupe S de l'orifice 31 atteint la valeur minimale S2 et la quantité

de circulation du gaz frigorigène déchargé dans la chambre d'aspiration 7 à travers le troisième passage 33 peut être faible. En conséquence, lorsque la capacité de décharge du compresseur 100 est augmentée et commandée, une diminution rapide de la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 peut être évitée et une diminution rapide du moment M3 peut également être évitée. Par conséquent, une augmentation rapide de l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 peut être évitée et une augmentation rapide de la capacité de décharge du compresseur 100 peut également être évitée. De même, une diminution rapide de la température de purge du système de climatisation d'automobile peut être évitée. De plus, étant donné que la surface de coupe S de l'orifice 31 atteint la valeur minimale Sl au cours du fonctionnement à commande de capacité, la quantité de gaz frigorigène contenu dans la chambre de décharge 8 qui est aspirée dans la chambre d'aspiration 7 par l'intermédiaire de la chambre de vilebrequin 4 pour commander la capacité de décharge du compresseur 100 est réduite. Par conséquent, au cours du fonctionnement à commande de capacité, une perte d'énergie motrice du compresseur 100 peut également être réduite.

En faisant référence à la figure 3, une vue en coupe transversale agrandie d'un orifice variable d'un compresseur du type à came inclinée ayant un mécanisme de commande de capacité destiné à être utilisé dans un système de climatisation d'automobile est représentée.

Dans ce mode de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 3, un orifice variable 126 est utilisé dans un compresseur du type à came inclinée 100 à la place de l'orifice variable 26 sur la figure 1 du premier mode de réalisation de la présente invention. L'orifice variable 126 comporte un élément formant orifice 126a. Une première ouverture d'orifice 126b et une seconde ouverture d'orifice 126c sont formées dans l'élément formant orifice 126a. La première ouverture d'orifice 126b a une partie de diamètre plus grand 126b'et une partie de diamètre plus petit 126b". La partie de diamètre plus grand 126b' se situe au niveau du côté de l'ouverture d'orifice 126b adjacente au carter 4. La partie de diamètre plus petit 126b"se situe au niveau du côté de l'ouverture d'orifice 126b à distance du carter 4. Un élément formant bille 127, qui peut être fabriqué en acier, est disposé dans l'ouverture d'orifice 126b. Une aire de surface annulaire en coupe transversale entre une paroi périphérique de la partie de diamètre plus

grand 126b'et l'élément formant bille 127 est déterminée de manière à être plus grande qu'une surface de coupe de la partie de diamètre plus petit 126b". Un ressort 129 est disposé dans l'ouverture d'orifice 126b.

Une extrémité du ressort 129 est fixée sur l'élément formant bille 127 et l'autre extrémité du ressort 129 est fixée sur une surface d'extrémité de la partie de diamètre plus grand 126b', où se trouve la partie de diamètre plus petit 126b". Un orifice 130 comprend une ouverture d'orifice 126c et une partie de diamètre plus petit 126b"de l'ouverture d'orifice 126b.

Lors du fonctionnement du compresseur, lorsque la différence de pression AP entre la pression Pc dans le carter 4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 est AP1 ou en dessous, l'iliment formant bille 127 reste de manière appropriée à distance de la partie de diamètre plus petit 126b"de l'ouverture d'orifice 126b. Dans cette situation, une surface de coupe de l'orifice 130 est égale à une surface de coupe de l'ouverture d'orifice 126c plus une surface de coupe de la partie de diamètre plus petit 126b"de l'ouverture d'orifice 126b.

Lorsque la différence de pression AP entre la pression Pc dans le carter

4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 dépasse AP1, l'élément formant bille 127 s'approche de la partie de diamètre plus petit 126b"de l'ouverture d'orifice 126b, et la surface de coupe de l'orifice 130 diminue progressivement. Lorsque la différence de pression AP entre la pression Pc dans le carter 4 et la pression Ps dans la chambre d'aspiration 7 dépasse AP2, l'élément formant bille 127 obstrue la partie de diamètre plus petit 126b"de l'ouverture d'orifice 126b. Ensuite, la surface de coupe de l'orifice 130 est réduite à son minimum ; en d'autres termes, la valeur de la surface de coupe de l'orifice 130 devient égale à la valeur de la surface de coupe de la partie de diamètre plus petit 126b"de l'ouverture d'orifice 126b. Par conséquent, en utilisant un orifice variable 126, la surface de coupe de l'orifice 130 peut être commandée de manière variable, de telle sorte que la surface de coupe de l'orifice 130, au moment où la différence de pression entre la pression dans le carter 4 et la pression dans la chambre d'aspiration 7 est une pression prédéterminée ou inférieure, soit plus grande que la surface de coupe de l'orifice 130 au moment où la différence de pression entre la pression dans le carter 4 et la

pression dans la chambre d'aspiration 7 dépasse la pression prédéterminée.

Dans le premier mode de réalisation de la présente invention du compresseur du type à came incliné 100, comme cela est représenté sur la figure 1, l'orifice variable 26 est fixé sur un emplacement du troisième passage 33, de telle sorte qu'une extrémité de l'élément formant orifice 26a vienne en butée sur une partie formant pas formée au niveau de l'alésage central 2 et l'autre extrémité de l'élément formant orifice 26a vienne en butée sur un circlip extérieur (non représenté) en prise avec une rainure annulaire (non représentée) formée au niveau de l'alésage central 2. Par ailleurs, comme cela est représenté sur les figures 4 à 5b, dans une variante du premier mode de réalisation de la présente invention, une pluralité de parties formant pattes 26c est formée sur l'autre extrémité de l'orifice variable 26 à un certain intervalle. L'orifice variable peut être fixé sur un emplacement du troisième passage 33, de telle sorte que la pluralité de parties formant pattes 26c vienne en butée sur une plaque portesoupape 6. Dans cette variante du premier mode de réalisation de la présente invention, le circlip n'est plus nécessaire, et le nombre de composants du compresseur du type à came inclinée peut être réduit.

Par conséquent, les coûts de fabrication du compresseur du type à came inclinée peuvent être réduits. De plus, au lieu d'utiliser un second capot 29 ayant une ouverture, l'ouverture d'orifice 26d peut être formée à travers l'orifice variable 26 de manière à communiquer directement avec la partie de diamètre plus petit 26b2. L'ouverture d'orifice 26d peut être simple ou plurielle. Par conséquent, le nombre de composants du compresseur du type à came inclinée peut être réduit, et les coûts de fabrication du compresseur du type à came inclinée peuvent être réduits.

Comme cela est représenté sur les figures 6a et 6b, au lieu de former la pluralité de parties formant pattes 26c, une partie formant patte de forme annulaire 26e peut être formée sur l'autre extrémité de l'orifice variable 26. Une paire d'ouvertures 26f est formée au niveau de la partie formant patte de forme annulaire 26e. L'orifice variable 26 peut être fixé à un emplacement du troisième passage 33, de telle sorte que la partie formant patte de forme annulaire 26e vienne en butée sur la plaque porte-soupape 6. De cette façon, l'orifice 31

communique avec le deuxième passage 32 par l'intermédiaire des ouvertures 26f.

Comme cela est représenté sur les figures 4 à 6b, si la pluralité de parties formant pattes 26c ou la partie formant patte de forme annulaire 26e est formée au niveau de l'autre extrémité de l'élément formant orifice 26a, on préfère qu'une rainure de forme annulaire 2a puisse être formée au niveau de la paroi périphérique de l'alésage central 2 faisant face à la pluralité de parties formant pattes 26c ou à la partie formant patte de forme annulaire 26e. Ou il est préférable qu'une partie entaillée 26c ou 26e'puisse être formée au niveau de la partie périphérique des parties formant pattes 26c ou de la partie formant patte annulaire 26e. De cette façon, un quatrième passage 32', qui communique avec le deuxième passage 32, peut être formé au niveau d'un côté extérieur des parties formant pattes 26c ou de la partie formant patte annulaire 26e, et l'orifice 31 peut communiquer avec le deuxième passage 32.

De plus, une ouverture 26c"peut être formée au niveau de la partie formant patte 26c. En mettant en prise une machine-outil avec l'ouverture 26c", l'orifice variable 26 peut facilement se trouver dans l'alésage central 2 ou peut être dégagé de l'alésage central 2.

Comme cela est représenté sur la figure 7, un élément formant soupape 127', qui présente la forme d'un disque, peut être disposé dans une ouverture d'orifice 126b. Une partie faisant saillie 127a' formée sur l'élément formant soupape 127'peut être formée dans la partie de diamètre plus petit 126b"de l'ouverture d'orifice 126b. Dans ce cas, une partie faisant saillie 128b, qui fait saillie dans la direction de l'élément formant soupape 127', peut être de préférence formée sur un capot 128 afin d'empêcher qu'une pluralité d'ouvertures plus petites 128a du capot 128 soient fermées par l'élément formant soupape 127'.

Comme décrit ci-dessus, en relation avec les modes de réalisation de la présente invention du compresseur du type à came inclinée comportant un mécanisme de commande de capacité, du fait que la surface de coupe S de l'orifice 31 est commandée de manière variable afin qu'au démarrage du fonctionnement du compresseur, elle soit supérieure à celle qui existe dans un fonctionnement à commande de capacité, lorsque le fonctionnement du compresseur 100 est

démarré, la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 diminue rapidement et le moment M3, qui fait diminuer l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 résultant de la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4, diminue rapidement.

En conséquence, la différence entre un premier moment augmentant l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 et un second moment diminuant l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 peut augmenter rapidement. Le premier moment résulte d'une force de réaction d'une compression qui affecte les pistons 18. Le second moment résulte de la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4.

Par conséquent, l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 peut augmenter rapidement et la capacité de décharge du compresseur 100 peut augmenter rapidement.

D'autre part, étant donné que la surface de coupe S de l'orifice 31 au cours du fonctionnement à commande de capacité est inférieure à celle qui existe lorsque le fonctionnement du compresseur commence, lorsque la capacité de décharge est augmentée et commandée conformément à une augmentation d'une charge sur le circuit de fluide, une diminution rapide de la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4 est évitée et une diminution rapide du moment M3, qui diminue l'angle d'inclinaison 0 entre la came inclinée 13 et l'arbre d'entraînement 10 résultant de la pression Pc dans la chambre de vilebrequin 4, est également évitée. En conséquence, une augmentation rapide de la différence entre le premier moment et le second moment peut être supprimée et une augmentation rapide de la capacité de décharge du compresseur 100 peut être supprimée. De plus, étant donné que la surface de coupe S de l'orifice 31 est réduite au cours du fonctionnement à commande de capacité, la quantité de gaz frigorigène contenu dans la chambre de décharge 8 et qui est aspirée dans la chambre d'aspiration 7 à travers la chambre de vilebrequin 4 est réduite. En conséquence, pendant le fonctionnement à commande de capacité, la perte d'énergie motrice du compresseur 100 peut être réduite.

Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation préférés, l'invention n'est pas limitée à ceuxci. Les hommes du métier comprendront que des variantes et des modifications peuvent être réalisées dans l'étendue et l'esprit de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS 1. Compresseur à cylindrée variable (100) du type à came inclinée, caractérisé en ce qu'il comprend : un carter (5,3, 9) contenant une chambre de vilebrequin (4), une chambre d'aspiration (7) et une chambre de décharge (8), ledit carter comprenant un bloc-cylindres (3), dans lequel une pluralité d'alésages de cylindre (1) sont formés ; un arbre d'entraînement (10) monté rotatif à l'intérieur dudit bloc-cylindres (3) ; une pluralité de pistons (18) montés coulissants à l'intérieur desdits alésages de cylindre (1) ; une came inclinée (13) ayant un angle d'inclinaison (0) par rapport à l'arbre d'entraînement (10) et reliée de manière inclinable à ce dernier ; une pluralité de paliers (16) couplant ladite came inclinée (13) à chacun desdits pistons (18), de façon que ces derniers effectuent des mouvements de va-et-vient à l'intérieur desdits alésages de cylindre (1) lors de la rotation de ladite came inclinée (13) ; un premier élément de vanne (25) disposé dans un premier passage (24), qui fait communiquer un côté de décharge dudit alésage de cylindre (1) avec ladite chambre de vilebrequin (4), ledit premier élément de vanne étant commandé par une pression d'aspiration (Ps) produite à l'intérieur dudit alésage de cylindre ; et un second passage (32) qui fait communiquer ladite chambre de vilebrequin (4) et un côté d'aspiration dudit alésage de cylindre à travers un orifice (26b, 130), ledit second passage permettant la libération de la pression, une surface de coupe dudit orifice étant commandée de manière variable, de manière qu'au début du fonctionnement du compresseur, elle soit supérieure à celle qui existe pendant un fonctionnement à commande de capacité.
2. Compresseur à cylindrée variable (100) du type à came inclinée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de coupe dudit orifice est commandée de manière variable, de manière que lorsque la différence de pression entre la pression (Pc) dans ladite chambre de vilebrequin (4) et la pression d'aspiration (Ps) dudit alésage de cylindre est inférieure à une valeur prédéterminée, ladite surface de coupe soit supérieure à celle qui existe lorsque ladite différence de pression excède ladite valeur prédéterminée.
3. Compresseur à cylindrée variable (100) du type à came

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inclinée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de coupe dudit orifice est commandée de manière variable par un dispositif à orifice variable (26) qui comprend : un orifice (26b) comportant une partie de plus grand diamètre (26bs) située du côté amont dudit orifice et une partie de plus petit diamètre (26b2) situé du côté aval dudit orifice par rapport à la circulation du gaz frigorigène dans ledit second passage (32) ; un second élément de vanne présentant une forme de bille (27), ledit élément de vanne étant disposé dans ledit orifice (26b) ; et un ressort (30) disposé dans ledit orifice, ledit ressort sollicitant ledit second élément de vanne vers l'amont par rapport à la circulation du gaz frigorigène dans ledit second passage.
4. Compresseur à cylindrée variable du type à came inclinée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une surface de coupe dudit orifice (130) est commandée de manière variable par un mécanisme, ledit mécanisme comprenant : une première ouverture d'orifice (126b) et une seconde ouverture d'orifice (126c) formées à travers ledit orifice ; et un second élément formant soupape (127) disposé dans ladite première ouverture d'orifice, l'une desdites ouvertures d'orifice étant ouverte par ledit second élément formant soupape lorsque ladite différence de pression est égale à ladite valeur prédéterminée ou en dessous, et ladite première ouverture d'orifice étant fermée par ledit second élément formant soupape lorsque ladite différence de pression est supérieure à ladite valeur prédéterminée.
5. Compresseur à cylindrée variable du type à came inclinée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel une surface de coupe dudit orifice (130) est commandée de manière variable par un mécanisme, et dans lequel ledit mécanisme ne forme qu'un seul tenant avec une partie de fixation, et ledit mécanisme est fixé sur un emplacement prédéterminé dudit second passage par ladite partie de fixation.
6. Compresseur à cylindrée variable du type à came inclinée selon la revendication 5, dans lequel une ouverture (26c) destinée à mettre en prise une machine-outil est formée au niveau de ladite partie de fixation.