專利名稱：一種帶有可變排量機(jī)構(gòu)的斜板式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及帶有可變排量機(jī)構(gòu)的的斜盤制冷壓縮機(jī)，如用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的可變排量機(jī)構(gòu)的搖盤式壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
圖1所示的是美國(guó)專利4960367(授予Terauchi)所公開的一種供汽車空調(diào)系統(tǒng)使用的、帶有可變排量機(jī)構(gòu)的搖盤式壓縮機(jī)。為了便于說(shuō)明，我們將圖的左側(cè)稱為前端或前面，圖的右側(cè)稱為后端。
該壓縮機(jī)10包括帶有氣缸體21的圓柱形外殼組件、連接在氣缸組21一端上的前端蓋23、位于氣缸體21與前端蓋23之間的曲軸箱22以及連接在氣缸體21另一端上的后端蓋24。
前端蓋23通過(guò)一組螺栓101安裝在氣缸體21上的曲軸箱22前方端。后端蓋24通過(guò)一組螺栓102固定在氣缸體21的相反端上。閥板25放置在后端蓋24與氣缸體21之間?？?31位于前端蓋23的中心位置上以便于通過(guò)配置在孔231中的軸承30支撐驅(qū)動(dòng)軸26。驅(qū)動(dòng)軸26的內(nèi)端部分通過(guò)配置在氣缸體21中心缸孔210上的軸承31以旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行支撐。缸孔210伸展到氣缸體21的后端表面容納了下面討論的控制閥組件。
凸輪轉(zhuǎn)子40通過(guò)銷261固定在驅(qū)動(dòng)軸26上并與驅(qū)動(dòng)軸26一同旋轉(zhuǎn)。止推滾針軸承32配置在前端蓋23的內(nèi)端表面與凸輪轉(zhuǎn)子40的相鄰軸端表面之間。凸輪轉(zhuǎn)子40包括帶有伸出銷42的臂41。斜盤50配置在相鄰的凸輪轉(zhuǎn)子40上，它包括用于穿過(guò)驅(qū)動(dòng)軸26的孔53。斜盤50包括帶有槽口52的臂51。凸輪轉(zhuǎn)子40與斜盤50通過(guò)插入到槽口52中形成鉸鏈接合的銷42連接。銷42在槽口52內(nèi)滑動(dòng)以便于調(diào)節(jié)斜盤50相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸26縱軸垂直平面的斜角位置。
搖盤60通過(guò)軸承61和62以旋轉(zhuǎn)方式安裝在斜盤50上。叉形滑塊63附在搖盤60的外圓周端上并以滑動(dòng)方式安裝在位于前端板23與氣缸體21之間的滑軌64上。叉形滑板63用于防止搖盤60的旋轉(zhuǎn)以便于在凸輪轉(zhuǎn)子40旋轉(zhuǎn)時(shí)，搖盤60沿著滑軌64進(jìn)行章動(dòng)。氣缸體21包括一組圓周分布的氣缸室70，活塞71在這些氣缸室室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)活塞71都通過(guò)相應(yīng)的連桿72連接到搖盤60上。
后端蓋24包括以圓周分布的環(huán)形吸氣腔241與位于中央的排氣室251。閥板25位于氣缸體21與后端蓋24之間，它包括一組將吸氣腔241與相應(yīng)的氣缸室70連接的閥門式吸氣口242。閥板25還包括一組將排氣腔251與相應(yīng)的氣缸室70連接的閥門式排氣口252。吸氣口242與排氣口252配備有適當(dāng)?shù)幕善y。
吸氣腔241包括連在外部制冷回路蒸發(fā)器(未示出)上的入口部分241a。排氣腔251配備有連在制冷回路冷凝器(未示出)上的出口部分251a。墊片27與28分別位于氣缸體21與閥板25前表面之間以及閥板25后表面與后端蓋24之間用以密封氣缸體21、閥板25、后端蓋24的配合表面。
參閱圖2，控制閥組件19’包括杯形殼體件191，其內(nèi)部為閥室192。O形圈19a配置在殼體件191的外表面與孔210的內(nèi)表面之間以密封殼體件191與氣缸體21之間的配合表面。殼體件191的封閉端(圖1和圖2的左側(cè))有一組孔19b以通過(guò)軸承31與氣缸體21之間存在的間隙31a使曲軸箱壓力進(jìn)入閥室。閥室192中配置閥門裝置193，該裝置包含可縱向膨脹與收縮的波紋管193a以及附在波紋管193a后端的閥元件193b。波紋管193a向應(yīng)曲軸箱內(nèi)的壓力進(jìn)行縱向膨脹與收縮。波紋管193a由彈性材料如磷青銅制成，它帶有以下簡(jiǎn)稱為A1的第一有效受壓截面積。閥元件193b通常為半球形，它附在波紋管193a的后端上。附在波紋管193a前端上的突出部分193c固定在位于殼體件191封閉端中心的軸向突出部分19c上。偏置彈簧193d以縱向壓縮方式配置在波紋管193a的內(nèi)部中空表面上。波紋管193a與偏置彈簧193d的復(fù)位力合力F持續(xù)地將閥元件193b推向后側(cè)(圖1和圖2的右側(cè))。
包括閥座194a在內(nèi)的柱形件194穿過(guò)帶有閥板25與墊片27、28、吸氣式簧片閥271以及排氣式簧片閥281的閥板組件200的中心。閥座194a位于柱形體194的后端并固定在殼體件191的孔端上。螺母100從位于排氣室251中的柱形件194的后端擰緊，將柱形件194固定在帶有閥限位板253的閥板組件200上。
容納閥元件193b的錐形孔194b位于閥門座194a上并與以軸向方式形成于柱形件194內(nèi)的圓柱孔194e連接。因此，環(huán)形脊194d位于錐形孔194b與圓柱孔194c之間邊緣的位置上。
當(dāng)波紋管193a膨脹到一定縱向長(zhǎng)度時(shí)，半球形的閥元件193b由錐形孔194b承接并在其間形成環(huán)形接觸線193e。環(huán)形接觸線193e將閥元件193b分成前端部分193f與后端部分193g，其外表面響應(yīng)通過(guò)后面敘述的徑向孔151與管道152以及孔153傳遞的吸氣腔241壓力。閥元件193b的后端部分193g帶有以下簡(jiǎn)稱為A2的有效受壓截面積，在此設(shè)計(jì)方案中它大約為波紋管193a有效受壓截面積A1的50％。
以滑動(dòng)方式配置在氣缸室194c內(nèi)的驅(qū)動(dòng)桿195稍微地自氣缸室194c的后端突出并通過(guò)偏置彈簧196與閥元件193b相連，偏置彈簧平滑地將來(lái)自驅(qū)動(dòng)桿195的力傳至閥門裝置193的閥元件193上。驅(qū)動(dòng)桿195包括一體式并徑向伸出驅(qū)動(dòng)桿195前端部分外表面的環(huán)形法蘭195a。環(huán)形法蘭195a位于錐形孔194b中并通過(guò)接觸環(huán)形脊194d以防止驅(qū)動(dòng)桿195過(guò)度地向后運(yùn)動(dòng)。O形圈197安裝在驅(qū)動(dòng)桿195周圍以密封氣缸室194c與驅(qū)動(dòng)桿195之間的配合表面，這樣就可以防止排氣腔251內(nèi)的制冷劑氣體通過(guò)氣缸室194c與驅(qū)動(dòng)桿195之間形成的間隙串入到錐形孔194b中。內(nèi)周側(cè)壁帶有螺紋部分的杯形件103安裝在氣缸室194上以防止O形圈197從氣缸室194的后端脫落。
徑向孔151位于閥門座194a上以連通錐形孔194b與氣缸體21中的管道152。包括內(nèi)腔152a的管道152通過(guò)位于閥板組件200上的孔153連通吸氣腔241。為曲軸箱22與吸氣腔241之間提供連通的通道150包括間隙31a、孔210、孔19b、閥室192、錐形孔194b、徑向孔151與管道152以及孔153。因此，通道150的打開與關(guān)閉主要是通過(guò)閥門裝置193響應(yīng)曲軸箱壓力的變化而產(chǎn)生的收縮與膨脹進(jìn)行控制。
在壓縮機(jī)10工作期間，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)電磁離合器300使驅(qū)動(dòng)軸26旋轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)子40隨著驅(qū)動(dòng)軸26旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也使斜板50進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，斜板50的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致?lián)u盤60進(jìn)行章動(dòng)。搖盤60的章動(dòng)運(yùn)動(dòng)使得活塞71在相應(yīng)的氣缸室70內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于活塞71進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)入口部分241a進(jìn)入吸氣腔241中的制冷劑氣體經(jīng)吸氣口242流入相應(yīng)的各氣缸室70中并隨后得到壓縮。已壓縮的制冷劑氣體通過(guò)相應(yīng)的排氣口252從氣缸室70排到排氣室251中，隨后通過(guò)出口部分251a進(jìn)入制冷回路。
壓縮機(jī)10的容量可以根據(jù)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷變化或壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，使吸氣腔內(nèi)保持恒定的壓力。通過(guò)改變?nèi)Q于曲軸箱壓力的斜盤50的角度，可以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的容量。曲軸箱壓力增大時(shí)，會(huì)減小斜盤50與搖盤60的斜角，因而降低了壓縮機(jī)的容量。曲軸箱壓力降低時(shí)，會(huì)增大斜盤50與搖盤60的斜角，因而增大了壓縮機(jī)的容量。
閥門控制機(jī)構(gòu)19的作用就是通過(guò)按下述方式控制壓縮機(jī)的容量以使蒸發(fā)器的出口保持恒定的壓力。驅(qū)動(dòng)桿195推動(dòng)閥元件193b壓縮波紋管193a與偏置彈簧196。驅(qū)動(dòng)桿195響應(yīng)排氣室251內(nèi)的壓力進(jìn)行移動(dòng)。因此，增大排氣腔251內(nèi)的壓力會(huì)使驅(qū)動(dòng)桿195進(jìn)一步移向波紋管193a，這也同時(shí)增加了波紋管193a的收縮。這樣就移動(dòng)了用于改變壓縮機(jī)排量的控制點(diǎn)以使蒸發(fā)器的出口保持恒定的壓力。也就是說(shuō)，閥門控制機(jī)構(gòu)19’利用了壓縮機(jī)的排氣壓力近似地直接與吸氣流體成正比的原理。由于驅(qū)動(dòng)桿195直接響應(yīng)排氣壓力的變化進(jìn)行移動(dòng)并直接向閥門裝置193施加力，因此閥門裝置193工作的控制點(diǎn)以直接并靈敏的方式隨著排氣壓力的變化而移動(dòng)。
該控制機(jī)構(gòu)在控制排量向小排量變化時(shí)，主要是依靠由壓縮腔滲入曲軸箱的高壓氣體達(dá)到一定值，使曲軸箱與吸氣腔壓力差推動(dòng)活塞帶動(dòng)搖盤降低傾斜角這一過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但這一過(guò)程相對(duì)于控制閥中曲軸箱與吸氣腔之間通道的關(guān)閉有較大的延遲期，這對(duì)于車室內(nèi)部的空調(diào)有一定的不良影響。換句話說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)壓縮機(jī)的閥控制機(jī)構(gòu)不能對(duì)熱負(fù)荷降低或轉(zhuǎn)速提高作出高靈敏度的反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種搖盤式壓縮機(jī)，它具有可變排量機(jī)構(gòu)，能同時(shí)響應(yīng)吸氣壓力和排氣壓力，控制吸氣腔與曲軸腔、排氣腔與曲軸腔的連通，進(jìn)而使壓縮機(jī)排量隨排氣壓力和吸氣壓力的增加而增加，使蒸發(fā)器的出口保持恒定的壓力，并能對(duì)熱負(fù)荷降低或轉(zhuǎn)速提高作出高靈敏度的反應(yīng)。
一方面，一個(gè)包括壓縮機(jī)外殼的斜板制冷劑壓縮機(jī)，壓縮機(jī)外殼配備有含一組氣缸室的缸體、配置在所述缸體一端并在缸體內(nèi)封閉一個(gè)曲軸箱的前端板，以滑動(dòng)方式配合所述各氣缸室并由帶有聯(lián)接驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞；一個(gè)帶有連接所述轉(zhuǎn)子的斜面以及相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸軸向垂直平面的可調(diào)斜角可調(diào)斜板，一個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)，用于以工作方式聯(lián)接所述斜板與所述活塞以確保所述驅(qū)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)子與斜板的旋轉(zhuǎn)使所述活塞在所述氣缸室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，斜板響應(yīng)所述曲軸箱內(nèi)的壓力變化改變角度以改變壓縮機(jī)的排量，一個(gè)后端板配置在缸體上與所述前端板的相反一端上并形分成一個(gè)吸氣腔與一個(gè)排氣室，第一個(gè)通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，其特征在于，一第二個(gè)通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱，一個(gè)閥門控制機(jī)構(gòu)用于控制所述通道的打開與關(guān)閉，所述閥門控制機(jī)構(gòu)包括一個(gè)響應(yīng)所述曲軸箱壓力進(jìn)行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關(guān)閉所述第一通道的第一閥元件、一個(gè)附在驅(qū)動(dòng)桿上以打開和關(guān)閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應(yīng)所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用于容納所述第一閥元件，當(dāng)所述第一閥元件承接在所述閥門座中時(shí)，所述第一閥元件包括位于其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時(shí)帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等于或大于所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用于容納所述第二閥元件。
另一方面，可調(diào)斜板制冷劑壓縮機(jī)，包括一個(gè)配備有一組氣缸室、一個(gè)吸氣腔、一個(gè)排氣腔以及一個(gè)密閉的曲軸箱的壓縮機(jī)殼體；一個(gè)以滑動(dòng)方式配合在述每個(gè)氣缸室內(nèi)活塞；一個(gè)帶有轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；一個(gè)可調(diào)斜板，帶有以可調(diào)方式連接所述轉(zhuǎn)子的斜面并帶有可調(diào)斜角，斜板響應(yīng)所述曲軸箱壓力變化改變角度以改變所述壓縮機(jī)的容量；一個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)，用于以工作方式聯(lián)接所述斜板與所述活塞以確保所述驅(qū)動(dòng)軸與斜板的旋轉(zhuǎn)使所述活塞在所述氣缸室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；其特征在于，一個(gè)所述壓縮機(jī)外殼的二個(gè)通道，第一個(gè)通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，第二個(gè)通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱；一個(gè)閥門控制機(jī)構(gòu)用于控制所述通道的打開與關(guān)閉，所述閥門控制機(jī)構(gòu)包括一個(gè)響應(yīng)所述曲軸箱壓力進(jìn)行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關(guān)閉所述第一通道的第一閥元件、一個(gè)附在驅(qū)動(dòng)桿上以打開和關(guān)閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應(yīng)所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用于容納所述第一閥元件，當(dāng)所述第一閥元件承接在所述閥門座中時(shí)，所述第一閥元件包括位于其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時(shí)帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等于或大于所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用于容納所述第二閥元件。


圖1所示為先前技術(shù)的帶有可變排量機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)搖盤式制冷劑壓縮機(jī)的垂直方向縱剖圖；圖2所示為圖1閥門控制機(jī)構(gòu)的放大截面圖；圖3所示為本實(shí)用新型最佳具體實(shí)施方案的帶有可變排量機(jī)構(gòu)的搖盤式制冷劑壓縮機(jī)的垂直方向縱剖圖；圖4A所示為圖3閥門控制機(jī)構(gòu)的放大截面圖，其時(shí)處于小排量狀態(tài)；圖4B所示為圖3閥門控制機(jī)構(gòu)的放大截面圖，其時(shí)處于大排量狀態(tài)；圖5所示為圖3搖盤式制冷劑壓縮機(jī)的曲軸箱與吸氣腔之間壓力關(guān)系的曲線；以及圖6所示為圖3搖盤式制冷劑壓縮機(jī)的曲軸箱與吸氣腔之間經(jīng)過(guò)時(shí)間與壓力的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施方式
圖3所示的是本實(shí)用新型最佳具體實(shí)施方案的供汽車空調(diào)系統(tǒng)使用的、帶有可變排量機(jī)構(gòu)的搖盤式壓縮機(jī)。為了便于說(shuō)明，我們將圖的左側(cè)稱為前端或前面，圖的右側(cè)稱為后端。
該壓縮機(jī)10包括帶有氣缸體21的圓柱形外殼組件、連接在氣缸組21一端上的前端蓋23、位于氣缸體21與前端蓋23之間的曲軸箱22以及連接在氣缸體21另一端上的后端蓋24。
前端蓋23通過(guò)一組螺栓101安裝在氣缸體21上的曲軸箱22前方端。后端蓋24通過(guò)一組螺栓102固定在氣缸體21的相反端上。閥板25放置在后端蓋24與氣缸體21之間?？?31位于前端蓋23的中心位置上以便于通過(guò)配置在孔231中的軸承30支撐驅(qū)動(dòng)軸26。驅(qū)動(dòng)軸26的內(nèi)端部分通過(guò)配置在氣缸體21中心缸孔210上的軸承31以旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行支撐。缸孔210伸展到氣缸體21的后端表面容納了下面討論的控制閥組件。
凸輪轉(zhuǎn)子40通過(guò)螺紋固定在驅(qū)動(dòng)軸26上并與驅(qū)動(dòng)軸26一同旋轉(zhuǎn)。止推滾針軸承32配置在前端蓋23的內(nèi)端表面與凸輪轉(zhuǎn)子40的相鄰軸端表面之間。凸輪轉(zhuǎn)子40包括帶有伸出銷42的臂41，凸輪轉(zhuǎn)子40包括帶有槽口43的臂51。斜盤50配置在相鄰的凸輪轉(zhuǎn)子40上，它包括用于穿過(guò)驅(qū)動(dòng)軸26和軸套53的孔52。凸輪轉(zhuǎn)子40與斜盤50通過(guò)插入到槽口43中形成鉸鏈接合的銷42連接。斜盤50與軸套53通過(guò)一對(duì)短銷54形成鉸鏈接合，軸套53穿過(guò)主軸并可沿主軸軸向滑動(dòng)，前端與前推力軸承座圈接觸限制斜盤的最大斜角。銷42在槽口43內(nèi)滑動(dòng)以便于調(diào)節(jié)斜盤50相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸26縱軸垂直平面的斜角位置。
搖盤60通過(guò)軸承61和62以旋轉(zhuǎn)方式安裝在斜盤50上。叉形滑塊63附在搖盤60的外圓周端上并以滑動(dòng)方式安裝在位于前端板23與氣缸體21之間的滑軌64上。叉形滑板63用于防止搖盤60的旋轉(zhuǎn)以便于在凸輪轉(zhuǎn)子40旋轉(zhuǎn)時(shí)，搖盤60沿著滑軌64進(jìn)行章動(dòng)。氣缸體21包括一組圓周分布的氣缸室70，活塞71在這些氣缸室室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)活塞71都通過(guò)相應(yīng)的連桿72連接到搖盤60上。
后端蓋24包括以圓周分布的環(huán)形吸氣腔241與位于中央的排氣室251。閥板25位于氣缸體21與后端蓋24之間，它包括一組將吸氣腔241與相應(yīng)的氣缸室70連接的閥門式吸氣口242。閥板25還包括一組將排氣腔251與相應(yīng)的氣缸室70連接的閥門式排氣口252。吸氣口242與排氣口252配備有適當(dāng)?shù)幕善y。
吸氣腔241包括連在外部制冷回路蒸發(fā)器(未示出)上的入口部分241a。排氣腔251配備有連在制冷回路冷凝器(未示出)上的出口部分251a。墊片27與28分別位于氣缸體21與閥板25前表面之間以及閥板25后表面與后端蓋24之間用以密封氣缸體21、閥板25、后端蓋24的配合表面。
圖4A、4B所示為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案而在帶有可變排量機(jī)構(gòu)的搖盤式壓縮機(jī)上提供的閥門控制機(jī)構(gòu)19的結(jié)構(gòu)。在該圖中，用相同的編號(hào)標(biāo)注圖1和圖2所示的相同元件。此外，將圖的左側(cè)稱為前端或前面以及將圖的右側(cè)稱為后端或后面僅僅是為了說(shuō)明。
參閱圖4A、4B，控制閥組件19包括杯形殼體件191，其內(nèi)部為閥室192。O形圈19a配置在殼體件191的外表面與孔210的內(nèi)表面之間以密封殼體件191與氣缸體21之間的配合表面。殼體件191的封閉端(圖1和圖2的左側(cè))有一組孔19b以通過(guò)軸承31與氣缸體21之間存在的間隙31a使曲軸箱壓力進(jìn)入閥室。閥室192中配置閥門裝置193，該裝置包含可縱向膨脹與收縮的波紋管193a以及附在波紋管193a后端的第一閥元件193b。波紋管193a響應(yīng)曲軸箱內(nèi)的壓力進(jìn)行縱向膨脹與收縮。波紋管193a由彈性材料如磷青銅制成，它帶有以下簡(jiǎn)稱為A1的第一有效受壓截面積。閥元件193b通常為半球形，它附在波紋管193a的后端上。附在波紋管193a前端上的突出部分193c固定在位于殼體件191封閉端中心的軸向突出部分19c上。偏置彈簧193d以縱向壓縮方式配置在波紋管193a的內(nèi)部中空表面上。波紋管193a與偏置彈簧193d的復(fù)位力合力F持續(xù)地將第一閥元件193b推向后側(cè)(圖1和圖2的右側(cè))。
包括第一閥座194a在內(nèi)的柱形件194穿過(guò)帶有閥板25與墊片27、28、吸氣式簧片閥271以及排氣式簧片閥281的閥板組件200的中心。第一閥座194a位于柱形體194的前端并固定在殼體件191的孔端上，第二閥座194c位于柱形體194的后端。螺母100從位于排氣室251中的柱形件194的后端擰緊，將柱形件194固定在帶有閥限位板253的閥板組件200上。
容納第一閥元件193b的錐形孔194b位于閥門座194a上并與以軸向方式形成于柱形件194內(nèi)的圓柱孔194f連接；錐形孔194e位于閥門座194c上并與以軸向方式形成于柱形件194內(nèi)的圓柱孔194f連接。
以滑動(dòng)方式配置在氣缸室194f內(nèi)的驅(qū)動(dòng)桿195自氣缸室194f的后端突出。驅(qū)動(dòng)桿195包括一體式并徑向伸出驅(qū)動(dòng)桿195后端部分外表面的圓錐形第二閥元件195b，排氣腔壓力與偏置彈簧197的偏置力作用在圓錐形第二閥元件195b后端面，使驅(qū)動(dòng)桿前端195a與第一閥元件193b相接觸。圓錐形閥元件195b位于錐形孔194e中并通過(guò)接觸孔壁以防止驅(qū)動(dòng)桿195過(guò)度地向前運(yùn)動(dòng)。O形圈196安裝在圓柱孔194f孔段驅(qū)動(dòng)桿195周圍以密封氣缸室194f與驅(qū)動(dòng)桿195之間的配合表面，這樣就可以防止排氣腔251內(nèi)的制冷劑氣體通過(guò)氣缸室194f與驅(qū)動(dòng)桿195之間形成的間隙串入到錐形孔194b中。內(nèi)周側(cè)壁帶有螺紋部分的杯形件103安裝在柱形件194上以防止偏置彈簧197從柱形件194的后端脫落。
當(dāng)波紋管193a膨脹到一定縱向長(zhǎng)度時(shí)，半球形的第一閥元件193b由錐形孔194b承接并在其間形成環(huán)形接觸線193e。環(huán)形接觸線193e將第一閥元件193b分成前端部分193f與后端部分193g，其外表面響應(yīng)通過(guò)后面敘述的徑向孔151與管道152以及孔153傳遞的吸氣腔241壓力。第一閥元件193b的后端部分193g帶有以下簡(jiǎn)稱為A2的有效受壓截面積，在此設(shè)計(jì)中它大約為波紋管193a有效受壓截面積A1的80％。
徑向孔151位于第一閥門座194a上以連通錐形孔194b與氣缸體21中的管道152。包括內(nèi)腔152a的管道152通過(guò)位于閥板組件200上的孔153連通吸氣腔241。為曲軸箱22與吸氣腔241之間提供連通的通道150包括間隙31a、孔210、孔19b、閥室192、錐形孔194b、徑向孔151與管道152以及孔153。因此，通道150的打開與關(guān)閉主要是通過(guò)閥門裝置193響應(yīng)曲軸箱壓力的變化而產(chǎn)生的收縮與膨脹進(jìn)行控制。
通道194d位于第二閥門座194c上以連通錐形孔194e與杯形殼體件19上的通道19d，19d與曲軸箱22相通，為曲軸箱22與排氣腔251之間提供連通的通道160包括間隙31a、孔210、孔19d、通道194d、錐形孔194e。因此，通道160的打開與關(guān)閉與通道150的打開與關(guān)閉動(dòng)作相反，屬聯(lián)動(dòng)操作。
熱負(fù)荷增加或轉(zhuǎn)速減低，通道150打開而通道160關(guān)閉，此時(shí)曲軸箱與吸氣腔連通，曲軸箱氣體流向吸氣腔，排氣腔與曲軸箱不連通，曲軸箱與吸氣腔壓力差降到很小，使壓縮機(jī)處在大排量工作狀態(tài)；熱負(fù)荷減少或轉(zhuǎn)速提高，通道150關(guān)閉而通道160打開，此時(shí)曲軸箱與吸氣腔不連通，排氣腔與曲軸箱連通，排氣腔氣體流向曲軸箱，曲軸箱與吸氣腔壓力差增加，使壓縮機(jī)處在非大排量工作狀態(tài)。
在壓縮機(jī)10工作期間，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)電磁離合器300使驅(qū)動(dòng)軸26旋轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)子40隨著驅(qū)動(dòng)軸26旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也使斜板50進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，斜板50的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致?lián)u盤60進(jìn)行章動(dòng)。搖盤60的章動(dòng)運(yùn)動(dòng)使得活塞71在相應(yīng)的氣缸室70內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于活塞71進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)入口部分241a進(jìn)入吸氣腔241中的制冷劑氣體經(jīng)吸氣口242流入相應(yīng)的各氣缸室70中并隨后得到壓縮。已壓縮的制冷劑氣體通過(guò)相應(yīng)的排氣口252從氣缸室70排到排氣室251中，隨后通過(guò)出口部分251a進(jìn)入制冷回路。
壓縮機(jī)10的容量可以根據(jù)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷變化或壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，使吸氣腔內(nèi)保持恒定的壓力。通過(guò)改變?nèi)Q于曲軸箱壓力的斜盤50的角度，可以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的容量。曲軸箱壓力增大時(shí)，會(huì)減小斜盤50與搖盤60的斜角，因而降低了壓縮機(jī)的容量。曲軸箱壓力降低時(shí)，會(huì)增大斜盤50與搖盤60的斜角，因而增大了壓縮機(jī)的容量。
閥門控制機(jī)構(gòu)19的作用就是通過(guò)按下述方式控制壓縮機(jī)的容量以使蒸發(fā)器的出口保持恒定的壓力。驅(qū)動(dòng)桿195推動(dòng)閥元件193b壓縮波紋管193a與偏置彈簧193d。驅(qū)動(dòng)桿195響應(yīng)排氣室251內(nèi)的壓力進(jìn)行移動(dòng)。因此，增大排氣腔251內(nèi)的壓力會(huì)使驅(qū)動(dòng)桿195進(jìn)一步移向波紋管193a，這也同時(shí)增加了波紋管193a的收縮。這樣就移動(dòng)了用于改變壓縮機(jī)排量的控制點(diǎn)以使蒸發(fā)器的出口保持恒定的壓力。也就是說(shuō)，閥門控制機(jī)構(gòu)19利用了壓縮機(jī)的排氣壓力近似地直接與吸氣流體成正比的原理。由于驅(qū)動(dòng)桿195直接響應(yīng)排氣壓力的變化進(jìn)行移動(dòng)并直接向閥門裝置193施加力，因此閥門裝置193工作的控制點(diǎn)以直接并靈敏的方式隨著排氣壓力的變化而移動(dòng)。
該控制機(jī)構(gòu)在控制排量向小排量變化時(shí)，主要是依靠由排氣腔流入曲軸箱的高壓氣體達(dá)到一定值，使曲軸箱與吸氣腔壓力差推動(dòng)活塞帶動(dòng)搖盤降低傾斜角這一過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但這一過(guò)程相對(duì)于控制閥中曲軸箱與吸氣腔之間通道的關(guān)閉有較小的延遲期，這對(duì)于車室內(nèi)部的空調(diào)有積極的影響。換句話說(shuō)，本實(shí)用新型壓縮機(jī)的閥控制機(jī)構(gòu)能夠?qū)嶝?fù)荷降低或轉(zhuǎn)速提高作出高靈敏度的反應(yīng)。
請(qǐng)參閱圖5和圖6，特別是圖6所示的壓縮機(jī)工作停止時(shí)的一種情況，吸氣腔壓力Ps與曲軸箱壓力Pc處于平衡狀態(tài)，即Ps＝Pc，它們大于閥門裝置193的工作點(diǎn)P1。這導(dǎo)致波紋管193a收縮，使閥元件193b允許吸氣腔241與閥室192之間通過(guò)錐形孔194b、徑向孔151與管道152以及孔153連通，這樣就使得曲軸箱22與吸氣腔241之間形成連通。
在圖6中的時(shí)間周期“a”所示的壓縮機(jī)工作情況(這也是所謂的制冷階段)下，壓縮機(jī)如下進(jìn)行工作。在壓縮機(jī)開始工作時(shí)，曲軸箱22與吸氣腔241之間保持連通，因而滿足了圖6中的直線“1”所示的方程Ps＝Pc，直至吸氣腔壓力Ps降低到閥門裝置293的工作點(diǎn)P1。當(dāng)吸氣腔壓力Ps降低到閥門裝置293的工作點(diǎn)P1時(shí)，閥元件193b由于波紋管193a產(chǎn)生膨脹而接觸錐形孔194b的內(nèi)表面。如果吸氣腔壓力Ps降低到閥門裝置193的工作點(diǎn)P1以下，閥元件193b就會(huì)根據(jù)下述方程頻繁地打開與關(guān)閉錐形孔194bF＝(A1-A2)Pc+A2*P5 (1)式中，F(xiàn)為波紋管193a與偏置彈簧193d的復(fù)位力合力，A1為波紋管193a的有效受壓截面積，A2為閥元件193b后端部分193g的有效受壓截面積，Ps為吸氣腔241內(nèi)的壓力，Pc為曲軸箱22內(nèi)的壓力。通過(guò)求出Pc的解所述方程(1)可轉(zhuǎn)換為下述方程PC＝A2*Ps/(A2-A1)+F/(A1-A2) (2)方程(2)表明，曲軸箱壓力Pc會(huì)隨吸氣腔壓力Ps的變化而變化。此外，在該閥門控制機(jī)構(gòu)中，A2等于0.8A1，故用0.8A1代替A2將方程(2)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為下述方程Pc＝-4Ps+5F/A1 (4)方程(4)如圖5中的直線“m”所示。因此，當(dāng)吸氣腔壓力Ps小于閥門裝置293的工作點(diǎn)P1時(shí)，吸氣腔壓力Ps以1∶4的比例與曲軸箱壓力Pc的增加成反比地降低。此時(shí)，斜板50的角位置保持在最大斜角上。但如圖5所示，一旦吸氣腔壓力Ps達(dá)到使曲軸箱22與吸氣腔241之間的壓差變?yōu)棣max時(shí)的一個(gè)預(yù)定壓力P5，斜板50的角位置轉(zhuǎn)換到一個(gè)小于最大斜角的角度。因此，壓縮機(jī)的排量也變?yōu)橐粋€(gè)比最大值小的值。
圖6中的時(shí)間周期“b”所示為蒸發(fā)器熱負(fù)荷逐漸降低時(shí)的另一種壓縮機(jī)工作情況。只要斜板50的角位置保持在一個(gè)角度上，吸氣腔壓力Ps就會(huì)逐漸降低，而曲軸箱壓力Pc則會(huì)迅速增大以滿足方程(4)的要求。但是，一旦吸氣腔壓力Ps達(dá)到一個(gè)預(yù)定壓力P5，斜板50的角位置就會(huì)從一個(gè)角度移到另一個(gè)比第一角還小的角度上。因此壓縮機(jī)的排量也由一個(gè)值變?yōu)榱硪粋€(gè)小些的值。當(dāng)壓縮機(jī)的排量由于斜板50的角位置達(dá)到一個(gè)更小角度而變有一個(gè)小些的值時(shí)，吸氣腔壓力Ps就會(huì)迅速增大，因?yàn)閯倓偨档偷膲嚎s機(jī)排量不足以補(bǔ)償蒸發(fā)器的熱負(fù)荷。但是，吸氣腔壓力Ps的這種迅速增大會(huì)在吸氣腔壓力Ps達(dá)到使曲軸箱22與吸氣腔241之間的壓差變?yōu)棣min的另一個(gè)預(yù)定壓力P4之前達(dá)到一個(gè)峰值。此后，只要斜板50的角位置保持在另一個(gè)角度上，吸氣腔壓力Ps就會(huì)逐漸降低，而曲軸箱壓力Pc則會(huì)迅速增大以滿足方程(4)的要求。當(dāng)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷隨著時(shí)間的推移逐漸降低時(shí)，所述工作一直重復(fù)進(jìn)行。
另一方面，在圖6中的周期“c”所示為蒸發(fā)器熱負(fù)荷隨著時(shí)間的推移逐漸增大的又一種壓縮機(jī)工作情況中。只要斜板50的角位置保持在一個(gè)角度上，吸氣腔壓力Ps就會(huì)逐漸增大，而曲軸箱壓力Pc則會(huì)迅速降低以滿足方程(4)的要求。但是，一旦吸氣腔壓力Ps達(dá)到另一個(gè)預(yù)定壓力P4，斜板50的角位置就會(huì)從一個(gè)角度移到另一個(gè)大于第一角的角度上。壓縮機(jī)的排量由一個(gè)值變?yōu)榱硪粋€(gè)大的值。當(dāng)壓縮機(jī)的排量由于由于斜板50的角位置達(dá)到一個(gè)更大角度而變得更大時(shí)，吸氣腔壓力Ps就會(huì)迅速降低，因?yàn)閯倓傇龃蟮膲嚎s機(jī)排量足以補(bǔ)償蒸發(fā)器的熱負(fù)荷。但是，吸氣腔壓力Ps的這種迅速降低會(huì)在吸氣腔壓力Ps達(dá)到另一個(gè)預(yù)定壓力P5之前達(dá)到最小值。此后，只要斜板50的角位置保持在一個(gè)角度上，吸氣腔壓力Ps就會(huì)逐漸增大，而曲軸箱壓力Pc則會(huì)迅速降低以滿足方程(4)的要求。當(dāng)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷隨著時(shí)間的推移逐漸增大時(shí)，所述工作一直重復(fù)進(jìn)行。
因此，在包括圖6所示時(shí)間周期“b” 與“c”的工作容量控制階段，在最佳具體實(shí)施方案的壓縮機(jī)中，吸氣腔壓力Ps會(huì)在ΔPs＝P4-P5的范圍內(nèi)變化，而曲軸箱壓力Pc則在ΔPc＝P2-P3的范圍內(nèi)變化。此外，吸氣腔的壓力變化范圍ΔPs是曲軸箱的壓力變化范圍ΔPc的1/4，因?yàn)槲鼩馇粔毫s以1∶4的比例與曲軸箱壓力Pc的增加成反比地降低。比如，傳統(tǒng)壓縮機(jī)與本實(shí)用新型壓縮機(jī)的比較試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，吸氣腔的壓力變化范圍在容量控制階段為0.1kgf/cm2G。當(dāng)本實(shí)用新型的壓縮機(jī)用于汽車空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，離開蒸發(fā)器的制冷空氣溫度變化范圍可以忽略不計(jì)，因此可對(duì)汽車乘坐室內(nèi)的空調(diào)進(jìn)行有效的控制。
本實(shí)用新型通過(guò)最佳具體實(shí)施方案進(jìn)行了說(shuō)明。但這些具體實(shí)施方案僅僅是示例，本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)并不局限于此。比如術(shù)語(yǔ)右和左僅僅是為了便于說(shuō)明，本實(shí)用新型并不局限于這種方式。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可以在發(fā)明內(nèi)容的啟示下在權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)進(jìn)行其他變化或修改，這些變化或修改都將落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1一種帶有可變排量機(jī)構(gòu)的斜板式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)外殼配備有含一組氣缸室的缸體、配置在所述缸體一端并在缸體內(nèi)封閉一個(gè)曲軸箱的前端板，以滑動(dòng)方式配合所述各氣缸室并由帶有聯(lián)接驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；一個(gè)帶有連接所述轉(zhuǎn)子的斜面以及相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸軸向垂直平面的可調(diào)斜角可調(diào)斜板，一個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)，用于以工作方式聯(lián)接所述斜板與所述活塞以確保所述驅(qū)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)子與斜板的旋轉(zhuǎn)使所述活塞在所述氣缸室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，斜板響應(yīng)所述曲軸箱內(nèi)的壓力變化改變角度以改變壓縮機(jī)的排量，一個(gè)后端板配置在缸體上與所述前端板的相反一端上并形成一個(gè)吸氣腔與一個(gè)排氣室，第一個(gè)通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，其特征在于，一第二個(gè)通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱，一個(gè)閥門控制機(jī)構(gòu)用于控制所述通道的打開與關(guān)閉，所述閥門控制機(jī)構(gòu)包括一個(gè)響應(yīng)所述曲軸箱壓力進(jìn)行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關(guān)閉所述第一通道的第一閥元件、一個(gè)附在驅(qū)動(dòng)桿上以打開和關(guān)閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應(yīng)所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用于容納所述第一閥元件，當(dāng)所述第一閥元件承接在所述閥門座中時(shí)，所述第一閥元件包括位于其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時(shí)帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等于或大于所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用于容納所述第二閥元件。
2.一種帶有可變排量機(jī)構(gòu)的斜板式壓縮機(jī)，包括一個(gè)配備有一組氣缸室、一個(gè)吸氣腔、一個(gè)排氣腔以及一個(gè)密閉的曲軸箱的壓縮機(jī)殼體；一個(gè)以滑動(dòng)方式配合在述每個(gè)氣缸室內(nèi)活塞；一個(gè)帶有轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；一個(gè)可調(diào)斜板，帶有以可調(diào)方式連接所述轉(zhuǎn)子的斜面并帶有可調(diào)斜角，斜板響應(yīng)所述曲軸箱壓力變化改變角度以改變所述壓縮機(jī)的容量；一個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)，用于以工作方式聯(lián)接所述斜板與所述活塞以確保所述驅(qū)動(dòng)軸與斜板的旋轉(zhuǎn)使所述活塞在所述氣缸室內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；其特征在于，一個(gè)所述壓縮機(jī)外殼的二個(gè)通道，第一個(gè)通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，第二個(gè)通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱；一個(gè)閥門控制機(jī)構(gòu)用于控制所述通道的打開與關(guān)閉，所述閥門控制機(jī)構(gòu)包括一個(gè)響應(yīng)所述曲軸箱壓力進(jìn)行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關(guān)閉所述第一通道的第一閥元件、一個(gè)附在驅(qū)動(dòng)桿上以打開和關(guān)閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應(yīng)所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用于容納所述第一閥元件，當(dāng)所述第一閥元件承接在所述閥門座中時(shí)，所述第一閥元件包括位于其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時(shí)帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應(yīng)所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等于或大于所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用于容納所述第二閥元件。
3.如權(quán)利要求2所述的斜板式壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥門控制機(jī)構(gòu)中所述第一閥元件為截頭錐形并沿環(huán)形線接合所述第一閥門座；所述第二閥元件為截頭錐形并沿環(huán)形線接合所述第二閥門座。
4.如權(quán)利要求2所述的斜板式壓縮機(jī)，其特征在于，所述閥門控制機(jī)構(gòu)中所述第一閥元件為截頭錐形并沿環(huán)形線接合所述第一閥門座；所述第二閥元件可以為球形，與其接合的所述第二閥門座上的孔相應(yīng)的為球形。
專利摘要一種帶有可變排量機(jī)構(gòu)的斜盤壓縮機(jī)。它包括一種具有驅(qū)動(dòng)軸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該壓縮機(jī)包括一個(gè)具有一個(gè)汽缸體的壓縮機(jī)機(jī)殼。在汽缸體周邊上布置有多個(gè)汽缸。在各汽缸中滑動(dòng)地配合有活塞并由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。排量由曲軸腔相對(duì)于吸氣腔的壓力差來(lái)控制。一種沿傳動(dòng)軸軸線方向布置的控制閥裝置同時(shí)響應(yīng)吸氣壓力和排氣壓力，控制吸氣腔與曲軸腔、排氣腔與曲軸腔的連通，進(jìn)而使壓縮機(jī)排量隨排氣壓力和吸氣壓力的增加而增加，使蒸發(fā)器的出口保持恒定的壓力，并能對(duì)熱負(fù)荷降低或轉(zhuǎn)速提高作出高靈敏度的反應(yīng)。
文檔編號(hào)F04B27/10GK2787875SQ20042009109
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者林記亮, 王春生, 戴樂(lè), 張京軍 申請(qǐng)人:溫州中成化油器制造有限公司汽車空調(diào)分公司, 太原航空儀表有限公司