專利名稱：適于控制變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的微閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種控制閥，并涉及半導(dǎo)體機(jī)電裝置，并尤其涉 及一種用于控制在空氣調(diào)節(jié)或致冷系統(tǒng)中使用的變?nèi)萘繗怏w壓縮機(jī)的 控制閥，該控制閥由微閥裝置(被顯微機(jī)械加工的導(dǎo)閥)定位。
背景技術(shù)：
MEMS ( MicroElectroMechanicaI Systems微機(jī)電系統(tǒng))是指實(shí) 際非常小的，具有尺寸在微米范圍內(nèi)的零件的一類系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具 有電的和機(jī)械的元件。術(shù)語"顯微機(jī)械加工，，通常理解為意味著三維 結(jié)構(gòu)的制造和MEMS裝置的運(yùn)動(dòng)部件。MEMS最初用于改進(jìn)集成電 路(計(jì)算機(jī)芯片)制造技術(shù)(例如化學(xué)腐蝕)和材料(例如硅半導(dǎo)體 材料)以顯微機(jī)械加工這些非常小的機(jī)械裝置。今天有了更多的可供 利用的顯微機(jī)械加工技術(shù)和材料。在本申請中使用的術(shù)語"微閥"意 指具有尺寸在微米范圍的零件的閥，并且如此定義為至少部分地由顯 微機(jī)械加工形成。在本申請中所使用的術(shù)語"微閥裝置"意指包括微 閥，并還包括其他元件的裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果在微閥裝置中還 包括了除了微閥之外的元件，這些其他元件可為被顯微機(jī)械加工的元 件或標(biāo)準(zhǔn)大小(稍大)的元件。
已經(jīng)推薦了各種微閥裝置用于控制流體回路內(nèi)的流體流動(dòng)。 一種 典型的微閥裝置包括可替換部件或由體部活動(dòng)地支撐的并可操作地連 接到在關(guān)閉位置和充分開啟位置之間移動(dòng)的傳動(dòng)裝置上的閥。當(dāng)在關(guān) 閉位置時(shí)，閥阻塞或關(guān)閉與第二流體口流體連通的第一流體口，因此 防止流體在流體口之間流動(dòng)。當(dāng)閥從關(guān)閉位置移動(dòng)到充分開啟位置時(shí)，
愈加地允許流體在流體口之間流動(dòng)。標(biāo)題為"液壓控制微閥裝置"的
美國專利No. 6540203，所公開的在此通過參考被引用，其中描述了由 電動(dòng)控制的微導(dǎo)閥和液壓控制動(dòng)作微閥構(gòu)成的微閥裝置，其中所述液 壓控制動(dòng)作微閥由微導(dǎo)閥控制位置。標(biāo)題為"用于電子控制汽油噴射 裝置的微閥"的美國專利No. 6494804，其公開內(nèi)容在此通過參考被應(yīng) 用，描述了用于控制流體回路中的流體流動(dòng)的微閥裝置，并包括利用 穿過一有孔的流體瀉放通路形成分壓回路。上述兩美國專利是多層微 閥，其中閥體由多層或板形成。這些層可以以任何合適的方式形成和 連接，包括那些在美國專利申請公開文件No. US20020174891A中所 公開的，其所公開的內(nèi)容在此通過參考被應(yīng)用。
除了產(chǎn)生足夠移動(dòng)替換的部件的力之外，傳動(dòng)裝置還必須產(chǎn)生可 以克服作用在可替換部件上的流體流動(dòng)力的力，該流體流動(dòng)力與替換 的部件的計(jì)劃替換相對。這些流體流動(dòng)力通常隨著通過流體口的流速 的增加而增加。
已知變?nèi)萘繗怏w壓縮機(jī)，可被用于象汽車空調(diào)系統(tǒng)之類的系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)可利用諸如R-12，(愈加的)R-134a， R-600，或C02。
在這種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，致冷氣體在氣態(tài)下被壓縮機(jī)壓縮并在高 壓和高溫下被壓縮機(jī)排放。該氣體移到冷凝器中，高壓高溫氣體在這 里冷凝成高壓高溫液體，在該狀態(tài)變化中釋放的能量以熱的形式通過 冷凝器散熱片傳輸?shù)娇諝庵?。液體從冷凝器穿過伸縮調(diào)整裝置，液體 壓力(和溫度)在這里被降低。涼的低壓液體到蒸發(fā)器中，在這里液 體吸收經(jīng)過蒸發(fā)器盤管的空氣的熱量，因此冷卻空氣。由于致冷劑吸 收熱量，致冷劑從液態(tài)變成氣態(tài)。冷卻的氣體傳出進(jìn)入將被冷卻的隔 室?？諝獾谋焕鋮s程度與傳輸致冷氣體的熱量成比例，并且傳輸?shù)街?冷氣體的熱量與在壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)過程中被壓縮的氣體的多少直接成比 例。通過控制變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的壓縮腔內(nèi)的活塞的位移量而控制變?nèi)萘?壓縮機(jī)內(nèi)要被壓縮的氣體的量。已知可利用控制閥控制在變?nèi)萘繅嚎s 才幾內(nèi)活塞的位移。
在利用致冷氣體的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中涉及的一個(gè)關(guān)鍵是，確定來
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自冷凝器的液體在一定數(shù)量和溫度下不流動(dòng)從而不能將蒸發(fā)器擴(kuò)展到 水的凝固點(diǎn)以下。如果蒸發(fā)器內(nèi)的氣體吸收了太多的熱，則來自空氣 的水蒸氣經(jīng)過蒸發(fā)器而在散熱片和管上冷凝成的水會(huì)凝固，堵塞空氣 流經(jīng)蒸發(fā)器，因此切斷了到乘客隔室的冷卻空氣流。為此，大多數(shù)常 規(guī)控制閥被校準(zhǔn)來改變壓縮機(jī)的沖程(位移量)以控制在設(shè)定壓力返 回到壓縮機(jī)的氣體的壓力。氣體返回到壓縮機(jī)的吸入?yún)^(qū)域。在壓縮機(jī) 的該區(qū)域的壓力作為吸入壓力已知。理想的吸入壓力在本領(lǐng)域作為參 考吸入壓力是已知的，壓縮機(jī)的沖程繞該壓力改變。
在1984年，引入了變?nèi)萘恐吕鋲嚎s機(jī)，其通過以剛才所描述的方 式改變壓縮機(jī)的泵吸機(jī)構(gòu)內(nèi)的活塞的沖程而調(diào)節(jié)通過系統(tǒng)的致冷氣體 流。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于汽車，利用與車輛馬達(dá)耦合的傳動(dòng)帶獲得能量驅(qū) 動(dòng)壓縮機(jī)。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)A/C系統(tǒng)負(fù)栽低時(shí)，壓縮機(jī)的活塞沖程被縮 短，以便壓縮機(jī)在馬達(dá)傳動(dòng)帶的每轉(zhuǎn)泵送較少的致冷劑。這允許剛好 足夠的致冷劑滿足汽車的乘客的冷卻需求。當(dāng)A/C系統(tǒng)負(fù)載高時(shí)，活 塞沖程增長并且馬達(dá)傳動(dòng)帶的每轉(zhuǎn)泵送更多的致冷劑。
Skinner ( Skinner， 718 )的轉(zhuǎn)讓給General Motors Corporation of Detroit, Mich的美國專利No. 4428718中描述了這種現(xiàn)有4支術(shù)的變?nèi)?量壓縮機(jī)和常規(guī)氣動(dòng)控制閥(CV)。變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的Skinner， 718的 說明和解釋， 一般功能，以及CV與壓縮機(jī)的相互作用在此通過參考 被應(yīng)用。
圖9通過Skinner，718所描述的變?nèi)萘恐吕鋲嚎s機(jī)。這里示出了 連接到自動(dòng)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可變角搖擺板型變?nèi)萘恐吕鋲嚎s機(jī)，所述 汽車空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以該順序布置在壓縮機(jī)的排氣和吸氣側(cè)之間的 普通冷凝器212，有孔管214，蒸發(fā)器216和蓄電池218。壓縮機(jī)210 包括具有頭蓋222的汽缸體220和被密封地夾緊在其相對末端的曲軸 箱224。傳動(dòng)軸226被軸承中心地支撐在壓縮機(jī)內(nèi)的汽缸體220和曲 軸箱224處。傳動(dòng)軸226延伸穿過曲軸箱224以通過電磁離合器236 連接到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)，所述電磁離合器安裝在曲軸箱224上并 通過皮帶238與離合器236上的皮帶輪240接合而被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
汽缸體220具有五個(gè)通過其的軸向缸242 (僅示出其中一個(gè))，它 們等間距地離開并繞傳動(dòng)軸226的軸線隔開。汽缸242平行于傳動(dòng)軸 226延伸而活塞244在每一汽缸242內(nèi)可往復(fù)滑動(dòng)地安裝。獨(dú)立的活 塞桿248將每一活塞2444的后側(cè)與不旋轉(zhuǎn)的、環(huán)狀搖擺板250連接。
不旋轉(zhuǎn)的搖擺板250在其內(nèi)徑264處安裝在旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)板268的軸 頸266上。傳動(dòng)板268在其軸頸266處通過一對樞軸銷(未示出)樞 軸地連接到套管276上，以允許傳動(dòng)板268和搖擺板250相對于傳動(dòng) 軸226回轉(zhuǎn)，所述套管可滑動(dòng)地安裝在傳動(dòng)軸226上。傳動(dòng)軸226傳 動(dòng)地與傳動(dòng)板268連接。通過導(dǎo)銷270防止了搖擺板250與可與之成 角度的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)板268之間的旋轉(zhuǎn)。
搖擺板250的角度相對于傳動(dòng)軸226的軸線在圖9中所示的實(shí)線 大角度位置即滿沖程和所示的零角度虛線位置即零沖程之間變化，從 而極大地改變了活塞的沖程并因此在這些極值之間改變壓縮機(jī)的排量 或容量。設(shè)置開口環(huán)返回彈簧272，所述返回彈簧安裝在傳動(dòng)軸226 上的槽內(nèi)，并具有一末端，所述末端在運(yùn)動(dòng)到零搖擺角位置時(shí)與套管 276接合并調(diào)節(jié)設(shè)備啟動(dòng)返回運(yùn)動(dòng)。
汽缸242的工作端被閥板組件280覆蓋，所述閥板組件由吸氣閥 盤和排氣閥盤組成，并夾緊汽缸體220的安裝在汽缸體220和頭蓋222 之間。所提供的頭蓋222具有吸氣區(qū)282，所述吸氣區(qū)與外端口 284 連通以接收來自蒸發(fā)器216下游的蓄電池218的致冷劑。吸氣區(qū)282 朝著在每一汽缸242工作端的閥板組件280中的進(jìn)氣口 286，此處致 冷劑在每一汽缸的吸氣沖程通過簧片閥容納入相應(yīng)的汽缸，所述簧片 閥與吸氣閥盤在這些位置整體成形。然后在壓縮沖程，朝著每一汽缸 242工作端的排氣口 288允許被壓縮的致冷劑通過與排氣閥盤整體成 形的排氣簧片閥排放入在頭蓋222中的排氣區(qū)290。壓縮機(jī)的排氣區(qū) 290連接到冷凝器212以輸送被壓縮的氣態(tài)致冷劑，由此通過有孔管 214將致冷劑回送到蒸發(fā)器216以完成如圖所示的致冷劑的循環(huán)。
通過控制在活塞244背后的曲軸箱的密封內(nèi)部278中相對于吸氣 壓的致冷劑氣壓來控制搖擺板角以及由此產(chǎn)生的壓縮機(jī)排量。在這種
類型的控制中，搖擺板250的角度由活塞244上的力平衡決定，其中 曲軸箱吸氣壓差高于吸氣壓控制設(shè)置點(diǎn)的輕微上升會(huì)在活塞244上產(chǎn) 生合力，這會(huì)導(dǎo)致繞搖擺板樞銷(未示出)的旋轉(zhuǎn)力矩，所述力矩起 作用減少搖擺板角度并因此減少壓縮機(jī)容量。
變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的一個(gè)重要元件是插入壓縮機(jī)的頭蓋部分222的氣 動(dòng)控制閥300。 CV300通過檢測致冷劑氣體返回到壓縮機(jī)的壓力狀態(tài) (吸氣壓)而檢測A/C負(fù)載。CV可操作地連接到曲軸箱室278。在 壓縮才幾的汽缸體220和頭蓋222中具有通路，用于壓縮機(jī)的CV和吸 氣區(qū)282之間、排氣區(qū)290和曲軸箱室278之間的氣體流動(dòng)。CV通 過控制曲軸箱室278中的氣體壓力而控制活塞244在壓縮機(jī)內(nèi)的位移， 所述曲軸箱室中的氣壓作用在活塞244和搖擺板250的背面。
控制閥300插入在壓縮才幾頭蓋222內(nèi)形成的階梯狀、遮蔽CV腔 298中。CV腔298的遮蔽端通過端口 292與排氣區(qū)290直接連通。 CV腔口 296和295與曲軸箱室278連通。CV腔口 296與吸氣區(qū)282 連通。CV300被密封入CV腔298中使得CV的特殊零件與端口 292， 294， 295和296對準(zhǔn)。
圖10更詳細(xì)地圖解了在圖9中描繪的氣動(dòng)CV。閥300包括閥體 301和閥波紋管蓋312。槽314, 316和318在閥體上來定位0形環(huán)， 該O形環(huán)密封抵靠CV腔298的壁。在CV腔298的壁上形成的槽299 夾持住密封抵靠閥波紋管蓋312的O形環(huán)。O形環(huán)的這種布置將閥在 CV腔298內(nèi)密封成四個(gè)區(qū)域，所述四個(gè)區(qū)域彼此相對密封并每一都 利用端口 292， 294， 295和296的其中一個(gè)氣體連通的。
CV300具有經(jīng)過(通過)過濾器320和CV腔口 292與壓縮機(jī)排 氣區(qū)290連通的上閥腔330。中閥腔322通過在閥體310中的孔321 與曲軸箱室278連通。閥體310中的中央通道326通過端口 295與曲 軸箱室278連通。下閥腔328經(jīng)過閥波紋管蓋312中的孔327并通過 端口 296與壓縮才幾吸氣區(qū)282連通。
CV300具有包括球332和閥座334的球閥，操縱所述球閥可控制 上閥腔330和中閥腔322之間的流體連通通路，由此控制壓縮機(jī)的排氣區(qū)290和曲軸箱室278之間的的流體連通。CV300具有由錐形部件 340和匹配錐形閥座338構(gòu)成的錐形閥，操縱所述錐形閥可控制下閥 腔328和中央通道326之間的流體連通，由此控制壓縮機(jī)的吸氣區(qū)282 曲軸箱室278之間的流體連通。
錐形閥部件340在閥桿336的一端附近形成臺肩。當(dāng)錐形閥部件 340定位抵靠匹配錐形閥座338時(shí)，閥桿336的另一端布置成推抵球 332。當(dāng)這樣布置時(shí)，閥桿226的運(yùn)動(dòng)打開和關(guān)閉了排氣壓和吸氣壓氣 體到曲軸箱室278的流體連通。閥桿226的定位可用于調(diào)節(jié)曲軸箱壓 力到吸氣壓和排氣壓之間的值。曲軸箱壓力的調(diào)節(jié)又調(diào)節(jié)了壓縮機(jī)排
在常規(guī)的氣動(dòng)CV300中閥桿336的定位由作用在球322、壓敏波 紋管致動(dòng)器350、球中心彈簧354和偏壓彈簧352上的排氣壓力而產(chǎn) 生的力平衡來確定。致動(dòng)器350由抽空的金屬波紋管342、內(nèi)部彈簧 344、端蓋345和346、以及波紋管桿348組成。波紋管致動(dòng)器350通 過內(nèi)部彈簧344的力延伸，并且通過應(yīng)用于波紋管的外表面的氣體壓 力收縮。波紋管致動(dòng)器350密封在下閥腔328中，該下閥腔與壓縮機(jī) 的抽氣區(qū)282氣體連通。
在壓縮機(jī)的操作期間，CV300對此響應(yīng)而通過波紋管致動(dòng)器350 改變壓縮機(jī)210的吸氣壓力并且通過在球332上的力改變排氣壓力。 在閥桿336上產(chǎn)生力的波紋管內(nèi)部彈簧344，偏壓彈簧352和球定中 彈簧354的彈簧常數(shù)和標(biāo)稱壓縮在閥裝配的時(shí)候由閥制造廠家設(shè)置 好。彈簧力作用在普通條件控制閥300上使得開啟排氣壓力氣體的流 動(dòng)并同時(shí)關(guān)閉從曲軸箱室278到抽氣區(qū)282的流動(dòng)。因此CV300據(jù)此 固定的彈簧力控制排氣和吸氣壓力氣體到壓縮機(jī)曲軸箱278的流動(dòng)。
選擇在氣動(dòng)CV如CV300中的標(biāo)稱彈簧偏壓力設(shè)計(jì)參數(shù)以便在空 調(diào)系統(tǒng)的操作期間蒸發(fā)器的溫度維持在略微高于水的冰點(diǎn)。彈簧偏壓 建立需要那些在不同空氣溫度環(huán)境條件下應(yīng)用的系統(tǒng)目標(biāo)的平衡。對 于較高空氣溫度的環(huán)境條件，最佳的是使蒸發(fā)器盡可能的冷而不結(jié)冰。 在低的環(huán)境空氣溫度下，所希望的是將蒸發(fā)器溫度維持在可以維持的溫度，同時(shí)還提供一些減濕作用。對于CV300的彈簧偏壓力的一個(gè)選 擇是必須適應(yīng)多樣的環(huán)境氣溫條件，發(fā)動(dòng)機(jī)功率負(fù)荷條件，和用戶對 于冷卻的需求。
具有固定的彈簧力偏壓建立設(shè)計(jì)的氣動(dòng)CV有兩個(gè)主要的缺點(diǎn)。 第一，當(dāng)該冷卻系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)該系統(tǒng)總是以蒸發(fā)器的最高容量需要由壓 縮機(jī)使用的最高能量的狀況下工作。第二，由于蒸發(fā)器總是在最高電 容，因此熱空氣必須被導(dǎo)入系統(tǒng)中將冷空氣調(diào)節(jié)到除了完全冷卻之外 的溫度。
一種在車輛空調(diào)系統(tǒng)的變?nèi)萘繅嚎s機(jī)中使用的交變CV設(shè)計(jì)利用 螺線管輔助閥來控制進(jìn)入變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的曲軸箱的致冷劑氣體的流 動(dòng)。Suhou等人(Suitou'578 )的美國專利No. 5，964，578US專利公開 一種具有可操作閥門部件的螺線管觸發(fā)桿的CV，所述閥門部件控制 到曲軸箱的排氣和吸氣壓力氣體的流動(dòng)。該閥部件的定位部分地由偏 壓波紋管確定，方式類似于常規(guī)的氣動(dòng)CV。提高作用在波紋管上的 吸氣壓力來減少從排氣區(qū)到曲軸箱的氣體流動(dòng)。當(dāng)受到激勵(lì)時(shí)，螺線 管觸發(fā)桿施加的力也推動(dòng)閥部件使得流向曲軸箱的排氣壓力下降。這 容許活塞沖程和壓縮機(jī)輸出容量的輔助控制，所述輔助控制是通過對 螺管線圏的電信號而進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
一種利用電磁致動(dòng)器輔助排氣閥操作的交變CV設(shè)計(jì)已經(jīng)在 Hirota ( Hirota' 235 )的美國專利No. 5，702，235中公開了 。這個(gè)設(shè)計(jì) 中，螺線管用來啟閉導(dǎo)閥，所述導(dǎo)閥容許排氣壓力氣體到CV中的增 壓室中。該增壓室持續(xù)地與壓縮機(jī)吸氣壓力區(qū)氣體連通。閥部件控制 到曲軸箱的排氣和吸氣壓力氣體的流動(dòng)。閥部件的位置由彈簧偏壓力、 作用在閥部件的一端上的排氣壓力和作用在間部件的相對端的增壓室 中的壓力來確定。當(dāng)受到激勵(lì)時(shí)螺線管觸發(fā)導(dǎo)閥允許在增壓室中的快 速地增加，從而開啟閥部件以增加排氣壓力氣體到曲軸箱的流動(dòng)。
Hirota' 235 CV設(shè)計(jì)的閥部件不根據(jù)吸氣壓力設(shè)定值響應(yīng)抽氣區(qū) 壓力并不控制壓縮機(jī)排量，像Suitou' 578的螺線管輔助CV或Skinner' 718的氣動(dòng)CV所作的那樣。Hirota' 235 CV design的目的是利用排氣
壓力氣體的力開啟到曲軸箱閥的排氣，從而允許利用一種致密性，輕 質(zhì)并便宜的螺線管。
現(xiàn)有技術(shù)的螺線管輔助cv有幾個(gè)主要的缺點(diǎn)。第一，需要一種
可位螺線管。變位螺線管在特性上不是線性的并且在特定的功率限制
下汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的極值溫度使得變位螺線管的正確操作非常困難。 第二，要求一種大并精確的電流值來適當(dāng)?shù)囟ㄎ宦菥€管。第三，變位
螺線管系統(tǒng)不提供一種穩(wěn)定的吸氣壓力設(shè)定值，冷卻系統(tǒng)可以借此穩(wěn) 定的吸氣壓力設(shè)定值將其自身維持在平衡狀態(tài)中。
由于常規(guī)氣動(dòng)和螺線管輔助cv的解決方案效率不高，因此需要 一種cv設(shè)計(jì)，其中作用在氣動(dòng)閥控制閥內(nèi)部偏壓力的建立是是可以
改變的，從而優(yōu)化在下不同的條件下冷卻系統(tǒng)的特性。也就是說，需
要一種可變設(shè)定值的控制閥(vcv)，它在壓縮室中改變活塞的位移 程度。由車廂的乘客按照想要的溫度通過vcv改變吸氣壓力設(shè)定值。 如此，冷卻系統(tǒng)不必一直在其最大值運(yùn)轉(zhuǎn)，而是該壓縮機(jī)僅僅壓縮和 抽吸足夠的致冷劑氣體到所必需的吸氣壓力設(shè)定值來將空氣流冷卻到 乘客定義的溫度。通過將氣體僅僅增壓到所需要的點(diǎn)并僅僅抽吸需要 的體積而節(jié)省大量的能量，并通過避免將熱空氣引入冷卻的空氣流而
獲得了效率。
需要一種可變設(shè)定值cv，它能克服常規(guī)氣動(dòng)和螺線管輔助cv 的缺陷并允許冷卻系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)平衡來與車廂中旅客的需要匹配的 同時(shí)有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖1的示圖表示根據(jù)美國專利No. 6,390,782公開的現(xiàn)有技術(shù)的一 種可變設(shè)定值控制閥(真空控制閥VCV) 10，其中公開的內(nèi)容在這里 通過參考被引入。在圖1中，描繪了 VCV10的剖視圖，該VCV并具 有適合于與先前描述的Skinner' 718變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制閥內(nèi)腔298 (參見圖9)配合的形狀和部件布置。VCV10與壓縮機(jī)100連結(jié)，所 述壓縮機(jī)壓縮氣體。VCV10控制氣體的量和其在壓縮機(jī)100中增壓的 程度。在該優(yōu)選實(shí)施方案中，在壓縮機(jī)100中的壓縮氣體是一種例如 在空調(diào)裝置中使用的致冷劑。例如，這種空調(diào)裝置可能在汽車中使用。
VCV10包括壓縮機(jī)位移控制部分30和可變設(shè)定值控制部分80。 壓縮機(jī)位移控制部分30控制從壓縮機(jī)100進(jìn)入并從VCV出的氣體的 流動(dòng)同時(shí)可變設(shè)定值控制部分80控制壓縮機(jī)位移控制部分30的操作。 VCV閥體12由許多VCV功能元件形成，將在以后進(jìn)行描述。在圖1 中說明的優(yōu)選實(shí)施方案閥體12基本上呈圓柱形，可以從示出的剖視圖 中推斷出來。保持在凹槽14中的O形環(huán)在三個(gè)定位件中被標(biāo)明在閥 體12的外部。當(dāng)VCV10被插入壓縮機(jī)的控制閥內(nèi)腔(例如參見，圖 9)中時(shí)，它與O形環(huán)密封件一起裝配以致允許各種壓力源與VCV10 的不同的部分與端口連通。
壓縮機(jī)位移控制30包括形成在閥體12下端的吸氣壓力室32和吸 氣壓力通路112，所述吸氣壓力室32通過在閥體12中形成的VCV吸 入孔34與壓縮才幾100的抽氣區(qū)120氣體連通。致冷劑回路線111經(jīng)由 抽氣區(qū)120和壓縮機(jī)閥板126將低壓氣體供給入壓縮機(jī)100的壓縮室 114。致冷劑回路線111是從空調(diào)系統(tǒng)的儲(chǔ)蓄器144返回低壓致冷劑氣 體的線路。
壓縮機(jī)100進(jìn)一步包括活塞116、曲軸箱室118、和排氣區(qū)124。 簡而言之，壓縮機(jī)100的操作如下。壓縮室114中的致冷劑氣體在活 塞116向壓縮才幾閥板126運(yùn)動(dòng)時(shí)通過活塞116的沖程而^皮壓縮。壓縮 機(jī)閥板允許進(jìn)入高壓氣體到排氣區(qū)124。該致冷劑回路線路111連接 到該排氣區(qū)124?；钊?16沿著壓縮室114的更大的位移，致冷劑氣 體更大的壓力和流量象它一樣流過壓縮機(jī)閥板126。然后致冷劑氣體 從致冷劑回路線路111經(jīng)過到冷凝器140，其中致冷劑氣體在冷凝器 盤管中被凝縮成液體。然后液體流向蒸發(fā)器142，其中液體在蒸發(fā)器 i42內(nèi)的孔中膨脹，然后蒸發(fā)?？諝馔ㄟ^線圈放出熱能，而提供用于 從液體到氣體的改變狀態(tài)的能量。然后冷卻的空氣被吹到汽車的旅客 艙中，或吹到任何要求被該空調(diào)系統(tǒng)冷卻的室內(nèi)。在膨脹膨脹之后， 致冷劑氣體處于低壓狀態(tài)并通過致冷劑回路線路111返回壓縮機(jī)100。
壓縮機(jī)100是一種可變壓縮機(jī)，意思是活塞116的沖程取決于要 求的空調(diào)系統(tǒng)荷載而改變。例如，如果用戶要求空氣的輔助冷卻經(jīng)過
蒸發(fā)器盤管，則排入致冷劑回路線路111的致冷劑流量是增加的?；?br>
塞116的沖程128增加來增加流動(dòng)體積。
曲軸箱室118內(nèi)部的壓力施加到活塞116的背面。相對于吸氣壓 力，曲軸箱室118內(nèi)部的壓力更大，由于在返回過程中(離開閥板126) 抵靠活塞116而施加的高壓力使得壓縮之后活塞116的返回沖程128 較短。相反地，相對于吸氣壓力，曲軸箱室118內(nèi)部的壓力較低，由 于抵靠活塞116而施加的低壓力使得壓縮之后活塞116的返回沖程更 大。通過改變曲軸箱室118內(nèi)部的壓力，從而改變活塞116的位移128 并最終改變通過致冷劑回路線路111的排氣壓力，因此控制來自蒸發(fā) 器的空氣溫度。
壓縮機(jī)位移控制部分30具有一個(gè)在閥體12中央形成為內(nèi)孔的中 間室40，閥體12從吸氣壓力室32導(dǎo)入。第一中間端口42形成在閥 體12中并與中間室40連通。第一中間端口 42通過第一曲軸箱壓力通 路130與曲軸箱室118氣體連通。VCV10進(jìn)一步包括壓敏部件，暴露 于吸氣壓力室32的隔膜36。 一種吸氣壓力閥包括吸氣閥關(guān)閉件，吸 氣閥球38，和在閥體12中形成吸氣閥座37，提供所述的吸氣壓力閥 來啟閉吸氣壓力室32和中間室40之間的氣體連通通路。
吸氣閥球38通過剛性構(gòu)件41推抵吸氣閥座37，所述剛性構(gòu)件41 與隔膜36浮動(dòng)接觸。保持在中間室40中的偏壓彈簧44將吸氣閥球 38推離吸氣閥座37，那就是說，推動(dòng)吸氣閥部分使之開啟。也可以看 出，偏壓彈簧44對抗隔膜向吸氣閥座的運(yùn)動(dòng)并因此作為一當(dāng)量壓力， 彈簧偏壓壓力，添加到作用在隔膜36的壓力接收區(qū)的吸氣壓力上。 VCV吸氣壓力閥開啟和關(guān)閉壓縮機(jī)100的抽氣區(qū)120和曲軸箱室118 之間的氣體連通。
VCV10的排氣壓力閥部分由排氣閥部件，排氣閥球50，和在閥 體12中形成的排氣閥座52組成。排氣閥球50定位在排氣壓力室60 中，所述排氣壓力室形成在閥體12的上端18。閥密封墊64具有階梯 形的通眼62，該通眼將排氣閥球50與排氣閥座52對準(zhǔn)的定位。球定 中彈簧58可能用來進(jìn)一步調(diào)節(jié)排氣閥球50的標(biāo)稱定位。顆粒過濾器
蓋74可密封地覆蓋閥體12的端部，構(gòu)成整個(gè)排氣壓力室60。當(dāng)VCV10 被插入到壓縮機(jī)100中時(shí)，閥體的上端18被密封在控制閥內(nèi)腔的封閉 端，例如在圖9中所述的內(nèi)腔298。壓縮機(jī)排氣區(qū)124的排氣壓力通 路110與控制閥內(nèi)腔封閉端連通。從而排氣壓力氣體通過過濾器74 與VCV排氣壓力室60連通。
VCV10具有通過閥體12的中央級形孔70。中心孔70在鄰近壓 縮室60的上端具有大直徑的內(nèi)孔部分，在那里形成排氣閥座52。中 心孔70與中間室40彼此排列成行。第二中間端口 56形成在閥體12 中并與中心孔70的大孔徑部分連通。第二中間端口 56通過曲軸箱壓 力通路132與曲軸箱室118氣體連通。當(dāng)排氣閥球50移離排氣閥座 52時(shí)，排氣壓力氣體可以可以流過內(nèi)孔70到第二中間端口 56然后經(jīng) 過第二曲軸箱壓力通路132到曲軸箱室118。
部分地插入中心孔70的閥門桿54與VCV的吸氣閥部分和排氣 閥部分的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)。閥桿54具有略微地小于中心孔70的小口徑部分 的直徑。閥桿54自由地滑入中心孔70更基本上阻塞中間室40和排氣 室60之間的氣體連通。選擇閥桿54的長度以便其同時(shí)接觸在閥座上 的排氣閥球50和處于充分開啟(充分地離開閥座)位置的吸氣閥球 38。這個(gè)配置與吸氣和排氣閥部分在部分開啟關(guān)閉關(guān)系上聯(lián)動(dòng)。當(dāng)吸 氣閥球38在閥門關(guān)閉方向移動(dòng)時(shí)，閥桿54在閥門開啟方向推動(dòng)排氣 球50。當(dāng)排氣閥球50在閥門關(guān)閉方向移動(dòng)時(shí)，閥桿54在閥門開啟方 向推動(dòng)吸氣球38。
在圖1的優(yōu)選實(shí)施方案中，閥桿54不與附著于任何一個(gè)閥關(guān)閉球。 閥桿54對VCV的排氣或吸氣閥部分起開啟作用，而不是關(guān)閉其中任 何一個(gè)。起到關(guān)閉排氣閥部分作用的力是排出氣作用在排氣閥球50 的有效壓力接收區(qū)的壓力和通過球定中彈簧58施加的小的彈簧力。起 到關(guān)閉吸氣壓力閥部分作用的力來源于經(jīng)過剛性構(gòu)件41的壓敏隔膜 36的運(yùn)動(dòng)。美國專利No. 6，390，782的現(xiàn)有技術(shù)的其它實(shí)施方案對控制 閥技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，在該專利中閥關(guān)閉件都附 于連結(jié)裝置例如閥桿54。如果閥部件都是剛性地聯(lián)動(dòng)的，那么將存在
14 一種全開-關(guān)閉關(guān)系。
現(xiàn)在具體地參考VCV10的可變設(shè)定值控制部分80。可變設(shè)定值 控制部分80包括通過VCV隔膜36限定邊界的關(guān)閉基準(zhǔn)室90，當(dāng)形 成吸氣壓力室32時(shí)在閥體12的下端16形成的壁91，和閥端蓋20。 隔膜36通過基準(zhǔn)閥座81定位并密封抵靠在吸氣壓力室32內(nèi)的內(nèi)部階 梯形件93。隔膜36具有第一側(cè)面43和第二側(cè)面39，第一側(cè)面具有暴 露于吸氣壓力室32中的吸氣壓力的吸氣壓力接收區(qū)，第二側(cè)面具有暴 露于基準(zhǔn)室中的基準(zhǔn)壓力的基準(zhǔn)壓力接收區(qū)。隔膜36布置成將基準(zhǔn)室 90與吸氣壓力室32、排氣壓力室60、中間室40或中心孔70的直接 氣體連通密封。
在閥體12中提供兩個(gè)壓力滲流通道， 一個(gè)排氣滲流通道68和一 個(gè)吸氣滲流通道72并與隔膜36上的兩個(gè)孔對準(zhǔn)，也就是說密封抵靠 閥體內(nèi)部的內(nèi)部階梯形件93。閥密封墊64具有閥密封墊泄放孔69, 用于將排氣室60與排氣滲流通道68連通。滲流通道，閥密封墊泄放 孔，和相應(yīng)的隔膜孔提供了吸氣壓力氣體和排氣壓力氣體到基準(zhǔn)室90 的渠道。從VCV排氣壓力室60供給排氣壓力氣體到基準(zhǔn)室中所描繪 的特征是重要的，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)利用過濾器保護(hù)了基準(zhǔn)室90中的元件 和通道免受外部材料的影響。
圖2中更清楚地圖解了容納在基準(zhǔn)室中的VCV元件。基準(zhǔn)室閥 裝置更詳細(xì)地在圖3中進(jìn)一步的圖解。在圖1-3中相同的元件使用同 才羊的編號標(biāo)記。
現(xiàn)在參考圖1-3,基準(zhǔn)閥座81形成為具有外側(cè)壁的厚壁圓柱， 其可密封的配合抵靠形成在閥體12的下端16處的壁91的內(nèi)部?；鶞?zhǔn) 閥座Si的上端密封抵靠隔膜36。兩個(gè)小的封閉室， 一個(gè)吸氣滲流室 96和一個(gè)排氣滲流室98在基準(zhǔn)閥座中從被隔膜密封抵靠的上端處形 成。吸氣滲流室96的開口端與吸氣滲流通道72對準(zhǔn)以及排氣滲流室 98的開口端與排氣滲流通道68對準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)室閥裝置通常為基準(zhǔn)入口 閥88和基準(zhǔn)出口閥86。
轉(zhuǎn)向圖3，基準(zhǔn)入口閥88由基準(zhǔn)入口閥關(guān)閉件162，基準(zhǔn)入口通
孔160,和基準(zhǔn)入口閥座164組成?；鶞?zhǔn)入口通孔160由圓柱形基準(zhǔn) 閥座81的內(nèi)表面形成，通到排氣滲流室98。基準(zhǔn)入口閥座164繞在 基準(zhǔn)閥座81生成的入口通孔160形成，基準(zhǔn)閥座81伸入基準(zhǔn)室90。 基準(zhǔn)入口閥關(guān)閉件162連接到入口閥推桿167，所述推桿是電磁致動(dòng) 器94的一部分。當(dāng)一種電流信號被施加到入口螺線管引線85上時(shí)， 入口閥推桿167是牽引入電磁致動(dòng)器94的中央，推動(dòng)基準(zhǔn)入口閥關(guān)閉 件162抵靠基準(zhǔn)入口閥座164，從而關(guān)閉基準(zhǔn)入口通孔160。基準(zhǔn)入口 通孔160將基準(zhǔn)室90與排氣滲流室98連通。從而，借助于施加到入 口電磁致動(dòng)器94上的電信號開啟和關(guān)閉基準(zhǔn)入口閥來控制排氣壓力 氣體到基準(zhǔn)室的流動(dòng)。
入口螺線管薄片彈簧168如圖3中所示的布置到處于內(nèi)縮位置的 偏壓入口閥推桿上。這個(gè)入口螺線管彈簧偏壓結(jié)構(gòu)意味著基準(zhǔn)入口閥 88將在沒有電信號激勵(lì)入口電磁致動(dòng)器的線圏的情況下開啟基準(zhǔn)室 使排氣壓力氣體流動(dòng)。所描繪的基準(zhǔn)入口閥據(jù)說是常開的。將基準(zhǔn)入 口閥偏壓到常閉狀態(tài)的彈簧的相對配置是基準(zhǔn)入口閥的另一結(jié)構(gòu)，意 味著其也可以在美國專利NO.6，390，782的現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施方案 中成功地使用。
基準(zhǔn)出口閥86由基準(zhǔn)出口閥關(guān)閉件172、基準(zhǔn)出口通孔170和基 準(zhǔn)出口閥座174組成。
基準(zhǔn)出口通孔170由圓柱形基準(zhǔn)閥座81的內(nèi)表面形成，通向吸氣 滲流室96?；鶞?zhǔn)出口閥座174繞在基準(zhǔn)閥座81生成的出口通孔170 形成，基準(zhǔn)閥座81伸入基準(zhǔn)室90?；鶞?zhǔn)出口閥關(guān)閉件172連接到出 口閥推桿177，它是出口電磁致動(dòng)器92的一部分。當(dāng)電流信號被施加 到出口螺線管引線S7上時(shí)，出口閥推桿177被牽引入電磁致動(dòng)器92 的中央，從而牽引基準(zhǔn)出口閥關(guān)閉件172離開基準(zhǔn)出口閥座174，從 而開啟基準(zhǔn)出口通孔170?；鶞?zhǔn)出口通孔使基準(zhǔn)室卯與吸氣滲流室96 連通，從而，借助于施加到出口電磁致動(dòng)器92上的電信號開啟和關(guān)閉 基準(zhǔn)出口閥86來控制吸氣壓力氣體到基準(zhǔn)室的流動(dòng)。
出口螺線管薄片彈簧178布置成偏壓處于如圖3中所圖解的伸展
位置的出口閥推桿。這個(gè)出口螺線管彈簧偏壓結(jié)構(gòu)意味著基準(zhǔn)出口閥
出口閥86將在沒有電信號激勵(lì)出口電磁致動(dòng)器的線圏的情況下關(guān)閉 基準(zhǔn)室使吸氣壓力氣體流動(dòng)。因此所描繪的基準(zhǔn)出口閥是常閉的。將 基準(zhǔn)出口閥偏壓到常開狀態(tài)的彈簧的相對配置是基準(zhǔn)出口閥的另一結(jié) 構(gòu)，意味著其也可以在美國專利No. 6,390,782的現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)實(shí) 施方案中成功地使用。
也應(yīng)該理解的是，在這里討論并在圖1-3中描繪的電磁致動(dòng)器的 同時(shí)，也可以采用任何電驅(qū)動(dòng)物理致動(dòng)器裝置來啟閉基準(zhǔn)入口閥88 和基準(zhǔn)出口閥86。
該可變設(shè)定值控制部分80進(jìn)一步包括電子控制單元82、壓力傳 感器84、電路栽體83、和VCV電線89。壓力傳感器84是現(xiàn)有技術(shù) 的美國專利No， 6,390,782的優(yōu)選實(shí)施方案的任選特性。傳感器裝置生 成一種與撞擊其感測件的氣體壓力有關(guān)的電信號以及壓力傳感器84 裝配在電路栽體使得響應(yīng)關(guān)閉的基準(zhǔn)室90內(nèi)部的氣體壓力。對于現(xiàn)有 技術(shù)的美國專利No. 6，390，782的實(shí)際操作不必需的是壓力傳感器84 直接裝配在基準(zhǔn)室90的內(nèi)部。另一個(gè)實(shí)施方案可以將壓力傳感器裝配 在其它的位置，只要傳感器的壓敏部分與基準(zhǔn)室90氣體連通。
電子控制單元82是現(xiàn)有技術(shù)的美國專利No. 6,390,782的優(yōu)選實(shí) 施方案的任選特性?？刂茊卧?2可以容納電子線路來控制基準(zhǔn)室閥裝 置或來接收并處理由壓力傳感器84生成的電信號。在現(xiàn)有技術(shù)的美國 專利No. 6,390,782的這些任選特性的優(yōu)選實(shí)施方案中，控制單元82 的電子元件通過電路栽體83與壓力傳感器84安裝在一起?？蛇x控制 單元82的其它功用將在以后描述。
VCV電線89從電路載體83通過在閥端蓋20內(nèi)的密封孑L布線。 VCV10所需要的電線數(shù)目取決于可選電子控制單元82所執(zhí)行的功能 以及可選壓力傳感器84的設(shè)備特性。當(dāng)既不采用控制盤82也不采用 室壓力傳感器84時(shí)，則VCV電線89僅需要包括那些必須承栽電信 號來觸發(fā)基準(zhǔn)室閥裝置的裝置。
可變設(shè)定值控制部分80控制壓縮機(jī)位移控制部分30的操作。通 過控制基準(zhǔn)室90內(nèi)部的壓力，可變設(shè)定值控制部分80能夠調(diào)節(jié)吸氣 壓力閥部分和VCV10的排氣壓力閥部分的開啟關(guān)閉狀態(tài)。例如，如 果基準(zhǔn)室90中的壓力施加一個(gè)抵靠隔膜36力，所述力低于通過吸氣 壓力室32中的壓力和偏壓彈簧44所施加的力，則隔膜36將向著基準(zhǔn) 室90變形，也就是說朝基準(zhǔn)入口致動(dòng)器94的方向變形。這些運(yùn)動(dòng)將 吸氣閥球38從吸氣閥座37處移動(dòng)，從而使得開啟從第一曲軸箱壓力 通路130到吸氣壓力室32的氣體流動(dòng)。同時(shí)，通過排出氣的壓力迫使 排氣閥球50壓在排氣閥座52上而使得排氣壓力閥部分關(guān)閉。通過開 啟穿過VCV10的吸氣閥部分的流量，來自曲軸箱室118的氣體流入 吸氣壓力室32并經(jīng)過吸氣壓力通路112流出壓縮機(jī)100的吸氣區(qū)120。 由于出自曲軸箱室118的氣體的滲流，較少的力施加于活塞116上卻 引起活塞116更大的位移。從而流入該系統(tǒng)的蒸發(fā)器的致冷劑氣體的 流量增加。
如果在基準(zhǔn)室90中的壓力施加一個(gè)抵靠隔膜36的力，所述力大 于通過在吸氣壓力室32中的壓力和偏壓彈簧44所施加的力，則隔膜 36將向著吸氣壓力室32變形，也就是朝著吸氣閥座37的方向變形。 這動(dòng)作關(guān)閉VCV吸氣閥部分，并且同時(shí)借助于閥桿54推動(dòng)排氣閥球 50離開排氣閥座52而開啟VCV排氣閥部分。當(dāng)排氣閥部分開啟時(shí)， 來自排氣壓力通路110的高壓氣體流過排氣壓力室60，階梯形中心孔 70，第二中間端口 56和第二曲軸箱壓力通路132到曲軸箱室118。在 曲軸箱室118中形成壓力，從而施加一個(gè)抵靠活塞116的力。從而限 制活塞116的位移并且進(jìn)入該系統(tǒng)的蒸發(fā)器的致冷劑的量下降。
偏壓彈簧44施加于隔膜的力對于VCV10的總性能是一重要設(shè)計(jì) 變量。通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果彈簧力調(diào)節(jié)到等于從2到20磅/平方 英寸的吸氣壓力是很有益的，并且最優(yōu)選，從4至10磅/平方英寸。 彈簧偏壓力的范圍允許VCV10在極低壓氣機(jī)容量使用率的狀態(tài)下有 足夠的活動(dòng)距離，即當(dāng)壓縮機(jī)接近完全向下沖程操作時(shí)。
通過基準(zhǔn)出口閥86和基準(zhǔn)入口閥88的開啟和關(guān)閉控制基準(zhǔn)室90 內(nèi)部的壓力。在優(yōu)選實(shí)施方案中，這些中間的每一個(gè)通過壓力傳感器
84和電子控制單元82選擇性地控制。具體地說，基準(zhǔn)室90內(nèi)部的壓 力與壓力傳感器84氣體連通。連接到電子控制單元82的壓力傳感器 84測量基準(zhǔn)室90中的氣體壓力并傳遞那些壓力到電子控制單元82。 電子控制單元82接收控制信號和來自壓縮機(jī)控制單元146的信息。由 壓縮機(jī)控制單元146接收旅客舒適程度設(shè)置和其它有關(guān)環(huán)境條件和車 輛運(yùn)行狀態(tài)的信息。壓縮機(jī)控制單元N6使用存儲(chǔ)的壓縮機(jī)特性算法 來計(jì)算在壓縮室114內(nèi)由活塞116壓縮的氣體的必需量，以促使出現(xiàn) 理想的狀態(tài)，即在由環(huán)境和車輛作用參數(shù)施加的系統(tǒng)規(guī)定參數(shù)內(nèi)獲得 最佳地旅客舒適程度設(shè)置。
z VCV特性算法利用計(jì)算出的壓縮機(jī)位移條件，來自壓力傳感器 84的壓力信息和VCV10元件的已知的物理響應(yīng)特性來計(jì)算基準(zhǔn)室90 內(nèi)的必需壓力以符合壓縮機(jī)位移條件。這些計(jì)算出的基準(zhǔn)壓力被稱作 預(yù)定基準(zhǔn)壓力，必須符合由壓縮機(jī)控制單元所確定的條件。從而由確 定預(yù)定基準(zhǔn)壓力并將基準(zhǔn)室內(nèi)的氣體壓力維持到這些預(yù)定壓力程度來 控制變?nèi)萘繅嚎s4凡100。
選擇地，如果不采用壓力傳感器84，則可以從一套存儲(chǔ)的參考壓 力指標(biāo)中選擇預(yù)定參考壓力，所述參考壓力指標(biāo)已經(jīng)根據(jù)VCV10的 已知的標(biāo)稱特性預(yù)先計(jì)算出來，或另外，借助于校正調(diào)定程序?yàn)槊恳?VCV定制。在現(xiàn)有技術(shù)的美國專利No.6，3卯，782的另一實(shí)施方案中， 計(jì)算出的壓縮機(jī)位移條件以查表的方式來確定預(yù)定參考壓力，所述預(yù) 定參考壓力對于獲得想要的壓縮機(jī)位移控制是最佳的。
基準(zhǔn)出口閥86和基準(zhǔn)入口閥88的控制分別地通過致動(dòng)器92和 94來自于電子控制單元82。由電子控制單元82的算法的計(jì)算結(jié)果決 定，使得電子控制單元82將通過操縱出口致動(dòng)器92啟閉基準(zhǔn)出口閥 86和通過入口致動(dòng)器94啟閉基準(zhǔn)入口閥88。例如，當(dāng)基準(zhǔn)室90內(nèi)的 壓力增加時(shí)，入口致動(dòng)器94縮回基準(zhǔn)入口閥部件162以允許高壓氣體 從排氣壓力室60通過閥密封墊泄放孔69，排氣壓力滲流通道68和排 氣滲流室98流入基準(zhǔn)室90。同時(shí)，出口致動(dòng)器92關(guān)閉基準(zhǔn)出口閥86， 從而允許基準(zhǔn)室90中的壓力增加。相反地，為了降低基準(zhǔn)室90中的
壓力，電子控制單元82操縱出口致動(dòng)器92縮回基準(zhǔn)出口閥部件172 使得氣流從基準(zhǔn)室90通過吸氣滲流室96到吸氣壓力滲流通道76到吸 氣壓力室32，從而釋放壓力。同時(shí)，致動(dòng)器接收到電子控制單元82 的信號而伸出基準(zhǔn)入口岡部件162來封閉進(jìn)入基準(zhǔn)室卯的排氣壓力 流。
通過將基準(zhǔn)室90內(nèi)的壓力控制到預(yù)定參考壓力，電子控制單元 82通過致動(dòng)器170和172控制隔膜36的撓曲，從而控制活塞116的 位移128的變化。對于在圖1-3中描繪的優(yōu)選實(shí)施方案，可以利用壓 力傳感器84連續(xù)地或周期性地監(jiān)測基準(zhǔn)室壓力。這些壓力信息可被控 制單元82在壓力伺服控制算法中用作反饋信號來將基準(zhǔn)室維持在選 擇誤差范圍內(nèi)的預(yù)定參考壓力上。
可以預(yù)料的是，這里公開的VCV設(shè)計(jì)的一重要好處是通過緊密 地維持預(yù)定參考壓力而維持閥門控制特性。該公開的設(shè)計(jì)也允許該系 統(tǒng)將預(yù)定參考壓力改變成不同的值，從而改變有關(guān)變?nèi)萘繅嚎s機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 的吸氣壓力設(shè)定值。這允許車輛在改變環(huán)境因素時(shí)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)控制來 獲得旅客舒適和特性的理想平衡。為了實(shí)現(xiàn)對最優(yōu)控制(rimest)的 這些好處，必須充分地響應(yīng)基準(zhǔn)室內(nèi)壓力的控制。
參考壓力控制系統(tǒng)的響應(yīng)性部分地取決于通過入口閥88的排氣 壓力氣體流和流自出口閥86以產(chǎn)生吸氣壓力的氣流的特性。圖4圖解 了基準(zhǔn)入口閥88和基準(zhǔn)出口閥86的一些重要幾何特征細(xì)節(jié)。
首先參考圖4A，圖解了處于完全閉合位置的入口閥關(guān)閉件162， 其擋住了排氣壓力氣體碰撞在入口閥部件162上的有效壓力接收區(qū)A, 的力。在圖4A中還標(biāo)明了從排氣滲流室98導(dǎo)入的基準(zhǔn)入口 160的直 徑D，。 大的D值將通過允i午大的朝卜氣壓力流而促進(jìn)矛皇制基準(zhǔn)室壓力 增加的快速反應(yīng)。獲得給出的基準(zhǔn)室壓力上升時(shí)間的D,的尺寸取決于 基準(zhǔn)室氣體容積。對于大的基準(zhǔn)室氣體容積需要大的基準(zhǔn)入口 160以 相對于較小基準(zhǔn)室氣體容積來獲得同樣增加的基準(zhǔn)室壓力上升時(shí)間。
然而， 一個(gè)大的D,值要求一個(gè)相應(yīng)地大的A，值，有效入口閥部 件壓力接收區(qū)。這隨后意味著入口閥致動(dòng)器94所需要的閉合力也是大
的。大的閉合力要求物理地大的致動(dòng)器或要求過大的力來維持入口閥
處于關(guān)閉狀態(tài)。因此，基準(zhǔn)入口 160直徑D，和壓力接收區(qū)A,的選擇 涉及對抗條件的平衡。
有效入口閥部件壓力接收區(qū)A,是入口閥關(guān)閉件的網(wǎng)狀的不平衡 區(qū)，當(dāng)入口閥完全閉合時(shí)暴露于排氣壓力中。也就是說，有效接收排 氣壓力的面積A,可以通過測量由排氣壓力施加在入口閥關(guān)閉件上的 力并除以排氣壓力而計(jì)算出來。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基準(zhǔn)室氣體容積大 約為2cm.sup.3時(shí)，有效入口閥壓力接收面積A,可以有利地選定為低 于30,000平方微米并優(yōu)選低于7500平方微米。在典型的汽車空氣調(diào) 節(jié)器壓縮機(jī)操作條件下，如果有效入口閥部件壓力接收面積A,低于大 約7500平方微米，則基準(zhǔn)入口閥閉合力的低于1磅就足夠。
參見圖4B,圖解了處于全開狀態(tài)的出口閥關(guān)閉件172以及流自基 準(zhǔn)室90經(jīng)過有效氣體流通面積的氣體。可以選擇基準(zhǔn)出口 170的許多 幾何設(shè)計(jì)使得在基準(zhǔn)室90和吸氣滲流室96之間引起壓差的氣體體積 流量具有相同的結(jié)果。選擇有效流量面積來平衡對抗性能特征。為了 確保降低基準(zhǔn)室壓力的控制的快速反應(yīng)，所希望的是具有一個(gè)大的出 口閥86有效流量面積。另一方面，為了在開啟入口閥88來排出壓力 的時(shí)候來幫助限制基準(zhǔn)室中壓力的迅速提高，并降低可能出現(xiàn)的參考 壓力過平衡，有利的是具有小的出口閥86有效流量面積。
基準(zhǔn)出口閥86的有效氣體流通面積可以有利地選用作對入口閥 的有效流通面積的比。換句話說基準(zhǔn)出口 170的直徑Do可以選作與 基準(zhǔn)入口 160直徑D!的比。由實(shí)驗(yàn)和分析確定，Do對Di的比的有利 范圍是從0.5到5.0，并最優(yōu)選從0.7到2.0。相應(yīng)有利的入口-端口對 出口國端口橫截面萍只的比,入口對出口面萍只的比是從0.25到25.0， 并 最優(yōu)選從0.5到4.0。當(dāng)入口的幾何結(jié)構(gòu)和出口氣體流通面積比在圖4 中圖解的圓形的通道更復(fù)雜時(shí)，可以分析地或試驗(yàn)性地確定氣體流動(dòng) 截面積并且入口到面積的比的設(shè)計(jì)方針遵循去^坎。
通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，例如，當(dāng)基準(zhǔn)室90氣體容積大約是2cm.sup.3 時(shí)，100微米的基準(zhǔn)出口 170直徑Do是有效的選擇，當(dāng)基準(zhǔn)入口 160
直徑D,是100微米時(shí)，基準(zhǔn)出口直徑對基準(zhǔn)入口直徑的比是1.0。具 有這些參數(shù)值，并且在典型的汽車空氣調(diào)節(jié)器壓縮機(jī)操作條件下，基 準(zhǔn)室壓力可以10psi/秒的速率可控地改變或調(diào)節(jié)到一預(yù)定參考壓力。
對于沒有壓力傳感器的VCV10的可選實(shí)施方案，壓縮機(jī)控制單 元146可周期性地重新計(jì)算壓縮機(jī)位移狀態(tài)需要來維持冷卻系統(tǒng)的特 性。根據(jù)這些運(yùn)算中變化的程度和時(shí)變性能，壓縮機(jī)控制單元146可 發(fā)送指令信號到VCV電子控制單元82來增減基準(zhǔn)室壓力以重建預(yù)定 參照壓力指標(biāo)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，影響基準(zhǔn)室中壓力的 伺服控制到預(yù)定指標(biāo)的這些方法比利用基準(zhǔn)室壓力的直接測量來實(shí)現(xiàn) 的方法及時(shí)性稍差。盡管如此，這不精確的-伺服方法對于現(xiàn)有技術(shù)的 美國專利No.6，390，782的低成本實(shí)施方案來說是有效和合適的。
VCV電子控制單元82和壓縮機(jī)控制單元146的功能可以通過采 用VCVIO，壓縮機(jī)100和冷卻設(shè)備的整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的其它計(jì)算機(jī)操作 應(yīng)用資源來執(zhí)行。例如，如果整個(gè)系統(tǒng)是具有中央處理機(jī)的汽車，則 需要選擇從而維持預(yù)定參考壓力的所有控制信息和運(yùn)算可以由汽車中 央處理機(jī)收集和執(zhí)行。傳遞給壓力傳感器84或從壓力傳感器84傳遞 出的信號可以按規(guī)定路線發(fā)送到中央處理機(jī)的輸入/輸出(I/O)端口 并且基準(zhǔn)入口和出口閥致動(dòng)信號可以從中央處理;f/L的另一個(gè)I O端口 發(fā)給VCVIO。另外，壓縮機(jī)控制單元146可以執(zhí)行管理VCV10需要 的所有控制功能。并且最后，VCV控制單元82可以裝備有執(zhí)行壓縮 機(jī)位移條件運(yùn)算以及選擇并維持預(yù)定參考壓力所必需的電路、存貯器 和處理器源。
現(xiàn)有技術(shù)的美國專利No. 6,390,782的另 一個(gè)實(shí)施方案在圖5中圖
解。該實(shí)施方案類似于圖l的實(shí)施方案，除了偏壓彈簧44被省略而剛
性構(gòu)件41替換了剛性校準(zhǔn)部件510。剛性校準(zhǔn)部件510形成有通過壓 配合保持吸氣閥球38的內(nèi)腔。剛性校準(zhǔn)部件510浮動(dòng)在吸氣壓力室 32中并響應(yīng)隔膜36的運(yùn)動(dòng)。在圖5的實(shí)施方案中，VCV500以類似 于圖1中的VCV10的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。通過圖1中的偏壓彈簧44施加的力 比只是簡單地自始至終減縮參考壓力到吸氣壓力所獲得的效果能更足
22
以推動(dòng)吸氣閥部分進(jìn)一步開啟，充分地收縮隔膜36。當(dāng)開啟VCV10 的吸氣壓力閥部分來快速地減縮(卸載)曲軸箱室118中的壓力以增 加壓縮機(jī)100容量而快速冷卻時(shí)偏壓彈簧力的作用是最主要的。
在圖5的VCV500中，通過調(diào)整隔膜36的位置，剛性校準(zhǔn)部件 510和閥球38組件的尺寸，和吸氣閥座37的位置，吸氣閥球38被標(biāo) 稱地保持在最大開放條件。需要一較高預(yù)定基準(zhǔn)壓力來向吸氣閥座37 移動(dòng)隔膜36，以補(bǔ)償最大開啟設(shè)置。當(dāng)需要最大吸氣閥開啟來卸載曲 軸箱室壓力時(shí)，將預(yù)定基準(zhǔn)壓力重置倒退到吸氣壓力，收縮隔膜36， 并允許高壓曲軸箱氣體推動(dòng)吸氣閥部分到最大開啟狀態(tài)。
圖6圖解了現(xiàn)有技術(shù)的美國專利No. 6,390,782的另一個(gè)實(shí)施方 案。在該實(shí)施方案中，壓縮機(jī)109具有一內(nèi)部滲流通道108，該滲流 通道允許氣體從曲軸箱室118滲流到壓縮機(jī)109的吸氣區(qū)120。圖6 中的VCV600除了省略了吸氣壓力閥部分之外類似于圖1中的 VCVIO。 VCV600也運(yùn)用閥門活塞610代替隔膜作為壓敏部件。閥門 活塞610具有吸氣壓力接收區(qū)612和基準(zhǔn)壓力接收區(qū)614。閥門活塞 610在吸氣壓力室620中移動(dòng)。閥門活塞610通過閥桿54可操作地聯(lián) 接到排出壓力閥部分。除了當(dāng)壓縮機(jī)109必須在最大位移量運(yùn)轉(zhuǎn)并且 曲軸箱壓力維持在吸氣壓力的時(shí)候之外，排出氣體在幾乎連續(xù)的基座 上提供給曲軸箱室118，除此之外，VCV600以類似于圖1中的VCV10 的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。由于經(jīng)過活塞610和吸氣壓力室620的壁之間的縫隙基 準(zhǔn)室氣體滲漏到吸氣壓力室620，因此對于VCV600的基準(zhǔn)室壓力控 制算法不同于圖1中VCV10的控制算法。
圖7圖解了現(xiàn)有技術(shù)的美國專利No. 6,390,782的另一個(gè)實(shí)施方
案。VCV700配置成與在曲軸箱室118和吸氣區(qū)U0之間具有內(nèi)部滲
流108的壓縮機(jī)一起運(yùn)轉(zhuǎn)。其類似于圖6中的VCV600，除此之外， 即其使用隔膜36作為壓敏部件并且剛性構(gòu)件710和閥桿54可操作地 將隔膜36的運(yùn)動(dòng)連結(jié)到排出壓力閥部分，VCV700以類似于圖6中的 VCV600的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。由于沒有基準(zhǔn)室氣體滲漏到不在基準(zhǔn)室閥裝置 控制之下的吸氣壓力中，因此VCV700所使用的基準(zhǔn)室壓力控制算法
類似于配備隔膜的VCV500和VCV10所使用的算法。
圖8圖解了現(xiàn)有技術(shù)的美國專利No. 6，390，782的兩個(gè)輔助實(shí)施方 案。圖8(a)示出了圖3中所圖解的基準(zhǔn)室閥裝置的另一個(gè)實(shí)施方案。 基準(zhǔn)閥座81和入口閥裝置88以及入口閥致動(dòng)器94是不變的。然而代 替出口閥裝置86的是，提供一恒定出口放氣孔810。通過致動(dòng)基準(zhǔn)入 口閥允許排出壓力氣體來設(shè)置并維持預(yù)定基準(zhǔn)壓力。使用基準(zhǔn)閥裝置 的實(shí)施方案的基準(zhǔn)壓力控制算法是利用觀察到的恒定滲流到吸氣壓力 的特性導(dǎo)出的。對于該配置，必須在能夠快速地將預(yù)定基準(zhǔn)壓力向吸 氣壓力改變，即有利的大的引射氣流的方案，和較高預(yù)定基準(zhǔn)壓力設(shè) 置的可控性，即有利的小的引射氣流的方案之間達(dá)成一個(gè)折衷方案。 圖8 (b)示出了圖3中所圖解的基準(zhǔn)室閥裝置的又一實(shí)施方案。 基準(zhǔn)閥座81和出口閥裝置86以及出口閥致動(dòng)器92是不變的。然而， 代替入口閥裝置88的是，提供一恒定入口放氣孔816。通過致動(dòng)基準(zhǔn) 出口閥來設(shè)置并維持預(yù)定基準(zhǔn)壓力，釋放基準(zhǔn)室氣體到吸氣室96。使 用基準(zhǔn)閥裝置的實(shí)施方案的基準(zhǔn)壓力控制算法是利用排出壓力恒定滲 流入基準(zhǔn)室的特性的認(rèn)定導(dǎo)出的。對于該配置，必須在能夠快速地將 預(yù)定基準(zhǔn)壓力向排出壓力改變，即有利的大的引射氣流的方案，和較 高預(yù)定基準(zhǔn)壓力調(diào)整也就是說接近吸氣壓力的可控性，即有利的小的 引射氣流的方案之間達(dá)成一個(gè)折衷方案。
圖8中所公開的基準(zhǔn)室裝置的任一備選實(shí)施方案可以代替圖1-7 中所描繪的雙入口和出口基準(zhǔn)閥裝置。也就是說，VCV的任一實(shí)施方 案VCVIO、 VCV500、 VCV600、或VCV700可以構(gòu)造為圖8中所公 開的任何一個(gè)單個(gè)致動(dòng)器基準(zhǔn)閥裝置的實(shí)施方案。
從而，所描述的可變設(shè)定值控制閥通過控制對壓敏部件起作用的 基準(zhǔn)壓力可變地控制氣體壓縮系統(tǒng)內(nèi)的活塞的移動(dòng)。通過利用致動(dòng)器
和控制單元來控制高或低壓氣體的流動(dòng)，對隔膜起作用的壓力可以準(zhǔn)
確地調(diào)節(jié)活塞移動(dòng)程度，所述致動(dòng)器基于控制算法的輸入啟閉。抵靠
隔膜的壓力可變微調(diào)，因此活塞的位移控制可以微調(diào)，從而允許加壓
系統(tǒng)在低于最高容量的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣基本上增加了加壓系統(tǒng)的效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制裝置。該控制裝置包括 一種微閥操縱的控制閥。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的微閥操縱的控
在吸氣壓力相;;穩(wěn)定的預(yù)定;殳定值，所述設(shè)定值可i通過電信號在 壓縮機(jī)操作期間變化。
該本實(shí)施例和實(shí)施方案是說明性的而非限制性的，并且本發(fā)明不 局限于此處所給的細(xì)節(jié)，而是可以在附加權(quán)利要求的范圍和對等物內(nèi) 進(jìn)行改進(jìn)。
在考慮本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的下列說明和附圖，以及權(quán)利要求的 基礎(chǔ)上，本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加明顯。
此外，當(dāng)參考附圖閱讀時(shí)，除上述討論的之外，從優(yōu)選實(shí)施方案 的下列詳細(xì)說明，本發(fā)明的各種目的、特征和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人 員來說是顯而易見的。
將參考附圖描述本發(fā)明。在附圖中
圖l示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的美國專利6，390,782的優(yōu)選實(shí)施方案的
可變設(shè)定值控制閥的橫截面。
圖2示出了圖1的可變控制閥該可變設(shè)定值控制部分的橫截面。 圖3示出了圖1和2的可變控制閥該基準(zhǔn)室閥裝置的橫截面。 圖4示出了圖1-3的可變控制閥的基準(zhǔn)室閥裝置的閥部件和閥座
的楨截面。
圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的美國專利6,390,782的另一實(shí)施方案的 可變設(shè)定值控制閥的橫截面。
圖6示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的美國專利6，390，782的又一個(gè)實(shí)施方案 的可變設(shè)定值控制閥的橫截面。
圖7示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的美國專利6，390，782的另一實(shí)施方案的
可變設(shè)定值控制閥的橫截面。
圖8示出了可以和現(xiàn)有技術(shù)的美國專利No. 6,390,782的圖1， 4， 5，和6的可變控制閥一起使用的基準(zhǔn)室閥裝置的另外兩個(gè)實(shí)施方案的 橫截面。
圖9示出了一現(xiàn)有技術(shù)中的供汽車使用的變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的橫截面。
圖10示出了來自現(xiàn)有技術(shù)的圖10的用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的常規(guī)氣 動(dòng)控制閥的橫截面。
圖ll是一個(gè)類似于圖1的一例圖，圖解了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的 一個(gè)方案。
圖12是圖11的實(shí)施方案的局部放大圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的微閥裝置的實(shí)施方案的頂平面視圖，所述裝
置適于在圖11和12的控制閥中使用，并且其部分地中斷以示出微閥
裝置的可動(dòng)元件。
圖14是具有微閥的圖11和12的栓塞的底視圖。 圖15是具有微閥的圖11和12的栓塞的透視圖。 圖16是類似于圖12的視圖，除示出了另一實(shí)施方案之外，其中
有孔恒定滲流通路在栓塞中形成，所述栓塞在基準(zhǔn)流體通道和吸氣流
體通道之間。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案的用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的 微閥操縱的控制閥的側(cè)橫截面視圖。
圖18是適于用作在微閥操縱的控制閥中的微閥的微滑閥的一層 的剖視圖，所述微閥操縱的控制閥用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。
圖18a是圖18的微滑閥的層的一部分的視圖。 圖18b是圖18a的那部分沿著線18b的側(cè)視圖。
圖18c是圖18的微滑閥的層的一部分的視圖。
圖18d是圖18c的那部分沿著線18d的側(cè)視圖。
圖19是類似于圖18視圖，除了示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的微滑
閥之外。
圖20是類似于圖18視圖，除了示出根據(jù)又一實(shí)施方案的微滑閥 之外。
圖21是適于用作在微閥操縱的控制閥中的微閥的微滑閥導(dǎo)引部 分的層的剖視圖，所述微閥操縱的控制閥用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。
圖22是適于用作在微閥操縱的控制閥中的微閥的微滑閥滑閥部 分的層的剖視圖，所述微閥操縱的控制閥用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。
圖23是類似于圖22視圖，除了示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的滑閥 部分之外。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的下列描述中，將僅為了參考的目的使用某些術(shù)語，而 不是為了限制。術(shù)語例如"上"，"下"，"之上"，"之下"，"向右"，"向 左"，"順時(shí)針方向"，以及"逆時(shí)針方向"指所參考的附圖中的方向。 術(shù)語例如"向內(nèi)"和"向外"指從分別指向所描述的元件的幾何中心 或離開所描述的元件的幾何中心的方向。術(shù)語例如"前"，"后"，"側(cè) 面"，"左側(cè)"，"右側(cè)"，"頂部"，"底部"，"水平"和"垂直"描述了 在相容卻任意的所參考的機(jī)架中的元件的部分的定向，其可通過參考 正文并聯(lián)系描繪所討論的元件的附圖弄清楚。這樣的術(shù)語可包括上面 特別提及的詞，由其所引申的詞，以及類似引入的詞。
在圖11和12中圖解了本發(fā)明的一實(shí)施方案。該實(shí)施方案類似于 圖1中示出的裝置，除了可變控制部分80已經(jīng)被可變控制部分80' 替代之外?？勺兛刂撇糠?0的電磁致動(dòng)器92和94已經(jīng)被栓塞800 和微閥802替代，也在圖14和15中示出。除了以下將進(jìn)一步描述的 之外，控制岡10的結(jié)構(gòu)與功能在其他方面通常與在圖1中圖解的實(shí)施
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力禾4日PJ 。
基準(zhǔn)閥座81'限定一基準(zhǔn)室端口，所述基準(zhǔn)室端口通常表示為與 排氣滲流室98流體連通的基準(zhǔn)入口 88，。基準(zhǔn)閥座81，也限定一與吸 氣滲流室96流體連通的基準(zhǔn)出口 86，。
栓塞800布置在基準(zhǔn)閥座81'中。栓塞800通常為圓柱形。栓塞 800包括三個(gè)O形環(huán)槽810， 0形環(huán)槽圓周地形成在栓塞800的表面。環(huán)812。每一 O形環(huán)812在栓塞 800和基準(zhǔn)閥座81，之間形成密封。
栓塞800包括排氣流體通道804、基準(zhǔn)流體通道806和吸氣流體 通道808。
微閥802安裝在相對基準(zhǔn)室90的栓塞800上。微閥802優(yōu)選是通 過焊點(diǎn)連接而裝配的。栓塞800和微閥802之間的焊接點(diǎn)優(yōu)選包括繞 通道804， 806和808的栓塞800上的區(qū)域，而不包括在微閥802的致 動(dòng)器867 (圖13中示出)下的區(qū)域。然而，應(yīng)當(dāng)清楚的是，微閥802 可以以任何適合的方式安裝，例如在題為"用于微閥的層壓的集管，， 的美國專利No.6，581，640中所公開的方式，其中公開的內(nèi)容在此通過 參考被引入，其中描述了可以通過任何合適的方法，例如機(jī)械緊固件， 例如鉚釘或螺栓，通過適合的粘合劑，或通過焊接將接線盒固定到用 于微閥的集管上。
排氣流體通道804和基準(zhǔn)入口 88，配合以允許排氣滲流室98和 微閥802之間的流體連通。基準(zhǔn)流體通道806允許基準(zhǔn)室90和微閥 802之間的流體連通。吸氣流體通道808和基準(zhǔn)出口 86，配合以允許 吸氣滲流室96和樣i閥802之間的流體連通。
微閥802通過線89'電氣連接到壓縮機(jī)控制單元146上。
圖13圖解根據(jù)本發(fā)明的微閥802的一實(shí)施方案，其適合于用作圖 11和12的可變控制部分80'中的微閥802。圖13是在圖11和12中 圖解的微閥的層的剖視圖。微閥802包括限定內(nèi)腔842的板826。通 常"工字形的"閥836布置內(nèi)腔842中用于在第一位置(如所示)和 第二位置(未示出)之間運(yùn)動(dòng)。閥836包括附著于板826的固定部分 834的纟田長梁836a。 阻塞部分836b伸出梁836a的自由端。優(yōu)選地， 阻塞部分836b以從梁836a相應(yīng)側(cè)面大約九十度的角度伸出。另外地， 阻塞部分836b可以任何適合的角度從梁836a伸出。優(yōu)選地，阻塞部 分836b可能基本上在梁836a相同平面上。阻塞部分836b包括第一 部分837a和第二部分837b。第一部分837a交替地開啟和阻塞第一微 端口 820。當(dāng)閥836在第一和第二位置之間移動(dòng)時(shí)，第二部分837b阻塞和開啟第二微端口 821 (虛線示出)。阻塞部分836b允許第一微端 口 820和第二微端口 821與第三微端口 822的選擇性的流體連通。第 一微端口 820與吸氣流體通道808流體連通。第二微端口 821與排氣 流體通道804流體連通。該第三微端口 822與基準(zhǔn)流體通道806流體 連通。該閥836是可操作的以有選擇地允許吸氣流體通道808和基準(zhǔn) 流體通道806和排氣流體通道804和基準(zhǔn)流體通道806之間的流體連 通。在圖13中，示出的閥836允許吸氣流體通道808和基準(zhǔn)流體通道 806之間的流體連通，其優(yōu)選為正常位置。未示出的是該閥836，該閥 允許排氣流體通道804和基準(zhǔn)流體通道806之間的流體連通，其優(yōu)選 是在致動(dòng)位置獲得。
優(yōu)選地，阻塞部分836b限定第一微型放氣口 884a,它在閥836 的上、下表面之間延伸。當(dāng)閥836在致動(dòng)位置時(shí)，第一微型放氣口 884a 與第一微端口 820和第一微型貯槽(未示出)流體連通。題為"導(dǎo)閥 控制的微閥裝置"的美國專利No. 6，540，203，其公開的內(nèi)容在此通過 參考被引入，其中描述適合于在微閥中使用的類似放氣口和貯槽裝置 并解釋了微型放氣口的效用。因而，當(dāng)?shù)谝晃⑿头艢饪?884a在觸發(fā)位 置時(shí)，經(jīng)過閥836保持流體第一微端口 820和第一微型貯槽(未示出) 之間的流體連通。阻塞部分836b也限定第二微型放氣口 884b，它在 閥836的上、下表面之間延伸。類似于第一微型放氣口 884a,第一微 端口 820，和第一微型貯槽(未示出)的裝置，當(dāng)閥836在正常位置 時(shí)，第二微型放氣口 884b與第二微端口(未示出)和第二微型貯槽(未 示出)流體連通。
板826還包括通常表示為867的閥致動(dòng)器。致動(dòng)器定位梁836a。
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雙"j命》0/ ^^S"PiT有丁術(shù)8joa ^j湖i^骨》o/a。 雙叨奮 ()7》(1夕「巴擠 多相對的第一肋線867b和第二肋線867c。每一第一肋867b具有附著 于脊867a的第一側(cè)面的第一端部和附著于固定部分834的第二端部。 類似于第一肋線867b，每一第二肋867c具有附著于脊867a的第二側(cè) 的第一端部和附著于固定部分834的第二肋端部。肋線867b, 867c 設(shè)計(jì)成能熱膨脹(伸長)和收縮的。電接觸點(diǎn)867d (在圖15中示出)
適合于連接到電源以供給流過肋線867b和867c的電流來熱膨脹肋線 867b和867c。致動(dòng)器867適合于被電子控制單元例如在圖11中圖解 的壓縮機(jī)控制單元146控制。
現(xiàn)在參考圖16，示出了栓塞800'。該栓塞包括在栓塞800'中形 成的有孔的恒定滲流通路816，所述栓塞在基準(zhǔn)流體通道806和吸氣 流體通道808之間。有孔恒定滲流通路816允許基準(zhǔn)流體通道806和 吸氣流體通道808之間的穩(wěn)定流體連通。由有孔的恒定滲流通路816 限制流體連通因此當(dāng)微閥802允許經(jīng)過基準(zhǔn)入口 88的排氣滲流室98 和經(jīng)過基準(zhǔn)流體通道806的基準(zhǔn)室90之間的流體連通時(shí)，仍然可能在 基準(zhǔn)室90中形成流體壓力，但是處于高度的控制之下。
現(xiàn)在來參考圖17,根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案的用于變?nèi)萘繅?縮機(jī)的微閥操縱的控制閥10"包括壓縮機(jī)位移控制部分30，和可變設(shè) 定值控制部分80"。
現(xiàn)在來參考圖18，示出的微滑閥902適于代替如圖1中所示的控 制閥10。圖18是微滑閥902的一層的剖視圖。微滑閥902通常包括 形成導(dǎo)引部分(四通微導(dǎo)閥)903的第一微閥和形成滑閥(spool)部 分(二通導(dǎo)閥操作的微閥)905的第二微閥，如虛線所示。
微滑閥902包括形成微滑閥902的多層閥體的中間板層的中間板 層926。可以以任何適合的方式制造連接諸層，例如美國專利No. 6，540，203 和 No.6，494，804 和美國專利申請^>開文本 No. 2002/017489141，如上所討論的，和其它類似的多層^:閥。導(dǎo)引部分 903包括由中間板層926限定的內(nèi)腔942。通常"工字型，，導(dǎo)閥(微導(dǎo) 閥)936布置在內(nèi)腔942中。導(dǎo)閥936包括通過撓性鉸鏈934附著于 中間板層926的固定部分的細(xì)長的梁936a和通常表示為96 并且以下 將更充分地描述的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器用于在第一未致動(dòng)或不帶電的 位置(如所示)和第二致動(dòng)或激勵(lì)位置(未示出)之間移動(dòng)"工字型" 導(dǎo)閥936。阻塞部分936b和936c從梁936a的相對自由端伸出。優(yōu)選 阻塞部分936b和936c可以從梁936a的相應(yīng)的側(cè)面以大約九十度的角 度伸出，然而阻塞部分936b和936c也可以任何適合的角度從梁936a
伸出。優(yōu)選地，阻塞部分936b和936c可布置在與梁936a基本上相同 的平面上和更優(yōu)選阻塞部分936b和936c利用形成中間板層926的材 料的板與梁936a整體成形。實(shí)際上，除了以下將具體說明的之外，參 考圖18討論的微滑閥902所有移動(dòng)和靜止部分由形成中間板層926 的材料的板形成。
圖18a和18b中同時(shí)可以看出，阻塞部分936b包括第一部分937 和第二部分938。當(dāng)導(dǎo)閥930分別地在第一和第二位置之間移動(dòng)時(shí)， 第一部分937開啟和阻塞第一微端口 920，所述第一微端口 920經(jīng)過 鄰接中間板層926的微滑閥902的下底板層999形成。當(dāng)導(dǎo)閥936分 別地在第一和第二位置之間移動(dòng)時(shí)，第二部分938阻塞和開啟第二微 端口 921 (虛線示出)，所述第二微端口經(jīng)過相鄰下底板層999形成。 阻塞部分936b具有形成在其中的內(nèi)部通道935,這允許第 一微端口 920 和第二微端口 921中的開啟的一個(gè)與第三微端口 922之間的選擇性流 體連通。
在圖解的實(shí)施方案中，第一部分937和第二部分938是按比例和 以定距離間隔的，因此當(dāng)導(dǎo)閥936從未致動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到致動(dòng)狀態(tài)，或 從致動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到未致動(dòng)狀態(tài)時(shí)，第一和第二微端口 920和921是同 時(shí)部分地開啟并通過通道935與笫三微端口 922連通。然而，預(yù)期的 是，在另一實(shí)施方案中，第一個(gè)部分937和第二部分938可以成比例 的并定距離的間隔，因此當(dāng)導(dǎo)閥936從未致動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到致動(dòng)狀態(tài)， 或從致動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到未致動(dòng)狀態(tài)時(shí)，第一個(gè)微端口 920和921通過通 道935同時(shí)阻塞與第三微端口 922的連通。在這樣的實(shí)施方案中，當(dāng) 導(dǎo)閥936處于未致動(dòng)狀態(tài)時(shí)，第三微端口 922可能與第一個(gè)微端口 920 連通，在中間致動(dòng)點(diǎn)笫三微端口 922可能與笫一個(gè)微端口 920或第二 微端口921都不連通，當(dāng)導(dǎo)閥936處于完全致動(dòng)位置時(shí)，第三微端口 922僅與第二孩i端口 921流體連通。
優(yōu)選地，該阻塞部分936b限定第一微型放氣口 983，它伸出微閥 936上下表面之間來在垂直于中間板層926的方向提供壓力平衡。當(dāng) 導(dǎo)閥936處于致動(dòng)位置時(shí)，第一微型放氣口 983與第一微端口 920和 第一微型Ji&槽975流體連通，所述微型貯槽在鄰近于中間板層926的 微滑閥902的層997中形成。題為"導(dǎo)閥控制的微閥裝置"的美國專 利No. 6，540，203描述了一種適合于在微閥中使用的類似放氣口和貯槽 裝置并解釋了這種微型放氣口的效用。因而，當(dāng)處于觸發(fā)位置時(shí)，笫 一微型放氣口 983維持第一微端口 920和經(jīng)過導(dǎo)閥936的第一微型貯 槽975之間的流體連通。阻塞部分936b也限定第二微型放氣口 984， 它伸出導(dǎo)閥936的上下表面。類似于第一微型放氣口 983之間的裝置， 第一微端口 920提供壓力平衡。當(dāng)微閥936處于正常未致動(dòng)位置時(shí)， 第一微型貯槽975和第二微型放氣口 984與第二微端口 921 (虛線示 出)和第二微型貯槽979流體連通。
類似地，同時(shí)可以在圖18c和18d中看出，阻塞部分936c包括第 一部分1937和第二部分1938。當(dāng)導(dǎo)閥936分別地在第一和第二位置 之間移動(dòng)時(shí)，第一部分1937開啟和阻塞第一微端口 1920(虛線示出)。 第一微端口 1920穿過鄰近于中間板層926的微滑閥902的下底板層 999形成。當(dāng)導(dǎo)閥936分別地在第一和第二位置之間移動(dòng)時(shí)，第二部 分1938阻塞和開啟第一微端口 1921 (虛線示出)。第二微端口 1921 穿過鄰接的下底板層999形成。那阻塞部分936c具有形成在其中的內(nèi) 部通道1935,其允許第一微端口 1920和第二微端口 1921與第三微端 口 1922之間的選擇性流體連通。類似于第一部分937和938，阻塞部 分936c的第一部分1937和第二部分1938可以以合適地比例并以定距 離的間隔來容許所有的三個(gè)微端口任一之間同時(shí)的流體連通。當(dāng)導(dǎo)閥 936移到中間致動(dòng)位置時(shí)，1920， 1921和1922處于中間致動(dòng)位置，或 阻擋第三微端口 1922與第一微端口 1920和第二微端口 1921中的任何 一個(gè)的連通。
類似于阻塞部分936b，阻塞部分936c限定第一孩i型^:氣口 1983, 其在閥936的上、下表面之間延伸。當(dāng)導(dǎo)閥936處于正常、未致動(dòng)位 置時(shí)，第一微型放氣口 1983與第一微端口 1920和在層997中形成的 第一微型貯槽1975流體連通。當(dāng)處于正常、未致動(dòng)位置時(shí)，第一微型 放氣口 1983維持第一微端口 1920和穿過導(dǎo)閥936的第一微型貯槽
1975之間的流體連通，來提供閥936相對表面的壓力平衡。阻塞部分 936e也限定第二微型放氣口 1984，它伸出導(dǎo)閥936的上下表面，用于 相同的目的，即壓力平衡。類似于第一微型放氣口 1983、第一微端口 1920和第一微型貯槽1975之間的配置，第二微型放氣口 1984、第二 微端口 1921和第二微型貯槽1979在導(dǎo)閥936處于致動(dòng)位置時(shí)流體連 通。當(dāng)導(dǎo)閥936處于正常未致動(dòng)位置時(shí)，第一微型放氣口 1983與第一 微端口 1920和第一微型貯槽1975流體連通而當(dāng)導(dǎo)閥936處于致動(dòng)位 置時(shí)，第二微型放氣口 1984與第二微端口 1921和第二微型貯槽1979 流體連通。當(dāng)處于正常、未致動(dòng)位置時(shí)，第一微型放氣口 1983維持第 一微端口 1920和穿過導(dǎo)閥936的第 一微型貯槽1975之間的流體連通， 而第二微型放氣口 1984維持第二微端口 1921和穿過導(dǎo)閥936的第二 微型貯槽1979之間的流體連通，類似地，當(dāng)處于致動(dòng)位置時(shí)，第二微 型放氣口 1984維持第二微端口 1921和穿過導(dǎo)閥936的第二微型貯槽 1979之間的流體連通，而第一微型放氣口 1983維持第一微端口 1920 和穿過那導(dǎo)閥936的第一微型貯槽1975之間的流體連通。第一微型放 氣口 1983和第二微型放氣口 1984類似于微型放氣口 983和984提供 壓力平衡功能。
從以上說明書可以理解的是，導(dǎo)閥936的特征在于兩個(gè)用梁936a 連接的三向微閥，所述梁被致動(dòng)器967串聯(lián)的致動(dòng)。通過控制第一微 端口 920、第二孩i端口 921、和第三微端口 922之間的流體連通使得阻 塞部分936b操作為第一三通閥的活動(dòng)元件。通過控制第一微端口 1920、第二微端口 1921、和第三微端口 1922之間的流體連通使得阻 塞部分936c操作作為第二三通閥的活動(dòng)元件。在連接中，這兩個(gè)三向 微閥用作四向微閥,其中導(dǎo)閥936具有流體進(jìn)口接頭(由兩個(gè)微端口 920和1920組成，它連接到排出壓力)、 一出口接頭(由兩個(gè)微端口 921和1921組成，它連接到吸氣壓力)、和第一和第二加載接頭(由 兩個(gè)微端口 922和1922組成，它連接到滑閥905的相對端)。
再次參考圖18，中間板層926進(jìn)一步包括通常表示為967的閥致 動(dòng)器。致動(dòng)器定位梁936a。致動(dòng)器967包括一附著于梁936a的細(xì)長
脊967a。致動(dòng)器967進(jìn)一步包括多對相對的第 一肋線967b和第二肋 線967c。每一第一肋967b具有附著于脊967a的第一側(cè)面的第一端部 和附著于中間板層926的固定部分的第二端部。類似于第一肋線967b, 每一第二肋967c具有附著于脊967a的第二側(cè)面的第一端部和附著于 中間板層926的固定部分的第二端部。電接觸點(diǎn)，例如如圖15中所示 的電接觸點(diǎn)867d，適合于連接到電源來供給流過肋線967b和967c的 電流以加熱肋線967b和967c，并從而促使肋線伸長。當(dāng)電流降低時(shí)， 電阻加熱是降低的并且肋線變短。致動(dòng)器967適合于被電子控制單元 例如在圖11中圖解的壓縮機(jī)控制單元控制。
滑閥部分905包括由中間板層926限定的內(nèi)腔985。為滑閥986 形式的導(dǎo)閥控制的微閥布置在內(nèi)腔942中以在第一位置(如所示)和 第二位置(未顯示)之間運(yùn)動(dòng)?；y986包括一縱向地伸長的中央凹 口部分986a,它可滑動(dòng)地接合中間板層926的附著的細(xì)長引導(dǎo)梁固定 部分987。優(yōu)選地，固定部分987鍵合到鄰近中間板層926多層閥體 的雙層(下層926和上層(未顯示))上，從而作為加強(qiáng)構(gòu)件類似于在 WO01/712261中所描述的壓力增強(qiáng)"半烏"，該文獻(xiàn)所公開的內(nèi)容在 此通過參考被引入。滑閥986包括阻塞部分986b和986c，它位于滑 閥936的兩端。優(yōu)選地，阻塞部分986b和986c從凹口部分986a的相 應(yīng)側(cè)面成大約九十度的角度定向。另外地，阻塞部分986b和986c可 以從凹口部分986a以任意適合的角度定向。優(yōu)選地，阻塞部分986b 和986c可以在與引導(dǎo)梁固定的部分987基本上相同的平面上。在一反 比例關(guān)系中，當(dāng)滑閥986在笫 一和笫二位置之間移動(dòng)時(shí)，阻塞部分986b 和986c交替地開啟和阻塞相應(yīng)的孩t端口 988b和988c。優(yōu)選地，；敞端 口 988b和988c被升起的密封區(qū)域988d隔開。阻塞部分986b和986c 允許微端口 988b和988c的選擇性流體連通。在另一個(gè)實(shí)施方案中， 阻塞部分986b和986c進(jìn)一步允許在相鄰層997中的第三微端口 (未 顯示)與微端口 988b和988c選擇性的流體連通。
微端口 988b與排出壓力通路110流體連通，如圖1所示。微端口 988c與第一曲軸箱壓力通路130流體連通，并優(yōu)選地，第二曲軸箱壓
力通路132被一固定有孔連接到吸氣壓力通路112，此未示出。閥902 是可操作的以有選擇地允許排出壓力通路110和第一曲軸箱壓力通路 130之間的流體連通。在圖1中，所示出的控制閥IO允許吸氣壓力通 路112和第一曲軸箱壓力通路130之間的流體連通，其優(yōu)選處于正常 的、未致動(dòng)位置。在致動(dòng)位置(未示出)，控制閥10阻止排出壓力通 路110和第一曲軸箱壓力通路130之間的流體連通。
再次參考圖18，優(yōu)選地，阻塞部分986b限定微型放氣口 989，它 與在該相鄰層997的微型貯槽(未示出)和該微端口 988b協(xié)作，所述 微端口 988b類似于先前所討論的第一微型放氣口 983，第一微端口 920 和第一微型貯槽975之間的配置。
該中間板層926進(jìn)一步包括通常表示為990的滑閥彈簧。彈簧990 相對于梁987偏壓滑閥986。
滑閥部分905優(yōu)選地包括與彈簧990相對的阻尼延遲器991，所 述阻尼延遲器991包括滑閥986的縱向伸出部分和在內(nèi)腔985的壁上 形成的凹口?；y部分卯5優(yōu)選地包括與彈簧990相對的反饋端口 992。微端口 998 (如虛線所示)優(yōu)選是布置在與阻尼延遲器991相鄰 的下底板層999并在滑閥986下方。當(dāng)滑閥986在中間區(qū)域(優(yōu)選在 總偏轉(zhuǎn)角的5%和60%之間)時(shí)，反饋端口 992提供微端口 998和區(qū) 域995之間的流體連通，所述區(qū)域995在滑閥986和內(nèi)腔985端壁之 間的內(nèi)腔985中。在滑閥986的縱向延長部分下和/或越過該縱向延長 部分的相鄰板層略微地凹進(jìn)以允許在阻尼延遲器991的滑閥986的縱 向延長部分之下或越過該縱向延長部分連通。注意的是，相鄰板層不 凹進(jìn)與阻尼延遲器凹口 991的區(qū)域內(nèi)部，因此當(dāng)反饋端口 992與之流 體連通時(shí),滑閥986的縱向延長部分密封端口 998。例如，當(dāng)反饋端 口 992開啟時(shí)，孩吏端口 998連接到吸氣壓力通路112并且反饋端口 992 和微端口 998流體連通，導(dǎo)致壓力壓縮滑閥986的端面，所述滑閥986 暴露于在處于995中的內(nèi)腔985的壓力中。在這種情況下，當(dāng)反饋端 口 992關(guān)閉時(shí)，在995處的滑閥986部分上的壓力將增加。因此滑閥 部分905將響應(yīng)作用在其上的壓力導(dǎo)引力的平衡，從而可以更精細(xì)地
控制。滑閥部分905可以在完全地打開并且完全地關(guān)閉之間移動(dòng)，或 將位置保持在這兩位置之間。這適合于維持曲軸箱118中的壓力，當(dāng) 滑閥部分905從排氣區(qū)124連接高壓源到曲軸箱118時(shí)需要將恒定滲 流偏移到上述構(gòu)建在壓縮機(jī)殼體中的吸氣區(qū)120中。然而，應(yīng)當(dāng)理解 的是，滑閥部分905不必要包括阻尼延遲器991或反饋端口 992。在 這種情況下，滑閥部分905傾向于在完全打開和完全關(guān)閉之間移動(dòng)并 由于需要增加曲軸箱壓力而恰好斷續(xù)地開啟。
滑閥部分905進(jìn)一步包括微端口 993和微端口 994。微端口 993 與孩i端口 922流體連通而微端口 994與微端口 1922流體連通。孩吏端口 920和1920與吸氣壓力通路112 (圖1中示出)流體連通并從而可以 作為引導(dǎo)部分903的卸載區(qū)(低流體壓力區(qū)域)。微端口 921和1921 與排出壓力通路110流體連通并從而作為引導(dǎo)部分903的供給源(高 壓流體源)。
當(dāng)微滑閥902處于不被激勵(lì)的狀態(tài)時(shí)，阻塞部分936b使微端口 920維持在常開位置而微端口 921在常閉位置，并且排出壓力作用在 滑閥986的一部分上，通常表示為995。當(dāng)微滑閥902處于不被激勵(lì) 的狀態(tài)時(shí)，阻塞部分936c使微端口 1920維持在常閉位置而微端口 1921 在常開的位置，并且吸氣壓力作用在滑閥986的一部分上，通常表示 為996。當(dāng)微滑閥902處于不帶電狀態(tài)時(shí)，彈簧990保持住滑閥986， 因此微端口 988b和988c處于常開位置。與那些在激勵(lì)狀態(tài)的壓力分 布相反的狀態(tài)將在下面的段落中討論。
當(dāng)致動(dòng)器967被激勵(lì)時(shí)，將導(dǎo)閥936移動(dòng)到其激勵(lì)位置阻塞部分 936b使微端口 920保持在停止位置而微端口 921保持在開啟位置。微 端口 920連接到4非出壓力而孩￡端口 921連接到吸氣壓力；從而在激乂動(dòng) 位置的阻塞部分允許吸氣壓力通過連接微端口 993穿過微端口而被施 加到滑閥986上，以便吸氣壓力作用滑閥986的一部分上，通常表示 為995。當(dāng)微滑閥902處于激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，阻塞部分936c使微端口 1920 (連接到排出壓力)保持在開啟位置而微端口 1921(連接到吸氣壓力) 保持在停止位置，從而排出壓力被阻塞部分936e通過微端口 1922和 端口 994直接作用于滑閥986的一部分上，通常表示為996。從而， 當(dāng)微滑閥902處于激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，滑閥986沿著梁987橫動(dòng)，因此微端 口 988b和988c關(guān)閉而微端口 988c開啟。在這種情況下，在另一個(gè)實(shí) 施方案中，微端口 988c則通過那可選第三微端口 (未示出)與吸氣壓 力通路112流體連通。
選擇性地，致動(dòng)器967可被部分地激勵(lì)，導(dǎo)致微端口 920、 1920、 921和1921全部都至少部分地開啟。在995和996處作用在滑閥986 上的流體之間將出現(xiàn)交叉。當(dāng)壓力在995處提高時(shí)，滑閥986將橫渡 梁987因此孩i端口 988b開始開啟。自孩i端口 988b的排氣泄漏入樣丈端 口 988c。如果在995處施加到滑閥986那部分上的壓力變得低于在996 處的壓力，那么滑閥986將開始在相反方向上橫渡梁987并開始關(guān)閉 微端口 988b。在這種情況下，反饋端口 992將關(guān)閉，從而允許在995 處的滑閥986那部分上的壓力增加。
當(dāng)處于部分地激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，據(jù)說在相對激勵(lì)所確定的點(diǎn)，滑閥986 可以振動(dòng)，優(yōu)選地具有相對小的振幅。阻尼延遲器991旨在衰減滑閥 986的振幅并通常減慢滑閥986的運(yùn)動(dòng)。
圖19是類似于圖18的視圖，除了示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的 微滑閥之外，并且類似元件采用類似編號標(biāo)記。導(dǎo)閥903處于"Z" 結(jié)構(gòu)。彈簧990不被中間板層926的任一部分中斷。
圖20是類似于圖19的視圖，除了示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的 微滑閥之外，并且類似元件采用類似編號標(biāo)記?；y905包括單個(gè)彈 簧990并且不包括梁987。
盡管在圖18、 19和20中已經(jīng)示出了微滑閥902,其中引導(dǎo)部分 903和滑閥部分905被整體地成形，但是引導(dǎo)部分903和滑閥部分905 可以單獨(dú)地形成。例如，圖21-23示出了單獨(dú)地形成的引導(dǎo)部分和滑 閥部分。
圖21是微滑閥(未示出)的引導(dǎo)部分的一層的剖視圖，所述滑閥 適合于用作用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的微閥操作的控制閥中的微閥。圖21 是類似于圖18的視圖，并且類似元件用類似編號標(biāo)記。
圖22是微滑閥(未示出)的滑閥部分的一層的剖視圖，所述滑閥 適合于用作用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的微閥操作的控制閥中的微閥。圖22 是類似于圖20的視圖，并且類似元件用類似編號標(biāo)記?；y905包括 多個(gè)用于壓力平衡的微型放氣口 989。
圖23是類似于圖22的視圖，除了示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的 滑閥部分之外，并且類似元件采用類似編號標(biāo)記?；y986處于"I" 結(jié)構(gòu)。
總之，本發(fā)明包括一用于控制流體流動(dòng)的微閥裝置，它包括一二 通導(dǎo)閥操作的微閥和一用于控制二通導(dǎo)閥操作的微閥的四通微導(dǎo)閥。 本發(fā)明也包括用于控制流體流動(dòng)的微閥，它包括 引導(dǎo)部分，包括
包括限定引導(dǎo)內(nèi)腔的固定部分的引導(dǎo)中間板層； 布置在引導(dǎo)內(nèi)腔內(nèi)并通過撓性鉸鏈附著于引導(dǎo)中間板層的所 述固定部分上的細(xì)長梁；
附著于固定部分上并且附著于細(xì)長梁上用于相對于固定部分 移動(dòng)細(xì)長梁的致動(dòng)器；一對微導(dǎo)閥，每一微導(dǎo)閥包括
與所述引導(dǎo)內(nèi)腔流體連通的第 一微端口 ； 與所述引導(dǎo)內(nèi)腔流體連通的第二微端口 ； 與引導(dǎo)內(nèi)腔流體連通的第三微端口；和 自所述細(xì)長梁的相對端延伸的阻塞部分，用于有選擇地 允許所述第 一微端口和所述笫三微端口之間流體連通以及所述第二微 端口和所述第三微端口之間流體連通；
滑閥部分，包括
限定滑閥內(nèi)腔的滑閥部分板；
布置在所述滑閥內(nèi)腔中并附著于所述滑閥部分板的固定部分 上的滑閥彈簧；
布置在滑閥內(nèi)腔中的滑閥，包括
與所述滑閥內(nèi)腔流體連通并與所述第三引導(dǎo)端口流體連
通的一對第一滑閥端口；
與所述滑閥內(nèi)腔流體連通的一對第二滑閥端口；和 布置在所述滑閥內(nèi)腔中的至少一個(gè)阻塞部分，其附著于 所述滑閥彈簧上，并適合于改變所述一對第二滑閥端口之間相對于第 一滑閥端口和第三引導(dǎo)端口之間的流體連通的流體連通。 本發(fā)明還包括用于控制流體流動(dòng)的微閥裝置，它包括 引導(dǎo)主體，具有引導(dǎo)室、 一對第一引導(dǎo)端口、 一對第二引導(dǎo)端口、 以及一對形成在其中的主端口 ，每一所述端口與所述室流體連通并適 合于與多個(gè)流體源中的一個(gè)連接， 一對微導(dǎo)閥可移動(dòng)地布置在所述引 導(dǎo)室中并由所述主體支撐，用于允許所述第一引導(dǎo)端口和所述主端口 之間以及所述第二引導(dǎo)端口和所述主端口之間選擇性的流體連通； 連結(jié)到所述微導(dǎo)閥上用于同時(shí)一前一后地移動(dòng)所述微導(dǎo)閥的致動(dòng)
器；
具有線圏室和與所述線圈室流體連通的一對第二端口的線圏主 體，所述線圏室具有第一和第二端部，所述第一端部與其中一個(gè)所述
主端口流體連通，所述第二端部與另一個(gè)所述主端口流體連通； 附著于所述線圏主體的固定部分上的滑閥彈簧；和 附著于所述滑閥彈簧上的滑閥阻塞部分，所述滑閥阻塞部分可移 動(dòng)地布置在線圏室中，用于在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)，由此通 過由所述微導(dǎo)閥的定位而改變的流體壓力來控制所述滑閥阻塞部分的 定位，可操作所述滑閥阻塞部分來改變所述第二端口之間的流體連通。 本發(fā)明還涉及在具有活塞的變?nèi)萘繅嚎s機(jī)中的控制閥，所述變?nèi)?量壓縮機(jī)具有可以在壓縮室內(nèi)移動(dòng)的活塞，所述壓縮室接納來自處 于吸氣壓力下的吸氣區(qū)的氣體并將氣體排;汶到處亍排出壓力下的排氣 區(qū)中；具有曲軸箱壓力的充氣的曲軸箱室，活塞的移動(dòng)根據(jù)曲軸箱壓 力改變，所述控制閥控制曲軸箱壓力，所述控制閥包括
用于開啟或關(guān)閉排氣區(qū)和曲軸箱室之間的氣體連通通路的排出壓 力閥部分；
與曲軸箱室分離的基準(zhǔn)室，具有基準(zhǔn)壓力，通過排氣和吸氣壓力
氣體到基準(zhǔn)室的流動(dòng)而將所述基準(zhǔn)壓力確定到預(yù)定基準(zhǔn)壓力；
壓敏部件，具有與吸氣壓力區(qū)域氣體連通的吸氣壓力接收區(qū)和與 基準(zhǔn)室氣體連通的基準(zhǔn)壓力接收區(qū)，所述壓敏部件響應(yīng)于預(yù)定基準(zhǔn)壓 力和吸氣壓力的變化而移動(dòng)；
用于可操作地聯(lián)結(jié)壓敏部件的運(yùn)動(dòng)以開啟排氣閥部分的裝置；和 用于響應(yīng)于電信號而控制排氣和吸氣壓力氣體中的至少一個(gè)到基 準(zhǔn)室的流動(dòng)，從而確定預(yù)定基準(zhǔn)壓力的微閥。
本發(fā)明還涉及用于控制流體流動(dòng)的四通微閥裝置，它包括 具有中間板層的主體，內(nèi)腔形成在中間板層中，所述主體限定進(jìn) 口接頭、出口接頭，和與所迷內(nèi)腔流體連通的第一和第二加載接頭；
布置在所述內(nèi)腔中的可移動(dòng)微閥元件，其可在第一位置和第二位 置之間移動(dòng)，當(dāng)所述可移動(dòng)微閥元件處于所述第一位置時(shí)，所述可移 動(dòng)微閥元件可操作允許所述進(jìn)口接頭和所述第一加栽接頭之間的以及 所述出口接頭和所述第二加栽接頭之間的流體連通，當(dāng)所述可移動(dòng)微 閥元件處于所述第二位置時(shí)，所述可移動(dòng)微閥元件可操作允許所述進(jìn) 口接頭和所述第二加載接頭之間的以及所述出口接頭和所述第一加載
接頭之間的流體連通；和
微閥致動(dòng)器，可操作使所述可移動(dòng)微閥元件在所述第一位置和所 述第二位置之間移動(dòng)。
另外，本發(fā)明涉及用于控制流體流動(dòng)的二通微閥，包括
具有中間板層的多層板閥體，內(nèi)腔形成在中間板層上，所述閥體 限定與所述內(nèi)腔流體連通的進(jìn)口接頭出口接頭；
布置在所述內(nèi)腔中的可移動(dòng)微閥元件，其可在第一位置和第二位 置之間移動(dòng)，當(dāng)所述可移動(dòng)元件處于所述第一位置時(shí)，所述可移動(dòng)元 件可操作允許所述進(jìn)口接頭和所述出口接頭之間流體連通，當(dāng)所述可 移動(dòng)的元件處于所述第二位置時(shí)，所述可移動(dòng)元件可操作阻擋所述進(jìn) 口接頭和所述出口接頭之間的流體連通；和
形成在可移動(dòng)的元件中的反饋端口，其可操作以相對于所述可移 動(dòng)元件在所述第一位置和所述第二位置之間的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)可移動(dòng)元件的端部上的壓力。
已經(jīng)在其優(yōu)選實(shí)施方案中解釋和圖解了本發(fā)明的原理和操作方 式。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明在不脫離其精神或范圍的情況下可 以不同于具體地解釋和圖解的實(shí)際操作。
權(quán)利要求
1.一種用于變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制閥，所述變?nèi)萘繅嚎s機(jī)具有可以在壓縮室內(nèi)移動(dòng)的活塞，所述壓縮室接納來自處于吸氣壓力下的吸氣區(qū)的氣體并將氣體排放到處于排出壓力下的排氣區(qū)中；具有曲軸箱壓力的充氣的曲軸箱室，活塞的移動(dòng)根據(jù)曲軸箱壓力改變，所述控制閥控制曲軸箱壓力，所述控制閥包括用于控制排氣區(qū)和曲軸箱室之間的氣體連通的排出壓力閥部分；與曲軸箱室分離的基準(zhǔn)室，其具有基準(zhǔn)壓力，通過氣體從排氣區(qū)到基準(zhǔn)室的流動(dòng)或通過氣體從基準(zhǔn)室到吸氣區(qū)的流動(dòng)來確定所述基準(zhǔn)壓力；壓敏部件，具有與在吸氣區(qū)處的氣體連通的吸氣壓力接收區(qū)和與在所述基準(zhǔn)室中的氣體連通的基準(zhǔn)壓力接收區(qū)，所述壓敏部件響應(yīng)于基準(zhǔn)壓力和吸氣壓力之間的壓差而移動(dòng)；將所述壓敏部件的運(yùn)動(dòng)與所述用于控制排氣區(qū)和曲軸箱室之間的氣體連通的排出壓力閥部分聯(lián)結(jié)的部件；和用于響應(yīng)于電信號而控制氣體從排氣區(qū)到基準(zhǔn)室的流動(dòng)氣體和氣體從基準(zhǔn)室到吸氣區(qū)的流動(dòng)中的至少一個(gè)的微閥裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制閥，還包括，與基準(zhǔn)室氣體連通的顯 微機(jī)械加工的壓力傳感器，其中，該壓力傳感器產(chǎn)生與基準(zhǔn)壓力相關(guān) 的電信號，所述壓力傳感器與所述微閥裝置整體地成形。
3. 如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，基準(zhǔn)室是一由剛性壁、壓 敏部件的基準(zhǔn)壓力接收區(qū)和微閥裝置裝配在其上的栓塞形成的封閉空 間。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，所述微閥裝置包括熱致動(dòng) 的微閥。
5. 如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，所述微閥裝置包括微滑閥。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制閥，其中，所述微滑閥包括引導(dǎo)部分 和導(dǎo)閥操作的滑閥部分。
7. 如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，所述微閥裝置包括先導(dǎo)式 操作的二通微導(dǎo)閥。
8. 如權(quán)利要求7的控制閥，其中，所述先導(dǎo)式操作的二通微導(dǎo)閥， 包括具有中間板層的多層板閥體，內(nèi)腔形成在中間板層上，所述閥體 限定與所述內(nèi)腔流體連通的進(jìn)口接頭出口接頭；布置在所述內(nèi)腔中的可移動(dòng)微閥元件，其可在第一位置和第二位 置之間移動(dòng)，當(dāng)所述可移動(dòng)微閥元件處于所述第一位置時(shí)，所述可移 動(dòng)微閥元件可操作地允許所述進(jìn)口接頭和所述出口接頭之間流體連 通，當(dāng)所述可移動(dòng)微閥元件處于所述第二位置時(shí)，所述可移動(dòng)微閥元 件可操作地阻擋所述進(jìn)口接頭和所述出口接頭之間的流體連通；和形成在可移動(dòng)微閥元件中的反饋端口 ，其可操作以相對于所述可 移動(dòng)微閥元件在所述第一位置和所述第二位置之間的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)可移動(dòng) 微閥元件的端部上的壓力。
9. 如權(quán)利要求8所述的控制閥，其中，所述可移動(dòng)微閥元件包括 限定凹口部分的滑閥阻塞部分，所述凹口部分可滑動(dòng)地接合滑閥梁， 所述滑閥梁附著于所述多層板閥體的鄰近所述中間板層的層上。
全文摘要
公開了一種用于控制變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的裝置。該裝置包括微閥操作的控制閥。還公開了一種用于控制流體流動(dòng)的微閥裝置和用作微閥的微滑閥裝置。
文檔編號F04B27/14GK101358589SQ200810095648
公開日2009年2月4日 申請日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者史蒂文·B·布思, 布萊迪·R·戴維斯, 杰弗里·O·錢斯, 杰弗里·R·尤貝爾, 愛德華·N·富勒 申請人:麥克羅斯塔克公司