CN1031356C - 具有可变排量机构的斜盘式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具可变排量机构的斜盘式压缩机，包括一壳体，壳体包括一带有多个气缸的气缸体和一曲柄腔，每一气缸内有一个由驱动机构驱动往复运动的活塞。驱动机构包括一可旋转地支撑在壳体内的驱动轴，一个固定在该轴上的凸轮转子和一个倾斜角可调的斜盘，一个紧靠斜盘的摇摆盘，将驱动轴、转子和斜盘的转动转化为活塞的往复运动。一个铰接机构铰连斜盘臂与转子臂，以改变斜盘的倾斜角，一个钢制的减少磨损件位于铸铁制成的转子臂与钢斜盘臂之间，从而有效地减少了转子臂摩擦表面的不正常磨损。

Description

具有可变排量机构的斜盘式压缩机

本发明涉及一种致冷压缩机，特制涉及的是一种斜盘式压缩机，诸如摇摆盘式压缩机，这种摇摆盘式压缩机具有可变排量机构，适用于汽车空调系统。

在日本专利申请(NO.1—142277)中公开了一种适用于汽车空调系统的具有可变排量机构的斜盘式致冷压缩机，其压缩机的压缩比是通过改变摇摆盘倾斜表面的倾斜角来控制的。调节摇摆盘的倾斜角度，使吸入压力随着吸入腔和曲柄腔之间的压差变化而保持恒定。

参照图1，压缩机10包括含有气缸21的圆简形壳体组件20，设置在气缸体21一端的前端板23，气缸体21和前端板23之间所形成的曲柄腔22，以及安装在气缸体21另一端的后端板24，前端板23通过一组螺栓101固定在气缸体21的一端。后端板24通过一组螺栓102固定在气缸体21的相对端。阀板25装在气缸体21与后端板24之间，前端板23所形成的中心孔231中装有轴承30，驱动轴26由轴承30支撑。驱动轴26的内端由安装在气缸体21中心孔210之内的轴承31旋转地支撑着。孔210延伸至(图1中的右方)气缸体21的后端表面，其中容纳着控制机构19。

凸轮转子40通过销261固定在驱动轴26上并随驱动轴26旋转。在前端板23的内端表面与贴近凸轮转子40的轴端表面之间装有止推滚针轴承32。斜盘50邻接凸轮转子40，并开有孔53，驱动轴26穿过孔53。

参照图2、图3，斜盘50包括臂51，臂51有第一轴端面51a和第2轴端面51b。凸轮转子40包括臂41，臂41包括第一和第二圆柱形凸出部分411和412，凸出部分411，412从臂41未端部分的相对端面轴向伸出。臂41的未端部分开有轴向孔413。销轴42包括轴体部分42a和端头部分42b两部分，其端头部分42b直径大于轴体部分42a的直径。销轴42轴体部分42a松动地穿过臂51上的槽52。用力迫使销轴42的轴体部分42a嵌入凸轮转子40臂41的孔413中，使销轴42轴体部分42a固定在该孔413中。弹性挡环43固定地安装在与端头部分42b相对的轴体部分42a的另一端上。凸轮转子40的臂41，销轴42和斜盘50的臂51上的槽52形成铰接机构。销轴42可在槽52中滑动以使斜盘50相对驱动轴26纵轴方向的角度得以调节。斜盘50之臂51的轴向运动由销轴42的端头部分42b和凸轮转子40臂41的圆柱形凸出部分412所限制。凸轮转子40的臂41由铸铁制作。而销轴42和斜盘50的臂51由钢制作。

摇摆盘60通过轴承61和62可旋转地安装在斜盘50上。叉形滑动件63通过销件64贴在摇摆盘60的外周端，并滑动地安装在滑轨65上，滑轨65位于前端板23与气缸体21之间。叉形滑动件63防止摇摆盘60的转动。当凸轮转子40转动时，摇摆盘60沿滑轨65章动。气缸体21包括一组沿其周边布置的气缸腔70，一组活塞71在这些气缸腔70中往复运动。每一活塞71都通过相应的连接杆72与摇摆盘60连接。

一对由聚四氟乙烯制作的无缝活塞环73安置在活塞71外周表面上。活塞环73防止了铝合金活塞71与铝合金气缸体21两者之间由于摩擦而引起的磨损，也避免了活塞71和气缸70内表面之间的任何直接接触。

后端板24包括沿周边布置的环形吸入腔241和位于中心部位的排出腔251。阀板25位于气缸体21和后端板24之间，阀板25包括一组装有阀的入口242，该入口242将吸入腔241与相应的气缸70连通。阀板25还包括多个装阀的出口252，出口252将排出腔251与相应的气缸70连通。入口242和出口252上装有合适的簧片阀，这种阀在美国专利NO.4011029中公开了。

吸入腔241包括进口241a，进口241a与一个外部冷却系统(未示出)的蒸发器(未示出)相连。排出腔251具有一个出口251a，该出口251a与上述冷却系统(未示出)的冷凝器(未示)相连。衬垫27和28分别装在气缸体21和阀板25的内表面之间及阀板25的外表面和后端板24之间。衬垫27和28将气缸体21，阀板25和后端板24三者间的配合表面密封。衬垫27、28和阀板25构成阀板组件200。

第一连接通道将曲柄腔22与吸入腔241之间连通，并在气缸体21之内形成。第一连接通道包括阀控制机构19，阀控制机构19又包括杯形壳191，在该杯形壳内形成阀腔192。O型密封圈19a装在壳191的外表面与孔210的内表面之间，用来密封壳191与气缸体21的配合表面。在杯形壳191的封闭端(图1中的左边)形成一组孔19b，以使得曲柄腔压力通过延伸在轴承31和气缸体21之间的缝隙31a与阀腔192的压力沟通。杯形板194的中心开有孔194a，并固定到杯形壳191的开口端。波纹管193装在阀腔192之内，并随曲柄腔压力变化纵向地伸缩。波纹管193的前端(图1中的左端)与壳191的封闭端固联。阀件193a装在波纹管193的后端(图1中的右端)，从而可选择地控制孔194a的关闭和开启。阀腔192和吸入腔241通过孔194a、孔210的中心部分211，气缸体21上所形成的管道195和阀板组件200上所形成的孔196连通。阀定位器15通过螺栓151固定在阀板组件200的后端面上。

连接通道18是一个从气缸体21前端面至阀定位器15后端面纵向开设的孔，是在气缸体上开设的第二连接通道，且以沟通排出腔251与曲柄腔22。连接通道18控制从排出腔251至曲柄腔22的致冷气体的流量。连接通道18的大直径管道部分181有滤筛182，起节流作用的毛细管183，固定在连接通道18之内，并和滤筛182相联接，用来减小从排出腔251至曲柄腔22的致冷气体的压力。

压缩机10工作时，车辆的发动机(未示出)通过电磁离合器300驱动轴26转动，凸轮转子40随驱动轴26转动，带动斜盘50转动。斜盘50的转动引起摇摆盘60章动，摇摆盘60的章动引起活塞71在各自的气缸70中往复运动。随活塞71的往复运动，通过进口241a引入吸入腔241的致冷气体，经过入口242吸入到气缸70中，然后被压缩。经压缩的致冷气体通过相应的出口252，从气缸70排放到排出腔251，然后通过出口251a进入到外部的冷却系统。排出腔251中的一部分排出的致冷气体通过连接通道18连续地流入曲柄腔22，连接通道18的毛细管183使压力降底。

阀控制机构19响应曲柄腔22的压力变化。当曲柄腔22中的压力起过预定值时，波纹管193收缩，通孔194a开启。孔194a的开度是通过曲柄腔22和吸入腔241之间的压力传导决定。其结果是，斜盘50的倾斜角达到最大值，使压缩机排量达到最大。然而，当曲柄腔22中的压力小于预定值时，孔194a由贴在波纹管193上的阀件193a关闭，从而中断了曲柄腔22与吸入腔241间的连通。其结果是，斜盘50的倾斜角由曲柄腔22中的压力变化控制，从而改变了压缩机的排量。

关于铰接机构，销轴42轴部分42a的外周表面与臂51的槽52内壁摩擦地相互滑动。此外，臂51的第一轴向端面51a和臂41的第二圆柱形凸出部分412的轴向端面也产生了相互的摩擦滑动；臂51的第二轴向端面51b与销轴42的端头部分42b的内端表面也产生相互摩擦滑动。

因为销轴42和斜盘50之臂51由钢制成，销轴42的轴部分42a的外周表面与臂51上槽52的内臂之间的互相滑动摩擦是硬金属对硬金属的摩擦接触，并且臂51的第二轴向端表面51b与销轴42端头部分42b内端表面的互相滑动摩擦也是硬金属对硬金属的摩擦接触。因此，销轴42与斜盘50之臂51之间的相互摩擦接触不会引起销轴42与臂51两者中任何一个摩擦接触面上的不正常磨损。

另一方面，臂51的第一轴向端面51a和臂41的第二圆柱形凸出部分412的轴向端面之间相互滑动摩擦是硬金属对软金属的摩擦接触。在压缩机工作期间，第二圆柱形凸出部分412的轴向端面非均地磨掉，这是因为第二圆柱形凸出部分412的一部分轴向端面(图4所示)比其余部分更频繁地在斜盘50之臂51的第一轴向端面51a上摩擦滑动。从而使凸轮转子40和斜盘50之间的铰接机构的寿命不正常地减少。

因此，本发明的目的是提供一种可变排量斜盘式压缩机，这种压缩机的斜盘和凸轮转子之间具有一个经久耐用的铰接机构。

根据本发明所提供的可变排量斜盘式压缩机，包括一个压缩机壳体，压缩机壳体包围着在该壳体中形成的一个曲柄腔、一个吸入腔和一个排出腔。压缩机壳体包括一个气缸体，该气缸体具有多个在其上所形成的气缸。每个气缸中装配一个可滑动的活塞。一驱动机构与活塞相连，使活塞在气缸中往复运动。驱动机构包括一个可旋转地支撑在壳体内部的驱动轴。一个固联于该驱动轴上的凸轮转子，以及一个联接装置，该联接装置可驱动地将凸轮转子与活塞联接，从而使凸轮转子的旋转运动变换为活塞的往复运动。

所述的联接装置包括一个斜盘，斜盘有一个表面，该表面与垂直于驱动轴的平面有一可调整的倾斜角。斜角的倾斜角的调整，可使压缩机的容量变化。在壳体内设有一个通道，用于沟通曲柄腔与吸入腔中的流体流动。一个由调整倾斜角来改变压缩机容量的容量控制装置。

所述的凸轮转子通过铰接机构与斜盘联接，从而使斜盘的倾斜度变化。所述的铰接机构包括减少磨损装置，该减少磨损装置能够减少凸轮转子与斜盘摩擦接触面的磨损。

图1是根据现有技术所提供的一个具有可变排量机构的摇摆盘式致冷压缩机的纵向剖示图。

图2是图1所示的凸轮转子与斜盘间的铰接机构的侧视图。

图3是沿图2中3—3线的放大剖面图。

图4是图1所示铰接机构的部分平面示意图。

图5是类似图3的本发明带有可变排量机构摇摆盘式致冷压缩机第一实施例关键部分的示意图。

图6是类似于图3的本发明带有可变排量机构摇摆盘式致冷压缩机第二个实施例关键部分的示意图。

图7是一个类似于图4的示意图，示出了图6所示凸轮转子与斜盘间的铰接机构。

参阅附图对本发明实施例作进一步描述。

图5示出了按本发明具有可变排量机构的摇摆盘式致冷压缩机的第一实施例关键部分。在图中，相同标号代表图1—4中的相同元件，故不再重复说明。

参照图5，销轴42′松动地穿过槽52。靠用为嵌入使销轴42固定地容纳在凸轮转子40之臂41的孔413中。环形法兰42′和销轴42′的外圆周表面为一体并从该外圆周表面径向向外延伸，所述的环形法兰42′a位于凸轮转子40的臂41与斜盘50的臂51之间。环形法兰42′a与凸轮转子40的臂41一起运动。弹性档圈44固定在销轴42′上、与弹性挡圈43相对的另一端区域上。斜盘50之臂51的轴向运动受到了弹性挡圈44和销轴42′的环形法兰42′a的限制。

在本发明的第一实施例中，当压缩机工作时，凸轮转子40之臂41的第二圆柱形凸出部分412的轴向端面，经过与凸轮转子40之臂41一起运动的环形法兰42′a在斜盘50之臂51的第一轴向端面51a上滑动。因此，在压缩机工作期间，铰接机构中不存在硬金属和软金属的摩擦接触，从而有效地避免了转子40与斜盘50间的铰接机构的磨损所引起的寿命缩短。

图6示出了按本发明的具有可变排量机构摇摆盘式致冷压缩机第二实施例的关键部位。在图中，相同标号代表图1—4中的相同部件，在此不再重复。

图6中，轴套45上有一个径向环形法兰45a，轴套45松动地安装在销轴42的轴部分42a上。轴套45还松动地穿过斜盘50的臂51上的槽孔52。轴套法兰45a松动地设置在斜盘50之臂51的第一轴向端面51a与凸轮转子40之臂41的第二圆柱形凸出部分412的轴向端面之间。从而轴套45可围绕销轴42旋转。环形法兰45a的外周表面从转子40之臂41的第二圆柱形凸出部分412的外周表面径向向外延伸。斜盘50之臂51的轴向穿动受销轴42的端头部分42b和转子40之臂41的限制。

第二实施例中，当压缩机工作时，因为轴套45可绕销轴42转动，所以轴套45的环形法兰45a的一端表面在第二圆柱形凸出部分412的轴向端面上均匀地摩擦滑动。由此，凸轮转子40之臂41的第二圆柱形凸出部分的整个轴向端面只会产生轻微的均匀磨损，如图7中的B所示。故斜盘50与转子40之间铰接机构因磨损而引起的寿命降底可有效地避免。

本发明已通过所选实施例进行了细致的描述，这些实施例仅仅是一些例子，本发明并不局限于此。该技术领域技术人员清楚地知道，在权利要求书所述的本发明范围内可以容易地作出多种变换变更的实施形式。

Claims (4)

1.一种具有可变排量机构的斜盘式压缩机，包括：一个压缩机壳体，该压缩机壳体包围着在该壳体中所形成的一个曲柄腔、一个吸入腔和一个排出腔，所述的压缩机壳体包括一个气缸体，气缸体有多个在该气缸体内所形成的气缸，每个所述的气缸内有一可滑动的活塞，一驱动机构与所述活塞连接，从而驱动活塞在气缸内往复运动，所述的驱动机构包括一个旋转地支撑在所述壳体内的驱动轴，一个固联于所述驱动轴上的凸轮转子以及联接装置，所述的联接装置将所述的凸轮转子驱动地和所述活塞联接，使凸轮转子的旋转运动转化为活塞的往复运动；所述的联接装置包括一个斜盘，斜盘具有一个表面，该表面与垂直于驱动轴的平面间具有可调整的倾斜角，调整该倾斜角便引起压缩机容量的变化，在所述壳体内形成一通道，使所述曲柄腔和吸入腔的流体相通，以及连接到所述通道的容量控制装置，所述容量控制装置通过调整斜盘的倾斜角度使压缩机容量发生变化，所述凸轮转子通过铰接机构与所述斜盘联接，从而使所述斜盘的倾斜度变化，其特征在于：

所述的铰接机构包括，减少磨损装置，该减少磨损装置能够减少所述凸轮转子与所述斜盘摩擦接触面之间的磨损，至少该凸轮转子或该斜盘中之一由软金属制成。

2.按权利要求1所述的斜盘式压缩机，其特征在于所述的铰接机构包括在所述凸轮转子上所形成的第一个臂部分和在所述斜盘上所形成的第二个臂部分，所述的第二个臂部分包括一个槽孔，一个销轴穿过该槽孔，所述的销轴可沿所述的槽孔滑动，并与所述的第一个臂部分固联。

3.按权利要求2所述的斜盘式压缩机，其特征在于：所述的减少磨损装置包括一个环形法兰件，该环形法兰件与所述销轴的外周表面为一整体，并从该外周表面径向外伸，该环形法兰位于所述的第一和第二臂部分之间。

4.按权利要求2所述的斜盘式压缩机，其特征在于：所述的减少磨损装置包括一个环形圆柱件，该环形件松动地安装在所述的销轴上，并松动地伸入所述槽孔中，所述的环形圆柱件还包括一个环形法兰，该环形法兰从该环形圆柱件的一端轴端径向外伸，这样使环形圆柱件松动地设置所述的第一和第二个臂之间。

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