CN1070988A

CN1070988A - 具有可变排气量机构的斜盘压缩机

Info

Publication number: CN1070988A
Application number: CN92103900A
Authority: CN
Inventors: 樋口辉夫
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1992-05-16
Publication date: 1993-04-14
Anticipated expiration: 2007-05-16
Also published as: US5277552A; JPH04342883A; EP0519598A1; DE69203043T2; DE69203043D1; AU5227193A; EP0519598B1; AU1606092A; AU646336B2; CA2068569C; CN1028891C; CA2068569A1; KR970001756B1; AU654095B2

Abstract

公开了一种有可变排气量机构的斜盘压缩机。它包括有一个具有多个气缸做于其上的气缸体和曲轴室的壳体。每个气缸配有由传动机构带动作往复运动的活塞，传动机构包括一个具有可调斜角表面的元件。该斜角由曲轴室压力控制，而曲轴室压力由一控制机构控制，它包括一连接曲轴室和吸气室的通道和控制该通道开闭的阀装置。阀装置包括一直接控制通道开闭的阀件及第一和二波纹管。第二波纹管接受排气室压力而不使排气室压力侵入通道，并连接于第一波纹管并施力于第一波纹管从而根据排气室压力变化改变第一波纹管的控制点。

Description

本发明涉及制冷压缩机，特别涉及斜盘压缩机，如用于汽车空调系统的带可变排气量机构的摆盘式压缩机。

图1表示了美国专利4，960，367号（授予Terauchi）所公开的一种具有可变排气量机构的摆盘式压缩机。仅为了解释方便，将图左侧称为前端，图右侧称为后端。

压缩机10包括具有气缸体21的柱形壳体组件20，在气缸体21一端的前端盖23，形成于气缸体21和前端盖23之间的曲轴室22，装在气缸体21另一端的后端盖24。前端盖23用多个螺钉101安装在气缸体21的曲轴室22的前面。后端盖24用多个螺钉102安装在气缸体21的另一端。阀板25安装在后端盖24和气缸体21之间。孔231开在前端盖23的中央用于支持传动轴26。传动轴26由位于孔231内的轴承30所支承。传动轴26的内端部由置于气缸体21的中央孔210内的轴承31可旋转地支承着。孔210伸展到气缸体21的后端面并在其中置有下面要讨论的阀控制机构19。

凸轮转40用销子261固定在传动轴26上并同传动轴26一起旋转。止推滚针轴承32置于前端盖23的后端面和凸轮转子40的相邻轴向端面之间。凸轮转子40包括有销子40从其上伸出的臂41。斜盘50邻近于凸轮转子40并包括传动轴26从其内通过的孔53。斜盘50包括有具有槽52的臂51。凸轮转子40和斜盘50用销子42连接起来，销子42插入槽52以形成铰链连接。销子42可在槽52内滑动以允许斜盘50相对于一个垂直于传动轴26纵轴线的平面的角度位置作用调整。

摆盘60通过轴承61和62可旋转地安装在斜盘50上。叉状滑块63附在摆盘60的外周端上并且可滑动地装在滑轨64上。滑轨64装在前端盖23和气缸体21之间。叉状滑块63防止摆盘60的转动，从而当凸轮转子40转动时摆盘沿滑轨64章动。气缸体21包括多个外周分布的气缸70，活塞71在其中作往复运动。每个活塞用一个相应的连杆72与摆盘60相连接。

后端盖24包括外周分布的环状吸气室241和位于中央的排气室251。阀板25位于气缸体21和后端盖24之间，它包括多个连接吸气室241和各气缸70的装有气门的吸气口242。阀板25还包括多个连接排气室251和各气缸70的装有气门的排气口252。吸气口242和排气口252中装设有如美国专利4，001，029号（授予Shimizu）所描述的适当的簧片阀。

吸气室241包括连接于外制冷回路（未示出）上蒸发器的入口241a。排气室251设有连接于制冷回路（未示出）上冷凝器的出口251a。在气缸体21和阀板25前表面之间，以及阀板25的后表面和后盖板24之间，分别设有密封垫圈27和28，以密封气缸21、阀板25和后端盖24的配合面。

再参见图2，阀控制机构19包括杯形壳体件191限定阀室192于其内。在壳体件191的外表面和孔210的内表面之间设有0形环以密封壳体件191和缸体21的配合面。在壳体件191的封闭端（图1和2的左面）做出多个孔19b使得曲轴室的压力可通过轴承31和缸体21之间的缝隙31a进入阀室192。波纹管193位于阀室192内，它根据曲轴室的压力作纵向伸缩。凸伸件193b附在波纹管193的前端，固定于做在壳体件191封闭端中心上的轴向凸伸19c上。阀件193a附在波纹管193的后端上。

包括阀座194a的柱体件194穿过阀板组件200的中心。阀板组件200包括阀板25，密封垫圈27和28，吸气簧片阀271和排气簧片阀281。阀座194a做在柱体件194的前端，固定在壳体件191的开口端。螺母100从柱体件194的后端拧在位于排气室的柱体件194上，将柱体件194固定在阀板组件200和阀扣环253上。接纳阀件193a的锥形孔194b做在阀座194a上，并与轴向做在柱体件194上的圆柱孔194c连接。结果，在锥形孔194b和圆柱孔194c之间的边界位置做出环形脊194d。致动杆195可滑动地置于圆柱孔194c内，从圆柱孔194c的后端稍为伸出，通过压缩弹簧196与阀件193a连接。压缩弹簧196平滑地将来自致动杆195的力传至波纹管193的阀件193a。致动杆195包括一个径向从致动杆195前端部外表面伸出并与致动杆195做成一体的环形凸缘195a。环形凸缘195a位于锥形孔194b内，通过与环形脊194d接触防止致动杆195的过分向后移动。0形环197c围绕致动杆195压缩安装，以密封圆柱孔194c和致动杆195的配合表面，以防止从排气室251来的致冷气体通过圆柱孔194c和杆195之间的缝隙侵入到锥形孔194b中。

阀座194a上做有径向孔151将锥形孔194b和做在缸体21上的管道152的一端连接起来。管道152包括凹穴152a，通过阀板组件200上的孔152再与吸气室242连接。提供曲轴室22和吸气室241之间连系的通道150是由缝隙31a，孔210，孔19b，阀室192，锥形孔194b，径向孔151，管道152和孔153联合起来做成的。

结果，通道150的开闭受控于波纹管193响应曲轴室压力而作的伸缩。

当压缩机工作时，传动轴26由汽车发动机通过电磁离合器带动旋转。凸轮转子40同传动轴26一起旋转。因此，斜盘50也旋转，它使摆盘60作章动。摆盘60的章动使活塞71在其各自的气缸70内作往复运动。当活塞71作往复运动，通过入口241a引入吸气室241的致冷剂气体通过吸气口242流入各气缸70并被压缩。被压缩的致冷剂气体从每个气缸70通过排气口252排入排气室251，并由此通过出口251a流入制冷回路。

根据蒸发器热负荷的变化或压缩机转速的变化调整压缩机容量以保持吸气室241压力不变。压缩机容量的调整是通过改变斜盘的角度，该角度决定于曲轴室相对于吸气室的压力。曲轴室相对于吸气室压力的增加，减小斜盘和摆盘的斜角，从而降低压缩机的容量。曲轴室相对于吸气室压力的减小，增大斜盘和摆盘的斜角，从而增加压缩机的容量。

现有技术压缩机的阀控制机构的目的是在控制压缩机的容量中保持蒸发器出口压力不变。阀控制机构19按以下方式工作。致动杆195推动阀件193a通过弹簧196使波纹管193压缩。致动杆195根据排气室251接受的压力而动作。因此，排气室251压力增加进一步将杆195推向波纹管193，从而增加波纹管193压缩的趋向。结果，压缩机排气量变化的控制点改变到保持蒸发器出口压力不变。也就是说，阀控制机构利用压缩机排气压力大致直接与吸气流率成正比的事实。由于致动杆195直接根据排气压力变化而运动并直接对波纹管193（控制阀元件）施加力，波纹管193工作的控制点移至一个十分直接依靠排气压力变化的状态。

在现有技术压缩机的阀控制机构的结构中，0形环围绕致动杆195压缩地安装于其上。因此，在阀控制机构19工作时杆195通过0形环197摩擦滑动。这使杆195在圆柱孔194c中的滑动受到0形环197和杆195之间的摩擦力的影响，从而形成如图8中所示的吸气室压力与排气室压力的关系。

参看图8，1₀线表示在理想情况下（即杆195在孔194c中作无摩擦滑动）吸气室压力与排气室压力之间的关系。1₁线表示在排气室压力升高阶段吸气室压力与排气室压力之间的关系。1₂线表示在排气室压力降低阶段吸气室压力与排气室压力之间的关系。1₁线平行于1₀线与其在横坐标上相距一个△Pd₁的距离，1₂线平行于1₀线与其在横坐标上相距一个△Pd₂距离。距离△Pd₁等于距离△Pd₂。

在排气室压力升高阶段，排气室压力将从理想情况的排气室压力升高△Pd₁以补偿195和0形环197之间产生的滑动摩擦力。需要有增量Pd₁以便将杆195置于杆195在理想情况下可达到的位置，以便获准得在理想情况时同样的吸气室压力。换句话说，为了获得吸气室压力Ps₀，排气室压力需要达到Pd₁。但是，在理想情况下，排气室压力为Pd₁时获得的吸气室压力为Ps₁。

另一方面，在排气室压力降低阶段，排气室压力将要从理想情况时排气室压力降低一个△Pd₂以补偿杆195和0形环197之间的滑动摩擦力。需要有减量△Pd₂以便将杆195置于杆195在理想情况下可达到的位置，以便获得在理想情况时间同样的吸气室压力。换句话说，为了获得吸气室压力Ps₀，排气室压力需要达到Pd₂。但是，在理想情况下，排气室压力为Pd₂时获得的吸气室压力为Ps₂。

如上所述，在排气室压力升高和降低阶段，吸气室理想情况下的压力可以在一定的排气室压力下取得，该排气室压力与理想情况下的排气室压力不同。结果，现有技术压缩机的阀控制机构并不能为压缩机容量调整时蒸发器出口压力的增加作出高灵敏度的补偿，以保持蒸发器出口压力不变。

本发明的目的是提供一种斜盘式活塞压机，它具有容量调整机构，能对压缩机容量调整时蒸发器出口压力的增加作出补偿。本发明的又一个目的是用一个控制机构保持蒸发器出口压力不变，该机构结简单，工作时反应直接而灵敏。

本发明一个实施例的斜盘压缩机包括有一个在其一端有前端盖在其另一端有后端盖的压缩机壳体。一个曲轴室和一个气缸体位于壳体中，多个气缸做在气缸体上。活塞可滑动地与每个气缸配合，由一个传动机构带动作往复运动。传动机构包括一个传动轴，一个连接于传动轴并与其一起旋转的传动转子，一个将转子与活塞传动连接并将转子的旋转运动转变为活塞的往复运动的连接机构。连接机构包括一个其一表面相对于一垂直于传动轴线的平面成一斜角的元件。该元件的斜角可以调整以改变活塞往复运动的行程长度从而改变压缩机的容量或排气量。后端盖围绕以一吸气室及一排气室。一个通道提供曲轴室和吸气室之间的流体连通。一个斜角控制装置支持于压缩机中，根据曲轴室压力相对于吸气室压力的变化控制连接机构元件的斜角。

一个阀控制机构包括一个根据曲轴室压力作纵向伸缩的第一波纹管和一个附于第一波纹管一端以开闭通道的阀元件。阀控制机构还包括一个第二波纹管，它根据排气室压力作反应作纵向移动，从而根据排气室压力变化对阀元件施加一个力并使其移动以改变第一波纹管的控制点。

附图简介：

图1表示现有技术的摆盘式制冷压缩机的垂直纵向剖视图。

图2表示图1中所示的阀控制机构的局部放大剖视图。

图3表示本发明第一实施例的摆盘式制冷压缩机的垂直纵向剖视图。

图4表示图3中所示的阀控制机构的局部放大剖视图。

图5表示一个与图4相似的剖视图，表示了本发明第二实施例的阀控制机构。

图6表示图5所示的阀控制机构的部分分解图。

图7表示本发明第三实施例的摆盘式制冷压缩机的垂直纵向剖视图。

图8表示一个说明图1现有技术压缩机工作时吸气室压力和排气室压力之间的关系的曲线图。

图3和4表示本发明的第一实施例。在图中，同样的数字用来标示与图1和2中相同的零件。另外，仅为便于解说，图左侧称为前端，图右侧称为后端。

在第一实施例的阀控制机构190的结构中，辅助的杯形波纹管198用例如磷青铜的弹性材料制成，置于排气室251中。辅助波纹管198的一个开口端用例如钎焊的方法气密连接于圆柱孔194的后端面上。辅助波纹管松开时的轴向长度设计成当环形凸缘195a与环脊194d接触时，致动杆195的后端表面和辅助杯形波纹管198下部的内表面可以无压缩接触。此外，波纹管198的有效压力接受面积设计成等于图1和图2所示现有技术致动杆195的有效压力接受面积。

由于制冷回路抽空后被充填以致冷剂，辅助波纹管198的内部空间就充满了压缩机的充填致冷剂。一旦压缩机开始工作，从曲轴室22流过阀件193a和锥形孔194b之间的缝隙的致冷剂，通过致动杆195的外周面和圆柱孔194c内周面之间的缝隙被引入辅助波纹管198的内部空间，而致冷剂气体从排气室251到锥形孔194b的入侵就被防止。

当进行压缩机容量控制时，辅助波纹管198响应排气室251中接受的压力作轴向收缩，从而推动致动杆195通过弹簧196与波纹管193接触。因此，排气室251内压力的增加进一步使辅助波纹管198收缩，使致动杆195进一步向波纹管193移动，从而增加波纹管193收缩的趋向。结果压缩机排气量变化的控制点被移至保持蒸发器出口压力不变。

根据本实施例，围绕致动杆195压缩安装的0环形可以去除，而致冷剂气体从排气室251通过圆柱孔194C和杆195之间的缝隙到锥形孔194b的入侵可以防止。因此，在现有技术压缩机中所引起的前述缺点可以消除。

图5表示本发明的第二实施例。在这个实施例中，取消了图1至4中所示致动杆195和弹簧196。辅助杯形波纹管199用例如磷青铜的弹性材料做成，压缩地置于环脊194d的侧壁和做在阀件193a后端上的锥形凹陷的底端面之间。辅助波纹管199的一个开口端用例如图6所示的钎焊法气密地连接于环脊194d的侧壁。因此，压缩机工作时，排气室251内的致冷剂气体通过圆柱孔194c引入辅助波纹管199的内部空间，而从曲轴室22流出通过阀件193a和锥形孔194b之间的缝隙的致冷剂气体并不入侵排气室251。根据本实施例，可取得一个结构简单的阀控制机构。

当进行压缩机容量控制时，辅助波纹管199响应排气室251内的接受压力作轴向膨胀，从而直接推动阀件与波纹管193接触。因此，排气室251压力的增加使辅助波纹管199作进一步的轴向膨胀，使阀件193a进一步向波纹管193移动，从而增加接触波纹管193的趋向。结果，排气量变化的压缩机控制点被移至保持蒸发器出口压力不变。

此外，波纹管199的有效压力接受面积设计成成等于图1和2的现有技术致动杆的有效压力接受面积。

另外还有，在本实施例中还可以用两轴向端都开口的波纹管，只要两轴向开口端分别气密连接于阀件193a的凹陷193b的底端面和环脊194d的侧壁，或者两轴向开口端可分别保持与阀件193a的凹陷193b的底端面和环脊194d的侧壁配合接触，从而能够有效地防止致冷剂气体从辅助波纹管199的内部空间泄漏到锥形孔194b中去。

第二实施例的阀控制机构190′除了上述方面以外与第一实施例的阀控制机构190相同，故不对其作进一步解说。

图7表示本发明的第三实施例，其中相同的数字用来标示与图3和4相同的零件。在第三实施例中，用于放置阀控制机构190″的空穴220做在气缸体21的中央部分并与可旋转地支持传动轴26的孔210分隔开。孔19b将阀件192同设于空穴220前端的空间221连通。将曲轴室22连于径向孔151的通路163也是做在气缸体21上。因此，连接曲轴室22和吸气室241的通道160是将通路163，径向孔151，锥形孔194b，阀件192，孔19b，空间221，通路162和孔153联合起来组成的。结果，通道160的开闭是由波纹管193响应吸气室压力的伸缩来控制的。

本发明已联系优先实施例加以详细描述。但是，这些实施例只是作为例子而本发明并不受其限制。应当理解，本领域的技术人员可以在由权利要求书所限定的本发明的范围内很容易地作出其他变化和修改。

Claims

1、一种制冷压缩机，它包括一个具有装设多个气缸的气缸体的压缩机壳，一个位于上述气缸体一端并包围一个上述气缸体内的曲轴室的前端盖，可滑动地配合于每个上述气缸内并由一个传动机构带动作往复运动的活塞，该传动机构包括一个连接于一传动轴的转子，一个具有一个可调整地连接于上述转子的斜面并具有一个相对于一垂直于上述传动轴的轴线的平面的可调整斜角的可调整斜盘，用于将上述斜盘运转连接于上述活塞从而使上述传动轴、转子和斜盘的旋转带动上述活塞在上述气缸中作往复运动的连接装置，上述斜角响应上述曲轴室压力为改变上述压缩机容量而作的改变而改变，一个位于上述气缸的相对于上述前端盖的一端并限定一个吸气室和一个排气室于其中的后端盖，一个将上述吸气室与上述曲轴室连接起来的通道和一个控制上述通道开闭的阀控制装置，上述阀控制装置包括一个主要响应上述曲轴室中的压力作纵向伸缩的第一波纹管和一个附于上述第一波纹管的一端开闭上述通道的阀件，

其特征在于，

上述阀控制装置还包括一个接受排气室压力的第二波纹管，它根据上述排气室压力的变化作纵向移动，从而施力于并移动上述阀件，以改变上述第一波纹管的控制点。

2、如权利要求1之制冷压缩机，其特征在于，上述阀控制装置还包括一个柱体件，它具有一个相邻于上述阀件的第一端和一个上述第二波纹管的一端与其闭封连接从而防止排气室压力侵入上述通道的第二端，以及一个可滑动地置于上述柱体件内并将力从上述第二波纹管传给上述阀件的致动杆。

3、如权利要求1之制冷压缩机，其特征在于，上述阀控制装置还有一个孔，其第一端面对上述阀件，其第二端面对上述排气室，上述第一端连通地连接于上述第二波纹管的一端，上述第二波纹管的另一端与上述阀件接触，从而排气室压力通过该孔被引入上述第二波纹管。

4、如权利要求3之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管的另一端是封闭的。

5、如权利要求3之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管的另一端密封地连接于上述阀元件。

6、如权利要求3之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管的另一端与上述阀件压缩接触。

7、如权利要求1之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管用磷青铜制成。

8、一种制冷压缩机，它包括一个具有装设多个气缸的气缸体的压缩机壳，一个位于上述气缸体一端并包围一个上述气缸体内的曲轴室的前端盖，可滑动地配合于每个上述气缸内并由一个传动机构带动作往复运动的活塞，该传动机构包括一个连接于一传动轴的转子，一个具有一个可调整地连接于上述转子的斜面并具有一个相对于一垂直于上述传动轴的轴线的平面的可调整斜角的可调整斜盘，用于将上述斜盘运转连接于上述活塞从而使上述传动轴、转子和斜盘的旋转带动上述活塞在上述气缸中作往复运动的连接装置，上述斜角响应上述曲轴室压力为改变上述压缩机容量而作的改变而改变，一个位于上述气缸的相对于上述前端盖的一端并限定一个吸气室和一个排气室于其中的后端盖，一个将上述吸气室与上述曲轴室连接起来的通道和一个控制上述通道开闭的阀控制装置，上述阀控制装置包括一个主要响应上述吸气室中的压力作纵向伸缩的第一波纹管和一个附于上述第一波纹管的一端开闭上述通道的阀件，

其特征在于，

9、如权利要求8之制冷压缩机，其特征在于，上述阀控制装置还包括一个柱体件，它具有一个相邻于上述阀件的第一端和一个上述第二波纹管的一端与其闭封连接从而防止排气室压力侵入上述通道的第二端，以及一个可滑动地置于上述柱体件内并将力从上述第二波纹管传给上述阀件的致动杆。

10、如权利要求8之制冷压缩机，其特征在于，上述阀控制装置还有一个孔，其第一端面对上述阀控制装置还有一个孔，其第一端面对上述阀件，其第二端面对上述排气室，上述第一端连通地连接于上述第二波纹管的一端，上述第二波纹管的另一端与上述阀件接触，从而排气室压力通过该孔被引入上述第二波纹管。

11、如权利要求10之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管的另一端是封闭的。

12、如权利要求10之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管的另一端密封地连接于上述阀元件。

13、如权利要求10之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管的另一端与上述阀件压缩接触。

14、如权利要求8之制冷压缩机，其特征在于，上述第二波纹管用磷青铜制成。

15、一种制冷压缩机，它包括：

一个在其内做有多个气缸的壳体;

一个位于上述壳体一端并与上述壳体一起形成一个曲轴室的前端盖;

多个配合于上述气缸内的活塞;

用于使上述活塞在上述气缸内作往复运动的传动装置;

一个位置与上述壳体上的上述前端盖相对并限定一个吸气室和一个排气室的后端盖;以及

用于调整压缩机容量的容量变化装置，它包括：

一个将吸气室与曲轴室连接的通道，和

用于调节上述通道的阀控制装置，上述阀控制装置包括一个有一个阀件附于其上以开闭上述通道的第一波纹管，和一个响应排气室压力以根据排气室压力调整上述第一波纹管控制点的波纹管装置。

16、如权利要求15之制冷压缩机，其特征在于，上述波纹管装置包括一个接受排气室压力的第二波纹管和一个杆，其一端连接于上述阀件而另一端与上述第二波纹管接触，从而上述第二波纹管的运动被传递给上述阀件。

17、如权利要求15之制冷压缩机，其特征在于，上述波纹管装置包括一个接受排气室压力并有一端与上述阀件接触的第二波纹管，和一个用于供应排气室压力给上述第二波纹管的孔，从而上述第二波纹管的运动直接传递给上述阀件。

18、如权利要求15之制冷压缩机，其特征在于，上述第一波纹管响应上述曲轴室内的压力。

19、如权利要求15之制冷压缩机，其特征在于，上述第一波纹管响应上述吸气室内的压力。