CN1078932C - 活塞式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种活塞式压缩机，其中凸轮盘在机壳内限定出的曲柄室对于驱动轴上安装成能与其成整体转动。与此凸轮盘相连接的活塞则随着凸轮盘的转动在和驱动轴平行延伸的气缸内往复运动，将含雾状润滑油的制冷气体压缩排出。制冷气体在机壳内循环到达曲柄室，润滑油则从驱动轴附近供给于需要润滑的部件。油盘设于机壳的外壳中来贮留润滑油。回收通路连通油盘与曲柄室，使曲柄室内的润滑油流入并贮于油盘内。导向通路使此贮留的润滑油借自重导引到驱动轴附近。

Description

活塞式压缩机

本发明涉及活塞式压缩机，更详细地说涉及活塞式压缩机内部的润滑机构。

在通过活塞的往复运动将制冷气体压缩排出的压缩机中，安装在驱动轴上的斜盘、摆动凸轮等凸轮盘是经由滑瓦与活塞作可动连接的。此种凸轮盘安装在曲柄箱内，与驱动轴成整体作高速旋转。凸轮盘将驱动轴的旋转变换为气缸内活塞的往复运动。

下面以斜盘式压缩机为例进行说明，斜盘通过铰接件相对于凸轮盘作滑动接触，而滑瓦也构成为相对于斜盘滑动。因此，一旦在滑动接触部件间出现有润滑不充分现象，就会因发生摩擦而妨碍压缩机作良好运转。为了防止这种现象，当制冷气体在压缩机内部移动时，用混入制冷气体中的雾状润滑油来润滑各个部件。用过的润滑油则回收到油盘内，而再度循环供给于曲柄室中。

美国专利USA3999893公开了一种活塞式压缩机，当收入管中的制冷剂气体流进压力通道时，制冷剂气体中的制冷剂与油的惯性力不同而分离成制冷剂和润滑油，该分离的润滑油流进油室中，油室通过管与低压通道相通，雾状润滑油在压缩机壳内循环而到达曲柄室，并通过导向通道等供给驱动轴附近的输油区域，由此供给需要润滑的各个部分。

在1979年2月26日申请并于1980年9月2日公开的实用(公开)昭55-123679号公报中，公开了上述的压缩机。此压缩机在机箱101的下部备有油盘102。借助与驱动轴103转动同步开动的次摆线泵104，从油盘102将润滑油通过给油通路105上汲到曲柄室106内。

上述压缩机当停止运转放置时，制冷气体即液化而贮留于曲柄室106内。但由于油盘102配置在机箱下部，液化的制冷剂即借自重而流入油盘102内。液化的制冷剂由于其比重较润滑油的大，就会在油盘102内沉积于润滑油之下而贮留于油盘102的底部。给油通路105由于是在油盘102下开口，当压缩机起动时，便只是贮留于油盘102底部的液化制冷剂才供给到曲柄室106内。当把液化的制冷剂供给于压缩机内转动的部件和滑动的部件上时，附着于这些部件上的润滑油便受冲洗而流掉。由此便造成这些部件的润滑不充分，引起因摩擦导致的压缩机运转不良和轴承的变质等不适情形。

为了防止出现上述情形，可以考虑使给油通路105在油盘102的上部开口。但在这种结构之中，当油盘102中所贮留的润滑油少时，就不能将润滑油汲上，而与上述情况相同，使压缩机内部部件发生摩擦。

随着最近压缩机中的多气缸化，作用到驱动轴上的多个气缸的压缩反作用也增大，从而驱动轴周围的转动部件、滑动部件的润滑与冷却就更为重要。例如在可变容量型的单头活塞式压缩机中，为了调节容量，需要正确地调整曲柄室内的压力。于是，曲柄室不与外部制冷剂的回路相连。这样，所谓把润滑油供给于曲柄箱内，当着是从压缩室将雾状的润滑油借窜缸混合气输送时，也仅仅是在曲柄室中压力调整时通过从排出腔导入制冷剂来进行。此外，当压缩机从最小容量运行变换到最大容量运行时，由于曲柄室内的制冷气体排放到吸入腔，润滑油的一部分会与制冷气体一起排放到外部。因此，曲柄室内的润滑油量会减少，导致各部分的润滑不充分。

此外，在前侧的轴承部和密封部的后部由于存在大型的凸轮盘，此凸轮盘会带来干扰，成为一种难以使润滑油到达轴承部的结构。因此轴承部与密封部将会出现润滑与冷却均不充分的结果，使轴承的性能降低同时使密封部产生疲劳。

本发明的主要目的在于提供使用寿命长的压缩机。与此有关，本发明的目的即在于提供能在曲柄箱内保持良好润滑状态的活塞式压缩机。

本发明的另一个目的则在于提供备有制造简单的油盘的活塞式压缩机。

为了实现上述目的，本发明公开了一种活塞式压缩机，它包括在机壳内限定出的曲柄室内安装于驱动轴上能与其成整体转动的凸轮盘，以及与此凸轮盘相连接、随着此凸轮盘的转动而在与上述驱动轴平行延伸的气缸内作往复运动、将含有雾状润滑油的制冷气体压缩而排出的活塞；此制冷气体则在上述机壳内循环而到达曲柄室内，已液化的润滑油从曲柄室通过回收通路而回收到油盘内，贮留于油盘内的润滑油借助自重由导向通道供给于驱动轴附近的输油区域中，再从此输油区域中输送给需要润滑的各种部件，所述导向通路具有向油盘内开口的第一端和向输油区域开口的第二端，其特征在于：比重较上述润滑油大的液化制冷剂沉入润滑油下方地贮留于上述油盘的底部，上述导向通路的第一端设置于液化制冷剂的最高液面的上方。

在本发明的活塞式压缩机中，活塞则与凸轮盘连接，伴随着凸轮盘的转动而在取与驱动轴相平行延伸的气缸内作往复运动，压缩并排送出含雾状润滑油的制冷气体。此制冷气体于机壳内循环而到达曲柄室内，润滑油即从驱动轴附近供给于需要润滑的各种部件。油盘设于机壳的外壳中，用来贮留润滑油。设有与油盘和曲柄室两者通连的回收通路，使曲柄室内的润滑油流入并贮存于油盘内。还设有导向通路，使贮存于油盘内的润滑油借自重而导引到驱动轴的附近。

下面简单说明本发明的附图。

图1是示明本发明的第一实施例的活塞式压缩机的横剖面图。

图2是沿图1中2-2线的剖面图，其中特别示明了贮留于油盘内的润滑油的液面高度。

图3是在图1所示的压缩机中示明斜盘倾角成为最小时的状态的横剖面图。

图4是示明本发明的第二实施例的活塞式压缩机的横剖面图。

图5是沿图4中5-5线的横剖面图。

图6是示明先有技术中压缩机的横剖面图。

下面详述本发明。

第一实施例

现在根据图1～3来说明本发明的第一实施例。在本实施例中，压缩机的驱动轴通过电磁离合器与发动机等的驱动源相连。此外，本发明也可在无离合器类型的压缩机中实施。还有，在本实施例中作为将驱动轴的转动变换为活塞的直线式行程的凸轮盘采用的是斜盘式的，但也可采用摆动斜盘式的摆动凸轮。

如图1与图2所示，在气缸体11的前端面上直接与前机壳12相连，而在其后端面上则通过阀板14与后机壳13接合。用一批贯穿螺栓15将前机壳12与后机壳13紧固到气缸体11的两个端面上，形成机箱。

驱动轴16通过一对径向轴承17、18以及一对止推轴承24、43支承于气缸体11以及前机壳12之上。在驱动轴16的前端与前机壳12之间设有唇状自紧油封19。

与气缸体11相平行设置有多个气缸孔20。在各个气缸孔20的内部设有可滑动的单头型活塞21。曲柄室22则形成在气缸体11与前机壳12之间。

凸轮盘23在曲柄室22内安装成可与驱动轴16成整体地转动。凸轮盘23的前端面经由止推轴承24支承于前机壳12的内面。支承臂25突出地设置于凸轮盘23之上，在其前端形成有一对细长的导向孔26。

大致呈圆盘状的斜盘27装配成相对于驱动轴46可作倾斜活动，在此斜盘的前面突出地设置有一对连接部28。各连接部28的前端设有球体28a。球体28a可在导向孔26内自由转动和滑动，从而使斜盘连接成可相对于凸轮盘23改变其倾角。

斜盘27在其两侧面的外周上分别有一对滑动面29。各活塞21通过具有一对半球部的滑靴30留驻于滑动面29上。当驱动轴16转动时，斜盘27通过凸轮盘23而转动，而各活塞21即在相应气缸内往复运动。

凸轮盘23与斜盘27之间设有弹簧31。斜盘27在弹簧31的力作用下保持最小的倾角。为了设定斜盘27的最小倾角，在驱动轴16上装有止动件32。

吸入腔33形成于后机壳13内的外周部中。排出腔34则形成于后机壳13内的中央部中。通过活塞21在气缸20内的向前移动，制冷气体即经由设于阀板14上的吸入阀机构35从吸入腔33吸入到各气缸20内。当气缸20内的活塞21向后移动时，经压缩的制冷气体即通过设于阀板14上的排出阀机构36而排入排出腔34中。此外，将雾状润滑油混合入制冷气体中。

在后机壳13之中例如设有两个容量控制阀(图示省略)。通过一个容量控制阀对从排出腔34将含润滑油的制冷气体供给于曲柄室22的供气通道(图示省略)进行开闭。通过另一个容量控制阀，对从曲柄室22通连到吸入腔33的抽气通道(图示省略)进行开闭。借助于这两个阀，可对作用于活塞21前后的曲柄室的压力Pc和气缸内的压力Pb的压差进行调整，由此可控制斜盘27的倾角来变动活塞21的行程，而得以调整排出容量。

油盘37在气缸体11与前机壳12的结合部中，形成于前机壳的外侧面上。油盘37由形成于气缸体11中的壁37a和形成于前机壳12中的壁37b，以及气缸体11与前机壳12的外壳界定。

在气缸体11之上贯通设置有一连通孔38，使曲柄室22与油盘37的上部通过。此连通孔38从曲柄室22向下通至油盘37。含有制冷气体的雾状润滑油通过斜盘27的转动易从曲柄室22内流入油盘37中。

如图1所示，连通着包围径向轴承17与唇状自紧油封19之间驱动轴的空间和油盘37的第一供油通路，穿过前机壳12的壁呈直线状的延伸。从图中可以看到，第一供油通路39具有较连通孔38要小的截面积。第一通路39基本上沿水平延伸，它的第一端的开口高于贮留于油盘37内液化制冷剂45的最高液位L；它的第二端的开口则高于驱动轴的下端。

如图1所示，第二供油通路40在驱动轴16之内沿着此轴的轴线延伸。第二供油通路40与径向轴承17的前端附近由第一通孔41通连。第二供油通路40与曲柄室2则在斜盘27附近由第二通孔42通连。此第二通路40还通过第三通孔44与止推轴承43附近通连。第二通路40的后端的开口部形成为适应加工需要的形式，由栓40a予以封闭。

图3所示为上述压缩机停止工作时的状态。斜盘27受到弹簧31的力的作用，保持成为止动件32所限定的最小倾向角。在此状态下，当驱动轴16在发动机动力的作用下转动时，斜盘27即通过凸轮盘而转动。活塞21即以最小行程作往复运动，压缩从吸入腔33内吸入到气缸20内的最小容量的制冷剂气体，然后排入排出腔34。

当室内温度高时，或者说当冷气装置的负荷高时，吸入的压力增高，作用到各活塞21背面上的曲柄室22的压力Pc和作用到其前面的气缸20内的压力Pb的差减少。此时，朝作用于斜盘27的倾角的增大方向的力矩增大，致使斜盘27的倾角如图1所示增大，而增大了压缩机的排出容量。

当室内温度低时，冷气装置负荷降低，由于吸入腔33内的压力降低，压力Pc、Pb的差增大。于是，斜盘27的倾角减小，活塞21的行程减小，而压缩机的排出容量减少。如上所述，由图中未示出的容量控制阀调整曲柄室22内的压力，也可以通过改变上述的差压，调整压缩机的排出容量。

下面说明压缩机的润滑情形。

含有从排出腔34流入曲柄室22内的制冷气体的雾状润滑油附着于斜盘27等之上。当压缩机停止运转时，附于斜盘27等之上的润滑油滴下，作为液体状润滑油45a而贮留于曲柄室22的底部。当压缩机再度起动时，液体状润滑油45a即通过斜盘27的转动在曲柄室22内呈雾状分散，给滑动面29与滑靴30及它们之间的各部分提供润滑。此时，雾状的润滑油用于凸轮盘23与斜盘27转动产生的离心力而甩向曲柄室22的内壁面上。随后润滑油通过随斜盘27转动的气体流等沿上述内壁面移动，经连通孔38流入油盘37中而得以回收。

由于斜盘27转动时制冷剂基本上气化，因离心力而朝内壁面方向飞溅的只是比重大的润滑油，而制冷剂则几乎没有流入油盘37中的。这是使本发明优于先有技术例子中的内容。本发明的润滑机构和把油盘设于机箱下方的先有技术例子不同，能够减少油盘37内的液化制冷剂量。因此，液化制冷剂不朝驱动轴16的方向流动，可以降低第一通路39在油盘37中的开口位置。于是，油盘37内的润滑油量几乎不会受多大影响，而能经常地将油盘37内的润滑油供给于曲柄室22内。

回收到油盘37中的润滑油46借自重经第一通路39供给到径向轴承17与唇状自紧油封19之间。此润滑油在使油封19润滑与冷却同时，对径向轴承17进行润滑。然后，此润滑油从径向轴承的间隙流向止推轴承24使其润滑，再返回到曲柄室22的底部。于是，能直接把润滑油供给于以往易导致润滑不足与冷却不充分的轴承17、24与唇状自紧油封19，使这几个部件17、19与24获得良好的润滑与冷却，而得以提高它们的耐用性与可靠性。

从第一通路39供给于驱动轴16一侧的润滑油的一部分，通过第一通孔41、第二供油通路40、第二通孔42，供给到曲柄室22内的斜盘27与滑靴30的附近。于是，在伴随着驱动轴16的转动所产生的离心力的作用下，润滑油就飞甩到机箱的外周侧上。在此，润滑油基本上是直接供给到存在于驱动轴16与机箱之间的斜盘27和滑靴30的滑动面29之上。于是，对于曲柄室22内最需要润滑的斜盘27的滑动面29与滑靴30，就能大致上是直接地给它们供给润滑油。从而就不会发生斜盘27与滑靴30的润滑不充分，可以降低斜盘27与滑靴30之间的摩擦和提高压缩机的可靠性。

此外，第二通路40内润滑油的一部分通过第三通孔44而润滑后部的止推轴承43与径向轴承18。这样，轴承43、18由于直接供给有润滑油而得到良好的润滑，使耐用性与可靠性提高。

根据以上所述，贮留于油盘37中的润滑油46借自重经第一通路39供给于驱动轴16。于是，可不在供油通路的途中设置用来从油盘37向滑动部件供给润滑油的泵而能供应润滑油。从而可以简化结构。

此外，由于形成了大的适应于油盘37入口的连通孔38，润滑油易于流入油盘37内。另一方面，对应于油盘37出口的第一供油通路39，与连通孔38相比开口面积小，它的直径大小为使供给润滑油的量不超过所需的量。因此润滑油易于贮留于油盘37内，而贮留于油盘37内的润滑油则不会一下就供应出去，也难以导致和完油盘37内的润滑油。

再有，油盘37形成的范围从气缸体11至前机壳12。于是，油盘37易由模铸等方法成形，同时可使前机壳12内第一供油通路39由前机壳12侧的油盘37中的分离部分中钻孔加工而成，这在制造上是有利的。

压缩机例如在运转停止后长期放置时，制冷气体会液化。因此有时会有液化的制冷剂存在于油盘37内。由于液化制冷剂45的比重较润滑油的大，如图2所示，会沉降到润滑油46下方而贮留于油盘37的底部。在本发明的压缩机中，第一通路39是在油盘37内开口于液化制冷剂45最高贮留液位的上方。因此，即使是在压缩机起动时，也只是有润滑油46供给于曲柄室22内，故能有效地润滑(多个)转动部件与(多个)滑动部件。贮留于油盘37底部上的液化制冷剂，则由于随着压缩机运转在曲柄室22内有压力变化与温度上升而气化。

顺便指出，对于先有技术例子中把第一通路39开口于油盘37下端的情形，在压缩机开始运转时，液化的制冷剂会供给到驱动轴16一侧。这种液化的制冷剂具有洗净功能，因此，将洗流掉附着于转动部件与滑动部件上的润滑油，而会产生润滑不充分一类缺陷，导致压缩机运转不良。

另外，上述构成的压缩机，在运转过程中经常润滑和冷却转动部件和滑动部件。因此，即使在循环润滑油量少的最小容量运转时，也可以防止曲柄室22内的润滑不足，对于适用于常时使压缩机运转的无离合器类型，也是有利的。

第二实施例

下面说明本发明的另一实施例，中心说明与第一实施例中不同的部分。如图4所示，气缸体51与前机壳52大致是在机箱的中央接合。如图5所示，油盘53大致是从机箱的侧部延展到上部形成。第一供油通路54则是从油盘53朝着前机壳52内的驱动轴16的附近作斜向延伸。

从图4中可以看到，油盘53备有给油孔55。给油孔55是在油盘53的外壁上贯通地设于第一通路54的延长线上，此给油孔55用栓56封塞。在曲柄室22与油盘53的分开壁的上部贯穿地设置有连通孔57。

按照上述结构，第一通路54可从以栓56封塞之前的给油孔55用钻孔加工形成。此外，油盘内润滑油46的贮留位置要较第一通路54驱动轴16一侧的开口高得多，因此可允许润滑油46加大其液位差。从而易使润滑油借自重供给。

Claims (12)

1.一种活塞式压缩机，它包括在机壳内限定出的曲柄室内安装于驱动轴上能与其成整体转动的凸轮盘，以及与此凸轮盘相连接、随着此凸轮盘的转动而在与上述驱动轴平行延伸的气缸内作往复运动、将含有雾状润滑油的制冷气体压缩而排出的活塞；此制冷气体则在上述机壳内循环而到达曲柄室内，已液化的润滑油从曲柄室通过回收通路而回收到油盘内，贮留于油盘内的润滑油借助自重由导向通道供给于驱动轴附近的输油区域中，再从此输油区域中输送给需要润滑的各种部件，所述导向通路具有向油盘内开口的第一端和向输油区域开口的第二端，其特征在于：比重较上述润滑油大的液化制冷剂沉入润滑油下方地贮留于上述油盘的底部，上述导向通路的第一端设置于液化制冷剂的最高液面的上方。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：上述导向通路是第一端与第二端处在同一高度的水平通路或是第一端较第二端高的倾斜通路中的一种通路。

3.如权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：在上述曲柄室内，含有制冷气体的润滑油通过凸轮盘的转动而飞甩向曲柄室的内壁，而所述回收通路是从曲柄室朝油盘向下方倾斜。

4.如权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：所述回收通路是在油盘上部开口。

5.如权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：所述回收通路的横截面积较导向通路的大。

6.如权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：它具有供应通路，该供应通路与前述输油区域通连且在驱动轴内延伸，将润滑油供应给需要润滑的各种部件。

7.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于：它包括有用来支承上述驱动轴前部的前径向轴承，以及在上述前径向轴承的前方、在密封驱动轴与机壳之间的密封件；而在上述前径向轴承与密封件之间则形成输油区域，从此输油区域直接地将润滑油供给于前径向轴承。

8.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于：它包括有用来支承上述驱动轴后部的止推轴承，以及支承驱动轴后部的后径向轴承；上述供应通路则在止推轴承附近或在后径向轴承附近朝驱动轴的外周面开口，而从供应通路将润滑油供给于止推轴承与后径向轴承。

9.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于：上述凸轮盘为斜盘式的，而在上述斜盘与活塞之间，设有相对于此斜盘滑动的滑靴，前述供应通路则在曲柄室内朝驱动轴的外周面开口，从供应通路将润滑油供给于前述滑靴和斜板。

10.如权利要求9所述的压缩机，其特征在于：具有可整体转动地安装于上述驱动轴上的凸轮盘，在此凸轮盘上设有细长的导向孔，上述斜盘与此导向孔相配合，设有在此导向孔的周缘上滑动的连结体，而润滑油则经所述供应通路供给于此导向孔的周缘及连接体。

11.如权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：上述油盘设置于上述机壳的外侧。

12.如权利要求11所述的压缩机，其特征在于：上述油盘由形成上述机壳的壁和在机壳上突出形成的壁限定出来。

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