CN109356825A - 一种制冷压缩机用曲轴箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷压缩机用曲轴箱，包括气缸头、气缸面、气缸孔、螺钉孔、排气孔和凹槽，气缸面设于气缸头的前端，气缸面为一平面，气缸孔、螺钉孔、排气孔均设于气缸面上；凹槽设于气缸面上并分布在气缸孔周围，凹槽与气缸孔、排气孔、螺钉孔不相连通，凹槽的边缘与气缸孔、排气孔、螺钉孔间的最短距离分别为2～8mm。本发明曲轴箱能同时提升气缸的密封特性、散热性能和抗变形能力，从而提升压缩机的性能及可靠性。它实施简易，操作简单，改进成本低，组合方式灵活，可以用于大批量生产。

Description

一种制冷压缩机用曲轴箱

技术领域

本发明涉及到制冷压缩机领域，具体地说是一种制冷压缩机用曲轴箱。

背景技术

目前，制冷压缩机领域中广泛使用活塞往复式压缩机。活塞往复式压缩机中，曲轴箱的气缸部分是其主要工作区域，活塞在气缸内作高速往复运动，实现制冷剂在压缩机、冰箱内部的循环。图1所示的即为现有一种曲轴箱的结构，气缸面2设置在气缸头11上，螺钉孔1、排气孔3、气缸孔4均设于气缸面2上。活塞在气缸中运动，吸气组件（包括阀板、阀片、吸气消声器等）通过螺钉和螺钉孔1紧固在气缸头11上。气缸的特性要求主要包括以下三方面：1、气缸需要有较好的密封特性，防止制冷剂泄漏；2、气缸需要有良好的散热性能，防止吸气过热从而降低吸气效率；3、气孔需要有较好的抗变形能力，在温度变化（从-50℃到120℃左右）、扭矩装载、活塞摩擦、气体推力等作用下，气缸孔的变形量需要控制在一定范围内。为适应国家节能降耗的要求和节能、静音冰箱的市场主流开发趋势，制冷压缩机领域里普遍采用以下一些改进方法：1、在提升密封性上，可以提高气缸端面的平面度，或者采用铁基垫片；2、在提升散热性能上，可以通过加大吸气消声器的容腔来实现，或者通过优化浇注工艺来提升气缸内部密度的均匀性；3、在抗变形方面，可适当降低螺钉扭矩，可加大加厚气缸头。以上的这些措施，有些存在一定矛盾，如降低螺钉扭矩可以降低气缸变形但是不利于密封；而有些工艺过程较为复杂，如优化浇注工艺需要大量实验验证（铸件配方、浇注温度、型腔设计等等）；而有些会增加较多成本，如采用铁基垫片。在目前压缩机小型化发展趋势下，工艺复杂、成本上升会成为产品推向市场的较大阻力。如何能够通过较为简易、操作性好、低成本措施来解决这一问题成为本领域一项长期研究的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种能同时提升气缸的密封特性、散热性能和抗变形能力，从而提升压缩机的性能及可靠性的制冷压缩机用曲轴箱。

为解决上述技术问题，本发明一种制冷压缩机用曲轴箱包括气缸头、气缸面、气缸孔、螺钉孔、排气孔和凹槽，所述气缸面设于气缸头的前端，所述气缸面为一平面，所述气缸孔、螺钉孔、排气孔均设于所述气缸面上；所述凹槽设于所述气缸面上并分布在所述气缸孔周围，所述凹槽与所述气缸孔、排气孔、螺钉孔不相连通，所述凹槽的边缘与所述气缸孔、排气孔、螺钉孔间的最短距离分别为2～8mm。

上述一种制冷压缩机用曲轴箱，所述气缸头为规则的几何形状，如矩形、梯形等；也可以为非规则形状，如十字花瓣形。

上述一种制冷压缩机用曲轴箱，所述凹槽分布在所述气缸孔与所述螺钉孔和排气孔之间，所述凹槽的宽度为1～6mm，所述凹槽的深度为1～10mm。

上述一种制冷压缩机用曲轴箱，所述凹槽包括上部的直槽、中部的圆环槽和下部的直槽，所述直槽分别与所述圆环槽连通。

上述一种制冷压缩机用曲轴箱，所述上部的直槽有三条，分别从中间和左右两侧连入所述中部的圆环槽。

上述一种制冷压缩机用曲轴箱，所述凹槽还包括有中部两侧的斜槽，所述斜槽与所述圆环槽相连通。

上述一种制冷压缩机用曲轴箱，所述凹槽包括中部的圆环槽和下部的直槽，所述直槽与所述圆环槽连通。

上述一种制冷压缩机用曲轴箱，所述凹槽采用铸造工艺浇注成型，或采用机加工设备进行后续加工。

本发明由于采用了上述技术方案，气缸面上设置的凹槽形成流道，从气缸头上部积聚的冷冻油可以沿凹槽从上向下及从两侧向下流动，气缸头部高速摩擦和压缩的热量被冷冻油吸收，这样就可利用热交换来提升吸气效率。同时，设置凹槽后，四个螺钉的扭矩给气缸带来的变形就不会直接传递至气缸中心，从而可以有效改进气缸孔的变形，降低摩擦功耗。而通过设计异形（非规则形状）气缸头结合凹槽结构，可将扭矩带来平面变形均匀分散，提升密封特性，同时也兼具散热和抗变形的特性。综上，本发明能同时提升气缸的密封特性、散热性能和抗变形能力，从而提升了压缩机的性能及可靠性。它实施简易，操作简单，改进成本低，组合方式灵活，可以用于大批量生产。

附图说明

图1是现有曲轴箱的一种结构示意图；

图2是本发明曲轴箱一种实施方式的结构示意图；

图3是本发明曲轴箱第二种实施方式的结构示意图；

图4是本发明曲轴箱第三种实施方式的结构示意图；

图5是本发明曲轴箱第四种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，制冷压缩机用曲轴箱包括气缸头11、气缸面2、气缸孔4、螺钉孔1、排气孔3和凹槽5，气缸头11为规则的几何形状，如矩形、梯形等。气缸面2设于气缸头11的前端，气缸面2为一平面，气缸孔4、螺钉孔1、排气孔3均设于气缸面2上。凹槽5设于气缸面2上并分布在气缸孔4的周围，位于气缸孔4与螺钉孔1、排气孔3之间，凹槽5与气缸孔4、排气孔3、螺钉孔1均不相连通，凹槽5的边缘与气缸孔4、排气孔5、螺钉孔1间的最短距离分别为2～8mm，凹槽5的宽度为1～6mm，低于气缸面深度（即凹槽深度）为1～10mm。凹槽5包括上部的三条直槽51、52、53、中部的圆环槽54和下部的直槽55，直槽51、52、53、55分别与圆环槽54连通，上部的直槽51、52、53分别从中间和左右两侧连入中部的圆环槽54。上部的直槽数量和下部的直槽数量可以根据需要进行增减，比如1～3条。压缩机工作时，冷冻油从上部的直槽51、52、53向下流入，再沿着中部的圆环槽54向下流，最后从下部的直槽55流出曲轴箱。冷冻油的油路在运动过程中是连续的，可以将气孔头部产生的热量源源不断通过热交换带走。虽然四周四个螺钉孔1在打入螺钉并有一定扭矩时，会引起气缸整体扭转变形，但通过凹槽5将气缸面头部这一关键区域与四周隔开，气缸中心会形成一个圆台6，扭矩就不会直接进行传递，因此可以有效降低变形。

如图3所示，与图2所示结构相比，凹槽5还包括有中部两侧的斜槽56，两条斜槽56与圆环槽54相连通，可以将进一步增多冷冻油的流入量。

如图4所示，根据不同冰箱的匹配特点，在一些特殊情况下，如对系统油循环要求较高时（控制冷冻油的最低流量），冷冻油如果流入凹槽5中会造成系统循环的油量不足，此时凹槽5中示设上部的直槽，取消了冷冻油的流入，但在下部仍设置一直槽55用于漏油。该结构在热交换上仅采用内部气体与气缸的热交换，效果虽不如图2、图3所示的实施方式，但可应用于一些特殊机型。同时，通过圆台6，其在抗变形方面的仍发挥同等作用。

如图5所示，气缸头11为十字花瓣形（也可以采用其它异形结构），其顶部的凹口9为圆弧结构，气缸面2上、气缸孔4的外围设有圆环形凹槽54，在气缸面2上形成圆台6。该结构可以最大限度兼顾气缸面平面度、气缸散热和气缸变形。在实施时，需要设计与之配套的气阀结构，在现有成熟产品中应用。除了曲轴箱本身，与之配套的零部件也要作设计改进，相对较为复杂。比较有效的应用是在新开发设计的产品，在早期产品定型时就进行设计应用，可得到较好的效果。

本发明曲轴箱结构中，凹槽5的加工工艺，可以采用铸造工艺浇注成型，也可以用机加工设备进行后续加工。

Claims (8)

1.一种制冷压缩机用曲轴箱，包括气缸头、气缸面、气缸孔、螺钉孔和排气孔，所述气缸面设于气缸头的前端，所述气缸面为一平面，所述气缸孔、螺钉孔、排气孔均设于所述气缸面上；其特征在于，它还包括凹槽，所述凹槽设于所述气缸面上并分布在所述气缸孔周围，所述凹槽与所述气缸孔、排气孔、螺钉孔不相连通，所述凹槽的边缘与所述气缸孔、排气孔、螺钉孔间的最短距离分别为2～8mm。

2.如权利要求1所述的一种制冷压缩机用曲轴箱，其特征在于，所述凹槽分布在所述气缸孔与所述螺钉孔和排气孔之间，所述凹槽的宽度为1～6mm，所述凹槽的深度为1～10mm。

3.如权利要求1或2所述的一种制冷压缩机用曲轴箱，其特征在于，所述凹槽包括上部的直槽、中部的圆环槽和下部的直槽，所述直槽分别与所述圆环槽连通。

4.如权利要求3所述的一种制冷压缩机用曲轴箱，其特征在于，所述上部的直槽有三条，分别从中间和左右两侧连入所述中部的圆环槽。

5.如权利要求3所述的一种制冷压缩机用曲轴箱，其特征在于，所述凹槽还包括有中部两侧的斜槽，所述斜槽与所述圆环槽相连通。

6.如权利要求1或2所述的一种制冷压缩机用曲轴箱，其特征在于，所述凹槽包括中部的圆环槽和下部的直槽，所述直槽与所述圆环槽连通。

7.如权利要求1或2所述的一种制冷压缩机用曲轴箱，其特征在于，所述气缸头为十字花瓣形。

8.如权利要求1或2所述的一种制冷压缩机用曲轴箱，其特征在于，所述凹槽采用铸造工艺浇注成型。