專利名稱：具有可變排量的機構的斜板式壓縮機的制作方法
本申請是申請?zhí)枮?44430、申請日為1990年6月27日、申請人為Kiyoshi Terauchi的已轉讓但尚未批準的部分繼續(xù)申請，上述申請所公開的內容均可作為本申請的參數。
本發(fā)明涉及的是一種制冷劑壓縮機，更具體地說涉及一種諸如斜盤式壓縮機的斜板式壓縮機，該壓縮機具有可變排量的機構，它特別適用于汽車空調系統(tǒng)。
現有的斜板型活塞式壓縮機具有一個能根據要求來控制壓縮比的可變排量的機構或容量調節(jié)機構。例如，授權予Roberts等人的美國專利3861829就公開了一種斜盤式壓縮機，它包括凸輪轉子驅動裝置和一個與若干活塞相連的斜盤。凸輪轉子驅動裝置的轉動引起斜盤作俯仰擺動，因而使活塞在其相應的氣缸中作往復運動。調節(jié)斜盤的傾斜角就能方便地改變活塞的行程，從而改變壓縮機的容量。上述傾斜角是根據吸氣腔和曲軸腔之間的壓力差而變化的。
在現有的這類壓縮機中，用一條通道或通路作為曲軸腔和吸氣腔之間的流體通路。在通道中設有閥門機構，閥門機構通過打開和關閉通道可控制曲軸腔和吸氣腔的連通。通常，閥門機構包括一個波紋管部件，其上裝有針尖閥。波紋管安放在吸氣腔中，根據吸氣腔中壓力變化波紋管伸長或收縮，以使針尖閥移進或移出將通道打開或關閉的位置。也就是說，吸入壓力低于給定值時，波紋管伸長，閥部件將通路關閉，當吸入壓力高于給定值時，波紋管收縮，閥部件打開通路。
當通路打開時，曲軸腔和吸氣腔相通，這樣曲軸腔與吸氣腔的壓力通常是平衡的，斜盤相對于與驅動軸垂直的平面的傾斜角度增加。因而，活塞的行程增加而接近最大值，壓機的容量也增加。當通路關閉時，隨著活塞往復運動氣體通過氣缸中的活塞而泄漏，曲軸腔中壓力增加。相對于吸氣腔壓力而言曲軸腔中壓力增加引起斜盤的傾斜角變小，從而使活塞行程減小，壓機的容量也減小。
在現有技術中，閥門機構開啟或關閉通路的吸入壓力工作點通常由波紋管中所充的氣體壓力而決定，因而，將波紋管部件的工作點固定在吸入壓力的給定值上。所以，波紋管部件只根據吸氣腔壓力變化高于或低于給定值而動作，而與包括壓縮機在內的制冷回路的其它條件的變化無關，例如，與制冷回路蒸發(fā)器的熱負荷的變化無關。
現有的、用來克服上述缺陷的一種方法公開于專利權人為Terauchi的美國專利4842488中，該專利披露了一種斜板式壓縮機，該壓縮機包括一個控制曲軸腔和吸氣腔之間連通通路的閥門機構。該閥門機構包括用以控制曲軸腔和吸氣腔之間的通路的第一閥控制裝置。該第一閥控制裝置可以是根據吸氣腔中制冷劑壓力而動作的波紋管。第二閥控制裝置直接與第一閥控制裝置相連，它根據外部運行條件，例如蒸發(fā)器熱負荷的變化控制第一閥控制裝置的吸入壓力工作點。第二閥控制裝置可以包括一個電激勵線圈。加到該線圈上的電流以及線圈改變波紋管響應點的作用可以根據檢測到的外部條件，例如蒸發(fā)器的熱負載進行變化。因而，波紋管的吸氣壓力響應點可以根據檢測到的外部條件來調節(jié)。
然而，在上述已公開的專利中，第二閥控制裝置直接與第一閥控制裝置相連，所以，由于第二閥控制裝置運動所產生的慣性力以及第二閥控制裝置滑動部分接觸面上所產生的摩擦力，使第二閥控制裝置對第一閥控制裝置的工作點的控制效果降低，因而第二閥控制裝置調節(jié)波紋管吸氣壓力響應點的控制精度也降低。
此處所描述的斜板式制冷劑壓縮機包括一個將曲軸腔、吸氣腔和排氣腔都封閉在內的壓縮機殼體，此壓縮機殼體包括一個具有若干氣缸的氣缸體，每一個氣缸中都有一個與其滑配的活塞、驅動機構與諸如活塞相連，以使活塞在氣缸中往復運動。該驅動機構包括一根轉動地支承在殼體中的驅動軸和一個把驅動軸與各活塞相連而將驅動軸的旋轉運動轉變?yōu)榛钊耐鶑瓦\動的連接機構。該連接機構包括一塊傾斜板，傾斜板的表面相對于垂直于驅動軸的平面有一可調的傾斜角。為了改變氣缸中活塞的行程從而改變壓縮機的容量，傾斜板的傾斜角是可調的。外殼中有一條通路，該通路作為曲軸腔和吸氣腔之間的流體通路。
壓縮機還有一個通過調節(jié)傾斜角來改變壓縮機容量的容量控制裝置。該容量控制裝置包括一個閥控制機構和一個響應壓力調節(jié)機構。閥控制機構根據壓縮機中制冷劑壓力變化開啟和關閉通路，以控制曲軸腔和吸氣腔之間的連通，從而控制壓縮機的容量。閥控制機構在給定壓力下會有反應。響應壓力調節(jié)機構可控地改變給定壓力，閥控制機構響應該給定壓力。
響應壓力調節(jié)機構包括一個中空部分和一個活塞件?；钊糜谥锌詹糠种校⒃撝锌詹糠址殖傻谝粎^(qū)間和后部區(qū)間，第一區(qū)間與排氣腔相通，后部區(qū)間與排氣腔隔開。第一區(qū)間和第二區(qū)間用一些開口連通，這些開口處在中空部分內表面和活塞件外表面之間。活塞件與閥控制機構由一個彈性件相連。連接通路使第二區(qū)間與曲軸腔相通。響應壓力調節(jié)機構還有一個用來控制第二區(qū)間與曲軸腔連通的第二閥控制機構。第二閥控制機構根據外部信號動作，以有效地使第二區(qū)間的壓力在排氣壓力和曲軸腔壓力之間變化。
在另一實施例中，壓縮機殼體在氣缸體一端有一塊前端板，該前端板將曲軸腔封閉在氣缸體中，而在氣缸體的另一端有一塊后端板。通過氣缸體使排氣腔和吸氣腔都封閉在后端板內。連接機構還有一個與驅動軸相連，并與其一起旋轉的轉子，連接機構通過轉子與傾斜板相連。
在又一個實施例中，壓縮機包括一塊俯仰地設置在傾斜板周圍的斜盤。每一個活塞由連桿連接到斜盤上，傾斜板相對于斜盤是旋轉的。驅動軸、轉子和傾斜板的旋轉運動導致斜盤作俯仰運動，而斜盤的俯仰運動又使活塞在其相應的氣缸中作往復運動。
本發(fā)明的壓縮機的優(yōu)點在于根據包括壓縮機在內的制冷循環(huán)的熱力學條件的變化可以精確地控制閥控制機構的給定響應壓力。各運動件的慣性以及由這些運動件引起的摩擦力的影響可以減小，所以，可以高精確度地控制壓縮機的容量。此外，當容量控制機構動作時，由于壓縮機為其一個部件的空調系統(tǒng)的消耗減小，壓縮機的容量減小，由于第二區(qū)間和曲軸腔之間是相通的，所以容量能很快減少。
下面對附圖進行描述，其中

圖1是根據本發(fā)明的第一實施例的，帶容量控制機構的斜板式制冷劑壓縮機的垂直縱向剖面圖;
圖2為圖1所示的容量控制機構的局部放大剖視圖;
圖3視圖與圖2類似，它示出了按本發(fā)明第二個實施例的容量控制機構;
圖4是根據本發(fā)明的第三個實施例的，帶容量控制機構的斜板式制冷劑壓縮機的垂直縱向剖面圖;
圖5為圖4所示的容量控制機構的局部放大剖視圖;
圖6為按照本發(fā)明第四個實施例的，帶容量控制機構的斜板式制冷劑壓縮機的垂直縱向剖視圖。
為了描述方便，在圖1至圖6中，圖的左邊稱為壓縮機的前端或前部，圖的右側稱為壓縮機的后端或后部。
參看圖1，它示出了一種斜板式壓縮機結構，尤其示出了一種帶有按本發(fā)明第一實施例的容量控制機構的斜盤式制冷劑壓縮機10的結構。壓縮機10包括具有氣缸體21的圓柱形殼體組件20，設置在氣缸體21一端的前端板23，由前端板23密閉在氣缸體21中的曲軸腔22以及固定在氣缸體21另一端的后端板24。用若干螺栓101將前端板23安裝在處于曲軸腔22前面的氣缸體21上。用若干螺栓102將后端板24安裝在氣缸體21的另一端。閥板25置于后端板24和氣缸體21之間。用于支撐驅動軸26的前端板23的中心有孔231，驅動軸由設置在中心孔中的軸承30支撐。驅動軸26的內端部分由設置在氣缸體21的中心孔210中的軸承31可旋轉地支撐?？?10延伸到氣缸體21的后端表面，第一閥控制裝置19設置在孔210中。
凸輪轉子40通過銷釘件261被固定在驅動軸26上，并隨軸26一道旋轉。在前端板23的內端面和凸輪轉子40的相鄰的軸端面之間裝有止推滾針軸承32。凸輪轉子40有臂41，該臂有延伸出的銷釘件42。傾斜板50裝在凸輪轉子40的旁邊，它有孔53。驅動軸26穿過孔53。傾斜板50包括帶槽52的臂51。凸輪轉子40和傾斜板50由銷釘件42相連，該銷釘件插入槽52中，以形成絞式連接。銷釘件42可以在槽52中滑動，以便調節(jié)傾斜板50與驅動軸26的縱軸垂直面之間的角度位置。
斜盤60通過軸承61和62可俯仰地安裝在傾斜板50上，上述兩軸承可以使傾斜板50相對于斜盤60作旋轉運動。叉形滑塊63被裝在斜盤60的徑向外周端上，并可滑動地裝在滑軌64上，該滑軌處于前端板23和氣缸體21之間。叉形滑塊63防止斜盤60轉動，當凸輪轉子40和傾斜板50旋轉時，斜盤60則沿軌道64作俯仰運動。氣缸體21有若干成圓周布置的氣缸70，活塞71分別置于這些氣缸中。每個活塞71均由其相應的連桿72與斜盤60相連。斜盤60的俯仰運動使活塞71在氣缸70中作往復運動。
后端板24上設有成圓周布置的環(huán)形吸氣腔241以及設在中央的排氣腔251。閥板25有若干裝有閥的吸氣孔242，這些吸氣孔可以使吸氣腔241與相應的氣缸70相通。閥板25還有若干裝有閥的排氣孔252，它們使排氣腔251與相應的氣缸70相通。吸氣孔242和排氣孔252都設有下面將要進一步討論的合適的簧片閥，這種閥在授權予Shimizu的美國專利4011029中已經描述，在此將綜合在一起參考。
吸氣腔241包括與外部冷卻回路的蒸發(fā)器(未示出)相通的進口區(qū)241a。排氣腔251有與外部冷卻回路的冷凝器(未示出)相通的出口區(qū)251a。在氣缸體21和閥板25的內表面之間以及閥板25的外表面和后端板24之間分別裝有密封墊27和28，以便密封氣缸體21、閥板25和后端板24的未拋光的表面。
再參見圖1和圖2，容量控制機構400包括第一閥控制裝置19和第二閥控制裝置29。第一閥控制裝置19有一個放置在中心孔210中的杯形罩部件191，杯形罩內限定出閥室192。杯形罩191的外表面和孔210的內表面之間裝有“O”型圈19a，以便使杯形罩191和氣缸體21的未拋光表面能夠密封。杯形罩191的封閉端上開有若干孔19b，通過孔19b以及軸承31與氣缸體21之間的小間隙31a，曲軸腔22跟閥組件192之間流體可以相通，所以閥室192的壓力維持在曲軸腔的壓力。波紋管193固定地安裝在閥室192中，該波紋管根據曲軸腔的壓力軸向地收縮和伸長。安裝在波紋管193前端的突出件193b被插入罩部件191封閉端中心的軸向突出件19c中。閥組件193a與波紋管193的后端相連。
圓柱形組件194包括一個圓柱狀后部以及一個整體閥座194a，該閥座處于圓柱狀后部的前端，該圓柱形組件還穿過閥板組件200，此閥板組件包括閥板25、密封墊27、28、吸氣簧片閥271和排氣簧片閥281。閥座194a位于圓柱形組件194的前端，并被插入罩部件191的開口端。從圓柱形組件194的后端將螺母100擰到圓柱形組件194上，該圓柱形組件超出閥板組件200，并進入排氣腔251中。用螺母100將圓柱形組件194固定到閥板組件200上，閥座圈253安裝在螺母100和閥板組件200之間。閥座194a上有錐形開口194b，該錐形開口與軸向通過圓柱形組件194的圓柱形通道194c相連通。圓柱形組件194的后端中有孔194d，該孔與圓柱形通道194c的后端相通。閥組件193a設置在閥座194a的附近。傳動桿195可滑動地裝在圓柱形通道194c中，通過偏動彈簧196將傳動桿連到閥組件193a上。在圓柱形組件194中所形成的環(huán)形通道中裝有“O”型圈197，圓柱形組件包圍環(huán)形通道194c，傳動桿195的外表面周圍裝有“O”型圈197，以密封圓柱形通道194c和傳動桿195的未拋光表面。
氣缸體21的軸向端表面上有通道152。在圓柱形組件194中，閥座194a上開有徑向孔151，該徑向孔將錐形開口194b與通道152的一個開口端連通。通道152通過穿過閥板組件200的孔153與吸氣腔241相連。間隙31a、中心孔210、孔19b、閥室192、錐形開口194b、徑向孔151、通道152及孔153構成了曲軸腔22和吸氣腔241之間的連通通路150。波紋管193根據曲軸腔壓力收縮或伸長，閥組件193a就移進和移出閥座194a的開口194b，從而控制通路150的開啟和關閉。
后端板24的中間區(qū)域有一個圓形凹部243。環(huán)形突出部244從圓形凹部243的圓周向后部延伸。環(huán)形突出部244和圓形凹部243一起形成了空腔245，螺管線圈290被置于該腔中。
螺管線圈290包括一個杯形罩291，該罩中裝有環(huán)形電磁線圈292、圓柱形鐵芯293和由磁性材料制成的支座294。環(huán)形電磁線圈292繞在圓柱形鐵芯293的四周，支座294由螺栓295固定在杯形罩291的封閉端。支座294的中心部位有一朝前突出的部位294a，突出部位294a伸入線圈292中，這樣，在部位294a的前表面和鐵芯293后表面之間就留有腔室391。
位于支座294的突出部位294a前方的環(huán)形柱件296也被安裝在線圈292中。環(huán)形柱件296穿過孔246，該孔通過凹部243的中心。在壓縮機的結構中，要用力將環(huán)形柱件296插入并穿過孔246，這樣可能牢固、可靠地將其裝入該孔中。鐵芯293可滑動地裝入環(huán)形柱件296中。環(huán)形柱件296的前端伸進孔194d中，并中止于圓柱形通道194c的后端附近。柱件296、鐵芯293和孔194d的半徑均要大于圓柱形通道194c的半徑，這樣，鐵芯293就不會滑到圓柱形通道194c中去。但是，當波紋管193伸長時，如果鐵芯293向后移動，傳動桿195就可能會伸入柱件296中，這一點下面還要進一步描述。凹部243的前表面，有一環(huán)繞柱件296的環(huán)形凹部區(qū)域298。該環(huán)形凹部區(qū)域298中裝有“O”型圈298a，該“O”型圈既密封環(huán)形柱件296和凹部243的未拋光表面，又密封圓柱形組件194和凹部243的未拋光表面。
環(huán)形柱件296的后端套在支座294向前突出部位194a的前端上并用焊接固定，以有效地隔開腔室391。圓柱形鐵芯293有一圓柱形開口部位293a，該開口部位開在鐵芯后端的中心，與腔室391相鄰。偏動彈簧297裝在圓柱形開口部位293a中，其前端與圓柱形開口部位293a內表面接觸，而其后端與支座294朝前突出部位294a的前端面接觸。所以，偏動彈簧297施加的偏壓使鐵芯293的前端與傳動桿195的后端接觸。萬一傳動桿195的后端因偏動彈簧196所施加的偏壓以及波紋管193的伸長而伸到通道194c的端外，偏動彈簧297也會力圖使傳動桿195朝前移動而進入圓柱形通道194中。當然鐵芯293向前移動的距離受桿194d表面的限制。
導線500將外部電源(未示出)的電能輸送給螺管線圈290的電磁線圈292。由導線500輸送給螺管線圈290的電流的大小隨汽車空調系統(tǒng)的熱力學特性的變化而改變，而壓縮機也是該系統(tǒng)的一部分。例如，用公知的、合適的探測器檢測到離開蒸發(fā)器的空氣的溫度，或蒸發(fā)器出口處制冷劑的壓力，探測器根據測量值的大小發(fā)出相應的信號，再把該信號轉換成相應的電流，由導線500輸送給線圈292。用來產生電流的檢測電路本領域的普通技術人員很容易建立，它不構成本發(fā)明的一部分。
第二閥控制裝置29由螺管線圈290和傳動桿195一起構成?？刂茩C構400包括第一閥控制裝置19和第二閥控制裝置29，第一閥控制裝置起一個給定曲軸腔壓力時控制響應的閥的作用，以控制通路的開啟和關閉，而第二閥控制裝置用來調節(jié)第一閥控制裝置響應的壓力。
在壓縮機10運行期間，電磁離合器300使汽車發(fā)動機轉動而帶動驅動軸26旋轉，凸輪轉子40隨驅動軸26一道旋轉，傾斜板50也旋轉，而使斜盤60作俯仰運動。斜盤60的俯仰運動使諸活塞71在其相應的氣缸70中作往復運動。當活塞71作往復運動時，通過入口區(qū)241a進入吸氣腔241的氣態(tài)制冷劑由吸氣口242進到氣缸70中，然后被壓縮。壓縮后的制冷劑氣體從每個氣缸70經排氣口252排至排氣腔251中，再經出口區(qū)251a進入冷卻回路。
根據蒸發(fā)器的熱負荷變化或壓縮機旋轉速度的變化可調節(jié)壓縮機10的容量，從而維持吸氣腔241中壓力恒定。壓縮機的容量通過改變傾斜板的角度來調節(jié)，它取決于曲軸腔的壓力，更精確地說取決于曲軸腔和吸氣腔之間的壓力差。在壓縮機運行期間，由于活塞71在氣缸70中作往復運動，使泄漏氣體流過活塞71，曲軸腔的壓力增加。當曲軸腔的壓力相對于吸氣壓力增高時，傾斜板的傾斜角度以及斜盤的傾斜角度就減小，壓縮機的容量也減小。而曲軸腔中壓力相對于吸氣壓力降低時，傾斜板和斜盤的傾斜角度就會增加，壓縮機的容量也就增大。每當曲軸腔由于波紋管193收縮使通路150相應打開而與吸氣腔相通時，曲軸腔的壓力就降低。
根據本發(fā)明第一實施例，壓縮機10的第一閥控制裝置19和第二閥控制裝置29的工作按以下方式完成。當電流通過導線500流入電磁線圈292時，就會產生一個磁吸力，該力克服偏動彈簧297的恢復力而力圖使鐵芯293向后移動。由于磁吸力的大小隨電流大小變化而變化，所以電流變化時，鐵芯293的軸向位置也改變。因此，鐵芯293的軸向位置可以隨與汽車空調系統(tǒng)熱力學特性相應的信號而改變。當桿195移到超出通道194端部的位置時，鐵芯293軸向位置的變化就直接改變傳動桿195的軸向位置。
壓縮機運轉時，波紋管193根據曲軸腔壓力伸長或收縮，而控制曲軸腔和吸氣腔之間的連通。如上面所討論過的那樣，波紋管193響應給定壓力，而將閥組件193a移進或移出錐形開口194b。然而，一旦傳動桿195因碰到鐵芯293而受到向左移動的力時，傳動桿195通過偏動彈簧196和閥組件193a對波紋管193施加一個向左移動的作用力，桿195所施加的向左移的作用力引起波紋管193收縮，因而使給定的曲軸腔響應壓力降低，在此壓力下，波紋管收縮，連接曲軸腔和吸氣腔的通道開啟。由于波紋管的曲軸腔響應壓力受到傳動桿195位置的影響，而傳動桿195本身的位置又受鐵芯293的位置影響，控制曲軸腔和吸氣腔的連通就可以反應汽車空調系統(tǒng)的熱力學特性，也就是說，可以根據汽車空調系統(tǒng)熱力學特性的變化來調節(jié)第一閥控制裝置19的響應壓力。
例如，電流通過導線500流入時，鐵芯293克服偏動彈簧297產生的偏壓力而向右移動，傳動桿195在無接觸以及不受鐵芯293的限制的情況下，也自由地向右移動一大段距離。這樣，波紋管的曲軸腔響應壓力或者不降低，或者在桿195最后碰上鐵芯293時只有最小的降低。當然，桿195自由移動的程度取決于所加電流的大小，當鐵芯293碰到支座294時，桿195移動的程度最大。如果沒有電流流過螺管線圈290，偏動彈簧297將鐵芯293偏壓到最左位置，鐵芯跟孔194d的內表面接觸。這樣，就避免了使傳動桿195處于超出圓柱形通道194c端部的假想位置。由于鐵芯293處于最左端，鐵芯293對傳動桿195處的影響最大，因而使波紋管193的響應壓力降低的、傳動桿195向左移動產生的作用也最大。也就是說，在電流不流過螺管線圈292時，波紋管的曲軸腔響應壓力降到最大限度。所以，為開啟或關閉通路，波紋管193所響應的曲軸腔響應壓力可以連續(xù)地在由加到螺管線圈上的電流的大小所確定的最大值和最小值之間變化，而所加電流的大小與汽車空調系統(tǒng)的熱力學特性有關。
此外，在本發(fā)明中，傳動桿195軸向位置的變化通過偏動彈簧196傳給波紋管193。這樣，在鐵芯293和傳動桿195移動時必須克服的慣性力，以及圓柱形通道194c內周表面和傳動桿195的外周表面之間、環(huán)形柱件296的內周表面和鐵芯293的外周表面之間產生的摩擦力均因有了偏動彈簧196而抵消了。也就是說，有了偏動彈簧196就可以限制為影響波紋管193的響應壓力而使桿195和鐵芯293必須移動的范圍。因此，大大減小了可能影響力從鐵芯293順利地傳遞到閥組件193a以便調節(jié)波紋管響應壓力的摩擦力和慣性力。由于在正常運行中，壓縮機運轉一秒鐘波紋管193要伸長或收縮數百次，如果沒有偏動彈簧196，這種影響的程度就會相當大，而且還會大大降低由第二閥控制裝置29的控制精度。所以，具有偏動彈簧196就可以根據反映汽車空調系統(tǒng)熱力學特性的信號的變化來精確地改變第一控制裝置19的響應壓力。
圖3示出了本發(fā)明第二實施例的斜盤式制冷劑壓縮機的閥控制機構。在該圖中，用相同的標號表示與圖1-2中相同的部件。除了另有說明外，壓縮機的全部運轉情況均與上述相同。
參照圖3，后端板24有一整體件的后突起部247。突起部247包括第一圓柱形中空段80和第二圓柱形中空段90。第一圓柱形中空段80沿驅動軸26的縱軸方向延伸，其一端與排氣腔251相通。第二圓柱形中空段90沿后端板24的半徑方向延伸，并垂直于第一圓柱形中空段80的延伸方向，第二中空段的一端與壓縮機的外部相連。中空段80和90由通道901相連。
軸向環(huán)形突出部248從第一圓柱形中空段80的開口端朝前突出，它包圍向外延伸出圓柱形組件194的端面的傳動軸195的后端部分。傳動活塞組件81滑動地裝在中空段80中，這樣就把中空段80分成與排氣腔251相通的前區(qū)801和與排氣腔251隔開的后方區(qū)802。偏動彈簧82裝在中空段80的封閉端面和傳動活塞組件81的后端面之間，并在突出部81a中。所以，傳動活塞件81的前端通?？梢愿鷤鲃訔U195后端保持接觸，并憑借偏動彈簧82的恢復力使傳動桿195向前移動?；钊h(huán)811裝在傳動活塞81的外周表面上。
將若干止動件83固定安裝到第一圓柱形中空段80內周表面的前端區(qū)域，這些止動件可防止傳動活塞組件81滑出中空段80。在從圓柱形通道194c的后端延伸出的傳動桿195的部位上也裝有若干止動件198，這就可以防止傳動桿195過量地向前運動，也就是說，止動件198跟圓柱形組件194的接觸限制了桿195向前運動。
第二圓柱形中空段90包括大直徑中空區(qū)91和小直徑中空區(qū)92，小直徑中空區(qū)靠近大直徑中空區(qū)91的內端并從該大直徑中空區(qū)91的內端延伸。電磁閥600被固定在第二圓柱形中空段90中，例如可以用力將其插入中空段90中。電磁閥機構600包括由裝在小直徑中空區(qū)92中的小直徑部分610a和裝在大直徑中空區(qū)91內端區(qū)的、成一體的大直徑部分610b的閥座件610。電磁閥機構600還包括跟第一實施例中的螺管線圈290非常相似的螺管線圈620，該螺管線圈包括圓柱形鐵芯622、環(huán)形電磁線圈624、杯形殼件626、支撐件630和偏動彈簧625。圓柱形鐵芯622和支撐件630由磁性材料制成。杯形殼件626把環(huán)形電磁線圈624罩在里面。圓柱形鐵芯622由環(huán)形電磁線圈624圍繞在外面，支撐件630由螺栓627固定在杯形殼件626的內封閉端上。止動件628(示于圖5中)，例如一種開口環(huán)，被固定安裝在第二圓柱形中空段90內周的外端區(qū)域上，從而防止電磁閥機構600從中空段90中掉出。偏動彈簧625裝在鐵芯622和支撐件630之間，該偏動彈簧對鐵芯622有一個向上的偏壓。
如同在第一實施例中那樣，導線500把外部電源(未示出)的電能傳導到螺管線圈620的電磁線圈624上。由導線500傳給螺管線圈620的電流值的大小根據汽車空調系統(tǒng)熱力學特性的變化而改變，而壓縮機也是該空調系統(tǒng)的一個組成部分。例如，用公知的，合適的探測器探測空氣離開蒸發(fā)器時的溫度，或探測蒸發(fā)器的出口壓力，探測器根據所測值的大小產生相應的信號，所產生的信號轉換成相應的電流，由導線500傳導給線圈624，用于產生電流的探測電路很容易由本領域普通技術人員實現，它不構成本發(fā)明的一部分。
閥座件610有兩個“O”型密封圈611，用以密封小直徑中空區(qū)92的內周表面的未拋光面和閥座件610的外周表面。閥座件610的大直徑部分610b的內部有圓柱形凹陷區(qū)612，環(huán)形柱件621固定安裝于該凹陷區(qū)中。圓柱形腔室613從圓柱形凹陷區(qū)612內端延伸，并中止于約為閥座件610的三分之二之處。桿622a和鐵芯622的內端構成一體，并伸出鐵芯622的內端，該桿置于圓柱形腔室613中。在圓柱形腔室613的內端有錐形閥座613a，該閥座頂住放在桿622a內端的球形件623。
連通后方區(qū)802和小直徑中空區(qū)92的第一管道901以及連通吸氣腔241和小直徑中空區(qū)92的第二管道902形成于突起部247中。閥座件610的內端有軸向孔614。軸向孔614的一端開在閥座613a的中心處，軸向孔614的另一端與第一管道901的一端相通。在閥座件610的兩個“O”型密封圈611之間的部位開有徑向孔615。徑向孔615的一端與圓柱形腔室613相通，徑向孔615的另一端與第二管道902的一端相連。因此，第一管道901、軸向孔614、圓柱形腔室613、徑向孔615以及第二管道902構成了連通吸氣腔241與第一圓柱形中空段80的后方區(qū)802的通路910。
在該實施例中，電磁閥機構600、通路910、偏動彈簧82、傳動活塞81和傳動桿195一起組成第二閥控制裝置49。
按照本發(fā)明的第二個實施例，壓縮機第二閥控制裝置49的工作方式如下當電磁線圈624沒有通電流時，就不會產生使鐵芯622向下運動的磁吸力，鐵芯622在偏動彈簧625的恢復力的作用下向上運動，因此球形件623向上移動而將軸向孔614關閉。由于泄漏的制冷劑氣體從排氣腔251經第一圓柱形中空段80的內周表面和傳動活塞組件81外周面之間的間隙800流進后方區(qū)802，后方區(qū)802中的壓力維持在排氣腔的壓力。因為傳動活塞組件81可滑動地裝在中空段80中，間隙800很小，而且是固有的。因此，后方區(qū)802和前方區(qū)801之間不會出現壓力差，由于氣體壓力的緣故，就不會有凈力作用在傳動活塞組件81上。所以，在偏動彈簧82的恢復力的作用下，傳動活塞組件81向前移動至最前處。
但是，當電流通過導線500流入電磁線圈624中時，就會產生磁吸力，鐵芯622克服偏動彈簧625的恢復力而向下運動，由于作用在球形件623上朝著軸向孔614的表面的排氣腔壓力以及重力的作用，球形件623同樣也向下運動，因此軸向孔614開啟。結果，后方區(qū)802中的制冷劑氣體通過第一通道901、軸向孔614、圓柱形腔室613、徑向孔615和第二通道902流進吸氣腔241，后方區(qū)的壓力減至吸氣腔241中的壓力。這樣，后方區(qū)802和前方區(qū)801之間的壓差最大，因而有最大的凈力作用在活塞組件81上，使傳動活塞組件81朝后運動。所以，傳動活塞組件81克服偏動彈簧82的恢復力而向后移至最后處。
鐵芯622的軸向位置根據電流大小的變化而改變，鐵芯622軸向位置的變化可以改變軸向孔614打開的程度，進而改變后方區(qū)802中的壓力。所以，后方區(qū)802中的壓力根據所知的電流可以從排氣壓力變到進氣壓力。因此，后方區(qū)802和前方區(qū)801之間的壓差隨所加電流而變。后區(qū)802和前區(qū)801之間壓差的變化就改變了使傳動活塞件81朝后移動的力。結果，傳動活塞組件81的軸向位置根據與汽車空調系統(tǒng)熱力學特性相應的信號值的變化從最前處移到最后處。與對第一個實施例的描述類似，傳動活塞組件81軸向位置的變化直接改變了傳動桿195的軸向位置，從而可調節(jié)波紋管193的曲軸腔響應壓力。
如上所述的實施例那樣，由桿195所提供的力能很順利地向前傳遞，并通過偏動彈簧196向前推動閥組件193a，有了偏動彈簧196，就可以有效地避免傳動活塞組件81和傳動桿195的移動所產生的慣性力、摩擦力影響精確控制波紋管的曲軸腔響應壓力，上述摩擦力存在于圓柱形通道194c的內周表面和傳動桿195的外周表面之間以及第一圓柱形中空段80的內周表面與傳動活塞組件81的外周表面之間。在本發(fā)明的第二個實施例中，第一閥控制裝置19的響應壓力隨與汽車空調系統(tǒng)中熱力學特性相應的信號值的變化而精確地變化。
此外，由于傳動軸195的軸向位置不直接由螺管線圈620控制，所以跟第一實施例相比，第二實施例中第一閥控制裝置19的設計靈活性更大。也就是說，活塞組件81和偏動彈簧82可放置在傳動桿195和螺管線圈620之間。因此需要增加偏動彈簧196的彈性系數，由于電磁閥不直接對桿195起作用，所以不需要通過增加線圈圈數來增加螺管線圈的尺寸。確切地說，因為螺管線圈620的作用僅僅是控制從后方區(qū)802中流出的流體的流動，所以，并不需要用增加螺管線圈的尺寸的辦法來增加彈簧196的尺寸。
圖4和圖5示出了本發(fā)明的第三個實施例。第三個實施例與第二個實施例相似，其中相同的標號表示圖1-圖3中相同的部件。除非作特殊說明，壓縮機的全部運轉情況均與上述前兩個實施例相同。
正如第二實施例所描述的，在第三個實施例中，后方區(qū)802與曲軸腔而不是跟吸氣腔構成流體通路。尤其是在第三個實施例的閥控制裝置49′中，徑向孔615的一端與圓柱形腔室613相通，徑向孔615的另一端與第二管道903的一端相通，該第二管道軸向構成于后端板24中。第二管道903的另一端與孔904相通，該孔穿過閥板組件200。在氣缸體21中軸向開有第三管道905。第三管道905的一端與孔904相通，第三管道905的另一端與曲軸腔22相通。因此，第一管道901、軸向孔614、圓柱形腔室613、徑向孔615、第二管道902、孔904以及第三管道905構成連通曲軸腔22與第一圓柱形中空段80的后方區(qū)802的通路。
跟第二個實施例一樣，在壓縮機運轉期間，當電磁線圈624由導線500借給電流時，就會產生一個使鐵芯622克服偏動彈簧625的恢復力而向下移動的磁力，由于作用在球形件623對著軸向孔614的表面上的排氣壓力及重力作用，球形件623也向下移動，因此軸向孔614開啟。結果，制冷劑氣體經間隙800從排氣腔251流到后區(qū)802，再經第一管道901、軸向孔614、圓柱形腔室613、徑向孔615、第二管道903、孔904和第三管道905流入曲軸腔22中。制冷劑氣體從后方區(qū)802流到曲軸腔22的流速要比從排氣腔251流到后區(qū)802的制冷劑氣體流速大得多。所以，后方區(qū)802中的壓力就減小到曲軸腔22中的壓力。因而，后方區(qū)802和前方區(qū)801之間的壓力差最大，最大凈力作用在傳動活塞組件81上，并使傳動活塞組件81克服偏動彈簧82的恢復力向后移動到最后處。
鐵芯622的軸向位置隨電流大小的變化而改變，鐵芯622軸向位置的變化改變了軸向孔614的開啟程度，進而改變后方區(qū)802中的壓力。所以，后方區(qū)802中的壓力根據所加電流可以從排氣腔壓力變到曲軸腔壓力。因此，后方區(qū)802和前方區(qū)801之間的壓差根據所加電流變化。后方區(qū)802和前方區(qū)801之間壓差的變化可以改變傳動活塞組件81向后移動的力。結果，根據與汽車空調系統(tǒng)熱力學特性相應的信號值，傳動活塞組件81的軸向位置從最前處移到最后處。與在第二實施例中的描述相似，傳動活塞組件81軸向位置的變化直接改變了傳動桿195的軸向位置，以調節(jié)波紋管193的曲軸腔響應壓力點。
此外，每當通路150因波紋管193的伸長而堵塞時，由于排氣腔251中的制冷劑氣體經間隙800和通路920流入曲軸腔22，軸向孔614打開時，曲軸腔22中壓力的上升速度比第二實施例中的上升速度快，在第二個實施例中，后方區(qū)802與吸氣腔相連。也就是說，在第二實施例中，曲軸腔壓力的增加只是由于泄漏氣體造成的，而在第三實施例中，曲軸腔壓力的增加既是由于泄漏氣體，同時也是由于高壓氣體從后方區(qū)802流至曲軸腔22所造成的。所以在第三實施例中，壓縮機容量隨外部信號的減少要比第二實施例更快，該外部信號的作用是通過鐵芯622向下移動來打開孔614的。
本發(fā)明所公開的這類壓縮機可用于空調的需用量頻繁變動的汽車空調系統(tǒng)中。例如，當要求迅速降低壓縮機容量而有效運轉時，空調系統(tǒng)的用量就可以迅速減少。由于后方區(qū)802與曲軸腔22連通，在需要時可以根據外部信號使壓縮機的容量迅速減小，因此，第三實施例所公開的壓縮機尤其適用于汽車空調系統(tǒng)。
再參見圖6，該圖示出了本發(fā)明的第四實施例。第四實施例除將波紋管193用于響應吸氣壓力外，其余均與第三個實施例相同。特別是中心孔210′中止于殼體191所處位置的前方，而殼體191又是裝在與孔210′隔開、而且也與曲軸腔22隔開的孔220中。氣缸體21中開有管道152′。管道152′的一端與孔220相通，管道152′的另一端與穿過閥板組件200的通孔153相通。通過管道152′和孔153將孔220與吸氣腔241相通。所以，閥腔192通過孔153、管道152′、孔220、孔19b維持在吸氣壓力，而且波紋管193響應吸氣壓力。此外，把穿過圓柱形組件194所構成的管道151通過管道190與曲軸腔22相通，管道190也是穿過氣缸體21而構成的。這樣，波紋管193響應吸氣壓力伸長或收縮，由此開啟或關閉連接曲軸腔和吸氣腔的通路。第二閥控制裝置49′的結構和作用與第三個實施例相同，其作用是為了根據上述汽車空調系統(tǒng)的熱力學特性而改變波紋管193的吸氣壓力響應點。
結合較佳實施例已對本發(fā)明作了描述，然而這些實施例僅僅是作為例子，本發(fā)明并不局限于此。本領域的普通技術人員懂得，在本發(fā)明權利要求所限定的范圍內很容易作各種改變和變化。
權利要求
1.一種斜板式制冷劑壓縮機，它包括把曲軸腔、吸氣腔和排氣腔封閉在內的壓縮機殼體，上述壓縮機殼體包括具有若干氣缸的氣缸體，該氣缸穿透氣缸體；每個氣缸中裝有一個活塞，活塞與氣缸滑配；與各活塞相連使其在氣缸中作往復運動的驅動裝置，該驅動裝置包括一根驅動軸和連接裝置，驅動軸可旋轉地被支撐在殼體中，連接裝置將驅動軸的運動傳遞給各活塞，使所述驅動軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動，上述連接裝置包括一塊傾斜板，該板的一個面與垂直于驅動軸的平面之間形成可調的傾斜角，為了改變活塞的行程以變化壓縮機容量，上述傾斜板的傾斜角可調；殼體中有連接曲軸腔和吸氣腔的流體連通通路；以及通過調節(jié)上述傾斜角來改變壓縮機容量的容量控制裝置，上述容量控制裝置包括第一閥控制裝置和響應壓力調節(jié)裝置，上述第一閥控制裝置用來根據壓縮機中制冷劑壓力的變化來控制上述通路的開啟和關閉，以使控制曲軸腔和吸氣腔的連通，從而控制壓縮機的容量，第一閥控制裝置響應給定壓力，響應壓力調節(jié)裝置用來可控地改變所述第一閥控制裝置響應的給定壓力，其改進包括上述響應壓力調節(jié)裝置包括一個中空部；一個裝在中空部中的活塞組件，活塞組件把上述中空部分成與所述排氣腔相通的第一區(qū)間和與排氣腔隔開的第二區(qū)間，第一區(qū)間和第二區(qū)間由所述中空部的內表面與活塞組件的外表面之間的間隙連通，上述活塞組件與第一閥控制裝置相連；一條通道將第二區(qū)間與曲軸腔相連；以及用來控制第二區(qū)間和曲軸腔相連通的第二閥控制裝置，所述第二閥控制裝置根據外部信號動作，以使第二區(qū)間中的壓力在排氣壓力和曲軸腔壓力之間變化。
2.根據權利要求1所述的壓縮機，所述活塞組件靠近傳動桿，該傳動桿通過第一彈性件與第一閥控制裝置相連。
3.根據權利要求2所述的壓縮機，上述第二閥控制裝置包括一個螺線管傳動機構。
4.根據權利要求2所述的壓縮機，它還包括一個第二彈性件，上述第二彈性件裝在上述第二區(qū)間內，并將所述活塞組件偏壓在所述傳動桿上。
5.根據權利要求2所述的壓縮機，上述第一閥控制裝置包括一根縱向伸長和收縮的波紋管，以及一個裝在所述波紋管一端的閥組件，所述的傳動桿的一端挨著所述的活塞組件。
6.根據權利要求5所述的壓縮機，還包括一個第二彈性件，所述第二彈性件裝在上述第二區(qū)間內，并將所述活塞組件偏壓在所述傳動桿上。
7.根據權利要求1所述的壓縮機，上述響應壓力調節(jié)裝置還包括一個由通道連到所述第一中空部的第二區(qū)間的第二中空部，第二中空部與曲軸腔相連，一個裝在第二中空部的螺線管傳動機構，該螺線管傳動機構控制所述通道的開啟和關閉，從而根據外部信號控制所述第二區(qū)間與曲軸腔的連通。
8.根據權利要求1所述的壓縮機，所述壓縮機構成制冷回路的一部分，所述的響應壓力調節(jié)裝置響應制冷回路的熱力學特性。
9.根據權利要求8所述的壓縮機，該制冷回路包括一個蒸發(fā)器，其中熱力學特性是離開蒸發(fā)器的氣體的溫度。
10.根據權利要求8所述的壓縮機，該制冷回路包括一個蒸發(fā)器，其中熱力學特性是離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力。
11.根據權利要求1所述的壓縮機，上述第一閥控制裝置響應吸氣腔壓力。
12.根據權利要求1所述的壓縮機，上述第一閥控制裝置響應曲軸腔壓力。
13.一種斜板式制冷劑壓縮機，它包括把曲軸腔、吸氣腔和排氣腔封閉在內的壓縮機殼體，壓縮機殼體包括具有若干氣缸的氣缸體，該氣缸穿過氣缸體;每個氣缸中裝有一個活塞，活塞與氣缸滑配;與各活塞相連使其在氣缸中作往復運動的驅動裝置，該驅動裝置包括一根驅動軸和連接裝置，驅動軸可旋轉地被支撐在殼體中，連接裝置將驅動軸的運動傳遞給各活塞，使所述驅動軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動，上述連接裝置包括一塊傾斜板，該板的一個面與垂直于驅動軸的平面之間形成可調的傾斜角，為了改變活塞在氣缸中的行程以變化壓縮機容量，上述傾斜板的傾斜角可調;殼體中有連接曲軸腔和吸氣腔的流體連通通路;以及通過調節(jié)上述傾斜角來改變壓縮機容量的容量控制裝置，上述容量控制裝置包括閥控制裝置和響應壓力調節(jié)裝置，上述閥控制裝置用來根據所述壓縮機中制冷劑壓力的變化來控制上述通路的開啟和關閉，從而控制曲軸腔和吸氣腔的連通，進而控制壓縮機的容量，所述閥控制裝置響應給定壓力，響應壓力調節(jié)裝置用來可控地改變所述第一閥控制裝置響應的給定壓力，其改進包括上述響應壓力調節(jié)裝置包括一個與所述閥控制裝置相連的可動部件，該可動部件根據其相對側壓力的比較而移動，可動部件的一側與曲軸腔間有流體連通通路，以及通過控制所述一側與曲軸腔的連通來控制可動件一側的壓力的壓力控制裝置，所述壓力控制裝置響應外部信號。
14.根據權利要求13所述的壓縮機，上述可動件一側由一條通道與曲軸腔相連，以作為流體通路，所述壓力控制裝置根據外部信號控制所述管道的開啟和關閉。
15.根據權利要求14所述的壓縮機，上述可動件另一側通過一個彈性件與上述閥控制裝置相連，該另一側還與排氣腔相連，以作為流體通路。
16.根據權利要求13所述的壓縮機，上述閥控制裝置響應吸氣壓力。
17.根據權利要求13所述的壓縮機，上述閥控制裝置響應曲軸腔中的壓力。
全文摘要
一種具有可變容量或排量調節(jié)機構的斜板式壓縮機，包括殼體，若干氣缸，活塞由驅動機構驅動作往復運動。驅動機構包括一塊具有傾斜角可調的面的傾斜板，該傾斜角可根據曲軸腔的壓力控制。曲軸腔壓力由控制機構控制，該機構包括連通曲軸腔和吸氣腔的第一通路以及控制該第一通路開啟和關閉的閥裝置。該閥裝置包括閥件、第一閥控制裝置和第二閥控制裝置，第二閥控制裝置包括連通曲軸腔和排氣腔的第二通路和裝在第二通路中的傳動機構。第二閥控制裝置控制第一閥控制裝置的給定曲軸腔壓力工作點。
文檔編號F04B27/08GK1055799SQ9110247
公開日1991年10月30日 申請日期1991年3月20日 優(yōu)先權日1990年3月20日
發(fā)明者寺內清, 坂本誠一 申請人:三電有限公司