變量壓縮機的控制閥的製作方法
2023-09-21 19:43:10 2
專利名稱：變量壓縮機的控制閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制用於汽車空調中的變量壓縮機排量的控制閥。
常見的汽車空調包括一冷凝器、一作為一減壓裝置的膨脹閥、一蒸發器以及一壓縮機。壓縮機從蒸發器中抽取致冷劑氣體並進行壓縮，然後將壓縮過的氣體排放到冷凝器中。蒸發器在致冷劑迴路中流動的致冷劑和汽車內的空氣之間傳遞熱量。致冷劑氣體在蒸發器出口處的壓力反映出製冷負載的大小。
一種用於上述這種空調器的斜盤式變量壓縮機上設有一種用於將蒸發器出口附近壓力(吸氣壓力)轉變成一目標吸入壓力的的排量控制系統。排量控制系統參照吸氣壓力來控制壓縮機的排量以獲得與製冷負載相應的流量。
然而，在涉及用吸氣壓力Ps來控制致冷劑流量的壓縮機中，當酯類製冷迴路中的致冷劑的流量隨著發動機的速度變化而變化時，壓縮機的排量不會總是立即隨著流量的變化而變化。例如，當蒸發器上的熱負載較大時，如果發動機的速度增加且致冷劑流量也相應地增加，那麼壓縮機排量就會開始下降直到實際吸氣壓力下降到低於目標壓力為止。隨著發動機速度的上升，運轉壓縮機所需的動力也會上升，這會降低燃料的經濟效益。
本發明的目的在於提供一種控制閥，無論蒸發器上的熱負載如何，該控制閥都能迅速地改變變量壓縮機的排量。
為了達到上述目的，本發明提供了一種控制閥，該控制閥用於安裝在汽車空調器的製冷迴路中的變量壓縮機中。壓縮機根據曲柄腔的壓力變化而改變排量。壓縮機具有一將曲柄腔與一個其壓力與曲柄腔壓力不同的區域連接起來的控制通道。控制閥包括一閥殼。在閥殼中限定一閥腔。容納在閥腔中的一閥體調節控制通道的開口度。閥殼內限定有一壓力傳感腔。一壓力傳感元件將壓力傳感腔分隔成第一壓力腔和第二壓力腔。致冷劑迴路上的第一位置處的壓力被施加給第一壓力腔。致冷劑迴路上的第二位置處(其位於第一位置的下遊)的壓力被施加給第二壓力腔。壓力傳感元件根據第一壓力腔和第二壓力腔之間的壓差而推動閥體，使得壓縮機的排量發生變化以抵銷壓差的變化。第一壓力腔和第二壓力腔中至少有一個成為致冷劑迴路的一部分。
本發明的其它方面和優點，從下面結合附圖、藉助示例對本發明的原理的說明，可以更明顯地顯示出來。
圖1是變量壓縮機的第一實施例的剖視圖；圖2是位於圖1中所示壓縮機中控制閥的剖視圖圖3是控制閥的第二實施例的放大剖視圖；圖4是控制閥的第三實施例的放大剖視圖；圖5(a)是控制閥的第四實施例的放大剖視圖；圖5(b)是表示作用在圖5(a)中所示的控制閥的壓力傳感元件上的力的情況的示意圖；圖6是控制閥的第五實施例的放大剖視圖；圖7是控制閥的第六實施例的放大剖視圖；圖8是用來表示圖1中所示實施例的對比例子的示意圖。
下面將參照圖1和2對一種控制閥進行描述，該控制閥用於一種安裝在汽車空調器的致冷劑迴路中的斜盤式變量壓縮機中。
如圖1所示，一壓縮機包含一缸體1；一前端蓋2，其與缸體1的前端聯接；一後端蓋4，其與缸體1的後端聯接。一閥板3，其在缸體1和後端蓋4之間。前端蓋2、缸體1和後端蓋4形成壓縮機殼體。
一曲柄腔5限定在缸體1和前端蓋2之間。在曲柄腔5內由軸承支承著一驅動軸6。在曲柄腔5內，一懸臂盤11與驅動軸6固定並與驅動軸6一起旋轉。
驅動軸6的前端通過一動力傳輸裝置PT與一外部驅動源相連，在該實施例中，該驅動源為發動機E。在該實施例中，動力傳輸裝置PT是一種包括有皮帶和皮帶輪的非離合器機構。另一種方案是，傳輸裝置PT可以是一個離合器機構(例如一種電磁離合器)，其可以根據外部電力控制情況來有選擇地傳送動力。
在該實施例中稱為斜盤12的驅動盤容裝在曲柄腔5內。斜盤12可以沿著驅動軸6滑動和相對於驅動軸6傾斜。斜盤12和鉸接機構13之間有一鉸接機構13。斜盤12通過鉸接機構13與懸臂盤11和驅動軸6連接。斜盤12可以與懸臂盤11和驅動軸6同步地旋轉。
在缸體1內，圍繞驅動軸6的軸線L等角度間隔地形成了多個缸孔1a(圖1隻表示出一個)。每個缸孔1a容納一個單頭活塞20，活塞20可在缸孔1a內往復運動。在每個缸孔1a內有一個壓縮腔，該壓縮腔的體積隨著活塞20的往復運動而變化。每個活塞20的前端部通過一副滑靴19與斜盤12的周邊部分連接。結果，由於斜盤12存在傾斜角，斜盤12的旋轉運動就轉化為活塞20的往復運動。
在閥板3和後端蓋4之間，限定了一個吸氣腔21和一環繞該吸氣腔21的排氣腔22。對應於每個缸孔1a，閥板3都上設置有一吸氣口23，一用於打開和關閉吸氣口23的吸氣閥24，一排氣口25，以及一用於打開和關閉排氣口25的排氣閥26。每個缸孔1a通過對應的吸氣口23與吸氣腔21連通，並通過對應的排氣口25與排氣腔22連通。
當缸孔1a中的活塞20從其上死點位置移動到其下死點位置時，吸氣腔21內的製冷氣體通過對應的吸氣口23和吸氣閥24流入對應的缸孔1a內。當每個活塞20從其下死點位置朝著其上死點位置移動時，對應的缸孔1a內的製冷氣體被壓縮到預定的壓力，且製冷氣體迫使對應的排氣閥26打開。接著製冷氣體通過對應的排氣口25和排氣閥26排到排氣腔22內。
斜盤12的傾角(即與驅動軸6的軸線垂直的平面和斜盤12之間的角度)是以不同的動量為基礎而決定，這些動量例如是由斜盤12離心力引起的旋轉動量、每個活塞20的往復運動的慣性力動量以及氣體壓力動量。氣體壓力動量取決於每個缸孔1a內壓力和曲柄腔壓力Pc之間的關係。氣體壓力動量根據曲柄腔壓力Pc的大小而使斜盤12的傾斜角增大或者減小。
在本實施例中，採用一曲柄腔壓力控制機構來控制曲柄腔壓力Pc，以改變由氣體壓力產生的動量。斜盤12的傾斜角可以轉變成最小傾斜角(如圖1實線所示)和最大傾斜角(如圖1中的點劃線所示)之間的任意一角度。
曲柄壓力控制機構包含一放氣通道27，一供氣通道28，一控制閥CV，它們都設置在圖1所示的壓縮機的殼體內。放氣通道27將曲柄腔5與吸氣腔21連接起來，該吸氣腔是一個吸氣壓力Ps區域。供氣通道28將曲柄腔5與排氣腔22連接起來，該排氣腔是排氣壓力Pd區域。控制閥CV位於供氣通道28內。
通過控制控制閥CV的開口度，對通過供氣通道28流入曲柄腔5的高壓氣體的流量和通過放氣通道27流出曲柄腔5的氣體的流量之間的關係進行控制，以確定曲柄腔壓力Pc。隨著曲柄腔壓力Pc的變化，曲柄腔壓力Pc和每個缸孔1a內壓力之間的差值也變化，從而改變斜盤12的傾斜角。結果，每個活塞的行程即排量都得到調節。
如圖1所示，汽車空調系統的製冷迴路由壓縮機和外部製冷迴路30構成。外部製冷迴路30例如包含，一冷凝器31，一作為一減壓裝置的膨脹閥32和一蒸發器33。膨脹閥32的開口度根據由溫度傳感管34(其設置在接近蒸發器33出口的位置)檢測到的溫度和蒸發壓力(接近蒸發器33出口的壓力)而進行反饋控制。膨脹閥32向蒸發器33送入與熱負載對應量的液體製冷劑，並控制在外部製冷迴路30內的製冷劑的流量。
在外部製冷迴路30內，設置在蒸發器33下遊的第一導管35將蒸發器33的出口與一形成於後端蓋4中的入口37聯接起來。在外部製冷迴路30內，設置在冷凝器31的上遊的第二導管36將冷凝器31的入口與形成於後端蓋4中的出口38聯接起來。壓縮機從外部製冷迴路30的下遊端通過進口37將製冷劑吸入吸氣腔21並進行壓縮。然後，壓縮機將壓縮氣體排到排氣腔22，該排氣腔22通過出口38聯接到外部製冷迴路30的上遊端。
參照附圖2，控制閥CV包含一入口側閥部分和一電磁線圈部分60。入口側閥部分控制將排氣腔22與曲柄腔5連接起來的供氣通道28的開口度。電磁線圈部分60起到電磁致動器的作用，其根據外供電流值控制設置在控制閥CV內的操作杆40。操作杆40具有一頂端部分41；一閥體部分43；一將頂端部分41與閥體部分43連接起來的連接部分42；以及一導向部分44。閥體部分43是導向部分44的一部分。
控制閥CV的閥殼45包含一頂蓋45a，一上半主體45b和一下半主體45c。一閥腔46和一連通通道47限定在上半主體45b內。一壓力傳感腔48限定在上半主體45b和頂蓋45a之間。
在閥腔46和連通通道47內，操作杆40沿軸向運動。閥腔46根據操作杆40的位置選擇性地與連通通道47連通。連通通道47利用頂端部分41與壓力傳感腔48隔開。
固定鐵芯62的上端面作為閥腔46的底壁。從閥腔46沿徑向延伸的一開口51，通過供氣通道28的上遊部分將閥腔46與排氣腔22連接起來。從連通通道47沿徑向延伸的一開口52，通過供氣通道28的下遊部分將連通通道47與曲柄腔5連接起來。因此，開口51、閥腔46、連通通道47以及開口52構成了供氣通道28一部分的，該通道將排氣腔22與曲柄腔5連接起來，並起到控制通道的作用。
操作杆40的閥體部分43置於閥腔46內。連接通道47的內徑大於操作杆40的連接部分42的直徑，小於導向部分44的直徑。也就是說，連通通道47的橫斷面積大於連接部分42的橫斷面積，小於導向部分44的橫斷面積。閥座53圍繞著連通通道47的開口部分形成。
當操作杆40從圖2所示的位置(最低位置)移動到最高位置(即閥體部分43與閥座53接觸的位置)時，連通通道47關閉。操作杆40的閥體部分43作為入口側閥體(第一閥體)，該閥體可以隨意地控制供氣通道28的開口度。
一有底的圓柱形第一壓力傳感件54設置在壓力傳感腔48內並可以沿軸向運動。第一壓力傳感件54沿軸向將壓力傳感腔48分為兩部分，即第一和第二壓力腔55和56。在壓力傳感元件中限定一連通腔59。連通腔59通過節流通道68與第一壓力腔55相通，該節流通道形成於壓力傳感元件中54。連通腔59也通過形成於壓力傳感元件中的通孔69與第二壓力腔56相通。沒有通孔69覆蓋住操作杆40的頂端部分41。連通腔59具有與第二壓力腔相同的壓力。節流通道68、連通腔59以及通孔69構成了一個控制通道，該控制通道將第一壓力腔55和第二壓力腔56連接起來。
第一壓力腔55容納一第一彈簧50，該彈簧是一個螺旋彈簧。第一彈簧50朝著第二壓力腔56推動第一壓力傳感件54。
第一壓力腔55通過在頂蓋45a內形成的第一開口57和在後端蓋4中形成的第一排氣通道75與排氣腔22連通。第二壓力腔56通過在閥殼45的頂蓋45a內形成的第二開口58、在後端蓋4中形成的第二排氣通道76、出口38以及第二導管36與冷凝器31連通。第一排氣通道75、第一開口57、第一壓力腔55、節流通道68、連通腔59、通孔69、第二壓力腔56、第二開口58、以及第二排氣通道76，它們將排氣腔22連接到出口38上，並形成了製冷迴路的一部分。節流通道68、連通腔59以及通孔69將第一壓力腔55連接到第二壓力腔56上，並形成一壓力通道。
流入製冷迴路的製冷劑的流量越大，迴路或管路的單位長度上的壓力損失就越大。也就是說，設置在製冷迴路內的兩個壓力腔55和56之間的區域內的壓力損失(壓力差)與迴路內製冷劑流量成正比例關係。因此，通過檢測第一壓力腔55中的壓力PdH和第二壓力腔56中的壓力PdL(由於第二壓力腔56處於第一壓力腔55的下遊，所以該壓力比壓力PdH要低)之間的差PdH-PdL就能夠對迴路內製冷劑流量進行間接的檢測。以下壓力差PdH-PdL將被稱為壓力差ΔPd。
電磁線圈部分60包含一有底的呈圓柱形容納管61。一固定鐵芯62固定在容納管61內。在容納管61內限定一筒形腔63。筒形腔63容納一沿軸向運動的鐵芯64。在固定鐵芯62的中心處形成一軸嚮導向孔65。在導向孔65內，操作杆40的導向部分44沿軸向運動。
操作杆40的底端容納在筒形腔63內。導向部分44的下端配裝於在可移動鐵芯64的中心處形成的通孔內，同時，該導向部分的下端通過夾緊裝置與可移動鐵芯64固定。因此，可移動鐵芯64可以與操作杆40一起垂直地運動。
在筒形腔63內，一螺旋彈簧式的第二彈簧66設置在固定和可移動鐵芯62和64之間。第二彈簧66向下(即沿著可移動鐵芯64與固定鐵芯62分離的分開方向)推動可移動鐵芯64。
一螺旋線圈67圍繞著固定和可移動鐵芯62和64纏繞。按照控制器70的指令，從驅動迴路71向螺旋線圈67輸送一個驅動信號。螺旋線圈67在固定和可移動鐵芯62和64之間產生一個電磁力F，該電磁力的大小取決於供應的電力。供應到螺旋線圈67的電流通過控制施加到螺旋線圈67的電壓而進行控制。在該實施例中，為了控制施加電壓，使用了負載控制。
如圖2所示，汽車空調系統包含上述的控制器70。控制器70包含一CPU，一ROM，一RAM和一I/O接口。一外部信號檢測器72與I/O接口的輸入端連接，上述驅動迴路71與I/O接口的輸出端連接。
外部信號檢測器72包括一A/C轉換器(即通過汽車中的操作員進行控制的的空調系統的ON/OFF開關)、檢測乘客室內溫度的溫度傳感器以及設定乘客室內溫度的溫度設定裝置。
控制器70根據來自於外部信息檢測器72的各種外部信息，計算出一個足夠大的負載比Dt，並且指示驅動迴路下輸出一個載有負載比Dt的驅動信號。然後，受到指示的驅動迴路71向控制閥CV的螺旋線圈67輸出一個驅動信號。控制閥CV的螺旋線圈部分60的電磁力F隨著供應到螺旋線圈67的驅動信號的負載比Dt而變化。
在控制閥CV中，操作杆40的位置是按下述方式確定的。在此，閥腔46中的壓力、連通通道47以及筒形腔63中的壓力對操作杆40的定位的作用可以被忽略掉。
如圖2所示，當螺旋線圈67不通電時(負載比為0％)，由第一和第二彈簧50和66產生的向下的力f1+f2主要作用在操作杆40上。因此，操作杆40置於其最低位置，連通通道47完全打開。在給定條件下，曲柄腔壓力Pc能夠是最大值。因此，曲柄腔壓力Pc和每個缸孔1a內的壓力之間的壓力差變大。結果，斜盤12的傾斜角變成最小，壓縮機的排量也變成最小。
當螺旋線圈67通上具有最小負載比或者大多數都在負載比Dt變化範圍內的電流時，向上的電磁力F變得比由第一和第二彈簧50和66產生的向下的力f1+f2大。在這種情況下，已被第二彈簧66的向下的力f2抵消一部分的向上的電磁力，對抗基於壓力差ΔPd產生的向下的力，其中，壓力差ΔPd附加到第一彈簧50的向下的力f1上。因此，操作杆40的閥體部分43相對於閥座53的位置可以這樣確定，即，被第二彈簧66的向下的力f2抵銷了一部分的向上的力F基於壓力差ΔPd和第一彈簧50的向下的力所產生的向下力的結果形成平衡。
例如，如果發動機E的速度降低，就會使製冷迴路中的製冷劑的流量減小，然後，壓力差ΔPd就降低，此時，電磁力F不能保持作用在操作杆40上的力之間的平衡。其結果是，操作杆40向上運動，增大了由第一和第二彈簧50和66產生的向下的力f1+f2。然後，將操作杆40的閥體部分43定位，從而，力f1+f2的增加量可以用於補償壓力差ΔPd的減小量。
結果，連通通道47的開口度減小，曲柄腔壓力Pc降低。因此，曲柄腔壓力Pc和每個缸孔1a內的壓力之間的壓力差減小。這樣，斜盤12的傾斜角增大，從而使壓縮機的排量增大。當壓縮機的排量增大時，在製冷迴路內的製冷劑的流量也增大，這樣就使壓力差ΔPd增大。
相反，如果發動機E的速度增大，同時在製冷迴路內的製冷劑的流量也相應地增大，然後，壓力差ΔPd增大，在那一時刻電磁力不能保持作用在操作杆上的力的平衡。結果，操作杆40向下移動，使操作杆40的閥體部分43定位，因而，由第一和第二彈簧50和66產生的向下的力f1+f2的減小，來補償壓力差ΔPd的增大。
結果，使連通通道47的開口度變大，這樣就增大了曲柄腔壓力Pc。因此，曲柄腔壓力Pc和在每個缸孔1a內的壓力之間的壓力差增大。因此，斜盤12的傾斜角減小，同時壓縮機的排量相應地下降。當壓縮機的排量下降時，製冷迴路內的製冷劑流量也下降，這樣就降低了壓力差ΔPd。
例如，如果使供應到螺旋線圈67的電流的負載比Dt增大，以增大電磁力F，此時的壓力差ΔPd不能保持向上和向下的力的平衡。結果，操作杆40向上運動，同時使操作杆40的閥體部分43定位，因而，由第一和第二彈簧50和66產生的向下的力f1+f2的增加，來補償向上的電磁力F的增大。因此，連通通道47的開口度減小，這就增大了壓縮機的排量。因此，就使製冷迴路的製冷劑的流量增大，從而使壓力差ΔPd增大。
另一方面，如果供應到螺旋線圈67的電流的負載比Dt降低，使電磁力F減小，此時壓力差ΔPd不能保持向上和向下的力的平衡。結果，操作杆向下運動，同時將操作杆40的閥體部分43定位，因而，由第一和第二彈簧50和66產生的向下的力f1+f2的減小，來補償向上的電磁力F的減小。因此，連通通道47的開口度增大，這樣就使壓縮機的排量降低。這樣，就使製冷迴路內的製冷劑流量減小，從而使壓力差ΔPd降低。
如上所述，控制閥CV根據壓力差ΔPd的變化控制操作杆40的位置，從而由控制器70的負載比來設定壓力差ΔPd目標值。控制器通過改變負載比來改變目標壓力差ΔPd。
第一實施例具有下述優點。
根據在製冷迴路的控制閥中的兩個壓力腔55和56之間的壓力差ΔPd對壓縮機的排量進行反饋控制。因此，藉助於不受蒸發器33上的熱負載影響的控制器70，壓縮機的排量可以隨著發動機速度的波動而迅速而可靠的得到控制。特別的是，當發動機速度增加時，壓縮機的排量會迅速地下降，這就會提高燃料的經濟效益。
通過改變用於控制流向控制閥CV的線圈67的電流的負載比可以改變目標排氣壓力。因此，相對於沒有電磁裝置(電磁線圈60和控制器70)且僅有一個單一的目標排氣壓力的控制閥而言，控制閥CV能夠實現更為靈敏的控制。
通過參照製冷迴路內的致冷劑流量或上遊與下遊部分之間的壓差來控制控制閥CV大額開啟的方法並不限於圖1和2中的那種。例如，控制閥CV的開啟可以通過圖8中所示的裝置來控制，該裝置用於比較的目的。
在圖8所示的裝置中，兩個壓力監測點P1、P2位於致冷劑迴路中。第二壓力監測點P2位於第一壓力監測點P1的下遊。與圖1和2的實施例不同的是，圖8的壓力傳感元件54沒有節流閥68、連通腔59以及通孔69。因此，第一壓力腔55就通過壓力傳感元件54與第二壓力腔56隔離開。通過第一壓力導引通道91而使得第一壓力腔55具有第一壓力監測點P1處的壓力PdH。通過第二壓力導引通道92而使得第二壓力腔56具有第二壓力監測點P2處的壓力PdL。
然而，在圖8中的實施例中，壓力腔55、56必需通過相應的壓力導引通道91，92分別與相應的壓力監測點相連。因此後端蓋4(其中有吸氣腔21和排氣腔22)的尺寸就必需增大以便為壓力導引通道提供一定的空間，但是這樣會增大壓縮機的尺寸。
然而，在圖1和2的實施例中，壓力腔55，56中的每一個都是致冷劑迴路的一部分。因此，與圖8所示的實施例不同的是，圖1和2中的實施例不需要壓力導引通道91，92來將壓力監測點P1和P2壓力腔55，56連接起來。因此，後端蓋4的齒就會減小，這樣就會降低壓縮機的尺寸。
當壓縮機運轉時，致冷劑氣體不斷地流進壓力傳感元件48中，該元件位於致冷劑迴路中。因此，外部雜質就不可能會被困在壓力傳感元件54的表面54a和壓力傳感腔48的表面48a之間。如果外部雜質被困在壓力傳感元件54和壓力傳感腔48之間就通過流動的致冷劑氣體將外部雜質帶走。因此，延長壓力傳感元件54的壽命。也就是說，提高了控制閥CV的壽命。
將壓力腔55、56連接起來的節流通道68、連通腔59以及通孔69形成於壓力傳感元件54中。因此，壓力腔55、56不必通過一條形成於控制閥CV之外的通道彼此連接起來。換句話說，沒有必要對後端蓋4進行加工以便形成一個額外的通道或改變控制閥CV的位置。
節流通道68會限制致冷劑氣體從第一壓力腔55流向第二壓力腔56的流量。因此，即使壓力腔55，56相對來說是關閉的，壓差ΔPd也足夠。換句話說，壓力傳感元件54不必軸向延伸以延伸節流通道68、連通腔59以及通孔69。因此，容納有壓力傳感元件54的壓力傳感腔48的尺寸就會降低。
在圖8所示的對比實施例中，可以在壓力監測點P1，P2之間的致冷劑迴路中設置一個節流閥以增大壓力差ΔPd。然而，為了在致冷劑迴路的管道或通道中設置一個節流閥，就必需要將一種工具塞進該管道或通道中，而這些管道或通道相對較窄。這就使得製造複雜化並且降低了精度。然而，在圖1和2所示的實施例中，節流通道68形成於控制閥CV的壓力傳感元件54中。如果節流通道68在壓力傳感元件54安裝在閥殼45內之前形成，就不會存在工具與壓縮機的其它元件之間的相互幹涉。因此，節流通道68設置起來也比較容易和精確。
對於本領域普通技術人員來說應該很明確的是，本發明可以在不脫離本發明的構思或範圍的情況下可以以其它具體的方式實施。特別可以理解的是可以以下述方式實施。
由於與在圖3所示的第二實施例中的一樣，就省略了對圖1和2中所示實施例中的節流通道68、連通腔59以及通孔69的描述。在圖3所示的實施例中，第一排氣通道75和第二排氣通道76與第一壓力腔55相連，並且只有第一壓力腔55稱為致冷劑迴路的一部分。
由於與在圖4所示的第三實施例中的一樣，就省略了對圖1和2中所示實施例中的節流通道68、連通腔59以及通孔69的描述。在圖4所示的實施例中，第一排氣通道75和第二排氣通道76與第二壓力腔56相連，並且只有第二壓力腔56稱為致冷劑迴路的一部分。
在圖3和4所示的實施例中，壓力腔55，56中沒有成為致冷劑迴路的一部分的一個通過相應的壓力導引通道91、92與相應的壓力監測點P1、P2處的壓力PdL相通。因此，與圖8所示的實施例相比，可以減少壓力導引通道的數量。
在圖3和4所示的實施例中，節流閥93可以位於壓力腔55，56和相應的壓力監測點P1、P2之間。在本案中，即使圖4的壓力監測點P1和圖3的壓力監測點P2相對控制閥CV幾乎是關閉的，壓差ΔPd也足夠。因此，可以縮短壓力導引通道91，92。
節流通道68、連通腔59以及通孔69可以從圖1所示的實施例中省略掉，且壓力腔55，56可以通過一個位於壓力傳感元件54之外的通道彼此相連。例如，正如在圖5(a)和5(b)所示的第四實施例中一樣，在壓力傳感元件54的外表面54a和壓力傳感腔48的內表面48a之間會產生一個空間。該控制降低了壓力傳感元件54和壓力傳感腔48之間的摩擦。在圖5(a)中，為了解釋的目的該空間被放大了。可以在閥殼45內或控制閥CV的外部和在後端蓋4內設置該通道。
在圖5(a)所示的實施例中，在壓力傳感元件54的外表面54a和壓力傳感腔48的內表面48a之間能夠形成一個相對較大的空間。因此，外部雜質不可能被困在壓力傳感元件54和壓力傳感腔48之間。而且，外表面54a向著第一壓力腔55傾斜，也就是說壓力傳感腔54的直徑向著第一壓力腔55的方向減小。因此，表面54a，48a之間的空間會從第二壓力腔56向著第一壓力腔55方向增大。因此，當致冷劑從第一壓力腔55流道第二壓力腔56時，致冷劑流體就移動將壓力傳感元件54使之完全成一條線。
如果壓力傳感元件54的軸線K與示意性視圖5(b)中所示的閥殼45的軸線M不對齊，或偏離該軸線，那麼，從該附圖中看，壓力傳感元件54和壓力傳感腔48的側壁之間的空間其右側要小於左側。在本案中，右側的壓力會從外表面54a的小直徑部分向大直徑部分減小。右側的壓力在大直徑部分的附近急劇地下降。從該附圖中看，在左側，壓力從外表面54a的小直徑部分向大直徑部分逐漸減小。因此，與偏離方向相反的力作用在壓力傳感腔54上，並且壓力傳感腔54相對於閥殼45的軸線不對齊可以自動校正。
在圖6所示的實施例中，可以用一個球54作為壓力傳感元件。由於該球54不必按某一具體的方位設定，因此在控制閥CV的組裝期間，球54的安裝就比較容易。在操作杆40的末端和球54之間設有第二凹座。錐形的凹槽101a、103a形成於分別與球54相接觸的第一和第二凹座101、103的表面上。
因此，球54能可靠地保持在凹座101a和103a之間。即使球54受到一個不平衡的負載，也不會產生一個是操作杆40傾斜的力。這就防止了控制閥CV受到遲滯的影響。在圖6中，為了解釋方便，連接第一壓力腔55和第二壓力腔56的空間102被誇大化。
在圖7中所示的第六個實施例中，壓力傳感元件54與操作杆40形成一體。這就減少了控制閥CV的元件數量。而且由於壓力傳感元件54被操作杆40支撐在壓力傳感腔48中，因此，壓力傳感元件54不會和壓力傳感腔48的內壁48a相互衝撞，這就防止了控制閥CV產生噪聲和振動。而且由於壓力傳感元件54和壓力傳感腔48之間的摩擦被消除，這就能防止控制閥受的遲滯的影響。
用於將第一壓力腔55和第二壓力腔56連接起來的空間102為了便於解釋的目的而被誇大化。壓力傳感元件54外表面54a從第二壓力腔56向第一壓力腔55傾斜，使得直徑向著第一壓力腔55的方向縮小。圖7所示實施例具有和圖5所示連通通道47可以通過孔口52和供氣通道28的上遊部分與排氣腔22相連，且閥腔46可以通過孔口51和供氣通道28的下遊與曲柄腔5相連。這種結構降低了連通通道47中的壓力和第二壓力腔56(其靠近連通通道47)中的壓力之間的差值，這就防止了致冷劑在連通通道47和第二壓力腔56之間的洩漏，因此使得壓縮機排量得到精確的控制。
第一壓力腔55和第二壓力腔56可以與致冷劑迴路的吸入壓力區的壓力相通，且壓力腔55、56中至少有一個會成為致冷劑迴路的一部分。
第一壓力腔55可以與致冷劑迴路的排氣壓力區的壓力相通，第二壓力腔56可以與致冷劑迴路的吸氣壓力區的壓力相通，且壓力腔55、56中至少有一個會成為致冷劑迴路的一部分。
控制閥CV是一種側面放氣控制閥，用於控制放氣通道27的開口度。
壓縮機的殼體可以構成控制閥CV的閥殼45。也就是說，構成控制閥CV的操作杆40和壓力傳感元件54可以直接安裝在壓縮機的殼體中。
本發明可以實施成一種斜盤式變量壓縮機的控制閥。
可以採用一種帶有一種如電磁離合器一樣的離合機構的動力傳動機構。
因此，可以認為本例和實施方式是解釋性而非限制性的，且本發明不應被限定為在此所給出的細節，而是可以在附後的權利要求書的範圍內和等同方式內進行改動。
權利要求
1.一種控制閥，該控制閥用於安裝在汽車空調器的製冷迴路中的變量壓縮機中，其中，壓縮機根據曲柄腔(5)的壓力變化而改變排量，壓縮機具有一將曲柄腔(5)與一個其壓力與曲柄腔(5)壓力不同的區域連接起來的控制通道(27，28)，該控制閥包括一閥殼(45)；限定在閥殼(45)中的一閥腔(46)；容納在閥腔(46)中的一閥體(43)，用於調節控制通道(27，28)的開口度；閥殼(45)內限定有一壓力傳感腔(48)；一壓力傳感元件(54)，該元件將壓力傳感腔分隔成第一壓力腔(55)和第二壓力腔(56)；該控制閥的特徵在於致冷劑迴路上的第一位置處的壓力被施加給第一壓力腔(55)，致冷劑迴路上的第二位置處(其位於第一位置的下遊)的壓力被施加給第二壓力腔(56)，壓力傳感元件(54)根據第一壓力腔(55)和第二壓力腔(56)之間的壓差而推動閥體(43)，使得壓縮機的排量發生變化以抵銷壓差的變化，第一壓力腔和第二壓力腔中至少有一個成為致冷劑迴路的一部分。
2.根據權利要求1所述的控制閥，其特徵是第一壓力腔(55)和第二壓力腔(56)構成了致冷劑迴路的一部分。
3.根據權利要求2所述的控制閥，其特徵是致冷劑迴路具有一壓力通道(68，69，59，102)，該通道將第一壓力腔(55)和第二壓力腔(56)連接起來。
4.根據權利要求3所述的控制閥，其特徵是壓力通道(68，69，59，102)包括一節流閥(68)，該節流閥限制致冷劑從第一壓力腔(55)流向第二壓力腔(56)的流動。
5.根據權利要求3所述的控制閥，其特徵是壓力通道(68，69，59)形成於壓力傳感元件(54)中。
6.根據權利要求3所述的控制閥，其特徵是壓力通道由壓力傳感元件(54)的外表面和壓力傳感腔(48)的內表面之間的間隙構成。
7.根據權利要求6所述的控制閥，其特徵是壓力傳感元件(54)的外表面傾斜使得錐形表面的直徑從第二壓力腔(56)向第一壓力腔(55)方向縮小。
8.根據權利要求1-7中的任何一項所述的控制閥，其特徵還在於有一個根據外部指令向壓力傳感元件(54)施加力的致動器(60)，其中致動器(60)施加的推動力與壓差的目標值一致，壓力傳感元件(54)移動閥體(43)使得壓差達到目標值。
9.根據權利要求8所述的控制閥，其特徵是致動器(60)是電磁式的，它根據所提供的電流施加一個力。
全文摘要
一種控制閥(CV),該控制閥用於安裝在汽車空調器的製冷迴路中的變量壓縮機中。該控制閥(CV)具有一閥殼(45)。一閥腔(46)限定在閥殼(45)中。一壓力傳感腔(48)限定在閥殼(45)內。一壓力傳感元件(54),該元件將壓力傳感腔分隔成第一壓力腔(55)和第二壓力腔(56)。致冷劑迴路上的第一位置處的壓力被施加給第一壓力腔(55)。致冷劑迴路上的第二位置處(其位於第一位置的下遊)的壓力被施加給第二壓力腔(56)。壓力傳感元件(54)根據第一壓力腔(55)和第二壓力腔(56)之間的壓差而推動閥體(43),使得壓縮機的排量發生變化以抵銷壓差的變化。第一壓力腔(55)和第二壓力腔(56)中至少有一個成為致冷劑迴路的一部分。
文檔編號F04B27/14GK1338571SQ0113315
公開日2002年3月6日 申請日期2001年8月1日 優先權日2000年8月7日
發明者水藤健, 太田雅樹, 木村一哉, 安谷屋拓, 松原亮, 梅村聰, 清水出, 橫町尚也, 藤井俊郎, 橋本友次, 村瀨正和 申請人:株式會社豐田自動織機