帶可變容量控制機構的斜盤壓縮機的製作方法
2023-06-23 14:09:11 1
專利名稱：帶可變容量控制機構的斜盤壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製冷壓縮機，尤其是涉及適用於汽車空調系統中的帶有可變排量機構的斜盤式壓縮機，比如搖擺盤式壓縮機。
在現有技術中，通常斜盤式活塞壓縮機是公知的，這種壓縮機包括根據需要控制壓縮機壓縮比的可變排量或容量的調節機構。如，日本實用新型專利申請No.63-134181中公開的搖擺盤式壓縮機。該壓縮機包括一凸輪轉子驅動裝置和一連接若干活塞上的搖擺盤。凸輪轉子驅動裝置的轉動引起搖擺盤章動，因此使活塞在相應氣缸中作連續往復運動。活塞的衝程長度和壓縮機的容量可輕易地由調節搖擺盤的傾角而改變。傾角隨著曲柄腔與吸入腔之間壓差的變化而變化。
在上述日本實用新型專利申請中，曲柄腔與吸入腔由第一通路或通道流體連通。為了控制曲柄腔和吸入腔之間流體連通，在第一通道中設置有開啟與關閉該第一通道的閥機構。該閥機構通常包括一感應吸入腔中壓力的壓力傳感裝置，一電磁線圈，一插銷及一固定連接到該壓力傳感裝置上和該插銷一端上的閥件。電磁線圈接收兩個外部信號，其一表示作用於冷卻迴路的蒸發器上熱負荷，另一表示汽車需加速的量。
閥件隨著吸入腔壓力的變化開啟或關閉第一通道，從而相對吸入腔的壓力而改變曲柄腔中的壓力。這就導致了搖擺盤的角位置發生變化，所以壓縮機的排量得到了調節，並且吸入腔壓力的控制點保持在預定的常數值上。
電磁線圈產生不同的響應於兩外部信號變化的電磁引力，從而改變插銷的軸向位置。接著使吸入腔壓力的控制點從預定的最大值變為預定的最小值。
該壓縮機還包括第二通道，該第二通道與第一通道隔開，並使曲柄腔和吸入腔之間連通。安全閥裝置包括一球形件和一彈性支承球形件的螺旋彈簧。在第二通道中設置該安全閥裝置，該安全閥裝置隨著曲柄腔和吸入腔之間的壓差變化開啟或關閉第二通道。當曲柄腔和吸入腔之間的壓差超過一預定值時，第二通道開啟。因此，當由於閥機構的故障而使曲柄腔和吸入腔的連通長時間中斷，又由於隨著活塞往復運動通過氣缸中活塞產生了洩漏氣體，這樣造成曲柄腔壓力異常地上升時，第二通道開啟，迫使曲柄腔內壓力迅速降低，從而避免了曲柄腔和吸入腔之間的異常壓差。由於這一結果，從而能防止因曲柄腔和吸入腔之間的異常壓差而引起的壓縮機內部元件之間的過份摩擦。
然而，在該現有技術實施例中，由於第二通道與第一通道隔開，因此，在製造壓縮機時，形成第二通道的工藝和將安全閥裝於第二通道中的工藝需更多的步驟，因而壓縮機的製造工藝是很複雜的。最理想的是，提供一種具有可變排量控制機構的壓縮機，該壓縮機易於製造，並能防止曲柄腔和吸入腔之間的異常壓差。
根據本發明，提供一種斜盤式製冷壓縮機，該機包括一壓縮機殼體，殼體包圍著設在其中的曲柄腔，吸入腔和排出腔。該殼體包括一個氣缸體，該氣缸體具有若干在該氣缸體上所形成的氣缸。每一氣缸裝配一可滑動的活塞，驅動機構與活塞連接，使活塞在氣缸中往復運動。驅動機構包括一可旋轉地支承於殼體中的驅動軸和聯接裝置，該聯接裝置可驅動地將驅動軸與活塞聯接，從而使驅動軸的旋轉運動轉換成活塞的往復運動。該聯接裝置包括一斜盤，該斜盤具有一表面，該表面設置在和垂直於驅動軸的平面間有一可調節的傾角的位置。斜盤傾角可根據曲柄腔壓力相對於吸入腔壓力的變化而調節，從而改變活塞在氣缸中的衝程長度，由此改變壓縮機的容量。在殼體中形成一通道，使曲柄腔和吸入腔流體連通。
容量控制機構藉助於調節斜盤的傾角而改變壓縮機的容量。通道包括一在該通道中形成的閥座，容量控制機構包括一閥控裝置，閥控裝置能夠根據吸入腔壓力的變化來控制通道的開啟和關閉。並由此控制壓縮機的容量。閥控裝置設置在通道中，並包括一感應吸入腔壓力的壓力傳感器和一與該壓力傳感器相連的閥元件。閥元件安裝在閥座上，並根據吸入腔的壓力變化而運動並離開閥座，以便開閉該通道，控制壓縮機容量。
該閥元件包括一閥件、一穿過該閥件而設置、並可在該閥件中很好滑動的杆件及一偏壓裝置，該偏壓裝置給閥件施壓，使閥件遠離閥座時與杆件配合。當曲柄腔和吸入腔之間的壓差超過一預定值時，為了打開通道，藉助於沿杆件可滑動而強迫閥件與杆件脫開以便閥件離開閥座。
圖1是本發明包括容量控制機構的斜盤式製冷壓縮機一種實施例的垂直縱剖視圖。
圖2是圖1所示容量控制機構的側視圖。
圖3是沿著圖1中3-3線的剖視圖。
圖4是根據本發明一種實施例的吸入腔壓力控制點與加到容量控制機構電磁線圈上的外電流的安培值之間的關係曲線圖。
圖5是在一段時間內，曲柄腔與吸入腔之間的壓差隨著供到容量控制機構電磁線圈中的電流值而變化的曲線圖，該電流具有一預定的最大安培值。
圖1中，僅僅是為便於解釋清楚，附圖的左邊稱作壓縮機的前端或前部，而右邊稱作壓縮機的後端或後部。
參見圖1，示出了斜盤式壓縮機的總體結構，更具體地示出了根據本發明的一種實施例，具有一容量控制機構的搖擺盤式壓縮機10的結構。壓縮機10包括具有氣缸體21的簡形殼體組件20，設置於氣缸體21一端的前端板23，由前端板23圍在氣缸體21之內的曲柄腔22和連接至氣缸體21上的另一端的後端板24。前端板23由一組螺栓101裝於氣缸體21上、曲柄腔22的前方。後端板24也由一組螺栓(未示出)在相對端裝於氣缸體21上。閥板25位於後端板24和氣缸體21之間。孔231在前端板23的中心形成，以便由置於該孔的軸承30可轉動地支承驅動軸26。驅動軸26的內端部是由置於氣缸體21的中心孔210中的軸承31可轉動地支承著。孔210延伸至氣缸體21的後端面。
孔210包括在中心區域內圓周表面上形成的螺紋部分211。帶有一六角形中心孔221的調節螺絲220擰入孔210的螺紋部分211。環狀盤形墊片230帶有一中心孔231，裝於驅動軸26的內端面和調節螺絲220之間。調節螺絲220的軸向運動通過墊片230傳遞給驅動軸26，從而使這些元件在孔210中軸向運動。上述結構及作用方式在施米茹(shimizu)的美國專利No.4948343k中作出了詳細描述。
凸輪轉子40由銷件261固定於驅動軸26上，並且隨驅動軸26而轉動。止推滾針軸承32裝於前端板23的內端面和凸輪轉子40的鄰近軸端面之間。凸輪轉子40包括臂41，臂41具有在其中延伸的銷軸元件42。斜盤50靠近凸輪轉子40而設置，並包括孔53。驅動軸26穿過孔53而設置。斜盤50包括帶有槽52的臂51，凸輪轉子40和斜盤50由銷軸元件42連接，該銷軸元件42插入槽52中以形成鉸接。銷軸元件可在槽52中滑動，從而使斜盤50相對於一垂直於驅動軸26縱向軸線平面的角位置得以調節。具有相當大質量的重量平衡環80設置於斜盤50的轂54的凸緣上，從而在動力運行狀況下平衡斜盤50。重量平衡環80由卡環81卡住。
搖擺盤60通過軸承61和62可章動地裝在斜盤50的轂54上，該軸承61和62使斜盤50相對於搖擺盤60轉動。叉形滑動件63連接到搖擺盤60的徑向外圓周端;並相對於設置在前端板23和氣缸體21之間的滑軌64可滑動地章動。叉形滑動件63防止搖擺盤60轉動，所以當凸輪轉子40、斜盤50和重量平衡環80旋轉時，搖擺盤60沿滑軌64章動。藉助於搖擺盤60內環形凸出部65的後端面與重量平衡環80的前端面之間的接觸可防止搖擺盤60在斜盤50的轂54上作不希望的軸向運動。氣缸體21包括若干沿圓周方向設置的氣缸腔70，在這些氣缸腔70中可滑動地裝有活塞71。每個活塞71都由相應的連杆72連接到搖擺盤60上，因此搖擺盤60的章動引起活塞71在各自的氣缸70中往復運動。
後端板24包括周向設置的環形吸入腔241和中心設置的排出腔251。閥板25包括若干將吸入腔241與各自的氣缸70相連的閥控吸入口242。閥板25還包括將排出腔251與各自的氣缸70連接的閥排出口252。吸入口242和排出口252都設有如施米茹(shimizu)的美國專利No.4011029所述的合適的簧片閥。
吸入腔241包括連接到外部冷卻迴路的蒸發器(未示出)上的進口241a。排出腔251設有連接到冷卻迴路的冷凝器(未示出)上的出口251a，襯墊27和28分別設置在氣缸體21與閥板25前端面之間和閥板25後端面與後端板24之間，並密封氣缸體21、閥板25及後端板24之間的配合面。這樣襯墊27和28及閥板25組成閥板組件200。一鋼製閥限位件253由螺栓254和螺帽255固定於閥板組件200的後端面中部區域。閥限位件253防止在活塞71的壓縮衝程期間設置於排出口252的簧片閥過份彎曲。
通道18是穿過氣缸體21的軸向通孔，用於將曲柄腔22與排出腔251通過閥板組件200的軸向通孔181相連接。一諸如阻尼管182一樣的節流裝置固定地設置在該通道18中，過濾件183設置於通道18中的阻尼管182的後端。因此，一部分在排出腔251中排放的製冷氣體總可通過阻尼管182使壓力減少，並流進曲柄腔22。上述結構及作用方式都在日本專利申請No.1-142277中有詳細說明。
參見圖2，在後端板24中，形成徑向伸展的圓柱形凹腔243，以便容裝下文將進一步描述的容量控制機構400。圓柱形凹腔243的一端通向壓縮機的外部環境，也即處於大氣壓條件下。圓柱形凹腔243包括第一部243a和從第一部分243a的內端延伸的第二部分243b。第二部分243b的直徑小於第一部分243a的直徑。凹腔243的第一部分243a通過後端板24中所形成的通道244與吸入腔241相連。如圖1所示，在後端板24中，形成通道245，從而將凹腔243的第二部分243b與閥板組件200中形成的孔256相連接。孔256通過氣缸體21後部中形成的通道212與中心孔210相連。中心孔210通過驅動軸26的內端部所形成的通道262，墊片230的孔231以及調節螺絲220的孔221與曲柄腔22相連。因此，凹腔243的第二部分243b經通道245、孔256、通道212、中心孔210、孔221、孔231及通道262與曲柄腔相連。
參見圖2和3，容量控制機構400包括位於凹腔243第一部分243a中的由磁性材料製成的第一環狀圓柱形殼體410及第二環狀圓柱形殼體420。殼體420具有一大直徑部分421和一從該大直徑部分421的頂端向上伸展的小直徑部分422。第一環狀圓柱形殼體410由強迫插入而固定在凹腔243的第一部分243a中。第二環狀圓柱形殼體420的大直徑部分421固定裝在第一環狀圓柱形殼體410的頂端。第二環狀圓柱形殼體420的小直徑部分422的頂端終止於凹腔243的第二部分243b頂端區域。
第一環形板411固定在第一環狀圓柱形殼體410上部內部，並包括一軸向環形凸伸件412，該凸伸件412從第一環形板411的內圓周端部軸向向下伸展。軸向環形凸伸件412在第一環狀圓柱形殼體410大約一半長的某點處終止。圓柱形管件413的長度稍微小於第一環狀圓柱形殼體410的長度，並裝於第一環狀圓柱形殼體410中。該圓柱形管件413包括在其頂端和底端所形成的環形法蘭413a、413b。圓柱形管件413的上半部固定包圍著軸向環形凸伸件412。環形盤狀板414固定裝在第一環狀圓柱形殼體410的底端，從而與圓柱形管件413和第一環狀圓柱形殼體410配合構成一環形腔415。環形盤狀板414包括一從環形盤狀板414的內圓周端部軸向向下伸展的軸向環形凸伸件414a，該環形凸伸件414a包括在其下半部分的內圓周表面上所形成的螺紋部分414b，調節螺絲414c擰在環狀凸伸件414a的螺紋部分414b上。環形電磁線圈430固定裝在環形腔415中，諸如環氧樹脂之類的絕緣材料固定地包住環形電磁線圈430。
空餘空間450由圓柱形管件413、軸向環形凸伸件414a及調節螺絲414c構成。在該空餘空間450的軸向方向裝有由磁性材料製成的可滑動的圓柱形件451。第一圓柱形杆460可滑動地穿過環形凸伸件412。杆460的底端部通過強迫插入而固定裝在圓柱形件451的頂端表面內所形成的柱孔451a中。第一螺旋彈簧470設置在調節螺絲414c和柱形件451之間。第一螺旋彈簧470的頂端與圓柱形件451的底端面處形成的柱形孔451b的頂端面接觸，第一螺旋彈簧470的底端與調節螺絲414c頂端表面處形成的柱形低凹部414d的底端面接觸。第一螺旋彈簧470的恢復力能迫使柱形件451向上運動，因此能迫使杆460向上運動。第一螺旋彈簧470的恢復力可由調節螺絲414c調節。
當電磁線圈430通電時，產生使柱形件451向上運動的電磁引力。電磁引力的大小直接與從電路(未示出)供給電磁線圈430的電流安培值成比例。電路接收代表蒸發器上熱負荷的一信號，如剛要通過蒸發器之前的空氣溫度;及代表汽車加速度所需量的信號，如作用在加速器上的力大小。處理了這兩個信號之後，電流就從電路供給電磁線圈430。電流的安培值在0安培到預定的最大安培值如1.0安培的範圍內不斷變化。
更確切地，當作用於蒸發器上的熱負荷相當大時，比如剛要通過蒸發器前的空氣溫度非常高時，又當所需汽車加速量還小時，電流值為0安培，即電流沒有從電路供到電磁線圈430。然而，當汽車所需的加速度超過一預定值時，代表所需加速度的信號就會強於代表作用於蒸發器上熱負荷的信號。結果，具有預定最大安培值的電流從電路供給電磁線圈430，即使作用在蒸發器上的熱負荷極高也是如此。另外，當作用在蒸發器上的熱負荷相當小時，如剛要通過蒸發器之前的空氣溫度相當低時，具有最大預定安培值的電流從電路供給電磁線圈430，而無需考慮汽車所需的加速度。
再參閱圖3，0形環密封件416設置在第一環狀圓柱形殼體410底端部外圓周表面中形成的環形槽417中。密封件416密封第一環狀圓柱形殼體410的外圓周表面和凹腔243第一部分243a的內圓周表面之間的配合表面。這樣，凹腔243的第一部243a與壓縮機外部周圍的大氣密封地隔開。
第二圓柱形杆480設置在第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的圓柱形腔421a中。第二圓柱形杆480包括大直徑部分480a和從大直徑部分480a的頂端向上延伸而形成的小直徑部分480b，從而在大、小直徑部分480a和480b之間的邊界位置形成環形凸起480c。第二圓柱形杆件480的大直徑部分480a包括在其底端形成的截頭錐形區480d。
截頭錐形閥件481也設置在第二環狀圓柱殼體420的大直徑部分421的圓柱形腔421a中。在閥件481的中心形成軸孔481a以便第三圓柱形杆482從該孔481a穿過，並在其中很好滑動。第三圓柱形杆482的底端部強迫地插入第二圓柱形杆480頂端面處形成的圓柱孔480e中，使第三圓柱形杆482固定聯接在第二圓柱形杆480上。圍繞第二圓柱形杆480的第二螺旋彈簧483彈性裝在第二圓柱形杆480環形凸起部480c的一側表面與閥件481底端面處形成的環形凹腔481b的底表面之間。第二螺旋彈簧483的恢復力可向上推動閥件481。
隔膜484裝在第二圓柱形杆480的底端表面和圓形盤狀板485的頂端表面之間，該圓形盤狀板485裝在第一圓柱形杆460的頂端表面。隔膜484的外圓周部分固定設置在第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的底端表面和第二環形板486的頂端表面之間。該第二環形板486是由第一環形板411和第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的底端部夾住。第一圓柱形杆460的頂端部可滑動地穿過第二環形板486。凹槽486a在第二環形板486的頂端表面處形成，這樣，在第二環形板486內圓周表面形成環形凸起部486b。環形凸起部486b容納著設置在第一圓柱形杆460的頂端表面上的圓形盤狀板485。
0形環密封件487彈性裝在環狀圓形空腔488中，該空腔488由第一和第二環形板411和486及第二環狀圓柱形殼體420和大直徑部分421及第一環狀圓柱形殼體410限定而成。密封件487使凹腔243的第一部分243a和第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的圓柱形空腔421a相對於外界大氣保持密閉。
第二環狀圓柱形殼體420的小直徑部分422包括圓柱形空腔422a，該圓柱形空腔422a具有第一區域422b和從第一區域422b頂端中心部分延伸的第二區域422c。第一區域422b的直徑大於第二區域422c的直徑。這樣，在第一個區域422b和第二區域422c之間的邊界處形成環形凸起部分422d。
圓柱形空腔422a的第一區域422b底端處與圓柱形空腔421a的頂端部相連。圓柱形空腔421a的直徑大於圓柱形空腔422a第一區域422b的直徑，所以，在圓柱形空腔421a和圓柱形空腔422a的第一區域422b之間的邊界處形成環形凸起部423。環形凸起部分423用作容納閥件481的閥座。第三圓柱形杆482的上端部軸向可滑動地設置在圓柱形空腔422a的第二區域422c中。第三圓柱形杆482包括在其中部形成的大直徑部分482a，從而在大直徑部分482a的兩軸向端形成了上、下環形凸起部分482b和482c。上環形凸起部分482b的側壁對著環形凸起部分422d的側壁，並且下環形凸起部分482c的側壁對著閥件481的頂端表面。圍繞第三圓柱形杆482的大直徑部分482a的第三螺旋彈簧489彈性裝在閥件481的頂端表面和環形凸起部分422d的側壁之間。第三螺旋彈簧489恢復力能向下推動閥件481。
0形環密封件425裝在第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421外圓周表面上所形成的環形槽426中，從而密封第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421外周表面與凹腔243第二部分243b的內圓周表面之間的配合表面。因此，凹腔243第二部分243b密封地與凹腔243第一部分243a隔開。
第一組徑向孔427在第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的側壁上形成，從而將凹腔243第一部分243a與第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的圓柱形空腔421a相連。因此，通過通道244，凹腔243第一部分243a和徑向孔427可獲得吸入腔241和第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的圓柱形空腔421a之間的流體連通。
第二組徑向孔428在第二環狀圓柱形殼體420小直徑部分422的底端側壁上形成，將凹腔243第二部分243b與第二環狀圓柱形殼體420小直徑部分422的圓柱形空腔422a的第一區域422b相連，因此，經通道262、孔231、孔221、中心孔210、通道212、孔256、通道245、凹腔243的第二部分243b和徑向孔428可獲得曲柄腔22和第二環狀圓柱形殼體420小直徑部分422的圓柱形空腔422a的第一區域422b之間的流體連通。
在上述容量控制機構400的結構中，第二和第三螺旋彈簧483和489有選擇地給閥件481頂端表面加偏壓使其靠在第三圓柱形杆482的下環形凸起部482c的側壁上。只要閥件481的頂端表面與第三圓柱形杆482下環形凸起部482c的側壁接觸，則可將第二圓形杆480、閥件481、第二螺旋彈簧483及第三圓柱形杆482基本上看作一體。因此，藉助於第三螺旋彈簧489的恢復力，使隔膜484中心區域的頂端表面與第二圓柱形杆480的底端表面保持接觸。同樣，藉助於第一螺旋彈簧470的恢復力使隔膜484中心區域的底端表面與圓形板485的頂端表面保持接觸。當閥件481安裝在環形凸起部423上時，而閥件481頂端表面與下環形凸起482c的側面接觸時，第三圓柱形杆482上環形凸起部482b的位置是這樣設計的，即它可與環形凸起部422d的側表面接觸。
在第二環形板486的頂端表面上形成的凹槽486a正對著隔膜484的底端表面。通過杆460和環形凸伸件412之間產生的間隙412a，空餘空間450及軸向環形凸伸件414a和調節螺絲414c之間形成的間隙414e，凹槽486a與壓縮機外界的周圍大氣連通。因此，隔膜484的底端表面在大氣壓下與空氣接觸，並受大氣壓影響。
同樣，第二環狀圓柱形殼體420大直徑部分421的圓柱形腔421a通過徑向孔427。凹腔243第一部分243a以及通道244連接到吸入腔241上。隔膜484頂端表面與吸入腔壓力下的製冷氣體接觸，並受吸入腔壓力下製冷氣體作用。
在壓縮機10工作期間，汽車發動機通過電磁離合器300驅動驅動軸26旋轉。凸輪轉子40隨驅動軸26旋轉，也帶動斜盤50旋轉，這樣就依次引起搖擺盤60章動，然後，搖擺盤60的章動使活塞71以不同相位在各自氣缸中往復運動。隨著活塞71的往復運動，製冷氣體經進口241a引入吸入腔241中，再通過吸入口242流入每個氣缸70，壓縮後通過排出口252從每個氣缸70排到排出腔251中，並經出口251a繼續排出冷卻迴路中。
為了保持吸入腔241中的壓力為一常數，需要調節壓縮機10的容量，而無需考慮作用於蒸發器上的熱負荷的變化或壓縮機轉速的變化。藉助改變斜盤傾角可調節壓縮機的容量，而斜盤傾角的改變取決於曲柄腔中的壓力，更確切地說，取決於曲柄腔與吸入腔之間的壓差。在壓縮機10工作期間，隨著活塞71在各自氣缸70中的往復運動，通過活塞71洩漏的氣體使曲柄腔中的壓力增加。當曲柄腔的壓力相對吸入腔的壓力增加時，斜盤50的傾角及搖擺盤60的傾角均變化小，由此減少了壓縮機的容量，相反，曲柄腔的壓力相對吸入腔的壓力減少，則引起壓縮機的容量增加。
根據本發明提供的一種實施例，壓縮機10的容量控制機構400的工作是以下述方式進行的參見圖1-4，當作用於蒸發器的熱負荷極大，同時汽車所需加速度小時，就沒有電流從電路供給電磁線圈430，因此不產生電磁引力。藉助於第一螺旋彈簧470的恢復力及作用於隔膜484底端表面的大氣壓力迫使隔膜484向上運動，在這種條件下，閥件481處於這樣的位置，即保持與曲柄腔22相連的凹腔243第二部分243b與吸入腔241相連的凹腔243第一部分243a之間的連通敞開。閥件418一直保持這種位置到吸入腔的壓力降到第一預定值，如1.0kg/cm2G為止，這時，作用於隔膜484上向上與向下的壓力將是平衡的。這樣，由於上述使曲柄腔22和吸入腔214之間的流體是連通敞開，所以斜盤50和搖擺盤60便處在相對垂直於驅動軸26縱向軸線平面具有最大傾角的位置處，壓縮機10以最大排量工作直至吸入腔壓力降至第一預定值。一旦吸入腔壓力降為第一預定值，為保持吸入腔壓力為第一預定值，只能藉助於隔膜484響應吸入腔壓力而產生的軸向彎曲來大體上調節斜盤50和搖擺盤60的傾角。
另一方面，當作用在蒸發器上的熱負荷相當小時，無需考慮汽車所需的加速度，有最大安培值的電流從電路供給電磁線圈430。結果，藉助第一螺旋彈簧470的恢復力，電磁線圈430所產生的預定的最大電磁引力以及作用於隔膜484底端表面的大氣壓力迫使隔膜484向上運動。這樣，閥件481向上運動，關閉凹腔243第二部分243b和凹腔243第一部分243a之間的流體連通道。閥件481保持這種位置直至吸入腔壓力值升至第二預定值，如4.0kg/cm2G，此時作用在隔膜484向上與向下的力是平衡的。由於曲柄腔22和吸入腔241之間的流體連通切斷，斜盤50和搖擺盤60處在相對垂直於驅動軸26縱軸平面具最小傾角位置處，壓縮機10以最小排量工作到吸入腔壓力升到第二預定值。一旦吸入腔的壓力上升為第二預定值，為保持吸入腔壓力處於第二預定值，斜盤50和搖擺盤60的傾角只藉助隔膜484響應吸入腔壓力而產生的軸向彎曲而進行基本調節。
此外，從電路供到電磁線圈430的電流安培值隨著前述的兩個信號安培值的變化而在0至預定最大值內不斷變化，所以迫使閥件481向上運動的電磁引力也同樣地隨著這些安培值的變化而不斷變化。因此，如圖4所示，在吸入腔壓力下，作用於隔膜484的向上和向下的力是平衡的，而該吸入腔壓力的控制點也在由第一和第二預定值限定範圍內不斷變化。
此外，當汽車所需的加速度值超過預定值，且吸入腔壓力仍保持在第一預定值時，即1.0kg/cm2G，強迫斜盤50和搖擺盤60的角位置變化至最小傾角位置，然後保持該位置至吸入腔壓力升到第二預定值，即4.0kg/cm2G。這樣就最大限度地減少了壓縮機的能量消耗，也最大限度地減少了所需汽車發動機產生的驅動力，因此也輔助提供了所需的加速度。
換言之，在電磁線圈430首先接收一零安培或接近於零安培電流的情況下，並且突然地，該電流值增加到預定的最大值，即1.0安培，迫使閥件481的位置移動。然後保持不動，以便關閉凹腔243的第二部分243b和凹腔243的第一部分243a之間流體連接通道。該連接通道保持關閉狀態直到吸入腔壓力升到第二預定值，即4.0kg/cm2G時。
如果曲柄腔22和吸入腔241之間流體連通的中斷維持一段長時間，並且如果諸如現有技術中所描述的安全閥裝置沒有置於壓縮機中，由於通過通道18(包括阻尼管182)，使致冷氣體從排出腔251進入曲柄腔22，又因為隨著活塞71往復運動時通過氣缸70中的活塞71洩漏氣體，從而在曲柄腔22中產生壓力升高異常。這樣，曲柄腔22和吸入腔241之間的壓差變得非常大，如圖5虛線所示，從而產生了一壓力，該壓力過份地將搖擺盤60推向後端，使搖擺盤過份向後運動，引起搖擺盤60環形凸出部65後端表面和重量平衡環80前端表面之間過份摩擦，及驅動軸26內端表面和設置於中心孔210中的墊片230前端表面之間的過份摩擦。這種過份摩擦可能依次引起搖擺盤60的環形凸出部65和重量平衡環80之間卡死或驅動軸26和墊片230之間卡死。
為了克服上述缺陷，容量控制機構400中設有安全閥裝置490，安全閥裝置490包括閥件481，具有使閥件481向上運動的恢復力的第二螺旋彈簧483，及具有使閥件481向下運動的恢復力的第三螺旋彈簧489。安全閥裝置490以下列方式起作用藉助第三螺旋彈簧489的恢復力和作用於閥件上端表面的有效壓力作用面積上的曲柄腔壓力，迫使閥元件481向下運動，同時，藉助第二螺旋彈簧483的恢復力和作用於閥件下端表面的有效壓力作用面積上吸入腔壓力，迫使閥件481向上運動。藉助閥件481的環形凹腔481b的底表面和第二圓柱形杆480的頂端表面之間的接觸，防止閥件481過份地向下移動。安全閥裝置490設置成當曲柄腔22和吸入腔241之間的壓差升至一預定值，例如2.0kg/cm2時，使該安全閥裝置490能夠從環形凸起部423移開，迫使曲柄腔壓力迅速降低，以保持曲柄腔22和吸入腔241之間的壓差處於預定值，即2.0kg/cm2，如圖5實線所示，即使電流的安培值突然從零增至預定的最大值，也可保持斜盤50和搖擺盤60的角位置於最小傾角處。因此防止了使搖擺盤60過份向後移動的作用力的產生。這樣，就防止了搖擺盤60環形凸出部65的後端表面和重量平衡環80的前端表面之間的過份摩擦，及驅動軸26內端表面和置於中心孔210中墊片230的前端表面之間的過份摩擦。此外，在因隔膜484運動出現故障而使曲柄腔22和吸入腔241之間的流體連通通道阻塞很長時間的情況下，安全閥裝置490同樣起作用。
如上所述，由於容量控制機構400中設置有安全閥裝置490，省去了在氣缸體21中加工出使曲柄腔22和吸入腔241之間連通的旁道的複雜工藝及將安全閥裝置於該另外通道中的工藝。因此，按本發明所提供的壓縮機，具有可變排量控制機構和安全閥裝置，這兩者可以防止曲柄腔和吸入腔之間產生異常壓差，本發明的這種壓縮機易於製造。
此外，由於第三圓柱形杆件482穿過閥件481軸向孔481a而設置，並可在其中很好地滑動。在閥件481的軸向運動期間，閥件481能沿著第三圓柱形杆482平滑地運動，並可有效地防止使閥件481產生傾斜或扭曲的任何傾向。因此，當閥件481處在環形凸起部423上時，避免了閥件481和環形凸起部423之間產生不良的局部空氣間隙。有效地避免了閥件481的各部分和環形凸起部423之間的非正常摩擦，並避免了閥件481的功能失效。所以，容量控制機構400的工作可靠性及壽命得到了保障。
本發明已根據最佳實施例作了描述，然而，實施例僅起到解釋本發明之作用，本發明並不僅限於此。本專業熟練技術人員可容易地得知，如權利要求所限定的一樣，在本發明的範圍內可作出各種不同的變形或變更。
權利要求
1.一種斜盤式製冷壓縮機，包括一壓縮機殼體，該殼體包圍著設在其中的曲柄腔，吸入腔及排出腔，壓縮機殼體包括一氣缸體，所述氣缸體具有若干通過該氣缸體而形成的氣缸；每個所述的氣缸中都裝有一可滑動的活塞；聯接到所述活塞上以使活塞在氣缸中作往復運動的驅動機構，所述驅動機構包括一可旋轉地支承於所述殼體中的驅動軸和聯接裝置，該聯接裝置將驅動軸與活塞驅動地聯接，從而使所述驅動軸的旋轉運動轉換成所述活塞的往復運動，所述聯接裝置包括一斜盤，該斜盤具有一表面，該表面設置在和垂直於所述驅動軸的平面間有一可調節的傾角的位置，所述斜盤傾角可根據所述曲柄腔壓力相對於所述吸入腔壓力的變化而調節，從而改變所述活塞在所述氣缸中的衝程長度，並由此改變所述壓縮機的容量；一在所述殼體中所形成的並使所述曲柄腔和吸入腔流體連通的通道；以及容量控制機構，所述容量控制機構藉助於調節所述斜盤的傾角而改變壓縮機容量，所述通道包括在該通道中所形成的閥座，所述容量控制機構包括閥控裝置，該閥控制裝置根據所述吸入腔壓力的變化而控制所述通道開啟和關閉，由此控制壓縮機的容量，所述閥控裝置設置在所述通道中，並包括用於感應吸入腔壓力的壓力傳感裝置以及連接到所述壓力傳感裝置上的一閥元件，所述閥元件裝在所述閥座上，並隨著吸入腔壓力之變化而離開所述閥座，以便開啟和關閉所述通道，從而控制壓縮機的容量，該閥元件包括一閥件、一穿過所述閥件而設置並可在該閥件中很好滑動的杆件及一偏壓裝置，該偏壓裝置給所述閥件施偏壓，使閥件遠離閥座時能與杆件配合，當所述曲柄腔和吸入腔之間的壓差超過一預定值時，為了開啟所述通道，強迫所述閥件從所述杆件上脫開，從而離開所述的閥座並沿著所述杆件滑動。
2.如權利要求1所述的壓縮機，其特徵在於所述容量控制機構還包括一外部控制的電磁線圈制動器，所述的電磁線圈制動器給所述閥元件施偏壓，從而改變吸入腔壓力的大小，該吸入腔壓力控制所述通道的開啟和關閉，所述外部控制的電磁線圈制動器至少響應一個外部信號的變化。
3.如權利要求2所述壓縮機，其特徵在於，至少一個外部信號依賴於冷卻迴路的熱負荷，所述壓縮機能裝於該迴路中。
4.如權利要求3所述壓縮機，其特徵在於，至少一個外部信號依賴於能驅動所述壓縮機的汽車所需的加速度。
5.如權利要求1所述壓縮機，其特徵在於，所述的偏壓裝置包括至少一個螺旋彈簧。
6.如權利要求1所述壓縮機，其特徵在於，在所述杆件上形成一環形凸起，當所述閥件離開所述閥座時與所述閥件配合。
7.一種斜盤式製冷壓縮機，包括一壓縮機殼體，該殼體包圍著設在其中的曲柄腔、吸入腔和排出腔，所述的壓縮機殼體包括一氣缸體，所述的氣缸體具有若干通過該氣缸體而形成的氣缸;每個所述的汽缸中都裝有一可滑動的活塞;聯接到所述活塞上以使活塞在氣缸中作往復運動的驅動機構，所述驅動機構包括一可旋轉地支承於所述殼體中的驅動軸和聯接裝置，該聯接裝置將驅動軸與活塞驅動地聯接，從而使所述驅動軸的旋轉運動轉換成所述活塞的往復運動，所述聯接裝置包括一斜盤，該斜盤具有一表面，該表面設置在和垂直於所述驅動軸的平面間有一可調節的傾角的位置，所述斜盤傾角根據所述曲柄腔壓力相對於所述吸入腔壓力的變化而調節，從而改變所述活塞在所述氣缸中的衝程長度，並由此改變所述壓縮機的容量;一在所述殼體中所形成的並使所述的曲柄腔和吸入腔流體連通的通道;容量控制機構，該容量控制機構藉助於調節所述斜盤的傾角而改變壓縮機的容量，所述通道包括在該通道中所形成的閥座，所述的容量控制機構包括閥控裝置，該閥控裝置根據所述吸入腔壓力的變化而控制所述通道的開啟和關閉，由此控制壓縮機的容量，所述閥控裝置設置在所述通道中，並包括用於感應吸入腔壓力的壓力傳感裝置以及連接到所述壓力傳感裝置的一閥元件，所述的閥元件裝在所述閥座上，並隨著所述吸入腔壓力之變化而離開所述閥座，以便開啟和關閉所述通道，從而控制壓縮機的容量;以及安全閥裝置，所述的安全閥裝置聯接到所述閥控裝置上，以限制在所述通道開啟期間所述元件離開所述閥座的軸向運動，所述安全閥控制裝置還防止在所述通道關閉期間所述閥元件相對所述閥座的扭曲。
8.如權利要求7所述的壓縮機，其特徵在於所述的容量控制機構還包括一外部控制的電磁線圈制動器，所述的電磁線圈制動器給所述閥元件施偏壓，從而改變吸入腔壓力的大小，該吸入腔壓力控制所述通道的開啟和關閉，所述外部控制的電磁線圈制動器至少響應一個外部信號的變化。
9.如權利要求7所述的壓縮機，其特徵在於其中至少一個外部信號依賴所述壓縮機能裝在其中的冷卻迴路的熱負荷，並且至少一個外部信號依賴於驅動所述壓縮機的汽車所需的加速度。
10.一種斜盤式製冷壓縮機，包括一壓縮機殼體，該殼體包圍著設在其中的曲柄腔、吸入腔及排出腔，壓縮機殼體包括一氣缸體，所述氣缸體具有若干通過該氣缸體而形成的氣缸;每個所述氣缸中都裝有一可滑動的活塞;聯接到所述活塞上以使活塞在氣缸中往復運動的驅動機構，所述驅動機構包括一可旋轉地支承於所述殼體中的驅動軸和聯接裝置，該聯接裝置將驅動軸與活塞驅動地聯接，使所述驅動軸的旋轉運動轉換成所述活塞的往復運動。所述聯接裝置包括一斜盤，該斜盤具有一表面，該表面設置在和垂直於所述驅動軸的平面間有一可調節的傾角的位置，所述斜盤傾角可根據所述曲柄腔壓力相對所述吸入腔壓力的變化而調節，從而改變所述活塞在所述氣缸中的衝程長度，並由此改變所述壓縮機的容量;一在所述殼體中形成的並使所述曲柄腔和吸入腔流體連通的通道;容量控制機構，該容量控制機構藉助調節所述斜盤的傾角而改變壓縮機的容量，所述通道包括在該通道中所形成的閥座，所述的容量控制機構包括閥控裝置，該閥控裝置根據所述吸入腔壓力的變化而控制所述通道的開啟和關閉，由此控制壓縮機的容量，所述閥控裝置設置在所述通道中，並包括用於感應吸入腔壓力的壓力傳感裝置，以及連接到所述壓力傳感裝置上的一閥元件，所述的閥元件裝在所述的閥座上，並隨著所述吸入腔壓力的變化而離開所述閥座，以便開啟和關閉所述通道，從而控制壓縮機的容量;以及安全閥控制裝置，所述安全閥控制裝置設置在所述閥控裝置中，以防止曲柄腔和吸入腔之間的壓差異常，所述安全閥控制裝置控制所述閥元件相對所述閥座的運動，以避免所述通道在壓差異常產生期間保持關閉。
全文摘要
一具有容量或排量調節裝置的斜盤式壓縮機，包括一設有氣缸體的殼體，該氣缸體設有若干氣缸和一曲柄腔，在每個氣缸中，裝有一可滑動的活塞。驅動機構驅動活塞往復運動，該驅動機構還包括一斜盤，斜盤的傾角，即壓縮機的容量可根據曲柄腔和吸入腔之間的壓差來控制。吸入腔的壓力可由設置於連接曲柄腔和吸入腔的通道中的閥控機構控制。設置於閥控機構中的內部控制安全閥裝置防止了曲柄腔和吸入腔之間的非正常壓差，因此可獲得易於製造的、具有耐用、可靠並帶安全閥裝置的容量調節機構的斜盤式壓縮機。
文檔編號F04B1/28GK1076764SQ9211383
公開日1993年9月29日 申請日期1992年12月26日 優先權日1992年11月30日
發明者田口幸彥 申請人:三電有限公司