用於車輛的空調壓縮機、車輛的製作方法

2023-05-27 04:41:56 1

專利名稱：用於車輛的空調壓縮機、車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於車輛特別是汽車的空調壓縮機，具有壓縮腔，壓縮腔具有用於要被壓縮的冷卻介質的入口和用於已被壓縮的冷卻介質的出口，其中壓縮腔的壁至少部分由能夠線性移動的活塞構成。此外本發明涉及具有驅動設備和空調裝置的車輛，特別是汽車，其中空調裝置具有空調壓縮機。
背景技術：
這裡提到的類型的空調壓縮機和車輛從現有技術中公知。為提高車輛內的舒適性，特別是關於車輛內部空間的溫度，已知提供致力於冷卻內部空間的空調裝置。為此這種空調裝置具有至少一個空調壓縮機，它致力於在空調裝置的循環中壓縮氣體狀和/或蒸汽狀冷媒，從而實現溫度調節。這裡已知基於活塞泵原理並且為此具有能夠線性移動的活塞的空調壓縮機，活塞用於壓縮位於壓縮腔內的氣體狀和/或蒸汽狀的冷卻介質。這裡該活塞構成壓縮腔的至少一個壁區，以便通過活塞的移動減小壓縮腔的容積並且壓縮位於其內的冷卻介質。已知的空調壓縮機這樣構造，使得它通過內燃機的曲軸的皮帶傳動或者鏈傳動裝置以機械方式被驅動。但是由此從這種車輛的驅動設備吸收能量，導致對於車輛的推進減少，此外能夠察覺到排放有害物質(CO2排放)。

發明內容
本發明的空調壓縮機能夠不減小驅動設備的功率被驅動並且與已知的空調壓縮機相比允許實現相對小的結構空間。這種空調壓縮機的特徵在於當前的權利要求I的特徵。相應地空調壓縮機如此構造，使得活塞在它的背離壓縮腔的末端處構成空調壓縮機的控制壓力腔的至少一個壁區。因此提供一種具有可在軸向移動的活塞的空調壓縮機，該活塞在一側或者說以一端與壓縮腔共同作用，在另一側或者以另一端與控制壓力腔共同作用。通過控制壓力腔和壓縮腔之間的壓力差使得活塞軸向移動。控制壓力腔內的壓力如其名可控，使得壓縮腔內的壓縮過程可通過提高或者降低控制壓力腔內的壓力調整。通過提高控制腔內的壓力，活塞向壓縮腔內移動，或者說壓縮腔的容積減小。通過降低控制腔內的壓力，活塞從壓縮腔內移出，使得冷卻介質向壓縮腔內續流或者視情況被吸入。因此本發明的空調壓縮機不是以機械方式而是優選以液壓方式運行。就此而言可以在已有的液壓系統上連接空調壓縮機。因此該種有利的空調壓縮機不從汽車的設備吸取為驅動/推進所需的倉tfi。優選在壓縮腔的遠離活塞的端部區域處設置或者構造壓縮腔的入口和/或出口。由此保證為供給和壓縮冷卻介質能夠使用壓縮腔的最大可能的容積。在最簡單的情況下入口和/或出口作為鑽孔在構成壓縮腔的外殼內構造。優選為入口和/或出口分別配設止回閥。這裡止回閥如此構造和/或設置，使得在壓縮腔內壓力升高時關閉入口所配設的止回閥並且打開出口所配設的止回閥，使得在壓縮腔內被壓縮的冷卻介質在活塞移入壓縮腔的情況下在高壓力下從壓縮腔內被驅出。如果活塞由於壓力減小而在壓力控制腔內在相反的方向上移動，則出口所配設的止回閥關閉先前釋放的流通橫截面，而入口所配設的止回閥釋放流通橫截面，使得氣體狀和/或蒸汽狀的冷卻介質能夠續流到壓縮腔內。因此止回閥保證在壓縮腔內建立壓力和分開引導冷卻介質的冷卻循環的高壓段和低壓段。適宜的是為活塞配設至少一個復位彈簧。其中這裡的復位應該理解為活塞從壓縮腔出來的運動。換句話說復位彈簧的作用是通過活塞的移動提高壓縮腔的容積。它具有這樣的優點能夠減小控制壓力腔內要調整的為使活塞在控制壓力腔的方向上移動的(低)壓力。復位彈簧通過它在控制壓力腔的方向上向活塞施加彈簧力而保證空調壓縮機持續可靠地運行。此外優選復位彈簧為此作為螺旋彈簧構造並且在壓縮腔內設置。因此復位彈簧作為壓力彈簧作用，並且視情況在活塞的朝向壓縮腔的端面和壓縮腔的與活塞的該端面相對 的外殼壁之間預緊地存在。此外建議，控制壓力腔可接入液壓循環特別是汽車的驅動設備的液壓循環中。為此控制壓力腔具有相應的接頭，其允許簡單地接入這種液壓循環內。適宜的是，構成控制壓力腔的外殼的材料和材料厚度還根據高壓要求選擇。這首先導致控制壓力腔作為液壓腔構造，並且空調壓縮機作為液壓控制的空調壓縮機構造。為此優選控制壓力腔具有用於液壓循環的高壓接頭和低壓接頭。通過高壓接頭向控制壓力腔導入液壓液體，使得活塞向壓縮腔內移動。為此必須適宜地在高壓接頭處存在壓力，其足以移動活塞以便壓縮在壓縮腔內存在的氣體狀和/或蒸汽狀的冷卻介質。最後建議，為低壓和/或高壓接頭分別配設能夠開關的閥。由此不僅能夠以簡單的方式方法調節空調壓縮機的工作頻率，而且也能夠調節在壓縮腔內作用的壓縮壓力。通過打開為高壓接頭配設的能夠開關的閥使得液壓液體在高壓力下流入控制壓力腔。此時低壓接頭適宜地關閉。通過液壓液體的高壓力使得活塞向壓縮腔內移動並且壓縮位於那裡的冷卻介質。最遲當壓縮腔內的壓力相應於控制腔內在活塞上作用的壓力-也就是說包括復位彈簧的彈簧力-時，關閉為高壓接頭配設的閥並打開為低壓接頭配設的閥，使得液壓液體從控制壓力腔流出並通過控制壓力腔內的壓力損失使活塞返回。本發明的車輛通過如上所述的空調壓縮機得以彰顯優點。該空調壓縮機以適宜的方式接入在驅動設備的液壓循環中，其中優選低壓接頭與液壓循環的低壓段連接並且高壓 接頭與液壓循環的高壓段連接。通過相應操作，能夠開關的閥現在能夠以簡單的方式方法控制或者說調節空調裝置的冷卻功率。因為不發生空調壓縮機的機械式驅動，所以不從驅動設備抽取為移動所需要的功率，使得一方面能夠完全為推進使用驅動設備的功率，另一方面減小有害物質的排放。


下面根據附圖詳細說明本發明。其中圖I是空調壓縮機的簡化的剖面圖並且圖2示出具有空調裝置的車輛。
具體實施例方式圖I表示用於空調裝置特別是車輛或者說汽車的空調裝置的空調壓縮機I的簡化的縱剖面圖。空調壓縮機I具有外殼2，其優選至少基本上構成圓筒形。在該外殼2內在軸向亦即在其縱軸線方向上可線性移動地設置活塞3。在它的外表面上在活塞3上設置兩個形式為0環5的密封元件4，密封元件4密封封閉活塞3和外殼2內側之間的縫隙。同時密封元件4還用於在外殼2內引導活塞3。當然也適宜的是用於引導其他在這裡未圖示的機構，例如形式為導片和/或導槽的機構，它們特別用於當活塞3在外殼2內移動時減小摩擦和防止活塞3在外殼2內卡住的傾斜。此外空調壓縮機I的外殼2在第一區6內具有入口 7以及出口 8，它們分別在外殼2的外壁內構造。在本例中入口 7以及出口8基本上關於外殼2在徑向上取向。入口7具有第一止回閥9，出口 8具有第二止回閥10。止回閥的構造和功能普遍知曉，所以這裡不詳細說明止回閥9和10精確的構造。在其與端部區域6相對的端部區域11內，空調壓縮機I的外殼2具有高壓接頭12以及低壓接頭13，它們在本例中同樣在外殼2的外壁中構造。這裡給高壓接頭12和低壓接頭13分別配設了能夠開關的閥14或者說15。藉助接頭12和13，空調壓縮機I能夠接入到上述汽車的驅動設備的液壓循環中。藉助能夠開關的閥14和15能夠對於各接頭12、13來說關閉或者釋放相應的流通橫截面。視情況流通橫截面可無級調節。止回閥9、10和/或閥14、15分別能夠至少部分地與外殼2整體地或者作為分開的構件構造。在外殼2內可移動地得到支承的、藉助密封元件4相對於外殼2的內壁密封的活塞3把外殼2分成兩個腔16和17。在外殼2的具有入口 7和出口 8的一側的腔構成用於汽車的具有空調壓縮機I的空調裝置的冷卻介質的壓縮腔18。位於活塞3的相對的一側的腔17與活塞一起構成控制壓力腔19，它通過閥14和15的開關基本上控制活塞3的運動。在壓縮腔18內有利地設置復位彈簧20，它在本例中作為螺旋彈簧21構造。這裡復位彈簧20與活塞3的自由的端面和外殼2的在端部區域6內的與活塞相對的封閉端面共同作用。復位彈簧20視情況在預緊的情況下在活塞3和外殼2之間設置，從而它對活塞3始終在控制壓力腔19的方向上施加彈簧力。為使活塞3不完全進入控制壓力腔19內，在這種情況下適宜地在外殼內壁上提供止擋，其防止活塞3太遠地進入控制壓力腔19內。因此控制壓力腔19以及壓縮腔18分別通過外殼2的壁以及通過活塞3的相應自由的端面構成。下面說明空調壓縮機I的作用為入口 7供給空調裝置的冷卻循環的要壓縮的氣體狀和/或蒸汽狀的冷卻介質。止回閥9和10保證，只要壓縮腔內的壓力不超過一個關鍵性的壓力，那麼要壓縮的冷卻介質即便進入壓縮腔18內，也不能從其中再度流出。為進行壓縮過程，首先打開閥14，使得液壓液體從驅動設備的液壓循環流入控制壓力腔19內，而閥15則關閉。由此在控制壓力腔19內建立起壓力，該壓力致力於活塞3在壓縮腔16的方 向上或者說在端部區域6的方向上如箭頭22所示的運動。此時復位彈簧20被張緊，並且位於壓縮腔16內的氣體狀和/或蒸汽狀的冷卻介質被壓縮，由此壓縮腔18內的壓力升高。剩餘的液體壓向出口 8的止回閥10，由此該止回閥在達到一個關鍵的壓力時被打開，並且現在液體的、被壓縮的冷卻介質至少在控制壓力腔內的壓力比壓縮腔18內的壓力高的期間內通過出口 8供給或者壓入到冷卻循環中。最遲當在壓縮腔18和控制壓力腔19之間發生壓力平衡時，關閉高壓接頭12的閥14並且打開低壓接頭13的閥15。由此控制壓力腔19內的液壓液體減壓，並且通過閥15和低壓接頭13返回驅動設備的液壓循環內。復位彈簧20和現在在控制壓力腔19和壓縮腔18之間存在的壓力差致力於使活塞3返回它的輸出位置，如通過箭頭23所示。此時在壓縮腔18內剩餘的冷卻介質再度汽化，並且通過產生的抽吸作用經由止回閥9向壓縮腔18內吸入附加的氣體狀和/或蒸汽狀的冷卻介質，而止回閥10再度關閉。這裡開始重複上述過程。通過相應調整閥14和15能夠影響活塞3的速度以及活塞3的行程。圖2簡化示出車輛24的一個優選的實施例，該車輛作為汽車25構造，為此包括驅動設備26，驅動設備26包括內燃機和/或一個或者多個電機。為驅動設備26配設了液壓單元27，它首先具有為液體的液壓介質產生壓力的機構。液壓單元通過第一液壓循環28與驅動設備26的部件連接，並且通過第二液壓循環29與所述空調壓縮機I連接。這裡液壓循環29的高壓段與控制壓力腔19的高壓接頭12連接，液壓循環29的低壓段與低壓接頭13連接。壓縮腔18以其入口 7及其出口 8接入空調裝置31的冷卻循環30中，從而成為空 調裝置31的組成部分。此外在冷卻循環30內接入冷凝器32，它被環境空氣、視情況還藉助鼓風機33流過，如箭頭34所示。此外空調裝置31優選包括-這裡未圖示-用於冷卻介質的收集容器、用於接通和斷開空調壓縮機I的特別是形式為兩點調節器的溫度調節開關、配設於開關的溫度傳感器、膨脹閥以及具有能夠開關的用於帶來冷卻功率的汽化器鼓風機的汽化器。總之，空調壓縮機I因此以簡單的方式方法提供用於冷卻介質的壓縮可能性而不必從汽車25的驅動設備26抽走功率。此外本空調壓縮機I提供一種特別緊湊的並且成本低的結構形式。此外也能夠在發動機停止狀態下沒有問題地進行空氣調節，這點特別在現代的混合驅動設計方案中如此，這種混合驅動設計方案除傳統的內燃機例如汽油發動機或者柴油發動機外作為驅動部件還具有一個或者多個電機。為防止空調壓縮機I內在液壓液體和冷卻介質之間的汙染，在另一個未圖示的實施例中在壓縮腔18和控制壓力腔19之間提供「氣氛的中間件」。例如可以在外殼2內提供一個或者多個用於分開不同介質的膜片。還可以設想的是，壓縮腔18和控制壓力腔19在不同的、基本上彼此分開的外殼部分內設置，同時在每一個外殼部分內可移動地安置一個分活塞，並且這些分活塞又通過相應的機構彼此連接。
權利要求
1.車輛(24)特別是汽車(25)的空調壓縮機(I)，具有壓縮腔(18)，所述壓縮腔具有用於要被壓縮的冷卻介質的入口(7)和用於已被壓縮的冷卻介質的出口(8)，其中所述壓縮腔(18)的壁至少部分由能夠線性移動的活塞(3)構成，其特徵在於，所述活塞(3)在其背離所述壓縮腔的末端處構成控制壓力腔(19)的至少ー個壁區。
2.根據權利要求I所述的空調壓縮機，其特徵在於，在所述壓縮腔(18)的遠離所述活塞⑶的端部區域(6)處設置/構造所述入口(7)和/或所述出ロ⑶。
3.根據上述權利要求之一所述的空調壓縮機，其特徵在幹，為所述入口(7)和/或所述出口(8)分別配設了止回閥(9、10)。
4.根據上述權利要求之一所述的空調壓縮機，其特徵在於，為所述活塞(3)配設至少ー個復位彈簧(20)。
5.根據上述權利要求之一所述的空調壓縮機，其特徵在於，所述復位彈簧(20)作為螺旋彈簧(21)構造並且在所述壓縮腔(18)內設置。
6.根據上述權利要求之一所述的空調壓縮機，其特徵在於，所述控制壓カ腔(19)能夠接入到液壓循環(29)特別是汽車(25)的驅動設備(26)的液壓循環中。
7.根據上述權利要求之一所述的空調壓縮機，其特徵在於，所述控制壓カ腔(19)具有用於所述液壓循環(29)的高壓接頭(12)和低壓接頭(13)。
8.根據上述權利要求之一所述的空調壓縮機，其特徵在幹，為所述低壓和/或高壓接頭(12、13)分別配設了能夠開關的閥(14、15)。
9.車輛，特別是汽車(25)，具有驅動設備(26)和帶有空調壓縮機(I)的空調裝置(31)，其特徵在於，所述空調壓縮機(I)根據上述權利要求之一項或者多項構造。
10.根據權利要求9所述的車輛，其特徵在於，所述控制壓カ腔(19)接入到所述驅動設備(26)的液壓循環(29)之中。
全文摘要
用於車輛(24)特別是汽車(25)的空調壓縮機(1)，具有壓縮腔(18)，該壓縮腔具有用於要被壓縮的冷卻介質的入口(7)和用於已被壓縮的冷卻介質的出口(8)，其中壓縮腔(18)的壁至少部分由能夠線性移動的活塞(3)構成。在此作如下設置，即，活塞(3)在它的背離壓縮腔的末端處構成控制壓力腔(19)的至少一個壁區。此外本發明涉及具有空調裝置的車輛。
文檔編號F04B49/00GK102667155SQ201080051445
公開日2012年9月12日 申請日期2010年9月21日 優先權日2009年11月12日
發明者B·諾亞克 申請人:羅伯特·博世有限公司