一種帶有可變排量機構的斜板式壓縮機的製作方法
2023-05-22 00:21:16
專利名稱：一種帶有可變排量機構的斜板式壓縮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及帶有可變排量機構的的斜盤製冷壓縮機，如用於汽車空調系統的可變排量機構的搖盤式壓縮機。
背景技術：
圖1所示的是美國專利4960367(授予Terauchi)所公開的一種供汽車空調系統使用的、帶有可變排量機構的搖盤式壓縮機。為了便於說明，我們將圖的左側稱為前端或前面，圖的右側稱為後端。
該壓縮機10包括帶有氣缸體21的圓柱形外殼組件、連接在氣缸組21一端上的前端蓋23、位於氣缸體21與前端蓋23之間的曲軸箱22以及連接在氣缸體21另一端上的後端蓋24。
前端蓋23通過一組螺栓101安裝在氣缸體21上的曲軸箱22前方端。後端蓋24通過一組螺栓102固定在氣缸體21的相反端上。閥板25放置在後端蓋24與氣缸體21之間。孔231位於前端蓋23的中心位置上以便於通過配置在孔231中的軸承30支撐驅動軸26。驅動軸26的內端部分通過配置在氣缸體21中心缸孔210上的軸承31以旋轉方式進行支撐。缸孔210伸展到氣缸體21的後端表面容納了下面討論的控制閥組件。
凸輪轉子40通過銷261固定在驅動軸26上並與驅動軸26一同旋轉。止推滾針軸承32配置在前端蓋23的內端表面與凸輪轉子40的相鄰軸端表面之間。凸輪轉子40包括帶有伸出銷42的臂41。斜盤50配置在相鄰的凸輪轉子40上，它包括用於穿過驅動軸26的孔53。斜盤50包括帶有槽口52的臂51。凸輪轉子40與斜盤50通過插入到槽口52中形成鉸連結合的銷42連接。銷42在槽口52內滑動以便於調節斜盤50相對於驅動軸26縱軸垂直平面的斜角位置。
搖盤60通過軸承61和62以旋轉方式安裝在斜盤50上。叉形滑塊63附在搖盤60的外圓周端上並以滑動方式安裝在位於前端板23與氣缸體21之間的滑軌64上。叉形滑板63用於防止搖盤60的旋轉以便於在凸輪轉子40旋轉時，搖盤60沿著滑軌64進行章動。氣缸體21包括一組圓周分布的氣缸室70，活塞71在這些氣缸室室內進行往復運動。每個活塞71都通過相應的連杆72連接到搖盤60上。
後端蓋24包括以圓周分布的環形吸氣腔241與位於中央的排氣室251。閥板25位於氣缸體21與後端蓋24之間，它包括一組將吸氣腔241與相應的氣缸室70連接的閥門式吸氣口242。閥板25還包括一組將排氣腔251與相應的氣缸室70連接的閥門式排氣口252。吸氣口242與排氣口252配備有適當的簧片閥。
吸氣腔241包括連在外部製冷迴路蒸發器(未示出)上的入口部分241a。排氣腔251配備有連在製冷迴路冷凝器(未示出)上的出口部分251a。墊片27與28分別位於氣缸體21與閥板25前表面之間以及閥板25後表面與後端蓋24之間用以密封氣缸體21、閥板25、後端蓋24的配合表面。
參閱圖2，控制閥組件19』包括杯形殼體件191，其內部為閥室192。O形圈19a配置在殼體件191的外表面與孔210的內表面之間以密封殼體件191與氣缸體21之間的配合表面。殼體件191的封閉端(圖1和圖2的左側)有一組孔19b以通過軸承31與氣缸體21之間存在的間隙31a使曲軸箱壓力進入閥室。閥室192中配置閥門裝置193，該裝置包含可縱向膨脹與收縮的波紋管193a以及附在波紋管193a後端的閥元件193b。波紋管193a向應曲軸箱內的壓力進行縱向膨脹與收縮。波紋管193a由彈性材料如磷青銅製成，它帶有以下簡稱為A1的第一有效受壓截面積。閥元件193b通常為半球形，它附在波紋管193a的後端上。附在波紋管193a前端上的突出部分193c固定在位於殼體件191封閉端中心的軸向突出部分19c上。偏置彈簧193d以縱向壓縮方式配置在波紋管193a的內部中空表面上。波紋管193a與偏置彈簧193d的復位力合力F持續地將閥元件193b推向後側(圖1和圖2的右側)。
包括閥座194a在內的柱形件194穿過帶有閥板25與墊片27、28、吸氣式簧片閥271以及排氣式簧片閥281的閥板組件200的中心。閥座194a位於柱形體194的後端並固定在殼體件191的孔端上。螺母100從位於排氣室251中的柱形件194的後端擰緊，將柱形件194固定在帶有閥限位板253的閥板組件200上。
容納閥元件193b的錐形孔194b位於閥門座194a上並與以軸向方式形成於柱形件194內的圓柱孔194e連接。因此，環形脊194d位於錐形孔194b與圓柱孔194c之間邊緣的位置上。
當波紋管193a膨脹到一定縱向長度時，半球形的閥元件193b由錐形孔194b承接並在其間形成環形接觸線193e。環形接觸線193e將閥元件193b分成前端部分193f與後端部分193g，其外表面響應通過後面敘述的徑向孔151與管道152以及孔153傳遞的吸氣腔241壓力。閥元件193b的後端部分193g帶有以下簡稱為A2的有效受壓截面積，在此設計方案中它大約為波紋管193a有效受壓截面積A1的50％。
以滑動方式配置在氣缸室194c內的驅動杆195稍微地自氣缸室194c的後端突出並通過偏置彈簧196與閥元件193b相連，偏置彈簧平滑地將來自驅動杆195的力傳至閥門裝置193的閥元件193上。驅動杆195包括一體式並徑向伸出驅動杆195前端部分外表面的環形法蘭195a。環形法蘭195a位於錐形孔194b中並通過接觸環形脊194d以防止驅動杆195過度地向後運動。O形圈197安裝在驅動杆195周圍以密封氣缸室194c與驅動杆195之間的配合表面，這樣就可以防止排氣腔251內的製冷劑氣體通過氣缸室194c與驅動杆195之間形成的間隙串入到錐形孔194b中。內周側壁帶有螺紋部分的杯形件103安裝在氣缸室194上以防止O形圈197從氣缸室194的後端脫落。
徑向孔151位於閥門座194a上以連通錐形孔194b與氣缸體21中的管道152。包括內腔152a的管道152通過位於閥板組件200上的孔153連通吸氣腔241。為曲軸箱22與吸氣腔241之間提供連通的通道150包括間隙31a、孔210、孔19b、閥室192、錐形孔194b、徑向孔151與管道152以及孔153。因此，通道150的打開與關閉主要是通過閥門裝置193響應曲軸箱壓力的變化而產生的收縮與膨脹進行控制。
在壓縮機10工作期間，汽車發動機通過電磁離合器300使驅動軸26旋轉。凸輪轉子40隨著驅動軸26旋轉，同時也使斜板50進行旋轉，斜板50的旋轉導致搖盤60進行章動。搖盤60的章動運動使得活塞71在相應的氣缸室70內進行往復運動。由於活塞71進行往復運動，通過入口部分241a進入吸氣腔241中的製冷劑氣體經吸氣口242流入相應的各氣缸室70中並隨後得到壓縮。已壓縮的製冷劑氣體通過相應的排氣口252從氣缸室70排到排氣室251中，隨後通過出口部分251a進入製冷迴路。
壓縮機10的容量可以根據蒸發器的熱負荷變化或壓縮機轉速變化進行調節，使吸氣腔內保持恆定的壓力。通過改變取決於曲軸箱壓力的斜盤50的角度，可以調節壓縮機的容量。曲軸箱壓力增大時，會減小斜盤50與搖盤60的斜角，因而降低了壓縮機的容量。曲軸箱壓力降低時，會增大斜盤50與搖盤60的斜角，因而增大了壓縮機的容量。
閥門控制機構19的作用就是通過按下述方式控制壓縮機的容量以使蒸發器的出口保持恆定的壓力。驅動杆195推動閥元件193b壓縮波紋管193a與偏置彈簧196。驅動杆195響應排氣室251內的壓力進行移動。因此，增大排氣腔251內的壓力會使驅動杆195進一步移向波紋管193a，這也同時增加了波紋管193a的收縮。這樣就移動了用於改變壓縮機排量的控制點以使蒸發器的出口保持恆定的壓力。也就是說，閥門控制機構19』利用了壓縮機的排氣壓力近似地直接與吸氣流體成正比的原理。由於驅動杆195直接響應排氣壓力的變化進行移動並直接向閥門裝置193施加力，因此閥門裝置193工作的控制點以直接並靈敏的方式隨著排氣壓力的變化而移動。
該控制機構在控制排量向小排量變化時，主要是依靠由壓縮腔滲入曲軸箱的高壓氣體達到一定值，使曲軸箱與吸氣腔壓力差推動活塞帶動搖盤降低傾斜角這一過程來實現的。但這一過程相對於控制閥中曲軸箱與吸氣腔之間通道的關閉有較大的延遲期，這對於車室內部的空調有一定的不良影響。換句話說，現有技術壓縮機的閥控制機構不能對熱負荷降低或轉速提高作出高靈敏度的反應。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種搖盤式壓縮機，它具有可變排量機構，能同時響應吸氣壓力和排氣壓力，控制吸氣腔與曲軸腔、排氣腔與曲軸腔的連通，進而使壓縮機排量隨排氣壓力和吸氣壓力的增加而增加，使蒸發器的出口保持恆定的壓力，並能對熱負荷降低或轉速提高作出高靈敏度的反應。
一方面，一個包括壓縮機外殼的斜板製冷劑壓縮機，壓縮機外殼配備有含一組氣缸室的缸體、配置在所述缸體一端並在缸體內封閉一個曲軸箱的前端板，以滑動方式配合所述各氣缸室並由帶有聯接驅動軸的轉子的驅動機構進行往復運動活塞；一個帶有連接所述轉子的斜面以及相對於所述驅動軸軸向垂直平面的可調斜角可調斜板，一個聯接機構，用於以工作方式聯接所述斜板與所述活塞以確保所述驅動軸、轉子與斜板的旋轉使所述活塞在所述氣缸室內進行往復運動，斜板響應所述曲軸箱內的壓力變化改變角度以改變壓縮機的排量，一個後端板配置在缸體上與所述前端板的相反一端上並形分成一個吸氣腔與一個排氣室，第一個通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，其特徵在於，一第二個通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱，一個閥門控制機構用於控制所述通道的打開與關閉，所述閥門控制機構包括一個響應所述曲軸箱壓力進行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關閉所述第一通道的第一閥元件、一個附在驅動杆上以打開和關閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用於容納所述第一閥元件，當所述第一閥元件承接在所述閥門座中時，所述第一閥元件包括位於其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時帶有響應所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等於或大於所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用於容納所述第二閥元件。
另一方面，可調斜板製冷劑壓縮機，包括一個配備有一組氣缸室、一個吸氣腔、一個排氣腔以及一個密閉的曲軸箱的壓縮機殼體；一個以滑動方式配合在述每個氣缸室內活塞；一個帶有轉子驅動機構；一個可調斜板，帶有以可調方式連接所述轉子的斜面並帶有可調斜角，斜板響應所述曲軸箱壓力變化改變角度以改變所述壓縮機的容量；一個聯接機構，用於以工作方式聯接所述斜板與所述活塞以確保所述驅動軸與斜板的旋轉使所述活塞在所述氣缸室內進行往復運動；其特徵在於，一個所述壓縮機外殼的二個通道，第一個通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，第二個通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱；一個閥門控制機構用於控制所述通道的打開與關閉，所述閥門控制機構包括一個響應所述曲軸箱壓力進行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關閉所述第一通道的第一閥元件、一個附在驅動杆上以打開和關閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用於容納所述第一閥元件，當所述第一閥元件承接在所述閥門座中時，所述第一閥元件包括位於其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時帶有響應所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等於或大於所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用於容納所述第二閥元件。
圖1所示為先前技術的帶有可變排量機構的傳統搖盤式製冷劑壓縮機的垂直方向縱剖圖；圖2所示為圖1閥門控制機構的放大截面圖；圖3所示為本實用新型最佳具體實施方案的帶有可變排量機構的搖盤式製冷劑壓縮機的垂直方向縱剖圖；圖4A所示為圖3閥門控制機構的放大截面圖，其時處於小排量狀態；圖4B所示為圖3閥門控制機構的放大截面圖，其時處於大排量狀態；圖5所示為圖3搖盤式製冷劑壓縮機的曲軸箱與吸氣腔之間壓力關係的曲線；以及圖6所示為圖3搖盤式製冷劑壓縮機的曲軸箱與吸氣腔之間經過時間與壓力的關係曲線。
具體實施方式
圖3所示的是本實用新型最佳具體實施方案的供汽車空調系統使用的、帶有可變排量機構的搖盤式壓縮機。為了便於說明，我們將圖的左側稱為前端或前面，圖的右側稱為後端。
該壓縮機10包括帶有氣缸體21的圓柱形外殼組件、連接在氣缸組21一端上的前端蓋23、位於氣缸體21與前端蓋23之間的曲軸箱22以及連接在氣缸體21另一端上的後端蓋24。
前端蓋23通過一組螺栓101安裝在氣缸體21上的曲軸箱22前方端。後端蓋24通過一組螺栓102固定在氣缸體21的相反端上。閥板25放置在後端蓋24與氣缸體21之間。孔231位於前端蓋23的中心位置上以便於通過配置在孔231中的軸承30支撐驅動軸26。驅動軸26的內端部分通過配置在氣缸體21中心缸孔210上的軸承31以旋轉方式進行支撐。缸孔210伸展到氣缸體21的後端表面容納了下面討論的控制閥組件。
凸輪轉子40通過螺紋固定在驅動軸26上並與驅動軸26一同旋轉。止推滾針軸承32配置在前端蓋23的內端表面與凸輪轉子40的相鄰軸端表面之間。凸輪轉子40包括帶有伸出銷42的臂41，凸輪轉子40包括帶有槽口43的臂51。斜盤50配置在相鄰的凸輪轉子40上，它包括用於穿過驅動軸26和軸套53的孔52。凸輪轉子40與斜盤50通過插入到槽口43中形成鉸連結合的銷42連接。斜盤50與軸套53通過一對短銷54形成鉸連結合，軸套53穿過主軸並可沿主軸軸向滑動，前端與前推力軸承座圈接觸限制斜盤的最大斜角。銷42在槽口43內滑動以便於調節斜盤50相對於驅動軸26縱軸垂直平面的斜角位置。
搖盤60通過軸承61和62以旋轉方式安裝在斜盤50上。叉形滑塊63附在搖盤60的外圓周端上並以滑動方式安裝在位於前端板23與氣缸體21之間的滑軌64上。叉形滑板63用於防止搖盤60的旋轉以便於在凸輪轉子40旋轉時，搖盤60沿著滑軌64進行章動。氣缸體21包括一組圓周分布的氣缸室70，活塞71在這些氣缸室室內進行往復運動。每個活塞71都通過相應的連杆72連接到搖盤60上。
後端蓋24包括以圓周分布的環形吸氣腔241與位於中央的排氣室251。閥板25位於氣缸體21與後端蓋24之間，它包括一組將吸氣腔241與相應的氣缸室70連接的閥門式吸氣口242。閥板25還包括一組將排氣腔251與相應的氣缸室70連接的閥門式排氣口252。吸氣口242與排氣口252配備有適當的簧片閥。
吸氣腔241包括連在外部製冷迴路蒸發器(未示出)上的入口部分241a。排氣腔251配備有連在製冷迴路冷凝器(未示出)上的出口部分251a。墊片27與28分別位於氣缸體21與閥板25前表面之間以及閥板25後表面與後端蓋24之間用以密封氣缸體21、閥板25、後端蓋24的配合表面。
圖4A、4B所示為根據本實用新型一個具體實施方案而在帶有可變排量機構的搖盤式壓縮機上提供的閥門控制機構19的結構。在該圖中，用相同的編號標註圖1和圖2所示的相同元件。此外，將圖的左側稱為前端或前面以及將圖的右側稱為後端或後面僅僅是為了說明。
參閱圖4A、4B，控制閥組件19包括杯形殼體件191，其內部為閥室192。O形圈19a配置在殼體件191的外表面與孔210的內表面之間以密封殼體件191與氣缸體21之間的配合表面。殼體件191的封閉端(圖1和圖2的左側)有一組孔19b以通過軸承31與氣缸體21之間存在的間隙31a使曲軸箱壓力進入閥室。閥室192中配置閥門裝置193，該裝置包含可縱向膨脹與收縮的波紋管193a以及附在波紋管193a後端的第一閥元件193b。波紋管193a響應曲軸箱內的壓力進行縱向膨脹與收縮。波紋管193a由彈性材料如磷青銅製成，它帶有以下簡稱為A1的第一有效受壓截面積。閥元件193b通常為半球形，它附在波紋管193a的後端上。附在波紋管193a前端上的突出部分193c固定在位於殼體件191封閉端中心的軸向突出部分19c上。偏置彈簧193d以縱向壓縮方式配置在波紋管193a的內部中空表面上。波紋管193a與偏置彈簧193d的復位力合力F持續地將第一閥元件193b推向後側(圖1和圖2的右側)。
包括第一閥座194a在內的柱形件194穿過帶有閥板25與墊片27、28、吸氣式簧片閥271以及排氣式簧片閥281的閥板組件200的中心。第一閥座194a位於柱形體194的前端並固定在殼體件191的孔端上，第二閥座194c位於柱形體194的後端。螺母100從位於排氣室251中的柱形件194的後端擰緊，將柱形件194固定在帶有閥限位板253的閥板組件200上。
容納第一閥元件193b的錐形孔194b位於閥門座194a上並與以軸向方式形成於柱形件194內的圓柱孔194f連接；錐形孔194e位於閥門座194c上並與以軸向方式形成於柱形件194內的圓柱孔194f連接。
以滑動方式配置在氣缸室194f內的驅動杆195自氣缸室194f的後端突出。驅動杆195包括一體式並徑向伸出驅動杆195後端部分外表面的圓錐形第二閥元件195b，排氣腔壓力與偏置彈簧197的偏置力作用在圓錐形第二閥元件195b後端面，使驅動杆前端195a與第一閥元件193b相接觸。圓錐形閥元件195b位於錐形孔194e中並通過接觸孔壁以防止驅動杆195過度地向前運動。O形圈196安裝在圓柱孔194f孔段驅動杆195周圍以密封氣缸室194f與驅動杆195之間的配合表面，這樣就可以防止排氣腔251內的製冷劑氣體通過氣缸室194f與驅動杆195之間形成的間隙串入到錐形孔194b中。內周側壁帶有螺紋部分的杯形件103安裝在柱形件194上以防止偏置彈簧197從柱形件194的後端脫落。
當波紋管193a膨脹到一定縱向長度時，半球形的第一閥元件193b由錐形孔194b承接並在其間形成環形接觸線193e。環形接觸線193e將第一閥元件193b分成前端部分193f與後端部分193g，其外表面響應通過後面敘述的徑向孔151與管道152以及孔153傳遞的吸氣腔241壓力。第一閥元件193b的後端部分193g帶有以下簡稱為A2的有效受壓截面積，在此設計中它大約為波紋管193a有效受壓截面積A1的80％。
徑向孔151位於第一閥門座194a上以連通錐形孔194b與氣缸體21中的管道152。包括內腔152a的管道152通過位於閥板組件200上的孔153連通吸氣腔241。為曲軸箱22與吸氣腔241之間提供連通的通道150包括間隙31a、孔210、孔19b、閥室192、錐形孔194b、徑向孔151與管道152以及孔153。因此，通道150的打開與關閉主要是通過閥門裝置193響應曲軸箱壓力的變化而產生的收縮與膨脹進行控制。
通道194d位於第二閥門座194c上以連通錐形孔194e與杯形殼體件19上的通道19d，19d與曲軸箱22相通，為曲軸箱22與排氣腔251之間提供連通的通道160包括間隙31a、孔210、孔19d、通道194d、錐形孔194e。因此，通道160的打開與關閉與通道150的打開與關閉動作相反，屬聯動操作。
熱負荷增加或轉速減低，通道150打開而通道160關閉，此時曲軸箱與吸氣腔連通，曲軸箱氣體流向吸氣腔，排氣腔與曲軸箱不連通，曲軸箱與吸氣腔壓力差降到很小，使壓縮機處在大排量工作狀態；熱負荷減少或轉速提高，通道150關閉而通道160打開，此時曲軸箱與吸氣腔不連通，排氣腔與曲軸箱連通，排氣腔氣體流向曲軸箱，曲軸箱與吸氣腔壓力差增加，使壓縮機處在非大排量工作狀態。
在壓縮機10工作期間，汽車發動機通過電磁離合器300使驅動軸26旋轉。凸輪轉子40隨著驅動軸26旋轉，同時也使斜板50進行旋轉，斜板50的旋轉導致搖盤60進行章動。搖盤60的章動運動使得活塞71在相應的氣缸室70內進行往復運動。由於活塞71進行往復運動，通過入口部分241a進入吸氣腔241中的製冷劑氣體經吸氣口242流入相應的各氣缸室70中並隨後得到壓縮。已壓縮的製冷劑氣體通過相應的排氣口252從氣缸室70排到排氣室251中，隨後通過出口部分251a進入製冷迴路。
壓縮機10的容量可以根據蒸發器的熱負荷變化或壓縮機轉速變化進行調節，使吸氣腔內保持恆定的壓力。通過改變取決於曲軸箱壓力的斜盤50的角度，可以調節壓縮機的容量。曲軸箱壓力增大時，會減小斜盤50與搖盤60的斜角，因而降低了壓縮機的容量。曲軸箱壓力降低時，會增大斜盤50與搖盤60的斜角，因而增大了壓縮機的容量。
閥門控制機構19的作用就是通過按下述方式控制壓縮機的容量以使蒸發器的出口保持恆定的壓力。驅動杆195推動閥元件193b壓縮波紋管193a與偏置彈簧193d。驅動杆195響應排氣室251內的壓力進行移動。因此，增大排氣腔251內的壓力會使驅動杆195進一步移向波紋管193a，這也同時增加了波紋管193a的收縮。這樣就移動了用於改變壓縮機排量的控制點以使蒸發器的出口保持恆定的壓力。也就是說，閥門控制機構19利用了壓縮機的排氣壓力近似地直接與吸氣流體成正比的原理。由於驅動杆195直接響應排氣壓力的變化進行移動並直接向閥門裝置193施加力，因此閥門裝置193工作的控制點以直接並靈敏的方式隨著排氣壓力的變化而移動。
該控制機構在控制排量向小排量變化時，主要是依靠由排氣腔流入曲軸箱的高壓氣體達到一定值，使曲軸箱與吸氣腔壓力差推動活塞帶動搖盤降低傾斜角這一過程來實現的。但這一過程相對於控制閥中曲軸箱與吸氣腔之間通道的關閉有較小的延遲期，這對於車室內部的空調有積極的影響。換句話說，本實用新型壓縮機的閥控制機構能夠對熱負荷降低或轉速提高作出高靈敏度的反應。
請參閱圖5和圖6，特別是圖6所示的壓縮機工作停止時的一種情況，吸氣腔壓力Ps與曲軸箱壓力Pc處於平衡狀態，即Ps＝Pc，它們大於閥門裝置193的工作點P1。這導致波紋管193a收縮，使閥元件193b允許吸氣腔241與閥室192之間通過錐形孔194b、徑向孔151與管道152以及孔153連通，這樣就使得曲軸箱22與吸氣腔241之間形成連通。
在圖6中的時間周期「a」所示的壓縮機工作情況(這也是所謂的製冷階段)下，壓縮機如下進行工作。在壓縮機開始工作時，曲軸箱22與吸氣腔241之間保持連通，因而滿足了圖6中的直線「1」所示的方程Ps＝Pc，直至吸氣腔壓力Ps降低到閥門裝置293的工作點P1。當吸氣腔壓力Ps降低到閥門裝置293的工作點P1時，閥元件193b由于波紋管193a產生膨脹而接觸錐形孔194b的內表面。如果吸氣腔壓力Ps降低到閥門裝置193的工作點P1以下，閥元件193b就會根據下述方程頻繁地打開與關閉錐形孔194bF＝(A1-A2)Pc+A2*P5 (1)式中，F為波紋管193a與偏置彈簧193d的復位力合力，A1為波紋管193a的有效受壓截面積，A2為閥元件193b後端部分193g的有效受壓截面積，Ps為吸氣腔241內的壓力，Pc為曲軸箱22內的壓力。通過求出Pc的解所述方程(1)可轉換為下述方程PC＝A2*Ps/(A2-A1)+F/(A1-A2) (2)方程(2)表明，曲軸箱壓力Pc會隨吸氣腔壓力Ps的變化而變化。此外，在該閥門控制機構中，A2等於0.8A1，故用0.8A1代替A2將方程(2)進一步轉化為下述方程Pc＝-4Ps+5F/A1 (4)方程(4)如圖5中的直線「m」所示。因此，當吸氣腔壓力Ps小於閥門裝置293的工作點P1時，吸氣腔壓力Ps以1∶4的比例與曲軸箱壓力Pc的增加成反比地降低。此時，斜板50的角位置保持在最大斜角上。但如圖5所示，一旦吸氣腔壓力Ps達到使曲軸箱22與吸氣腔241之間的壓差變為ΔPmax時的一個預定壓力P5，斜板50的角位置轉換到一個小於最大斜角的角度。因此，壓縮機的排量也變為一個比最大值小的值。
圖6中的時間周期「b」所示為蒸發器熱負荷逐漸降低時的另一種壓縮機工作情況。只要斜板50的角位置保持在一個角度上，吸氣腔壓力Ps就會逐漸降低，而曲軸箱壓力Pc則會迅速增大以滿足方程(4)的要求。但是，一旦吸氣腔壓力Ps達到一個預定壓力P5，斜板50的角位置就會從一個角度移到另一個比第一角還小的角度上。因此壓縮機的排量也由一個值變為另一個小些的值。當壓縮機的排量由於斜板50的角位置達到一個更小角度而變有一個小些的值時，吸氣腔壓力Ps就會迅速增大，因為剛剛降低的壓縮機排量不足以補償蒸發器的熱負荷。但是，吸氣腔壓力Ps的這種迅速增大會在吸氣腔壓力Ps達到使曲軸箱22與吸氣腔241之間的壓差變為ΔPmin的另一個預定壓力P4之前達到一個峰值。此後，只要斜板50的角位置保持在另一個角度上，吸氣腔壓力Ps就會逐漸降低，而曲軸箱壓力Pc則會迅速增大以滿足方程(4)的要求。當蒸發器的熱負荷隨著時間的推移逐漸降低時，所述工作一直重複進行。
另一方面，在圖6中的周期「c」所示為蒸發器熱負荷隨著時間的推移逐漸增大的又一種壓縮機工作情況中。只要斜板50的角位置保持在一個角度上，吸氣腔壓力Ps就會逐漸增大，而曲軸箱壓力Pc則會迅速降低以滿足方程(4)的要求。但是，一旦吸氣腔壓力Ps達到另一個預定壓力P4，斜板50的角位置就會從一個角度移到另一個大於第一角的角度上。壓縮機的排量由一個值變為另一個大的值。當壓縮機的排量由於由於斜板50的角位置達到一個更大角度而變得更大時，吸氣腔壓力Ps就會迅速降低，因為剛剛增大的壓縮機排量足以補償蒸發器的熱負荷。但是，吸氣腔壓力Ps的這種迅速降低會在吸氣腔壓力Ps達到另一個預定壓力P5之前達到最小值。此後，只要斜板50的角位置保持在一個角度上，吸氣腔壓力Ps就會逐漸增大，而曲軸箱壓力Pc則會迅速降低以滿足方程(4)的要求。當蒸發器的熱負荷隨著時間的推移逐漸增大時，所述工作一直重複進行。
因此，在包括圖6所示時間周期「b」 與「c」的工作容量控制階段，在最佳具體實施方案的壓縮機中，吸氣腔壓力Ps會在ΔPs＝P4-P5的範圍內變化，而曲軸箱壓力Pc則在ΔPc＝P2-P3的範圍內變化。此外，吸氣腔的壓力變化範圍ΔPs是曲軸箱的壓力變化範圍ΔPc的1/4，因為吸氣腔壓力Ps以1∶4的比例與曲軸箱壓力Pc的增加成反比地降低。比如，傳統壓縮機與本實用新型壓縮機的比較試驗數據表明，吸氣腔的壓力變化範圍在容量控制階段為0.1kgf/cm2G。當本實用新型的壓縮機用於汽車空調系統時，離開蒸發器的製冷空氣溫度變化範圍可以忽略不計，因此可對汽車乘坐室內的空調進行有效的控制。
本實用新型通過最佳具體實施方案進行了說明。但這些具體實施方案僅僅是示例，本實用新型的實質並不局限於此。比如術語右和左僅僅是為了便於說明，本實用新型並不局限於這種方式。本領域中普通技術人員可以在發明內容的啟示下在權利要求書所限定的範圍內進行其他變化或修改，這些變化或修改都將落入本實用新型權利要求書的範圍內。
權利要求1一種帶有可變排量機構的斜板式壓縮機，壓縮機外殼配備有含一組氣缸室的缸體、配置在所述缸體一端並在缸體內封閉一個曲軸箱的前端板，以滑動方式配合所述各氣缸室並由帶有聯接驅動軸的轉子的驅動機構驅動進行往復運動的活塞；一個帶有連接所述轉子的斜面以及相對於所述驅動軸軸向垂直平面的可調斜角可調斜板，一個聯接機構，用於以工作方式聯接所述斜板與所述活塞以確保所述驅動軸、轉子與斜板的旋轉使所述活塞在所述氣缸室內進行往復運動，斜板響應所述曲軸箱內的壓力變化改變角度以改變壓縮機的排量，一個後端板配置在缸體上與所述前端板的相反一端上並形成一個吸氣腔與一個排氣室，第一個通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，其特徵在於，一第二個通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱，一個閥門控制機構用於控制所述通道的打開與關閉，所述閥門控制機構包括一個響應所述曲軸箱壓力進行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關閉所述第一通道的第一閥元件、一個附在驅動杆上以打開和關閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用於容納所述第一閥元件，當所述第一閥元件承接在所述閥門座中時，所述第一閥元件包括位於其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時帶有響應所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等於或大於所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用於容納所述第二閥元件。
2.一種帶有可變排量機構的斜板式壓縮機，包括一個配備有一組氣缸室、一個吸氣腔、一個排氣腔以及一個密閉的曲軸箱的壓縮機殼體；一個以滑動方式配合在述每個氣缸室內活塞；一個帶有轉子驅動機構；一個可調斜板，帶有以可調方式連接所述轉子的斜面並帶有可調斜角，斜板響應所述曲軸箱壓力變化改變角度以改變所述壓縮機的容量；一個聯接機構，用於以工作方式聯接所述斜板與所述活塞以確保所述驅動軸與斜板的旋轉使所述活塞在所述氣缸室內進行往復運動；其特徵在於，一個所述壓縮機外殼的二個通道，第一個通道連通所述吸氣腔與所述曲軸箱，第二個通道連通所述排氣腔與所述曲軸箱；一個閥門控制機構用於控制所述通道的打開與關閉，所述閥門控制機構包括一個響應所述曲軸箱壓力進行膨脹與收縮的波紋管以及附在所述波紋管一端以打開和關閉所述第一通道的第一閥元件、一個附在驅動杆上以打開和關閉所述第二通道的第二閥元件，所述波紋管帶有響應所述曲軸箱壓力的第一有效受壓截面積，所述第一通道帶有第一閥門座以用於容納所述第一閥元件，當所述第一閥元件承接在所述閥門座中時，所述第一閥元件包括位於其外表面的邊界線，所述邊界線將所述第一閥元件分成第一和第二部分，所述第一部分在所述閥元件承接在所述閥門座中時帶有響應所述吸氣腔壓力的外表面，所述第一閥元件的所述第一部分帶有響應所述吸氣腔壓力的第二有效受壓截面積，所述第二有效受壓截面積約等於或大於所述第一有效受壓截面積的80％；所述第二通道帶有第二閥門座以用於容納所述第二閥元件。
3.如權利要求2所述的斜板式壓縮機，其特徵在於，所述閥門控制機構中所述第一閥元件為截頭錐形並沿環形線接合所述第一閥門座；所述第二閥元件為截頭錐形並沿環形線接合所述第二閥門座。
4.如權利要求2所述的斜板式壓縮機，其特徵在於，所述閥門控制機構中所述第一閥元件為截頭錐形並沿環形線接合所述第一閥門座；所述第二閥元件可以為球形，與其接合的所述第二閥門座上的孔相應的為球形。
專利摘要一種帶有可變排量機構的斜盤壓縮機。它包括一種具有驅動軸的傳動機構。該壓縮機包括一個具有一個汽缸體的壓縮機機殼。在汽缸體周邊上布置有多個汽缸。在各汽缸中滑動地配合有活塞並由傳動機構帶動作往復運動。排量由曲軸腔相對於吸氣腔的壓力差來控制。一種沿傳動軸軸線方向布置的控制閥裝置同時響應吸氣壓力和排氣壓力，控制吸氣腔與曲軸腔、排氣腔與曲軸腔的連通，進而使壓縮機排量隨排氣壓力和吸氣壓力的增加而增加，使蒸發器的出口保持恆定的壓力，並能對熱負荷降低或轉速提高作出高靈敏度的反應。
文檔編號F04B27/10GK2787875SQ20042009109
公開日2006年6月14日 申請日期2004年10月15日 優先權日2004年10月15日
發明者林記亮, 王春生, 戴樂, 張京軍 申請人:溫州中成化油器製造有限公司汽車空調分公司, 太原航空儀表有限公司