专利名称：具有变容控制机构的斜盘式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷压缩机，特别是涉及一种具有变排量机构的适用于汽车空调系统的斜盘式缩机，例如摆盘式压缩机。
人们通常知道具有按照需要控制压缩机压缩比的变排量或变容量调节机构的斜盘式活塞压缩机，例如日本实用新型专利申请公开号63-134181公开了一种摆盘式压缩机，它具有一个凸轮转子驱动装置和一个与多个活塞相连接的摆盘。凸轮转子驱动装置转动，使摆盘作章动运动，从而使活塞在相应的气缸内作连续往复运动。调整摆盘的倾斜角度，可方便地改变活塞的冲程长度，从而改变压缩机的容量。倾斜角度随吸入室和曲轴室之间的压差而改变。
在上述的日本实用新型专利申请公开文件中，曲轴室和吸入室通过第一通道相互流体连通。一个阀机构被置于第一通道内，以便通过启、闭第一通道来控制曲轴室和吸入室之间的流体连通。阀机构通常包括一个电磁线圈、一个柱塞和一个位于柱塞一端的阀件。电磁线圈接收两种外部信号，一种信号表示冷却循环回路的蒸发器的热负荷;另一种信号表示要求的汽车加速度的值。
电磁线圈随两种外部信号变化感生不同的电磁力，借以改变柱塞的轴向位置，以使第一通道被阀件启、闭。因此，摆盘的倾角随两种信号的变化在最大倾角到最小倾角之间变化，以调节压缩机的排量，并使吸入室压力保持在给定的恒定值。
该压缩机还包括与第一通道隔开的并且把曲轴室与吸入室相连通的第二通道。在第二通道中置有一个包括一个球形件和弹性地支承该球形件的螺旋弹簧的安全阀。该安全阀随曲轴室和吸入室之间的压差变化而启、闭第二通道。当曲轴室和吸入室之间的压差超过某一给定值时，第二通道即开启。因此，当由于阀机构的故障而使曲轴室和吸入室之间的连通长时间中断时，由于窜缸混合气体随活塞作往复运动渗漏通过气缸中的活塞，引起曲轴室的压力异常升高，此时第二通道开启，强制迅速降低曲轴室压力，防止曲轴室和吸入室之间的出现不正常的压差。因而可避免由曲轴室和吸入室之间不正常压差所引起的压缩机内部零件间的过度摩擦。
然而，在这种已有技术的实施方案中，第二通道是与第一通道隔开的，这样，加工第二通道的工艺和在第二通道中安装安全阀的工艺在制造压缩机的过程中就需要附加的工序。由于这种要求而使制造压缩机的工艺变得复杂。
因此，本发明的目的在于提出一种有变排量控制机构、易于制造并能防止曲轴室与吸入室之间出现异常压力的压缩机。
本发明公开了一种斜盘式制冷压缩机，它包括一个压缩机壳体，壳体内有一个曲轴室、一个吸入室和一个排出室。压缩机壳体包括一个缸体，通过该部件形成若干个气缸，并在每个气缸内可滑动地安装一个活塞，有一个驱动机构与这些活塞相连，以便使活塞在气缸内作往复运动，该驱动机构包括一个可转动地被支承在壳体内的驱动轴和一个将驱动轴可驱动地连接到各活塞上的连接机构，这样便可将驱动轴的旋转运动转变成活塞的往复运动。连接机构包括一个斜盘，该斜盘具有一个相对于与驱动轴垂直的平面可调整其倾斜角度的平面。斜盘的倾斜角度是可调的，这样就可改变气缸中的活塞的冲程长度，从而改变压缩机的容量。在壳体内有一个通道，该通道将曲轴室与吸入室流体连通。
压缩机还包括一个防止曲轴室和吸入室之间出现不正常压差的安全阀和一个通过调整倾斜角度来改变压缩机的容量的容量控制装置。容量控制装置包括一个安装在通道内的外部控制阀机构。外部控制阀机构随多个外部信号的变化来控制通道的启、闭，从而控制压缩机的容量。将安全阀安装在外部控制阀装置内，以便在曲轴室和吸入室间的压差超过给定值时开启这个通道。
图1是本发明第一实施例的具有容量控制机构的斜盘式制冷压缩机的垂直纵剖视图;
图2是图1所示的容量控制机构的局部放大剖视图;
图3表示电路供给电磁线圈电流的电流强度与相应的吸入室压力之间关系的曲线圈，在该压力下，作用在隔膜上的向上和向下的力相互平衡;
图4表示当电路开始供给电磁线圈最大给定电流一段时间后，曲轴室和吸入室间压差变化的曲线图;
图5是本发明第二实施例的具有容量控制机构的斜盘式制冷压缩机的垂直纵剖视图;
图6是图5所示的容量控制机构的局部放大剖视图。
仅为了说明起见，将图1和图5的左侧作为压缩机的前端或前部，右侧作为压缩机的后端或后部。
参见图1。图1表示本发明第一实施例的具有容量控制机构的斜盘式压缩机-更确切地说是摆盘式制冷压缩机10的结构。压缩机10包括圆筒形壳体组件20，该组件包括缸体21，置于缸体21一端的前端板23，被前端板23封入缸体21内的曲轴室22和装到缸体21另一端的后端板24。用多个螺栓101将前端板23安装在曲轴室22前面的缸体21上。用多个螺栓(未示出)同样将后端板24安装在缸体21的另一端。阀板25位于后端板24和缸体21之间。在前端板23的中心部位开有孔231，以便用置于其中的轴承30支承驱动轴26。安装在缸体21中心孔210内的轴承31将驱动轴26的内端部分可转动地支承着。孔210延伸到缸体21的后端面。
在孔210的中心区域的内圆面上加工出螺纹部分211。具有六角中心孔221的调整螺丝220拧入孔210的螺纹部分211。具有中心孔259的圆盘形垫圈230安装在驱动轴26的内端面和调整螺丝220之间。调整螺丝220的轴向位移通过垫圈230传递给驱动轴26，这样，三个零件都在孔210内作轴向移动。上述的结构和工作方式已被Shimizu详细公开在美国专利第4，948，343中。
凸轮转子40用销钉261固定在驱动轴26上随驱动轴26一起转动。止推滚针轴承32安装在前端板23的内端面和靠近凸轮转子40的轴向端面之间。凸轮转子40有臂41，臂41带有从其上伸出的销钉42。有孔53的斜盘50靠近凸轮转子40。驱动轴26穿过孔53。斜盘50包括具有槽52的臂51。凸轮转子40和斜盘50由销钉42连接在一起，将销钉42插入槽52中形成铰接合。销钉42可在槽52内滑动，以便调整斜盘50相对于与驱动轴26的纵轴相垂直的平面的角度。将一个具有相当质量的平衡重环80安装在斜盘50的毂54的凸出端，以便平衡动态工作状态下的斜盘50。用卡环81将平衡重环80固定在位。
摆盘60通过轴承61和62可章动地安装在斜盘50的毂54上，使斜盘50相对摆盘60转动。叉形滑块63连接到摆盘60的径向外圆端并可滑动地安装在前端面23和缸体21之间的滑轨64上。叉形滑块63可防止摆盘60旋转，这样当凸轮转子40、斜盘50和平衡重环80转动时，摆盘60沿滑轨64作章动运动。摆盘60在斜盘50的毂54上的不希望的轴向移动可通过使摆盘60的内环凸缘65与平衡重环80的前端面相接触加以防止。缸体21包括多个沿圆周设置的气缸室70，其中分别装有活塞71。各活塞71都通过相应的连杆72与摆盘相连。因此，摆盘60章动运动就使活塞71在相应的腔室70中作往复运动。
后端面24包括沿圆周设置的环形吸入室241和置于中心的排出室251。阀板25包括多个将吸入室241与相应的气缸70相连通的阀吸入孔242。阀板25还包括多个将排出室251与相应的气缸70相连通的阀排出孔252。吸入孔242和排出孔252上装有与之相配的Shimzu的美国专利第4，011，029号所述的舌簧阀。
吸入室241包括与外冷却回路的蒸发器(未示出)相连的入口部分241a。排出室251具有与冷却回路的冷凝器(未示出)相连的出口部分251a。垫片27和28分别置于缸体21和阀板25的内表面及阀板25的外表面和后端板24之间，以密封缸体21、阀板25和后端板24间的配合面，从而，垫片27和28及阀板25组成了阀板组件200。钢制的阀挡板253由螺栓254和螺母255固定在阀板25的外表面的中心部位上。阀挡板253在活塞71处于压缩冲程时能防止舌簧阀在排出孔252处过度弯曲。
孔道18是贯穿缸体21的轴向孔，以便通过孔18将曲轴室22与排出室251连通。孔181是贯穿阀板组件200的轴向孔。在孔道18内安装有诸如节流管182的节流装置，在节流管182的后部的孔道18内装有过滤件183。因此，在排出室251中的一部分排出的制冷气体始终流入曲轴室22，使之具有节流管182产生的降低后的压力。日本专利申请公报第1-142277号中详细描述了上述的结构和工作方式。
后端板24还包括从其中心部位径向伸向其径向端部的凸出部分243。在凸出部分243中制有圆筒形室244，以便容纳在下面要进一步说明的容量控制机构400。室244的一端通向压缩机的外部空间-大气。
参阅图2。圆筒形室244从轴向外端起分别包括大、中、小直径部分244a、244b和244c。中间部分244b的直径比大直径部分244a的小、比小直径部分244c的大。大直径部分244a通过截锥部分244d与中间直径部分244b相连通。室244的大直径部分244a通过在后端板24中制出的孔道245与吸入室241相连通。在后端板24上制有孔道246，以便将室244的小直径部分244c与在阀板组件200上加工出的孔256相通。孔256通过在缸体21的后部加工出的孔道212与中心孔210相通。中心孔210通过轴承31和中心孔210内圆表面之间的间隙31a，垫圈230的孔231和调整螺丝220的孔221与曲轴室22相连通。因此，室244的小直径部分244c经孔道246、孔256、孔道212、中心孔210、孔221、孔231和间隙31a与曲轴室22相连通。
容量调整机构400包括安装在室244的大直径部分244a内的磁性材料制造的第一环形筒壳410和具有一个大直径段421和从直径段421的顶端向上延伸的小直径段422的第二环形筒壳420。第二环形筒壳420的大直径段421固定在第一环形筒壳410的上端。第二环形筒壳420的小直径段422的上端位于室244的小直径部分244c的大约一半长度处。在第二环形筒壳420的大，小直径段421和422间的范围处具有一环形凸缘423，它位于室244的中间直径部分244b内。O形密封件423a置于在环形凸缘423的外圆面上制出的环形槽423b中，以密封环形凸缘423的外圆表面和室244的中间直径部分244b的内圆表面之间的配合面。因此，室244的小直径部分244c与室244的大直径部分244a密封隔绝。
第一环形筒壳410包括从该筒壳的上部径向向内延伸的环形法兰411和从该法兰内圆周端部轴向向下延伸的轴向环形凸缘412。轴向环形凸缘412的端部止于第一环形筒壳410的大约三分之一的长度处，并且有一个锥形下端面412a。一个长度稍短于第一环形筒壳410的圆筒形管件413置于第一环形筒壳410内。圆筒形管件143的上端部被强制插入而固定于轴向环形凸缘412的外圆周面上。将环形圆盘414固定在第一环形筒壳410的下端，以便限定出一个由圆筒形管件413和第一环形筒壳410所共同形成的环形室415。在环形室415内固定安装电磁线圈430。在圆筒形管件413的下部分上装有圆柱形环状底座440。底座440的上半部分强制插入而固定到圆筒形管件413的下部分的内圆柱面上。
圆筒形管件413、圆柱形环状底座440和第一环形筒壳410的轴向环形凸缘412限定出一个空间450。在空间450中轴向可移动地装有用磁性材料制造的筒形件451。在其上端具有环形圆盘461的圆柱杆460松动地穿过轴向环形凸缘412。将杆460的下端部分强制插入固定于筒形件451的上端面上的圆柱孔451a中。筒形件451包括与轴向环形凸缘412的锥形下端面412a平行的锥形上端面451b。圆柱形环状底座440包括在其下半部分内圆表面上形成的螺纹部分441。将调整螺丝442拧入在圆柱形环状底座440的下半部分的内圆表面上形成的螺纹部分441内。在调整螺丝442和筒形件451的下端面上形成的圆柱形孔451C的上端面之间装有第一螺旋弹簧470。第一螺旋弹簧470的恢复力向上推动筒形件451，迫使杆460向上移动。改变调整螺丝442的轴向位置，可调节第一螺旋弹簧470的恢复力。
当电磁线圈430通电时，便感生出使筒形件451向上移动的电磁力。电磁力的大小与电路(未示出)供给电磁线圈430的电流强度成正比。电路接收表示蒸发器热负荷的信号-如即将进入蒸发器的气体的温度和表示所需的汽车加速度大小的信号-如踏在加速器上的力的值。在处理这两个信号后，电路的电流随这两个信号的变化输入电磁线圈430。电流强度从零安培到给定的最大安培数值-例如1.0安培的范围内连续地变化。
更确切地说当蒸发器的热负荷过大，例如即将通过蒸发器的气体的温度过高，当所需的汽车加速度的值较小时，在通过电路处理这两个信号后电流为零安培，即没有电流从电路供给电磁线圈430。然而，当要求汽车的加速度值超过预定值时，通过电路对两个信号处理显示出，表示所要求的加速度的信号压倒表示蒸发器的热负荷信号。其结果，从电路向电磁线圈430输入给定的最大安培数的电流，即使蒸发器的热负荷过大亦是如此。然而，当蒸发器的热负荷过小时，例如当即将进入蒸发器的气体的温度过低时，则从电路向电磁线圈输入给定的最大安培数的电流，而与所需要的汽车的加速度值无关。
将O形密封件416置于在第一环形筒壳410的下端部外圆柱面上制出的环形槽417中，以便密封第一环形筒壳410的外圆柱面和室244的大直倾部分244a的内圆柱面之间的配合面。因此，室244的大直径部分244a与压缩机外部的周围大气密封地隔绝。将卡环431固定在室244的内圆柱面的下端，以防止容量调节机构400掉落到室244的外面。
阀件480置于第二环形筒壳420的大直径段421的内部空间中。在阀件480中心加工出的第一轴向孔481通向阀件480的下端，阀件480具有固定安装在它的下端的环形板482，以封闭第一轴向孔481的下部开口。第一轴向孔481在延伸整个阀件480大约三分之二的长度后终止。第一轴向孔481的终端部分的直径向上逐渐减小，以便形成阀座483。在阀件480的上部中心加工出其直径比第一轴向孔481的直径要小的第二轴向孔484，以便将第一轴向孔481与第二环形筒壳420的小直径段422的内部空间连通。其下端在环形板482上的第二螺旋弹簧485b弹性地支承着球形件485a，因此，第二螺旋弹簧485b的恢复力则迫使球形件485a向上移动。在本发明的优选实施例中，象下面要进一步描述的那样，球形件485a和第二螺旋弹簧485b实际上构成了安全阀485。将圆环486强制插入固定于第二环形筒壳420的大直径段421的内圆柱面上，阀件480通过圆环486作轴向滑动。阀件480包括在其上端形成的截锥部分487。在阀件480的侧壁上加工有径向孔488，以便将第二环形筒壳420的大直径段421的内部空间与阀件480的第一轴向孔481连通。在第二环形筒壳420的大直径段421中制出多个径向孔424，以便将室244的大直径部分244a与第二环形筒壳420的大直径段421的内部区域连通。
在环形筒壳420的大直径421和小直径422之间的范围的内圆柱面内形成第一环形棱489。第一环形棱489起阀座的作用，阀件480的截圆锥部分487与其接触。用减小其内径的办法在环形筒壳420的小直径段422的内圆柱面的上部分中形成第二环形棱490。将第三螺旋弹簧491安装在小直径段422的内部空间内，第三螺旋弹簧491的上端与第二环形棱490接触，它的下端与阀件480的上平面接触。因而，第三螺旋弹簧491的恢复力迫使阀件480向下移动。在第二环形筒壳420的小直径段422中形成多个径向孔492，以便把室224的小直径部分244c与第二环形筒壳420的小直径段422的内部区域连通。
隔膜418设置在杆460的盘形板461和阀件480的圆板482之间。借助第三螺旋弹簧491的恢复力使隔膜418的中心区域的上表面与阀件480的圆板482的下表面接触。同样地，借助第一螺旋弹簧470的恢复力使隔膜418的中心区域的下表面与杆460的盘形板461的上表面保持接触。
隔膜418的外圆周部分被夹在第一环形筒壳410的环形法兰411和从第二环形筒壳420的下端径向向外延伸的法兰425中间。将O形密封件419安装在壳体410的法兰411的上端面和隔膜418的外圆周部分的下端面之间，以便有效地密封它们之间的配合面。
在壳410的环形法兰411的内圆周部分的上端面上有凹槽411a，这样凹槽411a便对着隔膜418的下端面。凹槽411a经过杆460和环形凸缘412之间的间隙412b、空间450、底座440和管件413之间的间隙440a和底座440和调整螺丝442之间的间隙440b与压缩机外部的周围大气相通。因此，隔膜418的下端面与大气连通并承受处于大气压状态下的空气。
同样，第二壳体420的大直径段421的内部区域经由孔424、室244的大直径部分244a和孔道245与吸入室241连通。因此，隔膜418的上端面与吸入室相通并承受处于吸入室压力下的制冷剂。
在压缩机10工作过程中，汽车发动机通过电磁离合器300使驱动轴26转动。凸轮转子40随驱动轴26一起转动，从而使斜盘50旋转，摆盘60作章动运动。摆盘60的章动运动使活塞71在其相应的气缸70中作往复运动。当活塞71作往复运动时，制冷气体经入口部分241a被引入吸入室241，通过吸入孔242进入各个气缸70，然后被压缩。接着，被压缩的制冷气体通过排出孔252从每个气缸70被排到排出室251，并通过出口部分251a连续进入冷却回路。
调节压缩机10的容量，使吸入室241内的压力保持恒定，不随蒸发器的热负荷或压缩机的转速而改变。通过改变斜盘角度来调节压缩机的容量，该角度与曲轴室的压力有关，更确切地说，与曲轴室和吸入室的压差有关。在压缩机10工作过程中，由于当活塞71在气缸70中作往复运动时，窜缸气体渗漏通过活塞71使曲轴室的压力增加。当曲轴室的压力相对吸入室的压力增加时，斜盘50及摆盘60的倾角减小，从而减少压缩机的排量。同样，曲轴室内压力相对吸入室压力降低则引起斜盘50和摆盘60的角度增大，使压缩机排量增加。
本发明第一实施例的压缩机10的容量控制机构400的动作是按下面的方式进行的，参见图1～3，当蒸发器的热负荷过大同时所要求的汽车加速度又非常小时，没有电流从电路供给电磁线圈430。结果，第一螺旋弹簧470的恢复力和作用在隔膜418下端面上的大气压力只迫使隔膜418向上移动。在这种条件下，阀件480的位置保持打开，以便使室244的小直径部分244c和室244的大直径部分244a之间相连通。阀件480在该位置保持不动，直到吸入室的压力降到第一给定值时，例如1.0kg/cm2表压时，作用在隔膜418上的向上的力和向下的力平衡。因此，由于曲轴室22和吸入室241之间流体连通是打开着的，斜盘50和摆盘60相对于与驱动轴26的纵向轴线垂直的平面处于最大倾斜角度的位置。因而，此时压缩机10具有最大排量，直到吸入室压力降低到第一给定值。一旦吸入室压力降到第一给定值，斜盘50和摆盘60的倾斜角度随蒸发器的热负荷的改变而调节，从而使吸入室压力保持在第一给定值。
一方面，当蒸发器的热负荷过小时，给定的最大安培数的电流从电路供给电磁线圈430，而不考虑所要求的汽车加速度的值。结果，第一螺旋弹簧470的恢复力，由电磁线圈430产生的给定的最大电磁力和作用在隔膜418下端面上的大气压力迫使隔膜418向上移动。因此，阀件480向上移动，关闭室244的小直径部分244c和大直径总分244a之间的流体连通开口。阀件480保持这一位置，直到吸入室压力上升到第二给定值，例如4.0kg/cm2表压，这时，作用在隔膜418上的向上的力和向下的力平衡。因此，由于曲轴室22和吸入室241之间的流体连通是阻断的，斜盘50和摆盘60相对于与驱动轴26的纵轴线垂直的平面处于最小倾斜角度的位置。因而，压缩机10具有最小排量，直到吸入室压力升高到第二给定值。吸入室压力一旦升高到第二给定值，斜盘50和摆盘60的倾斜角度随蒸发器的热负荷的改变而受到调节，从而使吸入室压力保持在第二给定值。
此外，由于从电路供给到电磁线圈430的电流的安培数随上述的两个信号的变化在从零到给定的最大值的范围内连续地变化，阀件480的位置同样随这些安培数的变化而连续变化。因此，如图3所示，作用在隔膜418上的向上和向下的力平衡时的吸入室压力在第一和第二给定值所限定的范围内也连续变化。因而，斜盘50和摆盘60的倾斜角度在由最大和最小倾斜角度限定的范围内连续变化，而压缩机10的排量在它的最大和最小值所限定的范围内同样地变化。
按照上述的容量控制机构400的工作方式，压缩机10的排量得到调节，使吸入室241的压力保持在给定值不变。
此外，当吸入室压力保持在第一给定值即1.0kg/cm2表压时，而所要求的汽车加速度又超过给定值时，斜盘50和摆盘60的倾斜位置被强行改变到最小倾斜角度并保持该状态，直到吸入室压力上升到第二给定值，即4.0kg/cm2表压。这大大降低了压缩机的能量消耗，因而从汽车发动机所获得的驱动力帮助提供所要求的加速度。
换言之，在一种电磁线圈430正从电路接收零安培的电流或接收接通零安培的电流，突然改变以致使电磁线圈430正好从电路接收最大给定安培数的电流即1.0安培的情况下，阀件480的位置被强行改变然后保持在改变后的位置，以便关闭室244的小直径部分244c和大直径部分244a之间的流体连通开口，直到吸入室压力上升到第二给定值即4.0kg/cm2表压时为止。
结果，曲轴室22和吸入室241之间的流体连通长时间保持阻断。如果在压缩机中没有安装在已有技术部分所描述的安全阀，由于从排出室251经具有节流管182的孔道18进入曲轴室22的制冷气体和当活塞71在气缸室70内作往复运动时窜缸气体渗漏通过活塞，在长时间关闭曲轴室22和吸入室241之间的流体通道的情况下，会在曲轴室内引起不正常的压力上升。因而，曲轴室22和吸入室241之间的压差如图4中的虚线所示变得相当大，产生一个迫使摆盘60向后的过大的力。这个作用在摆盘60上的过大的作用力使摆盘60过度的向后移动，从而导致摆盘60的环形凸缘65的后端面与平衡重环80的前端面之间及驱动轴26的内端面和安装在中心孔210内的垫圈230的前端面之间产生很大的摩擦。这个很大的摩擦随后可使摆盘60的环形凸缘65和平衡重环80之间或驱动轴26和垫圈230之间产生咬死现象。
为了消除上面的缺点，在容量控制机构400内装有安全阀485。安全阀485包括球形件485a和弹性地支承球形件485a的第二螺旋弹簧485b。安全阀485的工作方式如下球形件485a的上部球面所受到的曲轴室压力迫使球形件485a向下移动，而第二螺旋弹簧485b的恢复力和球形件485a的下球面所受到的吸入室压力迫使球形件485a向上移动。要使安全阀485在曲轴室22和吸入室241间的压差上升到一个给定值例如2.0kg/cm2时将第二轴向孔484打开。因此，曲轴室压力被强行迅速降低，以便如图4中的实线所示使曲轴室22和吸入室241间的压差保持在给定值，即2.0kg/cm2，从而使斜盘50和摆盘60的倾斜角度保持在最小，甚至当电流的安培数从零突然增加到给定的最大值也是这样。因此，能够避免产生迫使摆盘60向后的非常大的力，也可避免摆盘60的环形凸缘65的后端面和平衡重环80的前端面之间以及驱动轴26的内端面和安装在中心孔210中的垫圈230的前端面之间产生很大摩擦。而且，当由于阀件480移动使曲轴室22和吸入室241间的流体连通开口被长时间关闭时，安全阀485也一样起作用。
如上所述，由于容量控制机构400内装有安全阀485，因此取消了在缸体21中加工连通曲轴室22与吸入室241的附加通道的复杂工艺和将安全阀安装在附加通道中的工艺。此外，按照本发明，易于制造具有外部控制的容量控制机构和防止曲轴室与吸入室问出现异常压差的安全阀的压缩机。
参见图5。图5表示本发明第二实施例的具有容量控制机构的摆盘式制冷压缩机。如图所示，与图1和图2中的零部件相应的零部件用相同的标号表示。除另作说明之处外，压缩机的全部功能与上面所描述的一样。
参阅图6和图5，摆盘式制冷压缩机的容量控制机构500包括一个安装在第二环形筒壳420的大直径段421的内部区域中的阀件580。在阀件580中加工出的第一轴向中心孔581通向阀件580的上端，第一轴向孔581终止于相应于阀件580的二分之一长度处。第一轴向孔581终端部分的直径向下明显减小，以形成阀座582。其直径比第一轴向孔581的直径小的第二轴向孔583从第一轴向孔581的终端延伸到阀件580的下端部。球形件584a置于阀座582中。阀件580沿纵轴线在其中滑动的圆环585被强制插装在第二环形筒壳420的大直径段421的内圆柱面上。阀件580包括在其上端形成的截锥部分586。径向孔488连通第二环形筒壳420的大直径段421的内部空间与阀件580的第二轴向孔583。
在阀件580的截锥部分586和在第二环形筒壳420的大、小直径段421和422之间的区域的内圆柱表面上形成的环形边缘588之间弹性地安装第三螺旋弹簧587。第三螺旋弹簧587的恢复力向下推动阀件580。
第二环形筒壳420还包括在其上端部分的内圆柱面上形成的螺纹部分589。将调整螺丝590拧入第二环形筒壳420的螺纹部分589。在调整螺丝590上加工有轴向孔590a，以便将室244的小直径部分244c与第二环形筒壳420的小直径段422的内部区域连通。在调整螺丝590和球形件584a的上球面之间装有第二螺旋弹簧584b，使第二螺旋弹簧584b的恢复力迫使球584a向下移动，调节第二螺旋弹簧584b的恢复力可改变调整螺丝的轴向位置。球形件584a和第二螺旋弹簧584b实际上构成了安全阀584。
在后端板24内设有孔道247，使室244的小直径部分244c与吸入室241连通。在后端板24内还设有孔道248，使室244的大直径部分244a与孔256连通。
在本发明的第二实施例中，第二筒壳420的大直径段421的内部区域经由孔424，室244的大直径部分244a、孔道248、孔256、孔道212、中心孔210、孔221、孔231和间隙31a与曲轴室22连通。挡住制冷气体。所以，调节压缩机10的容量使曲轴室22内的压力维持某一给定值不变，最终便可使吸入室241内的压力维持给定值不变。
上面已通过优选的实施例对本发明作了描述。然而，这些实施例只不过是用于举例而已，本发明不局限于这些实施例。在本发明权利要求所限定的范围内，普通技术人员能够很容易地作出各种改变和变化。
权利要求
1.一种斜盘式制冷压缩机，具有一压缩机壳体，壳体内有曲轴室，吸入室和排出室，所述的压缩机壳体包括一个在其内形成多个气缸的缸体，一个可滑动地安装在每个所述的气缸内的活塞，与所述的活塞相连接使所述的活塞在所述的气缸内作往复运动的驱动装置，所述的驱动装置包括一可旋转地支承在所述壳体中的驱动轴和将所述驱动轴可驱动地与所述活塞相连将所述驱动轴的旋转运动转变成所述活塞的往复运动的连接装置，所述的连接装置包括一个相对于与转动轴垂直的平面具有可调倾斜角度的平面的斜盘，所述的斜盘的倾角是可调的以改变所述活塞在所述气缸中的冲程长度，从而改变所述压缩机的容量，在所述的壳体中形成的把所述的曲轴室和吸入室流体连通的通道，通过调节倾斜角度来改变压缩机的容量的容量控制装置和防止在所述的曲轴室和所述吸入室之间产生异常压差的安全阀，所述的容量控制装置包括随多个外部信号变化控制所述通道启，闭，以便控制所述曲轴室和所述吸入室之间的连通，从而控制压缩机容量的外部控制阀装置，所述外部控制阀装置设置在所述通道内，本发明的特征在于所述的安全阀设置在外部控制阀装置内，以便当所述的曲轴室和所述吸入室间的压差超过某一给定值时，开启所述的通道。
2.按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述的安全阀随所述曲轴室和所述吸入室之间压差的变化启闭所述的通道。
3.按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述的外部控制阀装置包括一个可启、闭所述通道的阀件，所述的安全阀设置在所述的阀件内。
4.按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述的多个外部信号包含表示作为包括所述压缩机在内的冷却回路单元蒸发器热负荷的第一个信号和表示所要求的汽车的加速度值的第二个信号，
5.一种斜盘式制冷压缩机包括一压缩机壳体，壳体内有一曲轴室，一吸入室和一排出室，所述的压缩机壳体包括一缸体，在缸体内形成多个气缸，可滑动地安装在每个所述气缸内的活塞，及与所述活塞相连接使所述活塞在所述气缸内作往复运动的驱动装置，所述的驱动装置包括一可转动地支承在所述壳体中的驱动轴和将所述驱动轴可驱动地连接到所述活塞上以便将所述驱动轴的旋转运动转变成所述活塞的往复运动的连接装置，所述的连接装置包括一个其平面相对于与所述驱动轴垂直的平面具有可调倾角的斜盘，在所述壳体中形成的把所述的曲轴室与所述的吸入室流体连通的通道。通过调节所述斜盘的倾斜角度来改变所述压缩机容量的容量控制装置，所述的容量控制装置包括控制所述通道启，闭的外部控制阀装置，防止在所述的曲轴室和所述的吸入室之间产生异常压差的安全阀，本发明的特征在于所述的外部控制阀装置在所述的通道中，所述的安全阀设置在所述的外部控制阀装置中，以便当所述的曲轴室和所述的吸入室间的压差超过某一给定值时，打开所述的通道，所述斜盘的倾斜角度是可调的，以便改变所述的活塞在所述的气缸中的冲程长度，从而改变所述压缩机的容量，及所述的通道随控制所述的曲轴室和所述的吸入室之间的连通的多个外部信号的变化而启，闭，从而控制调节所述斜盘的倾角和所述压缩机的容量。
6.按照权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述的安全阀随所述的曲轴室和所述的吸入室之间的压差的变化而启闭所述的通道。
7.按照权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述的外部控制阀装置包括一个启，闭所述通道的阀件，所述的安全阀设置在所述的阀件内。
8.按照权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述的多个外部信号包含表示包括所述的压缩机在内的冷却回路的一个单元的蒸发器的热负荷的第一信号和表示所要求的加速度值的第二信号。
9.一种变排量斜盘式压缩机，它具有一压缩机壳体，壳体内有一曲轴室、一吸入室和一排出室，所述的压缩机壳体包括一缸体，在缸体内形成多个气缸，可滑动地安装在每个所述气缸内的活塞，及与所述的活塞相连接使所述活塞在所述气缸内作往复运动的驱动装置，所述的驱动装置包括可转动地支承在所述壳体中的驱动轴和将所述驱动轴可驱动地与所述活塞相连，以便将所述的驱动轴的旋转运动转变成所述活塞的往复运动的连接装置，所述的连接装置包括一个其平面相对于与驱动轴垂直的平面具有可调倾角的斜盘，一个设置在所述缸体一端的前端板和设置在所述缸体另一端的后端板，一个具有在所述后端板上形成的第一室部分和第二室部分的筒形室，所述的筒形室的一端与外部环境连通，在所述的壳体中形成的，使所述的曲轴室和所述的吸入室之一与所述的筒形室的所述的第一室部分流体连通的第一通道，在所述的壳体中形成的，使所述的曲轴室和所述的吸入室中的另一个与所述的筒形室的所述的第二室部分流体连通的第二通道，设置在所述的筒形室中的容量控制装置，所述的容量控制装置包括随多个外部信号的变化控制所述第一室部分和所述第二室部分间的流体连通，从而控制所述的吸入室和所述的曲轴室间的流体连通，以便通过调节所述斜盘的倾角来改变压缩机的容量的外部控制阀装置，和安全阀设置在所述的外部控制阀装置内，以便当所述的曲轴室和所述的吸入室间的压差超过某一给定值时，开启所述的第一室部分和所述的第二室部分之间的通道，从而防止在所述的曲轴室和所述的吸入室之间产生异常的压差。
10.按照权利要求9所述的压缩机，其特征在于所述的多个外部信号包括表示包括所述压缩机在内的冷却回路的一个单元的蒸发器热负荷的第一信号和表示所要求的配备有所述的压缩机的汽车加速度的第二信号。
11.按权利要求9所述的压缩机，其特征在于所述的容量控制机构包括用磁性材料制造的第一环形筒壳和具有一个上部分和一个下部分的第二环形筒壳。
12.按权利要求11所述的压缩机，其特征在于所述的第二环形筒壳的环形凸缘在所述的筒形室的第一室部分和第二室部分之间形成一个密封区域。
13.按权利要求12所述的压缩机，其特征在于在所述的第一环形筒壳内置有一个电磁线圈。
14.按权利要求13所述的压缩机，其特征在于所述的外部控制阀装置包括设置在所述第二环形筒壳内的一个阀件，所说的阀件具有第一大直径和从该孔延伸的并与所述的第二环形筒壳的内部连通的第二小直径轴向孔。
15.按权利要求14所述的压缩机，其特征在于所述的阀件还包括第一径向孔，以使所述的第一轴向孔和第二轴向孔之一与所述的第二环形筒壳的所述的下部分的内部区域流体连通。
16.按照权利要求15所述的压缩机，其特征在于所述的第二环形筒壳的下部分包括多个径向孔，以便把所述的第二环形筒壳的所述的下部分的内部区域与所述的筒形室的所述的第一室部分连通。
17.按照权利要求16所述的压缩机，其特征在于所述的第二环形筒壳的所述的上部分包括多个径向孔，以便把它的内部区域和所述的筒形室的所述的第二室部分流体连通。
18.按照权利要求17所述的压缩机，其特征在于所述的安全阀包括一个由设置在所述阀件所述第一轴向孔内的由螺旋弹簧弹性支承的球形件，以便阻断所述的第一轴向孔和所述的第二轴向孔间的流体连通。
19.按照权利要求18所述的压缩机，其特征在于所述的球形件的上表面与所述的吸入室和所述的曲轴室的压力是连通的并受该压力迫使向下移动，而所述的球形件的下表面与所述的吸入室和所述的曲轴室中的另一个的压力是连通的并受该压力迫使向上移动。
20.按权利要求18所述的压缩机，其特征在于所述的球形件打开所述的第二轴向孔，使当所述的曲轴室和所述的吸入室间的压差达到某一给定值时，使所述的第二轴向孔与所述的第一轴向孔流体连通。
21.按权利要求17所述的压缩机，其特征在于移动所述的阀件，以便使所述的吸入室压力恒定保持在某一给定值。
22.按权利要求17所述的压缩机，其特征在于移动所述的阀件，以便使所述的曲轴室的压力恒定保持某一给定值。
全文摘要
具有容量调节机构的斜盘式压缩机，有包括多个气缸的缸体和曲轴室的壳体。活塞可滑动地装在各气缸内并由驱动机构驱动作往复运动，该驱动机构包括平面倾斜角度可调的斜盘，斜盘的倾角由压缩机的容量根据曲轴室和吸入室间的压差进行调节。无论曲轴室还是吸入室的压力都由设置在连通曲轴室和吸入室的通道中的外部控制阀机构调节，内部控制的安全阀可防止曲轴室和吸入室间出现异常压差。安全阀设置在外部控制阀机构内。
文档编号F04B27/18GK1062582SQ91111869
公开日1992年7月8日 申请日期1991年11月16日 优先权日1990年11月16日
发明者田口幸彦 申请人:三电有限公司
技术领域：
本发明涉及一种制冷压缩机，特别是涉及一种具有变排量机构的适用于汽车空调系统的斜盘式缩机，例如摆盘式压缩机。
人们通常知道具有按照需要控制压缩机压缩比的变排量或变容量调节机构的斜盘式活塞压缩机，例如日本实用新型专利申请公开号63-134181公开了一种摆盘式压缩机，它具有一个凸轮转子驱动装置和一个与多个活塞相连接的摆盘。凸轮转子驱动装置转动，使摆盘作章动运动，从而使活塞在相应的气缸内作连续往复运动。调整摆盘的倾斜角度，可方便地改变活塞的冲程长度，从而改变压缩机的容量。倾斜角度随吸入室和曲轴室之间的压差而改变。
在上述的日本实用新型专利申请公开文件中，曲轴室和吸入室通过第一通道相互流体连通。一个阀机构被置于第一通道内，以便通过启、闭第一通道来控制曲轴室和吸入室之间的流体连通。阀机构通常包括一个电磁线圈、一个柱塞和一个位于柱塞一端的阀件。电磁线圈接收两种外部信号，一种信号表示冷却循环回路的蒸发器的热负荷;另一种信号表示要求的汽车加速度的值。
电磁线圈随两种外部信号变化感生不同的电磁力，借以改变柱塞的轴向位置，以使第一通道被阀件启、闭。因此，摆盘的倾角随两种信号的变化在最大倾角到最小倾角之间变化，以调节压缩机的排量，并使吸入室压力保持在给定的恒定值。
该压缩机还包括与第一通道隔开的并且把曲轴室与吸入室相连通的第二通道。在第二通道中置有一个包括一个球形件和弹性地支承该球形件的螺旋弹簧的安全阀。该安全阀随曲轴室和吸入室之间的压差变化而启、闭第二通道。当曲轴室和吸入室之间的压差超过某一给定值时，第二通道即开启。因此，当由于阀机构的故障而使曲轴室和吸入室之间的连通长时间中断时，由于窜缸混合气体随活塞作往复运动渗漏通过气缸中的活塞，引起曲轴室的压力异常升高，此时第二通道开启，强制迅速降低曲轴室压力，防止曲轴室和吸入室之间的出现不正常的压差。因而可避免由曲轴室和吸入室之间不正常压差所引起的压缩机内部零件间的过度摩擦。
然而，在这种已有技术的实施方案中，第二通道是与第一通道隔开的，这样，加工第二通道的工艺和在第二通道中安装安全阀的工艺在制造压缩机的过程中就需要附加的工序。由于这种要求而使制造压缩机的工艺变得复杂。
因此，本发明的目的在于提出一种有变排量控制机构、易于制造并能防止曲轴室与吸入室之间出现异常压力的压缩机。
本发明公开了一种斜盘式制冷压缩机，它包括一个压缩机壳体，壳体内有一个曲轴室、一个吸入室和一个排出室。压缩机壳体包括一个缸体，通过该部件形成若干个气缸，并在每个气缸内可滑动地安装一个活塞，有一个驱动机构与这些活塞相连，以便使活塞在气缸内作往复运动，该驱动机构包括一个可转动地被支承在壳体内的驱动轴和一个将驱动轴可驱动地连接到各活塞上的连接机构，这样便可将驱动轴的旋转运动转变成活塞的往复运动。连接机构包括一个斜盘，该斜盘具有一个相对于与驱动轴垂直的平面可调整其倾斜角度的平面。斜盘的倾斜角度是可调的，这样就可改变气缸中的活塞的冲程长度，从而改变压缩机的容量。在壳体内有一个通道，该通道将曲轴室与吸入室流体连通。
压缩机还包括一个防止曲轴室和吸入室之间出现不正常压差的安全阀和一个通过调整倾斜角度来改变压缩机的容量的容量控制装置。容量控制装置包括一个安装在通道内的外部控制阀机构。外部控制阀机构随多个外部信号的变化来控制通道的启、闭，从而控制压缩机的容量。将安全阀安装在外部控制阀装置内，以便在曲轴室和吸入室间的压差超过给定值时开启这个通道。
图1是本发明第一实施例的具有容量控制机构的斜盘式制冷压缩机的垂直纵剖视图;
图2是图1所示的容量控制机构的局部放大剖视图;
图3表示电路供给电磁线圈电流的电流强度与相应的吸入室压力之间关系的曲线圈，在该压力下，作用在隔膜上的向上和向下的力相互平衡;
图4表示当电路开始供给电磁线圈最大给定电流一段时间后，曲轴室和吸入室间压差变化的曲线图;
图5是本发明第二实施例的具有容量控制机构的斜盘式制冷压缩机的垂直纵剖视图;
图6是图5所示的容量控制机构的局部放大剖视图。
仅为了说明起见，将图1和图5的左侧作为压缩机的前端或前部，右侧作为压缩机的后端或后部。
参见图1。图1表示本发明第一实施例的具有容量控制机构的斜盘式压缩机-更确切地说是摆盘式制冷压缩机10的结构。压缩机10包括圆筒形壳体组件20，该组件包括缸体21，置于缸体21一端的前端板23，被前端板23封入缸体21内的曲轴室22和装到缸体21另一端的后端板24。用多个螺栓101将前端板23安装在曲轴室22前面的缸体21上。用多个螺栓(未示出)同样将后端板24安装在缸体21的另一端。阀板25位于后端板24和缸体21之间。在前端板23的中心部位开有孔231，以便用置于其中的轴承30支承驱动轴26。安装在缸体21中心孔210内的轴承31将驱动轴26的内端部分可转动地支承着。孔210延伸到缸体21的后端面。
在孔210的中心区域的内圆面上加工出螺纹部分211。具有六角中心孔221的调整螺丝220拧入孔210的螺纹部分211。具有中心孔259的圆盘形垫圈230安装在驱动轴26的内端面和调整螺丝220之间。调整螺丝220的轴向位移通过垫圈230传递给驱动轴26，这样，三个零件都在孔210内作轴向移动。上述的结构和工作方式已被Shimizu详细公开在美国专利第4，948，343中。
凸轮转子40用销钉261固定在驱动轴26上随驱动轴26一起转动。止推滚针轴承32安装在前端板23的内端面和靠近凸轮转子40的轴向端面之间。凸轮转子40有臂41，臂41带有从其上伸出的销钉42。有孔53的斜盘50靠近凸轮转子40。驱动轴26穿过孔53。斜盘50包括具有槽52的臂51。凸轮转子40和斜盘50由销钉42连接在一起，将销钉42插入槽52中形成铰接合。销钉42可在槽52内滑动，以便调整斜盘50相对于与驱动轴26的纵轴相垂直的平面的角度。将一个具有相当质量的平衡重环80安装在斜盘50的毂54的凸出端，以便平衡动态工作状态下的斜盘50。用卡环81将平衡重环80固定在位。
摆盘60通过轴承61和62可章动地安装在斜盘50的毂54上，使斜盘50相对摆盘60转动。叉形滑块63连接到摆盘60的径向外圆端并可滑动地安装在前端面23和缸体21之间的滑轨64上。叉形滑块63可防止摆盘60旋转，这样当凸轮转子40、斜盘50和平衡重环80转动时，摆盘60沿滑轨64作章动运动。摆盘60在斜盘50的毂54上的不希望的轴向移动可通过使摆盘60的内环凸缘65与平衡重环80的前端面相接触加以防止。缸体21包括多个沿圆周设置的气缸室70，其中分别装有活塞71。各活塞71都通过相应的连杆72与摆盘相连。因此，摆盘60章动运动就使活塞71在相应的腔室70中作往复运动。
后端面24包括沿圆周设置的环形吸入室241和置于中心的排出室251。阀板25包括多个将吸入室241与相应的气缸70相连通的阀吸入孔242。阀板25还包括多个将排出室251与相应的气缸70相连通的阀排出孔252。吸入孔242和排出孔252上装有与之相配的Shimzu的美国专利第4，011，029号所述的舌簧阀。
吸入室241包括与外冷却回路的蒸发器(未示出)相连的入口部分241a。排出室251具有与冷却回路的冷凝器(未示出)相连的出口部分251a。垫片27和28分别置于缸体21和阀板25的内表面及阀板25的外表面和后端板24之间，以密封缸体21、阀板25和后端板24间的配合面，从而，垫片27和28及阀板25组成了阀板组件200。钢制的阀挡板253由螺栓254和螺母255固定在阀板25的外表面的中心部位上。阀挡板253在活塞71处于压缩冲程时能防止舌簧阀在排出孔252处过度弯曲。
孔道18是贯穿缸体21的轴向孔，以便通过孔18将曲轴室22与排出室251连通。孔181是贯穿阀板组件200的轴向孔。在孔道18内安装有诸如节流管182的节流装置，在节流管182的后部的孔道18内装有过滤件183。因此，在排出室251中的一部分排出的制冷气体始终流入曲轴室22，使之具有节流管182产生的降低后的压力。日本专利申请公报第1-142277号中详细描述了上述的结构和工作方式。
后端板24还包括从其中心部位径向伸向其径向端部的凸出部分243。在凸出部分243中制有圆筒形室244，以便容纳在下面要进一步说明的容量控制机构400。室244的一端通向压缩机的外部空间-大气。
参阅图2。圆筒形室244从轴向外端起分别包括大、中、小直径部分244a、244b和244c。中间部分244b的直径比大直径部分244a的小、比小直径部分244c的大。大直径部分244a通过截锥部分244d与中间直径部分244b相连通。室244的大直径部分244a通过在后端板24中制出的孔道245与吸入室241相连通。在后端板24上制有孔道246，以便将室244的小直径部分244c与在阀板组件200上加工出的孔256相通。孔256通过在缸体21的后部加工出的孔道212与中心孔210相通。中心孔210通过轴承31和中心孔210内圆表面之间的间隙31a，垫圈230的孔231和调整螺丝220的孔221与曲轴室22相连通。因此，室244的小直径部分244c经孔道246、孔256、孔道212、中心孔210、孔221、孔231和间隙31a与曲轴室22相连通。
容量调整机构400包括安装在室244的大直径部分244a内的磁性材料制造的第一环形筒壳410和具有一个大直径段421和从直径段421的顶端向上延伸的小直径段422的第二环形筒壳420。第二环形筒壳420的大直径段421固定在第一环形筒壳410的上端。第二环形筒壳420的小直径段422的上端位于室244的小直径部分244c的大约一半长度处。在第二环形筒壳420的大，小直径段421和422间的范围处具有一环形凸缘423，它位于室244的中间直径部分244b内。O形密封件423a置于在环形凸缘423的外圆面上制出的环形槽423b中，以密封环形凸缘423的外圆表面和室244的中间直径部分244b的内圆表面之间的配合面。因此，室244的小直径部分244c与室244的大直径部分244a密封隔绝。
第一环形筒壳410包括从该筒壳的上部径向向内延伸的环形法兰411和从该法兰内圆周端部轴向向下延伸的轴向环形凸缘412。轴向环形凸缘412的端部止于第一环形筒壳410的大约三分之一的长度处，并且有一个锥形下端面412a。一个长度稍短于第一环形筒壳410的圆筒形管件413置于第一环形筒壳410内。圆筒形管件143的上端部被强制插入而固定于轴向环形凸缘412的外圆周面上。将环形圆盘414固定在第一环形筒壳410的下端，以便限定出一个由圆筒形管件413和第一环形筒壳410所共同形成的环形室415。在环形室415内固定安装电磁线圈430。在圆筒形管件413的下部分上装有圆柱形环状底座440。底座440的上半部分强制插入而固定到圆筒形管件413的下部分的内圆柱面上。
圆筒形管件413、圆柱形环状底座440和第一环形筒壳410的轴向环形凸缘412限定出一个空间450。在空间450中轴向可移动地装有用磁性材料制造的筒形件451。在其上端具有环形圆盘461的圆柱杆460松动地穿过轴向环形凸缘412。将杆460的下端部分强制插入固定于筒形件451的上端面上的圆柱孔451a中。筒形件451包括与轴向环形凸缘412的锥形下端面412a平行的锥形上端面451b。圆柱形环状底座440包括在其下半部分内圆表面上形成的螺纹部分441。将调整螺丝442拧入在圆柱形环状底座440的下半部分的内圆表面上形成的螺纹部分441内。在调整螺丝442和筒形件451的下端面上形成的圆柱形孔451C的上端面之间装有第一螺旋弹簧470。第一螺旋弹簧470的恢复力向上推动筒形件451，迫使杆460向上移动。改变调整螺丝442的轴向位置，可调节第一螺旋弹簧470的恢复力。
当电磁线圈430通电时，便感生出使筒形件451向上移动的电磁力。电磁力的大小与电路(未示出)供给电磁线圈430的电流强度成正比。电路接收表示蒸发器热负荷的信号-如即将进入蒸发器的气体的温度和表示所需的汽车加速度大小的信号-如踏在加速器上的力的值。在处理这两个信号后，电路的电流随这两个信号的变化输入电磁线圈430。电流强度从零安培到给定的最大安培数值-例如1.0安培的范围内连续地变化。
更确切地说当蒸发器的热负荷过大，例如即将通过蒸发器的气体的温度过高，当所需的汽车加速度的值较小时，在通过电路处理这两个信号后电流为零安培，即没有电流从电路供给电磁线圈430。然而，当要求汽车的加速度值超过预定值时，通过电路对两个信号处理显示出，表示所要求的加速度的信号压倒表示蒸发器的热负荷信号。其结果，从电路向电磁线圈430输入给定的最大安培数的电流，即使蒸发器的热负荷过大亦是如此。然而，当蒸发器的热负荷过小时，例如当即将进入蒸发器的气体的温度过低时，则从电路向电磁线圈输入给定的最大安培数的电流，而与所需要的汽车的加速度值无关。
将O形密封件416置于在第一环形筒壳410的下端部外圆柱面上制出的环形槽417中，以便密封第一环形筒壳410的外圆柱面和室244的大直倾部分244a的内圆柱面之间的配合面。因此，室244的大直径部分244a与压缩机外部的周围大气密封地隔绝。将卡环431固定在室244的内圆柱面的下端，以防止容量调节机构400掉落到室244的外面。
阀件480置于第二环形筒壳420的大直径段421的内部空间中。在阀件480中心加工出的第一轴向孔481通向阀件480的下端，阀件480具有固定安装在它的下端的环形板482，以封闭第一轴向孔481的下部开口。第一轴向孔481在延伸整个阀件480大约三分之二的长度后终止。第一轴向孔481的终端部分的直径向上逐渐减小，以便形成阀座483。在阀件480的上部中心加工出其直径比第一轴向孔481的直径要小的第二轴向孔484，以便将第一轴向孔481与第二环形筒壳420的小直径段422的内部空间连通。其下端在环形板482上的第二螺旋弹簧485b弹性地支承着球形件485a，因此，第二螺旋弹簧485b的恢复力则迫使球形件485a向上移动。在本发明的优选实施例中，象下面要进一步描述的那样，球形件485a和第二螺旋弹簧485b实际上构成了安全阀485。将圆环486强制插入固定于第二环形筒壳420的大直径段421的内圆柱面上，阀件480通过圆环486作轴向滑动。阀件480包括在其上端形成的截锥部分487。在阀件480的侧壁上加工有径向孔488，以便将第二环形筒壳420的大直径段421的内部空间与阀件480的第一轴向孔481连通。在第二环形筒壳420的大直径段421中制出多个径向孔424，以便将室244的大直径部分244a与第二环形筒壳420的大直径段421的内部区域连通。
在环形筒壳420的大直径421和小直径422之间的范围的内圆柱面内形成第一环形棱489。第一环形棱489起阀座的作用，阀件480的截圆锥部分487与其接触。用减小其内径的办法在环形筒壳420的小直径段422的内圆柱面的上部分中形成第二环形棱490。将第三螺旋弹簧491安装在小直径段422的内部空间内，第三螺旋弹簧491的上端与第二环形棱490接触，它的下端与阀件480的上平面接触。因而，第三螺旋弹簧491的恢复力迫使阀件480向下移动。在第二环形筒壳420的小直径段422中形成多个径向孔492，以便把室224的小直径部分244c与第二环形筒壳420的小直径段422的内部区域连通。
隔膜418设置在杆460的盘形板461和阀件480的圆板482之间。借助第三螺旋弹簧491的恢复力使隔膜418的中心区域的上表面与阀件480的圆板482的下表面接触。同样地，借助第一螺旋弹簧470的恢复力使隔膜418的中心区域的下表面与杆460的盘形板461的上表面保持接触。
隔膜418的外圆周部分被夹在第一环形筒壳410的环形法兰411和从第二环形筒壳420的下端径向向外延伸的法兰425中间。将O形密封件419安装在壳体410的法兰411的上端面和隔膜418的外圆周部分的下端面之间，以便有效地密封它们之间的配合面。
在壳410的环形法兰411的内圆周部分的上端面上有凹槽411a，这样凹槽411a便对着隔膜418的下端面。凹槽411a经过杆460和环形凸缘412之间的间隙412b、空间450、底座440和管件413之间的间隙440a和底座440和调整螺丝442之间的间隙440b与压缩机外部的周围大气相通。因此，隔膜418的下端面与大气连通并承受处于大气压状态下的空气。
同样，第二壳体420的大直径段421的内部区域经由孔424、室244的大直径部分244a和孔道245与吸入室241连通。因此，隔膜418的上端面与吸入室相通并承受处于吸入室压力下的制冷剂。
在压缩机10工作过程中，汽车发动机通过电磁离合器300使驱动轴26转动。凸轮转子40随驱动轴26一起转动，从而使斜盘50旋转，摆盘60作章动运动。摆盘60的章动运动使活塞71在其相应的气缸70中作往复运动。当活塞71作往复运动时，制冷气体经入口部分241a被引入吸入室241，通过吸入孔242进入各个气缸70，然后被压缩。接着，被压缩的制冷气体通过排出孔252从每个气缸70被排到排出室251，并通过出口部分251a连续进入冷却回路。
调节压缩机10的容量，使吸入室241内的压力保持恒定，不随蒸发器的热负荷或压缩机的转速而改变。通过改变斜盘角度来调节压缩机的容量，该角度与曲轴室的压力有关，更确切地说，与曲轴室和吸入室的压差有关。在压缩机10工作过程中，由于当活塞71在气缸70中作往复运动时，窜缸气体渗漏通过活塞71使曲轴室的压力增加。当曲轴室的压力相对吸入室的压力增加时，斜盘50及摆盘60的倾角减小，从而减少压缩机的排量。同样，曲轴室内压力相对吸入室压力降低则引起斜盘50和摆盘60的角度增大，使压缩机排量增加。
本发明第一实施例的压缩机10的容量控制机构400的动作是按下面的方式进行的，参见图1～3，当蒸发器的热负荷过大同时所要求的汽车加速度又非常小时，没有电流从电路供给电磁线圈430。结果，第一螺旋弹簧470的恢复力和作用在隔膜418下端面上的大气压力只迫使隔膜418向上移动。在这种条件下，阀件480的位置保持打开，以便使室244的小直径部分244c和室244的大直径部分244a之间相连通。阀件480在该位置保持不动，直到吸入室的压力降到第一给定值时，例如1.0kg/cm2表压时，作用在隔膜418上的向上的力和向下的力平衡。因此，由于曲轴室22和吸入室241之间流体连通是打开着的，斜盘50和摆盘60相对于与驱动轴26的纵向轴线垂直的平面处于最大倾斜角度的位置。因而，此时压缩机10具有最大排量，直到吸入室压力降低到第一给定值。一旦吸入室压力降到第一给定值，斜盘50和摆盘60的倾斜角度随蒸发器的热负荷的改变而调节，从而使吸入室压力保持在第一给定值。
一方面，当蒸发器的热负荷过小时，给定的最大安培数的电流从电路供给电磁线圈430，而不考虑所要求的汽车加速度的值。结果，第一螺旋弹簧470的恢复力，由电磁线圈430产生的给定的最大电磁力和作用在隔膜418下端面上的大气压力迫使隔膜418向上移动。因此，阀件480向上移动，关闭室244的小直径部分244c和大直径总分244a之间的流体连通开口。阀件480保持这一位置，直到吸入室压力上升到第二给定值，例如4.0kg/cm2表压，这时，作用在隔膜418上的向上的力和向下的力平衡。因此，由于曲轴室22和吸入室241之间的流体连通是阻断的，斜盘50和摆盘60相对于与驱动轴26的纵轴线垂直的平面处于最小倾斜角度的位置。因而，压缩机10具有最小排量，直到吸入室压力升高到第二给定值。吸入室压力一旦升高到第二给定值，斜盘50和摆盘60的倾斜角度随蒸发器的热负荷的改变而受到调节，从而使吸入室压力保持在第二给定值。
此外，由于从电路供给到电磁线圈430的电流的安培数随上述的两个信号的变化在从零到给定的最大值的范围内连续地变化，阀件480的位置同样随这些安培数的变化而连续变化。因此，如图3所示，作用在隔膜418上的向上和向下的力平衡时的吸入室压力在第一和第二给定值所限定的范围内也连续变化。因而，斜盘50和摆盘60的倾斜角度在由最大和最小倾斜角度限定的范围内连续变化，而压缩机10的排量在它的最大和最小值所限定的范围内同样地变化。
按照上述的容量控制机构400的工作方式，压缩机10的排量得到调节，使吸入室241的压力保持在给定值不变。
此外，当吸入室压力保持在第一给定值即1.0kg/cm2表压时，而所要求的汽车加速度又超过给定值时，斜盘50和摆盘60的倾斜位置被强行改变到最小倾斜角度并保持该状态，直到吸入室压力上升到第二给定值，即4.0kg/cm2表压。这大大降低了压缩机的能量消耗，因而从汽车发动机所获得的驱动力帮助提供所要求的加速度。
换言之，在一种电磁线圈430正从电路接收零安培的电流或接收接通零安培的电流，突然改变以致使电磁线圈430正好从电路接收最大给定安培数的电流即1.0安培的情况下，阀件480的位置被强行改变然后保持在改变后的位置，以便关闭室244的小直径部分244c和大直径部分244a之间的流体连通开口，直到吸入室压力上升到第二给定值即4.0kg/cm2表压时为止。
结果，曲轴室22和吸入室241之间的流体连通长时间保持阻断。如果在压缩机中没有安装在已有技术部分所描述的安全阀，由于从排出室251经具有节流管182的孔道18进入曲轴室22的制冷气体和当活塞71在气缸室70内作往复运动时窜缸气体渗漏通过活塞，在长时间关闭曲轴室22和吸入室241之间的流体通道的情况下，会在曲轴室内引起不正常的压力上升。因而，曲轴室22和吸入室241之间的压差如图4中的虚线所示变得相当大，产生一个迫使摆盘60向后的过大的力。这个作用在摆盘60上的过大的作用力使摆盘60过度的向后移动，从而导致摆盘60的环形凸缘65的后端面与平衡重环80的前端面之间及驱动轴26的内端面和安装在中心孔210内的垫圈230的前端面之间产生很大的摩擦。这个很大的摩擦随后可使摆盘60的环形凸缘65和平衡重环80之间或驱动轴26和垫圈230之间产生咬死现象。
为了消除上面的缺点，在容量控制机构400内装有安全阀485。安全阀485包括球形件485a和弹性地支承球形件485a的第二螺旋弹簧485b。安全阀485的工作方式如下球形件485a的上部球面所受到的曲轴室压力迫使球形件485a向下移动，而第二螺旋弹簧485b的恢复力和球形件485a的下球面所受到的吸入室压力迫使球形件485a向上移动。要使安全阀485在曲轴室22和吸入室241间的压差上升到一个给定值例如2.0kg/cm2时将第二轴向孔484打开。因此，曲轴室压力被强行迅速降低，以便如图4中的实线所示使曲轴室22和吸入室241间的压差保持在给定值，即2.0kg/cm2，从而使斜盘50和摆盘60的倾斜角度保持在最小，甚至当电流的安培数从零突然增加到给定的最大值也是这样。因此，能够避免产生迫使摆盘60向后的非常大的力，也可避免摆盘60的环形凸缘65的后端面和平衡重环80的前端面之间以及驱动轴26的内端面和安装在中心孔210中的垫圈230的前端面之间产生很大摩擦。而且，当由于阀件480移动使曲轴室22和吸入室241间的流体连通开口被长时间关闭时，安全阀485也一样起作用。
如上所述，由于容量控制机构400内装有安全阀485，因此取消了在缸体21中加工连通曲轴室22与吸入室241的附加通道的复杂工艺和将安全阀安装在附加通道中的工艺。此外，按照本发明，易于制造具有外部控制的容量控制机构和防止曲轴室与吸入室问出现异常压差的安全阀的压缩机。
参见图5。图5表示本发明第二实施例的具有容量控制机构的摆盘式制冷压缩机。如图所示，与图1和图2中的零部件相应的零部件用相同的标号表示。除另作说明之处外，压缩机的全部功能与上面所描述的一样。
参阅图6和图5，摆盘式制冷压缩机的容量控制机构500包括一个安装在第二环形筒壳420的大直径段421的内部区域中的阀件580。在阀件580中加工出的第一轴向中心孔581通向阀件580的上端，第一轴向孔581终止于相应于阀件580的二分之一长度处。第一轴向孔581终端部分的直径向下明显减小，以形成阀座582。其直径比第一轴向孔581的直径小的第二轴向孔583从第一轴向孔581的终端延伸到阀件580的下端部。球形件584a置于阀座582中。阀件580沿纵轴线在其中滑动的圆环585被强制插装在第二环形筒壳420的大直径段421的内圆柱面上。阀件580包括在其上端形成的截锥部分586。径向孔488连通第二环形筒壳420的大直径段421的内部空间与阀件580的第二轴向孔583。
在阀件580的截锥部分586和在第二环形筒壳420的大、小直径段421和422之间的区域的内圆柱表面上形成的环形边缘588之间弹性地安装第三螺旋弹簧587。第三螺旋弹簧587的恢复力向下推动阀件580。
第二环形筒壳420还包括在其上端部分的内圆柱面上形成的螺纹部分589。将调整螺丝590拧入第二环形筒壳420的螺纹部分589。在调整螺丝590上加工有轴向孔590a，以便将室244的小直径部分244c与第二环形筒壳420的小直径段422的内部区域连通。在调整螺丝590和球形件584a的上球面之间装有第二螺旋弹簧584b，使第二螺旋弹簧584b的恢复力迫使球584a向下移动，调节第二螺旋弹簧584b的恢复力可改变调整螺丝的轴向位置。球形件584a和第二螺旋弹簧584b实际上构成了安全阀584。
在后端板24内设有孔道247，使室244的小直径部分244c与吸入室241连通。在后端板24内还设有孔道248，使室244的大直径部分244a与孔256连通。
在本发明的第二实施例中，第二筒壳420的大直径段421的内部区域经由孔424，室244的大直径部分244a、孔道248、孔256、孔道212、中心孔210、孔221、孔231和间隙31a与曲轴室22连通。挡住制冷气体。所以，调节压缩机10的容量使曲轴室22内的压力维持某一给定值不变，最终便可使吸入室241内的压力维持给定值不变。
上面已通过优选的实施例对本发明作了描述。然而，这些实施例只不过是用于举例而已，本发明不局限于这些实施例。在本发明权利要求所限定的范围内，普通技术人员能够很容易地作出各种改变和变化。
权利要求
1.一种斜盘式制冷压缩机，具有一压缩机壳体，壳体内有曲轴室，吸入室和排出室，所述的压缩机壳体包括一个在其内形成多个气缸的缸体，一个可滑动地安装在每个所述的气缸内的活塞，与所述的活塞相连接使所述的活塞在所述的气缸内作往复运动的驱动装置，所述的驱动装置包括一可旋转地支承在所述壳体中的驱动轴和将所述驱动轴可驱动地与所述活塞相连将所述驱动轴的旋转运动转变成所述活塞的往复运动的连接装置，所述的连接装置包括一个相对于与转动轴垂直的平面具有可调倾斜角度的平面的斜盘，所述的斜盘的倾角是可调的以改变所述活塞在所述气缸中的冲程长度，从而改变所述压缩机的容量，在所述的壳体中形成的把所述的曲轴室和吸入室流体连通的通道，通过调节倾斜角度来改变压缩机的容量的容量控制装置和防止在所述的曲轴室和所述吸入室之间产生异常压差的安全阀，所述的容量控制装置包括随多个外部信号变化控制所述通道启，闭，以便控制所述曲轴室和所述吸入室之间的连通，从而控制压缩机容量的外部控制阀装置，所述外部控制阀装置设置在所述通道内，本发明的特征在于所述的安全阀设置在外部控制阀装置内，以便当所述的曲轴室和所述吸入室间的压差超过某一给定值时，开启所述的通道。
2.按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述的安全阀随所述曲轴室和所述吸入室之间压差的变化启闭所述的通道。
3.按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述的外部控制阀装置包括一个可启、闭所述通道的阀件，所述的安全阀设置在所述的阀件内。
4.按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述的多个外部信号包含表示作为包括所述压缩机在内的冷却回路单元蒸发器热负荷的第一个信号和表示所要求的汽车的加速度值的第二个信号，
5.一种斜盘式制冷压缩机包括一压缩机壳体，壳体内有一曲轴室，一吸入室和一排出室，所述的压缩机壳体包括一缸体，在缸体内形成多个气缸，可滑动地安装在每个所述气缸内的活塞，及与所述活塞相连接使所述活塞在所述气缸内作往复运动的驱动装置，所述的驱动装置包括一可转动地支承在所述壳体中的驱动轴和将所述驱动轴可驱动地连接到所述活塞上以便将所述驱动轴的旋转运动转变成所述活塞的往复运动的连接装置，所述的连接装置包括一个其平面相对于与所述驱动轴垂直的平面具有可调倾角的斜盘，在所述壳体中形成的把所述的曲轴室与所述的吸入室流体连通的通道。通过调节所述斜盘的倾斜角度来改变所述压缩机容量的容量控制装置，所述的容量控制装置包括控制所述通道启，闭的外部控制阀装置，防止在所述的曲轴室和所述的吸入室之间产生异常压差的安全阀，本发明的特征在于所述的外部控制阀装置在所述的通道中，所述的安全阀设置在所述的外部控制阀装置中，以便当所述的曲轴室和所述的吸入室间的压差超过某一给定值时，打开所述的通道，所述斜盘的倾斜角度是可调的，以便改变所述的活塞在所述的气缸中的冲程长度，从而改变所述压缩机的容量，及所述的通道随控制所述的曲轴室和所述的吸入室之间的连通的多个外部信号的变化而启，闭，从而控制调节所述斜盘的倾角和所述压缩机的容量。
6.按照权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述的安全阀随所述的曲轴室和所述的吸入室之间的压差的变化而启闭所述的通道。
7.按照权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述的外部控制阀装置包括一个启，闭所述通道的阀件，所述的安全阀设置在所述的阀件内。
8.按照权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述的多个外部信号包含表示包括所述的压缩机在内的冷却回路的一个单元的蒸发器的热负荷的第一信号和表示所要求的加速度值的第二信号。
9.一种变排量斜盘式压缩机，它具有一压缩机壳体，壳体内有一曲轴室、一吸入室和一排出室，所述的压缩机壳体包括一缸体，在缸体内形成多个气缸，可滑动地安装在每个所述气缸内的活塞，及与所述的活塞相连接使所述活塞在所述气缸内作往复运动的驱动装置，所述的驱动装置包括可转动地支承在所述壳体中的驱动轴和将所述驱动轴可驱动地与所述活塞相连，以便将所述的驱动轴的旋转运动转变成所述活塞的往复运动的连接装置，所述的连接装置包括一个其平面相对于与驱动轴垂直的平面具有可调倾角的斜盘，一个设置在所述缸体一端的前端板和设置在所述缸体另一端的后端板，一个具有在所述后端板上形成的第一室部分和第二室部分的筒形室，所述的筒形室的一端与外部环境连通，在所述的壳体中形成的，使所述的曲轴室和所述的吸入室之一与所述的筒形室的所述的第一室部分流体连通的第一通道，在所述的壳体中形成的，使所述的曲轴室和所述的吸入室中的另一个与所述的筒形室的所述的第二室部分流体连通的第二通道，设置在所述的筒形室中的容量控制装置，所述的容量控制装置包括随多个外部信号的变化控制所述第一室部分和所述第二室部分间的流体连通，从而控制所述的吸入室和所述的曲轴室间的流体连通，以便通过调节所述斜盘的倾角来改变压缩机的容量的外部控制阀装置，和安全阀设置在所述的外部控制阀装置内，以便当所述的曲轴室和所述的吸入室间的压差超过某一给定值时，开启所述的第一室部分和所述的第二室部分之间的通道，从而防止在所述的曲轴室和所述的吸入室之间产生异常的压差。
10.按照权利要求9所述的压缩机，其特征在于所述的多个外部信号包括表示包括所述压缩机在内的冷却回路的一个单元的蒸发器热负荷的第一信号和表示所要求的配备有所述的压缩机的汽车加速度的第二信号。
11.按权利要求9所述的压缩机，其特征在于所述的容量控制机构包括用磁性材料制造的第一环形筒壳和具有一个上部分和一个下部分的第二环形筒壳。
12.按权利要求11所述的压缩机，其特征在于所述的第二环形筒壳的环形凸缘在所述的筒形室的第一室部分和第二室部分之间形成一个密封区域。
13.按权利要求12所述的压缩机，其特征在于在所述的第一环形筒壳内置有一个电磁线圈。
14.按权利要求13所述的压缩机，其特征在于所述的外部控制阀装置包括设置在所述第二环形筒壳内的一个阀件，所说的阀件具有第一大直径和从该孔延伸的并与所述的第二环形筒壳的内部连通的第二小直径轴向孔。
15.按权利要求14所述的压缩机，其特征在于所述的阀件还包括第一径向孔，以使所述的第一轴向孔和第二轴向孔之一与所述的第二环形筒壳的所述的下部分的内部区域流体连通。
16.按照权利要求15所述的压缩机，其特征在于所述的第二环形筒壳的下部分包括多个径向孔，以便把所述的第二环形筒壳的所述的下部分的内部区域与所述的筒形室的所述的第一室部分连通。
17.按照权利要求16所述的压缩机，其特征在于所述的第二环形筒壳的所述的上部分包括多个径向孔，以便把它的内部区域和所述的筒形室的所述的第二室部分流体连通。
18.按照权利要求17所述的压缩机，其特征在于所述的安全阀包括一个由设置在所述阀件所述第一轴向孔内的由螺旋弹簧弹性支承的球形件，以便阻断所述的第一轴向孔和所述的第二轴向孔间的流体连通。
19.按照权利要求18所述的压缩机，其特征在于所述的球形件的上表面与所述的吸入室和所述的曲轴室的压力是连通的并受该压力迫使向下移动，而所述的球形件的下表面与所述的吸入室和所述的曲轴室中的另一个的压力是连通的并受该压力迫使向上移动。
20.按权利要求18所述的压缩机，其特征在于所述的球形件打开所述的第二轴向孔，使当所述的曲轴室和所述的吸入室间的压差达到某一给定值时，使所述的第二轴向孔与所述的第一轴向孔流体连通。
21.按权利要求17所述的压缩机，其特征在于移动所述的阀件，以便使所述的吸入室压力恒定保持在某一给定值。
22.按权利要求17所述的压缩机，其特征在于移动所述的阀件，以便使所述的曲轴室的压力恒定保持某一给定值。
全文摘要
具有容量调节机构的斜盘式压缩机，有包括多个气缸的缸体和曲轴室的壳体。活塞可滑动地装在各气缸内并由驱动机构驱动作往复运动，该驱动机构包括平面倾斜角度可调的斜盘，斜盘的倾角由压缩机的容量根据曲轴室和吸入室间的压差进行调节。无论曲轴室还是吸入室的压力都由设置在连通曲轴室和吸入室的通道中的外部控制阀机构调节，内部控制的安全阀可防止曲轴室和吸入室间出现异常压差。安全阀设置在外部控制阀机构内。
文档编号F04B27/18GK1062582SQ91111869
公开日1992年7月8日 申请日期1991年11月16日 优先权日1990年11月16日
发明者田口幸彦 申请人:三电有限公司
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