[发明专利]变容式压缩机

说明书

本发明涉及一种变容式压缩机，它具有一个用于把驱动活塞的凸轮盘与驱动轴耦接的耦合器，并且通过控制曲柄室中的压力变换凸轮盘的倾角来变化活塞的往复冲程。

图15是一种用于车辆空调系统的变容式压缩机。在压缩机的外壳101中有一个曲柄室102，一个吸入腔108，一个排出腔109和多个汽缸107(图中仅示出一个)。在每一个汽缸107中均有一个活塞110。一个驱动轴103和一个驱动盘104固定在一起，并装在曲柄室102内。为了密封曲柄室102，外壳101具有一个围绕驱动轴103前端的唇形密封114。驱动轴103的前端直接或间接地与车辆的发动机(内部驱动源)耦接。用于向前推动发动机轴的弹簧112设置在驱动轴103的后端。弹簧112把在曲轴箱102中的驱动轴103和驱动盘104沿轴线固定在适当的位置，并且消除了与驱动轴103有关的各种部件和驱动轴103之间的间隙。

围绕驱动轴103设置有一个旋转斜盘105，或凸轮盘。此旋转斜盘105借助滑靴113与单个活塞110耦接，把驱动轴103的旋转运动转换为每个活塞110的往复运动。此旋转斜盘105借助一个耦合器115与驱动盘(旋转支承)104耦接。耦合器115有从旋转斜盘105的前面伸出的导向销116和从驱动盘104后面伸出的支持臂117。每一个导向销116的头部插入在相联的支持臂117中形成的圆柱形导向孔117a中。此耦合器115使旋转斜盘105能绕驱动轴103旋转并且沿驱动轴103(在轴向上)倾斜运动。

活塞110的冲程，或排量，是由旋转斜盘105的倾角来决定的，主要是由相关联的活塞110所产生的曲柄室102的压力(曲柄压力Pc)和汽缸107中的压力之差来决定的。此压差由一个容量控制阀120来控制。通常来说，由于曲柄压力Pc上升，旋转斜盘105不倾斜，或在驱动轴103上沿远离驱动盘104的方向滑动，从而使旋转斜盘105的倾角变小。限制环106固定在驱动轴105上，以使，当旋转斜盘105接触到限制环106时，不很倾斜的斜盘105进一步得到限制，从而确定了斜盘105的最小倾角。在图15的压缩机中，用于曲柄压力Pc的控制机构包括有限制作用的泄流通道118，它把曲柄腔102与吸入腔108相连，一个供给通道119，它把排出腔109与曲柄室102相连，还包括设置在供给通道119中间的容量控制阀120。容量控制阀120的开启能由外部的激发进行调节。由于控制阀120的开启是由外部来调节的，所以从排出室109进入曲柄腔102的高压致冷剂气体的数量也可以借助供给通道119来调节。曲柄压力Pc由供给曲柄室102的气体流量和借助泄流通道118从曲柄室102排出的气体流量之间的关系来决定。

在车辆的空调系统中，压缩机的能量被减至最小从而当车辆突然加速时尽量减少发动机的负载。当空调系统关闭或发动机停转时，压缩机排出的能量时常预先减至最小，从而防止了压缩机下次开启时使发动机超负载。就图15中所涉及的压缩机而言，压缩机的能量由从排出腔109供给曲柄室102的高压致冷剂气体减至最小，此排出腔109具有通过一个外部信号完全开启的容量控制阀。当车辆突然加速时，使压缩机的能量最小化，尤其是快速使排出能量最小化是必要的。这样，高压致冷剂气体时常快速地导入曲柄室102。

但是，当在排出腔109中的高压气体被导入曲柄室102从而立即增加曲柄压力Pc时，各种问题可能随压力的升高而增多。当曲柄压力Pc突然升高，使旋转斜盘105的倾角达到最小的时候，将可能产生严重的后果。甚至在旋转斜盘105的倾角最小化之后，如果曲柄压力和汽缸内的压力差仍然太大，那么，超压力差将导致活塞后退(沿离开驱动盘的方向)。这就给了旋转斜盘105一个后退的力。同时，旋转斜盘105的倾角达到最小并且旋转斜盘105靠在限制环106上。因此，当后退的力作用在旋转斜盘105上时，旋转斜盘105借助限制环106克服弹簧112的阻力推动驱动轴103。另外，通过耦合器中的每个导向销116与相关联的导向孔117a的接合，旋转斜盘105与驱动盘104耦接。如果旋转斜盘105快速不倾斜，那么，旋转斜盘105将克服弹簧112的阻力拉动驱动盘104和驱动轴103后退。换句话说，当曲柄压力太大，强大的后退力作用在整个压缩机的内部机构上，此内部机构包括活塞，旋转斜盘，耦合器，驱动盘和驱动轴，从而导致这些部件后移而超过适用于如此运动的设计范围(即，相应于旋转斜盘105的最小倾角的轴向位置)。这导致了下列的问题。