[发明专利]变容式压缩机的控制阀

说明书

本发明涉及一种可根据作用在变容机构上的控制压力而改变其容量的变容式压缩机的控制阀。

汽车空调制冷系统通常包括冷凝器、作为减压装置的膨胀阀、蒸发器和压缩机。压缩机从蒸发器抽取制冷气体，压缩制冷气体并将其排入冷凝器。蒸发器接收乘车室空气的热量，并加热在制冷回路中流动的制冷气体。根据热负载和冷却负载的量，流经蒸发器的空气热量就传递给在蒸发器中流动的制冷剂。这样，蒸发器出口或下游侧的制冷气体压力就反映了空调负载的大小。

通常用于汽车的变容斜盘式压缩机包括用于控制蒸发器出口压力(称为吸入压力Ps)并将其保持在所需目标值(称为预设吸入压力)的容量控制机构。容量控制机构对排量也就是旋转斜盘的倾角进行反馈控制，将吸入压力Ps作为控制指数来获得与冷却负载量对应的制冷剂流量。这种容量控制机构通常被称为内部控制阀。通过在内部控制阀中利用如波纹管、隔膜或类似件这样的压力检测元件来检测吸入压力Ps并利用压力检测元件的运动机构使阀体定位，就可控制旋转斜盘腔(也称为曲柄腔)中的压力(曲柄压力Pc)，从而确定旋转斜盘的倾角。

另外，由于仅有单个预设吸入压力的简单内部控制阀不能满足精密的空调控制的需求，因此，就有了利用外部电子控制来改变预设吸入压力的控制阀。这种控制阀通过使用一个如电磁螺线管或类似件这样的致动器将力作用于阀体上来实现预设吸入压力的改变。

用于汽车的压缩机通常由汽车发动机进行驱动。压缩机通常消耗由发动机驱动的多个辅机的大部分发动机动力(或力矩)。因此，毫无疑问压缩机是发动机的一个很大的负载。因此，通常的汽车空调具有这样的程序：在发动机动力用于其它目的(例如：汽车加速或上坡)时，通过使压缩机排量达到最小从而减小发动机的负载。在使用包括上述吸入压力变换阀的变容式压缩机空调中，通过将控制阀的预设吸入压力变为一高于正常预设吸入压力的值，从而实现实际容量的降低。

对具有预设吸入压力变换阀的变容式压缩机的工作过程进行了详细描述。因此，可以看出，只要包含了吸入压力Ps变换反馈控制，就不必实现预定的容量降低(也就是发动机负载的降低)。图14所示图线定性地显示了压缩机吸入压力Ps与排量Vc之间的关系。从此图线中可得出，吸入压力Ps与排量Vc之间的曲线(特性线)不是一种。根据蒸发器中的热负荷量的不同存在多条曲线。这样，即使将某一压力Psl给定作为反馈控制目标值的预设吸入压力Pset，通过在由控制阀工作产生的实际排量Vc的状态产生恒定的变化量(图线中的ΔVc)。例如，当蒸发器中的热负荷很高时，即使预设吸入压力Pset充分地增大，实际排量Vc也不能降低到足以减小发动机负载的程度。

另外，只要上述容量限制控制是暂时的，就必须使压缩机排量Vc恢复到容量限制过程之前所有的排量Vc。当容量非常快速地恢复时，汽车乘客就会感觉到令人不适的冲击或噪声。因此，最好排量Vc能逐渐地恢复到正常。

图15所示图线显示了容量限制控制过程前后的整个时间内，与负载力矩相关的压缩机容量Vc的各个图线。图中实线所示的图线表示基本理想的线性恢复过程。相反，只要控制过程是基于吸入压力Ps的，通过单单控制(也就是简单地恢复到电磁螺线管先前的激励量)预设吸入压力Pset就不能实现图15中实线所示的平滑线性恢复图线。因此，容量Vc就沿图15中虚线所示的两条恢复图线中的一条突然增大。

其中一条图线是排量Vc立刻上升，而另一条图线是在经过一段相当长的延迟后排量Vc立刻上升。这些图线是压缩机吸入压力Ps和排量Vc的不确定关系所产生的现象。因此，在试图获得一种更理想的降低容量后的容量恢复图线方面，按照传统的吸入压力Ps控制则存在限制。

根据反映蒸发器热负荷的吸入压力Ps来控制变容式压缩机排量Vc的技术是一种实现稳定和保持乘车室温度最初目的的适用技术。但是，为了使排量迅速降低并沿可避免冲击和噪声的图线恢复到最初的排量Vc，就不能根据吸入压力Ps来进行控制。

本发明的目的是提供一种变容式压缩机的控制阀，其能够控制压缩机的排量以稳定和保持乘车室温度，并够迅速改变排量使容量恢复到正常。具体地说，本发明的目的是提供一种可在最小排量附近准确控制容量并在较宽的范围内直接控制排量的控制阀。