[发明专利]用于控制变容积式压缩机的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2005年1月14日，系列号为No.60/644,097的美国临时专利申请的优先权。

关于联邦政府资助的研究或发展的声明

根据国家标准和技术协会(NIST)授予的合作协议号为70NANB2H3003协议，本发明在美国政府的支持下完成。美国政府享有该发明的某些权利。

技术领域

本发明总体上涉及变容积式压缩机。

发明背景

授予Skinner的(Skinner’718)、发明名称为“变容积式压缩机控制阀布置”的美国专利US4,428,718描述了变容积式压缩机，常规的气动控制阀，变容积式压缩机的一般功能，和控制阀与压缩机的相互作用，该美国专利的公开内容结合在本文中作为参考。

现在参考附图，图1说明了如Skinner’718描述的变容积式冷冻剂压缩机210。该变容积式冷冻剂压缩机210为连接于自动空调系统的变角度摇摆板型，该自动空调系统包括以这样的顺序设置在压缩机排出侧和吸入侧之间的普通冷凝器212、节流管214、蒸发器216和蓄能器218。所述压缩机210包括具有汽缸盖222和密封地夹在它的另一端的曲轴箱224的汽缸体220。传动轴226在汽缸体220和曲轴箱224处通过轴承支撑于压缩机210的中间。传动轴226通过曲轴箱224延伸以便通过电磁离合器236连接于汽车发动机(未示出)，所述电磁离合器位于曲轴箱224上并且通过与离合器236上的带轮240接触的带238由发动机驱动。

所述汽缸体220具有五个轴向汽缸242(图中只说明了一个)，这些汽缸远离传动轴226的轴线并且在其周围等距离间隔。汽缸242平行于传动轴226延伸并且活塞244设置成在每个汽缸242内往复滑动。独立的活塞杆248将每个活塞244的后侧与非旋转的、环形的摇摆板250连接。

非旋转的摇摆板250在其内径264处安装在旋转驱动盘268的轴颈266上。驱动盘268在其轴颈266处通过一对枢销(未示出)可枢轴地连接于管套276，所述管套可滑动地安装于所述驱动轴226上，以便允许驱动盘268和摇摆板250相对于驱动轴226形成角度。所述驱动轴226被可驱动地连接于驱动盘268上。当与旋转驱动盘268成角度时，所述摇摆板250被防止通过导销270与其一起旋转。

摇摆板250的角度相对于驱动轴226的轴线在图1中所示的实线的大角度位置(满冲程)到零角度虚线位置(零冲程)变化，以便改变活塞244的冲程并因此在这些端值之间改变压缩机210的容积或容量。还设有开口环回位弹簧272，该弹簧位于驱动轴226上的槽内并且具有一个端部，该端部在移动至零摆动角度位置的过程中由管套276接合并由此被调节以开始回位运动。

汽缸242的工作端被阀片部件280覆盖，阀片部件在汽缸体220和汽缸盖222之间被夹紧在汽缸体220上，阀片部件包括吸入阀盘和排出阀盘。汽缸盖222具有吸入区282，其通过外部孔284连通以便从蒸发器216下游的蓄能器218接受气态的致冷剂。所述吸入区282对位于每个汽缸工作端的阀片部件280中的吸入孔286是敞开的，在吸气冲程时，致冷剂通过在这些位置与吸入阀盘整体形成的簧片阀进入每个独立的汽缸内。随后在压缩冲程时，开口于每个汽缸242工作端的排出孔288允许压缩后的致冷剂借助于排出簧片阀排入汽缸盖222中的排出区290，该排出簧片阀与排出阀片整体形成。连通压缩机的排出区290以便将压缩后的气态致冷剂转移到冷凝器212中，由此通过节流管214被转移回蒸发器216中以便完成如图1中所示的冷凝回路。

摇摆板形成角度，因此压缩机容积可以通过相对于吸入压力控制活塞244后部的曲轴箱224的密闭室278内的致冷剂气压进行控制。在这种类型的控制中，摇摆板250的角度通过活塞244的力平衡确定。当曲轴箱吸入压力差超过设定值(吸入压力控制设定值)时，作用于活塞244上的净压力在摇摆板的枢销(未示出)附近产生了足够大的转矩，摇摆板的角度减小(也就是，向图1中虚线所示的角度移动)并因此通过减小活塞244冲程的长度减小压缩机的容积。