專利名稱：變?nèi)菔綁嚎s機中的控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛空調(diào)的變?nèi)菔綁嚎s機中的容積控制閥。特別涉及控制排氣室與曲柄室之間制冷氣流量的容積控制閥。
典型的變?nèi)菔綁嚎s機有一個可傾斜地安裝于驅(qū)動軸上的凸輪盤。根據(jù)曲柄室內(nèi)的壓力和氣缸內(nèi)壓力之間壓差來控制凸輪盤的傾角。通過凸輪盤的傾角來改變每個活塞的沖程。從而通過每個活塞的沖程來改變和決定壓縮機工作容積。壓縮機有一個排氣室和一個曲柄室，排氣室和曲柄室之間通過一個供給通路相連。容積控制閥安裝于這條供給通路中。容積控制閥控制從排氣室到曲柄室的制冷氣流量，從而控制曲柄室內(nèi)的壓力。因此，通過控制閥控制了曲柄室內(nèi)的壓力和氣缸內(nèi)的壓力之間的壓差。
在日本未審查專利公開文件No 6-346845中，公開了一種用于變?nèi)菔綁嚎s機中的容積控制閥。如圖6所示，控制閥101包括一個箱體102和一個箱體103，箱體102和箱體103相互連接。螺線管102包括一個固定鐵芯105、一個可動鐵芯106和一個線圈104?？蓜予F芯106可以移近固定鐵芯，也可以從固定鐵芯移開。線圈104纏繞在可動鐵芯106和固定鐵芯105周圍。在固定鐵芯105和可動鐵芯106之間安裝有第一根彈簧107。
一個閥室108和一個壓力傳感室115分別位于箱體103的上部和下部。箱體103有第一開口110、第二個開口111和第三個開口112。閥室108通過在其頂端開口的第一個開口110與壓縮機的排壓區(qū)相連。閥室108通過其底端的閥孔114、第三個開口112以及供給通路與壓縮機內(nèi)的曲柄室相連。壓力傳感室115通過第二個開口111與壓縮機的吸壓區(qū)相連。第一個開口110、閥室108、閥孔114和第三個開口構(gòu)成了供給通路的一部分。閥體109安裝在閥室108內(nèi)。在閥室108內(nèi)有第二根彈簧113，它朝關(guān)閉閥孔114的方向推壓閥體109。一個波紋管116安裝于壓力傳感室115內(nèi)。
通過第二個開口111，壓縮機吸壓區(qū)內(nèi)的吸氣壓力Ps被導入壓力傳感室115。根據(jù)吸氣壓力的大小，壓力傳感室115內(nèi)的波紋管116可膨脹和收縮。波紋管116連接在螺線管102內(nèi)的可動鐵芯106上。一根桿117連接在波紋管116的頂端。桿117的末端與閥室108內(nèi)的閥體109接觸。波紋管116的長度變化由桿117傳送到閥體109，從而使閥體109打開和關(guān)閉閥孔114。也就是說，根據(jù)壓力傳感室115內(nèi)的吸氣壓力Ps的變化來打開和關(guān)閉連接排壓區(qū)和曲柄室的供給通路。
通過外部控制計算機(圖中未示出)來使線圈104勵磁或不勵磁。計算機與各種設備相連，包括空調(diào)起動開關(guān)、發(fā)動機的速度傳感器、探測外部制冷管路中蒸發(fā)器溫度的溫度傳感器、室溫傳感器、溫度調(diào)節(jié)器。乘客通過溫度調(diào)節(jié)器來設定目標室溫。計算機輸入與起動開關(guān)的開/關(guān)狀態(tài)、發(fā)動機速度、蒸發(fā)器溫度、室溫以及目標室溫相關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些輸入的數(shù)據(jù)，計算機使線圈104勵磁或不勵磁。
當線圈104被勵磁時，可動鐵芯克服第一根彈簧107的彈力，被拉向固定鐵芯105?？蓜予F芯106的這種移動通過波紋管116和桿117傳到閥體109，從而使閥體109向閥孔114移動。在這種情況下，如果吸氣壓力Ps很高，即制冷負荷很大，那么波紋管116收縮并牽拉閥體109。這就減小了閥孔114的開口面積。反過來，如果吸氣壓力很低，即制冷負荷很小，那么波紋管116就膨脹并推動閥體109。這樣就增加了閥孔114的開口面積。
當線圈104不被勵磁時，在可動鐵芯和106固定鐵芯105之間就沒有磁引力。通過第一根彈簧107的彈力，使可動鐵芯106從固定鐵芯105上移開?？蓜予F芯106的這種移動通過波紋管116和桿117傳送到閥體109，從而使閥體109從閥孔114上移開。這樣就使閥孔114的開口面積達到最大。
通過第一根彈簧107和第二根彈簧113的彈力，閥體109和桿117恒定地接觸。這使得閥體109、桿117和波紋管116可以一起移動。
例如，當外部溫度很高、車輛速度很低時，外部制冷管路中蒸發(fā)器的熱交換量特別低。在這種情況下，如果壓縮機在最大工作容積下運作，那么排壓區(qū)內(nèi)的排氣壓力Pd變得特別高。被導入壓力傳感室115內(nèi)的吸氣壓力Ps也變得非常高。這就使波紋管116收縮。如果關(guān)閉起動開關(guān)，那么計算機就使線圈104不勵磁，從而使壓縮機的工作容積達到最小。在這種狀態(tài)下，閥體109需置于閥孔114的開口面積達到最大的位置。然而，壓力傳感室115內(nèi)的很高的吸氣壓力Ps卻使波紋管116處于收縮狀態(tài)。而且，閥體109與波紋管116一起移動。因此，很難使閥體109保持在一個使閥孔114的開口面積達到最大值的位置。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于變?nèi)菔綁嚎s機中的控制閥。即使吸氣壓力很高，這種閥也能保持在一個使閥孔114的開口達到最大值的位置。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開了一種用于變?nèi)菔綁嚎s機內(nèi)的控制閥，根據(jù)對曲柄室內(nèi)凸輪盤傾角的控制來調(diào)節(jié)排氣容積。壓縮機包括一個可操作地安裝在凸輪盤上并位于氣缸內(nèi)的活塞。活塞壓縮從第一區(qū)域流入氣缸內(nèi)的氣體并將壓縮的氣體排放到第二區(qū)域。凸輪盤傾角根據(jù)曲柄室內(nèi)的壓力而改變。壓縮機包括一條連接第二區(qū)域與曲柄室的供給通路。控制閥安裝在這條供給通路的中途，以便通過供給通路從第二區(qū)域流入曲柄室內(nèi)的氣體流量，從而控制曲柄室內(nèi)的壓力?？刂崎y包括一個用于調(diào)節(jié)供給通路開口面積的閥體。閥體可沿第一個方向以及與第一方向相反的第二個方向移動。閥體朝第一方向移動，則供給通路被打開，閥體朝第二方向移動，則供給通路被關(guān)閉。一個反應元件對第一區(qū)域內(nèi)的壓力作出反應。第一個傳動元件安裝在這個反應元件和閥體之間。根據(jù)第一區(qū)域內(nèi)壓力的升高，反應元件通過第一個傳動元件使閥體沿第二方向移動。線圈相對于閥體來說位于反應元件的另一側(cè)。第二個傳動元件位于線圈和閥體這間。當線圈被勵磁時，線圈通過第二個傳動元件沿第二方向驅(qū)動閥體。驅(qū)動裝置也可沿第一方向驅(qū)動閥體。第一個傳動元件通過閥體連接反應元件，以使閥體能移近或移開反應元件。當線圈不被勵磁時，驅(qū)動裝置使閥體完全打開閥孔。
本發(fā)明的技術(shù)特征肯定具有新穎性，這在所附的權(quán)利要求書中特別地作了詳細說明。下面結(jié)合附圖，通過對最佳實施例進行描述，以便更好地理解本發(fā)明及其發(fā)明目的和技術(shù)特征。在附圖中

圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中控制閥的剖視圖；圖2是裝有圖1中控制閥的變?nèi)菔綁嚎s機的剖視圖；圖3是說明當線圈被勵磁時的壓縮機的局部放大的剖視圖4是當線圈不被勵磁時壓縮機的局部放大剖視圖；圖5是當高吸氣壓力被導入壓力傳感室內(nèi)時，圖4中壓縮機的局部放大剖視圖；圖6是說明已有技術(shù)中控制閥的剖視圖。
現(xiàn)在結(jié)合附圖1到附圖5，對本發(fā)明第一個實施例的變?nèi)菔綁嚎s機控制閥進行描述。
首先對變?nèi)菔綁嚎s機的結(jié)構(gòu)進行描述。如圖2所示，前箱12連接在氣缸體11的前端面上。后箱13用一個閥盤14連接在氣缸體11的后端面上。在前箱12的內(nèi)壁和氣缸體11的前端面之間形成一個曲柄箱15。
一根驅(qū)動軸16可旋轉(zhuǎn)地安置在前箱12和氣缸體11內(nèi)。驅(qū)動軸16的前端從曲柄室15突出并與皮帶輪17相連。皮帶輪17通過一根皮帶18直接連接在外部驅(qū)動力源(本實施例中是車輛的發(fā)動機)上。這個實施例中的壓縮機是一種不帶離合器型的變?nèi)菔綁嚎s機，它在驅(qū)動軸16與外部驅(qū)動力源之間沒有離合器。皮帶輪17通過前箱12和向心軸承19支撐。向心軸承19將作用在皮帶輪17上的推力和徑向負載傳給前箱12。
在驅(qū)動軸16和前箱12之間有一個唇密封20，用來密封曲柄室15。
一個大體上呈圓盤狀的旋轉(zhuǎn)斜盤22由曲柄室15內(nèi)的驅(qū)動軸16支撐著，它可以沿驅(qū)動軸16的軸線滑動和傾斜。旋轉(zhuǎn)斜盤22有一對導向銷23，導向銷末端有一個導向球。導向銷23固定在旋轉(zhuǎn)斜盤22上。曲柄室15內(nèi)的驅(qū)動軸16上固定一個轉(zhuǎn)動體21。轉(zhuǎn)動體21與驅(qū)動軸16一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動體21上有一個突向旋轉(zhuǎn)斜盤22的支撐臂24。在支撐臂24上有一對導向孔25。每個導向銷23可滑動地安裝在對應的導向孔25內(nèi)。支撐臂24和導向銷23的這種結(jié)合使得旋轉(zhuǎn)斜盤可以與驅(qū)動軸16一起旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)合也可以對旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾斜動作及旋轉(zhuǎn)斜盤22沿驅(qū)動軸16的軸線移動動作進行導向。隨著旋轉(zhuǎn)斜盤22向后滑向氣缸體11，旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角隨之減小。
螺旋彈簧26位于轉(zhuǎn)動體21和旋轉(zhuǎn)斜盤22之間。彈簧26推動旋轉(zhuǎn)斜盤22，使之向后移動，或者說朝旋轉(zhuǎn)斜盤22傾斜度減小的方向推動旋轉(zhuǎn)斜盤22。在轉(zhuǎn)動體21的后端面上有一個凸臺21a。旋轉(zhuǎn)斜盤22與凸臺21a的接觸可阻止旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾斜角超過預定的角。
如圖2到圖4所示，一個開閉室27位于氣缸體11的中部，它沿驅(qū)動軸16的軸線方向延伸。在開閉室27內(nèi)裝有一個中空的開閉器28。開閉器28可沿驅(qū)動軸16的軸線滑動。開閉器28有一個大徑段28a和一個小徑28b。在大徑段28a和小徑段28b以及開閉室27的內(nèi)壁之間有一個臺階，在這個臺階上安裝一根螺旋彈簧。螺旋彈簧29可將開閉器推向旋轉(zhuǎn)斜盤22。
驅(qū)動軸16的后端插在開閉器28內(nèi)。徑向軸承30通過扣環(huán)31安裝在開閉器28的大徑段28a的內(nèi)壁上。因此，徑向軸承30與開閉器一起沿驅(qū)動軸16軸線移動。驅(qū)動軸16的后端由開閉室27的內(nèi)壁和內(nèi)壁間的徑向軸承30和開閉器一起支撐著。
在后箱13和閥盤14的中部有一條吸氣通路32。吸氣通路32沿驅(qū)動軸16的軸線方向延伸，并與開閉室27相通。吸氣通路32起一個吸壓區(qū)的作用。在吸氣通路32的內(nèi)開口周圍的閥盤14上形成一個定位面33。開閉器28的后端可與定位面33接合。開閉器28與定位面33的這種接合阻止開閉器28從轉(zhuǎn)動體21進一步地向后移動。這種接合也使得吸氣通路與開閉室27斷開。
驅(qū)動軸16上有一止推軸承34，它位于旋轉(zhuǎn)斜盤22和開閉器28之間。止推軸承可沿驅(qū)動軸16的軸線方向滑動。螺旋彈簧29的彈力恒定地使止推軸承34維持在旋轉(zhuǎn)斜盤22和開閉器之間。止推軸承34可以防止旋轉(zhuǎn)斜盤22的轉(zhuǎn)動被傳送到開關(guān)器28上。
旋轉(zhuǎn)斜盤22隨著其傾角的減小而向后移動。隨著旋轉(zhuǎn)斜盤的向后移動，旋轉(zhuǎn)斜盤22通過止推軸承34向后推動開閉器。從而，開閉器28克服螺旋彈簧29的彈力向定位面33移動。如圖4所示，當旋轉(zhuǎn)斜盤傾角達到最小時，開閉器28的后端與定位面33互相接合。在這種情況下，開閉器28處在關(guān)閉位置，使得開閉室27從吸氣通路32上分隔開。
一組氣缸11a穿過氣缸體11，并位于驅(qū)動軸16軸線的周圍。氣缸11a之間相隔相等的間距。單頭活塞35安裝在每個氣缸11a內(nèi)。一對半球形鞋形物36安裝在每個活塞35和旋轉(zhuǎn)斜盤22之間。在每個鞋形物36上有一個半球形部分和一個平面部分。半球形部分與活塞35滑動連接，而平面部分與旋轉(zhuǎn)斜盤22滑動連接。驅(qū)動軸16通過轉(zhuǎn)動體21使旋轉(zhuǎn)斜盤22旋轉(zhuǎn)。通過鞋形物36把旋轉(zhuǎn)斜盤22的旋轉(zhuǎn)運動傳送給每個活塞35，并將這種旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成每個活塞35在對應的氣缸11a內(nèi)的往復直線運動。
在后箱13內(nèi)有一個環(huán)形的吸氣室37。吸氣室37通過通孔45與開閉室27相連。在后箱13內(nèi)的吸氣室37周圍有一個環(huán)形的排氣室38。在閥盤14上有一個吸氣口39和一個排氣口40。每一個吸氣口39和每一個排氣口40與其中一個氣缸11a相對應。在閥盤14上有一吸氣閥片41，每個吸氣閥片41與其中一個吸氣口39相對應。在閥盤14上有排氣閥片42，每個排氣閥片與其中一個排氣口40相對應。
隨著活塞35在相應的氣缸11a內(nèi)從頂部死點向底部死點移動，吸氣室37內(nèi)的制冷氣體通過相應的吸氣口39流入每個氣缸11a，同時使吸氣閥片41彎曲到一個打開位置。隨著活塞35在相應的氣缸11a內(nèi)從底部死點向頂部死點移動，制冷氣體使得相應的排氣閃閥片42彎曲到一個打開位置，制冷氣體在氣缸11a內(nèi)被壓縮并通過相應的排氣口40排放到排氣室38內(nèi)。閥盤14上形成一些擋板43。每塊擋板43與其中一個排氣閥片42相對應。閥片42與相應的擋板43之間的接觸程度決定每個排氣閥片42開口大小。
一個止推軸承44安裝于前箱12和轉(zhuǎn)動體21之間。止推軸承44承受通過活塞35和旋轉(zhuǎn)斜盤22作用在轉(zhuǎn)動體21上的氣體壓縮的反作用力。
在驅(qū)動軸16的中部有一條卸壓通路46。卸壓通路46有一個入口46a和一個出口46b，入口46a開在唇密封20附近，與曲柄室15相通，出口46b通向開閉器28的內(nèi)部。在開閉器28的后端的周邊上開有一個卸壓孔47。卸壓孔47使開閉器28的內(nèi)部與開閉室27相連通。
在后箱13、閥盤14和氣缸體11內(nèi)有一條供給通路48。供給通路48使得排氣室38與曲柄室15相互連通。一個容積控制閥49安裝在后箱13內(nèi)供給通路48的中途。后箱13內(nèi)有一條引壓通路50，引壓通路50使控制閥49與吸氣通路32相連通，從而可把吸氣壓力Ps引入控制閥49內(nèi)。
在氣缸體11上開有一個出口孔51，它與排氣室38相連通。出口孔51通過外部制冷管路52與吸氣通路32相連。外部制冷管路52包括冷凝器53、膨脹閥54和蒸發(fā)器55。溫度傳感器56安置在蒸發(fā)器55附近。溫度傳感器56用于監(jiān)測蒸發(fā)器55的溫度，并產(chǎn)生與監(jiān)測溫度相關(guān)的信號給控制計算機57。計算機57與各種設備相接，包括調(diào)溫器58、室溫傳感器58a和空調(diào)啟動開關(guān)59。乘客可利用調(diào)溫器58設定一個車內(nèi)溫度的期望值或稱目標溫度。
計算機57輸入關(guān)于從調(diào)溫器58傳來的目標溫度，從溫度傳感器56傳來的蒸發(fā)器的監(jiān)測溫度，來自溫度傳感器58a的監(jiān)測室溫以及開關(guān)59的開/關(guān)狀態(tài)等信號。計算機57根據(jù)這些輸入的信號指令驅(qū)動電路60向控制閥49內(nèi)的螺線管62的線圈86發(fā)送一個一定大小的電流。螺線管62在后面有所描述。除了以上列出的數(shù)據(jù)外，計算機還可能利用其它數(shù)據(jù)來確定發(fā)送到控制閥49的電流大小，例如室外溫度和發(fā)動機E的速度。
現(xiàn)在將對控制閥49的結(jié)構(gòu)作一些描述。
如圖1和圖2所示，控制閥49包括相互連接的箱體61和螺線管62。在箱體61與螺線管之間有一個閥室63，閥室63通過第一個開口67和供給通路48與排氣室38相連。閥體64安裝在閥室63內(nèi)。在閥室63內(nèi)開有一個閥孔66，它在箱體61內(nèi)軸向延伸。閥孔66開口周圍區(qū)域起到一個閥座的作用，閥體64的平面64a可以與之相接觸。在閥體64上的臺階64b與閥室63內(nèi)壁之間安裝第一根彈簧65。
在箱體61的上部有一個壓力傳感室68。壓力傳感器68內(nèi)有一個波紋管70，壓力傳感室68通過第二個開口69和引壓通路50與吸氣通路32相連。這樣，通過引壓通路50，吸氣通路32內(nèi)的壓力就被引入壓力傳感室68。波紋管70用作感壓元件，用來監(jiān)測吸氣壓力Ps。一個圓柱形的接收器71連接在波紋管70的底端。在波紋管70內(nèi)裝有一對相互面對的限制器72。這一對限制器72的相互接觸可以限制波紋管70的收縮。
在箱體61內(nèi)有第一導孔73，它位于壓力傳感室68和閥孔66之間。第一導孔73的軸線與閥孔66的軸線在同一直線上。第一根桿74穿過控制閥49的中央。這第一根桿74有一個大徑段74a和一個小徑段74b。大徑段74a穿過第一導孔73，并可在第一導孔73內(nèi)滑動。大徑段74a的上端可滑動地插在接收器71內(nèi)。小徑段74b插在閥孔66內(nèi)。小徑段74b與閥孔66之間的空隙可使制冷氣體從中流過。小徑段74b的下端連接在閥體64上。也就是說，第一根桿74的近端與閥體64相連，而其遠端是可滑動地插在接收器71內(nèi)。
第一根桿74和接收器71與波紋管70以及閥體64相連，使得閥體64與接收器71之間的距離可以改變。即使波紋管70與閥體64最大限度的分開，第一根桿74的遠端也可滑動地保持在接收器71內(nèi)。也就是說，即使波紋管70最大限度地收縮以及閥體64處于使閥孔66開口最大的位置，第一根桿74的遠端也仍處于接收器71的內(nèi)部。
在箱體61內(nèi)閥室63與壓力傳感室68之間有第三個開口75。第三個開口75的延伸方向垂直于閥孔66。閥孔66通過第三個開口75以及供給通路48與曲柄室15相連。第一個開口67、閥室63、閥孔66和第三個開口75構(gòu)成了供給通路48的一部分。
在螺線管62的中央有一個容孔76。固定鐵芯77安裝在容孔76的上部。在螺線管由62內(nèi)固定鐵芯77和容孔76下部的內(nèi)壁之間形成一個可動鐵芯室78。一根圓柱形的可動鐵芯79安裝在這個可動鐵芯室78內(nèi)?？蓜予F芯79可以沿著可動鐵芯室78的軸線滑動。在可動鐵芯79和可動鐵芯室76底部之間安裝第二根螺旋彈簧80。第二根螺旋彈簧80的彈力小于第一根螺旋彈簧65的彈力。在固定鐵芯77內(nèi)可動鐵芯室78與閥室63之間有第二個導孔81。第二個導孔81的軸線與第一個導孔73的軸線位于同一直線上。第二根桿82與閥體64形成一個整體，并從閥體64的底部向下突出。第二根導桿82安裝在第二個導孔81內(nèi)，并可滑動。第一根彈簧65使閥體64向下移動，而第二根彈簧80使可動鐵芯79向上移動。這使得第二根桿82的底端可以恒定地與可動鐵芯79接觸。也就是說，閥體64與可動鐵芯79以及位于它們之間的第二根桿82構(gòu)成一個整體一起移動。
在后箱13內(nèi)壁與第三個開口75相對應位置的控制閥49周邊之間形成一個小室85。小室85通過第三個開口75與閥孔66相連通。在固定鐵芯77的側(cè)面上有一條連通槽83，并在可動鐵芯室78內(nèi)有一個開口。在箱體61的中部有一個通孔84，用來連接連通槽83與小室85。可動鐵芯室78通過槽83，小室85和第三個開口75與閥孔66相連。這樣使可動鐵芯室78內(nèi)的壓力與閥孔66內(nèi)的壓力(曲柄室壓力Pc)平衡?？蓜予F芯79上有一個通孔86，使可動鐵芯室78的上部與下部相互連通。
圓柱形線圈87纏繞在固定鐵芯77以及可動鐵芯79的周圍。驅(qū)動電路60根據(jù)來自計算機57的指令，向線圈87提供電流，這電流的大小由計算機控制。在螺線管62的底部內(nèi)裝有一個用磁性材料做成的盤90。
現(xiàn)在將對上述壓縮機的運作進行描述。
當空調(diào)起動開關(guān)59打開時，如果室溫傳感器58a監(jiān)測到的溫度高于由調(diào)溫器58設定的目標溫度，那么計算機57就指令驅(qū)動電路60勵磁螺線管62。因此，具有一定大小的電流從驅(qū)動電路60流向線圈87。根據(jù)這個電流的大小，在固定鐵芯77與可動鐵芯79之間產(chǎn)生一個磁引力，如圖2和圖3所示。這個磁引力通過第二根桿82傳到閥體64，從而使閥體64克服第一根彈簧65的彈力朝關(guān)閉閥孔66的方向移動。另一方面，波紋管70的長度根據(jù)吸氣通路32內(nèi)吸氣壓力Ps的大小而改變，這個吸氣壓力Ps通過引壓通路50被引入到壓力傳感室68中。波紋管70長度的變化通過第一根桿子74傳到閥體64。吸氣壓力Ps越高，波紋管70的長度就變得越短。隨著波紋管70的變短，波紋管70就使閥體64朝著關(guān)閉閥孔66的方向移動。
閥體64和閥孔66之間的開口面積通過作用在閥體64上的多個力的平衡來確定的。這個開口面積尤其由閥體64的平衡位置來決定的，閥體64的平衡位置受螺線管通過第二根桿82作用在閥體64上的力、波紋管70通過第一根桿74作用在閥體64上的力以及第一根彈簧65的彈力的影響。
假設制冷負荷很大，吸氣壓力Ps很高，由傳感器58a監(jiān)測的車內(nèi)室溫度高于調(diào)溫器58設定的目標溫度。計算機57指令驅(qū)動電路60向控制閥49的線圈87發(fā)送一個電流。這個電流是監(jiān)測溫度與目標溫度之間溫差的一個函數(shù)。也就是說，隨著車內(nèi)室溫度與目標溫度之間溫差的增大，計算機57就增大送向線圈87的電流值。這就使固定鐵芯77和可動鐵芯79之間的引力增大，從而促使閥體64關(guān)閉閥孔66的合力增大。這樣就降低吸氣壓力Ps，使閥體64朝關(guān)閉閥孔66的方向移動。也就是說，隨著流向控制閥49的電流值的增大，控制閥49關(guān)閉時所需的吸氣壓力Ps就減小到更低。
閥體64與閥孔66之間開口面積變小，會減小通過供給通路48從排氣室38進入曲柄室15的制冷氣體的流量。制冷氣體通過卸壓通路46和卸壓孔47流入吸氣室37，這就降低了曲柄室15內(nèi)的壓力Pc。另外，當制冷負荷很大時，吸氣壓力Ps很高。因此，每個氣缸11a內(nèi)的壓力就很高。于是，曲柄室15內(nèi)的壓力與每個氣缸11a內(nèi)的壓力之間的壓差就很小，從而增大旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角，使壓縮機在大工作容積下運作。
當閥體完全關(guān)閉控制閥49中的閥孔66時，供給通路48就被關(guān)閉。這就使排氣室38內(nèi)的高壓制冷氣體停止向曲柄室15供應。因此使得曲柄室15內(nèi)的壓力大致等于吸氣室37內(nèi)的低壓Ps。于是旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角變到最大，如圖2和圖3所示，并使壓縮機在最大工作容積狀態(tài)下運作。旋轉(zhuǎn)斜盤22與轉(zhuǎn)動體21的凸面21相接觸，從而可阻止旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾斜度超過預定的傾角。
假定制冷負荷很小，吸氣壓力很低以及由傳感器58a監(jiān)測到的車內(nèi)室溫度與由調(diào)溫器58設定的目標溫度之間的溫差很小。在這種情況下，計算機57指令驅(qū)動電路60向控制閥49發(fā)送一個小一些的電流。也就是說，隨著車室溫度與目標溫度之間的溫差變小，計算機57就減小流向線圈87的電流值。這就使固定鐵芯77和可動鐵芯之間的引力減小，從而使閥體朝關(guān)閉閥孔66方向移動的合力減小。這提高了使閥體64朝關(guān)閉閥孔66方向移動的吸氣壓力Ps。也就是說，隨著流向控制閥49的電流大小的減小，關(guān)閉控制閥所需的壓力Ps就增大到一個更高值。
閥體64與閥孔66之間的開口面積的增大，會增大從排氣室38流入曲柄室15的制冷氣流量。這使得曲柄室38內(nèi)的壓力增大。另外，當制冷負荷很小時，吸氣壓力Ps很低以及氣缸11a內(nèi)的壓力很低。因此，曲柄室15內(nèi)的壓力Pc與氣缸11a內(nèi)的壓力之間的壓差很大。使得旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角減小，從而使壓縮機在小工作容積狀態(tài)下運作。
當制冷負荷變?yōu)榱銜r，外部制冷管路52中的蒸發(fā)器55的溫度降到結(jié)霜溫度。當溫度傳感器56監(jiān)測到的溫度等于或低于結(jié)霜溫度時，計算機57就指令驅(qū)動電路60使螺線管62不勵磁。因此，驅(qū)動電路60就停止向線圈87傳送電流。這使固定鐵芯77與可動鐵芯79之間的磁引力消失。于是，在第一根彈簧65的彈力作用下，閥體64克服由可動鐵芯79和第二根桿82傳來的第二根彈簧較小的彈力而移動。也就是說，閥體64朝著打開閥孔66的方向移動。這使得閥體64與閥孔66之間的開口面積達到最大。因此，從排氣室38流向曲柄室15的制冷氣流量增大。這使得曲柄室15內(nèi)的壓力Pc進一步升高，從而使旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角達到最小，于是壓縮機就在最小工作容積下運作。
當開關(guān)59關(guān)閉時，計算機57就指令驅(qū)動電路60使螺線管62不勵磁，這使得旋轉(zhuǎn)斜盤的傾角達到最小。
如上所述，當流向線圈87的電流增大時，閥孔66的開口面被較低的吸氣壓力Ps關(guān)閉。另一方面，當流向線圈87的電流減小時，閥孔66的開口面被較高的吸氣壓力Ps關(guān)閉。也就是說，流向線圈87的電流越大，使得用于關(guān)閉閥孔66開口面的吸氣壓力Ps就越低。相反，流向線圈87的電流越小，使得用于關(guān)閉閥孔66的開口面的吸氣壓力Ps就越高。壓縮機控制旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角，從而來調(diào)節(jié)它的工作容積，因此可保持關(guān)閉閥所用的吸氣壓力Ps的值。
因此，控制閥49的作用包括根據(jù)供給的電流大小來改變關(guān)閉閥所需的吸氣壓力Ps以及允許在任意給定的吸氣壓力Ps下，壓縮機可以在最小工作容積狀態(tài)下運作。配備具有這樣功能的控制閥的壓縮機可以根據(jù)制冷負荷改變空調(diào)的制冷能力，并高效地運作。
開閉器28根據(jù)旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾斜運動而滑動。隨著旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角的減小，開閉器28就逐漸減小吸氣通路32與吸氣室37之間通路的斷面積。這就使從吸氣通路32流入吸氣室37的制冷氣體流量逐漸減小。從吸氣室37流入氣缸11a的制冷氣流量也相應地減小。結(jié)果使得壓縮機的工作容積逐漸減小。這就使壓縮機的排放壓力Pd逐漸降低。壓縮機的負荷扭矩相應地減小。這樣，當壓縮機的工作后積從最大值降到最小值時，使壓縮機運轉(zhuǎn)的扭矩不會驟然改變很大。這就減少了伴隨負荷扭矩波動而產(chǎn)生的震動。
當旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角最小時，開閉器28與定位面33相接觸。這可防止旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角小于預定的最小值。這種接觸使得吸氣通路32與吸氣室37隔開。這使得制冷氣體停止從外部制冷管路52流向吸氣室37，從而中斷制冷氣體在管路52和壓縮機之間的循環(huán)。
旋轉(zhuǎn)斜盤22的最小傾角比零度稍大一點。零度是指當旋轉(zhuǎn)斜盤與驅(qū)動軸16的軸線垂直時旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角。因此，即使旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角達到最小，氣缸11a內(nèi)的制冷氣體也能排放到排氣室38內(nèi)以及壓縮機能在最小工作容積下工作。從氣缸11a排放到排氣室38的制冷氣體通過供給通路48進入曲柄室15。曲柄室15內(nèi)的制冷氣體通過卸壓通路46、卸壓孔47和吸氣室37被吸回氣缸11a。也就是說，當旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角最小時，制冷氣體經(jīng)過排氣室38、供給通路48、曲柄室15、卸壓通路46、卸壓孔47、吸氣室37和氣缸11a在壓縮機內(nèi)循環(huán)流動。制冷氣體的這種循環(huán)可使包含在制冷氣體中的潤滑油對壓縮機內(nèi)的移動部件進行潤滑。
如果開關(guān)59打開著以及旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角最小，那么車內(nèi)室溫度的升高會使制冷負荷增大。在這種情況下，由室溫傳感器58a監(jiān)測的溫度高于由室溫調(diào)節(jié)器58設定的室溫。計算機57根據(jù)監(jiān)測到的溫度升高來指令驅(qū)動電路60勵磁螺線管62。當螺線管62被勵磁時，供給通路48就被關(guān)閉。這就中斷制冷氣體從排氣室38流入曲柄室15。曲柄室15內(nèi)的制冷氣體經(jīng)過卸壓通路46和卸壓孔47流入吸氣室37。這就使曲柄室15內(nèi)的壓力Pc逐漸降低，從而使旋轉(zhuǎn)斜盤22從最小傾角移動到最大傾角。
隨著旋轉(zhuǎn)斜盤22傾角的增大，彈簧29的彈力就逐漸把開閉器28從定位面33上推開。這就使得吸氣通路32和吸氣室37之間的通路的斷面積逐漸增大，因此，從吸氣通路32流入吸氣室237的制冷氣流量逐漸增大。于是，從吸氣室37流入氣缸11a的制冷氣流量逐漸增大。壓縮機的工作容積也相應地增大。壓縮機的排氣壓力Pd逐漸增大以及驅(qū)動壓縮機的轉(zhuǎn)矩也逐漸增大。這樣，當工作容積從最小值變到最大值時，壓縮機的扭矩不會驟然變化。于是減小了伴隨扭矩波動的機器震動。
如果發(fā)動機E停止運轉(zhuǎn)，那么壓縮機也停止，也就是說，旋轉(zhuǎn)斜盤22的轉(zhuǎn)動停止，以及供給控制閥49內(nèi)線圈86的電流被中斷。這使得螺線管62不被勵磁，于是供給通路48被打開。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)斜盤22的傾角達到最小值。如果壓縮機持續(xù)這種不運作狀態(tài)，那么，各個室之間的壓力將達到平衡，以及通過彈簧26的彈力，使旋轉(zhuǎn)斜盤22維持在最小傾角。因此，當發(fā)動機E重新啟動時，壓縮機就從旋轉(zhuǎn)斜盤22的最小傾角開始運作。這時所需的扭矩最小，因此，可以減小起動壓縮機時的機器震動。
勵磁螺線管62，就會在固定鐵芯77和可動鐵芯79之間產(chǎn)生一個磁引力。這個引力通過第二根桿82傳送給閥體64，從而使閥體64朝著關(guān)閉閥孔66的方向移動，如圖3所示。吸氣壓力Ps的波動會使波紋管70膨脹或收縮。波紋管70的長度變化通過第一根桿74傳送給閥體64(圖5中的情況除外)。
壓力傳感室68內(nèi)吸氣壓力Ps增大，波紋管70就收縮。波紋管70的變形方向與被勵磁的螺線管62驅(qū)動閥體64的方向相同。這使得閥孔66的打開面積減小，于是，從排氣室38流向曲柄室15的制冷氣流量也減小。因此，使得旋轉(zhuǎn)斜盤的傾角增大。
壓力傳感室68內(nèi)吸氣壓力Ps減小會使波紋管70膨脹。于是，波紋管70克服螺線管62的力量使閥體64朝著打開閥孔66的方向移動。這使得閥孔66的打開面積增大，于是，從排氣室38流向曲柄室15的制冷氣流量增大。因此，使得旋轉(zhuǎn)斜盤的傾角減小。
相反，使螺線管62不勵磁，則在固定鐵芯77和可動鐵芯79之間不會產(chǎn)生引力。在這種情況下，第一根彈簧65的彈力驅(qū)動閥體64朝打開閥孔66的方向移動。壓力傳感室68內(nèi)吸氣壓力Ps的增大使得波紋管70收縮，如圖5所示。波紋管70的變形方向與第一根彈簧65驅(qū)動閥體的方向相反。但是，控制閥49內(nèi)第一根桿74的上端可滑動地被連接在波紋管70底部的接收器71接收，這使得閥體64和波紋管70可以相互移近或分開。因此，當螺線管62不被勵磁以及吸氣壓力Ps很高時，閥體64和波紋管70就如圖5所示的那樣相互分開。于是，波紋管70的形變就不被傳送給閥體64。也就是說，當螺線管62不被勵磁時，閥體64不受高吸氣壓力Ps的影響，而是通過第一根彈簧65的彈力使閥體朝打開閥孔66的方向移動。于是，閥孔66的打開面積達到最大。這樣，當吸氣壓力Ps很高時，壓縮機就可以在最小工作容積下運作。
不帶離合器型的變?nèi)菔綁嚎s機的驅(qū)動軸16直接連接在外部動力源E上。即使沒有制冷負荷，這種壓縮機也可以在最小工作容積下保持運作。利用本實施例中的控制閥49，使得在吸氣壓力Ps很高時，壓縮機可以在最小工作容積下運作。因此，這種控制閥49適用于不帶離合器型的變?nèi)菔綁嚎s機。
在波紋管70內(nèi)安裝一對限制器72。當吸氣壓力很高時，這一對限制器相互接觸，這樣就可以防止波紋管70的收縮超過預定的最大變形量。另外，接收器71的孔的深度既使波紋管70與閥體64相互分開最遠，第一根桿74的上端也還處于接收器71內(nèi)。也就是說，可以防止第一根桿74滑離接收器71。使閥體64和波紋管70工作平穩(wěn)。
本發(fā)明還可以選用下面的形式來實現(xiàn)(1)第三個開口75可以通過供給通路48與排氣室38相連，以及第一個開口67可以通過供給通路48與曲柄室15相連。
(2)可以用膜盒來代替波紋管70作為感壓元件。在這種情況下，接收器71安置在膜盒的側(cè)面，第一根桿74的一端可滑動地插在接收器71內(nèi)。當吸氣壓力Ps很高以及螺線管62不被勵磁時，閥體64處在使用閥孔66的打開面積達到最大的位置。于是壓縮機在最小工作容積下運作。
(3)第一根桿74和閥體64可以制成一個整體，也可以分別制作。
(4)位于可動鐵芯79和容納孔76底部之間的第二根彈簧80可以省去。
(5)可以在可動鐵芯79的表面上形成一條槽來代替通孔86，以連通可動鐵芯室78的上部和可動鐵芯室78的下部。
因此，這里的例子和實施例應被認為是解釋說明用的，而不是對本發(fā)明的限制，以及本發(fā)明不應局限于在這里所提供的細節(jié)，而是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以作出一些修改。
權(quán)利要求
1.一種用于變?nèi)菔綁嚎s機的控制閥，可以根據(jù)控制曲柄室(15)內(nèi)凸輪盤(22)的傾角來調(diào)節(jié)排氣容積，其中所說的壓縮機包括一個活塞(35)，該活塞(35)可操作地連接在凸輪盤(22)上并位于氣缸(11a)內(nèi)，所說的活塞(35)壓縮從第一區(qū)(32，37)流向氣缸(11a)的氣體以及將壓縮氣體排放到第二區(qū)(38)，凸輪盤(22)的傾角可以根據(jù)曲柄室(15)內(nèi)的壓力而改變，一條供給通路(48)，用于連接第二區(qū)(38)和曲柄室(15)，其中所說的控制閥(49)置于供給通路(48)的中途，用于調(diào)節(jié)通過供給通路(48)從第二區(qū)(38)流入曲柄室(15)的氣體流量，從而控制曲柄室(15)內(nèi)的壓力，所說的控制閥(49)包括一個閥體(64)，用于調(diào)節(jié)供給通路(48)的打開面積，所說的閥體(64)可以朝第一個方向以及與第一個方向相反的第二個方向移動，其中所說的閥體(64)朝第一個方向移動時就打開供給通路(48)，其中所說的閥體(64)朝第二個方向移動就關(guān)閉供給通路(48)，一個感應元件(70)，用于對第一區(qū)(32，37)內(nèi)的壓力作出反應，第一個傳動元件(74)置于感應元件(70)和閥體(64)之間，其中所說的感應元件(70)根據(jù)第一區(qū)內(nèi)的壓力升高，通過第一個傳動元件(74)使閥體(64)朝第二個方向移動，所說的控制閥(49)的特征在于相對于閥體(64)來說，螺線管(62)位于與感應元件(70)相反的一側(cè)；第二個傳動元件(82)置于螺線管(62)和閥體(64)之間，其中所說的螺線管(62)在被勵磁時，通過第二個傳動元件(82)使閥體(64)朝第二個方向移動；一個使閥體(64)朝第一個方向運動的驅(qū)動裝置(65)；以及所說的傳動元件(74)使得感應元件(70)與閥體(64)相連，從而使閥體(64)移向或移離感應元件(70)，從而當螺線管不勵磁時，所說的驅(qū)動裝置(65)使閥體(64)把供給通路(48)完全打開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的控制閥，其特征在于所說的第一個傳動元件包括一根桿(74)，這根桿(74)有個第一端，其中所說的感應元件(70)有一個用于支持這根桿(74)第一端的支持元件(71)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說的控制閥，其特征在于所說的支持元件(71)有一個可以滑動接收桿(74)的第一端的孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所說的控制閥，其特征在于所說的桿(74)有一個固定在閥體(64)上的第二端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所說的控制閥，其特征在于當感應元件(70)和閥體(64)相互移開時，所說的支持元件(71)的長度應能防止桿(74)從支持元件(71)上分開。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所說的控制閥，其特征在于所說的感應元件(70)在一個預定的范圍內(nèi)收縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所說的控制閥，其特征在于箱體(61)有一個與第一區(qū)(32、37)相連的壓力室(68)；所說的感應元件(70)包括一個安置在壓力室(68)內(nèi)的波紋管(70)，所說的波紋管(70)是隨第一區(qū)(32、37)內(nèi)壓力的升高而收縮，隨第一區(qū)(32、37)內(nèi)壓力的降低而膨脹；以及在波紋管(70)內(nèi)安裝了一對互相面對的限制器(72)，其中所說的限制器(72)在相互接觸時，阻止波紋管(70)過分收縮。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所說的控制閥，其特征在于所說的螺線管(62)利用由送向螺線管(62)的電流大小而確定的力來使閥體(64)偏移。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所說的控制閥，其特征在于所說的螺線管(62)有一個固定鐵芯(77)和一個可動鐵芯(79)，可動鐵芯(79)朝著固定鐵芯(77)，并且能移向或移離固定鐵芯(77)，其中流向螺線管(62)的電流根據(jù)電流大小在固定鐵芯(77)和可動鐵芯(79)之間產(chǎn)生一個磁引力，其中所說的第二個傳動元件(82)安置于可動鐵芯(79)和閥體(64)之間；通過這個磁引力使閥體(64)發(fā)生偏移。
10.配備權(quán)利要求1至7中所述控制閥的變?nèi)菔綁嚎s機，其特征在于一根用于驅(qū)動凸輪盤(22)的驅(qū)動軸(16)；一個外部動力源(E)，直接連接在驅(qū)動軸(16)上，使驅(qū)動軸(16)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種用于調(diào)節(jié)排氣容積的壓縮機控制閥49，它安置在供給通路48的中途上，使排氣室與曲柄室15相連。該閥有一個閥體64，閥體朝一個第一方向移動就能打開供給通路，朝一個第二方向移動就能關(guān)閉供給通路。一個波紋管70能對吸氣壓力作出反應。一個螺線管62當其被勵磁時驅(qū)動閥體朝第二方向偏移。一個彈簧65驅(qū)動閥體朝第一方向移動。一根桿74使波紋管和閥體相連，使閥體移向或移離波紋管。當螺線管不被勵磁時，彈簧使閥體把供給通路完全打開。
文檔編號F16K31/06GK1167216SQ97109639
公開日1997年12月10日 申請日期1997年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月1日
發(fā)明者水藤健, 川口真廣, 園部正法, 深沼哲彥, 上村訓右 申請人:株式會社豐田自動織機制作所, Nok株式會社