CN1252388C - 能够减少噪音产生的可变排量压缩机 - Google Patents

Abstract

在一种活塞型可变排量压缩机中，一个阀体(34)可移动地设置在连通吸气口(26)和吸气室(24)的主通道(32)附近。阀体用于可变化地控制主通道的开启面积。一个空气减振器(38)连接到阀体上，用以减弱阀体的震动。另外，一个旁通通道(39)形成在空气减振器的外部，用以连通所述吸气口和吸气室。

Description

能够减少噪音产生的可变排量压缩机

技术领域

本发明涉及一种活塞型可变排量压缩机。

背景技术

这种可变排量压缩机包括一个在气缸孔内被往复驱动的活塞。该活塞有吸气和压缩冲程，它们交替地重复进行，以压缩一种气态流体，如致冷气体。在吸气冲程期间，气态流体通过压缩机的一个吸气部件和一个吸气室被吸吸气缸孔。在压缩冲程期间，气态流体在气缸孔中被压缩成一种压缩的流体。该压缩的流体从气缸孔中被排到压缩机的排气室。在可变排量的形式中，假定当被压缩的流体的流动速度相对较低时，压缩的流体会产生压力脉动。

例如，由Kiyoshi.Terauchi在1999年8月20日申请的美国专利系列申请N09/377,873中公开了一种可变排量压缩机，其委托给本发明的代理人，并以1999年6月1日申请的日本专利申请153,853/1999为基础。该可变排量的压缩机提供了一个设置在吸气口和吸气室之间的一个主通道中、用于可变地控制主通道的开启面积的开启控制阀。

参考图1，叙述包括在早期技术的可变排量压缩机中的开启控制阀。该开启控制阀有一个打开和关闭吸气口1和吸气室2之间的一个主通道3的阀体4，一个允许阀体4在其中滑动的腔5，一个复位弹簧6布置在腔5内，一个作为腔5和吸气室2之间既定通路的连接通道7，一个形成在阀体4上的连接通道8。吸气口1下游端有一阀座1a，其用以容纳将要与其接触的阀体4。

上述可变排量压缩机在可变流动速度的情况下使用。在高流动速度时，在吸气口1和吸气室2之间压差很大。因此，吸气口1和通过连接通道7连通吸气室2的腔5之间的压差也大。因此，在阀体4主要侧面、次要侧面的主、次压力之间的压差是大的。因此，阀体4从阀座1a脱离开后退到腔5中，弹簧6被很大程度地压缩。在此过程中，主通道3的开启面积增大。从吸气口1吸入的致冷气体通过开启面积增加后的主通道3流入吸气室2。然后，致冷气体推压并打开吸气阀9，流入气缸孔10。

在低流动速度时，在吸气口1和吸气室2之间的压差也小。因此，在吸气口1和通过连接通道7连通吸气室2的腔5之间的压差也小。因此，在阀体4主要侧面、次要侧面的主、次压力之间的压差也小。因此，阀体4压缩弹簧6的程度也小，因此，阀体4靠近阀座1a。在这个过程中，主通道3的开启面积减少。从吸气口1进入的一部分致冷气体通过开启面积减少后的主通道3流入吸气室2。另外，另一部分致冷气体通过形成在阀体4中的连接通道8、腔5和连接通道7流入吸气室2。流入吸气室2的致冷气体推压并打开吸气阀9，流入气缸孔10。

在流动速度很低时，在吸气口1和吸气室2之间的压差很小。因此，在阀体4主要侧面、次要侧面的主、次压力基本上是相互平衡的，即互相基本相等。在恢复到无负载状态的弹簧6的一个弱推动力下，阀体4非常接近阀座1a，基本上关闭主通道3。从吸气口1进入的致冷气体通过形成在阀体4上的连接通道8、腔5、连接通道7流入吸气室2。

在低流动速度时，由吸气阀9的自身振动引起的致冷气体的压力脉动，在通过开启面积减小的主通道3或通过阀体4的连接通道8和连接通道7期间减弱了。因此，抑制了由压力脉动产生的蒸发器的振动噪音，其中压力脉动从吸气口1通过外部的致冷系统传播到蒸发器。

上述公开中披露的开启控制阀有如下方面的缺点。在流动速度很低时，由于在致冷气体通过阀体4的连接通道8期间的压力损失，使得在阀体4的主要侧面、次要侧面的主、次压力之间的实际平衡在吸气冲程中失掉了。另一方面，在压缩冲程中，致冷气体不流过阀体4上的连接通道8，所以在阀体4上主要侧面、次要侧面上的主、次压力之间的实际平衡得以恢复。在这种情况下，每次当吸气冲程和压缩冲程交替重复时，阀体4交替地、重复地进行朝向腔5和阀座1a的细微运动。这种阀体4细微运动的重复诱导了致冷气体的压力脉动，从而引发噪音产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞型可变排量压缩机，它能够在流动速度很低时，减少由于开启控制阀的阀体的重复细微运动而产生的噪音。

本发明其他目的在叙述的过程中将变得很清楚。

按照本发明一个方面，提供了一台活塞型可变排量压缩机，它包括一个吸气口，一个吸气室，一个连通吸气口和吸气室的主通道，一个可移动地设置在主通道附近、用于可变地控制主通道开启面积的阀体，一个结合到阀体上的空气减振器，其用来减弱阀体的震动，其中，所述的可变排量压缩机还包括一个形成在空气减振器外侧的旁通通道，用来连通吸气口和吸气室。

按照本发明另一个方面，提供一种活塞型可变排量压缩机，它包括一吸气口，一吸气室，一个连通吸气口与吸气室的主通道，一个可移动地设置在主通道附近、用于可变地控制主通道开启面积的阀体，一个结合在阀体上用于减弱阀体震动的空气减振器，一个形成在空气减振器外侧的用来连通吸气口和吸气室的旁通通道，一个限定吸气口和吸气室的压缩机壳体，一个固定到压缩机壳体上并限定主通道的阀壳，所述阀体可移动地安装在阀壳内，所述空气减振器形成在阀体和阀壳之间。

按照本发明又一个方面，提供一种活塞型可变排量压缩机，它包括一吸气口，一吸气室，一个连通吸气口与吸气室的主通道，一个可移动地设置在主通道附近、用于可变地控制主通道开启面积的阀体，一个结合在阀体上用于减弱阀体震动的空气减振器，一个形成在空气减振器外侧的用来连通吸气口和吸气室的旁通通道，一个限定吸气口和吸气室的压缩机壳体，一个固定到压缩机壳体上并限定主通道的阀壳，所述阀体可移动安装在阀壳体内。在所述的可变排量压缩机中，吸气口是圆柱形的并在预定的方向上延伸，阀壳放置在吸气口内，其具有一个在预定方向上延伸的圆柱状壁，一个连接到圆柱状壁的吸气室侧的底壁，主通道形成到圆柱状壁上，阀体安装在柱状壁内侧，以在预定方向上可以移动，复位弹簧放在阀体和底壁之间，以向圆柱壁的开口端推阀体，阀壳有一阻挡部分，用以挡住克服复位弹簧作用的阀体，空气减振器形成在阀体和底壁之间，以在预定的方向上工作。

附图说明

图1是早期技术的一台可变排量压缩机的截面图；

图2是按照本发明一实施例的一台可变排量压缩机的截面图；

图3A是图2所示的可变排量压缩机主要部分的一个放大截面图；

图3B是沿图3A中IIIB-IIIB线的一个截面图。

图4A是图3A和图3B所示主要部分的一个改型的截面图；

图4B是沿图4A中IVB-IVB线的一个截面图；

图5A是图3A和图3B所示主要部分的另一个改型的截面图；

图5B是沿图5A中VB-VB线的一个截面图；

图6A到图6D是描述将一个开启控制阀装到可变排量压缩机缸盖上的各种结构的截面图。

具体实施方式

参照图2，对本发明的一个可变排量压缩机的实施例进行叙述。

所示的可变排量压缩机是用于压缩一种致冷气体，其包括一外壳11，一根容纳在外壳11中的主轴或心轴12，装在外壳11一端的前壳体13。心轴12有一端穿过前壳体13向外延伸，以通过一个电磁离合器14连接到一个外部动力源(未示出)。

在外壳11内，一组气缸孔15相互有一定间隔地布置在圆周方向上。每个气缸孔15装有一个可在里边滑动的活塞16。该活塞通过一个曲柄机构17连接到心轴12并随着心轴12的旋转在气缸孔15内进行往复运动。该活塞16有一个由曲柄机构17可变地控制的冲程。

气缸盖19通过一个阀装置18固定到外壳11的另一端。阀装置18有一个吸气孔20，一个排气孔21，一个吸气阀22，一个排气阀23，它们面对每个气缸孔。外壳11、前壳体13及气缸盖19的组合体称为压缩机壳体。

气缸盖19具有一个与吸气孔20连通的吸气室24和一个与排气孔21连通的排气室25。吸气室24与一个在预定的方向或垂直方向上垂直延伸的吸气口26连通。吸气口26连接于已有技术的一种致冷系统的低压侧。排气室25与一个排气口27连通。排气口27连接于致冷系统的高压侧。在吸气口26的下游端设置一个开启控制阀30。

参考图3A、图3B，开启控制阀30包括一在底部封闭、在顶部开口的柱状阀壳31。该阀壳31在垂直方向上有一个从顶部到底部之间延伸的柱状壁311。柱状壁311有一个小内径部分311a靠近开口端，有一个大内径部分311b靠近封闭端。阀壳体31还有一个底壁312连接于柱状壁311并形成封闭端。大内径部分311b有一圆周壁，该壁有一开口邻接小内径部分311a。开口限定了一个延伸在吸气口26和吸气室24之间的主通道32。阀壳31的底壁312具有一个贯通小孔33。

一个阀体34具有一种一端封闭的气缸的形式，其装配在阀壳31的大内径部分311的内部，在垂直的方向上可以移动。阀体34有一个底壁34a面对着阀壳31的开口端。小内径部分311a有一端面对底壁34a，并且限定一个阀座35。不管阀体34在大内径部分311b中的轴向位置如何，阀体34总是与大内径部分311b的下部分滑动接触，它比主通道32更靠近底壁31c。阀体34和上述下部分的组合限定了一个室36。在室36内，设有一个复位弹簧37，其向着阀座35推动阀体34。

阀体34，上述大内径部分311b的下部分，复位弹簧37和形成在底壁31中的小孔33的组合形成了一空气减振器。阀体34形成减振器38的活塞。空气减振器遵循外力的长循环变化，而不遵循短循环变化。因此，如果一个在长循环中变化的外力作用到阀体34上，阀体34就遵循外力变化而运动。另一方面，如果一个在短循环中变化的外力作用到阀体34上，阀体34就不遵循外力的变化而运动。

更详细地说，在空气减振器38外部，在阀壳31的小内径部分311a的圆周壁内，靠近主通道32形成了一组旁通孔39。

阀壳31有一个法兰313形成在它的开口端。法兰313提供了一个沿其整个圆周延伸的突出部40。另外，吸气口26有一个周壁，该壁具有一个沿其整个圆周延伸的凹槽41。开启控制阀30设置在吸气口26的下游端，阀壳31的开口端面对吸气口26的上游端。开启控制阀30通过将在法兰31d上形成的突出部40插入在吸气口26的周壁中形成的凹槽41内而固定到气缸盖19上。

在可变排量压缩机中，活塞16随着心轴12的旋转在气缸孔内进行往复运动。一种从外界致冷系统的低压侧循环的致冷气体流过吸气口26、主通道32、吸气室24、吸气孔20和吸气阀22，被吸入气缸孔15。然后，致冷气体在气缸孔15中被压缩并通过排气孔21、排气阀23、排气室25和排气口27，以被输送到外部致冷系统的高压侧。

在已知的技术中，曲柄机构17可变地控制着活塞16的冲程。可变排量压缩机随着活塞16冲程的变化地控制着排气流动速度。

在高流动速度时，在吸气口26和吸气室24之间压差较大。因此，在吸气口26和通过小孔33连通吸气室24的室36之间的压差也大。因此，在阀体34的主要侧面、次要侧面的主、次压力之间的压差是大的。因此，阀体34离开阀座35并且向底壁31c运动，复位弹簧被压缩到很大程度。在这个过程中，主通道32的开启面积增加了。结果，高流动速度的致冷气体从吸气口26流过主通道32进入吸气室24。

在低流动速度时，在吸气口26和吸气室24之间的压差是小的。因此，在吸气口26和通过小孔33连通吸气室24的室36之间的压差也小。这样，在阀体34主要侧面、次要侧面两侧的主、次压力之间的压差也小。因此，阀体34压缩复位弹簧37到较小的程度，所以阀体34靠近阀座35。在这个过程中，主通道32的开启面积减少了。在低流动速度时，由吸气阀22的自身震动引起的致冷气体压力脉动，在通过开启面积减少了的主通道32期间被减弱了。这样就抑制了蒸发器上的震动噪音，该噪音是由从吸气口26通过外部致冷系统传播到蒸发器上的压力脉动引起的。

在流动速度很低时，吸气口26和吸气室24之间压差很小。这样，在阀体34的主要侧面、次要侧面两侧的主、次压力基本上互相平衡，即基本相等。在恢复到几乎无负载情况的复位弹簧的弱推动力下，阀体34接触到阀座35，因此主通道32关闭。从吸气口26吸入的致冷气体通过旁通孔39并流过吸气口26进入吸气室24，然后进入气缸孔15。每一个旁通孔39被认为是一个旁通通道。

在很低流动速度时，在阀体34主要侧面、次要侧面上主、次压力之间的基本平衡在吸气冲程中被失去，这是由从吸气口26引入的致冷气体通过旁通孔39时的压力损失而引起的。另外，在压缩冲程，致冷气体不流过旁通孔39，所以在阀体34的主要侧面、次要侧面的主、次压力之间的基本平衡被恢复。因此，阀体34被一个在短循环中变化的外力作用着。然而，由于阀体34形成空气减振器38的活塞，所以阀体34不能遵循短循环外力的变化，并不能重复地进行精确的运动。因此，即不会产生致冷气体的压力脉动也不会产生噪音。

前面已经叙述了本发明的一个实施例。然而，本发明不被上述的实施例限制。

如图4A和图4B所示，开启控制阀30的法兰31d可以具有一组旁通孔42。或者如图5A和图5B所示，吸气口26的周壁可以有一组旁通槽43。如果这样，每一个旁通槽43都可视为旁通通道。

开启控制阀30可用其他不同于上述实施例的各种方式装配到气缸盖19上。例如，在法兰313的周边上沿径向形成许多键，同时在吸气口26的周壁上沿径向形成许多键槽。然后将键压配到键槽中。或者，在吸气口26的周壁上沿径向形成许多键，同时在法兰313的圆周边缘上沿径向形成许多键槽。然后把键压配到键槽中。或者，如图6A所示，在吸气口26的周壁上形成一个台阶并且在台阶上设有一突出部44。突出部44压配到形成在法兰313中的孔45内。如图6B所示，底壁312具有一突出部46，其被压配或插入形成在吸气室24周壁内的凹槽47中。如图6C所示，底壁31C有一孔48，形成在吸气室24的周壁上的一个突出部49压配或插入孔48中。如图6D所示，法兰313可以通过螺纹配合固定到吸气口26的周壁上。任何一种方法，都能容易地将开启控制阀30装入气缸盖19内。

在可变排量压缩机中，由于开启控制阀的阀体不重复地进行精确的运动。所以致冷气体的压力脉动不会发生。因此，由致冷气体的压力脉动引起的噪音也不会产生。

Claims (10)

1.一种活塞型可变排量压缩机，包括：

一个吸气口；

一个吸气室；

一个连通所述吸气口和所述吸气室的主通道；

一个可移动地设置在所述主通道附近的阀体，用于可变地控制所述主通道的开启面积；

一个连接于所述阀体上的空气减振器，用于减弱所述阀体的震动；其特征在于，所述的可变排量压缩机还包括：

一个形成在所述空气减振器外部的一个旁路通道，用于连通所述吸气口和所述吸气室。

2.按照权利要求1所述的可变排量压缩机，其特征在于，还包括：一个连接到所述阀体上的复位弹簧，其用来推所述阀体，使所述阀体封闭所述主通道。

3.按照权利要求1所述的可变排量压缩机，其特征在于，还包括：

一个限定所述吸气口和所述吸气室的压缩机壳；

一个固定到所述压缩机壳中并限定所述主通道的阀壳，所述阀体可移动装配在所述阀壳中，所述空气减振器形成在所述阀壳和所述阀体之间。

4.按照权利要求3所述的可变排量压缩机，其特征在于：所述压缩机壳在所述吸气口处有一个凹槽部分，所述阀壳有一突出部压配到所述凹槽中。

5.按照权利要求3所述的可变排量压缩机，其特征在于：所述压缩机壳在所述吸气口处有一个突出部，所述阀壳有一个凹槽部压配在所述突出部上。

6.按照权利要求3所述的可变排量压缩机，其特征在于：所述阀壳是用螺纹啮合来连接所述压缩机壳的。

7.按照权利要求3所述的可变排量压缩机，其特征在于：所述旁通通道通过所述阀壳形成。

8.按照权利要求3所述的可变排量压缩机，其特征在于：所述旁通通道形成在所述压缩机壳和所述阀壳之间。

9.按照权利要求3所述的可变排量压缩机，其特征在于：所述吸气口是圆柱状的并在预定的方向上延伸，所述阀壳设置在吸气孔内并且有一个在预定方向上延伸的柱状壁和一个连接到所述柱状壁的一个吸气室侧的底壁，所述主通道形成到所述柱状壁，所述阀体装在所述柱状壁内侧，在预定的方向上可以移动，所述复位弹簧设置在所述阀体和所述底壁之间，向着所述柱状壁的开口端推所述阀体，所述阀壳有一阻挡部分，用于挡住克服所述复位弹簧作用的所述阀体，所述空气减振器形成在所述阀体和所述底壁之间，以在预定的方向上工作。

10.按照权利要求9所述的可变排量压缩机，其特征在于：所述底壁有一个小通孔。

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