專利名稱：渦旋式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓縮汽車空調(diào)系統(tǒng)中的制冷劑的容積式壓縮機(jī)，特別涉及一種渦旋式壓縮機(jī)。
為了去掉安裝在渦旋式壓縮機(jī)上的電磁離合器，有必要使得渦旋式壓縮機(jī)能夠在0％的排量下以基本相同的方式運(yùn)轉(zhuǎn)以便將其排量降低為零，即就好象一方面電磁離合器分離而另一方面運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力損失減小到對(duì)機(jī)動(dòng)車輛燃料成本不產(chǎn)生負(fù)面影響一樣。
為了解決該問(wèn)題，在現(xiàn)有技術(shù)中，在日本待審專利JP5-231353中公開(kāi)的變量式渦旋制冷壓縮機(jī)已經(jīng)提了出來(lái)。在該壓縮機(jī)中，固定渦旋件和可動(dòng)渦旋件之間形成的壓縮室與位于低壓側(cè)的吸入室之間設(shè)有一個(gè)旁路，并通過(guò)利用梭閥或類似的閥來(lái)開(kāi)啟/關(guān)閉該旁路而改變排量。由于壓縮后的制冷劑在壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)完全返回到吸入室，因此很難獲得0％的排量。
在一種所謂的組合系統(tǒng)中，既具有起始于壓縮室的旁路也具有起始于排放室的旁路，其中壓縮的制冷劑集中在該排放室中，就象日本待審專利JP4-179887中公開(kāi)的渦旋壓縮機(jī)一樣，在這種系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生下列問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，在以0％的排量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，全部壓縮的制冷劑都會(huì)從排放室返回到吸入室，并且可動(dòng)渦旋件的公轉(zhuǎn)半徑不變，從而0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)保持和100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。因此，在0％排量下滑動(dòng)部件的摩擦和在100％排量下的摩擦一樣大，且在0％排量下的動(dòng)力損失就會(huì)增加到不可忽視的程度。
而且，在日本待審專利JP2-252990公開(kāi)的渦旋壓縮機(jī)中，不僅可動(dòng)渦旋件可以運(yùn)動(dòng)，而且固定渦旋件也可以相對(duì)可動(dòng)渦旋件運(yùn)動(dòng)，而且可以將曲柄的半徑制成可變的以便確?？蓜?dòng)渦旋件和固定渦旋件光滑接觸。然而，在其中固定渦旋件和可動(dòng)渦旋件一樣旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和使壓縮機(jī)整體體積較大的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明，作為解決上述問(wèn)題的方式，提供一種渦旋壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括軸頸支承著驅(qū)動(dòng)軸的殼體；固定渦旋件，該固定渦旋件包括固定在該殼體上的端板和圍繞著驅(qū)動(dòng)軸中心軸線的螺旋葉片；可動(dòng)渦旋件，該可動(dòng)渦旋件包括端板和螺旋葉片，該端板和螺旋葉片通過(guò)與固定渦旋件上的螺旋葉片和端板配合而形成多個(gè)壓縮室，該可動(dòng)渦旋件能夠繞驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線公轉(zhuǎn)；從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)，該從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)插入驅(qū)動(dòng)軸和可動(dòng)渦旋件之間用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸使可動(dòng)渦旋件公轉(zhuǎn)并使得可動(dòng)渦旋件的公轉(zhuǎn)半徑以無(wú)級(jí)變化的方式向下基本上變?yōu)榱?；?dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔可選擇地形成在可動(dòng)渦旋件和殼體其中的一個(gè)上，并其具有傾斜表面，該傾斜表面沿驅(qū)動(dòng)軸中心軸線的深度在徑向方向變化；柱塞，該柱塞可選擇地被支承在可動(dòng)渦旋件和殼體中的沒(méi)有導(dǎo)向孔的其中一個(gè)上，且該柱塞適于向?qū)蚩淄七M(jìn)并從導(dǎo)向孔退出，由此呈現(xiàn)與導(dǎo)向孔配合的位置和與導(dǎo)向孔脫離配合的位置中的其中選擇的一個(gè)位置；以及運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置，該運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置用于控制柱塞沿驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線前進(jìn)和后退。
本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)包括從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)，該從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)插入驅(qū)動(dòng)軸和可動(dòng)渦旋件之間，用于使可動(dòng)渦旋件的公轉(zhuǎn)半徑以無(wú)級(jí)變化的方式基本上減小為零，其中，可動(dòng)渦旋件和殼體中的其中一個(gè)上形成有導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔具有傾斜表面，該傾斜表面沿驅(qū)動(dòng)軸中心軸線的深度在徑向方向上變化；并且可動(dòng)渦旋件和殼體中沒(méi)有形成導(dǎo)向孔的另一個(gè)支撐著柱塞，該柱塞適于向著導(dǎo)向孔移動(dòng)和遠(yuǎn)離導(dǎo)向孔移動(dòng)，從而選擇一個(gè)位置以便與導(dǎo)向孔配合或不配合。該柱塞由控制裝置控制以便沿驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線前進(jìn)和后退。
當(dāng)柱塞前行到導(dǎo)向孔的底部時(shí)，柱塞前端與導(dǎo)向孔傾斜表面的配合位置這樣變化，即該配合變到傾斜表面的較高位置。因此，可動(dòng)渦旋件被徑向向下推動(dòng)，且可動(dòng)渦旋件的中心接近固定渦旋件的中心并最終達(dá)到與固定渦旋件的中心重合。在這種條件下，形成在可動(dòng)渦旋件的螺旋葉片和固定渦旋件的螺旋葉片之間的壓縮室是打開(kāi)的，因此象制冷劑一樣的流體就不會(huì)被壓縮。因此該運(yùn)轉(zhuǎn)排量降低為0％，并且即使在驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，排量也基本上會(huì)降低到零。在這種運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，壓縮機(jī)基本上不工作，因此動(dòng)力消耗也基本上降低為零，即使驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)也是如此。因此呈現(xiàn)出狀況就象電磁離合器斷開(kāi)時(shí)所呈現(xiàn)的狀態(tài)一樣。
在另一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)向孔可另形成在可動(dòng)渦旋件的端板上，且柱塞支撐在殼體上。反過(guò)來(lái)，導(dǎo)向孔可形成在柱塞上，該柱塞支承在殼體上適于運(yùn)動(dòng)，并且作為另一選擇與導(dǎo)向孔配合的銷子位于可動(dòng)渦旋件的端板上。作為另一種選擇，導(dǎo)向孔形成在支承可動(dòng)渦旋件端板的從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)的偏心襯套上，同時(shí)將柱塞支撐在由殼體軸頸支承的驅(qū)動(dòng)軸上。
結(jié)構(gòu)為兩級(jí)錐面的導(dǎo)向孔的深度可以減小。盡管導(dǎo)向孔可以形成為一種曲面，例如旋轉(zhuǎn)二次曲面，但是另一方面，兩級(jí)錐面可以平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)相同的效果。提供一種例如彈簧的激勵(lì)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)，該激勵(lì)裝置用于使柱塞完全從與導(dǎo)向孔配合的位置上退出。然而，該結(jié)構(gòu)可以通過(guò)省略激勵(lì)裝置而得到簡(jiǎn)化。而且，如果導(dǎo)向孔開(kāi)口的邊緣部分形成柱面，另一方面，可動(dòng)渦旋件的旋轉(zhuǎn)能夠通過(guò)采用導(dǎo)向孔而得到阻止，那么對(duì)防止轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的需求就可以消除。
可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)柱塞。盡管單個(gè)環(huán)形柱塞可以設(shè)置在這樣的位置，即包圍驅(qū)動(dòng)軸的中心線，但是也會(huì)產(chǎn)生抵抗均勻圍繞驅(qū)動(dòng)軸的導(dǎo)向孔的軸向力。因此，可動(dòng)渦旋件可沿徑向平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)，由此使之能夠避免振動(dòng)或類似情況。
如果配重沿徑向可移動(dòng)地安裝在帶有兩面部分的驅(qū)動(dòng)軸上，而可動(dòng)渦旋件以使排量降低到零的方式徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，那么已經(jīng)與構(gòu)成從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)一部分的偏心襯套的外周邊接觸的配重開(kāi)始與構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸一部分的大直徑輪轂部分的外周邊接觸，同時(shí)從預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始離開(kāi)偏心襯套的外周邊。采用這種結(jié)構(gòu)，在高負(fù)載和高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的工況下，通過(guò)施加在可動(dòng)渦旋件上的較大的離心力可以防止過(guò)大的壓力產(chǎn)生在形成壓力室的一對(duì)螺旋葉片之間。在這種情況下，螺旋葉片的磨損可以得到抑制。
而且，用于在壓縮的過(guò)程中具有中等壓力的壓縮室和低壓側(cè)之間建立連通的旁路向固定渦旋件的端板開(kāi)口且設(shè)有用于開(kāi)啟/關(guān)閉該旁路的控制裝置的情況下，在該旁路由該控制裝置開(kāi)啟時(shí)，中等壓力的壓縮室會(huì)與低壓側(cè)連通。結(jié)果，排量降低，因此，可以以一種穩(wěn)定的方式獲得位于100％到0％之間的中等排量。這樣，排量能夠非常容易地控制成三個(gè)階段。
如上所述，采用本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)，通過(guò)將可動(dòng)渦旋件的公轉(zhuǎn)半徑降低到零可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力損失非常小的0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，可以提供一種排量可變且沒(méi)有電磁離合器的渦旋式壓縮機(jī)。
圖5為根據(jù)第一實(shí)施例施加在以大約100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)上的力之間的關(guān)系的橫向側(cè)視圖；圖6為偏心襯套及其相鄰部件處于圖5所示狀態(tài)下的側(cè)視圖；圖7為根據(jù)第一實(shí)施例在0％排量處運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的橫向側(cè)視圖；圖8為偏心襯套及其相鄰部件處于圖7所示狀態(tài)下的側(cè)視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；

圖10為第三實(shí)施例的特定例子的基本部件的縱向剖視圖；圖11為第三實(shí)施例的特定例子的基本部件的縱向剖視圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；圖13為圖12沿線A-A的橫剖視圖，其所示為本發(fā)明第四實(shí)施例的壓縮機(jī)以100％的排量運(yùn)轉(zhuǎn)；圖14為第四實(shí)施例的基本部件的放大透視圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例以0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；圖16A為帶有導(dǎo)向銷的環(huán)形柱塞的放大側(cè)視圖，其中環(huán)形柱塞和導(dǎo)向銷都構(gòu)成第五實(shí)施例的壓縮機(jī)的基本部件，及圖16B為環(huán)形柱塞的透視圖；圖17為根據(jù)第六實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；圖18為本發(fā)明第六實(shí)施例的基本部件的放大透視圖；圖19A為構(gòu)成本發(fā)明第七實(shí)施例壓縮機(jī)的基本部件的環(huán)形柱塞的放大側(cè)視圖，及圖19B為同一環(huán)形柱塞帶有銷子的透視圖；圖20為根據(jù)第八實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；圖21A為根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的基本部件的縱向剖視圖，圖21B為根據(jù)同一實(shí)施例排量正在降低的視圖，及圖21C為以大約0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的視圖；圖22為根據(jù)第十實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；圖23為圖22沿線B-B的橫向側(cè)視圖，其示出了根據(jù)第十實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的基本部件；
圖24為圖25沿線D-D的橫向側(cè)視圖，其示出了根據(jù)第十實(shí)施例以0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的基本部件；圖25為根據(jù)第十實(shí)施例以0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；圖26為根據(jù)第十一實(shí)施例以100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖；圖27為圖26沿線E-E的橫向側(cè)視圖，其示出了根據(jù)第十一實(shí)施例以0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的基本部件；圖28為根據(jù)第十一實(shí)施例以中等排量運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)的縱向主視圖。
標(biāo)號(hào)6表示所謂的從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)，該從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)公轉(zhuǎn)地支撐著可動(dòng)渦旋件2，同時(shí)使得可動(dòng)渦旋件2的中心相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸5的偏心量，即可動(dòng)渦旋件2的公轉(zhuǎn)半徑，能夠連續(xù)地改變。該從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)的一個(gè)示例結(jié)構(gòu)在圖3所示的透視圖以及圖1和2中表示出來(lái)。驅(qū)動(dòng)軸5的輪轂部分5c與偏心銷5b形成一體，配重5a安裝在驅(qū)動(dòng)軸上，偏心銷5b沿軸線延伸并位于相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸5偏心的位置，偏心銷5b可旋轉(zhuǎn)地插入偏心地形成在圓筒狀偏心襯套26上的偏心孔26a內(nèi)。偏心襯套26通過(guò)滾針軸承20可旋轉(zhuǎn)地支承著圓筒狀的輪轂部分2c，該輪轂部分設(shè)置在可動(dòng)渦旋件2的端板2b的中心的背面。
在驅(qū)動(dòng)軸5的輪轂部分5c和偏心襯套26之間，安裝有一個(gè)由盤簧或螺簧構(gòu)成的回復(fù)彈簧，回復(fù)彈簧的末端安裝在輪轂部分5c和偏心襯套26上。這樣，帶有從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6的偏心銷5b的輪轂部分5c和偏心襯套26構(gòu)成雙偏心機(jī)構(gòu)。通過(guò)選擇插入兩者之間的回復(fù)彈簧23的卷繞方向并預(yù)先對(duì)其施加一個(gè)位移量，輪轂部分5c和偏心襯套26就會(huì)受到激勵(lì)而向彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，回復(fù)彈簧23就會(huì)恒定地以增大公轉(zhuǎn)半徑和可動(dòng)渦旋件2相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸5的偏心量的方式徑向向外激勵(lì)可動(dòng)渦旋件2?；貜?fù)彈簧的激勵(lì)力使偏心襯套26在驅(qū)動(dòng)軸5的偏心銷5b上旋轉(zhuǎn)，從而使得渦旋式壓縮機(jī)C1的排量從100％恢復(fù)到0％。
一旦可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑以這種結(jié)構(gòu)建立，驅(qū)動(dòng)軸5會(huì)通過(guò)施加的驅(qū)動(dòng)力矩旋轉(zhuǎn)。因此，從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6就迫使可動(dòng)渦旋件2進(jìn)行公轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)構(gòu)成雙偏心機(jī)構(gòu)的偏心襯套26和從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6的偏心銷5b進(jìn)行傳遞的同時(shí)，偏心銷5b和偏心襯套26根據(jù)傳遞力矩的大小而相對(duì)旋轉(zhuǎn)。因此可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑就會(huì)增加，由此產(chǎn)生大小適于將可動(dòng)渦旋件2的螺旋葉片2a壓靠在固定渦旋件3的螺旋葉片3a上的壓力。而且，這種運(yùn)轉(zhuǎn)在某種程度上會(huì)通過(guò)回復(fù)彈簧23而得到加強(qiáng)。
在圖1和2中僅僅示出輪廓的部件7是一個(gè)總是布置在渦旋式壓縮機(jī)內(nèi)的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，且該部件將可動(dòng)渦旋件2的端板2b和前部殼體1彼此以這樣一種方式相連，即不管該可動(dòng)渦旋件2的公轉(zhuǎn)半徑或大小如何，可動(dòng)渦旋件2僅僅進(jìn)行公轉(zhuǎn)同時(shí)又防止其旋轉(zhuǎn)。
第一實(shí)施例渦旋式壓縮機(jī)C1的最大的特點(diǎn)在于構(gòu)成一部分殼體的固定渦旋件3的一部分外殼上沿軸向形成有一個(gè)小缸筒3b，柱塞8可滑動(dòng)地插入該小缸筒中。該柱塞8的半球形的頭部8a從缸筒3b中凸出，并與導(dǎo)向孔9的內(nèi)表面配合接觸，該導(dǎo)向孔具有形成在可動(dòng)渦旋件2的端板2b上的兩級(jí)錐面。在這種情況下，如圖4A和4B所示，在進(jìn)口處圍繞導(dǎo)向孔9的環(huán)形錐面具有相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸5的軸線的相對(duì)較小的斷面傾斜角，該環(huán)形錐面用標(biāo)號(hào)9a表示，而位于導(dǎo)向孔9底部具有相對(duì)較大的傾斜角的錐面標(biāo)號(hào)為9b。
標(biāo)號(hào)10為壓力控制室，該壓力控制室為一個(gè)位于圓盤部分8b背面的空間，該圓盤部分8b形成在柱塞8的后端部。標(biāo)號(hào)11表示控制閥，該控制閥用于產(chǎn)生控制壓力，以便將壓力傳遞給壓力控制室10。標(biāo)號(hào)12表示排放壓力通道，該排放壓力通道用于將排放壓力引到控制閥11，標(biāo)號(hào)13為吸入壓力通道，用于類似地引入吸入壓力，而標(biāo)號(hào)24表示壓力控制通道，該壓力控制通道用于將控制閥11的控制壓力引到壓力控制室10。標(biāo)號(hào)14表示彈簧，該彈簧用于在圖1中向右壓迫柱塞8，使得在100％的排量運(yùn)轉(zhuǎn)期間柱塞8的頭部8a和導(dǎo)向孔9彼此分離。
眾所周知，在普通的渦旋式壓縮機(jī)中，標(biāo)號(hào)15表示一對(duì)形成在可動(dòng)渦旋件2的螺旋葉片2a和固定渦旋件3的螺旋葉片3a之間的壓縮室，該對(duì)壓縮室相對(duì)于中心部分位于兩徑向側(cè)面，在該中心部分，由該對(duì)特定的壓縮室15形成單個(gè)一體的壓縮室15a。在位于中心部分的壓縮室15a和構(gòu)成從固定渦旋件3的端板3c的背部到后部殼體4的內(nèi)部的一個(gè)空間的排放室16之間設(shè)置有排氣閥17，例如為一單向閥。標(biāo)號(hào)18表示閥擋板，用于防止排氣閥17過(guò)度開(kāi)啟。
標(biāo)號(hào)19表示安裝在前部殼體1中的軸承，其用于軸頸支承驅(qū)動(dòng)軸5，而標(biāo)號(hào)21為端面密封件，這些密封件沿著可動(dòng)螺旋葉片2a和固定螺旋葉片3a的前端面安裝，以防止高壓制冷劑從壓縮室15向低壓側(cè)泄漏。標(biāo)號(hào)22表示軸封，安裝該軸封用于防止制冷劑從驅(qū)動(dòng)軸5的周圍泄漏到外部。
第一實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C1具有上述結(jié)構(gòu)并以下述方式運(yùn)轉(zhuǎn)。首先，如圖1所示，在體現(xiàn)該壓縮機(jī)C1最大排氣性能的100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的工況下，較低吸入壓力被控制閥1引到壓力控制室10。結(jié)果，柱塞8被彈簧14向后推，從而柱塞8的頭部回撤到其與導(dǎo)向孔9脫離配合的位置。在這種狀況下，頭部8a對(duì)可動(dòng)渦旋件2不起驅(qū)動(dòng)作用。因此，可動(dòng)渦旋件2表現(xiàn)出最大的偏心量；并且與在普通渦旋式壓縮機(jī)中一樣以最大的公轉(zhuǎn)半徑進(jìn)行公轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生100％的排量。在圖5所示的斷面圖中示出了在渦旋式壓縮機(jī)C1的100％運(yùn)轉(zhuǎn)工況下可動(dòng)渦旋件2的螺旋葉片2a和固定渦旋件3的螺旋葉片3a的相對(duì)位置以及柱塞8和導(dǎo)向孔9的相對(duì)位置。
如圖5中的箭頭所指，通過(guò)一方面從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6在傳送驅(qū)動(dòng)力矩時(shí)偏心襯套26繞偏心銷5b相對(duì)旋轉(zhuǎn)(包括由于回復(fù)彈簧23的推動(dòng)力所產(chǎn)生的相對(duì)旋轉(zhuǎn))產(chǎn)生的徑向壓力FR以及另一方面可動(dòng)渦旋件2公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力FC的合力，可動(dòng)渦旋件2的螺旋葉片2a被徑向向外地壓靠在固定渦旋件3的螺旋葉片3a上。
結(jié)果，壓縮室被封閉起來(lái)。因此，當(dāng)可動(dòng)渦旋件2公轉(zhuǎn)且向中心部分推進(jìn)同時(shí)受到連續(xù)地壓縮時(shí)，從外周邊部分上的吸入室25引入該對(duì)壓縮室15中的制冷劑被壓縮且壓力增加。因此，制冷劑匯集到該形成在中心部分的單個(gè)壓縮室15a中，并在壓力下開(kāi)啟排氣閥17時(shí)被排到排放室16中。這樣，壓縮反作用力FC被施加到可動(dòng)渦旋件2上作為壓縮室15中制冷劑受到壓縮的反作用。壓縮反作用力FC的大小以及由從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6所產(chǎn)生的壓力FR的大小彼此相互關(guān)聯(lián)。
用于將可動(dòng)渦旋件2的螺旋葉片2a徑向壓靠在固定渦旋件3的螺旋葉片3a上的力主要是在從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6產(chǎn)生的徑向壓力FR以及可動(dòng)渦旋件2公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力FC的合力。該合力在圖6中用實(shí)箭頭表示。圖6所示的是處于100％排量下的工況。圖4A中所示的由柱塞8和導(dǎo)向孔9之間的接觸而產(chǎn)生的徑向力F2依然不會(huì)產(chǎn)生。當(dāng)柱塞8受到驅(qū)動(dòng)以使壓縮機(jī)C1的排量從100％排量下降時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生在圖6中用虛線箭頭所示的徑向力F2，且該徑向力F2起到抵銷上述壓力FR和離心力FC的合力的作用。在圖6中，字符C表示固定渦旋件3的中心，而字符M為可動(dòng)渦旋件2的中心。由中心C和M之間距離所表示的偏心量構(gòu)成了公轉(zhuǎn)半徑R。
在第一實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C1以構(gòu)成本發(fā)明特點(diǎn)的0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，具有較高排放壓力的制冷劑通過(guò)控制閥11的開(kāi)關(guān)操作從排放室16中被導(dǎo)入壓力控制室10中。當(dāng)盤狀部分8b受到排放壓力時(shí)，柱塞8克服彈簧14的力被向前推動(dòng)，并且如圖2所示，柱塞8的頭部推進(jìn)到導(dǎo)向孔9中。在達(dá)到圖2所示的0％排量工況之前，柱塞8的頭部8a與繞導(dǎo)向孔9形成的具有較小傾斜角的錐面接觸。
在該過(guò)程中，如圖4A所示，由排放壓力的大小和柱塞8盤狀部分8b的承壓面積所決定的軸向力F1被轉(zhuǎn)換成用于在垂直于驅(qū)動(dòng)軸5軸線的方向上推動(dòng)可動(dòng)渦旋件2的垂直(徑向)力F2，即用于在柱塞8頭部8a和導(dǎo)向孔9錐面9a之間的接觸點(diǎn)處朝著0％降低排量的力。由于錐面9a的傾斜角相對(duì)較小，因此相對(duì)于力F1而言力F2被放大到相當(dāng)大。當(dāng)力F1克服從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6中產(chǎn)生的徑向壓力FR和作用在可動(dòng)渦旋件2上的離心力FC的合力時(shí)，偏心襯套26就抵抗著回復(fù)彈簧23的壓力而繞偏心銷5b旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，可動(dòng)渦旋件2就會(huì)以降低偏心量從而減小可動(dòng)渦旋件2的公轉(zhuǎn)半徑R的方式沿徑向方向運(yùn)動(dòng)。
一旦可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑減小且柱塞進(jìn)一步向前側(cè)運(yùn)動(dòng)，柱塞8的頭部8a就會(huì)如圖4B所示的那樣與導(dǎo)向孔9底部的第二級(jí)錐面9b接觸。該錐面9b相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸5軸線的傾斜角要大于錐面9a的傾斜角。因此，在該過(guò)程中產(chǎn)生的垂直力F3也要比圖4A中所示的力F2小?？紤]到采用較小公轉(zhuǎn)半徑時(shí)壓縮功比較小，從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6基本上不會(huì)產(chǎn)生徑向壓力。而且，該較小的偏心量會(huì)減小作用在可動(dòng)渦旋件2上的離心力。即使在力F3比較小的情況下，可動(dòng)渦旋件2也可能沿著偏心量和公轉(zhuǎn)半徑減小的方向運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，可動(dòng)渦旋件2徑向運(yùn)動(dòng)到其中心M與固定渦旋件3和驅(qū)動(dòng)軸5的中心C同心的位置，由此將可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑減小為零。
在圖2所示的是這種0％排量工況，且可動(dòng)渦旋件2的中心以這種方式沿徑向運(yùn)動(dòng)。圖7所示的剖視圖是在該工況下可動(dòng)渦旋件2的螺旋葉片2a和固定渦旋件3的螺旋葉片3a的位置以及柱塞8和導(dǎo)向孔9的相對(duì)位置。在這種狀況下，可動(dòng)渦旋件2既不旋轉(zhuǎn)也不公轉(zhuǎn)，而是基本上靜止的。
為了方便起見(jiàn)，，當(dāng)排量從圖1中所示的100％排量轉(zhuǎn)變成圖2中所示的0％排量時(shí)所產(chǎn)生的力F3在圖5中用箭頭表示。力F3克服壓力FR和離心力FC的合力，由此使可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑R減小為零。具體來(lái)說(shuō)，隨著柱塞8的半球形頭部8a推進(jìn)到導(dǎo)向孔9中時(shí)，可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑R會(huì)逐漸地減小。因此，可動(dòng)渦旋件2停止公轉(zhuǎn)，使得由公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力FC減小并最終變成零。另一方面，形成在螺旋葉片2a和3a之間的壓縮室打開(kāi)并且封閉終止，因此，制冷劑不會(huì)被壓縮。從而，驅(qū)動(dòng)力矩接近零，且從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6中產(chǎn)生的徑向壓力FR也接近零。對(duì)于壓縮反作用FG也是這種情況。
而且，壓力FR和離心力FC的合力為接近零的值。因此，在柱塞8和導(dǎo)向孔9之間的接觸部分產(chǎn)生的力F3會(huì)增大而超出該特定的合力。結(jié)果，如圖8所示，可動(dòng)渦旋件2的中心M變得與固定渦旋件3的中心C重合，使得可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑R變成零，且壓縮機(jī)C1會(huì)進(jìn)入0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。徑向F3不會(huì)那樣大。只要壓縮機(jī)C1處于0％排量工況下，由于壓縮機(jī)要克服回復(fù)彈簧23的壓力而運(yùn)轉(zhuǎn)，徑向力F3就不會(huì)降低到零。
在導(dǎo)向孔9僅僅由一個(gè)具有較小傾斜角的錐面構(gòu)成的情況下，用于沿徑向方向推動(dòng)可動(dòng)渦旋件2以減小偏心量和公轉(zhuǎn)半徑R的力F2會(huì)增大?？紤]到渦旋件2的徑向運(yùn)動(dòng)相對(duì)于柱塞8的頭部8a的軸向運(yùn)動(dòng)較小，因此，就需要增加導(dǎo)向孔9的深度，由此就不可能在可動(dòng)渦旋件2的端板2b的厚度范圍之內(nèi)形成導(dǎo)向孔9。為此，通過(guò)增加第二級(jí)錐面9b的傾斜角來(lái)減小導(dǎo)向孔9的深度。盡管這樣，在頭部8a與錐面9b配合的位置，公轉(zhuǎn)半徑依然會(huì)減小，且從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6的徑向壓力FR也會(huì)變成一個(gè)基本上等于零的較小的值，且施加在可動(dòng)渦旋件2上的離心力FC也會(huì)減小。因此，即使在力F3小于力F2的情況下，可動(dòng)渦旋件2也能夠沿徑向方向運(yùn)動(dòng)。而且，這就能夠減小柱塞8沿軸線方向的距離范圍。
在第一實(shí)施例中的渦旋式壓縮機(jī)C1用作空調(diào)系統(tǒng)制冷循環(huán)用制冷壓縮機(jī)的情況下，如果柱塞8深入導(dǎo)向孔9中使得可動(dòng)渦旋件2的公轉(zhuǎn)半徑R和偏心量變成零且壓縮機(jī)C1的排量從100％下降到0％，即使當(dāng)制冷循環(huán)中的膨脹閥的高壓上游逐漸下降到均勻壓力時(shí)，只要柱塞8盤狀部分8b所承受的由壓力控制室10壓力產(chǎn)生的軸向力F1仍大于回復(fù)彈簧23和彈簧14的力的合力，壓縮機(jī)C1依然在0％的排量下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在從該狀態(tài)再次恢復(fù)到100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，吸入壓力(低壓)通過(guò)控制閥11引到壓力控制室10中。結(jié)果，彈簧14的壓力使得柱塞8向后運(yùn)動(dòng)。因此，在從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6中，偏心襯套26和滾珠軸承20在回復(fù)彈簧23的推力作用下繞偏心銷5b旋轉(zhuǎn)，由此增加可動(dòng)渦旋件2的公轉(zhuǎn)半徑R和偏心量。隨著偏心量的增加，施加在可動(dòng)渦旋件2上的離心力FC也增加。因此，公轉(zhuǎn)半徑R和偏心量進(jìn)一步增加其結(jié)果是恢復(fù)100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
如上所述，對(duì)于第一實(shí)施例中的渦旋式壓縮機(jī)C1，可動(dòng)渦旋件2的公轉(zhuǎn)半徑R和偏心量可以通過(guò)在傳統(tǒng)的渦旋式壓縮機(jī)上增加一個(gè)包括柱塞8的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)而很容易和平穩(wěn)地減小。因此，在0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，滾珠軸承20、軸承19以及軸封22構(gòu)成了僅有的滑動(dòng)或滾動(dòng)部分，由此實(shí)現(xiàn)0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)而且動(dòng)力損失非常小。
圖9所示是本發(fā)明第二實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C2的結(jié)構(gòu)。該渦旋式壓縮機(jī)C2與第一實(shí)施例中的渦旋式壓縮機(jī)C1不同之處在于柱塞8和導(dǎo)向孔9的彼此相對(duì)位置相反。具體而言，根據(jù)第二實(shí)施例，柱塞30要比柱塞8厚，且其前端面上形成有象一凹部的具有兩級(jí)錐面的導(dǎo)向孔30a、30b。而且，在可動(dòng)渦旋件2的端板2a側(cè)安裝有相應(yīng)的導(dǎo)向銷31，并且位于導(dǎo)向銷31前端的半球形頭部31a適于與導(dǎo)向孔30a、30b配合。其余的結(jié)構(gòu)基本上都與第一實(shí)施例相同。第二實(shí)施例渦旋式壓縮機(jī)C2同樣可以與第一實(shí)施例壓縮機(jī)C1相同的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖10和11所示是與第一實(shí)施例中渦旋式壓縮機(jī)C1和第二實(shí)施例中渦旋式壓縮機(jī)C2的基本部件相應(yīng)的構(gòu)成本發(fā)明第三實(shí)施例的一種變型的結(jié)構(gòu)。圖10中的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例(圖1和2)對(duì)應(yīng)，圖11中的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例(圖9)對(duì)應(yīng)。與這些實(shí)施例相比，第三實(shí)施例的特點(diǎn)在于，該實(shí)施例沒(méi)有用于壓迫柱塞8或柱塞30的彈簧14。第一和第二實(shí)施例中的彈簧4始終使柱塞8或30被壓向壓力控制室10。因此，在100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，柱塞的頭部會(huì)回撤到與導(dǎo)向孔完全脫離接觸的位置。但是，根據(jù)缺少?gòu)椈?4的第三實(shí)施例，即使在100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，柱塞的頭部依然與導(dǎo)向孔保持輕微的接觸。盡管作用在可動(dòng)渦旋件2上使之旋轉(zhuǎn)的力由防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7支撐，但是，不會(huì)產(chǎn)生在柱塞頭部和導(dǎo)向孔之間的接觸部分上施加較重載荷的問(wèn)題。
盡管第三實(shí)施例壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)沒(méi)有示出，但是很顯然其和第一和第二實(shí)施例中所示的結(jié)構(gòu)相同，在100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?％排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下或反向轉(zhuǎn)變的情況下，第三實(shí)施例壓縮機(jī)的運(yùn)行方式也基本上和第一(或第二)實(shí)施例中的壓縮機(jī)相同。
圖12到15所示是本發(fā)明第四實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C4的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。第四實(shí)施例的特點(diǎn)在于，具有圖14所示形狀的柱塞36可滑動(dòng)地插入軸向形成在前部殼體1內(nèi)側(cè)面上的各個(gè)缸筒1a內(nèi)，而構(gòu)成兩級(jí)錐面的導(dǎo)向孔36a、36b形成在柱塞36的端面內(nèi)。具有與導(dǎo)向孔36a、36b配合的半球形頭部35a的導(dǎo)向銷35布置在可動(dòng)渦旋件2的端板2a的側(cè)面。容納柱塞36的缸筒的底部形成有作為一空間的壓力控制室37，該壓力控制室通過(guò)位于前部殼體1中的壓力控制通道24a與控制閥11連通，從而與壓力控制通道24相連。
如圖13所示，幾對(duì)或者具體來(lái)說(shuō)是四對(duì)導(dǎo)向銷35和柱塞36以位置間距相等的方式繞驅(qū)動(dòng)軸5布置，圖13是圖12沿線A-A的剖面圖。根據(jù)第四實(shí)施例，在與各個(gè)導(dǎo)向孔36a相連的進(jìn)口側(cè)上形成有一個(gè)較短的圓柱形表面36c。在圖12所示的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，該圓柱形表面36c與導(dǎo)向銷35配合，因此壓縮機(jī)C4可用于100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，柱面36c和導(dǎo)向銷35之間的配合可防止可動(dòng)渦旋件2公轉(zhuǎn)，因此，第四實(shí)施例的壓縮機(jī)C4不用象上述其他實(shí)施例一樣而設(shè)置防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7。即使在排量小于100％的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，與柱塞36導(dǎo)向孔36a、36b的錐面配合的各個(gè)導(dǎo)向銷35的半球形頭部35a也可以防止可動(dòng)渦旋件2公轉(zhuǎn)。對(duì)于上述各個(gè)實(shí)施例也可以采用相同的結(jié)構(gòu)，因此，提供防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7對(duì)于本發(fā)明的壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)并不是必須的。
圖15所示是第四實(shí)施例渦旋式壓縮機(jī)C4處于0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在上述實(shí)施例中為了將排量從圖12所示100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)減小到0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換控制閥11而將高排放壓力引到壓力控制室37。結(jié)果，柱塞36向圖12中的右側(cè)移動(dòng)，導(dǎo)向銷35因此而被迫沿徑向向?qū)蚩?6b的中心移動(dòng)。同時(shí)，可動(dòng)渦旋件2徑向運(yùn)動(dòng)，使得偏心量和公轉(zhuǎn)半徑減小。最終，如圖15所示，導(dǎo)向銷35的半球形頭部35a落入柱塞36導(dǎo)向孔36b的中心。從而，可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑被減小為零，并實(shí)現(xiàn)0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排量基本上減小為零，使得空調(diào)系統(tǒng)制冷循環(huán)的內(nèi)部壓力逐漸相等。即使在壓力控制室37的壓力降低到一個(gè)接近于零的正值之后，只要將柱塞36的壓力承受面積設(shè)定為某一大小值，也僅有回復(fù)彈簧23的壓力沿著使處于0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑增大。因此，從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生的離心力FC和徑向壓力FR為零，因此，只要壓力控制室37中的壓力為正值，就能克服回復(fù)彈簧23的壓力而保持0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。為了再次向著100％的排量增大排量，切換控制閥11以便將低壓吸入壓力(負(fù)壓)引入壓力控制室37中。
在第四實(shí)施例中設(shè)置一些成對(duì)的導(dǎo)向銷35和柱塞36并使之繞驅(qū)動(dòng)軸5等間距布置使得能夠沿著軸線均勻地推動(dòng)可動(dòng)渦旋件2的端板2b。與僅僅具有一對(duì)柱塞和導(dǎo)向孔9的第一實(shí)施例相比，可以確?？刂婆帕康牟僮鞲椒€(wěn)。而且，當(dāng)改變排量時(shí)，每個(gè)點(diǎn)上的較小的軸向壓力消除了產(chǎn)生振動(dòng)的可能，由此而提高了壓縮機(jī)的可靠性。
圖16A和16B所示是第五實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C4的基本部件的一種結(jié)構(gòu)，其由本發(fā)明第四實(shí)施例改進(jìn)得來(lái)。第五實(shí)施例的特點(diǎn)在于采用了環(huán)形柱塞39。盡管沒(méi)有示出，但是在前部殼體1的內(nèi)側(cè)表面上布置有環(huán)形缸筒以容納環(huán)形柱塞39。在環(huán)形缸筒的底部上形成有環(huán)形壓力控制室，該壓力控制室通過(guò)壓力控制通道24與控制閥11相連。包括兩級(jí)錐面39a、39b和圓柱形表面39c的導(dǎo)向孔形成在幾個(gè)位于環(huán)形柱塞39上的等間距位置上。從可動(dòng)渦旋件2的端板2b上軸向凸出的導(dǎo)向銷35布置成與各個(gè)導(dǎo)向孔配合。如圖16A所示，環(huán)形柱塞39形成有一些孔40，形成在前部殼體1側(cè)表面上的銷子(未示出)沿軸向松配合地插入各個(gè)孔40中，由此防止環(huán)形柱塞39旋轉(zhuǎn)。
第五實(shí)施例采用了該環(huán)形柱塞39，并由此而增大了有效面積。因此，即使在0％的排量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用基本上等于零的較低的排放壓力，也能產(chǎn)生一個(gè)大于第四實(shí)施例的軸向力。因而可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑總是能夠減小到零且能夠維持0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
圖17所示是本發(fā)明第六實(shí)施例中渦旋式壓縮機(jī)C的一種結(jié)構(gòu)。該壓縮機(jī)的基本部件都圖示于圖18中。與第四實(shí)施例(圖12)相比，第六實(shí)施例的特點(diǎn)在于柱塞頭部和導(dǎo)向孔彼此之間的相對(duì)位置相反。根據(jù)第六實(shí)施例，導(dǎo)向孔42形成在可動(dòng)渦旋件2的端板2b內(nèi)，且每個(gè)導(dǎo)向孔都含有兩級(jí)錐面42a、42b以及一柱面42c。另一方面，柱塞43插入形成在前部殼體1上的缸筒中，使得在柱塞43前端的各個(gè)每個(gè)半球形頭部43a適于與導(dǎo)向孔42中其中相應(yīng)的一個(gè)配合。柱塞在圖18中以放大形式表示出來(lái)。第六實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)基本上與第四實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)方式相同。
圖19A和19B所示是本發(fā)明第七實(shí)施例中渦旋式壓縮機(jī)C6(圖17)的一些基本部件的結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例由第六實(shí)施例改進(jìn)得出。在第七實(shí)施例中，就象上面在第五實(shí)施例(圖16)中所描述的那樣，采用了單個(gè)環(huán)形柱塞45代替了多個(gè)柱塞。第七實(shí)施例的特點(diǎn)在于從環(huán)形柱塞45上徑向凸出形成多個(gè)銷子47，且在各個(gè)銷子47前端的半球形頭部47a與圖17中所示導(dǎo)向孔42中相應(yīng)的一個(gè)配合。在圖19中，標(biāo)號(hào)46表示一些孔，未示出的銷子插入這些孔中，從而阻止環(huán)形柱塞45旋轉(zhuǎn)。總體結(jié)構(gòu)未示出的第七實(shí)施例壓縮機(jī)的形狀類似于圖17。該實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)也基本與第五實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)相同。
圖20所示本發(fā)明第八實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C8的結(jié)構(gòu)。根據(jù)第八實(shí)施例，該防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7具體圖示成一種包括銷子7a和環(huán)形凹部7b的機(jī)構(gòu)。每一個(gè)銷子7a和相應(yīng)的一個(gè)環(huán)形凹部7b彼此成對(duì)。每個(gè)銷子7a都布置在可動(dòng)渦旋件2的端板2b上，而對(duì)應(yīng)的環(huán)形凹部7b分布在前部殼體1上。然而，銷子7a和環(huán)形凹部7b的相對(duì)位置彼此相反。
第八實(shí)施例的特點(diǎn)在于，柱塞48插入形成在驅(qū)動(dòng)軸5輪轂部分5c上的缸筒5d中，而位于柱塞48前端的半球形頭部48a與含有偏心襯套26上形成的兩級(jí)錐面26b、26c的導(dǎo)向孔配合。第八實(shí)施例錐面26b、26c的形狀與圖4中所示第一實(shí)施例中的導(dǎo)向孔9相似。在圖20中，標(biāo)號(hào)49表示形成在用于柱塞48的缸筒5d底部上的壓力控制室，而標(biāo)號(hào)50為軸封，該軸封用于防止控制壓力從位于壓力控制通道24中路的壓力控制通道24b泄漏到低壓吸氣側(cè)，該壓力控制通道24從控制閥11延伸到壓力控制室49。
第八實(shí)施例壓縮機(jī)C8的運(yùn)轉(zhuǎn)基本上與第四或第六實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)方式相似。然而，根據(jù)第八實(shí)施例，與具有這樣結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例不同的是，第一實(shí)施例中僅僅形成在遠(yuǎn)距驅(qū)動(dòng)軸5的一點(diǎn)上的導(dǎo)向孔9受到柱塞8的頭部8a的壓迫，而偏心襯套26內(nèi)形成在靠近可動(dòng)渦旋件2中心的位置處的導(dǎo)向孔受到柱塞48的壓迫，因此整個(gè)可動(dòng)渦旋件2可以得到均勻的壓迫。由此，可以確保用于改變排量的控制操作比較平穩(wěn)，由此而使得振動(dòng)產(chǎn)生的可能性較小。
圖21A、21B以及21C所示是本發(fā)明第九實(shí)施例壓縮機(jī)的基本部件的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)轉(zhuǎn)。該壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)與圖1中所示渦旋式壓縮機(jī)C1的相似。與上述實(shí)施例不同的是，在上述實(shí)施例中導(dǎo)向孔具有兩級(jí)錐面，而第九實(shí)施例是這樣的，即形成在可動(dòng)渦旋件2端板2b中的導(dǎo)向孔52的表面平滑得象一種回轉(zhuǎn)拋物面或回轉(zhuǎn)雙曲面。結(jié)果，當(dāng)圖21A中的狀態(tài)經(jīng)圖21B中的狀態(tài)變?yōu)閳D21C中的狀態(tài)時(shí)，即隨著與導(dǎo)向孔52配合的柱塞8頭部8a接近導(dǎo)向孔52的底部，配合部分的表面與驅(qū)動(dòng)軸5的中軸線之間的角度就會(huì)逐步增大。因此，就能夠比采用兩級(jí)錐面時(shí)更平穩(wěn)地控制排量。
現(xiàn)在，參考圖22到25解釋本發(fā)明第十實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C10。在前述每個(gè)實(shí)施例中配重5a都與驅(qū)動(dòng)軸5的輪轂部分5c形成一體，因此，可動(dòng)渦旋件2的公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)可以得到抑制，但是作用在可動(dòng)渦旋件2上的離心力產(chǎn)生的徑向壓力不能得到抑制。在惡劣的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，驅(qū)動(dòng)軸5在100％的排量下以高速旋轉(zhuǎn)，因此，作用在可動(dòng)渦旋件2上的離心力會(huì)增大到這樣的程度，即螺旋葉片2a被強(qiáng)有力地壓靠在固定渦旋件3的螺旋葉片3a上。磨損螺旋葉片刃面產(chǎn)生的可能性會(huì)產(chǎn)生壓縮機(jī)在高速高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)條件下可靠性降低的問(wèn)題。
為了解決該問(wèn)題，第十實(shí)施例的壓縮機(jī)從C10包括一個(gè)獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)軸5輪轂部分5c的部件配重54，該配重可相對(duì)輪轂部分5c移動(dòng)。如圖23和24所示，該配重54上局部形成有較大的圓孔54a，其用于承接偏心襯套26端部的外周表面26d并具有充足的富余，同時(shí)使該偏心襯套26能夠沿徑向方向運(yùn)動(dòng)；直徑充分大于驅(qū)動(dòng)軸5輪轂部分5c外徑的圓孔54b，該圓孔54b以一定的富余承接輪轂部分5c的外周表面5e；以及具有預(yù)定寬度的徑向槽54c(稱之為雙面凹槽)。
作為與形成在配重54上的雙面凹槽54c相對(duì)應(yīng)的部件，具有預(yù)定的寬度的徑向凸起54d(稱之為雙面凸起)形成在驅(qū)動(dòng)軸5的輪轂部分5c的端面上，并可滑動(dòng)地與配重54的雙面凹槽54c配合。其他結(jié)構(gòu)基本上與第一實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C1的結(jié)構(gòu)相似。
第十實(shí)施例壓縮機(jī)C10具有上述結(jié)構(gòu)，因此，在如圖22和23所示的100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，偏心襯套26和配重54以彼此可操作的互鎖關(guān)系旋轉(zhuǎn)，其中偏心襯套26的一部分外周表面26d與配重54的圓孔54a的一部分內(nèi)表面接觸。驅(qū)動(dòng)軸5和配重54借助于驅(qū)動(dòng)軸5的雙面凸起5d和配重54的雙面凹槽54c之間的配合部分以彼此可操作的互鎖關(guān)系旋轉(zhuǎn)，同時(shí)。驅(qū)動(dòng)軸5和偏心襯套26借助于驅(qū)動(dòng)軸5的偏心銷5d以及與偏心襯套26端部外周表面26d接觸的配重54的圓孔54a以彼此可操作的互鎖關(guān)系旋轉(zhuǎn)。公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力作用在可動(dòng)渦旋件2上。然而，抵銷離心力的力由配重產(chǎn)生，且該力從偏心襯套26端部的外周表面26d和配重54圓孔54a之間的接觸點(diǎn)傳傳遞給可動(dòng)渦旋件2。
在圖22和23所示的100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)條件轉(zhuǎn)變到圖24和25所示的0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)條件而導(dǎo)致排量下降的過(guò)程中，該配重54保持圓孔54a的內(nèi)表面和偏心襯套26的端部的外周表面26d之間的接觸，直到圓孔54a的內(nèi)表面與驅(qū)動(dòng)軸5的輪轂部分5c的端部的外周表面5e之間接觸為止。在該過(guò)程中，與雙面凸起5d相配合的雙面凹槽54c使配重隨著偏心襯套26徑向滑動(dòng)。因而，減小了可動(dòng)渦旋件2的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑。一旦配重54的圓孔54b與輪轂部分5c端部的外周表面5e接觸，配重54沿徑向方向的運(yùn)動(dòng)就被阻止。之后，偏心襯套26繞偏心銷5b旋轉(zhuǎn)，由此附帶地將偏心量和公轉(zhuǎn)半徑減小到零。
如上所述，只要配重54運(yùn)動(dòng)脫離與偏心襯套26的接觸并與驅(qū)動(dòng)軸5的輪轂部分5c接觸時(shí)所在的位置與配重54所產(chǎn)生的離心力減小到可動(dòng)渦旋件2所產(chǎn)生的離心力之下時(shí)所在的位置基本上重合，就通過(guò)如第一實(shí)施例中的控制閥11將吸入壓力(負(fù)壓)供給壓力控制室10。因而，柱塞8的頭部8a就從導(dǎo)向孔9中退出，從而作用在可動(dòng)渦旋件2上的離心力以及在從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)6中產(chǎn)生的壓力的合力使得運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從圖25中所示的0％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)恢復(fù)到圖22中所示的100％排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在這種方式中，采用第十實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C10，在100％排量的高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，由離心力施加在可動(dòng)渦旋件2的螺旋葉片2a和固定渦旋件3的螺旋葉片3a之間的過(guò)高的壓力此外也可得到抑制，由此而提高了該壓縮機(jī)的可靠性。
最后，參見(jiàn)圖26至28對(duì)本發(fā)明第十一實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C11進(jìn)行說(shuō)明。在圖26-28中，標(biāo)號(hào)60表示滑閥柱，該滑閥柱可滑動(dòng)地插入缸筒58中，該缸筒58布置的與驅(qū)動(dòng)軸5的軸線平行并位于一部分殼體4內(nèi)，而標(biāo)號(hào)61為彈簧，該彈簧用于沿著壓縮滑閥柱60后面第二壓力控制室63的方向推壓滑閥柱60。標(biāo)號(hào)62表示控制閥，該控制閥用于產(chǎn)生所需大小的控制壓力，該控制壓力大小由壓縮機(jī)C11的排放壓力(高壓)和吸入壓力(如一個(gè)較低的負(fù)壓的低壓)得出，且該控制壓力被輸送到第二壓力控制室63以用于滑閥柱60和具有與第一實(shí)施例中的壓力室相同結(jié)構(gòu)的壓力控制室10。
標(biāo)號(hào)64表示旁通孔，該旁通孔通向固定渦旋件3的端板3c上的適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)。該旁通孔64內(nèi)設(shè)有單向閥65，該單向閥帶有保護(hù)性的閥擋板66，由此，一方面，壓縮室15內(nèi)的壓力被提升到位于排放壓力和吸入壓力之間的某一中等壓力的制冷劑被泄放到具有較低壓力的中等壓力室67；而另一方面，防止制冷劑沿著從中等壓力室67向壓縮室15的相反方向流動(dòng)。標(biāo)號(hào)68表示將控制壓力從控制閥62引到第二壓力控制室63的壓力控制通道，而標(biāo)號(hào)69為用于將吸入壓力導(dǎo)入中等壓力室67中的吸入壓力通道?；y柱60向左的運(yùn)動(dòng)被擋板狀的制動(dòng)器70堵住。因此，滑閥柱60將壓力控制室10和第二壓力控制室63彼此分隔開(kāi)。彈簧61也因此由制動(dòng)器70的底端支承。其他結(jié)構(gòu)基本上與圖1中所示的第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相似。
在圖26所示的100％的排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，控制閥62以這樣的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，即壓力控制室10為吸入壓力而第二壓力控制室63為排放壓力。因此，柱塞8的頭部8a被彈簧14向后推動(dòng)而離開(kāi)導(dǎo)向孔9。滑閥柱60就由于壓力控制室63中形成高壓而處于關(guān)閉吸入壓力通道69的位置。結(jié)果，中等壓力室67中的壓力增加到單向閥65不能打開(kāi)的程度。因而，可動(dòng)渦旋件2以最大的公轉(zhuǎn)半徑進(jìn)行公轉(zhuǎn)而進(jìn)入100％排量運(yùn)轉(zhuǎn)。
通過(guò)以基本上和第一實(shí)施例中的相同的方式將排放壓力從控制閥62輸送給壓力控制室10可以實(shí)現(xiàn)向0％排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。第十一實(shí)施例的特點(diǎn)在于，產(chǎn)生100％排量與0％排量之間的中間排量的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)能夠維持穩(wěn)定的方式。為此，通過(guò)操作控制閥62，吸入壓力(較弱的負(fù)壓)被傳遞給第二壓力控制室63。因此，滑閥柱在彈簧61的力的作用下向后移動(dòng)，并打開(kāi)吸入壓力通道69。因此，壓力控制室10中的吸入壓力被導(dǎo)入中等壓力室67，從而該中等壓力室67中的壓力為吸入壓力。如此這般，單向閥65開(kāi)啟，使得迄今已容納在壓縮室15中的具有中等壓力的制冷劑經(jīng)旁通孔64到達(dá)吸氣側(cè)，并因此使得排量減小而維持中間排量運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，第十一實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)C11就能夠?qū)崿F(xiàn)中間排量運(yùn)轉(zhuǎn)以及100％和0％的排量運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種渦旋式壓縮機(jī)，其包括軸頸支承驅(qū)動(dòng)軸的殼體；固定渦旋件，該固定渦旋件包括固定在所述殼體上的端板和圍繞著所述驅(qū)動(dòng)軸中心軸線的螺旋葉片；可動(dòng)渦旋件，該可動(dòng)渦旋件包括端板和螺旋葉片，所述端板和螺旋葉片通過(guò)與所述固定渦旋件上的螺旋葉片和所述端板配合而形成多個(gè)壓縮室，所述可動(dòng)渦旋件能夠繞所述驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線公轉(zhuǎn)；從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)，該從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)插入所述驅(qū)動(dòng)軸和所述可動(dòng)渦旋件之間，用于通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)軸使所述可動(dòng)渦旋件公轉(zhuǎn)，并使所述可動(dòng)渦旋件的公轉(zhuǎn)半徑以無(wú)級(jí)變化的方式向下基本上變?yōu)榱?；?dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔形成在所述可動(dòng)渦旋件和所述殼體中其中所選擇的一個(gè)上并具有傾斜表面，該傾斜表面的深度沿著驅(qū)動(dòng)軸中心軸線在徑向方向變化；柱塞，該柱塞被支承在所述可動(dòng)渦旋件和所述殼體中其中沒(méi)有形成有導(dǎo)向孔的所選擇的一個(gè)上，且該柱塞適于向?qū)蚩淄七M(jìn)或從導(dǎo)向孔退出，以便位于與導(dǎo)向孔配合的位置和與導(dǎo)向孔脫離配合的位置中其中所選的一個(gè)位置上；以及運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置，該運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置用于控制柱塞沿所述驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線前進(jìn)和后退。
2.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)向孔形成在所述可動(dòng)渦旋件的端板上而所述柱塞支承在所述殼體上。
3.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)向孔形成在所述柱塞上，所述柱塞可移動(dòng)地支承在所述殼體上，且與所述導(dǎo)向孔配合的銷子形成在所述可動(dòng)渦旋件的端板上。
4.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)向孔形成在偏心襯套中，該偏心襯套構(gòu)成了所述從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)的一部分，該該從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)支承著所述可動(dòng)渦旋件的端板，且所述柱塞支承在由所述殼體軸頸支承的所述驅(qū)動(dòng)軸上。
5.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)向孔具有兩級(jí)錐面。
6.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)向孔具有實(shí)質(zhì)上的二次回轉(zhuǎn)曲面。
7.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于其還包括用于使所述柱塞退回完全與所述導(dǎo)向孔脫離配合的推動(dòng)裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于在所述導(dǎo)向孔開(kāi)口的邊緣部分形成有柱面。
9.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述柱塞為單個(gè)環(huán)形單元，其圍繞所述驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線安裝。
10.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于配重通過(guò)雙面部分徑向可移動(dòng)地安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸上，以及當(dāng)所述可動(dòng)渦旋件徑向移動(dòng)而將排量減小為零時(shí)，首先與構(gòu)成所述從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)一部分的偏心襯套的外周邊接觸的所述配重通過(guò)使其與構(gòu)成所述驅(qū)動(dòng)軸一部分的大直徑輪轂部分的外周邊接觸并經(jīng)過(guò)一段預(yù)定的時(shí)間而脫離所述偏心襯套的外周邊。
11.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于用于在經(jīng)過(guò)壓縮而具有中等壓力的壓縮室和低壓側(cè)之間建立連通的旁通孔朝著所述固定渦旋件的端板開(kāi)口，所述壓縮機(jī)還包括用于控制所述旁通孔開(kāi)啟/關(guān)閉的控制裝置。
全文摘要
一種渦旋式壓縮機(jī),該壓縮機(jī)可以在不采用電磁離合器的情況下實(shí)現(xiàn)完全0%排量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。為了使動(dòng)力損失降到最小,在驅(qū)動(dòng)軸和渦旋件之間插入從動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)使可動(dòng)渦旋件的公轉(zhuǎn)半徑以無(wú)級(jí)變化的方式變?yōu)榱?。在可?dòng)渦旋件的端板上形成有具有傾斜表面的導(dǎo)向孔,該傾斜表面為兩級(jí)錐面。柱塞支承在殼體上,該柱塞可通過(guò)向?qū)蚩淄七M(jìn)或從導(dǎo)向孔中回撤而與導(dǎo)向孔配合。當(dāng)柱塞在包括壓力室和控制閥的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置的控制下進(jìn)入導(dǎo)向孔中時(shí),可動(dòng)渦旋件就會(huì)進(jìn)行移動(dòng),使得可動(dòng)渦旋件的偏心量和公轉(zhuǎn)半徑減小并達(dá)到0%的排量。
文檔編號(hào)F04C28/06GK1360152SQ01144940
公開(kāi)日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2001年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者上田元彥, 久永滋, 井上孝, 松田三起夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝