专利名称：变量压缩机的控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制用于汽车空调中的变量压缩机排量的控制阀。
常见的汽车空调包括一冷凝器、一作为一减压装置的膨胀阀、一蒸发器以及一压缩机。压缩机从蒸发器中抽取致冷剂气体并进行压缩，然后将压缩过的气体排放到冷凝器中。蒸发器在致冷剂回路中流动的致冷剂和汽车内的空气之间传递热量。致冷剂气体在蒸发器出口处的压力反映出制冷负载的大小。
一种用于上述这种空调器的斜盘式变量压缩机上设有一种用于将蒸发器出口附近压力(吸气压力)转变成一目标吸入压力的的排量控制系统。排量控制系统参照吸气压力来控制压缩机的排量以获得与制冷负载相应的流量。
然而，在涉及用吸气压力Ps来控制致冷剂流量的压缩机中，当酯类制冷回路中的致冷剂的流量随着发动机的速度变化而变化时，压缩机的排量不会总是立即随着流量的变化而变化。例如，当蒸发器上的热负载较大时，如果发动机的速度增加且致冷剂流量也相应地增加，那么压缩机排量就会开始下降直到实际吸气压力下降到低于目标压力为止。随着发动机速度的上升，运转压缩机所需的动力也会上升，这会降低燃料的经济效益。
本发明的目的在于提供一种控制阀，无论蒸发器上的热负载如何，该控制阀都能迅速地改变变量压缩机的排量。
为了达到上述目的，本发明提供了一种控制阀，该控制阀用于安装在汽车空调器的制冷回路中的变量压缩机中。压缩机根据曲柄腔的压力变化而改变排量。压缩机具有一将曲柄腔与一个其压力与曲柄腔压力不同的区域连接起来的控制通道。控制阀包括一阀壳。在阀壳中限定一阀腔。容纳在阀腔中的一阀体调节控制通道的开口度。阀壳内限定有一压力传感腔。一压力传感元件将压力传感腔分隔成第一压力腔和第二压力腔。致冷剂回路上的第一位置处的压力被施加给第一压力腔。致冷剂回路上的第二位置处(其位于第一位置的下游)的压力被施加给第二压力腔。压力传感元件根据第一压力腔和第二压力腔之间的压差而推动阀体，使得压缩机的排量发生变化以抵销压差的变化。第一压力腔和第二压力腔中至少有一个成为致冷剂回路的一部分。
本发明的其它方面和优点，从下面结合附图、借助示例对本发明的原理的说明，可以更明显地显示出来。
图1是变量压缩机的第一实施例的剖视图；图2是位于图1中所示压缩机中控制阀的剖视图图3是控制阀的第二实施例的放大剖视图；图4是控制阀的第三实施例的放大剖视图；图5(a)是控制阀的第四实施例的放大剖视图；图5(b)是表示作用在图5(a)中所示的控制阀的压力传感元件上的力的情况的示意图；图6是控制阀的第五实施例的放大剖视图；图7是控制阀的第六实施例的放大剖视图；图8是用来表示图1中所示实施例的对比例子的示意图。
下面将参照图1和2对一种控制阀进行描述，该控制阀用于一种安装在汽车空调器的致冷剂回路中的斜盘式变量压缩机中。
如图1所示，一压缩机包含一缸体1；一前端盖2，其与缸体1的前端联接；一后端盖4，其与缸体1的后端联接。一阀板3，其在缸体1和后端盖4之间。前端盖2、缸体1和后端盖4形成压缩机壳体。
一曲柄腔5限定在缸体1和前端盖2之间。在曲柄腔5内由轴承支承着一驱动轴6。在曲柄腔5内，一悬臂盘11与驱动轴6固定并与驱动轴6一起旋转。
驱动轴6的前端通过一动力传输装置PT与一外部驱动源相连，在该实施例中，该驱动源为发动机E。在该实施例中，动力传输装置PT是一种包括有皮带和皮带轮的非离合器机构。另一种方案是，传输装置PT可以是一个离合器机构(例如一种电磁离合器)，其可以根据外部电力控制情况来有选择地传送动力。
在该实施例中称为斜盘12的驱动盘容装在曲柄腔5内。斜盘12可以沿着驱动轴6滑动和相对于驱动轴6倾斜。斜盘12和铰接机构13之间有一铰接机构13。斜盘12通过铰接机构13与悬臂盘11和驱动轴6连接。斜盘12可以与悬臂盘11和驱动轴6同步地旋转。
在缸体1内，围绕驱动轴6的轴线L等角度间隔地形成了多个缸孔1a(图1只表示出一个)。每个缸孔1a容纳一个单头活塞20，活塞20可在缸孔1a内往复运动。在每个缸孔1a内有一个压缩腔，该压缩腔的体积随着活塞20的往复运动而变化。每个活塞20的前端部通过一副滑靴19与斜盘12的周边部分连接。结果，由于斜盘12存在倾斜角，斜盘12的旋转运动就转化为活塞20的往复运动。
在阀板3和后端盖4之间，限定了一个吸气腔21和一环绕该吸气腔21的排气腔22。对应于每个缸孔1a，阀板3都上设置有一吸气口23，一用于打开和关闭吸气口23的吸气阀24，一排气口25，以及一用于打开和关闭排气口25的排气阀26。每个缸孔1a通过对应的吸气口23与吸气腔21连通，并通过对应的排气口25与排气腔22连通。
当缸孔1a中的活塞20从其上死点位置移动到其下死点位置时，吸气腔21内的制冷气体通过对应的吸气口23和吸气阀24流入对应的缸孔1a内。当每个活塞20从其下死点位置朝着其上死点位置移动时，对应的缸孔1a内的制冷气体被压缩到预定的压力，且制冷气体迫使对应的排气阀26打开。接着制冷气体通过对应的排气口25和排气阀26排到排气腔22内。
斜盘12的倾角(即与驱动轴6的轴线垂直的平面和斜盘12之间的角度)是以不同的动量为基础而决定，这些动量例如是由斜盘12离心力引起的旋转动量、每个活塞20的往复运动的惯性力动量以及气体压力动量。气体压力动量取决于每个缸孔1a内压力和曲柄腔压力Pc之间的关系。气体压力动量根据曲柄腔压力Pc的大小而使斜盘12的倾斜角增大或者减小。
在本实施例中，采用一曲柄腔压力控制机构来控制曲柄腔压力Pc，以改变由气体压力产生的动量。斜盘12的倾斜角可以转变成最小倾斜角(如图1实线所示)和最大倾斜角(如图1中的点划线所示)之间的任意一角度。
曲柄压力控制机构包含一放气通道27，一供气通道28，一控制阀CV，它们都设置在图1所示的压缩机的壳体内。放气通道27将曲柄腔5与吸气腔21连接起来，该吸气腔是一个吸气压力Ps区域。供气通道28将曲柄腔5与排气腔22连接起来，该排气腔是排气压力Pd区域。控制阀CV位于供气通道28内。
通过控制控制阀CV的开口度，对通过供气通道28流入曲柄腔5的高压气体的流量和通过放气通道27流出曲柄腔5的气体的流量之间的关系进行控制，以确定曲柄腔压力Pc。随着曲柄腔压力Pc的变化，曲柄腔压力Pc和每个缸孔1a内压力之间的差值也变化，从而改变斜盘12的倾斜角。结果，每个活塞的行程即排量都得到调节。
如图1所示，汽车空调系统的制冷回路由压缩机和外部制冷回路30构成。外部制冷回路30例如包含，一冷凝器31，一作为一减压装置的膨胀阀32和一蒸发器33。膨胀阀32的开口度根据由温度传感管34(其设置在接近蒸发器33出口的位置)检测到的温度和蒸发压力(接近蒸发器33出口的压力)而进行反馈控制。膨胀阀32向蒸发器33送入与热负载对应量的液体制冷剂，并控制在外部制冷回路30内的制冷剂的流量。
在外部制冷回路30内，设置在蒸发器33下游的第一导管35将蒸发器33的出口与一形成于后端盖4中的入口37联接起来。在外部制冷回路30内，设置在冷凝器31的上游的第二导管36将冷凝器31的入口与形成于后端盖4中的出口38联接起来。压缩机从外部制冷回路30的下游端通过进口37将制冷剂吸入吸气腔21并进行压缩。然后，压缩机将压缩气体排到排气腔22，该排气腔22通过出口38联接到外部制冷回路30的上游端。
参照附图2，控制阀CV包含一入口侧阀部分和一电磁线圈部分60。入口侧阀部分控制将排气腔22与曲柄腔5连接起来的供气通道28的开口度。电磁线圈部分60起到电磁致动器的作用，其根据外供电流值控制设置在控制阀CV内的操作杆40。操作杆40具有一顶端部分41；一阀体部分43；一将顶端部分41与阀体部分43连接起来的连接部分42；以及一导向部分44。阀体部分43是导向部分44的一部分。
控制阀CV的阀壳45包含一顶盖45a，一上半主体45b和一下半主体45c。一阀腔46和一连通通道47限定在上半主体45b内。一压力传感腔48限定在上半主体45b和顶盖45a之间。
在阀腔46和连通通道47内，操作杆40沿轴向运动。阀腔46根据操作杆40的位置选择性地与连通通道47连通。连通通道47利用顶端部分41与压力传感腔48隔开。
固定铁芯62的上端面作为阀腔46的底壁。从阀腔46沿径向延伸的一开口51，通过供气通道28的上游部分将阀腔46与排气腔22连接起来。从连通通道47沿径向延伸的一开口52，通过供气通道28的下游部分将连通通道47与曲柄腔5连接起来。因此，开口51、阀腔46、连通通道47以及开口52构成了供气通道28一部分的，该通道将排气腔22与曲柄腔5连接起来，并起到控制通道的作用。
操作杆40的阀体部分43置于阀腔46内。连接通道47的内径大于操作杆40的连接部分42的直径，小于导向部分44的直径。也就是说，连通通道47的横断面积大于连接部分42的横断面积，小于导向部分44的横断面积。阀座53围绕着连通通道47的开口部分形成。
当操作杆40从图2所示的位置(最低位置)移动到最高位置(即阀体部分43与阀座53接触的位置)时，连通通道47关闭。操作杆40的阀体部分43作为入口侧阀体(第一阀体)，该阀体可以随意地控制供气通道28的开口度。
一有底的圆柱形第一压力传感件54设置在压力传感腔48内并可以沿轴向运动。第一压力传感件54沿轴向将压力传感腔48分为两部分，即第一和第二压力腔55和56。在压力传感元件中限定一连通腔59。连通腔59通过节流通道68与第一压力腔55相通，该节流通道形成于压力传感元件中54。连通腔59也通过形成于压力传感元件中的通孔69与第二压力腔56相通。没有通孔69覆盖住操作杆40的顶端部分41。连通腔59具有与第二压力腔相同的压力。节流通道68、连通腔59以及通孔69构成了一个控制通道，该控制通道将第一压力腔55和第二压力腔56连接起来。
第一压力腔55容纳一第一弹簧50，该弹簧是一个螺旋弹簧。第一弹簧50朝着第二压力腔56推动第一压力传感件54。
第一压力腔55通过在顶盖45a内形成的第一开口57和在后端盖4中形成的第一排气通道75与排气腔22连通。第二压力腔56通过在阀壳45的顶盖45a内形成的第二开口58、在后端盖4中形成的第二排气通道76、出口38以及第二导管36与冷凝器31连通。第一排气通道75、第一开口57、第一压力腔55、节流通道68、连通腔59、通孔69、第二压力腔56、第二开口58、以及第二排气通道76，它们将排气腔22连接到出口38上，并形成了制冷回路的一部分。节流通道68、连通腔59以及通孔69将第一压力腔55连接到第二压力腔56上，并形成一压力通道。
流入制冷回路的制冷剂的流量越大，回路或管路的单位长度上的压力损失就越大。也就是说，设置在制冷回路内的两个压力腔55和56之间的区域内的压力损失(压力差)与回路内制冷剂流量成正比例关系。因此，通过检测第一压力腔55中的压力PdH和第二压力腔56中的压力PdL(由于第二压力腔56处于第一压力腔55的下游，所以该压力比压力PdH要低)之间的差PdH-PdL就能够对回路内制冷剂流量进行间接的检测。以下压力差PdH-PdL将被称为压力差ΔPd。
电磁线圈部分60包含一有底的呈圆柱形容纳管61。一固定铁芯62固定在容纳管61内。在容纳管61内限定一筒形腔63。筒形腔63容纳一沿轴向运动的铁芯64。在固定铁芯62的中心处形成一轴向导向孔65。在导向孔65内，操作杆40的导向部分44沿轴向运动。
操作杆40的底端容纳在筒形腔63内。导向部分44的下端配装于在可移动铁芯64的中心处形成的通孔内，同时，该导向部分的下端通过夹紧装置与可移动铁芯64固定。因此，可移动铁芯64可以与操作杆40一起垂直地运动。
在筒形腔63内，一螺旋弹簧式的第二弹簧66设置在固定和可移动铁芯62和64之间。第二弹簧66向下(即沿着可移动铁芯64与固定铁芯62分离的分开方向)推动可移动铁芯64。
一螺旋线圈67围绕着固定和可移动铁芯62和64缠绕。按照控制器70的指令，从驱动回路71向螺旋线圈67输送一个驱动信号。螺旋线圈67在固定和可移动铁芯62和64之间产生一个电磁力F，该电磁力的大小取决于供应的电力。供应到螺旋线圈67的电流通过控制施加到螺旋线圈67的电压而进行控制。在该实施例中，为了控制施加电压，使用了负载控制。
如图2所示，汽车空调系统包含上述的控制器70。控制器70包含一CPU，一ROM，一RAM和一I/O接口。一外部信号检测器72与I/O接口的输入端连接，上述驱动回路71与I/O接口的输出端连接。
外部信号检测器72包括一A/C转换器(即通过汽车中的操作员进行控制的的空调系统的ON/OFF开关)、检测乘客室内温度的温度传感器以及设定乘客室内温度的温度设定装置。
控制器70根据来自于外部信息检测器72的各种外部信息，计算出一个足够大的负载比Dt，并且指示驱动回路下输出一个载有负载比Dt的驱动信号。然后，受到指示的驱动回路71向控制阀CV的螺旋线圈67输出一个驱动信号。控制阀CV的螺旋线圈部分60的电磁力F随着供应到螺旋线圈67的驱动信号的负载比Dt而变化。
在控制阀CV中，操作杆40的位置是按下述方式确定的。在此，阀腔46中的压力、连通通道47以及筒形腔63中的压力对操作杆40的定位的作用可以被忽略掉。
如图2所示，当螺旋线圈67不通电时(负载比为0％)，由第一和第二弹簧50和66产生的向下的力f1+f2主要作用在操作杆40上。因此，操作杆40置于其最低位置，连通通道47完全打开。在给定条件下，曲柄腔压力Pc能够是最大值。因此，曲柄腔压力Pc和每个缸孔1a内的压力之间的压力差变大。结果，斜盘12的倾斜角变成最小，压缩机的排量也变成最小。
当螺旋线圈67通上具有最小负载比或者大多数都在负载比Dt变化范围内的电流时，向上的电磁力F变得比由第一和第二弹簧50和66产生的向下的力f1+f2大。在这种情况下，已被第二弹簧66的向下的力f2抵消一部分的向上的电磁力，对抗基于压力差ΔPd产生的向下的力，其中，压力差ΔPd附加到第一弹簧50的向下的力f1上。因此，操作杆40的阀体部分43相对于阀座53的位置可以这样确定，即，被第二弹簧66的向下的力f2抵销了一部分的向上的力F基于压力差ΔPd和第一弹簧50的向下的力所产生的向下力的结果形成平衡。
例如，如果发动机E的速度降低，就会使制冷回路中的制冷剂的流量减小，然后，压力差ΔPd就降低，此时，电磁力F不能保持作用在操作杆40上的力之间的平衡。其结果是，操作杆40向上运动，增大了由第一和第二弹簧50和66产生的向下的力f1+f2。然后，将操作杆40的阀体部分43定位，从而，力f1+f2的增加量可以用于补偿压力差ΔPd的减小量。
结果，连通通道47的开口度减小，曲柄腔压力Pc降低。因此，曲柄腔压力Pc和每个缸孔1a内的压力之间的压力差减小。这样，斜盘12的倾斜角增大，从而使压缩机的排量增大。当压缩机的排量增大时，在制冷回路内的制冷剂的流量也增大，这样就使压力差ΔPd增大。
相反，如果发动机E的速度增大，同时在制冷回路内的制冷剂的流量也相应地增大，然后，压力差ΔPd增大，在那一时刻电磁力不能保持作用在操作杆上的力的平衡。结果，操作杆40向下移动，使操作杆40的阀体部分43定位，因而，由第一和第二弹簧50和66产生的向下的力f1+f2的减小，来补偿压力差ΔPd的增大。
结果，使连通通道47的开口度变大，这样就增大了曲柄腔压力Pc。因此，曲柄腔压力Pc和在每个缸孔1a内的压力之间的压力差增大。因此，斜盘12的倾斜角减小，同时压缩机的排量相应地下降。当压缩机的排量下降时，制冷回路内的制冷剂流量也下降，这样就降低了压力差ΔPd。
例如，如果使供应到螺旋线圈67的电流的负载比Dt增大，以增大电磁力F，此时的压力差ΔPd不能保持向上和向下的力的平衡。结果，操作杆40向上运动，同时使操作杆40的阀体部分43定位，因而，由第一和第二弹簧50和66产生的向下的力f1+f2的增加，来补偿向上的电磁力F的增大。因此，连通通道47的开口度减小，这就增大了压缩机的排量。因此，就使制冷回路的制冷剂的流量增大，从而使压力差ΔPd增大。
另一方面，如果供应到螺旋线圈67的电流的负载比Dt降低，使电磁力F减小，此时压力差ΔPd不能保持向上和向下的力的平衡。结果，操作杆向下运动，同时将操作杆40的阀体部分43定位，因而，由第一和第二弹簧50和66产生的向下的力f1+f2的减小，来补偿向上的电磁力F的减小。因此，连通通道47的开口度增大，这样就使压缩机的排量降低。这样，就使制冷回路内的制冷剂流量减小，从而使压力差ΔPd降低。
如上所述，控制阀CV根据压力差ΔPd的变化控制操作杆40的位置，从而由控制器70的负载比来设定压力差ΔPd目标值。控制器通过改变负载比来改变目标压力差ΔPd。
第一实施例具有下述优点。
根据在制冷回路的控制阀中的两个压力腔55和56之间的压力差ΔPd对压缩机的排量进行反馈控制。因此，借助于不受蒸发器33上的热负载影响的控制器70，压缩机的排量可以随着发动机速度的波动而迅速而可靠的得到控制。特别的是，当发动机速度增加时，压缩机的排量会迅速地下降，这就会提高燃料的经济效益。
通过改变用于控制流向控制阀CV的线圈67的电流的负载比可以改变目标排气压力。因此，相对于没有电磁装置(电磁线圈60和控制器70)且仅有一个单一的目标排气压力的控制阀而言，控制阀CV能够实现更为灵敏的控制。
通过参照制冷回路内的致冷剂流量或上游与下游部分之间的压差来控制控制阀CV大额开启的方法并不限于图1和2中的那种。例如，控制阀CV的开启可以通过图8中所示的装置来控制，该装置用于比较的目的。
在图8所示的装置中，两个压力监测点P1、P2位于致冷剂回路中。第二压力监测点P2位于第一压力监测点P1的下游。与图1和2的实施例不同的是，图8的压力传感元件54没有节流阀68、连通腔59以及通孔69。因此，第一压力腔55就通过压力传感元件54与第二压力腔56隔离开。通过第一压力导引通道91而使得第一压力腔55具有第一压力监测点P1处的压力PdH。通过第二压力导引通道92而使得第二压力腔56具有第二压力监测点P2处的压力PdL。
然而，在图8中的实施例中，压力腔55、56必需通过相应的压力导引通道91，92分别与相应的压力监测点相连。因此后端盖4(其中有吸气腔21和排气腔22)的尺寸就必需增大以便为压力导引通道提供一定的空间，但是这样会增大压缩机的尺寸。
然而，在图1和2的实施例中，压力腔55，56中的每一个都是致冷剂回路的一部分。因此，与图8所示的实施例不同的是，图1和2中的实施例不需要压力导引通道91，92来将压力监测点P1和P2压力腔55，56连接起来。因此，后端盖4的齿就会减小，这样就会降低压缩机的尺寸。
当压缩机运转时，致冷剂气体不断地流进压力传感元件48中，该元件位于致冷剂回路中。因此，外部杂质就不可能会被困在压力传感元件54的表面54a和压力传感腔48的表面48a之间。如果外部杂质被困在压力传感元件54和压力传感腔48之间就通过流动的致冷剂气体将外部杂质带走。因此，延长压力传感元件54的寿命。也就是说，提高了控制阀CV的寿命。
将压力腔55、56连接起来的节流通道68、连通腔59以及通孔69形成于压力传感元件54中。因此，压力腔55、56不必通过一条形成于控制阀CV之外的通道彼此连接起来。换句话说，没有必要对后端盖4进行加工以便形成一个额外的通道或改变控制阀CV的位置。
节流通道68会限制致冷剂气体从第一压力腔55流向第二压力腔56的流量。因此，即使压力腔55，56相对来说是关闭的，压差ΔPd也足够。换句话说，压力传感元件54不必轴向延伸以延伸节流通道68、连通腔59以及通孔69。因此，容纳有压力传感元件54的压力传感腔48的尺寸就会降低。
在图8所示的对比实施例中，可以在压力监测点P1，P2之间的致冷剂回路中设置一个节流阀以增大压力差ΔPd。然而，为了在致冷剂回路的管道或通道中设置一个节流阀，就必需要将一种工具塞进该管道或通道中，而这些管道或通道相对较窄。这就使得制造复杂化并且降低了精度。然而，在图1和2所示的实施例中，节流通道68形成于控制阀CV的压力传感元件54中。如果节流通道68在压力传感元件54安装在阀壳45内之前形成，就不会存在工具与压缩机的其它元件之间的相互干涉。因此，节流通道68设置起来也比较容易和精确。
对于本领域普通技术人员来说应该很明确的是，本发明可以在不脱离本发明的构思或范围的情况下可以以其它具体的方式实施。特别可以理解的是可以以下述方式实施。
由于与在图3所示的第二实施例中的一样，就省略了对图1和2中所示实施例中的节流通道68、连通腔59以及通孔69的描述。在图3所示的实施例中，第一排气通道75和第二排气通道76与第一压力腔55相连，并且只有第一压力腔55称为致冷剂回路的一部分。
由于与在图4所示的第三实施例中的一样，就省略了对图1和2中所示实施例中的节流通道68、连通腔59以及通孔69的描述。在图4所示的实施例中，第一排气通道75和第二排气通道76与第二压力腔56相连，并且只有第二压力腔56称为致冷剂回路的一部分。
在图3和4所示的实施例中，压力腔55，56中没有成为致冷剂回路的一部分的一个通过相应的压力导引通道91、92与相应的压力监测点P1、P2处的压力PdL相通。因此，与图8所示的实施例相比，可以减少压力导引通道的数量。
在图3和4所示的实施例中，节流阀93可以位于压力腔55，56和相应的压力监测点P1、P2之间。在本案中，即使图4的压力监测点P1和图3的压力监测点P2相对控制阀CV几乎是关闭的，压差ΔPd也足够。因此，可以缩短压力导引通道91，92。
节流通道68、连通腔59以及通孔69可以从图1所示的实施例中省略掉，且压力腔55，56可以通过一个位于压力传感元件54之外的通道彼此相连。例如，正如在图5(a)和5(b)所示的第四实施例中一样，在压力传感元件54的外表面54a和压力传感腔48的内表面48a之间会产生一个空间。该控制降低了压力传感元件54和压力传感腔48之间的摩擦。在图5(a)中，为了解释的目的该空间被放大了。可以在阀壳45内或控制阀CV的外部和在后端盖4内设置该通道。
在图5(a)所示的实施例中，在压力传感元件54的外表面54a和压力传感腔48的内表面48a之间能够形成一个相对较大的空间。因此，外部杂质不可能被困在压力传感元件54和压力传感腔48之间。而且，外表面54a向着第一压力腔55倾斜，也就是说压力传感腔54的直径向着第一压力腔55的方向减小。因此，表面54a，48a之间的空间会从第二压力腔56向着第一压力腔55方向增大。因此，当致冷剂从第一压力腔55流道第二压力腔56时，致冷剂流体就移动将压力传感元件54使之完全成一条线。
如果压力传感元件54的轴线K与示意性视图5(b)中所示的阀壳45的轴线M不对齐，或偏离该轴线，那么，从该附图中看，压力传感元件54和压力传感腔48的侧壁之间的空间其右侧要小于左侧。在本案中，右侧的压力会从外表面54a的小直径部分向大直径部分减小。右侧的压力在大直径部分的附近急剧地下降。从该附图中看，在左侧，压力从外表面54a的小直径部分向大直径部分逐渐减小。因此，与偏离方向相反的力作用在压力传感腔54上，并且压力传感腔54相对于阀壳45的轴线不对齐可以自动校正。
在图6所示的实施例中，可以用一个球54作为压力传感元件。由于该球54不必按某一具体的方位设定，因此在控制阀CV的组装期间，球54的安装就比较容易。在操作杆40的末端和球54之间设有第二凹座。锥形的凹槽101a、103a形成于分别与球54相接触的第一和第二凹座101、103的表面上。
因此，球54能可靠地保持在凹座101a和103a之间。即使球54受到一个不平衡的负载，也不会产生一个是操作杆40倾斜的力。这就防止了控制阀CV受到迟滞的影响。在图6中，为了解释方便，连接第一压力腔55和第二压力腔56的空间102被夸大化。
在图7中所示的第六个实施例中，压力传感元件54与操作杆40形成一体。这就减少了控制阀CV的元件数量。而且由于压力传感元件54被操作杆40支撑在压力传感腔48中，因此，压力传感元件54不会和压力传感腔48的内壁48a相互冲撞，这就防止了控制阀CV产生噪声和振动。而且由于压力传感元件54和压力传感腔48之间的摩擦被消除，这就能防止控制阀受的迟滞的影响。
用于将第一压力腔55和第二压力腔56连接起来的空间102为了便于解释的目的而被夸大化。压力传感元件54外表面54a从第二压力腔56向第一压力腔55倾斜，使得直径向着第一压力腔55的方向缩小。图7所示实施例具有和图5所示连通通道47可以通过孔口52和供气通道28的上游部分与排气腔22相连，且阀腔46可以通过孔口51和供气通道28的下游与曲柄腔5相连。这种结构降低了连通通道47中的压力和第二压力腔56(其靠近连通通道47)中的压力之间的差值，这就防止了致冷剂在连通通道47和第二压力腔56之间的泄漏，因此使得压缩机排量得到精确的控制。
第一压力腔55和第二压力腔56可以与致冷剂回路的吸入压力区的压力相通，且压力腔55、56中至少有一个会成为致冷剂回路的一部分。
第一压力腔55可以与致冷剂回路的排气压力区的压力相通，第二压力腔56可以与致冷剂回路的吸气压力区的压力相通，且压力腔55、56中至少有一个会成为致冷剂回路的一部分。
控制阀CV是一种侧面放气控制阀，用于控制放气通道27的开口度。
压缩机的壳体可以构成控制阀CV的阀壳45。也就是说，构成控制阀CV的操作杆40和压力传感元件54可以直接安装在压缩机的壳体中。
本发明可以实施成一种斜盘式变量压缩机的控制阀。
可以采用一种带有一种如电磁离合器一样的离合机构的动力传动机构。
因此，可以认为本例和实施方式是解释性而非限制性的，且本发明不应被限定为在此所给出的细节，而是可以在附后的权利要求书的范围内和等同方式内进行改动。
权利要求
1.一种控制阀，该控制阀用于安装在汽车空调器的制冷回路中的变量压缩机中，其中，压缩机根据曲柄腔(5)的压力变化而改变排量，压缩机具有一将曲柄腔(5)与一个其压力与曲柄腔(5)压力不同的区域连接起来的控制通道(27，28)，该控制阀包括一阀壳(45)；限定在阀壳(45)中的一阀腔(46)；容纳在阀腔(46)中的一阀体(43)，用于调节控制通道(27，28)的开口度；阀壳(45)内限定有一压力传感腔(48)；一压力传感元件(54)，该元件将压力传感腔分隔成第一压力腔(55)和第二压力腔(56)；该控制阀的特征在于致冷剂回路上的第一位置处的压力被施加给第一压力腔(55)，致冷剂回路上的第二位置处(其位于第一位置的下游)的压力被施加给第二压力腔(56)，压力传感元件(54)根据第一压力腔(55)和第二压力腔(56)之间的压差而推动阀体(43)，使得压缩机的排量发生变化以抵销压差的变化，第一压力腔和第二压力腔中至少有一个成为致冷剂回路的一部分。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征是第一压力腔(55)和第二压力腔(56)构成了致冷剂回路的一部分。
3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征是致冷剂回路具有一压力通道(68，69，59，102)，该通道将第一压力腔(55)和第二压力腔(56)连接起来。
4.根据权利要求3所述的控制阀，其特征是压力通道(68，69，59，102)包括一节流阀(68)，该节流阀限制致冷剂从第一压力腔(55)流向第二压力腔(56)的流动。
5.根据权利要求3所述的控制阀，其特征是压力通道(68，69，59)形成于压力传感元件(54)中。
6.根据权利要求3所述的控制阀，其特征是压力通道由压力传感元件(54)的外表面和压力传感腔(48)的内表面之间的间隙构成。
7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征是压力传感元件(54)的外表面倾斜使得锥形表面的直径从第二压力腔(56)向第一压力腔(55)方向缩小。
8.根据权利要求1-7中的任何一项所述的控制阀，其特征还在于有一个根据外部指令向压力传感元件(54)施加力的致动器(60)，其中致动器(60)施加的推动力与压差的目标值一致，压力传感元件(54)移动阀体(43)使得压差达到目标值。
9.根据权利要求8所述的控制阀，其特征是致动器(60)是电磁式的，它根据所提供的电流施加一个力。
全文摘要
一种控制阀(CV),该控制阀用于安装在汽车空调器的制冷回路中的变量压缩机中。该控制阀(CV)具有一阀壳(45)。一阀腔(46)限定在阀壳(45)中。一压力传感腔(48)限定在阀壳(45)内。一压力传感元件(54),该元件将压力传感腔分隔成第一压力腔(55)和第二压力腔(56)。致冷剂回路上的第一位置处的压力被施加给第一压力腔(55)。致冷剂回路上的第二位置处(其位于第一位置的下游)的压力被施加给第二压力腔(56)。压力传感元件(54)根据第一压力腔(55)和第二压力腔(56)之间的压差而推动阀体(43),使得压缩机的排量发生变化以抵销压差的变化。第一压力腔(55)和第二压力腔(56)中至少有一个成为致冷剂回路的一部分。
文档编号F04B27/14GK1338571SQ0113315
公开日2002年3月6日 申请日期2001年8月1日 优先权日2000年8月7日
发明者水藤健, 太田雅树, 木村一哉, 安谷屋拓, 松原亮, 梅村聪, 清水出, 横町尚也, 藤井俊郎, 桥本友次, 村濑正和 申请人:株式会社丰田自动织机