用于可变容积式压缩机的控制阀的制作方法

专利名称：用于可变容积式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可变容积式压缩机的控制阀，更具体地涉及这样一种用于可变容积式压缩机的控制阀，其安装在作为汽车空调的制冷循环的部件的可变容积式压缩机上，用于通过在排放压力和吸入压力之间的压差而控制压缩机的排放容量。
背景技术：
用在汽车空调的制冷循环中的压缩机用于压缩制冷剂，该压缩机使用发动机作为驱动源，因此不能进行转速控制。为了消除这种不便，采用一种可改变制冷剂压缩容量的可变容积式压缩机，以便获得足够的制冷能力，而不受发动机转速的约束。
在这种可变容积式压缩机中，装配在一由发动机驱动转动的轴上的摇摆板具有与其相连的压缩活塞，并且通过改变该摇摆板的倾角来改变活塞的行程，从而改变制冷剂的排量。
通过将部分的压缩制冷剂引入到气密密封的曲轴箱中来连续地改变摇摆板的倾角，从而使得所引入的制冷剂的压力发生变化，由此改变作用于每个活塞相对侧的压力的平衡。
已知一种用于可变容积式压缩机的控制阀(例如参见日本未审专利公开(特开)No.2001-132650(段落标号 至 ，图4))，其布置在压缩机的排放腔室和曲轴箱之间，或者在压缩机的曲轴箱和吸入腔室之间，用于通过改变从排放腔室引入到曲轴箱中的制冷剂的流速，或者通过改变从曲轴箱输送到吸入腔室的制冷剂的流速来调节曲轴箱中的压力。
在日本未审专利公开(特开)No.2001-132650中所描述的控制阀构造成这样，即，其具有一阀部分，当该控制阀安装在压缩机中时，该阀部分设置在压缩机的排放腔室和曲轴箱之间的制冷剂通道中，并且形成有一通路，制冷剂通过设置在曲轴箱和吸入腔室之间的孔而沿着该通路从压缩机的排放腔室流到吸入腔室中。该控制阀所具有的该阀部分包括阀元件，该阀元件接收沿着阀打开方向的排放压力Pd；以及活塞杆，其与阀元件一体地形成在该阀元件的后侧上，并且具有与阀孔的直径基本相同的直径，而且构造成使得该活塞杆的端面接收沿着阀关闭方向的吸入压力Ps和螺线管的负载，用于通过外部信号设置压缩机的排放容量。因此，在该控制阀中，排放压力Pd和吸入压力Ps由阀元件和活塞杆的相对端接收，这两端具有相同的有效压力接收面积，从而排放压力Pd与吸入压力Ps之间的压差(Pd-Ps)使得阀元件进行打开/关闭操作，以控制从排放腔室流到曲轴箱中的制冷剂的流速。
例如，由于压缩机的转速随着发动机转速的增大而增大，以使得压缩机的排放容量增大，因此排放压力Pd增大而吸入压力Ps减小，从而增大了压差(Pd-Ps)。这增大了根据压差(Pd-Ps)操作的阀部分的阀升程，从而控制阀使引入到曲轴箱中的制冷剂的流速增大以使在曲轴箱中的压力Pc增大，这减小了压缩机的排放容量，从而减小了压差(Pd-Ps)。简言之，控制阀控制引入到曲轴箱中的制冷剂的流速，从而使排放压力Pd和吸入压力Ps之间的压差(Pd-Ps)保持为预定值。该压差的预定值可通过供应给螺线管的电流值从外部设定。
在上述由控制阀控制的压缩机中，发动机的转速变化改变了压缩机的转速，从而改变了压缩机的排放容量。这种排放容量的改变使压差(Pd-Ps)改变，从而改变了曲轴箱中的压力Pc，由此摇摆板的倾斜角度被改变，以在最大和最小容量之间改变排放容量。例如，当在启动压缩机、压差(Pd-Ps)为零时，压缩机以最大容量操作，而当压差(Pd-Ps)达到某一值时，容量开始改变。然而，每个单独的可变容积式压缩机都具有其自身的特性，而在开始改变排放容量时在曲轴箱中的压力Pc和吸入压力Ps之间的压差(Pc-Ps)具有根据压缩机而改变的值范围。这是由于摇摆板活动性的差异(即，压缩机之间灵敏度的差异)导致的。
然而，高灵敏度的可变容积式压缩机具有这样的问题，即，对于由于发动机转速的突然变化导致的排放压力Pd和吸入压力Ps的快速变化的灵敏反应，这会导致振荡。

发明内容
本发明是针对上述问题做出的，并且其目的在于提供一种用于可变容积式压缩机的控制阀，该控制阀能够稳定地控制具有高灵敏度的可变容积式压缩机而不会产生振荡，即使在由于发动机转速的突然变化而导致压力的快速变化时也是如此。
为解决上述问题，本发明提供了一种用于可变容积式压缩机的控制阀，该控制阀构造成感测在压缩机的排放腔室中的排放压力与压缩机的吸入腔室中的吸入压力之间的压差，并且控制允许从该排放腔室流入曲轴箱中的制冷剂的流速，从而改变制冷剂的排放容量，该控制阀包括一压力感测部分，该部分感测由于压缩机转速的快速变化而引起的压力变化，并且使阀部分沿着阀打开/关闭方向的运动变慢，该变慢的值与压力的改变程度成比例。
通过如下结合附图的描述，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得清晰，附图以示例的方式示出了本发明的优选实施例。


图1是示意地表示根据本发明第一实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图；图2是用于说明在压缩机转速快速增大的情况下控制阀操作的图表；图3是示意地表示根据本发明第二实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图；图4是示意地表示根据本发明第三实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图；图5是示意地表示根据本发明第四实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图；
图6是示意地表示根据本发明第五实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图；图7是示意地表示根据本发明第六实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图；图8是示意地表示根据本发明第七实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图；和图9是示意地表示根据本发明第八实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细地描述本发明的实施例。
图1是示意地表示根据本发明第一实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。
控制阀11包括压力感测部分12，其感测排放压力Pd的快速变化；阀部分13，其感测排放压力Pd和吸入压力Ps之间的压差(Pd-Ps)，从而控制允许从排放腔室流到曲轴箱中的制冷剂的流速；以及螺线管14，其可从外部设定预定值，通过控制阀将压差(Pd-Ps)控制为该预定值，这些部分沿着同一轴线布置。
包括压力感测部分12和阀部分13的主体15，其上部形成有缸16，如图1所示，且该缸16的上端形成有由盖子17关闭的开口。高压端口18形成在主体15中缸16下方的位置处，如图1所示，当将控制阀11安装在可变容积式压缩机中时该高压端口与排放腔室连通。压力感测活塞19以可轴向来回运动的方式布置在缸16中，用于压力调节腔室20的空间与主体15和盖子17一起限定在缸16的上部中。压力调节腔室20构造为通过缸16和压力感测活塞19之间的预定间隙与高压端口18连通。在缸16的底部中心形成有孔，且中空圆柱形的阀座形成元件21压配在该孔中。该阀座形成元件21具有通道(即，轴向延伸通过其中的阀孔)，以及形成阀部分13的阀座的底端，如图1所示。另外，轴22延伸通过贯穿阀座形成元件21而形成的阀孔，且轴22的一端固定到压力感测活塞19上。
阀元件23以与由阀座形成元件21形成的阀座相对的方式布置成这样，即，阀元件23可打开和关闭阀孔。阀元件23与轴22和活塞杆24一体地形成，轴22的一端固定到压力感测活塞19上，活塞杆24由主体15以可轴向来回运动的方式保持。活塞杆24形成为这样，即，其具有与阀座形成元件21的阀孔的内径相等的外径。此外，活塞杆24沿着其中阀元件23远离阀座形成元件21运动的方向由弹簧25推动。应注意，当控制阀11安装在压缩机中时，阀元件23布置处的空间与用于向压缩机的曲轴箱供应压力Pc的中压端口26连通，并且弹簧25布置处的空间与用于接收来自吸入腔室的吸入压力Ps的低压端口27连通。
如图1所示，主体15具有形成于其下部中心的孔。带底套筒28的开口边缘与该孔紧密相连。带底套筒28具有芯部29，并且螺线管14的柱塞30布置在其中。芯部29通过压配合而固定在主体15下部中心的孔中和带底套筒28中。柱塞30可轴向滑动地布置在带底套筒28中，并且固定于以轴向延伸穿过芯部29的方式设置的轴31的一端上。此外，柱塞30通过弹簧32而被朝向芯部29推动，从而轴31的另一端与活塞杆24的下端面相抵靠，如图1所示。线圈33设置在带底套筒28的外周周围，并且用于向线圈33供应电流的导线34被引向螺线管14的外侧。
在如上所构造的控制阀11中，朝向螺线管14推动阀部分13的活塞杆24的弹簧25的弹簧负载被设定为比朝向阀元件13推动螺线管14的轴31的弹簧32的弹簧负载更大。因此，当螺线管14不通电时，阀部分13的阀元件23远离阀座形成元件21，因此阀部分13保持为完全打开状态。此时，已经以排放压力Pd从压缩机的排放腔室引入到高压端口18的高压制冷剂穿过处于完全打开状态的阀部分13，并且从中压端口26流到曲轴箱中。这使得曲轴箱中的压力Pc接近于排放压力Pd，从而使得压缩机以最小排放容量操作。
当启动汽车空调或当制冷负载最大时，向螺线管14供应的电流值最大。此时，由芯部29以最大吸引力吸引柱塞30，以使阀部分13的活塞杆24由固定在柱塞30上的轴31沿着阀关闭方向抵抗弹簧25的推动力被推动，从而阀元件23座靠在阀座形成元件21上，以使阀部分13处于完全关闭状态。此时，以排放压力Pd引入到高压端口18的高压制冷剂被处于完全关闭状态的阀部分13阻塞，这使得曲轴箱中的压力Pc接近于吸入压力Ps，从而使得压缩机以最大排放容量操作。
此时，当将供应给螺线管14的电流值设定为预定值时，阀元件23在这样一阀升程位置处停止，在该位置处，沿着阀打开方向推动阀元件23的弹簧25的负载、沿着阀关闭方向推动阀元件23的螺线管14的负载、阀元件23沿着阀打开方向接收的排放压力Pd、和阀元件23沿着阀关闭方向接收的吸入压力Ps平衡。
在上述平衡状态中，当压缩机的转速例如由于发动机的转速增大而增大、以增大压缩机的排放容量时，排放压力Pd增大，而吸入压力Ps减小，因此压差(Pd-Ps)增大，从而使得沿着阀打开方向的力作用在阀元件23和活塞杆24上，由此从平衡位置提升阀元件23，从而允许制冷剂以增大的流速从排放腔室流入曲轴箱中。结果，曲轴箱中的压力Pc增大，从而使得压缩机沿着其排放容量减小的方向操作，由此通过螺线管14将压差(Pd-Ps)控制为预定值。当发动机的转速减小时，所述控制阀进行与上述操作相反的操作，从而控制压缩机，以使压差(Pd-Ps)变得与由螺线管14设定的预定值相等。
如上所述，在车辆以接近恒定速度巡航的情况下，当压缩机的转速稍微改变时，压力感测部分12不灵敏，并执行与用于可变容积式压缩机的传统控制阀相同的操作。下面，将描述控制阀11在其中所述压缩机的转速由于发动机转速的快速变化而快速变化的情况(如车辆突然加速或减速时的情况)下的操作。
图2是用于说明在压缩机的转速快速增大的情况下用于可变容积式压缩机的控制阀的操作的图表。
当压缩机例如以800rpm(转/分钟)的转速稳定操作时，如果转速已经增大到2000rpm的转速，则阀升程由于排放压力Pd的增大和吸入压力Ps的减小而增大，结果，控制阀11使曲轴箱中的压力Pc增大。此时，如图2中的虚线所示，在具有高灵敏度的压缩机中，趋于出现阀升程、排放压力Pd、曲轴箱中的压力Pc以及吸入压力Ps的过调(overshoot)，这会导致振荡现象。
当出现过调时，压力感测部分12在压力感测活塞19处接收快速增大的排放压力Pd，该压力感测活塞19的压力接收面积充分大于阀元件23的压力接收面积。相反地，在压力调节腔室20中，保持压力Pd(av)，该压力为在其快速增大前排放压力Pd的平均压力，因此，压差(Pd-Pd(av))产生一沿着其中阀元件23离开阀部分13运动的方向作用在压力感测活塞19上的力。该力通过轴22传递给阀元件23，从而通过从快速增大的排放压力Pd减去作用在压力感测部分12上的压差(Pd-Pd(av))而获得的力施加在阀元件23上。结果，如图2中的实线所示，阀升程更缓慢地增大，从而控制阀11使得曲轴箱中的压力Pc更缓慢地增大。之后，在压力感测部分12中，快速增大的排放压力Pd通过在缸16与压力感测活塞19之间的间隙而被迅速引入到压力调节腔室20中，从而压差(Pd-Pd(av))变得等于零。此时，压力感测部分12的功能丧失。这说明压力感测部分12具有用于感测排放压力Pd的快速增大以及暂时使阀部分13沿着阀打开方向的运动减慢的功能，减慢的值与压力的变化程度成比例。这使得控制阀11使压缩机迅速恢复到预定排放容量，而不会造成任何振荡。
尽管以上的描述已经给出了控制阀11在其中压缩机的转速快速增大的情况下的操作，但是当压缩机的转速快速减小时控制阀11以相同的方式操作。更具体地，当压缩机的转速快速减小时，作用在压力感测部分12上的压差(Pd(av)-Pd)用作使得压力感测活塞19朝向阀部分13运动的力。因此，压差(Pd(av)-Pd)用作暂时沿阀打开方向推动阀元件23的力，该阀元件23将沿着阀关闭方向运动。因此，同样当压缩机的转速快速减小时，控制阀11以与其中压缩机转速快速增大的情况完全相反的方式操作。
在如上述构造的控制阀中，压力感测活塞19可以设有流速调节装置，例如活塞环，其具有沿周向切去预定长度的部分，以调整一通道的尺寸，制冷剂通过该通道流入或流出压力调节腔室20，从而控制压力感测部分12的特征。
图3是示意地表示根据第二实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。在图3中，与图1中所示的组成元件功能相同或相当的组成元件由相同的附图标记表示，并且省略了对其的详细说明。
与根据第一实施例的控制阀11不同，控制阀11构造为感测排放压力Pd的快速变化，以控制阀部分13的阀升程，而根据第二实施例的控制阀11a构造为感测供应给曲轴箱的压力Pc的快速变化，以控制阀部分13的阀升程。
为此，在根据第二实施例的控制阀11a中，压力感测部分12设置在与中压端口26连通的空间中，且接收压力Pc的压力感测活塞19固定到与阀元件23一体形成的活塞杆24上。阀座形成元件21具有装配在形成于主体15上端的开口中的凸缘部，如图3所示。压力感测活塞19在阀座形成元件21下方的位置处以可轴向来回运动的方式宽松地装配在主体15中，且由主体15和阀座形成元件21的凸缘部限定了压力调节腔室20的环形空间。另外，压力感测活塞19具有形成在其上部中心的凹部，且该凹部形成有连通孔，从而该凹部通过该连通孔与和中压端口26连通的空间连通。
当如上构造的控制阀11a以预定的阀升程控制压缩机时，如果排放压力Pd快速增大，且吸入压力Ps快速减小，则阀元件23和活塞杆24的相对端之间的压差(Pd-Ps)增大，从而阀升程将增大。这导致在阀部分13下游侧的压力Pc同时快速增大。此时，由于压力感测部分12的压力感测活塞19的压力接收面积充分大于阀元件23的压力接收面积，因此产生了沿着使压力感测活塞19暂时向上运动的方向作用在压力感测活塞19上的力，如图3所示，并且该力使得固定到压力感测活塞19上的活塞杆24沿着阀关闭方向作用。因此，沿着阀关闭方向作用在压力感测活塞19上的力沿着与阀元件23的运动或升程方向相反的方向作用在阀元件23上，该阀元件23将通过增大的压差(Pd-Ps)沿着阀打开方向运动，因此阀升程缓慢增大，且排放压力Pd和曲轴箱中的压力Pc也根据阀升程的缓慢增大而缓慢增大。在短时间内，当压力调节腔室20内的压力变得等于在曲轴箱中的压力Pc时，排放压力Pd、曲轴箱中的压力Pc、吸入压力Ps、和阀升程迅速返回到它们的初始状态而不会产生过调。当然，类似地，同样当压缩机的转速快速减小时，控制阀11a缓慢操作，从而可以使得压缩机快速返回到预定排放容量。
图4是示意地表示根据本发明第三实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。在图4中，与图1中所示的组成元件的功能相同或相当的组成元件由相同的附图标记表示，并且省略了对其的详细说明。
与根据第一实施例的控制阀11和根据第二实施例的控制阀11a不同，控制阀11构造为感测排放压力Pd的快速变化，以控制阀部分13的阀升程，而控制阀11a构造为感测供应给曲轴箱的压力Pc的快速变化，以控制阀部分13的阀升程，根据第三实施例的控制阀11b构造为感测吸入压力Ps的快速变化，以控制阀部分13的阀升程。
为此，在控制阀11b中，压力感测活塞19以这样的方式设置，即，阻塞其中设有弹簧25并与低压端口27连通的空间以及与螺线管14连通的空间，且压力感测活塞19固定到与阀元件23一体形成的活塞杆24上。因此，在控制阀11b中，由主体15、压力感测活塞19、活塞杆24、芯部29、以及轴31限定的空间形成了压力调节腔室20。
当如上构造的控制阀11b以预定的阀升程控制压缩机时，如果排放压力Pd快速增大，且吸入压力Ps快速减小，则阀元件23和活塞杆24的相对端之间的压差(Pd-Ps)增大，从而阀升程增大。这导致吸入压力Ps快速增大。此时，由于压力感测部分12的压力感测活塞19的压力接收面积充分大于阀元件23的压力接收面积，因此产生了沿着使压力感测活塞19向上运动的方向作用在压力感测活塞19上的力，如图4所示，并且该力使得固定到压力感测活塞19的活塞杆24沿着阀关闭方向作用。压力感测活塞19的沿着阀关闭方向的力，沿着与阀元件23的升程方向相反的方向作用在阀元件23上，因此阀升程缓慢增大，这导致排放压力Pd和曲轴箱中的压力Pc也缓慢增大。在短时间内，当压力调节腔室20内的压力变得等于吸入压力Ps时，排放压力Pd、曲轴箱中的压力Pc、吸入压力Ps、和阀升程快速返回到它们的初始状态而不会产生过调。当然，类似地，同样当压缩机的转速快速减小时，控制阀11b缓慢操作，从而可使得压缩机快速返回到预定排放容量。
图5是示意地表示根据本发明第四实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。在图5中，与图1中所示的组成元件功能相同或者相当的组成元件由相同的附图标记表示，并且省略了对其的详细说明。
与根据第一实施例的控制阀11不同，在控制阀11中，压力感测部分12感测排放压力Pd沿增大方向和沿减小方向的快速变化，以控制阀部分13的阀升程，而在根据第四实施例的控制阀11c中，压力感测部分12并不感测排放压力Pd沿增大方向的快速变化，但是灵敏地感测排放压力Pd沿减小方向的快速变化，以控制阀部分13的阀升程。
更具体地，在控制阀11c中，作为压力感测部分12的部件的压力感测活塞19设有止回阀机构(灵敏度切换装置)，用于在当排放压力Pd沿着增大方向快速变化时和当排放压力Pd沿着减小方向快速变化时之间切换灵敏度。该止回阀机构是这样形成的，即，通过在压力感测活塞19中形成一带有台阶部分的、用于在高压端口18和压力调节腔室20之间连通的通道，并且在朝向压力调节腔室20的大直径通道中布置一球形阀元件41，并将片簧42保持在朝向压力调节腔室20的该通道的开口端中，从而防止阀元件41脱开进入压力调节腔室20中。
当如上构造的控制阀11c以预定的阀升程控制压缩机时，如果排放压力Pd快速增大，则设在压力感测活塞19中的止回阀机构由于在排放压力Pd和压力调节腔室20中的压力之间的压差而被立即打开，从而将该压差减小至零。结果，压力感测部分12处于不灵敏状态，从而阀部分13以灵敏地响应排放压力Pd快速增大的方式沿着阀打开方向快速作用，由此使得曲轴箱中的压力Pc更快速地升高，从而压缩机的排放容量被沿着减小的方向被快速控制。
相反地，如果排放压力Pd快速减小，则设在压力感测活塞19中的止回阀机构由于在快速减小的排放压力Pd和压力调节腔室20中的压力Pd(av)之间的压差而关闭，该压力Pd(av)是在排放压力Pd快速减小之前排放压力Pd的平均压力，从而具有大于阀元件23压力接收面积的压力接收面积的压力感测活塞19灵敏地检测到快速减小的排放压力Pd的变化。尽管阀元件23试图响应于排放压力Pd的快速减小而沿着阀关闭方向作用，但是由于压力感测活塞19响应于排放压力Pd的快速变化而立即沿着阀打开方向作用，因此使得阀元件23沿着阀关闭方向的作用变慢。这意味着控制阀11c具有非对称阀打开特性，其对于排放压力Pd沿着增大方向的快速变化灵敏度较高，而对于排放压力Pd沿着减小方向的快速变化灵敏度较低。因此，例如即使压缩机对于排放压力Pd沿着增大方向的快速变化过度响应，以导致排放压力Pd沿着减小方向快速变化，也可以防止压缩机对于排放压力Pd沿着减小方向的快速变化过度响应。这防止了振荡现象的发生。
图6是示意地表示根据本发明第五实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。在图6中，与图5中所示的组成元件相同的组成元件由相同的附图标记表示，并省略了对其的详细说明。
与根据第四实施例的控制阀11c不同，在控制阀11c中，压力感测部分12的止回阀机构设在压力感测活塞19中，且由球形阀形成止回阀的阀元件，而在根据第五实施例的控制阀11d中，压力感测部分12的止回阀机构设在盖17中，且由提升阀形成止回阀的阀元件。
更具体地，在控制阀11d中，如此形成设置在压力感测部分12中的止回阀机构，即，在压力感测部分12的盖17中形成带有台阶部分的通道，从而该通道在用于接收排放压力Pd的空间和压力调节腔室20之间连通，将蘑菇形式的阀元件41设在朝向压力调节腔室20的大直径通道中，将片簧42固定地结合在朝向压力调节腔室20的该通道的开口端中，从而防止阀元件41脱落进入压力调节腔室20中，且还将具有用于将压力感测活塞19沿着离开盖17的方向推动的小负载的弹簧43设在盖17和压力感测活塞19之间。
如上构造的具有压力感测部分12的控制阀11d的操作与根据第四实施例的控制阀11c的操作相同。应注意，尽管在第五实施例中，止回阀机构设在压力感测部分12的盖17中，但其也可以设在主体15中，将压力调节腔室20与暴露于排放压力Pd的一侧隔离。
图7是示意地表示根据本发明第六实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。在图7中，与图6中所示的组成元件相同的组成元件由相同的附图标记表示，并省略了对其的详细说明。
与根据第四和第五实施例的、具有止回阀机构的控制阀11c和11d不同的是，根据第六实施例的控制阀11e包括灵敏度切换机构，该机构可在当排放压力Pd快速增大时和当排放压力Pd快速减小时之间切换灵敏度。
更具体地，在该控制阀11e中，设置在压力感测部分12中的灵敏度切换机构切换制冷剂流流入或流出压力调节腔室20的容易程度，并且压力感测活塞19的外周形状形成为锥形，其中该压力感测活塞的外径从朝向高压端口18侧向压力调节腔室20逐渐增加。因此，在压力感测活塞19的外周和主体15之间的间隙提供了在压力调节腔室20中的该间隙的上端处的最窄的限制部，如图7所示，并且从该限制部到与高压端口18连通的空间的通道截面面积逐渐增大。假定制冷剂通道的截面面积在所述限制部的高压端口侧极大地扩大，且制冷剂从该限制部流入该极大扩大部分中，则在此处形成收缩流。只要在高压端口18中的压力和在压力调节腔室20中的压力之间的压差相同，则压力感测部分12具有这样的特性，即，当压力调节腔室20中的制冷剂在流动被该限制部突然限制后流入高压端口18时的制冷剂流速，比当在高压端口18中的制冷剂在流动被逐渐限制后通过该限制部流入压力调节腔室20时的制冷剂流速小。
当压缩机的转速快速增大以快速增大排放压力Pd时，由于在其增大前在高压端口18中增大的压力与在压力调节腔室20中的压力之间的压差，制冷剂将通过在压力感测活塞19的外周和主体15之间的间隙从朝向高压端口18的一侧流入压力调节腔室20中。反之，当压缩机的转速快速减小以快速减小排放压力Pd时，制冷剂将通过在压力感测活塞19的外周周围的间隙从压力调节腔室20流向高压端口18。在这方面，在当排放压力Pd快速增大时和当排放压力Pd快速减小时之间，流经在压力感测活塞19的外周周围的所述间隙的制冷剂流速存在差别。当排放压力Pd快速增大时，压力调节腔室20中的压力需要较短时间变得与快速增大的排放压力Pd相等，而当排放压力Pd快速减小时，压力调节腔室20中的压力需要较长时间变得与快速减小的排放压力Pd相等。当排放压力Pd快速增大时压力感测活塞19沿着阀关闭方向作用在阀部分13的阀元件23上的力，比当排放压力Pd快速减小时压力感测活塞19沿着阀打开方向作用在阀元件23上的力小，从而当排放压力Pd快速增大时，压力感测部分12变得不太灵敏，由此阀部分13的灵敏度没有很大地减小。另一方面，在排放压力Pd快速减小的过渡期间，压力感测活塞19易于沿着阀打开方向运动，因此压力感测部分12变得更加灵敏。由于在排放压力Pd和吸入压力Ps之间的压差变小，因此将使得阀部分13沿着阀关闭方向操作的力即刻被将使得压力感测部分12沿着阀打开方向操作的力抵消，从而抑制了阀部分13的阀元件23沿着阀关闭方向的运动。结果，阻止了阀部分13沿着排放压力Pd快速减小的方向进行过度响应。这防止了高灵敏度的压缩机由于排放压力Pd的快速变化而导致的振荡现象。
图8是示意地表示根据本发明第七实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。在图8中，与图3中所示的组成元件相同的组成元件由相同的附图标记表示，并省略了对其的详细说明。
与根据第二实施例的控制阀11a不同，在控制阀11a中，压力感测部分12感测供应到曲轴箱的压力Pc沿着压力Pc的增大方向和减小方向的快速变化，以控制阀部分13的阀升程，而在根据第七实施例的控制阀11f中，压力感测部分12并不感测供应到曲轴箱的压力Pc沿着增大方向的快速变化，而只是检测压力Pc沿着减小方向的快速变化，以控制阀部分13的阀升程。
更具体地，在控制阀11f中，作为压力感测部分12的部件的压力感测活塞19设有止回阀机构，用于在当供应到曲轴箱的压力Pc沿着增大方向发生快速变化时和当供应到曲轴箱的压力Pc沿着减小方向发生快速变化时之间切换灵敏度。该止回阀机构是这样形成的，即，通过在压力感测活塞19中形成一带有台阶部分的、用于在中压端口26和压力调节腔室20之间连通的通道，并且在朝向压力调节腔室20的大直径通道中布置一球形阀元件41，并将止动件44装配在朝向压力调节腔室20的该通道的开口端中，从而防止阀元件41脱开进入压力调节腔室20中。
当如上构造的控制阀11f以预定的阀升程控制压缩机时，如果排放压力Pd快速增大，使得阀部分13沿着阀打开方向操作，从而快速增大供应到曲轴箱的压力Pc，则设在压力感测活塞19中的止回阀机构由在曲轴箱中的压力Pc和压力调节腔室20中的压力之间的压差立即打开。因此，由于压力感测部分12没有不利地影响阀部分13的操作，因此阀部分13响应于压力Pc的快速增大而沿着阀打开方向迅速操作，从而使得曲轴箱中的压力Pc更加迅速地增大，由此快速地控制压缩机沿着减小方向的排放容量。
相反地，如果供应到曲轴箱的压力Pc快速减小，则中压端口26中的压力Pc变得低于压力调节腔室20中的压力Pc(av)，该压力Pc(av)是在压力Pc快速减小之前压力Pc的平均压力，从而关闭了设在压力感测活塞19中的止回阀机构。结果，具有大于阀元件23压力接收面积的压力接收面积的压力感测活塞19灵敏地检测压力Pc的快速减小，且排放压力Pd和吸入压力Ps之间的压差变小，从而阀部分13沿着阀关闭方向的操作即刻被压力感测部分12沿着阀打开方向的灵敏作用抑制。
通过该结构，控制阀11f具有非对称阀打开特征，其对于供应到曲轴箱中的压力Pc沿着增大方向的快速变化灵敏度较高，而对于压力Pc沿着减小方向的快速变化灵敏度较低。即使由于排放压力Pd的快速变化导致压力Pc快速变化，也可以防止控制振荡的发生。
图9是示意地表示根据本发明第八实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀的中央纵向剖视图。在图9中，与图4中所示的组成元件相同的组成元件由相同的附图标记表示，并省略了对其的详细说明。
与根据第三实施例的控制阀11b不同，在控制阀11b中，压力感测部分12感测吸入压力Ps沿着增大方向和减小方向的快速变化，以控制阀部分13的阀升程，而在根据第八实施例的控制阀11g中，压力感测部分12并不感测吸入压力Ps沿着减小方向的快速变化，而只是灵敏地检测吸入压力Ps沿着增大方向的快速变化，以控制阀部分13的阀升程。
更具体地，在控制阀11g中，作为压力感测部分12的部件的压力感测活塞19设有止回阀机构，用于在当吸入压力Ps沿着增大方向发生快速变化时和当吸入压力Ps沿着减小方向发生快速变化时之间切换灵敏度。该止回阀机构是这样形成的，即，通过在压力感测活塞19中形成一带有台阶部分的、用于在低压端口27和压力调节腔室20之间连通的通道，并且在朝向低压端口27的大直径通道中布置一球形阀元件41，并将止动件44装配在朝向低压端口27的该通道的开口端中，从而防止阀元件41脱开进入与低压端口27连通的空间中。
当如上构造的控制阀11g以预定的阀升程控制压缩机时，如果排放压力Pd的快速增大导致吸入压力Ps快速减小，则设在压力感测活塞19中的止回阀机构由于在吸入压力Ps和压力调节腔室20中的压力之间的压差而立即打开。因此，压力感测部分12没有不利地影响阀部分13的操作，这样阀部分13响应于排放压力Pd的快速增大而沿着阀打开方向迅速操作，从而使得曲轴箱中的压力Pc更加迅速地增大，这样沿着其中压缩机排放容量减小的方向快速控制压缩机。
相反地，如果排放压力Pd的快速减小导致吸入压力Ps的快速增大，则低压端口27中的吸入压力Ps变得高于压力调节腔室20中的压力Ps(av)，该压力Ps(av)是在吸入压力Ps快速增大之前吸入压力Ps的平均压力，从而关闭了设在压力感测活塞19中的止回阀机构。结果，压力感测活塞19灵敏地检测到吸入压力Ps的快速增大，且阀部分13沿着阀关闭方向的操作即刻被压力感测部分12沿着阀打开方向的灵敏作用而抑制。
通过该结构，控制阀11g具有非对称阀打开特征，其对于吸入压力Ps沿着减小方向的快速变化灵敏度较高，而对于吸入压力Ps沿着增大方向的快速变化灵敏度较低。这防止了振荡的发生。
根据本发明的用于可变容积式压缩机的控制阀构造成这样，即当压缩机的转速快速变化时，压力感测部分感测由于压缩机转速的快速变化而引起的压力变化，并使得阀部分沿着阀打开/关闭方向的运动变慢，变慢的值与压力的变化程度成比例。这使得控制阀即使当高灵敏度压缩机经受其转速的快速变化时，也执行稳定的容积控制而不会产生任何振荡。
上述内容只被认为是对本发明的原理的说明。此外，由于对本领域的技术人员而言，可容易地进行各种修改和变化，因此并不希望将本发明限制于所示和所述的具体结构和应用，因此，所有适合的修改及其等价物都可被认为落入在所附权利要求及其等价物中的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于可变容积式压缩机的控制阀，该控制阀构造成感测在压缩机的排放腔室中的排放压力与压缩机的吸入腔室中的吸入压力之间的压差，并且控制允许从该排放腔室流入曲轴箱中的制冷剂的流速，从而改变制冷剂的排放容量，该控制阀包括压力感测部分，其感测由于压缩机转速的快速变化而引起的压力变化，并且使得阀部分沿着阀打开/关闭方向的运动变慢，变慢的值与压力变化的程度成比例。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述压力感测部分包括一布置在高压端口中的压力感测活塞，通过该高压端口引入排放压力，该压力感测活塞用于以比阀元件的压力接收面积大的压力接收面积接收排放压力，还包括一轴，该轴通过一阀孔将一轴向运动传递至所述阀元件，该轴向运动通过由压力感测活塞所接收的、在排放压力和通过压力感测活塞关闭的压力调节腔室中的压力之间的压差而产生。
3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述轴与所述阀元件以及一活塞杆一体地形成，在所述阀元件的一端面处接收排放压力，在该活塞杆的与该一端面相对的端面处接收吸入压力。
4.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述压力感测部分还包括灵敏度切换装置，该装置用于使所述压力感测活塞在排放压力快速增大时通过所述轴作用在阀元件上的力小于在排放压力快速减小时通过所述轴作用在阀元件上的力。
5.根据权利要求4所述的控制阀，其特征在于，所述灵敏度切换装置为设置在穿过压力感测活塞形成的通道中的止回阀，该通道用于在朝向高压端口的一侧与压力调节腔室之间连通，该止回阀用于允许制冷剂从朝向高压端口的所述侧流向压力调节腔室，而阻塞制冷剂从压力调节腔室流向朝向高压端口的所述侧。
6.根据权利要求4所述的控制阀，其特征在于，所述灵敏度切换装置为设置在一通道中的止回阀，该通道形成为穿过与压力感测活塞一起限定压力感测腔室的部件，从而该通道在接收排放压力的一侧与压力调节腔室之间连通，该止回阀用于阻塞制冷剂从接收排放压力的所述侧流向压力调节腔室，而允许制冷剂从压力调节腔室流向接收排放压力的所述侧。
7.根据权利要求4所述的控制阀，其特征在于，所述灵敏度切换装置通过将压力感测活塞的外周形成为锥形而形成，从而一间隙形成为沿着压力感测活塞的外周的通道，该间隙的截面面积从朝向高压端口的所述侧向压力调节腔室逐渐减小。
8.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述压力感测部分具有设置在中压端口中的压力感测活塞，用于以比阀元件的压力接收面积大的压力接收面积接收控制压力，由阀部分控制的控制压力通过该中压端口送入曲轴箱，且其中所述压力感测活塞构造为将一轴向运动传递到所述阀元件，所述轴向运动通过由压力感测活塞接收的、在控制压力和由压力感测活塞关闭的压力调节腔室中的压力之间的压差而引起。
9.根据权利要求8所述的控制阀，其特征在于，所述压力感测部分还包括灵敏度切换装置，该装置用于使该压力感测活塞在控制压力快速增大时作用在阀元件上的力比在控制压力快速减小时作用在阀元件上的力小。
10.根据权利要求9所述的控制阀，其特征在于，所述灵敏度切换装置为设置在穿过压力感测活塞形成的通道中的止回阀，从而该通道在朝向中压端口的一侧与压力调节腔室之间连通，该止回阀用于允许制冷剂从朝向中压端口的所述侧流向压力调节腔室，而阻塞制冷剂从压力调节腔室流向朝向中压端口的所述侧。
11.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述压力感测部分具有设置在低压端口中的压力感测活塞，用于以比阀元件的压力接收面积大的压力接收面积接收吸入压力，吸入压力通过该低压端口被引入，且其中所述压力感测活塞构造为将一轴向运动传递到所述阀元件，该轴向运动通过由压力感测活塞接收的、在吸入压力和由压力感测活塞关闭的压力调节腔室中的压力之间的压差而引起。
12.根据权利要求11所述的控制阀，其特征在于，所述压力感测部分还包括灵敏度切换装置，该装置用于使该压力感测活塞在吸入压力快速增大时作用在阀元件上的力比在吸入压力快速减小时作用在阀元件上的力大。
13.根据权利要求12所述的控制阀，其特征在于，所述灵敏度切换装置为设置在穿过压力感测活塞形成的通道中的止回阀，从而该通道在朝向低压端口的一侧与压力调节腔室之间连通，该止回阀用于允许制冷剂从朝向低压端口的所述侧流向压力调节腔室，而阻塞制冷剂从压力调节腔室流向朝向低压端口的所述侧。
全文摘要
提供了一种用于可变容积式压缩机的控制阀，该控制阀即使在压缩机的转速快速变化时也能快速使高灵敏度的可变容积式压缩机恢复到预定排放容量而不会产生振荡。阀部分基于在排放压力和吸入压力之间的压差来控制制冷剂从排放腔室流到曲轴箱的流速。压力感测部分设在高压端口中，且当具有比阀元件压力接收面积大的压力接收面积的压力感测活塞暴露于排放压力的快速变化时，在排放压力和压力调节腔室中压力之间产生的压差沿着与阀打开/关闭方向相反的方向作用在阀元件上，从而使得阀元件的运动暂时变慢，通过排放压力和吸入压力之间的压差将打开或关闭该阀元件。这可以使得高灵敏度的可变容积式压缩机快速恢复到预定排放容量而不会产生振荡。
文档编号F04B27/14GK1743672SQ20051009384
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月31日 优先权日2004年8月31日
发明者广田久寿 申请人:株式会社Tgk