具有压力限制的压缩机壳体及压缩机的操作方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的具有压力限制的压缩机壳体，以及一种操作制冷剂压缩机的方法。

现有技术

例如用于车辆空调设备中的压缩机的壳体，其以以下方式构造：该壳体部件通常承受最大运行压力的两倍而不破裂。最大运行压力由压力限制元件来确定。已知压力限制元件的不同实施方式。应该对具有受到吸入压力(低压)作用的压力室的壳体部件或者具有受到输出压力(高压)作用的压力室的壳体部件加以区分。本发明涉及受到低压作用的壳体部件。在制冷回路中，与压力保护有关的压力限制元件通常构造在压缩机外部，理想地，构造在产生低压的位置。这是膨胀构件。

存在用作壳体部件的连接元件的螺栓，该螺栓承受破裂时产生的压力。对于与制冷剂r744运行的压缩机，由于运行时较高的压力，螺栓拧紧力显著大于与制冷剂r134a运行时的螺栓拧紧力，因此需要具有更大螺纹直径的螺栓。螺旋拧紧力在局部导致较高的形变并且因此导致张紧状态，特别是对于在壁厚和重量方面优化的铝制壳体而言。

例如，从de102008041391a1已知超高强度螺栓连接，并且该超高强度螺栓连接按照根据vda235-205的强度等级14.8//15.8//16.8标准化。超高强度螺栓由其材料质量限定，其中螺栓可以处于预紧状态。随着超高强度螺栓的使用，同样的力连接需要的螺栓更少或者可以使用直径更小的螺栓。这提供了在结构空间和重量方面的优势。这可以节约所有连接的成本。

wo9956019a1公开了一种实现内部压力限制的液压泵。在这种情况下，使用螺栓将布置在壳体中的盖固定至凸缘并且螺栓以以下方式预紧：在一个选定的压力下，盖抬升形成裂缝并且因此降低超压。在这种情况下，液体不会泄漏到外部。

本发明的目的是提供一种用于空调压缩机的壳体，该壳体由轻质结构构成的并且能够在不产生破坏的情况下降低额外超压。

通过一种至少包括两个壳体部件的空调压缩机的壳体来实现该目的，其中，该至少两个壳体部件相互密封并且通过螺栓相互连接，其中，壳体部件由铝和/或铝合金构成并且螺栓是超高强度螺栓。

当壳体部件之间存在足够高的表面压力时，有利于防止凸缘上升。

将弹性密封件构造在壳体部件之间也可以是有利的。

壳体部件位于平面密封件区域的壁的平均厚度小于10mm是有利的。作为比较，具有r134a的壁的厚度为4mm至5mm。根据本发明的压缩机在平面密封件区域具有7mm至8mm的壁厚。壳体从螺栓头支撑区域到平面密封件区域具有相当不同的壁厚。夹紧的气缸体构成厚板和气缸盖，该气缸盖包含螺纹盲孔并且也具有薄壁。

在这种情况下，螺栓优选为根据vda235-205强度等级14.8//15.8//16.8的超高强度螺栓。

有利地，该螺栓具有m7mm或m8mm的直径。

附图说明

在下文中，参考附图以示例的方式描述本发明。

图1是本示例性实施方式的示意图。

图2展示进一步的细节。

根据本发明的空调压缩机1包括通过超高强度螺栓3相互连接的壳体部件2。在这种情况下，两个壳体部件或多个壳体部件的连接的一种变形如图2构造，其中螺栓3几乎在压缩机的全部结构高度上延伸。壳体部件以及壳体部件的连接和密封件在使用r744时必须经受住高达100bar的内部压力。

壳体部件2通过平面密封件定位成一个壳体部件在另一个壳体部件上面，并且壳体部件处于相互密封的状态。为了使平面密封件受到均匀的挤压，螺栓的数量至少对应于活塞的数量，因为螺栓在使用活塞式压缩机时布置在活塞之间。活塞数量少于6个时，在活塞之间存在多个螺栓也是可能的。

超高强度螺栓的使用以及螺栓连接的构造以以下方式进行：当超过限定的压力时，位于壳体部件之间的平面密封件的表面压力不足以密封，使得泄漏发生并且因此不会进一步地发生显著的压力增加。因此，产生了安全功能，该安全功能作为对于其他超压部件的附加功能或者作为单独的安全功能。相较于使用标准螺栓，uhs螺栓由于具有较大的断裂延伸率和较高的明显屈服点，使所述压力限制装置能够实现可逆行为。

螺栓旨在以以下方式构造：螺栓承受破裂压力从而吸收部件误差和装配误差，以便能够确保所述的安全功能。破裂压力应该高于安全功能的响应压力并且是安全功能的响应压力的一定倍数，该倍数在1.1至1.8之间。

经过淬火和回火的螺栓(uhs螺栓)具有高断裂延伸率和高强度。因此可以配置在具有较大的加紧长度、不同的材料配对和热膨胀的特别的螺栓连接中。因此使用超高强度钢螺栓连接铝制壳体部件。

在使用超高强度螺栓时，可以选择小于标准螺栓直径的螺栓直径。因此超高强度螺栓比具有较低强度的并且因此具有较大直径的标准螺栓更柔软。由于螺纹直径更小，超高强度螺栓必然会吸收较低的机械和热辅助拧紧力，这同时导致壳体在螺栓头支撑区域和螺母螺纹内的负载较低。

使用超高强度螺栓连接制冷压缩机的壳体部件的优点是：在这种情况下超高强度螺栓的较小直径导致的较小的结构空间、超高强度螺栓较高等级的韧性以及整个组件较轻的重量。

在制冷剂压缩机运行期间，重要的是，通过铝制或铝合金制壳体部件与超高强度螺栓结合，可以通过对壳体部件之间的接合部进行减压来实现可逆的压力限制功能，以便减小最大运行压力和破裂压力之间的压力。

附图标记清单

1.压缩机

2.壳体部件

3.螺栓

4.平面密封件

技术特征：

技术总结
本发明提出了一种用于与制冷剂R744运行的空调压缩机(1)的壳体，该壳体包括至少两个壳体部件(2)，其中，该至少两个壳体部件(2)相互密封并且通过螺栓(3)相互连接，壳体部件(2)由铝或铝合金构成并且螺栓(3)是根据标准VDA 235‑205的超高强度螺栓。此外，在壳体部件(2)之间能够设置有平面密封件(4)。超高强度螺栓是在破裂的情况下用于进一步确保超压安全功能的装置。

技术研发人员：扬·欣里希斯;赛义德·延纳维;约翰内斯·格罗斯
受保护的技术使用者：麦格纳动力系巴德霍姆堡有限责任公司
技术研发日：2016.01.05
技术公布日：2017.09.26