專利名稱：斜盤式壓縮機活塞組件的潤滑機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷劑壓縮機，更確切地說，涉及一種斜盤式活塞壓縮機，例如一種用于車輛空調(diào)系統(tǒng)中的、帶活塞組件潤滑機構(gòu)的擺盤式活塞壓縮機。
美國專利4，594，055公開了一種擺盤式壓縮機，該壓縮機包括一個具有活塞和連桿的活塞組件，連桿聯(lián)接擺盤活塞。活塞底部有一個球形凹面，以容納連桿一端的球狀部分。該球狀部分進入凹面以后，用一個填隙裝置將球形凹面的底端周邊部分沿徑向朝內(nèi)彎曲，以便牢固地抱住球形部分，但是球形部分仍可沿球形凹面的內(nèi)表面滑動。這樣，在球形凹面的內(nèi)表面和球形部分的外表面之間就形成了一道細微的間隙。上述這種連接方式通常稱之為球窩連接。
為了使球形部分能沿球形凹面的內(nèi)表面平穩(wěn)地滑動，并且在滑動時，為了使球形凹面的內(nèi)表面和球形部分的外表面都不出現(xiàn)不正常的磨損，就需要給上述間隙注入潤滑油。日本實用新型申請公開號01-71178中披露了一種在壓縮沖程期間，從氣缸內(nèi)腔向該間隙提供潤滑油的機構(gòu)。但是在該日本實用新型申請01-71178中，在壓縮沖程期間，潤滑油跟高壓制冷劑氣體一道從氣缸內(nèi)腔進入上述間隙中，由于這種不希望有的高壓制冷劑氣體的影響，就妨礙了球形部分在球形凹面中平穩(wěn)滑動，因此就會使球形凹面的內(nèi)表面和球形部分的外表面出現(xiàn)不正常的磨損。
此外，作為一種解決環(huán)境問題的措施，當(dāng)采用R134a作為壓縮機的制冷劑時，上面所提到的缺點就更加嚴重，因為R134a的潤滑性能比常規(guī)的制冷劑CFC的潤滑性能差。
因此，本發(fā)明的目的是要提供一種斜盤式壓縮機，該壓縮機具有用于活塞組件的球窩連接的改進的潤滑機構(gòu)。
在包括壓縮機殼體的制冷劑壓縮機中，該壓縮機殼體包括一個氣缸體、裝于氣缸體一端的前端板、裝于氣缸體另一端的后端板。該后端板上設(shè)有一個排氣腔和一個吸氣腔，上述氣缸體內(nèi)設(shè)有若干氣缸，曲軸箱位于這些氣缸的前部，氣缸體由上述前端板封閉，活塞可滑動地裝配在各氣缸體內(nèi)，在驅(qū)動機構(gòu)的作用下，活塞在其相應(yīng)的氣缸中作往復(fù)運動。所述驅(qū)動機構(gòu)包括一根驅(qū)動軸，該軸延伸通過前端板上的開口，并可旋轉(zhuǎn)地被支承在該開口中。一個驅(qū)動轉(zhuǎn)盤與驅(qū)動軸固定連接，并隨該驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，一塊斜盤與所述驅(qū)動轉(zhuǎn)盤相連，并圍繞所述驅(qū)動軸配置，一個擺盤裝于上述斜盤上，該擺盤與活塞通過連桿連接，以便使活塞在其各自的氣缸中作往復(fù)運動。連桿的一端有一個球形部分，活塞的底端有一個球形凹面，以便能牢固地容納連接的球形部分，而且連桿的球形部分還能沿球形凹面的內(nèi)表面滑動，每個活塞的外圓周表面上至少有一道環(huán)形槽。至少有一個活塞環(huán)裝于所述至少一道環(huán)形槽中。常溫下，活塞環(huán)的外徑大于活塞的外徑，每個活塞上至少開有一條通道，該通道的一端通至所述各活塞外圓周表面的某一部位，該部位位于所述至少一道槽的前方一段距離，通道的另一端通至球形凹面的內(nèi)表面。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。


圖1為本發(fā)明第一實施例的擺盤式制冷劑壓縮機的垂直剖視面圖;
圖2為圖1所示的活塞組件的放大局部剖視圖;
圖3為圖2所示的活塞組件的放大局部剖視圖，在該圖中標出了制冷劑氣體和潤滑油的流動;
圖4為本發(fā)明的第二實施例，其視圖與圖2相似。
參見圖1，它示出了本發(fā)明第一實施例的斜盤式壓縮機，尤其是一種擺盤式制冷劑壓縮機10的結(jié)構(gòu)。壓縮機10包括圓柱形殼體組件20，該組件包括氣缸體21、位于氣缸體21的一端的前端板23、位于氣缸體21與前端板23之間的曲軸箱22以及安裝在氣缸體21另一端的后端板24。通過一些螺栓(未示出)將前端板23安裝在曲軸箱22前部(圖1的左側(cè))的氣缸體21上。用一些螺栓(未示出)將后端板24安裝在氣缸體21的另一端。閥板25裝于后端板24和氣缸體21之間。開口231處于前端板23的中央，以便通過裝在該開口中的軸承30支承驅(qū)動軸26。驅(qū)動軸26的內(nèi)端部分由裝在氣缸體21的中心孔210中的軸承31可旋轉(zhuǎn)地支承。正如日本專利申請公開號01-142276中所描述的，孔210延伸到氣缸體21的后端表面，以便放置閥控制機構(gòu)19。
凸輪轉(zhuǎn)盤40由銷釘件261固定在驅(qū)動軸26上，并隨軸26一起旋轉(zhuǎn)。在前端蓋23的內(nèi)端表面和凸輪轉(zhuǎn)盤40的相鄰軸端表面之間裝有止推滾針軸承32。凸輪轉(zhuǎn)盤40包括臂41，該臂具有從臂上延伸出的銷釘件42。斜盤50與凸輪轉(zhuǎn)盤40相鄰，該斜盤具有開口53，驅(qū)動軸26穿過此開口。斜盤50的臂51上開有長孔52。凸輪轉(zhuǎn)盤40和斜盤50由銷釘件42連接，該銷釘件插入長孔52中，以形成鉸鏈連接。銷釘件42可在長孔52中滑動，以便能調(diào)節(jié)斜盤50相對于驅(qū)動軸26的縱軸的傾斜位置。
用軸承61和62將擺盤60安裝在斜盤50上，該斜盤可作俯仰運動。叉形滑塊63安裝在擺盤60的外周邊端，并可沿安裝在前端板23與氣缸體21之間的滑軌64滑動。叉形滑塊63防止擺盤60轉(zhuǎn)動，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)盤40旋轉(zhuǎn)時，擺盤60沿著滑軌64作俯仰運動。氣缸體21具有若干沿圓周分布的氣缸內(nèi)腔70，活塞72在其氣缸中作往復(fù)運動，每個活塞72通過其相應(yīng)的連桿73與擺盤60相連。每個活塞72和連桿73基本上構(gòu)成如下面所討論的活塞組件71。
后端板24包括沿圓周布置的環(huán)形吸氣腔241以及位于中心的排氣腔251。閥板25處于氣缸體21和后端板24之間，它包括若干裝有氣門的吸氣口242，這些吸氣口使吸氣腔241與各個氣缸內(nèi)腔70相通。閥板25也包括若干裝有氣門的排氣口252，排氣口252與各自相應(yīng)的氣缸內(nèi)腔70相通。正如Shimizu所取得的美國專利4，011，029中所描述的那樣，吸氣口242和排氣口252都有使用效果良好的簧片閥。
吸氣腔241具有入口部分241a，該入口與外部制冷回路的蒸發(fā)器(未示出)相連。排氣腔251設(shè)有出口部分251a，該出口部分251a與外部制冷回路的冷凝器(未示出)相連。氣缸體21與閥板25的內(nèi)表面之間裝有密封墊27，閥板25的外表面和后端板24之間裝有密封墊28，以便密封氣缸體21、閥板25和后端板24的接觸表面。
圓盤形調(diào)整螺旋件32位于孔210的中心區(qū)，該孔處于驅(qū)動軸26的內(nèi)端部分與閥控制機構(gòu)19之間。將圓盤形調(diào)整螺旋件32擰入孔210中，使其穿過墊片33與驅(qū)動軸26的內(nèi)端表面接觸，通過擰緊和擰松該螺旋件可調(diào)節(jié)驅(qū)動軸26的軸間位置。為了在曲軸箱22與吸氣腔241之間經(jīng)閥控制機構(gòu)19能形成通道150，大體上象上面所提到的日本專利申請公開號01-142276中所描述的那樣，圓盤形調(diào)整螺旋件32和墊片33分別開有中心孔32a和33a。根據(jù)曲軸箱中的壓力使閥控制機構(gòu)19的波紋管193縮短或伸長，以控制通道150的通或斷。
壓縮機10運轉(zhuǎn)時，車輛發(fā)動機通過電磁離合器300帶動驅(qū)動軸26旋轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)盤40隨驅(qū)動軸26一道旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的斜盤50帶動擺盤60作俯仰運動。擺盤60的俯仰運動促使活塞71在其各自的氣缸70中作往復(fù)運動。當(dāng)活塞71往復(fù)運動時，通過入口241a進入吸氣腔241的制冷劑氣體經(jīng)過吸氣口242流入各個氣缸70中，然后制冷劑氣體被壓縮。壓縮后的制冷劑氣體從各氣缸70通過排氣口252被排到排氣腔251，再從排氣腔通過出口251a流入制冷回路中。
根據(jù)蒸發(fā)器熱負荷的變化或者壓縮機轉(zhuǎn)速的變化調(diào)節(jié)壓縮機10的工作容積來使吸氣腔241中的壓力能維持恒定。根據(jù)曲軸箱中的壓力改變斜盤的角度可調(diào)節(jié)壓縮機的工作容積。曲軸箱中壓力增加，減小斜盤的傾斜角，因而擺盤的傾斜角也減小，于是就減小了壓縮機的工作容積。曲軸箱中壓力降低，增大斜盤和擺盤的傾斜角，于是壓縮機的工作容積增加。在壓縮機工作容積控制期間，閥控制機構(gòu)19使蒸發(fā)器出口的壓力保持恒定。
再參見圖2，活塞組件71包括連桿73和圓柱形活塞72，連桿73的兩端分別有二個球形部分73a和73b，活塞72跟連桿73后端(圖1和2的右側(cè))的球形部分73a相連，這在下面還要描述?；钊?2的底部(圖1和2的左側(cè))有下凹部分721。下凹部分721的中心區(qū)進一步凹陷，從而限定出球形凹面722，球形部分73a則被容納在該凹面中。在球形部分73a被容納在球形凹面之后，用一個填隙裝置(未示出)將球形凹面722的底端周邊部分722a沿徑向朝內(nèi)彎曲，以便牢固地抱住球形部分73a，但是球形部分73a仍可沿球形凹面722的內(nèi)表面滑動。這樣，在球形凹面722的內(nèi)表面和球形部分73a的外表面之間就形成了一道細微的間隙“g”。上述在球形部分和球形凹面之間的這種連接方式通常稱之為球窩連接。擺盤60的外周端和連桿73另一端的球形部分73b也采用球窩連接。
正如美國專利4，594，055中所描述的那樣，活塞72在其靠近頂部和底部的外圓周表面上有二道環(huán)形槽701和702。由樹酯制成的錐形活塞環(huán)81及與環(huán)81完全一樣的活塞環(huán)82分別裝配在槽701和702中，以便密封活塞72的外圓周表面和氣缸70的內(nèi)圓周表面。活塞72上有徑向通道74。通道74的一端通向槽701和702之間的活塞72外圓周表面的某一部分，通道的另一端通向球形凹面722的內(nèi)表面。
顯然，盡管在圖1中只給出了一個活塞組件，但在所公開的實施例中可以有若干活塞組件，例如，沿擺盤圓周布置了五個這樣的套筒，以便分別容納該實施例中所采用的五個活塞。
下面將描述本發(fā)明的活塞組件的作用。請參見圖3，在壓縮沖程期間，由活塞72和氣缸70的內(nèi)圓周表面所限定的空間700中的一小部分經(jīng)壓縮的制冷劑氣體流進由活塞環(huán)81的內(nèi)圓周表面和槽701的底表面之間所形成的間隙“G1”，并通過其壓力經(jīng)向地朝外壓活塞環(huán)81。因此，間隙“G1”中的制冷劑氣體又進一步流進由活塞72、氣缸70和活塞環(huán)81、82所限定的空間710，同時由于間隙“G1”的節(jié)流作用，使制冷劑氣體產(chǎn)生壓力降。此外，空間710中的一小部分制冷劑氣體靠其壓力徑向地朝內(nèi)壓活塞環(huán)82，由于活塞環(huán)82的外圓周表面和氣缸70的內(nèi)表面之間所形成的間隙“G2”的節(jié)流作用，上述制冷劑氣體流入曲軸箱22中，同時再一次出現(xiàn)壓力降。而空間710中所剩余的大部分制冷劑氣體通過管道74流入球形凹面722的內(nèi)表面和球形部分73a的外表面之間所形成的間隙“g”，然“g”中的制冷劑氣體再流入曲軸箱22中，同時由于間隙“g”的節(jié)流作用，再次出現(xiàn)壓力降。其結(jié)果是，在壓縮機壓縮沖程期間，中間壓力空間710中的壓力Pb有關(guān)系Pa＞Pb＞Pc，其中Pa為空間700中的壓力，Pc為曲軸箱22中的壓力。
這樣，在壓縮沖程期間，積聚在靠近活塞72頂部外圓周表面附近的潤滑油隨壓力降低了的制冷劑氣體一道通過間隙“G1”流入空間710。此外，由于空間710中的壓力Pb和曲軸箱22中的壓力Pc之間的壓力差的作用，空間710中大部分潤滑油通過通道74流入間隙“g”。由于Pb和Pc之間的壓力差的作用，空間710中剩余的少部分潤滑油流入曲軸箱22中。因此，即使采用R134a作為壓縮機的制冷劑，連桿73的球形部分73a也能平穩(wěn)地沿球形凹面722的內(nèi)表面滑動，球形凹面722的內(nèi)表面和球形部分73a的外表面都不會出現(xiàn)不正常的磨損。
圖4示出了具有本發(fā)明第二實施例的活塞組件的擺盤式制冷劑壓縮機的一部分，該圖中與圖2相同的部件所采用的標號相同。
在第二實施例中，通道741徑向地開在活塞72內(nèi)，該通道的一端有一小直徑部分741a。小直徑部分741a的一端通至球形凹面722的內(nèi)表面，而通道741的另一端通至環(huán)形槽701底表面的中央。因此，在壓縮沖程期間，由于小直徑部分741a的節(jié)流作用，間隙“G1”中的大部分制冷劑氣體通過通道741流入間隙“g”中時出現(xiàn)壓力降，然后，由于間隙“g”的節(jié)流作用，間隙“g”中制冷劑氣體流入曲軸箱22中時又產(chǎn)生壓力降。由于間隙“G1”和“G2”的節(jié)流作用，間隙“G1”中剩下的少部分制冷劑氣體經(jīng)空間710和間隙“G2”流進曲軸箱22中，同時也存在壓力降。
在壓縮沖程期間，積聚在靠近活塞72頂部外圓周表面附近的大部分潤滑油在空間700的壓力Pa與曲軸箱22中的壓力Pc之間的壓力差的作用下，經(jīng)間隙“G1”的一部分以及通道741流進間隙“g”中。因而，象本發(fā)明的第一實施例一樣，即使采用R134a作為壓縮機的制冷劑，連桿73的球形部分73a也能夠平穩(wěn)地沿球形凹面722的內(nèi)表面滑動，球形凹面722的內(nèi)表面和球形部分73a的外表面都不會出現(xiàn)不正常的磨損。
從上述兩個實施例可看到，本發(fā)明適用于帶容積控制機構(gòu)的斜盤式壓縮機，當(dāng)然，本發(fā)明也適用于容積固定的斜盤式壓縮機。
上面結(jié)合優(yōu)選的實施例已對本發(fā)明作了描述，但是這些實施例僅僅是作為例子，并不限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本申請的權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)很容易作出其它種種變換或改型。
權(quán)利要求
1.在包括壓縮機殼體的制冷劑壓縮機中，所述壓縮機殼體包括一個氣缸體、裝于氣缸體一端的前端板、裝于氣缸體另一端的后端板，所述后端板上設(shè)有一個排氣腔和一個吸氣腔，氣缸體上設(shè)有若干氣缸，曲軸箱位于這些氣缸的前端，氣缸體由所述前端板封閉，每個氣缸中都有一個與其滑配的活塞，在驅(qū)動機構(gòu)的作用下，所述活塞各在其相應(yīng)的氣缸中作往復(fù)運動，所述驅(qū)動機構(gòu)包括一根驅(qū)動軸，該軸延伸通過前端板上的開口，并可旋轉(zhuǎn)地被支承在所述開口中，一個驅(qū)動轉(zhuǎn)盤與所述驅(qū)動軸固定連接，并隨該驅(qū)動軸一道旋轉(zhuǎn)，一個斜盤與所述驅(qū)動轉(zhuǎn)盤相連，并圍繞所述驅(qū)動軸設(shè)置，一個擺盤設(shè)置在所述斜盤上，所述擺盤通過一個連桿連接在所述活塞上，以便使所述活塞在所述氣缸中作往復(fù)運動，所述連桿的一端有一個球形部分，所述活塞的底端有一個球形凹面，其作用是牢固地容納所述連桿的所述球形部分，同時允許所述連桿的所述球形部分沿所述球形凹面的內(nèi)表面滑動，每個所述活塞的外圓周表面上至少有一道環(huán)形槽，至少有一個活塞環(huán)裝于所述至少一道環(huán)形槽中，常溫下該活塞環(huán)的外徑大于所述活塞的外徑，其改進在于每個活塞上至少有一條通道，該通道的一端通至每個活塞外圓周表面的某一部位，該部位在所述至少一道槽的前方一段距離，所述通道的另一端通至所述球形凹面的內(nèi)表面。
2.在包括壓縮機殼體的制冷劑壓縮機中，所述壓縮機殼體包括一個氣缸體、裝于氣缸體一端的前端板、裝于氣缸體另一端的后端板，所述后端板上設(shè)有一個排氣腔和一個吸氣腔，氣缸體上設(shè)有若干氣缸，曲軸箱位于這些氣缸的前端，氣缸體由所述前端板封閉，每個氣缸中都有一個與其滑配的活塞，在驅(qū)動機構(gòu)的作用下，所述活塞各在其相應(yīng)的氣缸中作往復(fù)運動，所述驅(qū)動機構(gòu)包括一根驅(qū)動軸，該軸延伸通過前端板上的開口，并可旋轉(zhuǎn)地被支承在所述開口中，一個驅(qū)動轉(zhuǎn)盤與所述驅(qū)動軸固定連接，并隨該驅(qū)動軸一道旋轉(zhuǎn)，一個斜盤與所述驅(qū)動轉(zhuǎn)盤相連，并圍繞所述驅(qū)動軸設(shè)置，一個擺盤設(shè)置在所述斜盤上，所述擺盤通過一個連桿連接在所述活塞上，以便使所述活塞在所述氣缸中作往復(fù)運動，所述連桿的一端有一個球形部分，所述活塞的底端有一個球形凹面，其作用是牢固地容納所述連桿的所述球形部分，同時允許所述連桿的所述環(huán)形部分沿所述球形凹面的內(nèi)表面滑動，每個所述活塞的外圓周表面上至少一道環(huán)形槽，至少有一個活塞環(huán)裝于所述至少一道環(huán)形槽中，常溫下該活塞環(huán)的外徑大于所述活塞的外徑，其改進在于在每個所述活塞上至少有一條具有節(jié)流部分的通道，該通道的一端通至每個所述活塞的所述至少一條環(huán)形槽的底部表面，通道的另一端通至所述球形凹面的內(nèi)表面。
全文摘要
一種具有活塞組件潤滑機構(gòu)的斜盤式壓縮機，包括一個殼體，一個設(shè)有若干氣缸的氣缸體，及一個曲軸箱?；钊跀[盤的作用下在氣缸中作往復(fù)運動。擺盤由凸輪轉(zhuǎn)盤驅(qū)動。每個活塞由連桿連接到擺盤外端圓周的各位置上，活塞和連桿構(gòu)成活塞組件并用球窩連接?；钊耐庵鼙砻嫔现辽儆幸粋€活塞環(huán)。在壓縮沖程期間，活塞上的一條通道的潤滑機構(gòu)將潤滑油連同壓力降低了的制冷劑氣體一道從氣缸輸送到球窩的間隙中。
文檔編號F04B27/10GK1049545SQ90107259
公開日1991年2月27日 申請日期1990年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月26日
發(fā)明者寺內(nèi)清, 清水茂美 申請人:三電有限公司