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CN1288110A - 容量可变型压缩机的控制阀 - Google Patents

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CN1288110A
CN1288110A CN00127087A CN00127087A CN1288110A CN 1288110 A CN1288110 A CN 1288110A CN 00127087 A CN00127087 A CN 00127087A CN 00127087 A CN00127087 A CN 00127087A CN 1288110 A CN1288110 A CN 1288110A
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CN
China
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pressure
control valve
bar
valve
chamber
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Application number
CN00127087A
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太田雅树
川口真广
园部正法
樽谷知二
水藤健
松原亮
安谷屋拓
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
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Publication date
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Abstract

用于容量可变型压缩机的控制阀,包括:阀套(45),界定在阀套(45)中的阀门室(46),阀体(43)。阀体(43)位于阀门室(46)中。压力传感室(48)界定在阀套(45)中。可动壁(54)位于传感室(48)中;分隔出第一压力室(55)和第二压力室(56)。可动壁(54)按照第一压力室(55)和第二压力室(56)之间的压差移动。杆(40)将可动壁(54)的移动传递到阀体(43)上。引导到杆(40)端部周围的压力与引导到第一压力室(55)或第二压力室(56)内的压力为同一类型压力。调节器决定两压力室之间的目标压差。这使压缩机的容量快速改变成为可能。

Description

容量可变型压缩机的控制阀
本发明涉及用于容量可变型压缩机控制容量的控制阀。
典型的汽车空调系统制冷回路包括:冷凝器,其作用为降压装置的膨胀阀,蒸发器及压缩机。压缩机从蒸发器中抽取致冷剂气体并压缩该气体。然后压缩机将该气体排出到冷凝器中。蒸发器在回路中的致冷剂和车厢中的空气之间进行热交换。依据热负荷和制冷负荷,来自蒸发器周围流动空气的热,传递给流经蒸发器的致冷剂。在蒸发器出口处的致冷剂气体的压力表示热负荷的大小。
汽车可变容量斜盘型压缩机,有容量控制机械,用以将蒸发器出口附近的压力(吸气压力Ps)设置成预定的目标吸气压力。该机械通过改变斜盘的倾斜角度,从而致冷剂的流动速率与制冷负荷一致,来调节压缩机容量。为了控制容量,使用了控制阀。控制阀包括为膜盒或膜片的压力传感元件。压力传感器探测吸气压力Ps。阀门开度根据压力传感元件的位移来进行调节,压力传感元件的位移改变了曲轴箱中的压力,或曲轴压力Pc。
施加单一的目标吸气压力的简单控制阀不能准确地控制空调性能。因而引入了电磁控制阀,该电磁控制阀按照引入的外电流大小来改变目标吸气压力。该控制阀包括如螺线管之类的电磁调节器。调节器按照外电流的大小改变作用在压力传感器上的力,从而调节目标吸气压力。
典型的汽车压缩机用发动机驱动。压缩机消耗极大部分的发动机功率(或扭矩)。因此,当发动机上的负载大时,如当汽车加速或上坡时,压缩机容量最小化以减小发动机负载。特别地,输送到电磁控制阀上的电流值调整成,能将目标吸气压力设置为较大值。相应地,为了将实际吸气压力升到目标吸气压力,控制阀动作,从而压缩机容量最小化。
图14展示了吸气压力Ps与压缩机容量Vc之间的关系。根据蒸发器中的热负荷,用多条线展示了这种关系。因此,如果水平线Ps1设置成目标吸气压力Pset,根据热负荷实际容量Vc在一定范围内变化(图14中ΔVc)。例如,当对蒸发器加上过度的热负荷,目标吸气压力Pset的增加可能不会减小发动机负载。既,即使目标吸气压力Pset升高压缩机容量Vc也不会下降到减小发动机负载的程度,除非蒸发器上的热负荷较小。
吸气压力Ps表示蒸发器上的热负荷大小。控制容量可变型压缩机的容量的方法,基于吸气压力适当以将车厢内的温度维持在令人舒服的水平。但是,为了快速减小容量,只基于吸气压力Ps的容量控制不总是适当的。例如,只基于吸气压力Ps的容量控制就不适合于上述容量极限控制过程,因为其中容量必须快速减小,以为加速提供发动机动力。
相应的,本发明的目的为,提供一种不管蒸发器上热负荷状态如何,均能快速和可靠地改变压缩机容量的控制阀。
为达到上述目的,本发明提供了一种用于制冷回路中容量可变型压缩机的控制阀。压缩机包括:曲轴箱,排气压力区,吸气压力区,连接排气压力区和曲轴箱的供气通道,连接吸气压力区和曲轴箱的排气通道。控制阀包括:阀套,界定在阀套中的阀门室。可动阀体位于阀门室中,用以调节供气通道或排气通道的开度。压力传感室界定在阀套中。分隔元件位于传感室中,将压力传感室分隔成第一压力室和第二压力室。位于制冷回路中第一压力监测点处的压力施加在第一压力室。位于制冷回路中第二压力监测点处的压力施加在第二压力室。分隔元件按照第一压力室和第二压力室之间的压差移动。杆有近端和远端。远端连接到分隔元件上,将分隔元件的移动传递给阀体。曲轴箱的压力依据分隔元件和阀体的移动而改变,以控制压缩机的容量。在杆远端周围的压力,为暴露在第一压力室和第二压力室中的压力。促动机械用代表两压力监测点之间目标压差的作用力轴向推动杆。
协同以举例方式展示本发明原理的附图,通过以下说明,本发明的其它方面和其它优点将会显而易见。
具有新颖性的本发明的特征,特别地公布在所附权利要求中。本发明及其目的和优点,参照以下优选实施例的描述和附图,将能更好地理解。附图中:
图1所示为根据本发明第一实施例的斜盘式容量可变型压缩机的横截面图;
图2所示为回路图,大概显示了第一实施例,第三实施例和第四实施例的制冷回路;
图3所示为供图1压缩机用的容量控制阀的横截面图;
图4所示为控制压缩机容量的主要例行程序的流程图;
图5所示为正常控制例行程序的流程图;
图6所示为回路图,大概显示了根据本发明的第二实施例的制冷回路;
图7所示为第二实施例的容量控制阀的横截面图;
图8所示为根据本发明的第三实施例的容量控制阀的横截面图;
图9所示为根据本发明的第四实施例的容量控制阀的横截面图;
图10所示为根据本发明的第五实施例的容量控制阀的横截面图;
图11所示为根据本发明的第五实施例的容量控制阀的横截面图;
图12所示为根据本发明的第六实施例的容量控制阀的横截面图;
图13所示为解释有效压力接受区域的横截面图;
图14所示为吸气压力与容量之间的关系图。
根据本发明第一实施例的汽车空调系统将参照图1到图5进行说明。
图1所示的压缩机为斜盘式容量可变型压缩机。该压缩机包括:缸体1,紧固于缸体1前端面上的前盖部件2,以及紧固于缸体1后端面上的后盖部件4。阀板3位于缸体1和后盖部件4之间。缸体1,前盖部件2,阀板3和后盖部件4相互用螺栓10(只示出一个)紧固在起,形成压缩机外壳。
曲轴箱5界定在缸体1和前盖部件2之间。驱动轴6穿过曲轴箱5,且外壳通过径向轴承8A,8B可转动地支承着驱动轴6。在缸体1的中心形成凹进部分。弹簧7及后止推轴承9B位于凹进部分中。凸耳11在曲轴箱5中紧固在驱动轴6上,以随驱动轴6一起转动。前止推轴承9A位于凸耳11和前盖部件2的内壁之间。后止推轴承9B位于靠近驱动轴6的后端处。后轴承9B和前轴承9A在径向支承着驱动轴6,弹簧7向前推动后轴承9B。
驱动轴6的前端通过动力传递机械PT与外驱动源相连,外驱动源在本实施例中为发动机E。在本实施例中,动力传递机械PT为包括例如,皮带和皮带轮的无离合器机械。也可选择,机械PT为离合器机械(例如,电磁离合器),离合器按照外部输送电流的值有选择地传递动力。
驱动板,在本实施例中为斜盘12,容纳在曲轴箱5中。斜盘12中心形成有孔。驱动轴6在斜盘12中穿过该孔。斜盘12通过导向机械,本实施例中为铰接机械13,与凸耳11相连。铰接机械13包括两个支承臂14(只示出一个)和两个导销15(只示出一个)。各支承臂14从凸耳11后侧伸出。各导销从斜盘12中伸出。斜盘12与凸耳11和驱动轴6一起转动。斜盘12沿驱动轴6滑动,并相对于驱动轴6的轴线倾斜。斜板12有配重12a,对驱动铰接机械13来说,位于驱动轴6的相对侧。
弹簧16位于凸耳11和斜盘12之间。弹簧16将斜盘12推向缸体1,或推向减小斜盘倾斜的方向。由倾斜角θ来定义斜盘12的倾斜,倾斜角θ为斜盘12与垂直于驱动轴6的平面之间的夹角。制动环18于斜盘12之后紧固在驱动轴6上。弹簧17环绕着驱动轴6安装在制动环18与斜盘12之间。当倾斜角θ如图1中虚线所示那样大时,弹簧17不对斜盘12及其它部件施加作用力。当倾斜角θ小,如图1中实线所示那样,弹簧17在制动环18和斜盘12之间被压缩,将斜盘12推向离开缸体1,或推向增加倾斜角θ的方向。弹簧17的一般长度和制动环18的位置的确定,使得当斜盘以最小倾斜角θmin(例如,从1到5度的角)倾斜时,弹簧17不是完全收缩。
缸体孔1a(只示出一个)形成于缸体1中。缸体孔1a关于驱动轴6等角间距安排。缸体孔1a的后端用阀板3封住。每个缸体孔1a互补地容纳一个单头活塞20。每个活塞20和相应的缸体孔1a界定一个压缩室,压缩室的体积随活塞的往复运动而改变。一对闸瓦19将各活塞20的前面部分连接到斜盘12上。因此,通过与角度θ相应的冲程,斜盘12的转动使活塞20作往复运动。
吸气室21和排气室22界定在阀板3和后盖部件4之间。排气室22环绕着吸气室21。阀板3有吸气孔23和排气孔25,与各缸体孔1a相对应。阀板3还有吸气阀瓣24,各对应吸气孔23其中之一,及排气阀瓣26,各对应排气孔25其中之一。吸气孔23将吸气室21和缸体孔1a连在一起。排气孔25将缸体孔1a和排气室22连在一起。
当活塞20从顶部死点位置移动到底部死点位置,在为吸气压力区的吸气室21中的致冷剂气体,经过相应的吸气孔23和吸气阀24流入相应的缸体孔1a中。当活塞20从底部死点位置移动到顶部死点位置,在相应缸体孔1a中的致冷剂气体被压缩到预定压力,并经过相应的排气孔25和排气阀26,被排出到为排气压力区的排气室22中。
发动机E的动力传递到驱动轴6上并使驱动轴6转动。相应地,使以角度θ倾斜的斜盘12转动。通过与角度θ相应的冲程,斜盘12的转动使各活塞20作往复运动。结果,在缸体孔1a中重复着致冷剂气体的吸气,压缩和排气。
斜盘12的倾斜角度θ根据作用到斜盘12上的不同力矩决定。力矩包括旋转力矩,基于转动的斜盘12的离心力;弹簧力矩,基于弹簧16和17的作用力;活塞往复运动的惯性力矩;以及气压力矩。缸体孔1a中的压力和曲轴箱5中的压力(曲轴压力Pc)产生了气压力矩。通过容量控制阀CV改变曲轴压力Pc来调节气压力矩,容量控制阀CV将在下面讨论。相应地,将斜盘12的倾斜角度θ调节到,位于最大倾斜角度θmax和最小倾斜角度θmin之间的角度。配重12a和制动器11a之间的接触,防止了斜盘12从最大倾斜角度θmax再进一步倾斜。当气压力矩在减小斜盘倾斜方向最大化时,最小倾斜角度θmin主要基于弹簧16和17的作用力来决定。
控制曲轴压力Pc的机械,如图1和图2所示包括:排气通道27,供气通道28以及控制阀CV。通道27,28形成于外壳中。排气通道27将吸气室21和曲轴箱5连在一起。供气通道28将排气室22和曲轴箱5连在一起。控制阀CV位于供气通道28中。
控制阀CV改变供气阀的开度,以调节从排气室22到曲轴箱5的致冷剂气体流动速率。曲轴压力Pc的改变,依据从排气室22到曲轴箱5的致冷剂气体流动速率,与从曲轴箱5经排气通道27到吸气室21的致冷剂气体流动速率之间的关系。曲轴压力Pc与缸体孔1a中压力之间的差,按照曲轴压力Pc来改变,曲轴压力Pc改变斜盘12的倾斜角度。这样改变各活塞20的冲程和压缩机容量。
图1展示了汽车空调系统的制冷回路。该制冷回路有斜盘式容量可变型压缩机和外部制冷回路30。制冷回路30包括,例如,冷凝器31,膨胀阀32和蒸发器33。膨胀阀32的开度,基于蒸发器33出口处的热敏管34探测到的温度来进行反馈控制。膨胀阀32输送致冷剂以调节流动速率,致冷剂的量对应于蒸发器33的热负荷。在制冷回路30的下行部分中,提供有管道35,用以将蒸发器33的出口与压缩机的吸气室21相连。在外部制冷回路30上行部分中,提供有管道36,用以将压缩机的排气室22与冷凝器31的入口相连。压缩机从外部制冷回路30的下行部分中抽取致冷剂气体,并将气体压缩。压缩机随后向回路30的上行部分排出压缩气体。
压缩机容量越大,在制冷回路中的致冷剂的流动速率越高。致冷剂的流动速率越高,在回路中单位长度的压力损失越大。既,在制冷回路中两点之间的压力损失,对应于回路中致冷剂的流动速率。通过探测两点P1,P2之间的压差ΔP(t)(ΔP(t)=PsH-PsL),间接地探测到压缩机的容量。在本实施例中,点P1位于排气室22中,并为上行压力监测点。点P2位于管道36中,在离点1为预定距离的位置上,并为下行压力监测点。在点P1处的气压PdH,通过第一压力探测通道37施加到容量控制阀CV上。在点P2处的气压PdL,通过第二压力探测通道38施加到容量控制阀CV上。根据点P1和点P2之间的压差(PdH-PdL),容量控制阀CV执行对压缩机容量的反馈控制程序。
如图3所示,控制阀CV包括入口阀部分和螺线管。入口阀部分调节,连接排气室22和曲轴箱5的供气通道28的开度。螺线管的作用为电磁调节器100,电磁调节器100根据输送的外电流,控制在控制阀CV中提供的杆40。在杆40的远端提供有压差承受部分41。在杆40的大致中间部分提供有阀体43。连接部分42将压差承受部分41连接到阀体43上。杆40还包括导向部分44。阀体43形成了导向部分44的一部分。压差承受部分41的直径d1,连接部分42的直径d2,导向部分44(阀体43)的直径d3,满足下列条件:d2<d1<d3。在与杆40的轴垂直的平面中的压差承受部分41的横截面积SB为π(d1/2)2。在与杆40的轴垂直的平面中的连接部分42的横截面积SC为π(d2/2)2。在与杆40的轴垂直的平面中的导向部分44(阀体43)的横截面积SD为π(d3/2)2
控制阀CV如图3所示有包括帽45a的阀套45,上段45b,及下段45c。阀门室46和传递通道47形成在上段45b中。在上段45b和帽45a之间提供有压力传感室48。
杆40穿过阀门室46,传递通道47以及压力传感室48,并沿控制阀CV的轴移动。根据杆40的位置,阀门室46有选择地与通道47连通或关闭。形成阀套45一部分的壁使传递通道47与压力传感室48完全隔离开。通道47的直径及导孔49的直径,等于杆40的压差承受部分41的直径d1。
固定铁芯62的上表面形成阀门室46的底部。孔51从阀门室46中径向延伸。通过孔51和供气通道28的上行部分,阀门室46与排气室22相连。孔52从传递通道47中径向延伸。通过供气通道28的下行部分和孔52,传递通道47与曲轴箱5相连。因此,形成于控制阀CV中的,孔51,阀门室46,传递通道47和孔52,形成了供气通道28的一部分,供气通道28将排气室22与曲轴箱5相连。
杆40的阀体43位于阀门室46中,传递通道47的直径d1,大于杆40的连接部分42的直径d2,并小于端部44的大直径d3。环绕传递通道47的开口处形成了阀座53,传递通道47的作用为阀孔。如果杆40从如图3所示的位置,或其最低位置,移动到其最高位置,最高位置处阀体43触到阀座53,传递通道47关闭。既,杆40的阀体43作用为入口阀体,其控制供气通道28的开度。在该叙述中,上,为杆40关闭传递通道47所在的方向;下,为杆40打开传递通道47所在的方向。
在压力传感室48中提供有轴向可动壁54,或分隔元件。可动壁54在轴向将压力传感室48分隔成两段,或P1压力室(第一压力室)55,及P2压力室(第二压力室)56。可动壁54将P1压力室55从P2压力室56中分开来。从而P1压力室55与P2压力室56隔绝。在与杆40的轴垂直的平面中的可动壁54的横截面积SA,大于在与杆40的轴垂直的平面中的通道47或导孔49的横截面积SB(SB<SA)。
通过帽45a上形成的P1孔55a和第一压力探测通道37,P1压力室55固定地与排气室22相连,点P1位于排气室22中。通过P2孔56a和第二压力探测通道38,P2压力室56固定地与点2相连,P2孔56a贯穿上段45b。相应地,排气压力Pd引入到P1压力室55中作为压力PdH,位于管道36中的点P2处的压力PdL引入到P2压力室56中。既,如图3所示,可动壁54的上表面暴露于压力PdH中,可动壁54的下表面暴露于压力PdL中。杆40的压差承受部分41的远端或上端,位于P2压力室56中。可动壁54紧固在压差承受部分41的远端。在P2压力室56中提供有阻尼弹簧57,用以将可动壁54推向P1压力室55。
螺线管,或电磁调节器100,按照输送的外部电流控制杆40,电磁调节器100有带封闭端的容纳套61。固定铁芯62装在套61的上部,螺线管室63形成于套61中。螺线管室63容纳可动铁芯64。可动铁芯在螺线管室63中轴向移动。
导孔65轴向贯穿固定铁芯62的中间。导孔65容纳杆40的导向部分44。导向部分44在导孔中轴向移动。间隙(未示出)界定导孔65的壁与导向部分44之间。间隙将阀门室46与螺线管室63相连。因而螺线管室63同阀门室46一样,受到排气压力Pd。
导向部分44的下端,或杆40的近端,装在可动铁芯64中间形成的孔内,并固定到可动铁芯64上。因而可动铁芯64与杆40一起移动。在固定铁芯62和可动铁芯64之间有回复弹簧66。回复弹簧66沿将可动铁芯64从固定铁芯62处分开的方向,或向下,推可动铁芯64。既,回复弹簧66的作用是一种初始化装置,将可动铁芯64和杆40回复到其最低位置。
线圈67环绕着固定铁芯62和可动铁芯64。根据控制器70的指示,驱动电路72向线圈67输送一个表明预定负载比Dt的驱动信号。对应负载比Dt或输送到线圈67中的外电流,线圈67随之产生电磁力F。电磁力F将可动铁芯64吸向固定铁芯62,从而将杆40向上移动。输送到线圈67中的电流,可以通过模拟电流控制程序,负载控制程序,或脉冲宽度调整控制程序(PWM控制程序)来控制,在负载控制程序中负载比在需要时而改变。当负载比Dt变小,控制阀CV的开度变大。既,当负载比Dt变大,控制阀CV的开度变小。
图3中控制阀CV的开度,根据包含阀体43的杆40的位置来决定。控制阀CV的工作条件和特性的确定,与作用到杆40各部分上的力有关。
杆40的压差承受部分41的上侧受到一个向下的力,该力按照P1压力室55和P2压力室56之间的压差(PdH-PdL),以及阻力弹簧向上的力f1的平衡而产生。可动壁54上侧的压力承受面积为SA,可动壁54下侧的压力承受面积为SA-SB。再有,由曲轴压力Pc产生的向上的力,作用在压差承受部分41的下侧,压力承受面积为SB-SC。如果将向下的方向认为是正方向,施加到压差承受部分41上的总的力∑F1,可以用下式(1)表示:
∑F1=PdH·SA-PdL(SA-SB)-f1-Pc(SB-SC)    (1)
杆40的导向部分44承受一个向上的力,该力按照线圈67的电磁力F和回复弹簧66向下的力f2之间的平衡而产生。
作用到阀体43,导向部分44,可动铁芯64上的压力,将参照图13进行说明。就环绕杆40的轴和沿传递通道47壁延伸的假想的圆柱面(图13中以虚线表示〕而言,阀体43的上侧分成两个区域,内区和外区。如图13所示,曲轴压力Pc在内区的横截面积SB-SC上施加轴向向下的力。排气压力Pc在外区的横截面积SD-SB上施加轴向向上的力。再者,排气压力Pd在导向部分44的下侧施加向上的轴向力,该力施加在垂直于导向部分44轴的平面内的横截面积SD上。若将向上的方向认为是正方向,施加到阀体43和导向部分44上的总的力∑F,可用下式(2)表示:
∑F2=F-f2-Pc(SB-SC)-Pd(SD-SB)+Pd·SD
=F-f2-Pc(SB-SC)+Pd·SB    (2)
若假设排气压力Pd只作用到杆40的导向部分44的下侧,等式(2)表明,杆40的有效压力承受面积以下式给出:SD-(SD-SB)=SB。既,承受排气压力Pd的导向部分44的有效压力承受面积,对应于通道47的横截面积SB,而不考虑导向部分44的横截面积SD。当杆或类似部件的相对端承受相同类型的压力,承受压力的对立面面积之差定义为有效压力承受面积。
即使阀体43的横截面积和导向部分44的横截面积为SB,且阀体43插入通道47(其横截面积为SB)中,且如果曲轴压力Pc作用在阀体43上侧,排气压力Pd作用在导向部分44下侧,也能满足等式(2)。
杆40,由以连接部分42相连的压差承受部分41和导向部分44组成。因而杆40在适当的位置停下以满足下列条件:∑F1=∑F2。根据等式(1)、(2),得到下式(3):
(PdH-PdL)SA-Pd·SB+PdL·SB=F-f2+f1    (3)
在本实施例中,点P1位于排气室22中。相应地满足下式,Pd=PdH。若将该等式代入等式(3),则得到等式(4)、(5)。
(PdH-PL)SA-(PdH-PdL)SB=F-f2+f1    (4)
PdH-PdL=(F-f2+f1)/(SA-SB)         (5)
在等式(5)中,只有电磁力F随输送到线圈67中的电流而变化。图3中所示的容量控制阀CV的开度,通过对线圈67执行外部负载控制程序,从而改变P1和P2之间的压差目标值,或ΔP(t)=Pdh-PdL(此为目标压差TPD),来进行调节。换句话说,控制阀CV由外部控制,以改变目标压差TPD。图3所示的控制阀CV的目标压差的确定装置,由电调节器100,回复弹簧66,阻尼弹簧57组成。
等式(5)除了P1和P2之间的压差(PdH-PdL)之外,不包含其它压力参数(包括Pc或Pd的值)。这表明,杆40停下的位置不考虑曲轴压力Pc和排气压力Pd。换句话说,杆40停下的位置不考虑除了P1、P2之间的压差之外的压力参数。故图3的控制阀CV的平稳工作,只与P1和P2之间压差ΔP(t)形成的力,电磁力F,推力f1,f2之间的平衡有关。
以下将说明第一实施例的容量控制阀的工作特性。当输送到线圈67中的电流为空(Dt=0%)时,如图3所示,回复弹簧66将杆40保持在其最低位置。在此状态下,杆40的阀体43与阀座53的间距为最大距离。因而控制阀CV的入口阀部分完全打开。若最小负载比Dt下的电流输送到线圈67中,向上的电磁力F变得大于弹簧66向下的力f2。向上的力(F-f2)与一向下的力一致,该向下的力由P1和P2之间的压差及阻尼弹簧57的力f1之间的平衡决定。相应地,当阀体43相对于阀座53在适当的位置停下,以满足等式(5),因而决定了控制阀CV的开度。这决定了经供气通道28流到曲轴室5中的气体量,以及经排气通道27从曲轴室5中流出的气体量。从而调节了曲轴压力Pc。
只要电磁力F是稳定的,图3的控制阀CV就在对应当前电磁力F的目标压差TPD下工作。若电磁力F根据输送的外部电流而改变,控制阀CV相应地改变目标压差TPD。
如图2和图3所示,汽车空调装置包括控制器70。控制器70包括:中央处理器(CPU),只读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM),及输入/输出(I/O)接口。外部信息探测装置71连接到I/O界面的输入端,驱动电路72连接到I/O接口的输出端。根据外部信息探测装置71提供的各种类型的信息,控制器70计算出负载比Dt。控制器70随之向驱动电路72输出有计算出的负载比Dt的驱动信号。驱动电路72向控制阀CV的线圈输送驱动信号。按照驱动信号的负载比Dt,线圈67产生的电磁力F改变。既,控制阀CV的螺线管,驱动电路72,控制器70,形成了目标压力改变装置,用以根据外部控制信号来改变目标压差TPD。
外部信息探测装置71包括,例如空调开关,温度传感器,温度选择器,车速传感器,发动机转速传感器,加速踏板传感器。特别地空调开关通过司机或乘客手控,来打开或关闭空调。温度传感器探测车厢中的温度Te(t),温度选择器用以为车厢温度选择所要求的目标值Te(set)。车速传感器探测车速V,发动机转速传感器探测发动机转速NE。加速踏板传感器探测角度,或探测在发动机进气歧管中提供的节流阀的开度。角度或节流阀开度反应了加速踏板压下的量。
控制器70执行的对控制阀CV的负载控制程序,将参照图4和5的流程图进行简要说明。
图4流程图所示为控制程序的主要例行程序。特别地,当点火开关(起动开关〕打开,电流输送到控制器70中。控制器70开始计算。首先,在S41中,控制器执行初始设置,或设关于控制阀CV目标压差TPD和负载比Dt的初始或假定值。
在S42中,控制器70判断空调开关是否打开。若S42的判断为肯定的,或空调开关打开,控制器70执行S43的判断。既,在S43中,控制器70根据外部信息判断,汽车是否在非正常工作模式下工作,非正常工作模式中必须执行非正常压缩机容量控制程序。当例如,汽车正上坡,因而把增加的负载加到发动机E上时,执行非正常容量控制程序。当汽车加速,如超车时,也执行非正常容量控制程序。控制器70通过将加速踏板当前压下量与一预定判定值比较,来判断汽车是否在非正常工作模式下工作。加速踏板当前压下量,由外部信息探测装置71来探测。
如果S43的判断为肯定,控制器70执行非正常容量控制程序(S44)。既例如,在判定增加的负载加到发动机E上或汽车加速之后,控制器70在预定时间段ΔT内,将驱动信号的负载比Dt维持在预定值(零)上。只要负载比维持在最小值,或在时间段ΔT内,容量控制阀CV的开度最大。相应地,曲轴压力Pc快速上升,倾斜角θ最小化。这使压缩机容量最小化,从而最小化加在发动机E上的负载。再有,由于预定时间段ΔT较短,在该时间段中,车厢中的温度仍维持在让人舒服的水平。
如判断为否定,或控制器70判定汽车在正常模式下工作,则执行正常容量控制程序RF5。如图4所示,执行完正常控制程序RF5后,控制器70重复判断步骤S42。
图5的正常控制例行程序RF5为,当汽车在正常工作模式下工作时,控制空调性能,或压缩机容量的反馈控制程序。根据压差ΔP(t)=Pdh-PdL,控制阀CV自动改变其开度。在例行程序RF5中,反映目标压差TPD的负载比Dt的改变,与加在蒸发器33上的热负荷有关。步骤S51到S53,防止了当发动机D以较高转速转动时,压缩机卡住。步骤S54到S57,通过改变负载比Dt修正目标压差TPD。
在S51中,控制器70判断,发动机转速NE是否大于预定临界值K。若发动机转速NE大于预定临界值K,压缩机可能有运转问题,如卡住。临界值为例如5,000rpm或6,000rpm。如果步骤S51的判断为肯定,在步骤S52中,控制器70判断当前负载比Dt是否大于预定安全值DtS。只要当前负载比Dt不大于预定安全值DtS,即使发动机E以较高的转速转动,当前压缩机容量也不会超高。负载比Dt的安全值为,例如40%或50%。若步骤S51和S52都为肯定,或若发动仙转速NE大于临界值K,且当前负载比Dt大于安全值DtS,在步骤53中,控制器70指示驱动电路72将当前负载比Dt减小到安全值DtS。相应地,即使当发动机转速NE较高,或大于临界值K时,也能防止压缩机容量过高。在完成步骤53后,或如果步骤S51的判断或步骤S52的判断为否定,控制器70执行步骤S54。
在步骤S54中,控制器70判断温度传感器探测到的温度Te(t)是否大于目标温度Te(set)。如果步骤S54的为否定,在步骤S55中,控制器判断探测温度Te(t)是否小于目标温度Te(set)。若步骤S55的判断为否定,表明探测温度Te(t)等于目标温度Te(set)。因而无需改变负载比Dt,或目标压差TPD。相应地,控制器终止正常控制例行程序RF5。
若步骤54的判断为肯定,表明车厢温度Te(t)较高且作用到蒸发器33上的热负荷较大。在此情况下,控制器70指示驱动电路72用单位量ΔD增加负载比Dt,以达到修正值Dt+ΔD。这增大了螺线管产生的电磁力F,控制阀CV的目标压差TPD也增加。相应地,杆40向上移动,压缩回复弹簧66,从而回复弹簧66向下的力f2与增加的电磁力F一致。换句话说,杆40停下的位置满足等式(5)。控制阀CV或供气通道28的开度因而减小。这减小了曲轴压力Pc,从而减小了曲轴压力Pc和各缸体孔1a中压力之间的差值。斜盘12的倾斜角θ因而增加,以增加压缩机容量。在此状态下,作用在压缩机上的扭矩也增加。当压缩机容量增加,蒸发器33的制冷效率增加。车厢温度Te(t)因而下降,P1和P2的压差增加。
若步骤54的判断为否定且步骤55的判断为肯定,表明车厢温度Te(t)已降到足够程度,并且作用到蒸发器33上的热负荷较小。在此情况下,控制器70指示驱动电路72用单位量ΔD减小负载比Dt,以达到修正值Dt-ΔD。这减小了螺线管产生的电磁力F,控制阀CV的目标压差TPD也减小。相应地,杆40向下移动,拉伸回复弹簧66,从而回复弹簧66向下的力f2与减小的电磁力F一致。换句话说,杆40停下的位置满足等式(5)。控制阀CV或供气通道28的开度因而增大。这增大了曲轴压力Pc,从而增大了曲轴压力Pc和各缸体孔1a中压力之间的差值。斜盘12的倾斜角θ因而减小,以减小压缩机容量。在此状态下,作用在压缩机上的扭矩也减小。当压缩机容量减小,蒸发器33的制冷效率降低。车厢温度Te(t)因而上升,P1和P2的压差减小。
如所述,即使探测温度Te(t)与目标温度Te(set)不一致,通过在步骤S56或S57中改变负载比Dt,也优化了目标压差TPD。这调节了控制阀CV的开度,从而车厢温度Te(t)达到目标温度Te(set)。
第一实施例有以下优点。
在第一实施例中,压缩机容量反馈控制程序,通过直接调节制冷回路中P1和P2之间的压差,或ΔP(t)=Pdh-PdL来执行。因而,不象根据吸气压力Ps来调节控制阀CV开度的情况,本发明的压缩机不受加在蒸发器33上的热负荷影响。相应地,当需要时,容量根据输送的外电流迅速减小,而不考虑作用在蒸发器33上的热负荷。
当汽车在正常工作模式下工作,在图5步骤S54到S57中,决定目标压差TPD的负载比Dt,根据探测温度Te(t)和目标温度Te(set)自动改变。更特别地,通过按照P1和P2之间的压差ΔP(t)调节控制阀开度来控制压缩机容量,使得探测温度Te(t)和目标温度Te(set)之间的差减小。相应地,车厢中的温度维持在所要求的水平。既在第一实施例中,当汽车在正常工作模式下工作时,控制压缩机容量以将车厢温度维持在让人舒服的水平。再有,当汽车在非正常工作模式下工作时,压缩机容量快速改变。
图3的控制阀CV自动控制压缩机容量,从而将P1和P2之间的压差维持在一定的值上。控制阀CV还根据电磁力F随外部控制程序的变化而改变目标压差TPD。
压差承受部分41的横截面积等于导向部分44的有效压力承受面积,为SB。排气压力Pd(PdH)引入到阀门室46,螺线管室63,和P1压力室55中。如上所述,等式(5)不包括由单个压力参数如Pd(PdH)和PdL所定义的值。等式(5)表明,杆40停下的位置依据压差(PdH-PdL)及力f1,f2。换句话说,杆40停下的位置不考虑除压差(PdH-PdL)之外的压力参数。控制阀CV因而能以改善了的准确度来进行控制。
如等式(5)所表明的,杆40停下的位置(调节控制阀CV开度)不考虑曲轴压力Pc。更特别地,传递通道47和导孔49有相等的横截面积SB。相应地,曲轴压力Pc在传递通道47和阀体43之间区域产生的,向上的作用力和向下的作用力相互抵消。杆40因而不考虑曲轴压力Pc而平稳移动。
在图1到图5的实施例中,两个压力监测点P1,P2沿将排气室22连接到冷凝器31的管道36设置。在第二实施例中,如图6和图7所示,点P1,P2沿将冷凝器33连接到压缩机吸气室21的管道35设置。更特别地,下行压力监测点P2位于吸气室21中,上行压力监测点P1位于距P2为预定距离的位置上。
图7的控制阀CV1与图3的控制阀CV有相同的机械结构。但施加到控制阀CV1内部的压力与施加到控制阀CV内部的压力不同。在控制阀CV1中,阀门室46通过孔51与曲轴箱5相连,传递通道47通过孔52与排气室22相连。既,致冷剂气体经阀门室46和传递通道47从排气室22抽入到曲轴箱5中。如图6所示的P1点上的压力PsH施加在P1压力室55中,P2点上的压力PsL(或吸气压力Ps)施加在P2压力室56中。与图3的控制阀一样,图7控制阀的作用为改变目标压差的入口控制阀。
控制阀CV1的开度,随杆40和阀体43的位置而变化,阀体43为入口控制阀体。
压差承受部分41的上侧承受一个向下的作用力,该力由,P1压力室55中的压力PsH和P2压力室中的压力PsL之间的压差(PsH-PsL),和阻尼弹簧57的向上的作用力f1的平衡,来决定。压差承受部分41的上侧承受一个由排气压力Pd产生的向上的作用力。若将向下的方向定义为正方向,施加到压差承受部分41上的总的力∑F1可用下式(6)来表示:
∑F1=PsH·SA-PsL(SA-SB)-f1-Pd(SB-SC)    (6)
杆40的导向部分44承受一个向上的作用力,该力由电磁力F和回复弹簧66向下的作用力f2之间的平衡决定。同第一实施例中一样,阀体43,导向部分44,和承受曲轴压力Pc的可动铁芯64的有效压力承受面积,等于传递通道47的横截面积SB。导向部分44承受一个向上的作用力Pc·SB。阀体43的上侧承受一个由排气压力Pd产生的向下的作用力。若将向上的方向定义为正方向,施加到阀作43和导向部分44上的总的力∑F2可用下式(7)来表示:
∑F2=F-f2+Pc·SB-Pd(SB-SC)    (7)
同图3的控制阀CV一样,杆40停下的位置满足条件:∑F1=∑F2。从等式(6),(7)中可以得到等式(8):
(PsH-PsL)SA-(Pc-PsL)SB=F-f2+f1    (8)
如果压缩机容量维持在较高水平,曲轴压力Pc和吸气压力Ps(PsL)之间的差减小。在此情况下,认为等式(8)中的值SB为无穷小。从而满足以下近似的等式(9)。等式(10)从等式(9)中得出。
(PsH-PsL)SA=F-f2+f1      (9)
PsH-PsL=(F-f2+f1)/SA    (10)
在等式(10)中,只有电磁力F随输送到线圈67中的电流而变化。等式(10)与等式(5)所表明的相同。因而表明,图7控制阀CV1的物理特性与图3控制阀CV的物理特性相同。当控制阀的杆40停在适当位置上,等式(10)得到满足,等式(10)不包括除了P1和P2之间压差(PsH-PsL)之外的其它表明压力的参数(包括Pc和Pd)。因而,与第一实施例一样,图7的控制阀CV1,依照P1和P2之间压差(PsH-PsL),电磁力F,及弹簧力f1,f2,平稳工作。
同第一实施例一样,图7所示控制阀CV1的杆40停下的位置不考虑排气压力Pd。因而第二实施例的控制阀在稳定状态下工作。
图8所示为第三实施例的容量控制阀CV2。与图1到7中对应部件相同的部件,在图8中以相同参考数字表示。故省略了对这些部件的详细说明。
阀套45容纳轴向可动杆40。杆40包括压差承受部分41,连接部分42,阀体部分43,和导向部分44。压差承受部分41的直径等于导向部分44的直径。压差承受部分41的横截面积等于导向部分44的横截面积,为SB。连接部分42的横截面积为SC。
内部通道74贯穿杆40并将压差承受部分41与杆40的下端相连。同图3的控制阀CV一样,排气压力Pd作为PdH引入到P1压力室55中,图2中点P2上的压力作为PdL引入到P2压力室56中。压力PdL通过内部通道74引入螺线管室63中。
在P1压力室55中提供有回复弹簧75,使可动壁54能紧靠在压差承受部分41上。回复弹簧75通过可动壁54向下推杆40。在螺线管室63中提供有止动弹簧76。止动弹簧76使可动铁芯64紧靠在导向部分44上。止动弹簧76通过可动铁芯64向上推杆40。回复弹簧的作用力f2大于止动弹簧76的作用力。
压差承受部分41承受回复弹簧75的向下的推力f2,及承受由于P1和P2压力室55,56中压力的差,和曲轴压力Pc形成的向上的力,而产生的向下的力〔PdH·SA-PdL(SA-SB)〕。压差承受部分41的下侧的压力承受面积为SB-SC。若将向下的方向定义为正方向,施加到压差承受部分41上的总的力∑F1,可以用下式(11)表示:
∑F1=f2+PdH·SA PdL(SA-SB)-Pc(SB-SC)    (11)
导向部分44和阀体43的一部分,承受由曲轴压力Pc产生的向下的作用力,向上的电磁力F,及止动弹簧76向上的作用力f1。承受压力PdL的有效压力承受面积,对应于导向部分44的横截面积SB。导向部分44承受向下的力PdL·SB。若将向上的方向定义为正方向,施加到阀体43和导向部分44上的总的力∑F2,可以用下式(12)表示:
∑F2=F+f1+PdL·SB-Pc(SB-SC)    (12)
杆40为一个整体,由压差承受部分41和阀体43形成,该两部分通过连接部分42相连。因而杆40在适当的位置停下以满足条件:∑F1=∑F2。压差承受部分41与承受曲轴压力Pc的阀体,有相等的压力承受面积(SB-SC)。因而,杆40的移动不受曲轴压力Pc影响。相应的,满足了下式(13)。
PdH·SA-PdL(SA-SB)=F+f1-f2+PdL·SB    (13)
下列等式(14),(15)从等式(13)中得出。
PdH·SA-PdL·SA=F+f1-f2    (14)
PdH-PdL=(F+f1-f2)/SA      (15)
等式(15)与等式(5)所表明的相同。因而表明,图8控制阀CV2的物理特性与图3控制阀CV的物理特性相同。换句话说,图8的回复弹簧75与图3的回复弹簧66等效,且图8的止动弹簧76与图3的阻尼弹簧57等效。与图3的控制阀CV一样,图8的控制阀CV2改变目标压差。在图8的控制阀CV2中,目标压力的确定装置,由调节器100,回复弹簧75,各止动弹簧76组成。
杆40停下的位置不考虑曲轴压力Pc,排气压力Pd(PdH),及压力PdL。相应地,图8的控制阀CV2,依照P1和P2之间压差ΔP(t),电磁力F,及力f1,f2,平稳工作。
图3中所示的施加到邻近杆40下端的区域的压力为PdH,PdH为P1压力室55中的压力。图8中所示的施加到邻近杆40下端的区域的压力为PdL,PdL为P2压力室56中的压力。因此等式(5)中的分母不同于等式(15)中的分母。但在第一实施例的控制阀CV和第三实施例的控制阀CV2中不考虑,压力引入到邻近杆40下端的区域,因杆40一端承受的压力被杆40另一端承受的压力抵消。相应地,杆40停下的位置只依据PdH和PdL之间的压差。
图9所示为根据本发明第四实施例的容量控制阀CV3。控制阀CV3是图8控制阀CV2的变形,在螺线管中采用了阀塞作为调节器。
调节室80形成于阀套下段45c中。法兰状的阀塞81容纳在调节室80中。阀塞81与杆40形成一体,沿控制阀CV3的轴移动。阀塞81将调节室80分成高压室82和低压室83。低压室83与曲轴箱5相连,高压室通过通道84连接到排气压力Pd作用的区域,如排气压力室22。通道84中有阀85,该阀由控制器70控制。在阀塞81和高压室82的壁之间提供有止动弹簧78。与图8中所示第三实施例一样,止动弹簧76通过阀塞81将杆40向上推。限流通道87贯穿阀塞81,将高压室82与低压室83相连。
当杆40向上移动,控制器70指示驱动电路72将阀85打开一段预定时间。从而把压力为排气压力Pd的排出气体,供应到高压室82中。在此状态下,限流通道87阻止高压室82中的压力快速下降。因而减小高压室82中压力与低压室83中压力的差值。这样克服回复弹簧75向下的力,最后将杆40向上移动。当控制器70指示驱动电路72关闭阀85时,高压室82中的气体经过限流通道87和低压室83,流到曲轴箱5中。由于回复弹簧75向下的作用力,阀塞81向下移动。按照回复弹簧75的作用力,杆40在适当的位置停下。如所述,图9所示的控制阀CV3的螺线管作用为调节器100。
在控制阀CV3中,内部通道74将杆40远端或上端周围区域(P2压力室)与邻近杆40近端的区域79相连。杆40远端的横截面积等于杆40近端的横截面积,为SB。因而,与图8的控制阀CV2一样,杆40停下的位置与压力参数PdL无关。再有,杆40不受曲轴压力Pc的影响,曲轴压力Pc作用在压力差承受部分41和阀体43之间,或作用在连接部分42周围。相应地,在第四实施例的控制阀CV3中,杆40也能可靠地停在适当位置。
图10和图11所示为第五实施例的容量控制阀CV4。控制阀CV4为三向型容量控制阀。既,在作为控制流入曲轴箱5气体量的入口控制阀的同时,控制阀CV4还作为控制从曲轴箱5流出气体量的出口控制阀。与图3、7、8和9的控制阀CV、CV1、CV2、CV3的对应部件相同的,图10和图11中的部件,用相同的参考数字表示。故省略了这些部件的详细说明。
杆40容纳在阀套45中并在套45中轴向移动。杆40包括压差承受部分41,阀体部分43,连接部分42,和导向部分44。压力差承受部分41提供在杆40的远端,导向部分44提供在杆40的近端。阀体43与压力差承受部分41做成一体。连接部分42将阀体4连到导向部分44上。压力差承受部分41,阀体43,导向部分44直径相等,横截面积SB相等。连接部分42的横截面积SC小于面积SB。压力差承受部分41的一部分插入P2压力室中,导向部分44的一部分插入螺线管室63中。内部通道74贯穿杆40,将P2压力室56与螺线管室63相连。
导孔49在阀套45中轴向延伸。传递通道47的作用仍为阀门室。导孔65贯穿固定铁芯62,导孔49,65与传递通道47有相等内径,该内径基本上等于压力差承受部分41的外径。导孔49,65与传递通道有相等横截面积。
传递通道47的下部通过孔51与吸气室21相连。传递通道47的上部通过孔52与曲轴箱5相连。如图10所示,由于杆40的阀体43的位置,孔52(或传递通道47的上部),与孔51(或传递通道47的下部)不相通。如图11所示,当孔51与孔52相通时,容量控制阀CV4作用为出口控制阀。换句话说,排气通道27的开度的控制,与限流通道的大小或孔51的开度有关,该限流通道由台阶77和阀体43组成。因而调节了从曲轴箱5流到吸气室21的气体量。
阀体43中提供有第二内部通道78,第二内部通道78从内部通道74中沿杆40的径向延伸。如图11所示,导孔49的壁关闭第二内部通道78。相反,如图10所示,当阀体43的下侧位于台阶77之下且排气通道27关闭,第二内部通道78与孔52相连。在此状态下,压力监测点P2通过压力探测通道38,孔56a,第二压力室56,内部通道74,第二内部通道78,孔52,排气通道27的上升部分,与曲轴箱5相连。压力为PdL在点P2处的气体,从而引入到曲轴箱5中。换句话说,当控制阀CV4在图10所示状态下工作时,控制阀CV4的作用为入口控制阀。在P2压力室56中的压力PdL通过内部通道74施加在螺线管室63中。
图10和图11控制阀CV4的动作如下所述。
当输送到螺线管100的电流为空时,向上的电磁力F也为空。回复弹簧75向下的作用力因而超过止动弹簧76向上的作用力。相应地,如图10所示,杆40位于最低位置(初始位置)。在此状态下,控制阀CV4的作用为入口阀,并且全开。压力监测点P2(见图2)处的气体因而通过内部通道74、78引入到曲轴箱5。这样增加了曲轴压力Pc。
当最小负载比下的电流输送到螺线管100中,杆40向上移动。从而导孔49的壁关闭第二内部通道78。在此状态下,控制阀CV4的作用为出口控制阀并改变目标压差TPD。同第四实施例一样,排气通道27的开度,依据目标压差TPD与P1和P2间的实际压差(PdH-PdL)之间的差值来确定。排气通道27开度的改变,与台阶77和阀体43形成的限流通道的大小有关。通过执行电磁力F的负载控制程序,目标压差TPD改变。
如图11所示,吸气压力Ps作用在连接部分42周围的区域上。吸气压力Ps施加到阀体43上的向上的力Ps(SB-SC),被吸气压力施加到导向部分44上的向下的力Ps(SB-SC)抵消。吸气压力Ps作用在图11的连接部分42周围的区域上,而曲轴压力Pc作用在图8的连接部分42周围的区域上。但作用在图11的杆40上的力,与作用在图8的杆40上的力有相同特性。相应地,同图8的控制阀一样,只要目标压差TPD没有被从外部改变,通过根据目标压差TPD来改变压Pdh-PdL,图10和图11的控制阀CV4改变压缩机容量。
图10和图11的控制阀CV4和图3的控制阀CV,图8的控制阀CV2有相同优点。
图12所示为根据本发明的第六实施例的控制阀CV5。控制阀CV5为图10和图1的控制阀CV4的变形,采用了有阀塞的压力调节器作为螺线管100。控制阀CV5为,图10和11所示控制阀CV4的上半部,与图9所示控制阀CV3下半部的结合。低压室83与吸气室21相连。传递通道47的作用仍旧为阀门室,并与低压室83相连。连接部分42将阀体43连到阀塞81上。连接部分42的横截面积SC小于传递通道47的横截面积SB。连接部分42的一部分插入传递通道47和低压室83中。相应地,曲轴箱5通过孔52,也是阀门室的传递通道47,及低压室83,与吸气室21相连,除非杆40从图12所示状态向下移动用阀体43关闭了通道47。换句话说,在控制阀CV5中,孔52,传递通道47,及低压室83表成了排气通道27的一部分。排气通道27的开度,根据阀体43和台阶77所形成的限流通道大小来调节。与图10和图11中的控制阀CV4一样,控制阀CV5的作用为,改变目标压差TPD的出口控制阀。
当高压室82中的压力等于低压室83中的压力,且回复弹簧75的力大于止动弹簧76的力时,杆40从图12的状态向下移动。阀体43因而关闭传递通道47。在此状态下,压力监测点P2,通过杆40的内部通道74、78与曲轴箱5相连。因而控制阀CV5的作用为出口控制阀。
图12的控制阀CV5,作为入口控制阀和出口控制阀的作用可以选择。控制阀CV5与图10和图11的控制阀CV4有相同优点。
在图8的控制阀CV2和图9的控制阀CV3中,图6点P1处的压力PsH可以施加在第一压力室55中,而图6点P2处的压力PsL可以施加在第二压力室56中。
在图8的控制阀CV2,图9的控制阀CV3中,图10和图11的控制阀CV4,图12的控制阀CV5中,杆40的内部通道74与P1压力室55相连。相应地,施加在P1压力室55中的压力监测点P1处的压力(PdH),被引入到杆40的近端。
压力监测点P1可以位于包括蒸发器33,吸气室21以及蒸发器33和吸气室21之间的通道的吸气压力区的一段中,而压力监测点P2则可以位于该区段中压力监测点P1的下游处。
压力监测点P1可以位于包括冷凝器31,排气室22以及冷凝器31和排气室22之间的通道的排气压力区的一段中,而压力监测点P2则可以位于包括蒸发器33,吸气室21以及蒸发器33和吸气室21之间的通道的吸气压力区的一段中。
压力监测点P1可以位于包括冷凝器31,排气室22以及冷凝器31和排气室22之间的通道的排气压力区的一段中,而压力监测点P2则可以位于曲轴箱5中。作为替换,压力监测点P1可以位于曲轴5中。而压力监测点P2则可以位于包括蒸发器33,吸气室21以及蒸发器33和吸气室21之间的吸气压力区的一段中。也就是说,压力监测点P1,P2并非一定要位于一个起制冷回路主通道作用并包括蒸发器33,吸气室21,缸体孔1a,排气室22和冷凝器31的制冷通路中。换句话说,压力监测点P1,P2并非一定要位于制冷回路中的高压区或低压区中。例如,压力监测点P1,P2可以位于曲轴箱5中。曲轴箱5是制冷回路中的中压区,用于控制压缩机的容量。容量控制回路起制冷回路的辅助回路的作用,并包括供气通道28,曲轴箱5和排气通道27。
本发明能够以许多其它的特殊形式实施而不脱离本发明的精髓和范围,这对该技术的普通技工来说也是显而易见的。因此,本文中的样板和实施例应认为是举例而不是限制,并且本发明不限于在此给出的细节,而是可以在所附权利要求的范围和等同事物中作更改。

Claims (13)

1.一种控制阀,用于制冷回路中的容量可变型压缩机,其中压缩机包括曲轴箱(5);排气压力区;吸气压力区;供气通道(28),用以将排气压力区与曲轴箱(5)连接;排气通道(27),用以将吸气区与曲轴箱(5)连接,控制阀的特征在于:
阀套(45);
界定于阀套(45)中的阀门室(46,47);
位于阀门室(46,47)中的可动阀体(43),用以调节供气通道(28)和排气通道(27)的开度;
界定在阀套(45)中的压力传感室(48);
位于传感室(48)中的分隔元件(54),用以将压力传感室(48)分隔成第一压力室(55)和第二压力室(56),其中设置在制冷回路中的第一压力监测点(P1)处的压力施加在第一压力室(55)中,其中设置在制冷回路中的第二压力监测点(P2)处的压力施加在第二压力室(56)中,其中分隔元件(54)按照第一压力室(55)与第二压力室(56)之间的压差移动;
杆(40),用以将分隔元件(54)的移动传递给阀体(43),其中杆(40)有近端(41)和远端,其中远端与分隔元件(54)相连,其中曲轴箱(5)的压力根据分隔元件(54)和阀体(43)的移动而改变,以控制压缩机的容量,其中杆(40)近端(41)的周围暴露在第一压力室(55)或第二压力室(56)的压力中;
促动机械(100),用代表两个压力监测点(P1,P2)之间压差的作用力,轴向推动杆(40)。
2.根据权利要求1的控制阀,其特征在于:杆(40)远端的横截面积基本上等于杆(40)近端(41)的有效压力承受面积,该有效压力承受面积用以承受在杆(40)近端(41)周围的压力。
3.根据权利要求2的控制阀,其特征在于:杆(40)的远端位于第二压力室(56)中,杆(40)近端(41)的周围暴露在第一压力室(55)的压力中。
4.根据权利要求2的控制阀,其特征在于:杆(40)的远端位于第二压力室(56)中,杆(40)近端(41)的周围暴露在第二压力室(56)的压力中。
5.根据权利要求1到4其中之一的控制阀,其特征在于:杆(40)有连接部分(42),用以将远端与近端(41)相连,其中连接部分(42)的横截面积小于远端的横截面积。
6.根据权利要求5的控制阀,其特征在于:阀套(45)界定一个导孔(49),一个传递通道(47)形成在导孔(49)上,连接部分(42)占据导孔(49),其中阀门室(46,47)和传递通道(47)形成供气通道(28)或排气通道(27)的一部分。
7.根据权利要求6的控制阀,其特征在于:杆(40)的近端(41)的横截面积基本上等于或大于在近端(41)周围的传递通道(47)的横截面积,其中杆(40)的远端的横截面积基本上等于在近端(41)周围的导孔(49)的横截面积,由此远端的承受传递通道(47)的压力的有效压力承受面积基本上等于近端(41)的承受传递通道(47)的压力的有效压力承受面积。
8.根据权利要求1到7其中之一的控制阀,其特征在于:在杆(40)中形成有内部通道(74),用以将第一压力室(55)或第二压力室(56)的压力施加到杆(40)的近端(41)上。
9.根据权利要求1到8其中之一的控制阀,其特征在于:促动机械(100)包括调节器(100),用以容纳杆(40)的近端(41),其中调节器响应外部命令改变施加到杆(40)上的力。
10.根据权利要求9的控制阀,其特征在于:调节器(100)为电磁铁,用以按照输送到电磁铁中的电流值改变电磁力。
11.根据权利要求10的控制阀,其特征还在于:向阀体(43)施加作用力的施力装置(66),其中当没有电流输送到电磁铁中时,该施力装置将阀体(43)和杆(40)移动到增加曲轴箱(5)压力的位置。
12.根据权利要求1到11其中之一的控制阀,其特征在于:分隔元件(54)为在阀套(45)中轴向移动的可动壁。
13.根据权利要求1的控制阀,其特征在于:所述制冷回路有一个冷凝器(31),第一和第二压力监测点(P1,P2)位于包括冷凝器(31),排气压力区以及冷凝器(31)和排气压力区之间的通路的制冷回路的一段中。
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