DE60108009T2

DE60108009T2 - Kontrollverfahren für einen verstellbaren Taumelscheibenkompressor

Info

Publication number: DE60108009T2
Application number: DE60108009T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Kariya-shi Kimura; Satoshi Kariya-shi Umemura; Izuru Kariya-shi Shimizu; Taku Kariya-shi Adaniya; Kazuhiko Kariya-shi Minami
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: CN1333430A; US20020006337A1; BR0103464A; EP1172559B1; EP1172559A3; JP2002021721A; KR100392121B1; DE60108009D1; US6517323B2; EP1172559A2; KR20020005405A; CN1157535C; JP4081965B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängungssteuereinrichtung in einem Kühlmittelkreislauf einer Klimaanlage zur Steuerung der Auslaßverdrängung eines Kompressors mit variabler Verdrängung, bei dem die Auslaßverdrängung entsprechend dem Druck in der Kurbelwellenkammer veränderbar ist.
Allgemein umfaßt eine Verdrängungssteuereinrichtung einen Zuführkanal zur Verbindung einer Kurbelwellenkammer eines Kompressors mit variabler Verdrängung mit einer Auslaßdruckzone, einen Abströmkanal zur Verbindung der Kurbelwellenkammer mit einer Saugdruckzone, und ein Steuerventil zum Steuern des Öffnungsgrades des Zuführkanals. Das Steuerventil steuert den Öffnungsgrad des Zuführkanals, d. h. die Strömungsmenge des in die Kurbelwellenkammer strömenden Kühlmittels. Beispielsweise nimmt die Auslaßverdrängung des Kompressors ab, wenn der Druck in der Kurbelwellenkammer zunimmt. Umgekehrt nimmt die Auslaßverdrängung zu, wenn der Druck in der Kurbelwellenkammer abnimmt.
Beim Steuern des Drucks in der Kurbelwellenkammer durch Steuern der Auslaßverdrängung des Kompressors mittels der Regelung des Zuführkanals, verglichen mit der Steuerung der Auslaßverdrängung des Kompressors mittels Steuerung durch die Regelung des Abströmkanals, kann die Auslaßverdrängung des Kompressors schneller verändert werden, da das Gas in dem Zuführkanal einen höheren Druck aufweist. Somit wird die Kühlleistung der zugeordneten Klimaanlage verbessert.
Wenn beispielsweise der Kompressor mit dem Kühlmittel im flüssigen Zustand in der Kurbelwellenkammer in Betrieb genommen wird, wird das flüssige Kühlmittel der Kurbelwellenkammer in die Saugdruckzone durch den Abströmkanal in einem flüssigen und/oder einem verdampften Zustand infolge, z. B. einer zunehmenden Umgebungstemperatur ausgegeben.
Wenn die Auslaßverdrängung durch Steuern des Öffnungsgrades des Zuführkanals verändert wird, ist jedoch eine feste Begrenzungseinrichtung in dem Abströmkanal zum Vermindern der Durchflußmenge des in die Saugdruckzone strömenden komprimierten Kühlmittelgases vorgesehen. Nach der Inbetriebnahme des Kompressors ist daher der Auslaß des flüssigen Kühlmittels von der Kurbelwellenkammer durch den Abströmkanal relativ gering. Hierdurch wird ein beträchtlicher Teil des flüssigen Kühlmittels in der Kurbelwellenkammer verdampft, wodurch der Druck in der Kurbelwellenkammer übermäßig ansteigt. Dies verlängert die Zeit vom Schließen des Zuführkanals durch das Steuerventil bis die Auslaßverdrängung des Kompressors anfängt zuzunehmen. D. h., die Kühlung wird verzögert.
Die US-A-4,723,891 beschreibt einen Kompressor mit variabler Verdrängung. Dieser Kompressor mit variabler Verdrängung umfaßt die Merkmale des Oberbegriffs des beigefügten Anspruchs 1. Die Arbeitsweise dieses Kompressors erfolgt durch die Steuerung zweier Steuerventile.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdrängungssteuereinrichtung für einen Kompressor mit variabler Verdrängung zu schaffen, mit dem Klimaanlagen mit einer schnellen Kühlleistung in Betrieb genommen werden können.
Diese Aufgabe wird durch einen Kompressor mit variabler Verdrängung gemäss den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen wird am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsfor men zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht eines Taumelscheibenkompressor mit variabler Verdrängung gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Kreislaufdiagramm zur Darstellung eines Kühlmittelkreislaufes gemäss der ersten Ausführungsform;
3 eine Schnittansicht eines ersten in dem Kompressor von 1 vorgesehenen Steuerventils;
4 eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung eines in dem Kompressor von 1 vorgesehenen zweiten Steuerventils;
5 eine Schnittansicht zur Erläuterung eines Betriebs des zweiten Steuerventils von 1;
6 eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung eines zweiten Steuerventils gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung eines zweiten Steuerventils gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine vergrößere Schnittansicht der Umgebung eines zweiten Steuerventils gemäss einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine vergrößere Schnittansicht der Umgebung eines zweiten Steuerventils gemäss einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 eine vergrößere Schnittansicht der Umgebung eines zweiten Steuerventils gemäss einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 eine Schnittansicht eines ersten Steuerventils mit einem darin eingebauten zweiten Steuerventil gemäss einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 eine vergrößere Schnittansicht zur Erläuterung des Betriebs des zweiten Steuerventils von 11;
13 eine Schnittansicht eines ersten Steuerventils mit einem darin eingebauten zweiten Steuerventil gemäss einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 eine vergrößere Schnittansicht der Umgebung des zweiten Steuerventils gemäss einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
15 ein Kreislaufdiagramm zur Darstellung des Aufbaus eines Kühlmittelkreislaufes gemäss eines zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei der ersten bis zehnten Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung bei einer Verdrängungssteuereinrichtung für Taumelscheibenkompressoren mit variabler Verdrängung, die in Fahrzeugklimaanlagen verwendet werden, angewendet. Bei der zweiten bis zehnten Ausführungsform werden nur die von der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Merkmale beschrieben, und gleiche oder entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie in 1 dargestellt, umfaßt ein Taumelscheibenkompressor mit variabler Verdrängung einen Zylinderblock 1, ein mit dem vorderen Ende des Zylinderblocks 1 verbundenes vorderes Gehäuseteil 2, ein mit dem hinteren Ende des Zylinderblocks 1 verbundenes hinteres Gehäuseteil 4, und eine zwischen dem Zylinderblock 1 und dem hinteren Gehäuseteil 4 angeordnete Ventilplatte 3. Der Zylinderblock 1 und das vordere und hintere Gehäuseteil 2 und 4 bilden ein Kompressorgehäuse.
Zwischen dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 2 ist eine Kurbelwellenkammer 5 ausgebildet. In der Kurbelwellenkammer 5 wird eine Antriebswelle 6 gelagert. In der Kurbelwellenkammer 5 ist eine Anschlagsplatte 11 an der Antriebswelle 6 befestigt, die sich zusammen mit der Antriebswelle 6 dreht.
Das vordere Ende der Antriebswelle 6 ist über eine Kraftübertragung PT mit einem Fahrzeugmotor E verbunden. Die Kraftübertragung PT kann eine Kupplung (z. B. eine elektromagnetische Kupplung) sein, die die Kraft entsprechend einer äußeren elektrischen Steuerung übertragen oder unterbrechen kann. Alternativ kann die Übertragung eine kupplungslose Einrichtung sein (z. B. eine Kombination aus Riemen/Riemenscheibe), die keine Kupplungseinrichtung umfaßt und immer Kraft überträgt. Bei dieser Ausführungsform wird eine kupplungslose Kraftübertragung verwendet.
Die Kurbelwellenkammer 5 nimmt eine Taumelscheibe 12 oder eine Antriebsplatte auf. Die Taumelscheibe 12 wird von der Antriebswelle 6 so gelagert, dass die Taumelscheibe 12 längs und geneigt zu der Antriebswelle 6 gleiten kann. Eine Gelenkeinrichtung 13 ist zwischen der Anschlagsplatte 11 und der Taumelscheibe 12 vorgesehen. Die Taumelscheibe 12 ist mit der Anschlagsplatte 11 und der Antriebswelle 6 durch die Gelenkeinrichtung 13 verbunden. Die Taumelscheibe 12 kann sich synchron mit der Anschlagsplatte 11 und der Antriebswelle 6 drehen.
In dem Zylinderblock 1 sind mehrere Zylinderbohrungen 1a (nur eine von ihnen ist in 1 dargestellt) in konstanten winkligen Abständen rings um die Achse L der Antriebswelle 6 ausgebildet. Jede Zylinderbohrung 1a nimmt einen einköpfigen Kolben 20 auf, sodass sich der Kolben 20 in der Zylinderbohrung 1a hin- und herbewegen kann. In jeder Zylinderbohrung 1a wird eine Kompressionskammer ausgebildet, deren Volumen sich entsprechend der Hin- und Herbewegung des Kolbens 20 ändert. Ein Endabschnitt jedes Kolbens 20 ist an einen Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 12 mittels eines Paars von Schuhen 19 angelenkt. Durch dieses Gelenk wird die Drehung der Taumelscheibe 12 in die Hin- und Herbewegung der Kolben 20 entsprechend dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 umgewandelt.
Zwischen der Ventilplatte 3 und dem hinteren Gehäuse 4 sind eine Saugkammer 21 und eine die Saugkammer 21 umgebende Auslaßkammer 22 ausgebildet. Für jede Zylinderbohrung 1a ist die Ventilplatte 3 mit einer Saugöffnung 23, einem Saugventil 24 zum Öffnen und Schließen der Saugkammer 21, einer Auslaßkammer 25 und einem Auslaßventil 26 zum Öffnen und Schließen der Auslaßöffnung 25 versehen. Jede Zylinderbohrung 1a steht mit der Saugkammer 21 über die entsprechende Saugöffnung 23 und mit der Auslaßkammer 22 über die entsprechende Auslaßöffnung 25 in Verbindung.
Wenn sich jeder Kolben 20 von seiner oberen Totpunktlage zu seiner unteren Totpunktlage bewegt, strömt Kühlmittelgas in der Saugkammer 21 in die entsprechende Zylinderbohrung 1a durch die entsprechende Saugöffnung 23 und das Saugventil 24. Wenn sich jeder Kolben 20 von seiner unteren Totpunktlage in seine ober Totpunktlage bewegt, wird das Kühlmittelgas in der entsprechenden Zylinderbohrung 1a auf einen bestimmten Druck komprimiert. Das Kühlmittelgas öffnet das entsprechende Auslaßventil 26 und das Gas wird in die Auslaßkammer 23 ausgegeben.
Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 (der Winkel zwischen einer Ebene senkrecht zur Achse der Antriebswelle 6 und der Taumelscheibe 12) wird auf der Grundlage verschiedener Momente bestimmt, wie z. B. dem Rotationsmoment aufgrund der Zentrifugalkraft der Taumelscheibe 12, dem Trägheitsmoment jedes Kolbens 20 und dem Moment des Gasdrucks. Das Moment des Gasdrucks hängt von der Beziehung zwischen dem Druck in jeder Zylinderbohrung 1a und dem Kurbelwellendruck Pc ab. Das Moment des Gasdrucks erhöht oder vermindert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 entsprechend der Größe des Kurbelwellendrucks Pc.
Bei dieser Ausführungsform steuert eine Verdrängungssteuereinrichtung den Kurbelwellendruck Pc zur Änderung des Gasdruckmoments. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 kann somit zwischen dem minimalen Neigungswinkel (mittels ausgezogener Linie in 1 dargestellt) und dem maximalen Neigungswinkel (mittels gestrichelter Linie in 1 dargestellt) verändert werden.
Die Verdrängungssteuereinrichtung umfaßt einen Abströmkanal 27, einen Zuführkanal 28, ein erstes Steuerventil CV1 und ein zweiten Steuerventil CV2, die alle in dem Gehäuse des Kompressors gemäss 1 vorgesehen sind. Der Abströmkanal 27 verbindet die Kurbelwellenkammer 5 mit der Saugkammer 21, die eine Saugdruckzone darstellt. Das zweite Steuerventil CV2 ist in dem Abströmkanal 27 angeordnet. Der Zuführkanal 28 verbindet die Kurbelwellenkammer 5 mit der Auslaßkammer 22, die eine Auslaßdruck Pd-Zone darstellt. Das erste Steuerventil CV1 ist in dem Zuführkanal 28 angeordnet. Der Zuführkanal 28 umfaßt eine feste Begrenzungseinrichtung 39, die mittels der Ventilplatte 3 ausgebildet ist. Entweder der Abströmkanal 27 oder der Zuführkanal 28 stellen einen Steuerkanal und der andere einen Regelkanal dar.
Durch Steuern des Öffnungsgrades des ersten und zweiten Steuerventils CV1 und CV2 wird der Ausgleich zwischen der Strömungsmenge und des Hochdruckgases, das in die Kurbelwellenkammer 5 durch den Zuführkanal 28 strömt, und die Strömungsmenge des aus der Kurbelwellenkammer 5 durch den Abströmkanal 27 strömenden Gases gesteuert, um den Kurbelwellendruck Pc zu bestimmen. Entsprechend einer Änderung des Kurbelwellendrucks Pc wird die Differenz zwischen dem Kurbelwellendruck Pc und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 1a zum Ändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe 12 verändert. Hierdurch wird der Hub jedes Kolbens 20, d. h. die Auslaßverdrängung, gesteuert.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, besteht der Kühlmittelkreislauf der Klimaanlage für ein Fahrzeug aus dem Kompressor und einem externen Kühlmittelkreislauf 30. Der externe Kühlmittelkreislauf 30 umfaßt zum Beispiel einen Kondensator 31, ein Expansionsventil 32 und einen Verdampfer 33. Das Expansionsventil 32 und der Verdampfer 33 stellen ein Entspannungssystem dar. Der Öffnungsgrad des Entspannungsventils 32 wird rückgekoppelt auf der Basis der mittels eines Temperaturfühlrohres 34 erfaßten Temperatur, das in der Nähe des Auslasses des Verdampfers 33 angeordnet ist, und dem Verdampfungsdruck (dem Druck in der Nähe des Auslasses des Verdampfers 33) gesteuert. Das Expansionsventil 32 führt dem Verdampfer 33 eine flüssige Kühlmittelmenge entsprechend der thermischen Belastung zu und steuert die Strömungsmenge des Kühlmittels in dem externen Kühlmittelkreislauf 30.
In dem externen Kühlmittelkreislauf 30 ist ein ersten Leitungsrohr 35 stromabwärts von dem Verdampfer 33 zur Verbindung des Auslasses des Verdampfers 33 mit der Saugkammer 21 des Kompressors vorgesehen. In dem externen Kühlmittelkreislauf 30 ist ein zweites Leitungsrohr 36 stromaufwärts von dem Kondensator 31 zur Verbindung des Einlasses des Kondensators 31 mit der Auslaßkammer 23 des Kompressors vorgesehen. Der Kompressor zieht das Kühlmittelgas in die Saugkammer 21 von dem stromabwärtigen Ende des externen Kühlmittelkreislaufes 30 und komprimiert es. Dann gibt der Kompressor das komprimierte Gas zu dem stromaufwärtigen Ende des externen Kühlmittelkreislaufes 30 durch die Auslaßkammer 22 aus.
Je größer die Strömungsmenge des in dem Kühlmittelkreislauf strömenden Kühlmittels ist, um so größer ist der Druckverlust pro Einheitslänge des Kreislaufes oder der Leitungen. D. h., der Druckverlust (Druckdifferenz) in dem Bereich zwischen zwei Überwachungspunkten P1 und P2 in dem Kühlmittelkreislauf weist eine positive Beziehung zu der Strömungsmenge des Kühlmittels in dem Kreislauf auf. Durch Erfassen der Druckdifferenz ΔPd zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten P1 und P2 kann daher die Strömungsmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf indirekt erfaßt werden.
Bei dieser Ausführungsform ist der erste Drucküberwachungspunkt P1 in der Auslaßkammer 23 und der zweiten Drucküberwachungskammer P2 in dem zweiten Leitungsrohr 36 in einem bestimmten Abstand von dem ersten Drucküberwachungspunkt P1 vorgesehen. Der Druck PdH an dem ersten Drucküberwachungspunkt P1 wird auf das erste Steuerventil CV1 durch einen ersten Druckerfassungskanal 37 aufgebracht und der Druck PdL an dem zweiten Drucküberwachungspunkt P2 wird dem ersten Steuerventil CV1 durch einen zweiten Druckerfassungskanal 38 aufgebracht.
Wie in 3 gezeigt, umfaßt das erste Steuerventil PV1 einen einlassseitigen Ventilabschnitt und einen Solenoidabschnitt 60. Der einlassseitige Ventilabschnitt steuert den Öffnungsgrad des Zuführkanals 28, der die Auslaßkammer 22 mit der Kurbelwellenkammer 5 verbindet. Der Solenoidabschnitt 60 dient als eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung zur Steuerung einer Betriebsstange 40, die in dem ersten Steuerventil CV1 vorgesehen ist, auf der Grundlage des Niveaus eines von außen aufgebrachten Stroms. Die Betriebsstange 40 weist einen distalen Endabschnitt 41, einen Ventilkörperabschnitt 43, einen Verbindungsabschnitt 42, der den distalen Endabschnitt 41 mit dem Ventilkörperabschnitt 43 verbindet, und einen Führungsabschnitt 44 auf. Der Ventilkörperabschnitt 43 ist ein Teil des Führungsabschnitts 44.
Ein Ventilgehäuse 45 des ersten Steuerventils CV1 umfaßt eine Kappe 45a, einen oberen halben Ventilkörper 45b, und einen unteren halben Ventilkörper 45c. Eine Ventilkammer 46 und ein Verbindungskanal 47 werden in dem oberen halben Teil 45b ausgebildet. Eine Druckfühlkammer 48 ist zwischen dem oberen halben Körper 42b und der Kappe 42a ausgebildet.
In der Ventilkammer 46 und dem Verbindungskanal 47 bewegt sich die Betriebsstange 40 in axialer Richtung.
Die Ventilkammer 46 steht mit dem Verbindungskanal 47 wahlweise entsprechend der Position der Betriebsstange 40 in Verbindung. Der Verbindungskanal 47 ist von der Druckfühlkammer 48 mittels des distalen Endabschnitts 41, der als ein Teil des Ventilgehäuses 45 dient, isoliert.
Die obere Endfläche eines festen Eisenkerns 62 dient als die untere Wand der Ventilkammer 46. Eine sich radial von der Ventilkammer 46 erstreckende Öffnung 51 verbindet die Ventilkammer 46 mit der Auslaßkammer 22 durch einen stromaufwärtigen Teil des Zuführkanals 28. Eine sich radial von dem Verbindungskanal 47 erstreckende Öffnung 52 verbindet den Verbindungskanal 47 mit der Kurbelwellenkammer 5 über einen stromabwärtigen Teil des Zuführkanals 28. Somit dienen die Öffnung 51, die Ventilkammer 46, der Verbindungskanal 47 und die Öffnung 52 als ein Teil des Zuführkanals 28, der die Auslaßkammer 22 mit der Kurbelwellenkammer 5 verbindet und als Steuerkanal dient.
Der Ventilkörperabschnitt 43 der Betriebsstange 40 ist in der Ventilkammer 46 angeordnet. Der innere Durchmesser des Verbindungskanals 47 ist größer als der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 42 der Betriebsstange 40 und kleiner als der Führungsabschnitt 44. D. h., die Querschnittsfläche SB des Verbindungskanals 47 (Querschnittsfläche des distalen Endabschnitts 41 senkrecht zur Achse) ist größer als die Querschnittsfläche des Verbindungsabschnitts 42 und kleiner als die Querschnittsfläche des Führungsabschnitts 44. Rings um den Öffnungsabschnitt des Verbindungskanals 47 ist ein Ventilsitz 53 ausgebildet.
Wenn sich die Betriebsstange 40 von der in 3 dargestellten Stellung (unterste Stellung) zur obersten Stellung bewegt hat, bei der der Ventilkörperabschnitt 43 mit dem Ventilsitz 53 in Berührung tritt, ist der Verbindungskanal 47 geschlossen. Der Ventilkörperabschnitt 43 der Betriebsstange 40 dient als ein einlaßseitiger Ventilkörper (erster Ventilkörper), der wahlweise den Öffnungsgrad des Zuführkanals 28 steuert.
Ein bodenförmiges zylindrisches erstes Druckfühlteil 54 ist in der Ventilfühlkammer 48 vorgesehen und axial bewegbar. Das erste Druckfühlteil 54 unterteilt die Druckfühlkammer 48 in axialer Richtung in zwei Teile, d. h. eine erste und zweite Druckfühlkammer 55 und 56. Das erste Druckfühlteil 54 dient als eine Trenneinrichtung zwischen der ersten und zweiten Druckfühlkammer 55 und 56 und unterbricht die Verbindung zwischen den Kammern 55 und 56. Die Querschnittsfläche SA des ersten Druckfühlteils 54 ist größer als die Querschnittsfläche SB des Verbindungskanals 47.
Die erste Druckkammer 55 nimmt eine erste Feder 50 auf, die als eine Schraubenfeder ausgebildet ist. Die erste Feder 50 drückt das erste Druckfühlteil 54 in Richtung der zweiten Druckkammer 56.
Die erste Druckkammer 55 steht mit der Auslaßkammer 22, in der der erste Drucküberwachungspunkt P1 angeordnet ist, über eine erste in der Kappe 45a ausgebildete Öffnung 57 und den ersten Druckerfassungskanal 37 in Verbindung. Die zweite Druckkammer 56 ist mit dem zweiten Drucküberwachungspunkt P2 durch eine zweite Öffnung 58, die in dem oberen Halbkörper 45b des Ventilgehäuses 45 ausgebildet ist, und dem zweiten Druckerfassungskanal 38 in Verbindung. Somit wird der Druck PdH am ersten Drucküberwachungspunkt P1 auf die erste Druckkammer 55 und der Druck PdL am zweiten Drucküberwachungspunkt P2 auf die zweite Druckkammer 56 aufgebracht.
Der Solenoidabschnitt 60 umfaßt ein unteres zylindrisches Aufnahmerohr 61 mit einem Boden. Ein fester Eisenkern 62 ist in das Aufnahmerohr 61 eingesetzt. Eine Solenoidkammer 63 wird in dem Aufnahmerohr 61 ausgebildet. Die Solenoidkammer 63 nimmt einen bewegbaren Eisenkern 64 auf, der axial bewegbar ist. Eine axiale Führungsöffnung 65 ist in der Mitte des festen Eisenkerns 62 ausgebildet. In der Führungsöffnung 65 ist der Führungsabschnitt 44 der Betriebsstange 40 axial bewegbar.
Ein proximales Ende der Betriebsstange 40 wird in der Solenoidkammer 63 aufgenommen. Ein unteres Ende des Führungsabschnitts 44 ist durch eine durchgehende Öffnung in der Mitte des bewegbaren Eisenkerns 64 eingesetzt, und das untere Ende ist an dem bewegbaren Eisenkern 64 mittels Kröpfen befestigt. Somit wird der bewegbare Eisenkern 64 vertikal zusammen mit der Betriebsstange 40 bewegt.
In der Solenoidkammer 63 ist eine zweite Feder 66 einer Schraubenfeder zwischen dem festen und dem bewegbaren Eisenkern 62 und 64 angeordnet. Die zweite Feder 66 drückt den bewegbaren Eisenkern 64 nach unten, d. h. sie trennt die Richtung, in der der bewegbare Eisenkern 64 sich von dem festen Eisenkern 62 trennt.
Eine Spule 67 ist rings um den festen und bewegbaren Eisenkern 62 und 64 gewickelt. Der Spule 67 wird ein Treibersignal von einem Treiberschaltkreis 71 auf der Grundlage von Befehlen einer Steuereinrichtung 70 zugeführt. Die Spule 67 erzeugt eine elektromagnetische Kraft F, deren Größe von der zugeführten elektrischen Energie abhängt, zwischen dem festen und dem bewegbaren Eisenkern 62 und 64. Der der Spule 67 zugeführte elektrische Strom wird durch Steuern der auf die Spule 67 aufgebrachte Spannung gesteuert. Bei dieser Ausführungsform wird zur Steuerung der aufgebrachten Spannung eine Betriebsspannung verwendet.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, umfaßt die Klimaanlage für ein Fahrzeug die oben erwähnte Steuereinrichtung 70. Die Steuereinrichtung 70 umfaßt eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine I/O-Schnittstelle. Ein äußerer Informationsdetektor 72 ist mit einem Eingang der I/O-Schnittstelle verbunden und der oben erwähnte Treiberschaltkreis 71 ist mit einem Ausgang der I/O-Schnittstelle verbunden.
Die Steuereinrichtung 70 berechnet ein geeignetes Betriebsverhältnis Dt auf der Grundlage verschiedener äußerer von dem externen Informationsdetektor 72 gelieferten Informationen und befiehlt dem Treiberschaltkreis 71, ein Treibersignal bei dem Betriebsverhältnis Dt auszugeben. Der so informierte Treiberschalterkreis 71 gibt dann das Treibersignal zur Spule 67 des ersten Steuerventils CV1. Die elektromagneti sche Kraft F des Solenoidabschnitts 60 des ersten Steuerventils CV1 ändert sich entsprechend dem Betriebsverhältnis Dt des der Spule 67 zugeführten Treibersignals.
Der externe Informationsdetektor 72 umfaßt beispielsweise einen A/C Schalter (Ein/Aus-Schalter der Klimaanlage, der von einem Fahrzeuginsassen bedient wird) 73, einen Temperatursensor 74 zur Erfassung der Temperatur im Fahrzeuginnenraum, und eine Temperatureinstelleinrichtung 75 zur Einstellung der Temperatur in dem Fahrzeuginnenraum.
Wie in den 1 bis 4 dargestellt, ist in dem hinteren Gehäuse 4 eine Aufnahmekammer 80 zum Lagern einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Spule 82 ausgebildet. Das hintere Gehäuse 4 dient als ein Ventilgehäuse für das zweite Steuerventil CV2. Die Spule 82 wird in der Aufnahmekammer 81 aufgenommen und ist axial zur Ventilplatte hin- und von ihr wegbewegbar.
In der Aufnahmekammer 81 wird eine Rückdruckkammer 83 zwischen einer hinteren Fläche der Spule 82 und dem hinteren Gehäuse 4 ausgebildet. Ein Druckerfassungskanal 84 zweigt von dem Zuführkanal 28 ab. Der Druckerfassungskanal 84 verbindet eine Druckerfassungszone K zwischen dem ersten Steuerventil CV1 und der festen Begrenzungseinrichtung 39 mit der Rückdruckkammer 83. Somit wird der Druck Pd' der Druckerfassungszone K in dem Zuführkanal 28 der Rückdruckkammer 83 über den Druckerfassungskanal 84 zugeführt.
Zwischen der Ventilplatte 3 und der Spule 82 ist eine dritte Feder 85 angeordnet. Die dritte Feder 85 drückt die Spule 82 von der Ventilplatte 3 weg. Somit wird die Position der Spule 82 relativ zu der Ventilplatte 3 durch die Kraft f3 der dritten Feder 85 und einer Kraft aufgrund des Kurbelwellendrucks Pc in dem Abströmkanal 27, die beide in 4 nach rechts gerichtet sind, und einer nach links gerichteten Kraft in 4 auf der Grundlage des Drucks Pd' in der Rückdruckammer 83 bestimmt. Die Spule 82 dient als ein zweites Druckfühlteil, das entsprechend dem Druck Pd' der Druckerfassungszone K in dem Zuführkanal 28 versetzt wird.
In bezug auf die Spule 82 ist die wirksame Druckaufnahmefläche für den Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83 gleich der wirksamen Druckaufnahmefläche für den Kurbelwellendruck Pc (beide sind gleich der Querschnittsfläche SC der Spule 82). Die dritte Feder 85 bringt eine geringe Kraft auf und weist eine geringe Federkonstante auf. Somit kommt, wenn der Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83 den Kurbelwellendruck Pc nur ein wenig überschreitet, eine Unterbrechungsfläche 82a der Spule 82 mit der Ventilplatte 3 in Berührung.
Der Abströmkanal 27 weist einen Öffnungsabschnitt 27a auf, der zu einem Raum 82c in der Spule 82 geöffnet ist. Die Spule 82 dient als ein zweiter Ventilkörper, der den Öffnungsgrad des Abströmkanals 27 entsprechend der Versetzung der Spule 82 steuern kann.
In der Unterbrechungsfläche 82a der Spule 82 ist eine sich radial erstreckende Nut 82b mit einem sehr gerin gen Querschnitt ausgebildet. Wenn somit die Unterbrechungsfläche 82a mit der Ventilplatte 3 in Berührung steht, steht der Raum 82c in der Spule 82 durch die Nut 82b mit der Saugkammer 28 in Verbindung.
Bei dem ersten Steuerventil CV1 wird die Position der Betriebsstange 40 in folgender Weise bestimmt. Hierbei werden die Wirkung des Drucks in der Ventilkammer 46, des Drucks des Verbindungskanals 47 und des Drucks in der Solenoidkammer 63 bei der Positionierung der Betriebsstange 40 vernachlässigt.
Wie in 3 dargestellt, wirkt, wenn der Spule 67 kein elektrischer Strom zugeführt wird, die nach unten gerichtete Kraft f1 plus f2 durch die erste und zweite Feder 50 und 66 überwiegend auf die Betriebsstange 40. Somit wird die Betriebsstange 40 an ihrer untersten Position angeordnet und der Verbindungskanal 47 vollständig geöffnet.
Der Kurbelwellendruck Pc ist unter den gegebenen Bedingungen so groß wie möglich. Die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelwellendruck Pc und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 1a wird somit groß. Hierdurch wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 so klein wie möglich, und die Auslaßverdrängung des Kompressors wird ebenfalls so klein wie möglich.
Wenn der Spule 67 ein elektrischer Strom mit dem minimalen Betriebsverhältnis oder größer innerhalb des Variationsbereichs des Betriebsverhältnisses Dt zugeführt wird, wird die nach oben gerichtete magnetische Kraft F größer als die nach unten gerichtete Kraft f1 + f2 durch die erste und zweite Feder 50 und 60, sodass die Betriebsstange 40 nach oben bewegt wird. In diesem Zustand steht die nach oben gerichtete elektro-magnetische Kraft F, die mittels der nach unten gerichteten Kraft f2 der zweiten Feder 66 versetzt wurde, der nach unten gerichteten Kraft auf Grundlage der Druckdifferenz ΔPd, die der nach unten gerichteten Kraft f1 der ersten Feder 50 hinzu addiert wird, entgegen. Somit wird der Ventilkörperabschnitt 43 der Betriebsstange 40 relativ zum Ventilsitz 53 angeordnet, sodass folgende Gleichung erfüllt ist: PdH·SA – Pdl(SA – SB) = F – f1 – fs.
Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit des Motors E abnimmt, wodurch die Strömungsmenge des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf abnimmt, nimmt die Druckdifferenz ΔPd ab und die elektromagnetische Kraft F kann zu dieser Zeit nicht die auf die Betriebsstange 40 einwirkenden Kräfte ausgleichen. Hierdurch bewegt sich die Betriebsstange 40 nach oben, um die nach unten gerichtete Kraft f1 + f2 durch die erste und zweite Feder 50 und 66 zu erhöhen. Der Ventilkörperabschnitt 43 der Betriebsstange 40 wird dann so angeordnet, dass die Erhöhung der Kraft f1 + f2 die Abnahme der Druckdifferenz ΔPd kompensieren kann. Hierdurch wird der Öffnungsgrad des Verbindungskanals 47 vermindert, und der Kurbelwellendruck Pc wird vermindert. Die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelwellendruck Pc und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 1a nimmt ab. Somit nimmt der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 zu, wodurch die Auslaßverdrängung des Kompressors zunimmt. Wenn die Auslaßverdrängung des Kompressors zunimmt, nimmt die Strömungsmenge des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf ebenfalls zu, wodurch die Druckdifferenz ΔPd zunimmt.
Wenn umgekehrt die Drehzahl des Motors E zunimmt und die Strömungsmenge des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf entsprechend zunimmt, nimmt die Druckdifferenz ΔPd zu und die elektromagnetische Kraft F kann zu dieser Zeit nicht die auf die Betriebsstange 40 einwirkenden Kräfte ausgleichen. Hierdurch bewegt sich die Betriebsstange 40 nach unten und der Ventilkörperteil 43 der Betriebsstange 40 wird so angeordnet, dass die Abnahme der nach unten gerichteten Kraft f1 + f2 durch die erste und zweite Feder 50 und 60 die Zunahme der Druckdifferenz ΔPd kompensiert. Hierdurch wird der Öffnungsgrad des Verbindungskanals 47 erhöht, wodurch sich der Kurbelwellendruck Pc erhöht. Die Druckdiferenz zwischen dem Kurbelwellendruck Pc und dem Druck in jeder Zylinderbohrung 1a nimmt daher zu. Somit nimmt der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 ab, und die Auslaßverdrängung des Kompressors nimmt entsprechend ab. Wenn die Auslaßverdrängung des Kompressors abnimmt, nimmt die Strömungsmenge des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf ebenfalls ab, wodurch die Druckdifferenz ΔPd abnimmt.
Wenn beispielsweise das Betriebsverhältnis Dt des der Spule 67 zugeführten elektrischen Stroms zur Erhöhung der elektromagnetischen Kraft F erhöht wird, kann die Druckdifferenz ΔPd zu dieser Zeit nicht die nach oben gerichteten und nach unten gerichteten Kräfte ausgleichen. Hierdurch bewegt sich die Betriebsstange 40 nach oben und der Ventilkörperabschnitt 43 der Betriebsstange 40 wird so angeordnet, dass die Zunahme der nach oben gerichteten Kraft f1 + f2 der ersten und zweiten Feder 50 und 66 die Zunahme der nach oben gerichteten elektromagnetischen Kraft F ausgleichen. Der Öffnungsgrad des Verbindungskanals 47 nimmt daher ab, wodurch sich die Auslaßverdrängung des Kompressors erhöht. Somit wird die Durchflußmenge des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf erhöht, wodurch sich die Druckdifferenz ΔPd erhöht.
Wenn andererseits das Betriebsverhältnis Dt des der Spule 67 zugeführten elektrischen Stroms abnimmt, um die elektromagnetische Kraft F zu vermindern, kann die Druckdifferenz ΔPd zu dieser Zeit nicht die nach oben gerichteten und nach unten gerichteten Kräfte ausgleichen. Hierdurch bewegt sich die Betriebsstange 40 nach unten und der Ventilkörperabschnitt 43 der Betriebsstange 40 wird so angeordnet, dass die Abnahme der nach unten gerichteten Kraft f1 + f2 durch die erste und zweite Feder 50 und 66 die Abnahme der nach oben gerichteten elektromagnetischen Kraft F ausgleicht. Hierdurch wird der Öffnungsgrad des Verbindungskanals 47 erhöht, wodurch die Auslaßverdrängung des Kompressors vermindert wird. Die Durchflußmenge des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf wird somit vermindert, wodurch die Druckdifferenz ΔPd abnimmt.
Wie oben beschrieben, steuert das erste Steuerventil CV1 die Position der Betriebsstange 40 entsprechend der Änderung der Druckdifferenz ΔPd, um einen Soll-Wert der Druckdifferenz ΔPd, der auf der Grundlage der elektromagnetischen Kraft F des Solenoidabschnitts 60 bestimmt wird, aufrecht zu erhalten.
Der Soll-Wert kann zwischen seinem minimalen Wert bei dem minimalen Betriebsverhältnis und seinem maximalen Wert bei dem maximalen Betriebsverhältnis durch Ändern der elektromagnetischen Kraft F verändert werden.
Wie in 5 gezeigt, erreicht der Druck in dem Kühlmittelkreislauf einen gleichförmigen unteren Wert nach einer bestimmten Zeit oder länger, wenn der Motor E angehalten wird. Hierdurch wird der Kurbelwellendruck Pc gleich dem Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83. Somit wird die Spule 82 infolge der Kraft f3 der dritten Feder 85 von der Ventilplatte 3 getrennt, wodurch der Abströmkanal 27 vollständig geöffnet wird.
Wenn der Kompressor in einer allgemeinen Klimaanlage eines Fahrzeugs verwendet wird, kann das flüssige Kühlmittel durch die Saugkammer 21 und den Abströmkanal 27 in die Kurbelwellenkammer 5 fließen, wenn flüssiges Kühlmittel in einem Niederdruckbereich des externen Kühlmittelkreislaufes 30 vorliegt, wenn der Motor E für eine relativ lange Zeit steht. Insbesondere, wenn die Temperatur in dem Fahrgastraum hoch ist, und die Temperatur im Motorraum, in dem der Kompressor angeordnet ist, niedrig ist, kann eine große Menge flüssigen Kühlmittels durch die Saugkammer 21 in die Kurbelwellenkammer 5 fließen und dort verbleiben. Wenn der Motor E betätigt wird, um den Kompressor anzulassen, verdampft das flüssige Kühlmittel infolge der von dem Motor E erzeugten Wärme und dem Rühren durch die Taumelscheibe 12. Hierdurch kann der Kurbelwellendruck PC übermäßig ansteigen, unabhängig vom Öffnungsgrad des ersten Steuerventils CV1.
Wenn beispielsweise das Innere des Fahrgastraums heiß ist und der A/C-Schalter 73 beim oder unmittelbar nach dem Starten des Motors E eingeschaltet ist, informiert die Steuereinrichtung 70 den Treiberschaltkreis 71, einen elektrischen Strom bei dem maximalen Betriebsverhältnis zuzuführen, sodass der Soll-Wert der Druckdifferenz des ersten Steuerventils CV1 maximal ist. Somit schließt das erste Steuerventil CV1 vollständig den Zuführkanal 28, sodass der Druck Pd' in der Druckerfassungszone K in dem Zuführkanal 28, d. h. der Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83, gleich dem in der Kurbelwellenkammer Pc gehalten wird.
Die dritte Feder 85 hält die Spule 82 so, dass sie den Abströmkanal 27 vollständig öffnet. Das flüssige Kühlmittel in der Kurbelwellenkammer 5 wird daher schnell in die Saugkammer 21 durch den Abströmkanal 27 in einem flüssigen oder verdampften Zustand ausgegeben. Der Kurbelwellendruck Pc nimmt schnell in Abhängigkeit davon, dass das erste Steuerventil CV2 vollständig geschlossen ist, ab. Somit wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 schnell vermindert, um die Auslaßverdrängung zu maximieren.
Wie oben beschrieben, öffnet das zweite Steuerventil CV2 den Abströmkanal 27 weit, wenn der Kompressor in Betrieb ist, und das erste Steuerventil CV1 vollständig geschlossen ist. Auch wenn die Menge des Abströmgases von einer Zylinderbohrung 1a in die Kurbelwellenkammer 5 größer als der ursprünglich ausgelegte Wert infolge von z. B. Verschleiß und Abrieb des entsprechenden Kolbens 20 wird, kann das Abströmgas schnell durch den Abströmkanal 27 in die Saugkammer 21 ausgegeben werden. Der Kurbelwellendruck Pc kann somit im Wesentlichen gleich dem Druck Pc in der Saugkammer 21 gehalten werden. Hierdurch wird der maximale Neigungswinkel der Taumelscheibe 12, d. h. die maximale Auslaßverdrängung des Kompressors beibehalten.
Wenn das Innere des Fahrgastraums auf einen bestimmten Grad mittels der oben beschriebenen maximalen Auslaßverdrängung des Kompressors gekühlt ist, unmittelbar nachdem die Klimaanlage gestartet wurde, ändert die Steuereinrichtung 70 das Betriebsverhältnis, das dem Treiberschaltkreis 71 zugeleitet wird, von dem maximalen Wert auf einen geringeren Wert. Somit öffnet das erste Steuerventil CV1 den Zuführkanal 28, sodass der Druck Pd' in der Druckerfassungszone K, d. h. in der Rückdruckkammer 83 in dem Zuführkanal 28, höher als der Kurbelwellendruck Pc wird.
Hierdurch bewegt sich, wie in 4 dargestellt, die Spule 82 in Richtung der Ventilplatte 3 gegen die Kraft der dritten Feder 85, sodass die Trennfläche 82a der Spule 82 die Ventilplatte 3 berührt. Der Abströmkanal 27 wird dann mit der Nut 82b in hohem Maße begrenzt. D. h., der Zuführkanal 28 wird geöffnet, um die Gasströmung in die Kurbelwellenkammer 5 zu erhöhen, während das aus der Kurbelwellenkammer 5 durch den Abströmkanal 27 ausströmende Gas beträchtlich vermindert wird. Der Kurbelwellendruck Pc nimmt somit schnell zu, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 nimmt schnell ab, wodurch die Auslaßverdrängung schnell vermindert wird.
Wenn das Innere des Fahrgastraums kalt wird, schaltet ein Fahrgast den A/C-Schalter 73 ab. Wenn der A/C-Schalter 73 abgeschaltet ist, ändert die Steuereinrichtung 70 das Betriebsverhältnis Dt, das dem Treiberschaltkreis 71 zugeführt wird, auf Null. Wenn das Betriebsverhältnis Dt Null ist, wird die elektromagnetische Kraft F ausgeschaltet, und das erste Steuerventil CV1 ist vollständig geöffnet. Das zweite Steuerventil CV2 begrenzt dann den Abströmkanal 27 in hohem Maß. Der Kurbelwellendruck Pc nimmt somit zu, sodass er fast dem Auslaßdruck Pd entspricht, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12, d. h. die Ruslaßverdrängung des Kompressors ist minimal. Hierdurch wird der Leistungsverlust des Motors E vermindert, wenn keine Kühlung erforderlich ist.
Wenn, wie oben beschrieben, der Kompressor in Betrieb ist und das erste Steuerventil CV1 nicht vollständig geschlossen ist, begrenzt das zweite Steuerventil CV2 in hohem Maß den Abströmkanal 27. Daher wird die Leckage des verdichteten Kühlmittelgases aus der Auslaßkammer 22 in die Kurbelwellenkammer 5 und die Saugkammer 21 vermindert. Hierdurch wird eine Verminderung des Kühlmittelkreislaufwirkungsgrades aufgrund der Re-Expansion des zur Saugkammer 21 als Leckage strömenden Kühlmittelgases begrenzt.
DIESE AUSFÜHRUNGSFORM HAT DIE FOLGENDE WIRKUNGEN
Die Verdrängungssteuereinrichtung umfaßt sowohl das erste Steuerventil CV1, das als ein einlassseitiges Steuerventil dient, als auch das zweite Steuerventil CV2, das als ein dränageseitiges Steuerventil dient. Insbesondere wird das einlassseitige Steuerventil CV1 positiv betrieben, wenn sich der Kurbelwellendruck Pc ändert. Somit wird die Auslaßverdrängung des Kompressors schnell verändert, sodass die Kühlleistung der Klimaanlage gut ist. Wenn das erste Steuerventil CV1 vollständig den Zuführkanal 28 schließt, öffnet das zweite Steuerventil CV2 den Abströmkanal 27 gleichzeitig mit dem Betrieb des ersten Steuerventils CV1 vollständig. Auch wenn eine große Menge des flüssigen Kühlmittels in der Kurbelwellenkammer 5 verbleibt, wenn der Kompressor gestartet wird, wird somit das flüssige Kühlmittel schnell ausgegeben, und die Auslaßverdrängung des Kompressors kann erhöht werden. Dies verbessert die Anfangsleistung der Klimaanlage.
Der feste Begrenzer 39 ist in dem Zuführkanal 28 stromabwärts des Ventilsitzes 53 des ersten Steuerventils CV1 angeordnet. Die Druckerfassungszone K ist in dem Zuführkanal 28 zwischen dem festen Begrenzer 39 und dem Ventilsitz 53 des ersten Steuerventils CV1 angeordnet. Wenn somit das Steuerventil CV1 den Zuführkanal 28 öffnet, wenn der Zuführkanal 28 vollständig geschlossen wurde, nimmt der Druck in der Druckerfassungszone K stromaufwärts des festen Begrenzers 39 schnell zu, um das zweite Steuerventil CV2 zu schließen, wodurch der Abströmkanal 27 in hohem Maß begrenzt wird. Hierdurch nimmt der Kurbelwellendruck Pc schnell zu, wodurch die Auslaßverdrängung des Kompressors schnell abnimmt.
Auch wenn eine bestimmte Zeit oder mehr nachdem das erste Steuerventil CV1 den Zuführkanal 28 öffnet, verstrichen ist, kann der feste Begrenzer 39 den Druck Pd' in der Druckerfassungszone K, die stromaufwärts von dem festen Begrenzer 39 liegt, höher als den Kurbelwellendruck Pc halten. Das zweite Steuerventil CV2 begrenzt somit den Abströmkanal 27 weiter. Hierdurch wird wirksam die Leckage des komprimierten Kühlmittelgases aus der Auslaßkammer 22 in die Saugkammer 21, wie oben beschrieben, vermindert.
Der Soll-Wert der Druckdifferenz wird durch die Änderung des Betriebverhältnisses zur Steuerung des ersten Steuerventils CV1 verändert. Im Vergleich mit einem Steuerventil, das keinen Solenoidabschnitt 60 aufweist, d. h. dass nur eine Druckfühlstruktur mit einem einzigen Soll-Wert der Druckdifferenz aufweist, kann diese Ausführungsform die Klimaanlage genauer steuern.
Bei dieser Ausführungsform wird unter Verwendung der Druckdifferenz ΔPd zwischen den zwei Überwachungspunkten P1 und P2 im Kühlmittelkreislauf als Soll-Wert, der direkt gesteuert wird, eine Rückkopplungssteuerung für die Auslaßverdrängung des Kompressors erreicht. Die Auslaßverdrängung wird von außen mit guter Ansprechbarkeit gesteuert und wird somit kaum durch die thermische Last des Verdampfers 33 beeinflußt.
Da das zweite Druckfühlteil und der zweite Ventilkörper als Spule 82 vereinigt sein, ist der Aufbau des zweiten Steuerventils CV2 einfach.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt und unterscheidet sich von der in den 1 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsform darin, dass die Rückdruckkammer 83 in dem zweiten Steuerventil CV2 ein Teil des Zuführkanals 28 ist (Druckerfassungszone K). Diese Ausführungsform hat zusätzlich zu den Wirkungen der ersten Ausführungsform gemäss der 1 bis 5 folgende Wirkung. Bei dieser Ausführungsform kann der Druckerfassungskanal 84 von der Verdrängungssteuereinrichtung entfallen. Bei der Herstellung des Kompressors ist somit der schwierige Vorgang der Abzweigung des Druckerfassungskanals 84 von dem Zuführkanal 28, d. h. die sehr genaue Bearbeitung der feinen Öffnungen, nicht notwendig. Dies vermindert die Herstellungskosten des Kompressors.
Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäss 7 entfällt die Nut 82b der Unterbrechungsfläche 82a der Spule 82 gemäss 4. Das distale Ende der Spule 82 ist als Abschnitt 82d mit großem Durchmesser ausgebildet, wie in 7 dargestellt. Die Querschnittsfläche der Unterbrechungsfläche 82a, d. h. die wirksame Druckaufnahmefläche SD zur Aufnahme des Kurbelwellendrucks Pc ist größer als die wirksame Druckaufnahmefläche SC für den Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83. Ein Saugdruck Ps wirkt auf die Stufenfläche 90 des Abschnitts 82d großen Durchmessers in der Richtung, in der die Unterbrechungsfläche 82a die Ventilplatte 3 berührt, d. h. in die Richtung, in der das Ventil geschlossen wird.
Die Position der Spule 82 relativ zur Ventilplatte 3 wird entsprechend dem Ausgleich zwischen einer Kraft SD × Pc auf der Grundlage des Kurbelwellendrucks Pc und der Kraft f3 der dritten Feder 85 bestimmt, die in 7 rechts gerichtete Kräfte sind, und einer Kraft SC × Pd' auf der Grundlage des Drucks Pd' in der Rückdruckkammer 83 und einer Kraft (SD – SC) Ps auf der Grundlage des Saugdrucks Ps bestimmt, die in 7 nach links gerichtete Kräfte sind.
Wenn die Unterbrechungsfläche 82a der Spule 82 mit der Ventilplatte 3 in Berührung steht, ist der Abströmkanal 27 vollständig geschlossen. Im Vergleich mit der Ausführungsform gemäss 4, die die Nut 82b aufweist und in der Gas geeignet von der Kurbelwellenkammer 5 abgeleitet werden kann, auch wenn die Spule 82 mit der Ventilplatte 3 in Berührung steht, ist der Kurbelwellendruck Pc geneigt, nur durch die Steuerung des Öffnungsgrades des ersten Steuerventils CV1 übermäßig anzusteigen. Wenn der Kurbelwellendruck Pc übermäßig ansteigt, nimmt die Auslaßverdrängung des Kompressors übermäßig ab, und das erste Steuerventil CV1 kann vollständig den Zuführkanal 28 schließen, um den Kurbelwellendruck Pc stark zu vermindern. Das zweite Steuerventil CV2 öffnet somit vollständig den Abströmkanal 27, und der Kurbelwellendruck Pc kann übermäßig abnehmen. Infolge eines derartigen zyklischen Verhaltens, wird der Kurbelwellendruck Pc, d. h. die Auslaßverdrängung des Kompressors nicht stabil. Dies verschlechtert die Kühlleistung der Klimaanlage.
Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die wirksame Druckaufnahmefläche SD zur Aufnahme des Kurbelwellendrucks Pc im Abströmkanal 27 größer als die wirksame Aufnahmefläche SC zur Aufnahme des Drucks Pd' im Rückdruckkanal 83. Auch wenn der Kurbelwellendruck Pc niedriger als der Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83 ist, wenn der Kurbelwellendruck Pc übermäßig ansteigt, insbesondere, die nach rechts gerichtete Druckkraft SD ·Pc + f3 in 7 die nach links gerichtete Druckkraft SC·Pd' + (Pd – SC) Ps übersteigt, kann sich somit die Spule 82 aus der Position, bei der der Abströmkanal 27 geschlossen ist, zur Position, bei der der Abströmkanal 27 vollständig geöffnet ist, bewegen. Hierdurch wird der Abströmkanal 27 geöffnet, um ein übermäßiges Ansteigen des Kurbelwellendrucks PC zu verhindern. Somit wird der Kurbelwellendruck Pc, d. h. die Auslaßverdrängung des Kompressors, schnell stabilisiert, auch wenn der Öffnungsgrad des ersten Steuerventils CV1 schnell gesteigert wird, wodurch die Kühlleistung der Klimaanlage verbessert wird.
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäss 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäss 7 darin, dass die dritte Feder 85 des zweiten Steuerventils CV2 entfällt. D. h., bei der Spule 82 der Ausführungsform von 7 ist die wirksame Druckaufnahmefläche SD zur Aufnahme des Kurbelwellendrucks Pc im Abströmkanal 27 größer als die wirksame Druckaufnahmefläche SC zur Aufnahme des Drucks Pd' in der Rückdruckkammer 83. Auch wenn das erste Steuerventil CV1 vollständig den Zuführkanal 28 schließt und der Kurbelwellendruck Pc gleich dem Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83 ist, überschreitet somit die auf die Spule 82 wirkenden nach rechts gerichtete Kraft in 7 die nach links gerichtete Kraft um (Pc – Ps)·(SD – SC).
Bei dieser Ausführungsform kann somit, auch wenn das zweite Steuerventil CV2 nicht die dritte Feder 85 aufweist (die Kraft f3), wenn sich das erste Steuerventil CV1 von einem Zustand des Öffnens des Zuführkanals 28 zu einem Zustand des vollständigen Schließens des Zuführkanals 28 ändert, die Spule 82 sich sicher von der Ventilplatte 3 trennen, um den Abströmkanal 27 von einem vollständig geschlossenen Zustand zu einem vollständig geöffneten Zustand zu verändern. Die Funktion der dritten Feder 85 wird durch Verwendung des Kurbelwellendrucks Pc und des Saugdrucks Ps erreicht. Bei dieser Ausführungsform, bei der die dritte Feder 85 nicht verwendet wird, kann die Anzahl der Teile des Kompressors vermindert werden.
Bei der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäss 9 entfällt der stromabwärtige Teil des Zuführkanals 28 zwischen der Rückdruckkammer 83 des zweiten Steuerventils 82 und der Kurbelwellenkammer 5. Ein Verbindungskanal 86 zur Verbindung der Rückdruckkammer 83 mit dem Raum 82c ist in der Bodenwand der Spule 82 ausgebildet. Die Kurbelwellenkammer 5 steht immer mit der Saugkammer 21 durch einen zweiten Abströmkanal 87 als einem Druckkanal in Verbindung. Die Nut 82b der Unterbrechungsfläche 82a der Spule 82 entfällt.
Bei dem zweiten Steuerventil CV2 wird der Druck Pd' gleich dem Druck der Kurbelwellenkammer Pc, wenn das erste Steuerventil CV1 vollständig den Zuführkanal 28 schließt. Die Spule 82 öffnet dann vollständig den Abströmkanal 27 aufgrund der Kraft f3 der dritten Feder 85. Die Einführung des Kühlmittelgases durch den Abströmkanal 27 und den zweiten Abströmkanal 87 vermindert den Kurbelwellendruck Pc.
Wenn das erste Steuerventil CV1 den Zuführkanal 28 öffnet, nimmt der Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83 zu, und die Spule 82 kommt mit der Ventilplatte 3 in Berührung, um vollständig den Abströmkanal 27 zu schließen. Somit wird eine Erhöhung des Drucks in der Rückdruckkammer 82 zur Kurbelwellenkammer 5 durch den Verbindungskanal 86, den Raum 82c und den Abströmkanal 27 übertragen, wodurch der Kurbelwellendlruck Pc erhöht wird. D. h., wenn das zweite Steuerventil CV2 vollständig geschlossen ist, dienen die Rückdruckkammer 82, der Verbindungskanal 86, der Raum 82c und der Abströmkanal 27 als ein Teil des Zuführkanals 28.
Bei dem zweiten Steuerventil CV2 ist der Verbindungskanal 86, der als ein Teil des Zuführkanals 28 dient, im Querschnitt kleiner als der des vorherigen und folgenden Abschnitts des Zuführkanals 28. Somit dient der Verbindungskanal 86 als fester Begrenzer 39 in dem Zuführkanal 28. D. h., die Rückdruckkammer 83 des zweiten Steuerventils CV2 liegt in der Druckerfassungszone K im Zuführkanal 28, wie bei der zweiten Ausführungsform gemäss 6
Diese Ausführungsform hat zusätzlich zu den oben beschriebenen Wirkungen der zweiten Ausführungsform folgende Wirkungen.
Wenn das zweite Steuerventil CV2 vollständig geschlossen ist, dienen die Rückdruckkammer 82, der Verbindungskanal 86, der Raum 82c und der Abströmkanal 27 als ein Teil des Zuführkanals 28. Da der Abschnitt der Druckerfassungszone K, wie in 6 gezeigt, nicht im hinteren Gehäuse 4 ausgebildet werden muss, kann somit der Schritt der Ausbildung dieses Abschnitts entfallen, wodurch sich die Herstellungskosten des Kompressors vermindern.
Die Kurbelwellenkammer 5 ist immer zur Saugkammer 21 durch den zweiten Abströmkanal 87 geöffnet. Auch wenn das erste Steuerventil CV1 den Zuführkanal 28 öffnet und das zweite Steuerventil CV2 vollständig geschlossen ist, kann somit Gas von der Kurbelwellenkammer 5 in die Saugkammer 21 durch den zweiten Abströmkanal 87 eingeführt werden. Hierdurch tritt eine Kühlmittelgasströmung von der Auslaßkammer 22 in die Saugkammer 21 durch den Zuführkanal 28, die Rückdruckkammer 83, den Verbindungskanal 86, den Raum 82c, den Abströmkanal 27, die Kurbelwellenkammer 5 und den zweiten Abströmkanal 87 auf. Das Innere der Kurbelwellenkammer 5 kann somit vollständig durch die Strömung des Kühlmittelgases bei einer relativ niedrigen Temperatur gekühlt werden. Weiter wird die Verschlechterung der Gleitflächen (z. B. zwischen dem Schuh 19 und der Taumelscheibe 12), die durch den Temperaturanstieg in der Kurbelwellenkammer 5 bewirkt wird, vermindert.
Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäss 10 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäss 9 darin, dass der Raum 82c der Spule 82 ein Teil der Rückdruckkammer 83 ist, und der Verbindungskanal 86 auf der Ventilplattenseite 3 ausgebildet ist.
Der Abschnitt 82d großen Durchmessers ist in dem vorderen Endabschnitt der Spule 82 auf der Seite der Ventilplatte 3 ausgebildet. Aus Sicht der Funktion des Abschnitts 82d großen Durchmessers entsprechend der Funktion der dritten Feder 85 (zur Rückstellung der Spule 82 aus der geschlossenen Position zur vollständig geöffneten Position) fehlt die dritte Feder 85 bei dem zweiten Steuerventil CV2. Im Wesentlichen in der Mitte des Abschnitts 82d großen Durchmessers ist ein Ventilabschnitt 82g vorgesehen, der den Öffnungsgrad des Abströmkanals 27 steuert, und zwar an der der Öffnung 27a des Abströmkanals 27 entsprechenden Stelle. Der Ventilabschnitt 82g ist in dem gleichen Niveau wie der Abschnitt 82d großen Durchmessers in Richtung der Ventilplatte 3 ausgebildet, oder steht über den Abschnitt 82d großen Durchmessers um einige zehntel μm vor.
Der Öffnungsabschnitt 87a des zweiten Abströmkanals 87 liegt dem Ventilabschnitt 82g der Spule 82 gegenüber. D. h., ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäss 8 muss der Kurbelwellendruck Pc auf die gesamte Fläche des vorderen Endabschnitts der Spule 82 wirken, um die Funktion der dritten Feder 85 zu erhalten. Bei dieser Ausführungsform wird der Kurbelwellendruck Pc durch den zweiten Abströmkanal 87 direkt auf einen Abschnitt radial außerhalb der Unterbrechungsfläche 82a aufgebracht. Weiter ist der Spalt zwischen dem Abschnitt 82d großen Durchmessers der Ventilplatte 3 gering. Der radial äußere Abschnitt steht somit unter dem Einfluß des Kurbelwellendrucks Pc.
Bei dieser Ausführungsform ist die Spule 82 bezüglich der rechten und linken Richtung umgekehrt zu der Ausführungsform gemäss 9. Der Verbindungskanal 86 kann sich somit direkt in der gleichen Ebene wie die Unterbrechungsfläche 82a öffnen. Bei dieser Ausführungsform wird die Strömung des Kühlmittelgases durch den Öffnungsabschnitt 27a in dem Abströmkanal 27 mittels des Verbindungskanals 86 begrenzt, wenn das erste Steuerventil CV1 den Zuführkanal 28 öffnet, und die Spule 82 die Ventilplatte 3 berührt.
Die Strömung des Kühlmittelgases von der Rückdruckkammer 83 der Spule 82 in den Zuführkanal 28 (oder den Abströmkanal 27) wird beschleunigt und das Kühlmittelgas kann durch den Zuführkanal 28 (den Abströmkanal 27 mit einer beschleunigten Strömung in die Kurbelwellenkammer 5 strömen. D. h., es kann mehr Kühlmittelgas von der Auslaßkammer 22 in die Saugkammer 21 durch den Zuführkanal 28, die Rückdruckkammer 83, den Verbindungskanal 86, den Abströmkanal 27, die Kurbelwellenkammer 5 und den zweiten Abströmkanal 87 eingeführt werden. Das Innere der Kurbelwellenkammer 5 kann somit vollständig durch die Strömung des Kühlmittelgases gekühlt werden, das eine relativ geringe Temperatur aufweist. Die Verschlechterung der Gleitflächen (z. B. zwischen dem Schuh 19 und der Taumelscheibe 12), die durch hohe Temperaturen in der Kurbelwellenkammer 5 bewirkt wird, wird weiter begrenzt.
Die siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäss 11 und 12 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäss 9 darin, dass das zweite Steuerventil CV2 in das Ventilgehäuse 45 des ersten Steuerventils CV1 integriert ist. Bei dem ersten Steuerventil CV1 dieser Ausführungsform, ist die Strömungsrichtung zwischen den Öffnung 51 und 52 in Bezug auf das erste Steuerventil CV1 gemäss 3 umgekehrt. D. h., die stromaufwärtige Seite des Zuführkanals 28 ist mit der Öffnung 52 und die stromabwärtige Seite des Abströmkanals 27, der als ein stromabwärtiger Abschnitt des Zuführkanals 28 dient, ist mit der Öffnung 51 verbunden.
Eine mit einem Boden versehene zylindrische Spule 82 ist in die Ventilkammer 46 der ersten Steuerventils CV1 eingesetzt, sodass die Spule 82 in axialer Richtung des Ventilgehäuses 45 gleiten kann. D. h., die Ventilkammer 46 dient als Lager für die Spule 82. In der oberen Wand der Spule 82 ist eine durchgehende Öffnung 82e ausgebildet, in die die Betriebsstange 40 eingesetzt ist. In dem obersten Abschnitt der Ventilkammer 46 ist eine Rückdruckkammer 83 mittels des Ventilgehäuses 45 und der oberen Endfläche der Spule 82 ausgebildet.
Die Rückdruckkammer 83 steht mit dem Raum 82c in der Spule 82 durch den Spalt zwischen der Spule 82 und der Betriebsstange 40 in der Öffnung 82e in Verbindung. Eine Verbindungsöffnung 82f ist in einem Seitenwandab schnitt der Spule 82 ausgebildet. Die Rückdruckkammer 83 steht mit der Öffnung 51 durch den Raum 82c in der Spule 82 und die Verbindungsöffnung 82f in Verbindung. Eine radiale Öffnung 88 ist in der Umfangswand des Ventilgehäuses 45, die den untersten Abschnitt der Ventilkammer 46 umgibt, ausgebildet. Die Öffnung 88 ist zur Verbindung der Ventilkammer 46 mit der Saugkammer 21 durch einen stromabwärtigen Abschnitt des Abströmkanals 27 vorgesehen. Die Öffnung 88 steht mit der Ventilkammer 46 (der Raum 82c in der Spule 82) durch einen Spalt zwischen der Unterbrechungsfläche 82a der Spule 82 und der oberen Endfläche des festen Eisenkerns 62 in Verbindung.
Der mittels des Spalts zwischen der Spule 82 und der Betriebsstange 40 in der Öffnung 82e ausgebildete Verbindungskanal 86 ist im Querschnitt geringer als der vorherige und darauffolgende Strömungskanalabschnitt. Der Verbindungskanal 86 dieser Ausführungsform hat die gleiche Funktion wie der Verbindungskanal 86 der Ausführungsform gemäss 9 und die feste Begrenzung 39 bei der Ausführungsform gemäss 4. Somit dient die zwischen dem Verbindungskanal 86 und dem Ventilsitz 83 des ersten Steuerventils CV1 angeordnet Rückdruckkammer 83 als die Druckerfassungszone K.
Wenn der Ventilkörperabschnitt 43 der Verbindungsstange 40 den Verbindungskanal 47 öffnet, überschreitet die Kraft des Drucks Pd' in der Rückdruckkammer 83, wie in 11 gezeigt, die Kraft des Kurbelwellendrucks Pc in dem Raum 82c und die Kraft f3 von der dritten Feder 85. Die Spule 82 wird somit nach unten bewegt, sodass ihre Unterbrechungsfläche 82 die obere Endfläche des festen Eisenkerns 62 berührt. Somit wird die Verbindung zwischen der Öffnung 88 und der Ventilkammer 46 unterbrochen, und der Abschnitt des Abströmkanals 27 stromaufwärts vom Ventils 53 des zweiten Steuerventils CV2 dient als ein Teil des Zuführkanals 28.
Wie in 12 dargestellt, wird der Druck Pd' in der Rückdruckkammer 83, wenn der Ventilkörperabschnitt 43 der Betriebsstange 40 den Verbindungskanal 47 schließt, ungefähr gleich dem Kurbelwellendruck Pc. Hierdurch trennt die Kraft f3 von der dritten Feder 85 die Unterbrechungsfläche 82a der Spule 82 von der oberen Endfläche des festen Eisenkerns 62. Die Öffnung 88 verbindet somit die Ventilkammer 46, die den Abströmkanal 27 öffnet. Das Kühlmittelgas in der Kurbelwellenkammer 5 strömt dann in die Saugkammer 21 durch den Abströmkanal 27.
Diese Ausführungsform hat zusätzlich zu dem Wirkungen der Ausführungsform gemäss 9 die folgende Wirkung. Da das erste und zweite Steuerventil CV1 und CV2 im Ventilgehäuse 45 verbunden sind, wird der Arbeitsgang zum Einbau des ersten und zweiten Steuerventils CV1 und CV2 in das hintere Gehäuse 4 bei der Herstellung des Kompressors vereinfacht.
Die achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 13 dargestellt und unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäss 11 und 12 in dem Druckfühlaufbau des ersten Steuerventils CV1.
Die Druckfühlkammer 48 nimmt einen Balg 91 eines ersten Druckfühlteils auf. Der Balg 91 ist mit dem distalen Endabschnitt 41 der Betriebsstange 40 verbunden. Die Druckfühlkammer 48 ist mit der Saugkammer 21 durch einen Druckerfassungskanal 92 verbunden. Ein Saugdruck Ps wird in die Druckfühlkammer 48 durch den Druckerfassungskanal 92 eingeleitet. Somit wird die Expansion und die Kontraktion des Balgs 91 aufgrund der Änderung des Saugdrucks Ps an der Positionierung des Ventilkörperabschnitts 42 der Betriebsstange 40 wiedergegeben.
Wenn beispielsweise der Saugdruck Ps abnimmt, expandiert der Balg 91, woraufhin die Betriebsstange 40 nach unten bewegt wird, um den Öffnungsgrad des Verbindungskanals 47 zu erhöhen. Der Kurbelwellendruck Pc wird erhöht, wodurch die Auslaßverdrängung des Kompressors abnimmt, und der Saugdruck Ps zunimmt. Umgekehrt, wenn der Saugdruck Ps zunimmt, zieht sich der Balg 91 zusammen. Die Betriebsstange 40 wird dann nach oben bewegt, wodurch der Öffnungsgrad des Verbindungskanals 47 abnimmt. Der Kurbelwellendruck Pc nimmt somit ab, wodurch die Auslaßverdrängung des Kompressors erhöht und der Saugdruck Ps vermindert wird.
D. h., um einen Soll-Wert des Saugdrucks Ps aufrecht zu erhalten, der entsprechend der elektromagnetischen Kraft F von dem Solenoidabschnitt 60 bestimmt wird, positioniert das erste Steuerventil CV1 automatisch die Betriebsstange 40 im Inneren entsprechend der Änderung des Saugdrucks Ps. Der Soll-Wert des Saugdrucks Ps wird durch Änderung der elektromagnetischen Kraft F verändert.
Diese Ausführungsform hat die folgende Wirkung zusätzlich zu den Wirkungen der Ausführungsform gemäss 11 und 12. Das erste Steuerventil CV1 steuert rückgekoppelt die Auslaßverdrängung des Kompressors unter Verwendet eines Steuerindex, dem absoluten Wert des Saugdruck Ps, der die Kühllast wiedergibt. Somit wird die Auslaßverdrängung entsprechend der Kühllast gesteuert.
Die vorliegende Erfindung kann folgende Abänderungen umfassen.
Wie bei der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäss 14, kann der Teil der Spule 82 für die Ventilkörperfunktion, beispielsweise gemäss der Ausführungsform von 10, im hinteren Gehäuse 4 mit dem dazwischen angeordneten Balg 95 gelagert werden. In diesem Fall dient der Raum zwischen dem Balg 95 und dem hinteren Gehäuse 4 als die Rückdruckkammer 83. Diese Konstruktion kann eine Situation verhindern, bei der sich die Spule 82 nicht störungsfrei aufgrund eines zwischen der äußeren Umfangsfläche der Spule 82 und der inneren Umfangsfläche der Aufnahmekammer 81 eingefangenen Fremdkörpers bewegen kann. Ein Diaphragma kann statt des Balgs 95 vorgesehen sein.
In jeder der Ausführungsformen gemäss 1 bis 13 ist die Beziehung zwischen der Spule 82 und der Aufnahmekammer 81 oder der Ventilkammer 46 nicht auf eine konvexe Spule 82 und eine konkave Aufnahmekammer 81 oder Ventilkammer 46 begrenzt. Die umgekehrte Beziehung, bei der die Spule 82 konkav und die Aufnahmekam mer 81 oder die Ventilkammer 46 konvex ist, ist ebenfalls möglich.
Wie bei der zehnten Ausführungsform gemäss 15 kann der erste Drucküberwachungspunkt P1 zwischen dem Verdampfer 33 und der Saugkammer 21 in dem Saugdruckbereich (in 15 in dem Leitungsrohr 35) und der zweite Überwachungspunkt P2 stromabwärts von dem ersten Drucküberwachungspunkt P1 in dem gleichen Saugdruckbereich (in 15 in der Saugkammer 21) liegen.
Der erste Drucküberwachungspunkt P1 kann zwischen der Auslaßkammer 22 und dem Kondensator 31 in dem Auslaßdruckbereich, und der zweite Drucküberwachungspunkt P2 kann zwischen dem Verdampfer 33 und der Saugkammer 21 in dem Saugdruckbereich liegen.
Das erste Druckfühlteil des ersten Steuerventils CV1 bewegt sich entsprechend dem absoluten Wert des Auslaßdrucks Pd. D. h., das erste Steuerventil CV1 kann automatisch die Betriebsstange 40 intern entsprechend der Änderung des Auslaßdrucks Pd anordnen, um einen Soll-Wert des Auslaßdrucks Pd aufrecht zu erhalten, der entsprechend der elektromagnetischen Kraft F des Solenoidabschnitts 60 bestimmt wird.
Das erste Steuerventil CV1 ist ein ablasseitiges Steuerventil zur Steuerung des Öffnungsgrades des Abströmkanals 27 und das zweite Steuerventil CV2 kann ein einlasseitiges Steuerventil zur Steuerung des Öffnungsgrades des Zuführkanals 28 sein.
Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls bei einer Verdrängungssteuereinrichtung für einen Wobble-Kompressor mit variabler Verdrängung verwendet werden.
Als Kraftübertragungseinrichtung PT kann ein Kupplungsmechanismus, z. B. eine elektromagnetische Kupplung verwendet werden.
Für den Fachmann ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung Änderungen aufweisen kann, ohne sich vom Umfang der Erfindung gemäss dem Gegenstand der beigefügten Ansprüche zu entfernen. Insbesondere soll darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung in der folgenden Form ausgeführt wird.

Claims

Kompressor mit variabler Verdrängung, dessen Verdrängung sich entsprechend dem Druck in einer Kurbelwellenkammer (5) ändert, wobei der Kompressor eine in einem Kühlmittelkreislauf eingebaute Verdrängungssteuereinrichtung aufweist, und der Kühlmittelkreislauf eine Saugdruckzone und eine Auslaßdruckzone umfaßt, weiter der Kompressor einen Abströmkanal (27), der die Kurbelwellenkammer (5) der Saugdruckzone verbindet, und einen Zuführkanal (28), der die Kurbelwellenkammer (5) mit der Auslaßzone verbindet, aufweist, wobei entweder der Abströmkanal (27) oder der Zuführkanal (28) ein Steuerkanal und der andere ein Regelkanal ist, wobei die Verdrängungssteuereinrichtung ein erstes Steuerventil (CV1) umfassend einen ersten Ventilkörper (41) zum Einstellen der Öffnungsgröße des Steuerkanals, ein Druckfühlteil (54), das sich entsprechend einem Druck im Kühlmittelkreislauf so bewegt, dass die Verdrängung entgegen den Druckänderungen im Kühlmittelkreislauf verändert wird, eine in dem Steuerkanal stromabwärts des ersten Ventilkörpers (41) angeordnete Druckerfassungszone (K), und ein zweites Steuerventil (CV2) mit einem zweiten Ventilkörper (82) zum Einstellen der Öffnungsgröße des Regelkanals, wobei sich der zweite Ventilkörper (82) entsprechend dem Druck in der Druckerfassungszone (K) bewegt, wobei weiter, wenn der Druck in der Druckerfassungszone (K) zunimmt, das zweite Steuerventil (CV2) die Öffnungsgröße des Regelkanals vermindert, aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkanal der Zuführkanal (28) und der Regelkanal der Abströmkanal (27) ist.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein fester Begrenzer (39) stromabwärts vom ersten Ventilkörper (41) angeordnet ist, wobei die Druckerfassungszone (K) zwischen dem ersten Ventilkörper (41) und dem festen Begrenzer (39) angeordnet ist.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraft aufgrund eines Drucks der Druckerfassungszone (K) in einer Schließrichtung des Steuerkanals wirkt, und eine Kraft aufgrund eines Drucks des Abströmkanals (27) in einer Öffnungsrichtung des Regelkanals wirkt, und eine Öffnungsgröße des zweiten Steuerventils (CV2) entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem Druck der Druckerfassungszone (K) und dem Druck des Abströmkanals (27) gesteuert wird.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (82) einen ersten wirksamen Druckaufnahmebereich (SD), der den Druck der Druckerfassungszone (K) aufnimmt, und einen zweiten wirksamen Druckaufnahmebereich (SC), der den Druck des Abströmkanals (27) aufnimmt, aufweist, und der erste wirksame Druckaufnahmebereich (SD) größer als der zweite wirksame Druckaufnahmebereich (SC) ist.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 3, wobei das zweite Steuerventil (CV2) gekennzeichnet ist durch ein Ventilgehäuse (4), eine in dem Ventilgehäuse (4) angeordnete Aufnahmekammer (81), und das zweite Druckfühlerteil (54) als eine in der Aufnahmekammer (81) eingesetzte bewegbare Spule (82) ausgebildet ist, eine zwischen der Aufnahmekammer (81) und der Spule (82) ausgebildete Rückdruckkammer (83), wobei der Druck der Druckerfassungszone (K) auf die Rückdruckkammer (83) aufgebracht wird, und die Spule (82) sich aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Druck der Rückdruckkammer (83) und dem Druck des Abströmkanals (27) bewegt, und die Öffnungsgröße des Abströmkanals (27) entsprechend der Bewegung der Spule (82) eingestellt wird.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungskanal (86) in der Spule (82) ausgebildet ist, und der Verbindungskanal (86) die Rückdruckkammer (83) mit dem Regelkanal verbindet.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckkanal (87) die Kurbelwellenkammer (5) mit der Saugdruckzone verbindet.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (CV1) und das Steuerventil (CV2) in einem einzigen Ventilgehäuse (45) angeordnet sind.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (CV1) eine Betätigungseinrichtung (60) aufweist, und die Betätigungseinrichtung (60) die auf das Druckfühlteil (54) aufgebrachte Kraft entsprechend eines äußeren Befehls ändert.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung als ein Solenoid (60) ausgebildet ist, und der Solenoid (60) die Kraft entsprechend eines aufgebrachten elektrischen Stroms ändert.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfühlteil (54) sich entsprechend der Druckdifferenz zwischen zwei in dem Kühlmittelkreislauf angeordneten Überwachungspunkten (P1, P2) bewegt.
Kompressor mit variabler Verdrängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfühlteil (54) sich entsprechend dem Druck in der Saugdruckzone bewegt.