[發明專利]變容式壓縮機的控制閥

有效

• 申請號: 00133867.6
• 申請日: 2000-10-03
• 公開（公告）號: CN1290815A
• 公開（公告）日: 2001-04-11
• 發明（設計）人: 木村一哉;水藤健;安谷屋拓;川口真廣
• 申請（專利權）人: 株式會社豐田自動織機制作所
• 主分類號: F04B49/03
• 分類號: F04B49/03;F04B27/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥凌,溫大鵬

本發明涉及一種可根據作用在變容機構上的控制壓力而改變其容量的變容式壓縮機的控制閥。

汽車空調制冷系統通常包括冷凝器、作為減壓裝置的膨脹閥、蒸發器和壓縮機。壓縮機從蒸發器抽取制冷氣體，壓縮制冷氣體并將其排入冷凝器。蒸發器接收乘車室空氣的熱量，并加熱在制冷回路中流動的制冷氣體。根據熱負載和冷卻負載的量，流經蒸發器的空氣熱量就傳遞給在蒸發器中流動的制冷劑。這樣，蒸發器出口或下游側的制冷氣體壓力就反映了空調負載的大小。

通常用于汽車的變容斜盤式壓縮機包括用于控制蒸發器出口壓力(稱為吸入壓力Ps)并將其保持在所需目標值(稱為預設吸入壓力)的容量控制機構。容量控制機構對排量也就是旋轉斜盤的傾角進行反饋控制，將吸入壓力Ps作為控制指數來獲得與冷卻負載量對應的制冷劑流量。這種容量控制機構通常被稱為內部控制閥。通過在內部控制閥中利用如波紋管、隔膜或類似件這樣的壓力檢測元件來檢測吸入壓力Ps并利用壓力檢測元件的運動機構使閥體定位，就可控制旋轉斜盤腔(也稱為曲柄腔)中的壓力(曲柄壓力Pc)，從而確定旋轉斜盤的傾角。

另外，由于僅有單個預設吸入壓力的簡單內部控制閥不能滿足精密的空調控制的需求，因此，就有了利用外部電子控制來改變預設吸入壓力的控制閥。這種控制閥通過使用一個如電磁螺線管或類似件這樣的致動器將力作用于閥體上來實現預設吸入壓力的改變。

用于汽車的壓縮機通常由汽車發動機進行驅動。壓縮機通常消耗由發動機驅動的多個輔機的大部分發動機動力(或力矩)。因此，毫無疑問壓縮機是發動機的一個很大的負載。因此，通常的汽車空調具有這樣的程序：在發動機動力用于其它目的(例如：汽車加速或上坡)時，通過使壓縮機排量達到最小從而減小發動機的負載。在使用包括上述吸入壓力變換閥的變容式壓縮機空調中，通過將控制閥的預設吸入壓力變為一高于正常預設吸入壓力的值，從而實現實際容量的降低。

對具有預設吸入壓力變換閥的變容式壓縮機的工作過程進行了詳細描述。因此，可以看出，只要包含了吸入壓力Ps變換反饋控制，就不必實現預定的容量降低(也就是發動機負載的降低)。圖14所示圖線定性地顯示了壓縮機吸入壓力Ps與排量Vc之間的關系。從此圖線中可得出，吸入壓力Ps與排量Vc之間的曲線(特性線)不是一種。根據蒸發器中的熱負荷量的不同存在多條曲線。這樣，即使將某一壓力Psl給定作為反饋控制目標值的預設吸入壓力Pset，通過在由控制閥工作產生的實際排量Vc的狀態產生恒定的變化量(圖線中的ΔVc)。例如，當蒸發器中的熱負荷很高時，即使預設吸入壓力Pset充分地增大，實際排量Vc也不能降低到足以減小發動機負載的程度。

另外，只要上述容量限制控制是暫時的，就必須使壓縮機排量Vc恢復到容量限制過程之前所有的排量Vc。當容量非常快速地恢復時，汽車乘客就會感覺到令人不適的沖擊或噪聲。因此，最好排量Vc能逐漸地恢復到正常。

圖15所示圖線顯示了容量限制控制過程前后的整個時間內，與負載力矩相關的壓縮機容量Vc的各個圖線。圖中實線所示的圖線表示基本理想的線性恢復過程。相反，只要控制過程是基于吸入壓力Ps的，通過單單控制(也就是簡單地恢復到電磁螺線管先前的激勵量)預設吸入壓力Pset就不能實現圖15中實線所示的平滑線性恢復圖線。因此，容量Vc就沿圖15中虛線所示的兩條恢復圖線中的一條突然增大。

其中一條圖線是排量Vc立刻上升，而另一條圖線是在經過一段相當長的延遲后排量Vc立刻上升。這些圖線是壓縮機吸入壓力Ps和排量Vc的不確定關系所產生的現象。因此，在試圖獲得一種更理想的降低容量后的容量恢復圖線方面，按照傳統的吸入壓力Ps控制則存在限制。

根據反映蒸發器熱負荷的吸入壓力Ps來控制變容式壓縮機排量Vc的技術是一種實現穩定和保持乘車室溫度最初目的的適用技術。但是，為了使排量迅速降低并沿可避免沖擊和噪聲的圖線恢復到最初的排量Vc，就不能根據吸入壓力Ps來進行控制。

本發明的目的是提供一種變容式壓縮機的控制閥，其能夠控制壓縮機的排量以穩定和保持乘車室溫度，并夠迅速改變排量使容量恢復到正常。具體地說，本發明的目的是提供一種可在最小排量附近準確控制容量并在較寬的范圍內直接控制排量的控制閥。