專利名稱：單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，尤其涉及這樣一種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，即這種壓縮機(jī)設(shè)有許多單頭活塞，每個(gè)單頭活塞通過一對(duì)滑軌與一凸輪盤相連，凸輪盤安裝在一驅(qū)動(dòng)軸上，通過每個(gè)活塞在一相應(yīng)的缸孔內(nèi)的直線運(yùn)動(dòng)來壓縮氣體，同時(shí)這種壓縮機(jī)還設(shè)有一種改進(jìn)的活塞孔安裝結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能防止單頭活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，還能增大活塞與對(duì)應(yīng)缸孔之間平穩(wěn)滑動(dòng)接合的長度。
一種傳統(tǒng)的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)設(shè)有許多單頭活塞，能在許多安置在壓縮機(jī)主體一側(cè)的平行缸孔內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)；一驅(qū)動(dòng)軸；一凸輪盤，安置在驅(qū)動(dòng)軸周圍，用于與驅(qū)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)單頭活塞都通過一對(duì)滑軌與凸輪盤相連。
單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)包括一缸體，在該缸體內(nèi)有許多平行的缸孔；一前殼，罩住缸體的前端，并形成一曲柄室；一后殼，形成一吸收室和一排放室，并罩住缸體的后端。驅(qū)動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地由缸體及前殼支撐著。
當(dāng)單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)的凸輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使單頭活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，凸輪盤就通過滑軌向每個(gè)單頭活塞施加一作用力，這個(gè)作用力有一個(gè)基本呈軸向的使活塞在缸孔內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)分力和一個(gè)使活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)分力。如果這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分力使活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)很大的角度，那么，活塞的一滑軌保持部分上的一部分就會(huì)與凸輪盤外周的圓周部分相接觸，從而對(duì)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成不良影響。
日本未審查的專利公開NO.8-109874公開了一種用于防止活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，在這種裝置中，在活塞的滑軌固定部分的一后表面上有一個(gè)部分圓形的突出部分，用于防止活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)突出部分沿徑向朝活塞外周突出。活塞的滑軌保持部分的部分圓形突出部分的外表面與構(gòu)成曲柄室的外殼的內(nèi)壁面相接觸，從而可以防止活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
然而，在已知的這種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)中，在活塞的壓縮沖程和排放沖程期間，除了軸向分力與轉(zhuǎn)動(dòng)分力以外，凸輪盤還通過滑軌在壓縮機(jī)的徑向方向上向活塞頭部分施加一個(gè)側(cè)力。這個(gè)側(cè)力對(duì)活塞的平穩(wěn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成不利影響，甚至形成使活塞發(fā)生傾斜一個(gè)力矩，并使活塞缸體的外周與缸孔內(nèi)壁產(chǎn)生異常磨損。
為了增大活塞圓柱形外周與缸孔的圓柱形內(nèi)壁之間的接觸長度，可以通過增大活塞的長度和缸孔的長度，從而可以減小使活塞發(fā)生傾斜的力矩。然而，如果通過增大活塞的總長度來獲得活塞與缸孔之間足夠的接觸長度，那么，勢必在朝著后殼的方向上使缸孔的軸向長度相應(yīng)增大，以保證活塞有一預(yù)定的沖程量。因此，就必須會(huì)增大壓縮機(jī)總的軸向長度(即，壓縮機(jī)的總體尺寸大小)。
另一方面，如果通過在朝曲柄室的方向，與朝后殼方向相反的方向上延長缸孔的長度，那么，前述所述的活塞的突出部分與缸體的一缸孔形成部分之間的位置關(guān)系勢必會(huì)限制缸孔的延長量。也就是說，必須考慮到，當(dāng)活塞在缸孔內(nèi)移動(dòng)到其上死點(diǎn)中心時(shí)，就一定要避免活塞的突出部分與缸體的缸孔形成部分之間的機(jī)械干擾。
因此，本發(fā)明的一個(gè)發(fā)明目的是要解決傳統(tǒng)的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)所遇到的上述問題。
本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供這樣一種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，即這種致冷劑壓縮機(jī)設(shè)有一些單頭活塞，這些單頭活塞上設(shè)有一防止轉(zhuǎn)動(dòng)部分，并具有一接觸部分，該接觸部分與對(duì)應(yīng)缸孔的圓柱壁面的接觸長度最大可能的長，并且能使活塞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抑制了活塞外周與各自對(duì)應(yīng)缸孔之間的磨損。
本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供這樣一種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，即這種壓縮機(jī)在內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)裝置，該裝置用于使活塞能平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，而無需增大致冷劑壓縮機(jī)的總體尺寸。
根據(jù)本發(fā)明所提供的這種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)包括一個(gè)缸體，缸體內(nèi)設(shè)有許多平行的缸孔，且具有前端和后端；一前殼，罩住缸體的前端并在該前殼內(nèi)形成一曲柄室；一驅(qū)動(dòng)軸，支撐在缸體和前殼上，且可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一后殼，罩住缸體的后端，并在后殼內(nèi)形成一吸收室和一排放室，吸收室在壓縮前吸收致冷劑，排放室在壓縮后對(duì)致冷劑進(jìn)行排放；一凸輪盤，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸周圍，且可與驅(qū)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；
若干單頭活塞，可在各個(gè)缸孔內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，每個(gè)單頭活塞通過一對(duì)滑軌與凸輪盤相連，根據(jù)凸輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以在缸孔內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)，其中每個(gè)單頭活塞包括一活塞頭部分，可在缸孔內(nèi)滑動(dòng)，并具有一用于壓縮致冷劑壓縮端和一與該壓縮端相反的基端；一滑軌保持部分，設(shè)置在活塞頭部分的基端附近，并形成一個(gè)大致縱向的U形斷面部分，該U形斷面部分具有相對(duì)的構(gòu)成一對(duì)接合槽的內(nèi)表面，一對(duì)滑軌就設(shè)置在這對(duì)接合槽內(nèi)；一個(gè)突出部分，形成一個(gè)防止轉(zhuǎn)動(dòng)部分，用于防止單頭活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，該突出部分從滑軌保持部分沿離開活塞頭部分的方向延伸，并具有一個(gè)防止轉(zhuǎn)動(dòng)面，該防止轉(zhuǎn)動(dòng)面部分地沿外徑方向突出，并超過活塞頭部分的外周，以便與壓縮機(jī)的靜止部分相接觸，從而防止了單頭活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，其中的缸體包括一延伸的缸孔形成部分，構(gòu)成一圓柱形導(dǎo)向面，從而允許至少活塞頭部分的外周可以在這個(gè)導(dǎo)向面上滑動(dòng)，這個(gè)延伸的缸孔形成部分從缸體前端的圓周部分朝曲柄室延伸。
在所描述的這種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)中，各個(gè)單頭活塞的活塞頭部分的外周均能沿缸體的這個(gè)延伸的缸孔形成部分的圓柱形導(dǎo)向面滑動(dòng)，而且作用在活塞上的一部分側(cè)力由這個(gè)延利的缸孔形成部分承受。因此，這個(gè)延長伸的缸孔形成部分所起的作用等同于使缸孔朝曲柄室延長(基本上增大活塞接觸部分的長度)所起的作用，因此，可以減小由側(cè)力所形成的力矩。設(shè)置一個(gè)突出部分，該突出部分從滑軌保持部分沿離開活塞頭部分方向突出，該突出部分具有防止轉(zhuǎn)動(dòng)表面，該防止轉(zhuǎn)動(dòng)表面沿徑向突出并超出活塞頭部分的外周，使之與其它元件相接觸，從而能防止活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，缸體的被延伸的缸孔形成部分能在朝曲柄室方向被附加地延長一個(gè)長度，這個(gè)被延長的長度對(duì)應(yīng)于突出部分從滑軌固定部分移入曲柄室前側(cè)一空間內(nèi)的距離，從而附加地增大了活塞與對(duì)應(yīng)缸孔之間的接觸長度。
從而，即使在活塞移動(dòng)到下死點(diǎn)中心的狀態(tài)下也能有效地減小了作用在活塞上的側(cè)力，同時(shí)還能使活塞與缸孔之間的接觸長度減小至最小。因此，能確保單頭活塞平穩(wěn)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而抑制了各個(gè)單頭活塞的活塞頭部分的外周及缸孔的磨損。
由于缸體的延伸的缸孔形成部分能增大活塞與對(duì)應(yīng)缸孔之間的接觸長度，能增大活塞頭部分的軸向長度，因此，能減小除延伸的缸孔形成部分以外的缸孔的軸向長度。于是，使得致冷劑壓縮機(jī)的總體軸向長度減小。
如果壓縮機(jī)的曲柄室具有一個(gè)空間，該空間允許活塞的突出部分從活塞的滑軌保持部分的后表面朝側(cè)面延伸，那么，當(dāng)突出部分向滑軌保持部分前側(cè)空間突出時(shí)，就無需增大壓縮機(jī)的軸向長度。
在根據(jù)本發(fā)明的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)中，優(yōu)選的方案是，滑軌保持部分的后表面上設(shè)有一個(gè)外圓柱形部分表面，該外圓柱形部分表面與活塞頭部分的外周相連，并且這個(gè)外圓柱形部分表面能沿缸體的延伸的缸孔形成部分的活塞導(dǎo)向表面滑動(dòng)。
在具有這種結(jié)構(gòu)的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)中，由于滑軌保持部分的外圓柱形表面沿缸體的延伸的缸孔形成部分的活塞導(dǎo)向表面滑動(dòng)，因此，當(dāng)活塞位于其上部死點(diǎn)時(shí)，延伸的缸孔形成部分承受了作用在活塞上的一部分側(cè)力，從而減小了作用在活塞上的側(cè)力。
優(yōu)選的方案是，單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)是這樣來設(shè)計(jì)的，即當(dāng)單頭活塞運(yùn)行至其上死點(diǎn)中心時(shí)，使單頭活塞的突出部分與延伸的缸孔形成部分相隔最可能小的距離。延伸的缸孔形成部分朝曲柄室被延長一個(gè)最可能大的長度，以使活塞與對(duì)應(yīng)缸孔之間的接觸長度增大一個(gè)最可能大的長度。
從而，能有效地減小作用在活塞上的側(cè)力，使活塞能運(yùn)行平穩(wěn)，并且能有效地抑制活塞頭外周與缸孔的磨損。
減小了活塞頭部分的軸向長度，從而減小了除延伸的缸孔形成部分外的缸孔的軸向長度。這就大減小了單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)的總體尺寸大小。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方案的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，它最好包括一突盤，凸輪盤與這突盤相連，從而可通過一個(gè)鉸鏈裝置轉(zhuǎn)向前和后，該鉸鏈裝置設(shè)置在曲柄室前方，并牢固地安裝在驅(qū)動(dòng)軸上，以及每個(gè)單頭活塞的突出部分，其構(gòu)成一個(gè)防止轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，當(dāng)活塞位于其下死點(diǎn)中心且凸輪盤傾斜最大時(shí)，該防止轉(zhuǎn)動(dòng)裝置位于突盤徑向外側(cè)上，并與突盤相對(duì)于軸向方向重疊，并且當(dāng)單頭活塞位于其下死點(diǎn)中心且凸輪盤傾斜最大時(shí)，單頭活塞的突出部分與前殼的內(nèi)壁表面相隔最可能小的距離。
當(dāng)凸輪盤的傾斜角達(dá)到最大且單頭活塞位于其下死點(diǎn)中心時(shí)，突出部分位于位于一個(gè)離曲柄室前端最近的位置上。在這種壓縮機(jī)中，突出部分位于突盤的徑向外側(cè)上，并在軸向方向上與突盤重合。因此，能夠確保有一個(gè)空間，使突出部分可以突向滑軌保持部分前側(cè)的一個(gè)空間內(nèi)，而無需增大曲柄室的軸向長度。于是，即使該突出部分突向滑軌保持部分前側(cè)的空間內(nèi)，也不需要增大壓縮機(jī)的總體尺寸。
這種壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)成當(dāng)突出部分在曲柄室內(nèi)移動(dòng)到其前端位置時(shí)，使突出部分與前殼內(nèi)壁，即與曲柄室前端區(qū)域相距最可能小的距離。因此，突出部分與曲柄室前端和傾斜到最大程度時(shí)的凸輪盤與處于下死點(diǎn)中心的活塞之間的這種關(guān)系，能使曲柄室的軸向長度減小到最可能小的范圍內(nèi)，這就減小了單頭活塞式壓縮機(jī)的總體尺寸。
通過隨后進(jìn)行的對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述，并結(jié)合附圖，可以更清楚地了解本發(fā)明的上述發(fā)明目的及其它發(fā)明目的、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及本發(fā)明的技術(shù)特征，在這些附圖中，

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)的一個(gè)縱向剖面圖；圖2是安裝在致冷劑壓縮機(jī)內(nèi)的一缸體的沿圖1中II-II線的剖面圖；圖3是安裝在圖1所示致冷劑壓縮機(jī)內(nèi)的單頭活塞的側(cè)視圖；圖4是安裝在圖1所示致冷劑壓縮機(jī)內(nèi)的單頭活塞的后視圖；參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，單頭活塞式致冷壓縮機(jī)具有一個(gè)缸體1。缸體1的前端由一外殼2罩住，同一缸體1的后端用一后殼3罩住。一塊閥板4安裝在缸體1的后端。缸體1、前殼2、后殼3及閥板4用螺栓連接在一起，圖中未示。一驅(qū)動(dòng)軸6在一曲柄室5內(nèi)軸向延伸，并通過徑向軸承7和8支撐在前殼2及缸體1上，其中的曲柄室5是由缸體1與前殼2所形成的。驅(qū)動(dòng)軸6的前端通過一個(gè)電磁離合器及一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相連。缸體1上繞驅(qū)動(dòng)軸6周圍設(shè)有許多缸孔1a。在每個(gè)缸孔1a內(nèi)均安裝一個(gè)單頭活塞9，單頭活塞9在缸孔內(nèi)可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
位于曲柄室5一側(cè)的缸體1一端部的周邊部分沿軸向突入曲柄室5內(nèi)，形成一延伸的缸孔形成部分1b。在延伸的缸孔形成部分的內(nèi)周邊上設(shè)有分段的活塞導(dǎo)向表面1c，該活塞導(dǎo)向表面1c分別與缸孔1a的表面相連?；钊^部分91的外側(cè)表面91b和滑軌保持部分92的一外部滑動(dòng)表面92b沿著延伸的缸孔形成部分1b的分段活塞導(dǎo)向表面1c滑動(dòng)。在后面將對(duì)活塞頭部分91的外側(cè)表面91b和滑軌保持部分92的一外部滑動(dòng)表面92b進(jìn)行描述。
一個(gè)突盤10被設(shè)置在曲柄室5的前方區(qū)域內(nèi)，并固定在驅(qū)動(dòng)軸6上，以便進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在前殼2的內(nèi)壁與突盤10之間設(shè)有一止推軸承。一凸輪盤12被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上位于突盤10后面的一位置上。凸輪盤12通過一個(gè)鉸接機(jī)構(gòu)K被鉸接在突盤10上，從而使凸輪盤12可以繞一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在軸向使凸輪盤12相對(duì)于一個(gè)垂直于驅(qū)動(dòng)軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面所成的傾角發(fā)生改變。通過設(shè)置在突盤10與凸輪盤12之間的一壓縮彈簧14，凸輪盤12被不斷地向后推，也就是，朝位于凸輪盤12傾角最小的位置推。
在凸輪盤12的相對(duì)側(cè)的周邊區(qū)域內(nèi)形成平滑的環(huán)形滑動(dòng)面12a。半球形滑軌13與環(huán)形滑動(dòng)面12a滑動(dòng)接觸，單頭活塞9通過滑軌13與凸輪盤12連接。
如圖3和圖4所示，單頭活塞9具有一個(gè)可以缸孔1a內(nèi)滑動(dòng)的圓柱形活塞頭部分91、一個(gè)與活塞頭部分91的基部相連的具縱斷面呈U形的滑軌保持部分92、一個(gè)突出部分93，從滑軌保持部分92的前端表面92a向前延伸，并具有一個(gè)圓柱形表面部分，該圓柱形表面部分從一圓柱面徑向向外突出，形成活塞頭部分91的外周邊。也就是說，應(yīng)當(dāng)注意到，當(dāng)單頭活塞9安裝在對(duì)應(yīng)的缸孔1a內(nèi)時(shí)，相對(duì)于致冷劑壓縮機(jī)的整體壓縮機(jī)中心來說，突出部分93的圓柱形表面部分就位于活塞頭部分91外周91b的徑向外側(cè)。然而，活塞9的滑軌保持部分92被做成不從一個(gè)包括活塞頭部分91的外周91b的圓柱面向外突出，從而當(dāng)單頭活塞9在缸孔1a內(nèi)位于其上死點(diǎn)中心時(shí)，滑軌保持部分92不會(huì)干擾延伸的缸孔形成部分1b。一個(gè)圓柱形表面部分，即沿徑向設(shè)置在壓縮機(jī)朝外區(qū)域中的滑軌保持部分92的一后表面，其作為與活塞頭部分91的外周91b相連的一分段外周92b。在每個(gè)單頭活塞9的滑軌保持部分92的相對(duì)內(nèi)表面上設(shè)置一對(duì)接合槽92c。這對(duì)滑軌13的凸面的球形部分別可滑動(dòng)地安裝在接合槽92c內(nèi)。設(shè)置在壓縮機(jī)朝外區(qū)域內(nèi)的突出部分93的圓柱形表面部分用作一個(gè)可滑動(dòng)的防止轉(zhuǎn)動(dòng)表面93a，該防止轉(zhuǎn)動(dòng)表面93a與前殼2的內(nèi)壁表面2a可滑動(dòng)地接觸，以防止單頭活塞9繞其中軸轉(zhuǎn)動(dòng)?？苫瑒?dòng)的防止轉(zhuǎn)動(dòng)表面93a的曲率半徑大于活塞頭部分91的外周91b的曲率半徑?？苫瑒?dòng)的防止轉(zhuǎn)動(dòng)表面93a從活塞頭部分91的外周91b所在的一個(gè)曲面上沿徑向向外突出。
一對(duì)支架12b在突盤10側(cè)于滑動(dòng)面12a的內(nèi)側(cè)位置上從凸輪盤12的一側(cè)表面上突出，從而跨在凸輪盤12的上死點(diǎn)中心上。導(dǎo)向銷11b的基端部分分別被固定在支架12b上。每個(gè)導(dǎo)向銷11b的自由端設(shè)有一個(gè)球形頭11a。在這種壓縮機(jī)中，支架12b、導(dǎo)向銷11b及球形頭11a都是鉸接機(jī)構(gòu)K的部件。
在凸輪盤12的中部設(shè)有一彎曲的通孔12c，從而允許凸輪盤12的傾角可以改變。平衡塊12d在凸輪盤12的側(cè)表面的下死點(diǎn)中心區(qū)域從驅(qū)動(dòng)軸6的軸線沿徑向向外延伸，并通過鉚釘或類似的東西把平衡塊12d連接到凸輪盤12上。平衡塊12d被做成不干擾突盤10側(cè)的滑軌13，并能覆蓋滑動(dòng)面12a。凸輪盤12具有一個(gè)前端表面12e，該前端表面12e離中心的距離比離平衡塊12d的距離更近。前端表面12e與突盤10的后端表面10a相接觸，從而對(duì)凸輪盤12的最大傾角進(jìn)行限制。在凸輪盤12的后端表面上設(shè)有一個(gè)擴(kuò)孔部分，它與咬合在驅(qū)動(dòng)軸6上的擋圈15接觸，從而可限制凸輪盤12的最小傾角。
支撐臂10b是鉸接機(jī)構(gòu)K的部件，它從突盤10的上部沿軸向向后突出，從而與各個(gè)導(dǎo)向銷11b相對(duì)應(yīng)。導(dǎo)向孔10c位于支撐臂10b的端部，并與一個(gè)由驅(qū)動(dòng)軸6的軸線及凸輪盤12的上死點(diǎn)中心所限定的平面平行，從而接近驅(qū)動(dòng)軸6的軸線。導(dǎo)向孔10c的方向被這樣確定，即不管凸輪盤12的傾角是否發(fā)生變化，單頭活塞9的上死點(diǎn)中心的位置保持固定不變。導(dǎo)向銷11b的球形頭11a安裝在導(dǎo)向孔10c內(nèi)，并與各自的導(dǎo)向孔10c的表面滑動(dòng)接觸。
一個(gè)吸收室3a和一個(gè)排放室3b位于后殼3內(nèi)。閥板4上與各個(gè)缸孔1a分別對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有吸收口和排放口。位于閥板4與每個(gè)單頭活塞9之間的一壓縮室通過吸收口與吸收室3a相連，而通過排放口與排放室3b相連。在閥板4上設(shè)有一個(gè)吸收閥和一個(gè)排放閥，吸收閥用于打開和關(guān)閉每個(gè)吸收口，排放閥用于打開和關(guān)閉每個(gè)排放口。
后殼3上設(shè)有一個(gè)容積控制閥，圖中未示。該容積控制閥通過打開和關(guān)閉供給通道對(duì)曲柄室5內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，致冷劑通過這條供給通道從排放室3b流入曲柄室5。缸體1設(shè)有一條排出通道，排出通道上有限流器，限流器在曲柄室5與吸收室3a之間延伸。容積控制閥根據(jù)吸收壓力來調(diào)節(jié)曲柄室5內(nèi)的壓力，從而控制凸輪盤12的傾角。結(jié)果，單頭活9的沖程被改變，從而調(diào)節(jié)排放量。
這種壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)成使在上死點(diǎn)中心的單頭活塞9(圖1中的上部活塞)的突出部分93離延伸的缸孔形成部分1b有最可能小的軸向距離。即，滑軌保持部分92的幾乎全部的外周邊92b都與延伸的缸孔形成部分1b的活塞導(dǎo)向表面1c滑動(dòng)接觸。延伸的缸孔形成部分1b向曲柄室5延伸最可能大的長度，以便把活塞9接觸部分的長度增大到最大程度。因此，根據(jù)延伸的缸孔形成部分1b延伸的長度，活塞頭部分91的軸向長度以及除了延伸的缸孔形成部分1b之外的缸孔1a的軸向長度被減小，這就使壓縮機(jī)的總體軸向長度被減小了。
當(dāng)凸輪盤12傾角最大時(shí)，在下死點(diǎn)中心的單頭活塞9(圖1中由虛線表示的下部分活塞)的突出部分93位于突盤10的徑向外側(cè)，并且相對(duì)于軸向方向與突盤10重疊(突出部分93的前端表面在軸向方向上基本上與突盤10的前端表面重疊)。也就是說，當(dāng)單頭活塞9的突出部分93在曲柄室5內(nèi)位于其前端位置時(shí)，單頭活塞9的突出部分93位于突盤10的徑向外側(cè)，并與突盤10的前端在軸向方向上重疊。因此，就能確保有一個(gè)空間，該空間允許突出部分93突入位于滑軌保持部分92前側(cè)的空間內(nèi)，而無需增大曲柄室5的軸向的總體長度。因此，即使突出部分93向位于滑軌保持部分92前側(cè)的空間突入時(shí)，也無需增大壓縮機(jī)軸向上的總體長度。這種壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)成，當(dāng)突出部分93在曲柄室5內(nèi)移到其前端位置時(shí)，突出部分93離前殼2前壁的內(nèi)表面2b的距離最可能地小。因此，突出部分93、曲柄室5的前端、傾角最大時(shí)的凸輪盤12以及位于下死點(diǎn)中心的活塞9之間的這種關(guān)系能使曲柄室的軸向長度減小到最可能小的程度，這就減小了壓縮機(jī)軸向上的總體長度。
由于單頭活塞9的接觸部分的長度被增大了，因此，在壓縮沖程和排放沖程期間，作用在單頭活塞9上的側(cè)力就能被有效地減小了，從而使活塞能運(yùn)行更平穩(wěn)，并且能有效地抑制活塞頭部分91與缸孔1a的滑動(dòng)表面的磨損。
作用在單頭活塞9上的力矩、單頭活塞9接觸部分的長度、以及作用在單頭活塞9上的側(cè)力之間的關(guān)系將在下面描述。
參照圖3，當(dāng)單頭活塞9的沖程從吸收沖程變化到排放沖程時(shí)，單頭活塞9就在凸輪盤12上作用一個(gè)大的慣性力。因此，一個(gè)軸向分力“F”和一個(gè)垂直于軸向分力“F”的分力“f”就通過滑軌作用在單頭活塞9上。因此，在壓縮沖程和排放沖程中，由M表示的力矩“M”就使在缸孔1a內(nèi)移動(dòng)的單頭活塞9發(fā)生傾斜，面且側(cè)力F1和F2作用在單頭活塞9上。當(dāng)單頭活塞9接觸部分的長度減小到最小時(shí)，即當(dāng)單頭活塞9位于下死點(diǎn)中心且凸輪盤12傾角最大時(shí)，側(cè)力F1和F2的問題是很顯著的。
垂直軸向的分力f、由缸孔1a所產(chǎn)生的側(cè)力F1、以及由活塞頭前端邊緣所產(chǎn)生的側(cè)力F2之間的關(guān)系可用下面的表達(dá)式(1)和表達(dá)式(2)來表示。
f+F2＝F1 …(1)F1·L1＝F2·L2 …(2)式中，L1是滑軌13所在的球的球心與缸孔1a的邊緣之間的距離，L2是滑軌13所在的球的球心與活塞頭部分91的前端之間的距離。
因此，F(xiàn)1＝L2·f/(L2-L1)…(3)F2＝L1·f/(L2-L1)…(4)從式(3)和式(4)可知，可通過增大(L2-L1)的值，即通過增大單頭活塞9的接觸部分的長度，來減小側(cè)力F1和F2。
權(quán)利要求
1.一種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，包括一個(gè)缸體，在該缸體內(nèi)設(shè)有許多平行的缸孔，缸體具有前端和后端；一前殼，罩住缸體的前端，并在其內(nèi)形成一曲柄室；一驅(qū)動(dòng)軸，支承于所述的缸體和前殼上而繞一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；一后殼，罩住缸體的后端，并在其內(nèi)形成一個(gè)吸收室和一排放室，吸收室用于壓縮前進(jìn)行吸收致冷劑，排放室用于在壓縮后進(jìn)行排放致冷劑；一凸輪盤，設(shè)置在所說驅(qū)動(dòng)軸周圍，能與所說驅(qū)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；若干單頭活塞，分別在所說的許多缸孔內(nèi)可以作直線運(yùn)動(dòng)，每個(gè)單頭活塞通過一對(duì)滑軌與所說的凸輪盤相連，從而隨著所說凸輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而在對(duì)應(yīng)的一個(gè)缸孔內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，其中每個(gè)所說單頭活塞包括一活塞頭部分，可在缸孔內(nèi)滑動(dòng)，并具有一用于壓縮致冷劑的壓縮端和一與該壓縮端相反的基端；一滑軌保持部分，設(shè)置在活塞頭部分的基端附近，并形成一個(gè)大致縱向的U形斷面部分，該U形斷面部分具有相對(duì)的構(gòu)成一對(duì)接合槽的內(nèi)表面，一對(duì)滑軌就設(shè)置在這對(duì)接合槽內(nèi)；一個(gè)突出部分，形成一個(gè)防止轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，用于防止單頭活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所說的該突出部分從滑軌保持部分沿離開活塞頭部分的方向延伸，并具有一個(gè)防止轉(zhuǎn)動(dòng)面，該防止轉(zhuǎn)動(dòng)面部分地沿徑向向外突出，并超過活塞頭部分的外周，以便與壓縮機(jī)的靜止部分相接觸，從而防止了單頭活塞繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其中的缸體包括一延伸的缸孔形成部分，構(gòu)成一圓柱形導(dǎo)向面，從而允許至少活塞頭部分的外周可以在這個(gè)導(dǎo)向面上滑動(dòng)，所說的延伸的缸孔形成部分從缸體前端的圓周部分朝曲柄室延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，其特征在于所說每個(gè)單頭活塞的滑軌保持部分在其后表面上設(shè)有一部分外圓柱形外周，該部分外圓柱形外周與所說活塞頭部分的外周相連，所說的部分外圓柱形外周可沿所說缸體的延伸的缸孔形成部分的圓柱形導(dǎo)向表面滑動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，其特征在于延伸的缸孔形成部分長度被這樣來確定，即當(dāng)所說的每個(gè)單頭活塞在對(duì)應(yīng)的缸孔內(nèi)移動(dòng)到其上死點(diǎn)中心時(shí)，使所說的每個(gè)單頭活塞的突出部分離所說的延伸的缸孔形成部分的距離最可能小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，其特征在于所說的壓縮機(jī)包括一個(gè)突盤，該突盤設(shè)置在所說曲柄室的前端區(qū)域中，并被固定在所說的驅(qū)動(dòng)軸上，通過一個(gè)鉸接裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地與所說的凸輪盤相連，所說的鉸鏈裝置允許所說凸輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變凸輪盤的傾角，并且其中所說的單頭活塞的突出部分在所說的突盤的徑向外側(cè)延伸，同時(shí)，當(dāng)所說的每個(gè)單頭活塞移動(dòng)到下死點(diǎn)中心且所說凸輪盤的傾角最大時(shí)，該突出部分與所說的突盤重疊，當(dāng)所說的每個(gè)單知塞移動(dòng)到下死點(diǎn)中心且所說凸輪盤的傾角最大時(shí)，所說每個(gè)單頭活塞的突出部分離所說前殼內(nèi)壁面的距離為最可能短的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，其特征在于所說的靜止部分包括所說的用于形成曲柄室的前殼內(nèi)壁面的一部分，所說的每個(gè)單頭活塞的突出部分與所說的這個(gè)靜止部分相接觸，以防止每個(gè)單頭活塞繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)，其特征在于所說缸體的延伸的缸孔形成部分的圓柱形導(dǎo)向面與所說對(duì)應(yīng)的缸孔是同軸的。
全文摘要
一種單頭活塞式致冷劑壓縮機(jī)包括:一個(gè)缸體,缸體內(nèi)設(shè)有許多平行的缸孔,缸孔內(nèi)安裝有許多單頭活塞;一前殼,它與缸體相連,形成一個(gè)用于容納一凸輪盤的曲柄室。通過把缸體的前端的一周邊部分伸入曲柄室內(nèi),從而形成一個(gè)延伸的缸孔形成部分,它具有部分圓柱形的導(dǎo)向表面,該表面與對(duì)應(yīng)的缸孔相連,并與活塞頭部分及單頭活塞的一保持部分的外周邊滑動(dòng)接觸。每個(gè)單頭活塞的突出部分從保持部分的一側(cè)端表面突出,該保持部分在活塞頭的后面伸入曲柄室內(nèi)。
文檔編號(hào)F04B27/08GK1248675SQ9911888
公開日2000年3月29日 申請日期1999年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月16日
發(fā)明者太田雅樹, 加藤圭一, 安谷屋拓, 西村健太 申請人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)制作所